氢能产业研究报告（54页）

传统制氢工业中以煤、天然气等化石能源为原料，称为“灰氢”。制氢过程产生二氧化碳排放，制得氢气中普遍含有硫、磷等杂 质，对提纯及碳捕获有较高要求。焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产提纯制氢，能够避免尾气中的氢气浪费，实现氢气的高效利用，但从长远看无法作为大规模集中 化的氢能供应来源。 电解水制氢称为“绿氢”。纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，被认为是未来最具发展潜力的绿色氢能供应方式。碱性电解：设备成本较低，单槽电解制氢产量较大；已经实现大规模工业应用，国内关键设备主要性能指标均接近国际先进水平。质子交换膜（PEM）电解：运行灵活性和反应效率较高，能够以最低功率保持待机模式，与波动性和随机性较大的风电和光伏具有良 好的匹配性；国内较国际先进水平差距较大，体现在技术成熟度、装置规模、使用寿命、经济性等方面。固体氧化物（SOEC）电解：电耗低于碱性和PEM电解技术，但尚未广泛商业化，国内仅在实验室规模上完成验证示范。目前，氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。高压气态储氢已得到广泛应用，低温液态储氢在航天等领 域得到应用，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。

气态储氢是目前应用最广泛的方式。气态储氢来看，高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点，是现阶段主要 的储氢方式，分为高压氢瓶和高压容器两大类。其中钢质氢瓶和钢质压力容器技术最为成熟，成本较低，而碳纤维缠绕高压 氢瓶的开发应用，实现了高压气态储氢由固定式应用向车载储氢应用的转变。液态储氢适用距离较远场景，但仍有局限性。液态储氢具有储氢密度高等优势，可分为低温液态储氢和有机液体储氢，总体 来看，通过低温液态储氢将氢气冷却至-253°C，储氢密度可达70.6kg/m3，但液氢装置一次性投资较大，液化过程中能耗较 高，储存过程中有一定的蒸发损失，其蒸发率与储氢罐容积有关，大储罐的蒸发率远低于小储罐。国内液氢已在航天工程中 成功使用，但受制于设备和标准的缺失，且投资高，能耗大，目前仍有局限性。 固态储氢具有多方面优势，但尚少规模化应用。固态储氢是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体，通过化 学吸附和物理吸附的方式实现氢的存储。固态储氢具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势，其体积储 氢密度高于液氢，但还需解决吸放氢温度偏高、循环性能较差等问题，且技术复杂，投资成本较高，目前尚鲜有规模化应 用。