目前制取氫的方法主要分為傳統(tǒng)化石燃料制氫法和電解水制氫法。傳統(tǒng)的化石燃料制氫技術(shù)成熟，但制備氫氣依賴的是不可再生的礦物燃料，能耗高且會造成環(huán)境問題，屬于“灰氫”。電解水制氫以水為原料，通過外接電路施加電壓來生成氫氣和氧氣，該方法工藝簡單高效，制備的氫純度高。其原料為水，儲量豐富，產(chǎn)物為氧氣和氫氣 ，無任何其他有害物質(zhì)產(chǎn)生，故而被稱為“綠氫”。

隨著碳達峰、碳中和“雙碳”政策的不斷推進和深化，可再生能源電力成本的降低，氫燃料電池汽車的規(guī)�；�推廣和氫能市場的逐漸成熟，市場對氫氣的需求將呈爆發(fā)式增長，雖然傳統(tǒng)的化石原料所生產(chǎn)的“灰氫”在中短期內(nèi)仍將占據(jù)市場主流，但通過“綠色”電力來電解水制氫將是未來低碳經(jīng)濟的主流方向，也是氫能發(fā)展的必經(jīng)之路�！熬G氫”成本也必將隨著氫能的推廣和技術(shù)的進步下降到可接受的水平，電解水會成為氫氣的主要來源，氫能社會的目標也終將實現(xiàn)。

目前，氫能源利用技術(shù)已經(jīng)在燃料電池汽車、家庭熱電聯(lián)供等領(lǐng)域取得成效，也逐步在氫能的無碳排放生產(chǎn)、氫能發(fā)電、氫能社區(qū)等領(lǐng)域進行示范試驗。

隨著全球氣候變化壓力增大以及能源轉(zhuǎn)型加速，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向了“風口期”。站在巨大風口下，各國相繼出臺具有實操性的氫能發(fā)展戰(zhàn)略。一場爭搶未來氫能制高點的競爭，在世界各國間展開。

數(shù)據(jù)顯示，當前全球已有約20個國家和地區(qū)發(fā)布或制定了氫能戰(zhàn)略規(guī)劃，已公布的2030年“綠氫”的年產(chǎn)能從之前的230萬噸增加至670萬噸。僅在2020年，就有10多個國家發(fā)布氫能戰(zhàn)略。其中，美國、加拿大、德國、法國、俄羅斯等發(fā)達國家的氫能戰(zhàn)略，將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略的高度，旨在于2030-2050年間完成二氧化碳減排目標及能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。而在氫能研發(fā)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位的日本，更是早在2017年就制定了《氫能源基本戰(zhàn)略》，確立到2030年普及氫能源的行動計劃等。

根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃，各國紛紛制定相應(yīng)政策。歐盟建議各成員國將低碳氫氣生產(chǎn)納入可再生能源規(guī)劃，通過此舉可顯著推動煉油廠和燃料供應(yīng)商應(yīng)用氫氣。此外，4個歐盟國家（法國、德國、葡萄牙和西班牙）在其國家戰(zhàn)略中不僅宣布了針對特定行業(yè)的清潔氫使用目標，而且還就航空和航運燃料配額進行了深入討論。美國通過稅收優(yōu)惠的方式建立了對低碳氫應(yīng)用的激勵措施，即按照捕獲與封存的碳氧化物數(shù)量抵免所得稅。

伴隨著各國氫能政策陸續(xù)出臺，國際能源巨頭快馬加鞭入局，以BP（英國石油公司）、殼牌、道達爾為代表的石油公司圍繞氫氣制取、儲運以及加氫站建設(shè)已有豐富的實踐，成為世界氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的積極推動者。

從1978年申請第一件氫燃料電池相關(guān)專利開始，BP擁有超過40年的制氫和超過10年的汽車加氫站運營經(jīng)驗。目前，BP已參與多個氫能示范項目，包括同戴姆勒克萊斯勒公司、福特公司合作研究先進燃料電池技術(shù)。

