中国沿海地区可依托风能、核能、港口等优势，发展具有沿海特色的氢源基地。在发展初期，利用化学副产品促进制氢，推动了氢工业的启动。中后期应利用风能、核能等清洁能源，实现零排放和绿色制氢。

未来大规模制氢的发展方向将是利用风力发电、光伏发电等可再生能源水电解制氢。此外，核能也有很好的发展前景。中国沿海地区依托海洋，具有与内陆地区相比的海上风电、核电优势，可以建设具有沿海特色的氢源基地。

沿海特色氢源基地思路简述

中国东南部海岸线长，风能资源丰富，中国正在积极发展海上风电。沿海地区可以利用港口优势形成能源输送枢纽。沿海地区氢源基地具有两大功能:一是新能源制氢基地;二是氢能配送中心。

沿海特色氢源基地架构

沿海特色新能源制氢技术

风电制氢

风氢耦合发电的初衷是解决风力发电作为一种储能方式的间歇性问题。风氢耦合发电系统能量转换效率低。在目前的技术水平下，“风电-氢电”的转化效率不足40%，不适合大规模应用。因此，未来的风氢耦合应侧重于更有前景的“风电-氢利用”模式。

风电制氢的关键技术是水电解。目前主要有三种水解技术:碱性水解、纯水质子交换膜(PEM)水解和固体氧化物电解槽(SOEC)水解制氢。碱性水电解制氢技术和PEM水电解制氢技术已实现商业化。前者相对成熟，而后者由于成本高，处于早期的商业测试阶段。SOEC虽然具有较高的效率，但仍处于研究和示范阶段。

在副并网的风氢耦合模式下，采用弃风弃电制氢。由于风力发电的间歇性和随机波动特性，要求水电电解装置在电能不稳定的情况下具有安全、可靠、高效的制氢能力。在目前的工艺水平下，碱解设备在功率波动条件下的冷启动响应和制氢质量都不佳。PEM响应速度快，能适应风电场的功率波动，但投资成本高，不适合大规模应用。

综上所述，在未来大规模风电制氢中，如果采用纯制氢的非并网方式，可以考虑碱性电解技术与PEM电解技术相结合。以基础水电解设备为主，在大规模安装中发挥其成本低的优势。PEM水电解设备以其快速响应的优势，用于匹配风电波动。

核能制氢

利用核能，可以高效、大规模地生产氢，而且不会排放碳。核能制氢技术的研发为未来大规模供氢提供了有效的解决方案，可为高温堆工艺的热应用开辟新的用途，这对实现我国未来能源战略的转变具有重要意义。

未来在核能发电领域的应用，第四代核电系统的六堆(钠冷快堆、风冷快堆、铅冷快堆及熔盐堆、超临界水堆、超/高温气冷堆)，具有本质的安全性，超/高温气冷堆出口温度高、功率大的特点，被认为非常适合堆兴制氢。

核能制氢技术路线

碘硫循环法被认为是最有前途的核制氢技术。碘硫循环为三步反应相耦合过程，反应温度为800 ~ 900℃。反应的最终结果是水分解成氢和氧。反应的第一步是20 ~ -120℃下的本生反应。第二步是硫酸在830 ~ 900℃分解。第三步是氢氧酸在400 ~ 500℃分解反应。碘硫循环制氢效率可达50%以上，且易于实现放大和连续运行，适合大规模制氢场景。

混合硫循环反应的最终结果也是水分解产生氢和氧。混合硫循环分为两步:第一步为30 ~ 120℃下的SO2去极化电解反应;第二步是硫酸在850℃分解。混合硫循环的第一步是电解，所以这个过程需要使用高温热和碘，这比传统的电解效率高得多。

高温蒸汽电解采用固体氧化物燃料电解电池(SOEC)来实现高温水蒸气电解。与传统的电解技术相比，SOEC反应需要在高温下进行(一般在700℃以上)，利用核热可以显著提高制氢效率。

液氢港口与LNG接收站冷能回收

日本提出了通过海路进口液态氢的方案，并积极进行了研究。2017年，神户大学与Iwatani Gas和日本材料科学研究所在大阪成功进行了小型液态氢载体试验。日本计划在2020年至2030年期间从澳大利亚商业进口氢。根据该计划，在澳大利亚作为闲置能源使用的褐煤将被气化用于制氢(包括碳捕获)和液化，日本无碳氢化合物供应链技术研究协会将在2020年前使用两艘容量为1250立方米的液氢储罐船在海上转移液氢。

参照日本的思路，中国沿海地区有建设液化天然气接收站的条件，可以考虑建设液氢港。在缺氢阶段，可以模仿日本的进口终端模式，从世界进口相对便宜的液氢作为补充和储备。在大规模生产氢气后产能充足的阶段，可以效仿澳大利亚的出口终端模式，通过向氢资源稀缺的邻国出口液态氢来获取利润。

根据沿海地区能源特点，由弃风制氢的辅助并网方式向专业化制氢的非并网方式转变，可以提高风力制氢的转化效率和经济性。non-grid-connected模式,考虑到成本和不同hydroelectrolysis设备的技术特点,该方案与碱性hydroelectrolysis设备为主要部分和PEM hydroelectrolysis设备为辅助可能有更好的应用前景,可以进一步研究和分析。利用第四代核能系统的高温核热，高温热化学循环分解水制氢和高温蒸汽电解制氢，可实现核能向氢能的高效转化，未来可用于大规模无碳制氢。

依托LNG接收站的经验，建设液氢港，成为国际液氢配送中心，有利于国际氢能贸易的发展。

结合风电制氢、核能制氢、液氢港口，形成沿海特色氢源基地，发挥氢作为物理能源的优势，帮助氢取代石油，促进向无碳社会过渡。