电解水制氢技术研究进展与发展建议

俞红梅 ，邵志刚 ，侯明 ，衣宝廉 ，段方维，杨滢璇

（1. 中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连 116023； 2. 中国科学院燃料电池及复合电能源重点实验室，辽宁大连 116023；3. 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳 110004）

一、前言

回顾人类所消耗的能源形式，远古时代的钻木取火、农耕时代开始使用的煤炭、工业时代大规模应用的石油与天然气，这些能源载体的变化体现了减碳加氢、碳氢比降低的趋势。当前，我国碳达峰、碳中和发展目标的提出，将进一步提速减碳的过程。氢气作为零碳的能源载体，正在得到越来越多的关注：2050年世界上20%的CO2减排可以通过氢能替代完成，氢能消费将占世界能源市场的18%。

氢利用的途径主要是燃料电池移动动力、分布式电站、化工加氢，新兴发展的是氢燃料汽轮机、氢气冶金等。氢能的利用需要从制氢开始，由于氢气在自然界极少以单质形式存在，需要通过工业过程制取。氢气的来源分为工业副产氢、化石燃料制氢、电解水制氢等途径，差别在于原料的再生性、CO2排放、制氢成本。目前，世界上超过95%的氢气制取来源于化石燃料重整 [1]，生产过程必然排放CO2；约4%～5%的氢气来源于电解水，生产过程没有CO2排放。制氢过程按照碳排放强度分为灰氢（煤制氢）、蓝氢（天然气制氢）、绿氢（电解水制氢、可再生能源）。氢能产业发展初衷是零碳或低碳排放，因此灰氢、蓝氢将会逐渐被基于可再生能源的绿氢所替代，绿氢是未来能源产业的发展方向。

近年来，可再生能源电解水制氢在国际上呈现快速发展态势，许多国家已经开始设定氢能在交通领域之外的工业、建筑、电力等行业发展目标，在政府规划、应用示范等方面都有积极表现。……