10月12日消息，IEA预测认为，2021年全球电解水制氢装机虽仅有50万千瓦左右，但在各因素的刺激下，到2030年，全球电解水制氢装机将达到2.9亿千瓦。

近日，国际能源署（IEA）发布《2022年全球氢能回顾》报告称，在对抗气候变化、化石燃料价格激增、能源供应风险加大等因素的影响下，全球氢能产业呈现高速扩张态势。2021年，全球氢能需求已经达到了9400万吨，创下历史新高。同时，随着各国积极出台氢能支持政策，预计到今年底，全球电解水制氢装机量有望超过140万千瓦，较2021年翻两倍以上。在IEA看来，在化石燃料价格高涨的刺激下，可再生能源制氢等低碳来源的氢气正获得前所未有的发展动力。

目前来说，有哪些成熟的制氢技术路线和具体方法？行业发展现状是怎么的？未来趋势如何？

制氢技术路线和具体方法

目前，氢的制取产业方面主要有以下三种较为成熟的技术路线：

一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；

二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烧脱氢为代表的工业副产气制氢；

三是电解水制氢，年制取氢气规模占比约3%。生物质直接制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术路线仍处于实验和开发阶段，产收率有待进一步提升，尚未达到工业规模制氢要求。

从具体的方法来说，有以下6种。

1.水电解制氢

水电解制氢技术可靠，操作简单，维护方便，无污染，制氢纯度高。随着水电工业和水电解制氢工艺设备的大力发展，如新隔膜、新电极的不断推出，单位体积的产气量将大大提高，其适用范围将大大提高。特别是高温固定聚合物水电解工艺的开发应用，可能使制氢总效率达到提高更多。

2.热化学分解水制氢

采用热化学法在闭合循环中产生氢气，使水在一定的化学反应过程中在热的作用下分解。热化学分解水在复杂的系统和多个中间反应中至少完成两个阶段。

3.光催化制氢

在光的作用下，当光催化剂存在时，水可以分解成氢和氧，所选光催化剂应在相当宽的光谱区域具有吸收光和光合再生的能力。

4.矿物燃料转化制氢

由各种矿物燃料、天然气、石油及其产品、煤制氢制成的过程非常相似。基本过程为：碳氢化合物蒸汽转化——包括天然气、轻油等蒸汽转化；部分氧化法-原油、重油等液体的部分氧化；煤炭的转化。

5.氨分解制氢

在一定温度下，通过催化剂的氨气被分解为氮氢混合75%氢，25%氮，合成氨催化剂一般可用于催化剂。分解后的高温混合气体通过冷却器、分离器和干燥器，每公斤液氨可生产混合气。

6.甲醇分解制氢

甲醇分解制氢装置是利用甲醇和水在催化剂上分解制氢的一种方法。与其他制氢方法相比，具有投资成本低、运行成本低、反应条件温和等优点。可用于化工、医药、轻工、建材、冶金等工业部门。其缺点是甲醇价格不稳定。

行业发展现状是怎么的？未来趋势如何？氢能产业如何才能快速发展起来？

应用场景逐步多元化

IEA在报告中指出，在全球能源供应危机的大背景下，制定出符合气候目标、保障能源安全的政策至关重要，使用氢气不仅有助于提高能源安全水平，更能降低终端应用场景中化石燃料的使用，拓宽可再生能源制氢需求，以实现全社会能源体系的脱碳。

报告显示，随着全球经济回暖，2021年全球氢气总需求量达到9400万吨，同比增长5%，在全球终端能源中占比达到2.5%，超过了2019年9100万吨的水平。按照目前各国制定的氢能发展政策，到2030年，全球氢气需求有望维持高速上涨态势，达到1.15亿吨，在各国政府充分实现既定气候目标的情境下，2030年全球氢气需求更是有望突破1.3亿吨。

