详细分析我国光伏电解水制绿氢将成发展趋势
光伏巨头入局氢能引爆万亿市场
光伏产业发展的下一个趋势是氢能源?西安隆基氢能科技有限公司于2021年3月31日注册成功，股东为西安隆基绿能创投管理有限公司和上海朱雀嬴私募投资基金合伙企业(有限合伙)，隆基创始人李振国亲自担任董事长、总经理。标志着光伏龙头——隆基正式入局氢能。
氢能的特点是能源密度极高，还可以以气态、液态或固态的氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求，可进行存储和运输，和光伏发电和风电相比，氢能发电更加稳定。同时，和传统的化石能源相比，氢能的制取更加方便，不受地区因素限制，也不会因资源分布不均而引发地缘政治风险，通过可再生能源制氢还将助力实现碳中和目标。目前，通过化石燃料作为主原料的煤气转化法，占世界氢气制备总量的96%，而电解水制氢所占比重不足4%，太阳能制氢的比重更小，但太阳能制氢有40年的发展历史，被广泛看作是最具前景的制氢方法之一，目前主要的太阳能制氢方法包括：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢。
光伏电解水制绿氢将成发展趋势
2020年，中国氢能产量和消费量均已突破2500万吨，已成为世界第一大制氢大国。氢能源按生产来源划分，可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。目前，我国氢气主要来自灰氢。未来与大规模光伏发电或风力发电配套的电解水制绿氢将成为发展趋势。光伏制氢为光伏提供广阔空间，据测算，到2050年，全球氢需求将达到6亿吨/年-8亿吨/年的规模，按照该预期，未来30年，全球年均新增的制氢规模约为2500万吨，带来新增光伏装机年均900GW左右，从而形成万亿级的市场规模。
据测算，在光照好的地方，光伏制氢的电力成本约1毛5分钱，大幅低于现在制氢的电力成本，光伏制氢的竞争力将逐渐增强，市场空间也将全面展现。 “光伏+制氢”模式，将有效解决消纳问题等可再生能源的发展瓶颈，还可有效解决制氢成本高和绿色生产的问题。
根据中国氢能联盟的预计，到2030年，中国氢气需求量将达到3500万吨，在终端能源体系中占比5%。到2050年氢能将在中国终端能源体系中占比至少达到10%，氢气需求量接近6000万吨，可减排约7亿吨二氧化碳，产业链年产值约12万亿元。
光伏玻璃价格大幅下调
光伏发电制氢能源也有利好消息，近日光伏玻璃价格大幅下调，硅料价格持续上涨3.2mm规格价格降至28元，有望带来单玻组件成本约0.05元/W的下降，能够缓解组件端一定程度的成本压力。据硅业分会，本周国内单晶复投料价格区间在12.5-13.5万元/吨，成交均价为13.18万元/吨，周环比上涨3.53%;近期硅料价格维持涨势的主要原因包括，硅片企业的待交货订单支撑了多晶硅料需求，以及4月份多晶硅供应端有两家一线万吨级企业计划检修，使得市场供应预期相对更为紧俏。
1、中国氢能源产品市场发展分析
氢能在能源市场的多种应用场景将降低氢能的整体使用成本
目前市场对氢能使用存在一个明显的误区，即将氢能的应用范围局限于传统化工生产领域这一单一应用场景，由此而担忧氢能基础设施投入开销巨大，且使用成本高昂。
事实上，氢能作为储能介质能够横跨电力、供热和燃料三个领域，促使能源供应端融合，提升能源使用效率，其应用模式可以抽象为以下三个方面：
1、电能到电能的转换
电解制氢实现电能向氢能的转化，必要时氢能可通过燃料电池再次转化为电能。
2、电能到燃气的转换
电解制氢后，将氢气直接混入天然气管道，或者合成甲烷后混入天然气管道;混合天然气在终端作为燃料提供热能。
3、电能到燃料的转换
电解制氢后，氢气作为燃料电池车的燃料，为汽车提供动力。
而氢能作为能源载体的具体应用模式涉及新能源制氢补充发电、燃料电池汽车、分布式发电等领域。
所以氢能的应用场景具有很强的多样性，如未来能够形成电力、供热和燃料相互交叉的应用网络，将大幅降低其使用成本。
图表：氢能作为储能介质能够横跨电力、供热和燃料三个领域
中国目前年产氢气中50%用于石油和煤化工领域，45%用于合成氨。所以中国对于氢气的应用主要集中在石化生产领域，即氢气的传统使用领域。
在这些生产过程中，氢气是直接参与反应的原材料。相对于传统应用领域，氢能在新能源方面的应用份额很低，说明中国氢能经济的发展还处于萌芽阶段。
图表：氢气的传统应用领域
应用二：氢能可实现再生能源补充发电
近几年，以德国为首的西欧国家正尝试探索风电、太阳能电解制氢，并用天然气管道输送氢气或氢气制甲烷的氢能发展模式，即电转气(power togas，P2G)模式。
电转气(P2G)模式的第一步是利用风能和太阳能等可再生能源产生的电能电解水制取氢气。
第二步是氢气与二氧化碳反应制备甲烷，再通过天然气管道与天然气混合储存运输;或者直接将制得的氢气与天然气按一定比例混合后，再通过天然气管道进行储存运输。
目前中国主要城市的天然气管道建设已经较为完备，具有发展电转气(P2G)的初步基础。中国发展电转气(P2G)具有多重重大意义。
一是通过发展电转气(P2G)可实现可再生能源补充发电。目前风能和太阳能等可再生能源发电的难点在于发电的波动性。波动的可再生能源使发电高峰和用电高峰产生错配，造成并网困难。
但如果波动的可再生能源先转化成氢能储存起来，在用电高峰时，再转化为电能，就可实现可再生能源补充发电。
二是降低氢能的储运成本。目前氢气主要通过高压压缩和液化等方式储存和运输，储运费用占氢气售价的40%至70%。储运费用过高成为阻碍氢能推广的一个重要原因。
如果通过现有天然气管道输送氢气，则输送压力较低，且能够连续供气，所以氢气的储运成本可以大幅降低。
三是电转气(P2G)的应用能够提高可再生能源在中国能源消费中的占比，减少化石燃料的使用，有助于减少污染和碳排放。
应用三：以氢燃料电池为核心的分布式能源网络可提高能源利用率
氢能不但能够实现前文所述的并网发电，还因其储运的机动性，可以依托氢燃料电池技术，建立分布式能源网络，做到区域或城市电力、热能和冷能的联合供应。
