燃料電池汽車是未來新能源汽車的重要的發展趨勢，而氫氣是新能源汽車中燃料電池的基礎，也是最為理想的清潔能源來源。氫氣的製取是當前燃料電池汽車產業面臨的一大難點，雖然氫氣製取的技術較為成熟，製取氫氣的方式也有很多，但是成本、效率與可持續性的屬性不盡相同。
下文則將從全球主流的制氫方法中，不同制氫技術的成本、效率與可持續性來判斷哪種制氫技術更好。詳細分析見一覽眾諮詢撰寫的《2018-2023年燃料電池產業發展及投資前景調研報告》。
主要的制氫方法
制氫方法根據氫氣原料的不同，可分為可再生制氫和非再生制氫，可再生制氫的原料是水或可再生物質，非再生制氫的原料是化石燃料。具體來講，主要分為五種技術路線：工業尾氣制氫、化工原料制氫、石化原料制氫、電解水制氫和新型制氫方法等。
圖表 1 主要的制氫方法
上面五種主要的制氫方法，在全球範圍內都有運用，但是每種方法制取氫氣的產能佔全球總產能的比重大小不同。從全球範圍來看，當前主要的制氫方法主要採用的是石化資源制氫，其次是化工原料制氫。
具體來看，制氫原料來源最多的是天然氣，比重達到48%，其次是醇類，比重為30%。兩者對應的制氫方法分別是石化資源制氫和化工原料制氫佔比。而原料來源於電解水的比重只佔4%，目前採用電解水制氫的方法還很少。而新型制氫法幾乎沒怎麼應用於大規模的制氫。
圖表 2 全球制氫原料主要來源
資料來源：hydrogen analysis resource center、一覽眾諮詢
從上面分析可以得出，全球主流的選擇是化石原料制氫和化工原料制氫。之所以如此，主要原因在於化石原料制氫和化工原料制氫的成本較低，具有盈利空間。
從成本看，化石原料制氫成本最低
通過收集整理不同制氫方法的成本數據，可以發現，制氫成本比較低的有煤氣化制氫和天然氣制氫，這兩種制氫方式相對於石油的市場價格，具有較大利潤空間。而甲醇裂解的成本較高，這能解釋為什麼全球化工原料制氫的比重比化石原料制氫的比重要小。而水電解制氫的成本很高，在國內應用則幾乎不可能盈利。
圖表 3 主要制氫方法成本對比（美元/千克）
從當前技術、資源條件來看，我國主要採用化石原料制氫法。雖然在煤制氫工藝過程中，二氧化碳的排放水平較高，但可以引入二氧化碳捕捉技術(CCS)，降低碳排放。
長期來看，電解水制氫法優勢將現
雖然煤氣化制氫和天然氣制氫可以盈利，在我國可以實現大規模製氫。但是這兩種制氫方式需要消耗不可再生的資源，不可持續。並且這兩種方法碳排放量高，在煤氣化制氫過程中二氧化碳排放量高達193kg/GJ，天然氣制氫有69 kg/GJ，不利於環保。而電解水制氫的二氧化碳排放最高不超過30 kg/GJ，對環境的汙染低，並且可以持續。
圖表 4 典型制氫工藝中各類能源轉換效率與CO₂排放
可以說，電解水制氫是最清潔、最可持續的制氫方式，並且是未來制氫的發展的重要方向。當前制氫技術比較發達的日本，主要採用的制氫方法就是電解水制氫。
日本主要的制氫產能主要來自於電解水制氫，該方式的制氫產能佔總制氫產能的63%，而化石原料制氫、化工原料制氫、工業尾氣制氫的制氫產能佔比都比較小。而我國則可以學習日本的電解水制氫的發展經驗，發展電解水制氫技術。
圖表 5 日本不同制氫方法的制氫產能比重
資料來源：hydrogen analysis resource center、一覽眾諮詢
發展電解水制氫，需要降低用電成本
電解水制氫的成本很高，因此，如果要大規模發展電解水制氫，降成本將是首要任務。當前，電解水制氫成本主要來源於固定資產投資、用電成本和固定生產運維成本，其中電價佔總成本的77%，電價高是造成電解水成本高的主要原因。要發展電解水制氫就需要降低用電成本。
除此之外，還需要提高電解水制氫的效率，降低規模化制氫的成本。
圖表 6 電解水制氫成本構成
有效利用棄水棄風的電量
發展電解水制氫需要其它能源的支持。電解水制氫的能源來源有水力、潮汐能、太陽能和風能等再生能源，而我國的再生能源豐富，但是在利用的過程中會有很多的浪費。
例如，我國擁有水力資源豐富，年發電量近3000億千瓦時，但是水能發電需要豐水器和調峰，會產生大量的棄水電能，浪費很大。例如，我國可利用風能巨大，相當於水力資源的2/3。但風電不太穩定，上網比較難，因此每年的棄風限電的電量規模龐大。
如果將棄風棄水的電量充分利用起來，用於電解水制氫，將有利於電解水制氫產業的發展。
結語
以上從全球主流的制氫路線展開，從成本和原料的可得性分析出化石原料制氫是當前最具有可行性的制氫方法。但是這種制氫方法不可持續，並且不符合環保的要求，因此未來還是要發展清潔、環保、可持續的電解水制氫。發展電解水制氫，需要降低電解水制氫成本，其中降低成本的方向是降低電價成本。再利用電力方面，如果充分利用棄風棄水的電量，則有利於電解水制氫產業的發展。
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