殼牌在氫能領(lǐng)域全面發(fā)力，2016年，殼牌與川崎重工簽署協(xié)議，合作開發(fā)液氫運輸船；殼牌還與日本巖谷產(chǎn)業(yè)、日本電源開發(fā)公司合作，將澳大利亞豐富的低質(zhì)褐煤轉(zhuǎn)化為氫氣，液化后船運至日本。2017年2月，殼牌與豐田正式達成合作協(xié)議，在加利福尼亞州建造7座加氫站，并將在2024年增加至100座。殼牌在2018年發(fā)布的《能源轉(zhuǎn)型報告》中指出，將于2030年前在英國投資加氫設(shè)施。

道達爾推進加氫站布局，2013年在德國政府主導(dǎo)下，道達爾與殼牌、戴姆勒等公司啟動了氫氣Mobility項目，計劃在2023年前建設(shè)400座加氫站。截至目前，道達爾已經(jīng)在德國建成了10座加氫站。道達爾還與林德公司、寶馬公司在氫氣加注技術(shù)等方面開展了合作。

目前，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈已有228個已建、在建及規(guī)劃項目，其中有17個是已公開的兆瓦級綠氫生產(chǎn)項目（即1GW可再生能源和20萬噸/年的低碳氫產(chǎn)能項目），主要分布在歐洲、亞洲、澳大利亞、智利等國家和地區(qū)，歐洲在已公開的氫能項目數(shù)量方面處于領(lǐng)先地位（126個項目，占比55%）。

當前，全球氫能需求旺盛，氫能產(chǎn)量約達每年7000萬噸，96%的氫氣直接由化石燃料制成，即“灰氫”或“藍氫”。雖然“灰氫”具有成本低廉、技術(shù)成熟、可大規(guī)模應(yīng)用等優(yōu)勢，但制備過程伴隨著二氧化碳等溫室氣體的排放，不利于實現(xiàn)“碳中和”目標。而將“灰氫”生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行捕集、利用和封存，進而間接達成“碳中和”目標所獲得的“藍氫”，則存在生產(chǎn)成本仍然較高，制備系統(tǒng)成熟度較低，暫時無法大規(guī)模應(yīng)用等問題。因此，通過零污染、低成本、可持續(xù)的方式制取“綠氫”是未來能源發(fā)展的重點。

然而，“綠氫”的困局并非全部來自于制氫技術(shù)，幾十年前，電解水制氫已被廣泛應(yīng)用于航天工業(yè)等一些特殊的領(lǐng)域。阻礙“綠氫”發(fā)展的核心因素是制氫成本的居高不下，同樣制取1立方米氫氣，“綠氫”的成本是“灰氫”的3-5倍，是“藍氫”的2倍以上。

按照制備1立方米氫氣需要5度電計算，這種氫氣如果要在市場中獲得經(jīng)濟性和競爭力，電價就需要控制在0.3元/度，甚至更低。然而當前風電光伏為主的可再生能源的平均電價仍在0.5元/度以上。即便日本專家實現(xiàn)了“光觸媒”制氫的技術(shù)突破，該技術(shù)應(yīng)用大規(guī)模推廣仍舊需要一定的時間以及存在不確定因素，因此對于當下的氫能市場，成本依舊是氫能獲得廣泛使用的最大障礙。

專家指出，應(yīng)通過政府干涉，比如發(fā)放“綠氫”使用補貼的方式，來促進“綠氫”的生產(chǎn)。今年8月，英國就宣布，2030年前啟動40億英鎊資金投入“綠氫”生產(chǎn)。彭博新能源財經(jīng)估計未來10年全球?qū)⑿枰�投�?500億美元才能將制氫成本降低到具有競爭力的水平。

此外，氫氣生產(chǎn)和運輸技術(shù)還面臨一系列瓶頸。氫氣會腐蝕金屬，這對氫氣的輸送構(gòu)成挑戰(zhàn)，而且由于氫氣點火能量小，使氫不論在空氣中或者氧氣中，都很容易點燃，因此對氫氣的儲存與運輸都提出了極高的安全要求。