光伏制氫行業定義

光伏制氫是將太陽能發電和電解水制氫組合成系統的一種技術，被認為是最有前景的制氫方法之一。該技術有著40年的發展歷史，目前技術成熟，設備簡單，運行和管理簡便。光伏制氫的流程簡單來說有兩個步驟：光生電和電解水。以光伏發電技術把光能轉化為電能，然后利用電能來制取氫氣。因此，它不僅是一種有效的氫氣生產方法，也是一種綠色的制氫方式。

光伏制氫行業分類

光伏制氫主要可以分為兩大類：一是光伏發電電解水制氫，即將太陽能發電和電解水制氫組合成系統，其中光伏發電技術主要是基于半導體的光電效應，讓不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象；二是熱化學法制氫，它是利用太陽能聚光器收集太陽能直接加熱水，使其達到2500K (3000K以上)以上的溫度從而分解為氫氣和氧氣的過程。此外，還存在其他一些制氫方式，例如光催化法制氫、人工光合作用制氫和生物制氫等。



光伏制氫行業發展歷程

在20世紀70年代，光伏技術開始被應用于制氫領域，但由于成本問題和技術限制，發展較為緩慢。隨著科技的進步和環保意識的提高，2000年后光伏制氫技術得到了更多的關注和研究。特別是在近十年，也就是2010-2020這十年間，光伏制氫行業取得了顯著的突破。光伏電池的效率大幅提升，成本不斷下降，同時電解水制氫技術也得到了改進，使得光伏制氫從實驗室規模逐漸走向商業化。尤其是在2020年后，隨著全球對碳中和目標的追求，光伏制氫行業進入了快速發展階段，各國紛紛投入巨資進行研發和應用推廣，預計未來幾十年光伏制氫將在能源領域扮演重要角色。



光伏制氫行業上中下游

光伏制氫上游主要包括多晶硅、單晶硅、太陽能電池等原材料和設備供應商，以及電解槽、氫氣儲存和輸送設備制造商。這些企業為光伏制氫行業提供了必要的技術和設備支持，保障了整個產業鏈的穩定運行。而光伏制氫下游應用行業則非常廣泛，包括交通運輸、能源儲存、工業生產等多個領域。例如，在交通運輸領域，光伏制氫可以作為燃料電池汽車的動力來源，實現零排放；在能源儲存領域，光伏制氫可以將太陽能轉化為氫氣儲存起來，以備不時之需；在工業生產領域，光伏制氫可以用于生產高純度的氫氣，滿足化工、電子等行業的需求。隨著技術的不斷進步和應用范圍的不斷擴大，光伏制氫有望成為未來清潔能源的重要組成部分。



我國光伏制氫行業市場規模和增長率

我國的光伏制氫行業市場規模正在迅速擴大。2021年，我國制氫產值規模達到了4346億元。其中，光伏制氫項目數量相比2020年僅有個位數的增長，但實現了萬噸級的突破，落地了全球最大的光伏制氫項目。這一發展趨勢顯示，國內光伏制氫項目已經開始逐步具備規模化推廣實踐的基礎。隨著國家對制氫產業的不斷支持及投入，預計到2026年我國制氫產值規模將達到7825億元。此外，眾多企業也正在積極布局氫能產業，增加對制氫產業的建設與投入。在全球范圍內，氫能產量也在不斷提升。

在供需方面，我國光伏制氫市場正在經歷快速擴張。據央視財經報道，2023年1月至9月，我國綠氫項目投產、在建和申報的項目達到57個，投資額達到3000億元。另據氫云鏈數據庫統計，2021年國內新簽和啟動的綠氫項目有23個。然而，雖然項目數量歷年最高，但并未實現跨越式發展，這顯示了光伏制氫依舊處于示范和試點的階段，距離大規模推廣還有一段距離。盡管如此，隨著配套的光伏電站全部建成、實現全容量并網，例如新疆庫車綠氫示范項目每年生產的2萬噸綠氫已全面投產并供應給中國石化塔河煉化公司。新疆庫車綠氫示范項目于2023年全面建成并投產，這是國內首次規�；�利用光伏發電直接制綠氫的項目，其電解水制氫能力為2萬噸/年、儲氫能力為21萬標立方、輸氫能力為2.8萬標立方/小時。另一項重要的項目是寶豐1.4萬噸光伏制氫項目，也已正式建成并投入使用，成為現階段全球最大的光伏制氫項目。

