综述：太阳能光伏-绿氢生产系统的概述与展望

（编辑推荐）本文系统综述了太阳能光伏-绿氢（SPV-GH）系统的技术进展与应用前景，重点探讨了光伏电解水制氢（PV-EL）的四种主流技术（PEM、ALK、AEM、SOEC），揭示了其在能源脱碳与零排放目标中的核心价值。文章整合了光伏（PV）、聚光光伏（CPV）与电解槽的协同优化策略，并前瞻性地提出多能源耦合与规模化储运方案，为清洁能源转型提供了关键技术路径。

　　

太阳能光伏-绿氢系统的技术全景

概述

太阳能光伏-绿氢（SPV-GH）系统通过光伏（PV）发电驱动电解水制氢，成为实现碳中和的关键技术。该系统利用可再生能源将H₂O分解为H₂和O₂，全过程零碳排放。目前太阳能-氢能（STH）转换效率已突破10%，其中聚光光伏（CPV）与碱性电解槽组合效率可达28%。

技术核心：电解槽的四大门派

1. 质子交换膜电解（PEM）：响应快、效率高，但依赖贵金属催化剂；
2. 碱性电解（ALK）：成本低、寿命长，适合大规模应用；
3. 阴离子交换膜电解（AEM）：结合PEM与ALK优势，仍处研发阶段；
4. 固体氧化物电解（SOEC）：高温下效率超90%，需解决材料退化问题。

系统集成挑战

• 动态匹配：光伏波动性需通过最大功率点跟踪（GMPPT）技术优化；
• 成本瓶颈：电解槽占系统总成本60%，规模化生产可降本30%以上；
• 多能互补：风光氢混合系统可提升能源利用率至80%。

未来展望

中国西北100MW光伏制氢项目证实了技术可行性。下一步需突破电解槽寿命（现为8万小时）、降低H₂储运成本（当前占终端价格40%），并开发光热-光电-电解三联产系统。正如研究者所言："绿氢不是选择题，而是碳中和的必答题。"