制氢是氢能产业链的最前端环节，亦是氢能战略地图上的必争之地。目前，市场上主流的制氢方法有化石能源制氢、工业副产氢、电解水制氢。其中，化石能源制氢常见的技术路线有煤制氢、天然气制氢，这些也是目前应用最广的制氢方式，在国内氢气来源中占比约80%。
工业副产氢常见的技术路线有丙烷脱氢、乙烷裂解、氯碱、焦化等，这些制氢工艺在国内氢气来源中占比接近20%；电解水制氢常见的技术路线有碱性电解、PEM（质子交换膜）电解、SOEC（固体氧化物电解池）电解，电解水制氢在国内氢气来源中占比约为1%。
根据制氢方式的不同，市场上通常将氢分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。“灰氢”是指利用化石能源、工业副产品制取的氢气，生产时会伴有大量碳排放；“蓝氢”是在灰氢的基础上将二氧化碳副产品捕获、利用和封存（CCUS）而制取后的氢气，生产过程能够显著减少碳排放，但生产条件苛刻；“绿氢”是利用可再生能源（如太阳能、风能等）电解水制取的氢气，碳排放可降至零，目前生产成本最高。目前全球市场上的氢气主要来自灰氢，绿氢由于生产全过程100%绿色的特点最受市场瞩目，发展前景最为广阔。
绿氢制备和产业链
“绿氢”全称可再生能源电解水制氢，电解水制氢的原理是在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。
根据电解槽隔膜材料的不同，电解水制氢主要分为碱性电解水、质子交换膜电解水（PEM）和固体氧化物电解水（SOE）三类。
其中，碱性电解水技术已经实现工业规模化产氢，技术成熟；PEM处于产业化发展初期；SOE还处在实验室开发阶段。预计在较长时间内，碱性电解水制氢仍是主要的电解水制氢手段。
碱性电解水制氢技术成熟，配套成本低，但耗电量高于其他技术路线；
PEM在耗电量和产氢纯度方面都占优，但由于质子交换膜等核心部件依赖进口，电解槽成本昂贵，因此总体成本比电解水制氢高40%左右。
随着核心部件国产化、技术进步及规模效应降本，根据中国电动汽车百人会的预计，2030年PEM在电解水中的市占率将达到 10%。
从成本方面来看，电解水制氢成本主要来源于电费、固定成本、设备维护和水费这四项开支。其中，电价高是造成电解水成本高的主要原因。电价占总成本的85.3%，而电价的下降将带来制氢成本下降。同时，技术发展、规模化效应，都会使氢气成本下降，因而电解水制氢法是更理想的制氢方式。
在绿氢这一块，增量空间比较大的市场在于电解槽，即制氢的设备。
电解水制氢根据电解质的不同可分为碱性电解水制氢、PEM电解水制氢、固体氧化物电解水制氢三种。
碱性电解水制氢技术最成熟，占据主导地位;
PEM电解水制氢效率高，但还处于产业化早期，设备生产成本较高。
固体氧化物电解水制氢还处于实验室阶段。
碱性电解水设备成熟，国内主要厂商包括中船重工718所、考克利尔竞立（苏州）、天津大陆等。国外主要厂商包括 NEL（挪威）、Mcphy（法国）、IHT（瑞士）等；
PEM 电解水仍在商业化初期，降本增效是后续目标，上述龙头企业也积极参与 PEM 电解水设备的研发和改进。但目前成熟的碱性电解槽存在一个问题，碱性电解槽启动准备时间长，负荷响应慢，还必须时刻保持电解池的阳极和阴极两侧上的压力均衡，防止氢氧气体穿过多空的石棉膜混合，进而引起爆炸。因此，碱性电解槽难以与具有快速波动特性的可再生能源配合。
通过一些机构的测算，目前电解槽设备每kw电解槽年平均制氢量为18.16kg。
假设到2030年，可再生能源电力储能技术进一步突破，全球发电量的0.5%被氢能储存，则需要150GW电解槽设备，对应电解槽市场规模为3750亿。
另外，像光伏、石化等跨界龙头也纷纷入局。隆基股份、阳光电源、中国石化、宝丰能源等跨界龙头企业都已经开始布局光伏制氢赛道，从技术研发、工程建设、商业模式等多方面展开探索。
