近日，以“碳路中国氢进万家氢能世界绿色未来”为主题的2022山东氢博会系列活动：第二届中日韩氢能产业高峰论坛，第二届世界绿氢产业发展大会，首届中国（山东）氢产业大会成功举办。阳光氢能科技有限公司市场营销总监应源作了主题为“双碳目标下绿电制氢发展路径”的演讲。主要从绿氢发展前景展望、阳光氢能的绿氢解决方案、阳光氢能发展概况等三个部分进行了分享。

绿氢发展前景展望

目前氢能正在全世界发力发展，有超过130个国家和地区提出了碳中和目标，20多个国家制定了国家氢能发展战略，预计到2025年制定氢能战略国家GDP总和将超过全球总量的80%。全世界之所以大力发展氢能有三大驱动力，其一是深度脱碳，其二是经济增长，第三是能源安全。

深度脱碳结合可再生能源制氢进行多场景示范应用，以能源结构清洁化转型产业脱碳为核心目的，主要应对气候变化为主。经济增长拥有先进核心技术或氢能优势，通过技术出口或氢资源出口，以打造新的经济增长为目标，打造氢能产业集群，培育新的经济增长点。涉及到能源安全方面，展开国际间氢资源供应链与贸易，国内进行发电等综合示范应用，替代石油煤炭等传统化石资源，保障能源安全与技术优势。

可再生能源与氢协同发展是支撑双碳目标的可行性路线。从历史数据上看，二氧化碳排放有51%来自于发电与供热，有28%来自于工业生产，有10%来自于交通领域。通过可再生能源制取绿氢，将可再生能源从电力端引向用户终端，是解决脱碳的关键抓手。

从各大权威机构发布的数据来看，在2021年的数据上可以看出全球氢能总需求量达到9400万吨，同比增长5%，在终端能源中占比2.5%，中国氢能需求量占比最高，且总体需求量稳定。可以大胆预测，2030年全球氢气需求量预计达到1.3亿吨，中国为0.37亿吨，全球低排放氢的产量可能达到每年1600万到2400万吨，其中一半以上将来自于可再生能源电解槽产生的绿氢。

从我国的国家层面上来看，目前国家氢能政策框架搭建初步完成，通过顶层设计+示范应用补贴+地方产业规划，共同促进整个产业链协同发展。我国沿海区域近年来海上风电大力发展，结合长三角珠三角发达的交通路网，形成绿色交通与绿色国际贸易产业，而在我国的北方以及西北、西部地区有着得天独厚的风、光资源，通过风、光制氢结合传统化工形成一条完善的产业结构链。

氢能在交通领域。随着氢燃料电池的技术进步与快速降本，氢能重卡、轨道、航运、航空等将快速发展。

汽车领域。我国初步形成了京津冀、上海、广东、河北、河南五大城市示范群格局。

低速车领域。近日，安泰创明、美团等也开展了氢能电动外卖车示范项目。

轨道交通领域。中车大同发布了中国自主研制的氢燃料电池混合动力机车，截至目前已在赤峰运行超过1万公里。

船舶领域。目前尚未有实际案例。据交通运输部水科院预计，2025年改造和新建数量分别约400艘和200艘。

传统化工领域。通过可再生能源制氢，进而结合氮气形成绿氨，不仅仅是重要的基础化工原料，同时也是解决氢气储运难题的一种有效途径。

在煤炭价格处于历史高点时（1500-2000元/吨），传统合成氨的成本将超过3000元/吨。此时在电价较低（0.2元/kWh)的区域，绿色合成氨的生产成本也可以与传统合成氨相竞争。而在煤炭价格处于正常范围时（700-900元/吨），传统合成氨的成本范围将在1900-2000元/吨。此时在电价非常低（0.1元/kWh)的区域，绿色合成氨的生产成本也可以与传统合成氨相竞争。

氢-氨能源在化工、储能、燃烧等方面应用逐渐展开。

国家《“十四五”新型储能发展实施方案》强调了氨的氢基储能和低碳燃料属性。从2021年开始，国内氢-氨联合示范项目逐渐增多。

在低碳燃料方面，按照“光伏发电-电解水制氢-合成氨-氨运输-火电厂掺氨燃烧”的技术路径：通过逐步提高掺氨燃烧比例，达到有效降低火电厂二氧化碳排放和能耗总量的目标。目前，佛山、合肥和内蒙古均在推进氢-氨燃烧示范项目，包括发电、制陶等。

在储能方面。福大紫金氢能开发的3kW氨制氢燃料电池正式交付，氨制氢加氢站目前正在推进过程中。

在化工领域。传统大化工绿氢绿氨化目前正在加速，以内蒙、吉林等地大规模风光制氢示范项目为主。

阳光氢能的解决方案

传统电解水行业应用场景有限，以小规模网电制氢为主，主要应用于火电厂、气机冷却以及半导体、浮法玻璃，而且技术的发展相对缓慢，电解槽发展近百年历史，1000Nm3/h电解设备才刚刚得到应用。目前主要大规模应用的技术路线为碱性电解水技术路线，质子膜仅仅用于一些典型的示范项目，而SOEC则处于实验室阶段。