其中，氢能下游应用场景的拓宽为提振氢气需求起到了重要作用。IEA统计显示，截至2021年底，全球燃料电池汽车存量已经超过了5.1万辆，较2020年底的3.3万辆增长超过50%，创下了历史最高纪录。IEA表示，交通已经成为氢能应用扩张最为迅速的行业。除此以外，2021年，全球多家企业都宣布将使用纯氢进行炼钢。同期内，多国也开始试行氢燃料电池火车，航运业更是出现了超过100个氢及其衍生燃料的试点项目。另外，IEA统计还显示，在电力领域，到2030年，全球范围内已经公布的氢燃料和氨燃料发电计划产能达到了350万千瓦。

电解水制氢装机增长潜力大

高速上涨的下游需求明显提振了氢气供应市场，但IEA也指出，2021年绝大部分氢气都生产自没有配备碳捕捉及封存装置的化石燃料，仅有不到100万吨氢气来自于低碳排放源，应用高碳来源的氢气实质上对气候行动并无帮助。与此同时，IEA进一步指出，由于目前全球范围内煤、天然气等化石燃料价格维持高位，在部分风光资源丰富的区域，可再生能源制氢成本已基本能够和化石燃料制氢成本持平。

为实现既定的气候目标，低碳来源的氢气产能扩张已十分迫切。据了解，全球主要经济体都在2021年密集出台了氢能发展相关规划，以推动低碳来源氢气产业的发展。以欧盟为例，欧盟委员会在今年3月推出的能源计划中提出，为提高能源安全水平，到2030年将至少进口1000万吨可再生能源制得的氢气。

IEA预测认为，2021年全球电解水制氢装机虽仅有50万千瓦左右，但在各因素的刺激下，到2030年，全球电解水制氢装机将达到2.9亿千瓦。同时，到2030年，全球制氢电解槽年产能预计将超过6000万千瓦，较目前翻7倍左右。

不仅如此，IEA进一步指出，氢能相关技术正突飞猛进，这也将不断刺激低碳氢气产能的扩张。随着电解水制氢产业逐步实现规模化，可再生能源电解水制氢成本有望降低70%以上。IEA预测认为，到2030年，可再生能源电解水制得的氢气有望满足全球至少1/4的氢气需求，如果目前各国规划的所有低碳来源制氢项目都能够实现，到2030年，全球每年低碳氢气的生产规模可达到1600万吨至2400万吨，其中甚至将会有超过一半的项目都来自于可再生能源电解水制氢。

发展离不开政策支持

“在建设一个可负担得起、安全且清洁的能源系统过程中，已经有越来越多的信号表明，氢气将是其中的重要一环。”IEA署长法提赫·比罗尔在报告中指出，“一连串低碳产氢项目的公布意味着新一轮能源经济的扩张。不过，氢能产业还需要在技术水平、行业监管和下游需求等方面有所加强。”

IEA提醒称，虽然全球各国计划的氢电解槽项目产能规模巨大，但部分项目仍在早期阶段，实际上仅有约950万千瓦电解水制氢产能获得了最终投资决定，这也意味着，氢能产业实际上还存在诸多不确定性，若要刺激投资额增长，积极稳定的政策支持必不可少。

IEA指出，氢能开发的早期项目面临着下游需求较弱、监管缺失、基础设施欠缺等多重风险，各国政府应为这些项目提供相应支持，例如提供基金、贷款、税收减免等优惠措施。虽然业界对氢能行业的投资大幅增加，钢铁和交通运输等领域的氢能试点应用项目数量激增，但这些都只在整个氢能领域中占据小部分，要实现在重工业和长距离运输中氢能的应用，各国还应加强政策支持力度，更加深入地推动氢能应用。

为扩大低碳氢气的生产规模，IEA建议，各国政府应通过拍卖、配额等方式创造公共需求，加强氢传输管道、氢接收站等基础设施建设力度，配套氢、氨产业全面发展。另外，各国还应加强标准、认证以及监管方面的合作，建立国际性的氢能交易市场。

文章来源： 中国能源报，HGP科技，迷糊的咕噜兽