氢能产业迎来“互联时代”
随着5G技术的广泛应用，千行百业被纳入物联网。当前，物联网的核心已经从前期的硬件技术投入，发展到当下的软件平台无缝嫁接到垂直行业应用之上，发展趋势的本质是深度挖掘物联网形成的产业数字化和实体经济深度融合带来的商业价值。
据介绍，作为业内最早专注于氢能源制、储、运、加、用的物联网和相关产业大数据统一收集、统一分析、统一监控、统一赋能的高新技术企业，氢山科技自主研发了一整套氢能源物联网平台，具有海量数据采集、数据处理、算法分析、业务预警以及终端呈现的能力。
物联网平台可以说是未来各项实体数字化的基础设施，成为大规模、低成本、使用便利的解决方案，为“万物智联”背景下各个行业实现智能化提供了有力保障。
基于在物联网领域的长期投入和积累，氢山科技已经沉淀出一套相对成熟的氢能产业物联网解决方案，可以与合作伙伴持续推进产业生态建设，驱动行业创新。
2020年5月，由氢山科技开发的氢能源全产业链大数据管控平台上线，这一平台首次将氢能源产业链的制造、储存、运输、加注以及氢能源车辆运营管理和维护等整个生态纳入统一系统，实现协同管理，为氢能源安全应用打下基础，有利于推动这一新能源在我国运输领域的快速发展。
从功能上看，氢山科技的氢能物联网平台是由一个总指挥调度中心和四个子系统构成，四个子系统分别是制氢厂生产监控系统、氢能源运输安监系统、氢能源车实时车况监控子系统、加氢站实时监管子系统。
通过氢山科技的氢能源大数据平台可以实现氢气制备、运输、使用等全流程可视化的监控和展示。比如，就加氢站而言，氢山科技已经形成了基于大数据的AI加氢管理子系统，可以提供加氢站位置查询，各类设备实时安全监控和告警服务，加氢枪加注状态和流量统计查询服务、加氢站运营情况形成统计报表和基础信息维护等基于加氢站各类场景全方位的管理和服务能力。
氢山科技相关负责人表示，公司优势主要在于业务模式是基于氢能产业全产业链，更专注氢能细分行业本身的场景开发，定制化的专业大数据服务能力。同时，公司对氢能行业各场景的理解较深入，并形成了一套基于实体产业基础上的数字化服务能力。
绿氢产业规模和前景
今年年初，国家发展改革委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》，首次将氢定义为一种绿色低碳的二次能源，明确了氢的能源属性。这成为中国氢能产业的重要制度基础。据了解，尽管中国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，但煤制氢和天然气制氢占比近八成，氯碱、焦炉煤气、丙烷脱氢等工业副产氢占比约两成，绿氢规模很小。
欧阳明高院士表示：“我们面向未来的'碳中和'对绿氢的需求是非常大的。中国氢气用量未来要增加到8000万吨，基本是绿氢，但是我们现在的氢中绿氢占比很低。这是我们面临的问题，也是我们巨大的机遇。”
欧阳明高院士指出，想要发展好绿氢产业，必须从价值链、技术链和产业链三个方面做全盘考虑。在这位科学家看来，氢能受到热捧，首先源自它在“碳中和”和能源革命当中的战略价值，“但现在怎么把战略价值变成商业价值，则是当前的重点问题。商业价值与技术进步密切相关，在当下，可再生能源发电制氢更是商业价值的源头。”欧阳明高院士认为，不解决可再生能源发电制氢的经济性问题，整个绿氢的发展便会受到阻碍。据悉，这也是欧阳明高院士及其团队所主攻的方向之一。
产业链则要起到拉动作用。欧阳明高院士指出，有可再生能源制氢在源头推动，燃料电池大规模商业示范应用龙头拉动，一推一拉，来带动绿色氢能全产业链的发展。欧阳明高院士团队长期致力于新能源技术研发，在氢能与燃料电池领域，是两度牵头奥运氢能示范的团队。这位科学家透露，零碳智慧制氢项目已经正式运行。
文章来源： 中国新闻网，主编的财经世界，光明网