传统的制氢到可再生能源电解水制氢又面临哪些挑战和问题？

挑战一：技术成熟度和规模化生产能力尚有待提高。在制氢电源方面，第三代功率半导体IGBT技术的规模化应用还没有形成，风光离网制氢电源的开发也刚刚起步，制氢电源和制氢装置有很深的耦合性，但并没有在市场引起足够的重视。而在制氢装置方面面临性能评价标准不统一，同时目前大多数设备厂商还延续着原来的材料与结构，创新力不足，动态响应性的关注度也同样不够高。在解决方案上面，各类的耦合制氢方案现在还没有得到大规模的应用。

挑战二：未来大规模制氢对电网的影响。由前端的前景预测，可以看出电解水制氢未来将成为电力系统最大的负荷，占全社会用电的比例超过20%。而这对于电网的影响，就像我们之前传统的光伏所经历的几个阶段，脱网保护阶段-适应电网阶段-支撑电网阶段-虚拟同步、能量平衡阶段。

挑战三：应用场景的转变带来从氢到电氢耦合的转变。从网电、恒功率小规模到多种可再生能源大规模制氢，面临如何将不规则的电力转变成安全稳定的氢能。这里所面对的问题主要是因为可再生能源的波动性以及间歇性的应对，可再生能源制氢对电网的友好性，以及它的能量管理系统，还有电氢深度耦合的协同控制。

阳光电源专注于可再生能源制氢，由传统的网电小规模制氢升级为可再生能源多种形式下的大容量多台套制氢系统。在我们的解决方案中有三大核心部件，其一是IGBT全控型制氢电源，第二是大容量多台套制氢系统。第三是制氢能量管理系统。

阳光氢能一体化的解决方案是从制氢电源到制氢装置，结合智慧能源、智慧氢能管理系统，提供一整套的高效安全智慧的可再生能源制氢解决方案。

第一个关键器件就是IGBT全控型制氢电源。制氢整流电源利用IGBT全控型功率器件，将交流电或不稳定的直流电转换为电解槽所需要的直流电，适用于大规模可再生能源交流耦合制氢场景或风光直流耦合离网制氢场景。

第二个关键器件就是制氢设备。阳光氢能有两个技术路线，一个是质子膜电解水制氢设备，第二个技术路线是碱性水电解制氢设备。质子膜可提供50-1000Nm3/h解决方案，阳光氢能的质子膜电解槽有5%~110%的宽功率运行范围，直流电耗小于4.3kwh/Nm3 H2，而且可以采用集装箱式一体化集成方案，快速布置。阳光氢能的碱性电解水设备可提供500-1000Nm3/h以上解决方案，同时可以提供集装箱或撬装式方案，灵活适应各种场景。前段时间，1000Nm3/h碱性电解槽通过了必维国际能效认证，入选了首批领跑者行动白名单，品质可靠。

第三个核心部件是阳光智慧氢能管理系统。阳光智慧氢能管理系统是绿电制氢系统的“大脑”，实现多套制氢系统之间，制氢系统与多种能量来源之间的协调控制。基于风光储成熟的监控管理平台，阳光氢能自主开发的智慧氢能管理系统具备运行监测、分析诊断、协调控制、运营管理四大功能。实现能量管理、运行管理、安全管理三大核心能力，打造高效、智慧、安全的绿电制氢系统。

阳光氢能发展概况

阳光氢能隶属于阳光电源，是阳光电源集团的全资子公司，阳光电源作为清洁电力转换技术全球领跑者，成立于1997年，在2011年成为中国可再生能源电源行业首家上市公司，同时也是全球新能源企业100强，在全球150个国家与地区布局业务。

阳光电源的几大核心业务主要聚焦在清洁能源领域，多业务协同发展，其中包括可再生能源制氢、光伏逆变器、新能源投资开发、储能变流储能系统、风电变流器、新能源汽车驱动系统、水面光伏系统、智慧运维、以及电动车充电设备、光伏清扫机器人等。

阳光氢能，致力于成为绿电制氢系统及解决方案全球领跑者。

阳光氢能从2016年开始成立了氢能研究小组，在全球各个国家与地区研究氢能的发展。

2019年集团成立了氢能事业部，2020年在合肥建立了可再生能源变功率制氢及氢储能发电实证平台并投运。

2021年阳光氢能注册成立，同年公司发布了50Nm3/h质子膜电解槽以及成功投运了1000Nm3/h碱性电解水制氢系统，建成了电解水制氢系统综合测试平台。

2022年公司GW级制氢设备工厂投入使用。

阳光氢能始终专注于技术研发，持续推动技术进步与产品创新。

每年高强度的研发投入，注重选拔培养创新型人才，并与各大高校院所合作，专注于技术的探索与研究。

公司建立创新平台，其中包括与大化所合建的质子膜制氢联合实验室，以及目前国内最大的电解水制氢综合测试平台，还有10米法EMC电波暗室，包括建成可再生能源变功率制氢及氢储能发电实证平台。今年，公司获得了必维国际颁发的首个国内1000Nm3/h碱性电解水制氢系统能效证书。刚刚提到的国内最大的电解水制氢系统综合测试平台，它具备有四大功能，其一是材料评价，其二是性能测试，其三是系统实证，其次是用户培训。

阳光产业园国内首个光伏离网变功率制氢及氢储能发电实证平台，主要是由647.28kW光伏+100Nm3/h制氢+50kW燃料电池发电+274kWh储能构成，这个项目的意义主要在于光伏+储能+电网多能互补，直流耦合制氢系统，通过阳光氢能自主开发的能量管理系统和数字化控制监控平台，可实现离网变功率制氢、自发自用余电上网制氢、谷电制氢等多种工作模式，通过氢储能发电实现电-氢-电闭环。