雙碳目標(biāo)下，可再生能源制氫發(fā)展日益成熟，隨著我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的擴(kuò)大，光伏制氫發(fā)展加速，各地光伏制氫工程項(xiàng)目也建成投產(chǎn)。光伏制氫不僅能有效降低光伏發(fā)電棄光率，且所產(chǎn)氫屬于清潔能源，符合“雙碳”發(fā)展目標(biāo)。
光伏制氫是指利用光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電直接供應(yīng)制氫站制氫用電，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、電解水制氫系統(tǒng)，電解水制氫系統(tǒng)包括堿性電解水(ALK)制氫、PEM制氫以及SOEC制氫。
對(duì)于堿性電解水制氫，制氫成本隨著電價(jià)的價(jià)格的降低而降低，同時(shí)電力成本的占比也同步降低。電力成本每下降0.1元/kWh，氫氣成本平均下降0.5元/Nm3。隨著電費(fèi)成本的減低，其所占成本比例也降低。

堿性電解槽在不同電價(jià)下的制氫成本比例以及氫氣成本的變化

對(duì)于PEM電解槽，隨著電費(fèi)的下降，電力成本在總成本中的比重逐漸下降，氫氣成本也逐漸降低。當(dāng)電費(fèi)分別為0.13元/kWh和0.2元/kWh時(shí)，氫氣成本分別為2.4元/Nm3和2.71元/Nm3，成本占比分別為24%和33%。PEM電解水設(shè)備價(jià)格較高，相比之下電費(fèi)成本占比較小，設(shè)備折舊成本占比更高。

PEM電解槽在不同電價(jià)下的制氫成本比例以及氫氣成本的變化

光伏制氫成本與光伏發(fā)電成本息息相關(guān)，隨著光伏發(fā)電成本下降，光伏制氫的競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步增強(qiáng)。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，電解水制氫成本需將至20元/kg以下，才具有與化石能源制氫競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，意味著用于電解水光伏可再生能源電價(jià)應(yīng)維持在0.3元/kWh以下。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委的《中國(guó) 2050 年光伏發(fā)展展望(2019)》的預(yù)測(cè)，至2035年和2050年光伏發(fā)電成本相比當(dāng)前預(yù)計(jì)約下降50%和70%，達(dá)到0.2元/kWh和0.13元/kWh。
總體來(lái)看，電價(jià)是影響光伏制氫經(jīng)濟(jì)性的主要因素，但隨著我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏電價(jià)持續(xù)降低，其他成本的影響逐漸變大。
可見在內(nèi)蒙、寧夏、新疆等風(fēng)光發(fā)達(dá)地區(qū)電價(jià)更低，且如果考慮西北棄電因素，棄電電費(fèi)更低，但相對(duì)的，西北地區(qū)人煙稀少，對(duì)氫氣擊鼓沒(méi)有需求。所以除電價(jià)外，更多還要考慮儲(chǔ)運(yùn)成本。儲(chǔ)運(yùn)是影響光伏制氫大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，這也是目前氫能行業(yè)共同面臨的困境。光伏建設(shè)規(guī)模每年都在擴(kuò)大，不打通后續(xù)的氫氣儲(chǔ)存、運(yùn)輸環(huán)節(jié)，解決消納問(wèn)題，就無(wú)法真正促進(jìn)光伏制氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
根調(diào)查，現(xiàn)階段中國(guó)普遍采用20Mpa氣態(tài)高壓儲(chǔ)氫與管束管車運(yùn)輸氫氣。在加氫站日需求量500Kg以下的情況下，氣氫拖車運(yùn)輸節(jié)省了液化成本與管道建設(shè)前期投資成本，在一定儲(chǔ)運(yùn)距離以內(nèi)經(jīng)濟(jì)性較高。
而當(dāng)用氫規(guī)模擴(kuò)大、運(yùn)輸距離增長(zhǎng)后，提高氣氫運(yùn)輸壓力或采用液氫槽車、輸氫管道等運(yùn)輸方案才能滿足高效經(jīng)濟(jì)的要求。液氫儲(chǔ)運(yùn)也是大規(guī)模長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)氫的方向之一，但當(dāng)前液氫液化過(guò)程成本較高，無(wú)法解決當(dāng)下的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題。
也有專家表示：在解決儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題前，最好是終端決定選址，哪里需要?dú)淠芫驮谀睦锇l(fā)展光伏制氫，采用就地發(fā)電、就地制氫、就地使用的模式，光伏的分散性可以讓每個(gè)城市都是制氫選址點(diǎn)。
實(shí)際上，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已有超過(guò) 100 個(gè)已建、在建和規(guī)劃中的可再生能源電解水制氫項(xiàng)目，其中上半年光伏制綠氫規(guī)劃及開工項(xiàng)目已超40個(gè)。
有研究表明，“三北”地區(qū)太陽(yáng)能資源豐富，西北是最大的化工可再生氫消費(fèi)地，東北具備合成氨出口條件，華北地區(qū)資源具有局部?jī)?yōu)勢(shì)，采取資源優(yōu)勢(shì)地區(qū)集中式光伏制氫疊加近中距離儲(chǔ)運(yùn)成本，實(shí)現(xiàn)可再生氫加速滲透。
其他如西南地區(qū)是重要的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地，且擁有大量的光伏資源，通過(guò)可再生電力制氫替代傳統(tǒng)產(chǎn)能將具備較好的經(jīng)濟(jì)效益。
華中和華南地區(qū)是氫燃料汽車示范城市群，鄭州是第二批氫燃料電池汽車示范城市群，武漢也具備成熟的汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，采取小規(guī)模的分布式光伏制氫以實(shí)現(xiàn)氫燃料電池發(fā)電具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
各省市也發(fā)布政策支持光伏發(fā)電制氫。
如山東省能源局發(fā)布的《關(guān)于開展能源綠色低碳轉(zhuǎn)型試點(diǎn)示范建設(shè)工作的通知》。鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電制氫，培育可再生能源開發(fā)利用新模式新業(yè)態(tài)內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布《內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)光制氫一體化項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則2023年修訂版（試行）》，再次允許10%的下網(wǎng)電量，提高了制氫一體化項(xiàng)目的可行性，對(duì)制氫一體化項(xiàng)目形成重大利好。