此外，將氫氣應用于儲能領域，可以同時兼顧以下優勢：
1）具備更低的儲能成本：固定式儲能電池成本比儲氫容器成本大約高 10 倍， 單車在儲能優勢下降到 3~5 倍（燃料電池的效率導致儲能量比車在動力電池高一倍，同時，儲氫體積能量密度低需要更高壓力）；
2）與儲電的互補性：相比動力電池的高頻調節，氫儲能屬于低頻調節，兩者互 補性強；
3）靈活的制運儲方式：長管拖車經濟運輸半徑 300 公里以內；1 千公里以上可 長途輸電-當地制氫，或天然氣管道摻氫等。
2.5 中國氫能兼具產業基礎及應用市場，綜合優勢顯著
中國具有豐富的氫能供給經驗和產業基礎。經過多年的工業累計，中國已是世界 上最大制氫國，初步評估現有工業制氫產能為 2500 萬噸/年，可為氫能及燃料電池產 業化發展初期階段提供低成本的氫源。富集的煤炭資源輔之以二氧化碳捕捉與封存技 術可提供穩定、大規模、低成本的氫源供給。同時，中國是全球第一大可再生能源發 電國，每年僅風電、光伏、水電等可再生能源棄電約 1000 億千瓦時，可用于電解水 制氫約 200 萬噸，未來隨著可再生能源規模的不斷壯大，可再生能源制氫有望成為 中國氫源供給的主要來源。
中國氫能應用市場潛力巨大。氫能在能源、交通、工業、建筑等領域具有廣闊的 應用前景，尤其以燃料電池車為代表的交通領域是氫能初期應用的突破口與主要市場。 中國汽車銷量已連續十年居全球第一，其中新能源汽車銷量占全球總銷量的 50%。 工信部在新發布的《新能源汽車產業發展規劃 2021-2035 年》中，將以新能源汽車 高質量發展為主線，探索新能源汽車與能源、交通、信息通信等深度融合發展的新模 式，重點向燃料電池車拓展。在工業領域，中國航貼、水泥、化工等產品產量連續多 年居世界首位，氫氣可為其提供高品質的燃料和原料。在建筑領域，氫氣通過發電、 直接燃燒、熱電聯產等形式為居民住宅或商業區提供電熱水冷多聯供。未來，隨著碳 減排壓力的增大與氫氣規模化應用成本的降低，氫能有望在建筑、工業能源領域取得 突破性進展。
中國氫能與燃料電池技術基本具備產業化基礎。經過多年科技攻關，中國已掌握 了部分氫能基礎設施與一批燃料電池相關核心技術，制定出臺了國家標準 86 項次， 具備一 定的產業裝備與燃料電池整車的生產能力；中國燃料電池車經過多年研發積 累，已形成自主特色的電-電混合技術路線，并經歷規模示范運行。
根據中國氫能聯盟的預計，到 2030 年，中國氫氣需求量將達到 3500 萬噸，在 終端能源體系中占比 5%。到 2050 年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到 10%，氫氣需求量接近 6000 萬噸，可減排約 7 億噸二氧化碳，產業鏈年產值約 12 萬億元。
3 產業發展基礎先行，國產化同步推進
2019 年氫能源首次寫入《政府工作報告》，政府工作任務中明確“將推動充電、 加氫等設施建設”。自 2011 年以來有關部門已經從戰略、產業結構、科技、財政等方 面相繼發布了一系列政策，引導鼓勵氫燃料電池等氫能產業發展。按照 2019 年發布 的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》，國內氫能從制氫到用氫發展路徑逐漸清晰， 有助于我國提早進入能源自給自足的氫能社會：
制氫產業：短期優先選用工業副產氫，中期采用化石能源制氫結合碳捕捉技術， 長期采用可再生能源電解水制氫；
氫能儲運：將按照“低壓到高壓”“氣態到多相態”的技術發展方向，逐步提升氫氣 的儲存和運輸能力；
燃料電池系統：將持續圍繞功率、性能、壽命、成本四大要素而發展。具體應用 集中在交通領域，從商用車切入、乘用車跟進。
3.1 制氫：大規模低成本氫氣是關鍵，路線由 “灰氫”向“綠氫”發展
目前制氫技術路線按原料來源主要分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業尾氣 制氫和電解水制氫幾種。常規的制氫技術路線中以傳統化石能源制氫為主，全球范圍 內主要是使用天然氣制氫，我國由于煤炭資源比較豐富，因此主要使用煤制氫技術路 線，占全國制氫技術的 60%以上。
