20世纪以来，人类对于氢能的探索从未停止。当下，氢能革命的浪潮再次兴起。

“氢能的浪潮在全世界已经走到第四轮了，在二战后热过一轮，上世纪80年代热过一轮，2008年热过一轮，现在是第四轮。因为风能和太阳能成本下降，在‘碳中和’的背景下，氢能热潮再一次兴起。”澳大利亚技术科学与工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘科表示。

光子照射在晶硅面板上，光电子逃逸出金属表面，形成电流。高导电性的薄膜通过吸附和传递质子，将水分子分解成氢离子和氧气。于是，光与电、电与氢之间串联起新的可能。

8月30日，中国石化宣布，我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目全面建成投产，标志着我国绿氢规模化工业应用实现零的突破。

氢从西部来

绿氢是指通过太阳能、风能等可再生能源发电直接制取的氢气，生产过程中基本不产生温室气体。

新疆库车是全国享有最好的日照条件地区之一，最长日照时长可达16个小时。

位于库车经济技术开发区以东约18公里、牙哈镇以北约10公里的戈壁滩区上，一排排光伏板排列整齐，延伸至远处的天山山脉，大量优质的光伏资源通过晶硅面板转换为绿电。

8月30日，位于新疆库车的300兆瓦光伏电站实现全容量并网，这意味着新疆库车绿氢示范项目全面建成投产。这是我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目，随着配套的光伏电站全部建成、实现全容量并网，该项目可满负荷生产绿氢。

源源不断的绿电从这里送向7公里之外的制氢厂。

在制氢厂，记者看到，十个巨大的球形储氢罐放置在工厂中央，七座制氢车间里放置了共52台电解槽，有如连廊般的蓝色输氢管道建立在沙漠戈壁滩之上。据悉，该制氢厂的电解水制氢能力2万吨/年、最大储氢能力28万标准立方米、输氢能力2.8万标准立方米每小时。

新疆库车绿氢项目所产的绿氢主要用于供给4.5公里之外塔河炼化公司的两套汽柴油加氢装置生产，最终目标实现百分之百替代天然气制氢装置所产的灰氢，每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，相当于植树30万棵。

西北地区是我国弃风弃光比较严重的地区。而化工行业又是我国实现碳中和的关键行业之一，绿氢炼化也被视为化工行业实现绿色转型的重要路径。该项目通过将绿电转制绿氢用于炼化是一种理想的绿电、绿氢的消纳方案。

与此同时，面对可再生波动电源制氢的技术难题，中国石化通过自主开发绿电制氢配置优化软件，将电控设备与制氢设备同步响应匹配，实现了“荷随源动”，大幅提升对波动的适应性。

降本提效

随着燃料电池技术的迅猛发展和人们对环保要求的不断提高，氢在能源产业中的发展潜力日益凸显。目前炼油行业使用氢气，主要是由于原油中含硫、氮等杂质，炼厂采用催化裂化、催化裂解等工艺，易造成成品油中烯烃含量过高，影响产品的氧化安定性，造成产品质量不合格。该项目生产的绿氢将替代塔河炼化的天然气制氢、作为原料进行加氢反应，最终进入油品中，实现炼油产品绿色化。

作为我国首个规模化绿电制绿氢、绿氢炼化项目，工艺技术新、规模大、无成熟工程案例可借鉴是项目推行过程中的几大挑战。值得一提的是，该项目所用的光伏组件、电解槽、储氢罐、输氢管线等重大设备及核心材料全部实现国产化。

以电解槽为例，在该项目启动之前，国内的1000标准立方米每小时电解槽累计需求量不到30台，而仅库车绿氢示范项目就需要52台。

“这个项目最大的意义是带动了国内的制氢装备的规模化生产，为国内氢能产业链降本提供了空间。”中国石化氢能源（上海）有限责任公司总工程师张闻锋介绍。这之中，隆基氢能便是该项目电解槽的三大供货商之一。据悉，隆基氢能的电解槽产能也在今年得到了大幅提升——去年年底产能达到1.5吉瓦，位居全球第一。伴随今年年底西安装备工厂的建成，其产能将达到2.5吉瓦。

波士顿咨询公司联合欧阳明高院士团队发布最新研究报告《中国氢能产业展望》谈到，制氢领域近年来正持续受到市场和资本的关注。尽管碱性电解水制氢技术（AEC）被认为是相对成熟的技术，但仍需要产业参与者面向全新的绿氢场景，进行系统性技术创新，以场景落地推动产业链发展，进而真正推动氢能产业发展。

隆基氢能副总裁王英歌认为，电解水制氢的成本70%左右是电力的成本。电力成本的构成取决于两个因素，一是电价，二是电耗。电耗方面技术突破能够带来效率的提升，那么电价方面就取决于光伏和风电的电价进一步下降，带来制氢成本的降低。

“氢能产业链的发展，需要各环节长期的技术创新与突破，来解决全行业所面临的技术成本高、能量转化效率存在瓶颈、安全性管理缺乏体系、数字化水平低等问题。”欧阳明高院士团队的杨福源教授表示，“持续的技术迭代，以及跨行业的技术创新，正在为氢能产业注入加速发展的支撑与原动力。”

在应用端，将氢转换为电的氢燃料电池中的核心部件——电堆，成本也同样在近年迅速实现下降。

上海重塑能源集团股份有限公司战略市场部总监刘一粟介绍，国产化为氢能产业的关键环节带来显著的帮助，最有代表性的是产品成本的大幅下降，早期电堆的售价每千瓦在20000元左右，今年市场上平均售价已经降至每千瓦4000至5000元。“这个降本的过程只用了7年左右的时间。这有赖于中国燃料电池产业链、供应链不断完善，更离不开技术自主化和产业规模化两大重要支撑。”

商业前景广阔

不可否认的是，本轮全球氢能的兴起盖因“碳中和”的远期目标。而这一次与前几次最大的不同是两个成本的大幅下降：一是燃料电池成本的大幅下降；二是可再生能源成本的大幅下降。

电解水制氢技术的不断突破，光伏制氢是降低制氢成本的重要路径之一。叠加终端用氢市场的不断拓展，重卡、船舶、商用车、热电联供、工业冶金等对氢气的需求不断提升。随着燃料电池技术的迅猛发展和人们对环保要求的不断提高，氢在能源产业中的发展潜力日益凸显。

供稿：《21世纪经济报道》