绿氢在何时何地才能真正实现成本竞争？
绿氢只有在特定条件下才能与化石燃料竞争——并非随时随地或短期内可行。2025年英国一项研究表明，若综合运用多种策略（利用原本会被浪费的风电场电力、将电解过程中产生的热能出售给区域供暖网络、并实施碳定价等现有政策支持），绿氢的总成本可降低78%。在天然气价格较高的情景下，这能使绿氢在2030年代中期与天然气实现成本竞争[1]。若无这些干预措施，绿氢仍将过于昂贵。
在中国，2025年的一项研究发现，将电力部门与难以电气化的行业（如钢铁和化工）通过共享氢能基础设施进行耦合，可使整体能源系统成本降低6%。若将这些节省全部用于作为燃料的氢气，与各行业独立运行的系统相比，绿氢成本可下降24%。到2050年，这将使绿氢成本与灰氢（由化石燃料制取且未进行碳捕集）相当[2]。
地理位置至关重要。在乌拉圭，97%的电力已来自可再生能源，绿色氢能的平准化成本为每公斤2.11至4.12美元——但文献指出，若要具备出口竞争力，其成本需降至每公斤1.40美元以下[5]。在约旦，利用太阳能制氢的成本为每公斤3.13美元，而使用电网电力则为每公斤4.42美元[4]。在伊拉克，离网太阳能系统制氢成本为每公斤3.23美元[6]。这些数字仍约为化石燃料制氢成本的两倍。
绿色氢能成本受何驱动，又如何降低？
最大的成本驱动因素是电力。在乌拉圭，可再生能源成本占最终氢气价格的40%以上[5]。在挪威，2023年的一项研究发现，到2050年，可再生燃料（包括氢气）的成本可能下降41%至68%，但电力成本仍是一个主要因素[3]。第二大因素是电解槽本身——即用于将水分解为氢气和氧气的设备。在聚合物电解质膜（PEM）电解槽中，电解槽成本可占总成本的30%以上[5]。
新技术可以发挥作用。2022年的一项突破性设计——一种避免气泡形成的毛细管供料电解槽——实现了98%的能源效率，每千克氢气仅消耗40.4千瓦时，而商业电解槽约为47.5千瓦时。这一更高的效率直接降低了每千克氢气的电力成本[7]。不过，该技术目前仍处于实验室规模，尚未商业化。
利用原本会被浪费的资源也能降低成本。英国的一项研究发现，使用弃风电力（即原本因电网无法消纳而被舍弃的电力）可使氢气成本降低17.5%，而将电解过程中产生的废热出售给区域供热网络则可再降成本24.7%[1]。在意大利，一种用于炼钢的风能系统相比传统方法实现了88%的二氧化碳减排，但氢气成本仍约为每公斤6.5欧元（合7.10美元），远高于化石燃料的平价水平[8]。
政策与市场条件能否弥合差距？
是的，政策干预至关重要。英国的研究发现，现有的政策措施（如碳定价和可持续发展挂钩债券）本身就能使绿氢成本降低39%[1]。2024年一项针对化工行业的分析表明，天然气和电力价格对绿氢能否与灰氢竞争影响最大。当天然气价格高企且二氧化碳证书价格同样处于高位时，绿氢甚至在当下就能具备竞争力[11]。
然而，依赖高昂的化石燃料价格存在风险。同一项研究指出，与天然气价格相比，目前二氧化碳证书价格对氢气成本的影响较小[11]。在利比亚，2024年的一项评估表明，如果将可再生能源接入公共电网，绿色氢能可能在经济上与化石燃料竞争，但该国目前缺乏大规模生产所需的基础设施和安全标准[9]。
一些研究者认为，到2030年，替代性制氢路径——例如利用聚光太阳能热化学分解水（称为“白氢”）或热解甲烷（称为“海蓝氢”）——可能比绿氢更便宜，甚至有望在无碳捕集的情况下低于灰氢成本[10]。但这些技术仍处于早期开发阶段。
本文引用的文献
整合多种干预措施，以实现绿色氢能在工业脱碳中的成本竞争力
综合干预措施（包括限制风电、余热销售及政策支持）可使绿氢成本降低78%，在高气价情景下，预计到2030年代中期即可实现与天然气成本持平。
绿色氢在中国电力及难以电气化领域脱碳中的经济效益与成本竞争力
在中国，通过共享氢能基础设施将电力与难以电气化的行业耦合，到2050年可使系统成本降低6%，并使绿氢成本与灰氢相当。
可再生氢与合成燃料在卡车运输、航运及航空领域对化石燃料的替代：一项全成本模型分析
到2050年，卡车运输、航运和航空领域的可再生燃料成本可能下降41%至68%，但碳中和运输仍将面临成本劣势，尤其是在航运领域。
约旦生产绿色氢能的潜力
在约旦，利用太阳能光伏制取绿氢的成本为每公斤3.13美元，而使用电网电力制氢则为每公斤4.42美元；光伏系统可在11年内收回成本，并每年减少3042吨二氧化碳排放。
乌拉圭的绿氢生产：技术经济路径分析
在乌拉圭，绿氢成本为每公斤2.11至4.12美元；其中电力成本占比超过40%，对于质子交换膜电解槽而言，电解槽成本占比超过30%；要实现出口竞争力，成本必须降至每公斤1.40美元以下。
离网光伏能源系统生产绿色氢气的技术经济评估
伊拉克的一个离网太阳能系统，通过将一台8千瓦的电解槽与12千瓦峰值的光伏阵列进行优化配置，以每公斤3.23美元的成本生产氢气。
一种高性能毛细管供料电解槽有望实现更具成本竞争力的可再生氢能。
一种毛细管供料电解槽实现了98%的能源效率（40.4千瓦时/千克氢气），优于商业电解槽（约47.5千瓦时/千克），有望降低成本。
风电制绿氢的技术经济分析及其在难以脱碳领域中的脱碳促进作用：以钢铁行业为例
风力驱动的绿色氢气用于意大利钢铁生产可减少88%的二氧化碳排放，但成本约为每公斤6.5欧元（合7.10美元），远高于化石燃料的平价水平。
利比亚绿色氢能生产、储存与利用技术综述
在利比亚，如果将可再生能源并入电网，绿氢有望在经济上与化石燃料竞争，但基础设施和安全问题依然存在。
存在比绿氢经济成本和环境成本更优的制氢路径。
替代路径（利用聚光太阳能的白色和蓝绿色氢）到2030年可能比绿色氢更便宜，甚至可能低于灰色氢的成本。
绿色氢在化学工业中的应用——关键因素与成本竞争力
电力和天然气价格主导了绿氢与灰氢的竞争；在当前水平下，CO₂证书价格的影响微乎其微。