同時，我國的光伏制氫模式也在不斷創新。農業光伏、治沙光伏等新模式和新業態不斷涌現，其中分布式發展成為風電光伏發展的主要方式，2022年分布式光伏新增裝機5111萬千瓦，占當年光伏新增裝機58%以上。在光伏制氫行業中，主要的上市公司包括隆基股份、晶澳科技、晶科能源、通威股份和天合光能等。這些公司在國內光伏產業中占據著主導地位，具有較強的市場競爭力和影響力。

我國的光伏制氫行業在地區分布上呈現出一定的特色。據不完全統計，山東、江蘇和河北等地是光伏累計裝機量超過1500萬kw的主要地區，構成了我國光伏制氫行業的第一梯隊。此外，浙江、安徽、山西、內蒙古、青海、河南和新疆等地也在積極推進光伏制氫項目的實施。

光伏制氫行業政策

我國對光伏制氫行業的支持政策豐富且具體。在《中國十四五年規劃和2035年遠景目標綱要》中，明確提出大力發展可再生能源，鼓勵發展分布式光伏發電，有序推動抽水蓄能電站和海上風電布局建設，加快儲能、氫能發展。為了確保行業標準的制定和實施，國家標準化管理委員會、國家發展改革委等六部門聯合印發了《氫能產業標準體系建設指南（2023版）》。該指南為我國氫能制儲輸用全產業鏈的標準體系提供了明確的方向。此外，《規劃》還提出了氫能產業發展的具體目標：到2025年，基本掌握核心技術和制造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設一批加氫站，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。這些措施無疑將進一步推動我國光伏制氫行業的發展。

光伏制氫行業存在的問題

光伏制氫行業雖然前景廣闊，但在實際推進過程中仍存在一些問題。首要的問題是，光伏開發規模和產能每年均在擴大，但與之匹配的氫能產業鏈下游應用場景的開發卻尚未跟上。這導致了即使光伏發電能力不斷提高，也無法有效地轉化為氫氣能源并應用到各個領域。

其次，經濟性問題也是阻礙光伏制氫行業發展的重要因素。具體來說，光伏制氫所帶來的后續氫氣儲存、運輸環節的成本比較高，這使得整體項目的經濟性并不突出。而且，由于氫氣儲存和運輸的技術難度大，相關設施的建設和維護成本也較高。

此外，地區發展不平衡也是一個問題。例如，個別地區光照年有效利用小時數不足1 000小時，卻在規劃中大力發展光伏制氫。這可能會導致資源的浪費，甚至可能影響到光伏制氫項目的經濟效益。總的來說，雖然光伏制氫具有很大的潛力，但是要實現其商業化運營，還需要解決一些技術和經濟性問題，以及合理規劃各地區的發展。

光伏制氫行業發展前景預測

光伏制氫行業在未來有著廣闊的發展前景。在當前的雙碳背景下，風光制氫有效地消納了棄風棄光資源，同時利用氫能助力能源結構轉型，實現能源的高效利用，因此被視為未來能源發展的重要趨勢。

一方面，由于風電光伏裝機規模的壯大、可再生能源電力成本的持續下降以及電解水制氫技術的不斷進步，預計風光制氫將呈現出快速發展的態勢。實際上，一些地區已經開始積極布局。例如，鄂爾多斯市準格爾旗納日松光伏制氫產業示范項目配置了40萬kW光伏、1萬t/a電解水制氫、8～10座35 MPa加氫站和500輛氫能重卡。

另一方面，光伏與氫能的結合也具備廣闊的發展前景。在一些地區，光伏已經成為成本最低的發電方式，光伏制氫的成本優勢將逐漸顯現出來。此外，氫能的特性使得它可以彌補光伏季節性和波動性的缺點，更好地促進電力的消納。

從未來的發展趨勢來看，光伏制氫行業有望進一步降低成本，提高效率，并逐步實現商業化。隨著光伏和電解水技術的不斷進步，光伏制氫的轉化效率和產量有望得到提升。此外，隨著全球對可再生能源和碳中和目標的追求，光伏制氫作為一種清潔、可持續的能源形式，其市場需求也有望持續增長。

作者： 來源：智研瞻產業研究院 責任編輯：jianping