光伏制氢，是弃电还是提高效率？技术路线有哪些？

在“3060”的目标要求下，清洁能源代替化石能源的大潮已全面开启。其中，光伏产业以其应用灵活特性，让整个产业保持着活力与发展想象。

与此同时，随着氢能在全球的火爆，光伏制氢产业也迅速被点燃。当光伏遇见氢能，一个全新的新能源应用蓝海出圈诞生。而“绿色氢气”作为实现气候目标的新兴领域，正成为行业焦点。

光伏制氢，是弃电还是提高效率?

3月30日，国新办举行的中国可再生能源发展有关情况发布会上，国家能源局表示，到“十四五”末，可再生能源将从原来能源电力消费的增量补充，变为能源电力消费增量的主体。随着近年光伏装机规模不断扩大，仅2020年我国新增装机规模48.2GW。在双碳目标的指引下，光伏将进入下一个快速发展阶段。中国光伏行业协会相关报告显示，十四五“国内年均光伏新增装机规模达70GW-90GW。

光伏装机量的不断攀升，使得消纳问题愈发凸显，成为制约光伏大规模发展的瓶颈之一。

随着我国能源绿色、低碳的转型，氢能也迎来了快速发展。“光伏+制氢”模式，将有效解决消纳问题等可再生能源的发展瓶颈。还可有效解决制氢成本高和绿色生产的问题。

“光伏+氢能”模式，并不是简单地放弃电力，制造氢能，而是提高了能源利用效率、生产清洁能源一举两得的好事。

光伏制氢，还有多大发展空间?后疫情时代，绿色复苏与重视新能源已成为全球多数国家的发展共识。 中国产业发展促进会副会长、氢能分会会长魏锁表示，发展氢能产业，对我国减少油气对外依赖，提高能源安全水平，减少大气污染排放，改善生态环境，有着重大现实意义。 英国石油公司BP最新发布的《世界能源展望》中指出，到2050年，氢能占终端能源消费总量比例或将增长16%，其中电解水制氢将成供氢主体，中国的电解水制氢率先采用可再生能源，据中国氢能联盟发布的白皮书显示，到2050年，我国可再生能源电解制氢将占氢气供应结构的70%。

我国光伏历经十余年的快速发展，一毛钱一度电已经成为现实。据初步计算，在光照好的地方，光伏制氢的电力成本约1毛5分钱，大幅低于现在制氢的电力成本，光伏制氢的竞争力也将逐渐增强，市场空间也将全面展现。

光伏制氢，技术路线有哪些?

光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢用电。光伏直流发电系统相比传统电站减少了逆变和升压的过程，主要设备设施包括光伏组件、汇流箱、支架、基础、接地装置等，光伏组件可根据制氢站输入电压和电流要求进行串、并连配置，从而提高系统效率。电解水制氢目前技术成熟、设备简单，运行和管理较为方便，制取氢气纯度较高，无污染，主要有3种技术路线。

碱性电解槽制氢。该种电解槽的结构简单，适合大规模制氢，价格较便宜，效率偏低约70%~80%，主要设备包括电源、阴阳极、横膈膜、电解液和电解槽箱体组成，电解液通常为氢氧化钠溶液，电解槽主要包括单极式和双极式。

聚合物薄膜电解槽(PEM Electrolyzer)制氢。效率较碱性电解槽效率更高，主要使用了离子交换技术。电解槽主要由聚合物薄膜、阴阳两电极组成，由于较高的质子传导性，聚合物薄膜电解槽工作电流可大大提高，从而提升电解效率。随着质子交换膜、电极贵金属技术进步，聚合物薄膜电解槽制氢成本将会大大降低。

固体氧化物电解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氢。可在高温下工作，部分电能可由热能替代，效率高、成本低，固体氧化物电解槽是三种电解槽中效率最高的设备，反应后的废热可与汽轮机、制冷系统进行联合循环利用，提升效率，可达到90%。