光伏制氢，好在哪？

在瞬息万变的国际紧张局势之下，能源问题似乎已经成为了关系到一个国家未来生死存亡的重大问题。能源变革中，没有任何一个国家能够逃脱能源转型的考验。加速跑马圈地，占领能源先机。能源是战略催化剂。受地缘政治因素影响，世界的能源秩序正在悄悄改变，能源已经成为各国握在手中的重要砝码。

以光伏、风电、氢能等可再生能源为主的清洁能源阵营正在成为能源应用的新蓝海。随着氢能产业的大热，光伏制氢也随之被扯上“风口浪尖”。“光伏+氢能”模式既成为提高能源利用效率的有效手段，又成为能源消纳的重要方式。

在我国中西部、西北部以及部分地区，如新疆、西藏、青海、内蒙古、四川等地，每年水平面总辐照量超过1400kWh/m。其中，西藏大部、四川西部、内蒙古西部、青海西北部等地的局部地区年水平面总辐照量超过1750kWh/m，太阳能资源最丰富。

尽管西北地区拥有丰富的光伏资源，但是存在严重弃光现象，大量光伏发电因为消纳不足只能成为“垃圾电”，影响企业经济效益。而“光伏制氢+化工”生态链，则可将额外的光伏电力用于制氢，实现光电的充分利用。

光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢。光伏直流发电系统相比传统电站减少了逆变和升压的过程，主要设备设施包括光伏组件、汇流箱、支架、基础、接地装置等，光伏组件可根据制氢站输入电压和电流要求进行串、并连配置，从而提高系统效率。

光伏电解水制氢主要分为两个步骤：①光生电：利用光伏发电技术把光能转化为电能；②电解水：利用电能制取氢气。

有统计显示，在我国西北地区，光伏制氢的经济性已接近煤制氢。截至2021年6月，西北地区累计光伏装机容量63.6GW，占全国光伏装机总量的25%。电解水制氢86%的成本来自于电费，在现有的可再生能源发电技术中，光伏制氢是最具经济效益的。

一方面，随着光伏产业近些年的发展，规模经济极为明显，目前全国大部分地区的光伏度电成本在0.3-0.4元，青海等优质资源地区已降至 0.2 元。

另一方面，光伏制氢也能够在一定程度上解决光伏长期存在的“弃光率”（光伏电站所发的电量没有被电网或居民完全消纳，可简单理解为传统行业的产能过剩）高的问题。光伏的潮汐性非常明显，这让光伏发电并网存在一定困难。据统计，2020年全国平均弃光率约为2%，但在电量消纳困难的西北地区弃光率仍有4.8%左右。国家鼓励在弃光率高的地区增加配套储能设施，或就地消纳。光伏+氢储能能够解决调峰、消纳等问题，大幅提高光伏发电的质量。

此前，央视报道的全球最大绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目，就是我国众多光伏制氢项目之一。

据了解，该光伏项目占地达到了9500多亩，光伏组件每产生58度绿电，就可以生产出1公斤的氢气。新疆库车绿氢示范项目将全部采用光伏和风电等可再生能源发电制氢，制氢规模达到每年2万吨。

该项目是国内首次规模化利用光伏发电直接制氢的项目，总投资近30亿元，主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站，年产能2万吨的电解水制氢厂，储氢规模约21万标立方的储氢球罐，输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。

目前我国多地正在加紧建设光伏制氢基地，力求将光伏发电规模化。未来通过光伏发电度电成本的下降，还有规模化带来的制氢设备成本的下降，光伏制氢的成本将可以和天然气制氢成本进行比较。根据中国工程院院士周孝信的研究，“当光伏电价在每千瓦时0.3元以下时，制氢成本和天然气制氢差不多，所以太阳能光伏制氢是非常有前景的。”

随着光伏发电和电解水制氢技术的不断发展，成本的逐渐降低，太阳能制氢将能逐渐满足商业化的要求，多数专家认为太阳能制氢或会成为我国能源安全和能源结构调整的又一生力军。