综述：绿色氢能生产的成本效益策略与技术

（编辑推荐）本综述系统梳理了绿色氢能（Green H2）生产技术，涵盖碱性电解槽（AEL）、质子交换膜电解槽（PEMEC）和固体氧化物电解池（SOEC），对比灰氢（SMR）、蓝氢（CCS）的环境与经济性，探讨光催化制氢潜力，为碳中和目标下氢能战略提供关键见解。

　　

现代氢能生产技术概览

氢能作为零碳能源载体，其生产方式按颜色分类呈现技术差异。灰氢通过蒸汽甲烷重整（SMR）生产，虽成本低廉但伴随高CO₂排放；蓝氢结合SMR与碳捕获封存（CCS），可将碳排放减少90%，但面临甲烷泄漏争议。绿色氢能采用可再生能源驱动电解水技术，其中碱性电解槽（AEL）成熟度最高，质子交换膜电解槽（PEMEC）响应速度快，固体氧化物电解池（SOEC）效率达85%但需高温环境。生物质气化作为补充路径，其碳中性特性备受关注。

国家战略与大型项目进展

欧盟"氢能战略"计划2030年前部署40GW电解槽，德国"H2Global"项目推动绿氢国际贸易。中国"十四五"规划将氢能列为前沿技术，澳大利亚依托光伏资源开展"亚洲可再生能源中心"项目。美国通过《通胀削减法案》提供3美元/kg绿氢补贴，显著降低平准化成本（LCOH）。

光催化制氢的竞争潜力

光催化技术直接利用太阳光分解水，理论能量转化效率可达20%，其"零碳足迹"特性符合绿色氢能定义。当前瓶颈在于催化剂稳定性（如TiO₂改性）和系统规模化，但实验室已实现10%的太阳能-氢能（STH）转化效率，未来可能挑战电解水技术的主导地位。

结论与展望

绿色氢能成本需从当前4-6美元/kg降至2030年2美元/kg才能具备竞争力，这依赖于电解槽成本下降（目标300美元/kW）、可再生能源电价低于0.02美元/kWh及储运技术创新。光催化制氢若突破效率瓶颈，可能成为分布式氢能生产的颠覆性方案。各国需加强政策协同，建立碳定价机制，加速氢能基础设施建设。

（注：全文严格基于原文数据，未添加非文献观点）