為了區分制氫途徑的清潔度（碳排放量），我們將可再生能源電解水得到的氫氣 稱為“綠氫”，生產過程做到零碳排放；將以化石能源為原料，通過蒸汽甲烷重整或自 熱重整等方法制造的氫氣稱為“灰氫”，灰氫的成本較低，但是碳強度較高；在甲烷蒸 汽重整與自熱重整制氫過程中增加碳捕捉和貯存環節（CCS），這樣制出的氫氣被稱 為“藍氫”。藍氫可以降低碳排放量，但無法消除所有碳排。
化石原料制氫。化石原料制氫是通過煤炭、天然氣、石油和頁巖氣等能源通過重 整生成氫氣，目前技術路線十分成熟，平均價格也相對較低。我國煤炭資源豐富，化 石原料制氫主要以煤或者煤焦作為原料，通過重整反應得到以 H2和 CO 為主要成份 的混合氣，再經過凈化和提純等環節產生成品氫氣。而天然氣制氫價格掛鉤天然氣價 格，中國“富煤、缺油、少氣”的資源稟賦特點，僅有少數地區可以探索開展，天然氣 制氫平均成本明顯高于煤氣化制氫。國際上主要是以天然氣和頁巖氣等以甲烷水蒸氣 為主要成份的原料進行重整。
化工原料制氫。使用甲醇等化工原料在一 定溫度和壓力條件下，在催 化劑作用 下發生裂解反應產氫氣和 CO 等含碳氣體。CO 和水蒸氣可以繼續發生變換反應，最 終生成 H2 和 CO2，之后再通過變壓吸附去除 CO2，得到高純度 H2。甲醇裂解技術 工藝系統比使用化石能源制氫簡單，運行更加穩定，產品氣中不含污染物或有害氣體， 特別適用于中小規模制氫。但生產成本受甲醇價格影響明顯，制氫成本明顯高于化石 能源制氫或工業副產物制氫。
工業副產制氫。工業副產制氫是在工業生產的過程中，利用富含氫氣的終端廢棄 物或副產物作為原料，采用變壓吸附法（PSA）回收提純制氫。工業副產主要來自以 下兩個來源：焦爐煤氣制氫和氯堿副產品氣制氫。焦爐煤氣中，氫氣含量占 50%以 上，除此還含有大量甲烷，經過壓縮、提純和脫氧等工藝可以制取高濃度氫氣。但現 實問題是目前焦爐煤氣在鋼鐵企業中，已經被充分利用為燒結、煉鐵和煉鋼等工序的 燃料，工藝流程之間配合成熟，采用焦爐煤氣制氫發展空間有限。氯堿副產物制氫是 指在通過電解飽和 NaCl 溶液的方法來制取 NaOH 的過程中，會生成 Cl2和 H2副產 物，副產物氣體雜質含量低，在提純前氫氣濃度已經大于 99%，提純難度比較小。 據資料統計，目前 30%以上的副產物氫氣直接被放空排放，沒有得到有效利用。回 收使用氯堿行業氫氣副產物可快速滿足國內氫氣需求，同時具有經濟優勢。
電解水制氫。電解水制氫是原理最為簡單的制氫方法，將正負電極插入水中并通 直流電，水中的氫離子在陰極發生還原反應析出氫氣，氫氧根離子在陽極發生氧化反 應析出氧氣。電解水制氫技術設備簡單，工藝流程穩定可靠，產生的氫氣純度極高， 可以滿足高純度的氫氣需求，同時不產生污染。但缺點是能耗大，制氫成本是目前工 業化制氫領域最高的，單位制氫成本是煤制氫的 4~5 倍。而且規模較小，制氫量一 般小于 200m3 /h。目前電解成本高是制約電解水制氫技術推廣使用的最重要原因。但 同時，在我國三北地區，大量可再生能源電力如風電和光伏發電還存在不能并網的情 況。由于電能不能大規模儲存，棄風棄光一方面造成了能源的浪費，另外還會造成設 備的損耗。因此采用可再生能源如風能和太陽能發電，再進行電解制氫，可極大降低 制氫成本，是目前制氫領域的研究熱點，具有技術可行性和經濟優勢。
制氫路線上將由化石能源制氫逐步過渡至可再生能源制氫。隨著氫能在社會發 展中的需求量越來越大，制氫作為氫產業鏈的最上游也將會得到飛速發展。選取具有 經濟優勢的技術路線，降低制氫成本，是氫能推廣使用的關鍵。在現有的制氫技術 中，使用煤或天然氣制氫具有顯著的成本優勢，而且我國具有豐富的煤炭資源。但使用化石能源作為原料終究不可持續，而且會產生新的污染。使用甲醇等化工原料制氫 受上游產品約束，產量和價格浮動較大，難以形成穩定有效的氫能供給。使用工業尾 氣制氫同樣存在原料少，來源不穩定的問題。目前看來，可以支撐未來巨大氫能需求 量，原料來源穩定的制氫方式應為電解水制氫。雖然目前由于成本太高，電解水在氫 能制備產業中只占 4%左右，與其它方式相比暫時不具備競爭優勢。但如果能考慮利 用我國每年大量不能上網的風能和光伏等可再生能源電力作為能源，可以極大地降低 制氫用電成本，推動電解水技術推廣使用，同時可有效解決可再生電力消納問題。
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