氢能产业的发展史，伴随着制氢技术的不断发展。目前工业上制备氢气的方法可分为：煤气转化;热化学法;生物制氢;电解水制氢;生物质热解技术等。其中，使用化石燃料作为主原料的煤气转化法，占世界氢气制备总量的96%。煤化工制氢、水电解制氢和甲烷制氢。而这三种方式中的水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法，也是最被看好的制备方式之一。

一，从理论上来讲，水电解制氢的原理是在电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气，是最常见的制氢方法。水电解制氢生产氢气的效率一般在75%-85%。
但是在电解过程中，诸多原因导致水电解制氢成本过高。
1，是催化剂会影响整体的转换效率，目前工业上使用的催化剂是贵金属催化剂，催化剂成本较高，减少催化剂贵金属使用量来降低PEM水电解设备成本是未来研发主要方向；
2，是电解过程中，通电也是必须的，所消耗的电能也是成本过高的原因之一
3，是在整个水电解制氢过程中，还需要考虑设备本身所消耗的电能及成本等问题。
二，电解水制氢究竟难在哪里？
尽管水电解制氢面临诸多挑战，依旧看好水电解制氢的前景。2050年，水电解制氢占主流制氢方式约40%的市场。
水电解制氢有不同的方式，即ALK（碱水电解池）、PEM（质子交换膜）以及SOE（固体氧化物电解池）。
从技术层面来看，

1，ALK的技术限制较少。ALK水电解技术最为成熟，成本最低，经济效益最高，但有碱液污染。

目前水电解的工艺、材料，设备均在不断地改进。
以往电解质一般采用强碱性电解液，近年来电解反应器电极材料也有所改进，开发出了采用固体高分子离子交换膜为电解质，且此种隔膜又起到电解池阴阳极的隔膜作用。
目前，国内有很多各式各样规模的水电解制氢装置，其目的大多不是为了能源使用，而是应用于电子，冶金等需要高纯氢的工业领域

2，PEM尚有较多的技术难题（例如，膜和催化剂涂层）；全球只有少数供应商能够提供核心零部件，如膜或膜电极；PEM随着技术成熟度的提高成本下降在未来经济效益最高。但PEM核心零部件亟需国产化。

3，SOE水电解系统仍然以如此小的数量生产，尚不存在完整的技术成熟的供应链。目前SOE技术仍处于试验阶段，故目前的制氢暂不考虑。
对于电解反应中的电极过程、电极材料等随着氢能应用的逐步扩大，高效、廉价电解水制氢世界性难题有望得到有效的解决。
近些年，国际上已经先后研究开发了20多种热化学循环法，有的已进入中试阶段。

三，我国水力资源丰富，利用水力发电电解水制氢有一定的发展前景。也有不少企业在水电解制氢产业布局。

四，风电制氢技术

全球范围内常见的风电制氢系统主要构成包括风力发电机组、电解槽、氢气储藏系统、电网等。
风电制氢项目通常采用的有两种模式。
1，一种则是首先利用风力发电并网，按照总量在制氢的用电端通过电网供电实现制氢。这样一来，电网解决了风电本身的波动性问题，制氢设备能够实现稳定运行，但仍需依赖当地电网，相关费用也将折算入风电制氢的成本中。
2，另一种则是利用风电直接连接设备进行制氢，但风电的波动性将对设备寿命造成不利影响。
技术层面来说，直接利用风能进行电解水制氢，制氢设备仍需要克服风能波动性带来的问题。“就目前技术水平来看，直接利用风电进行电解水，针对风电的波动性，控制设备的响应时间是需要突破的技术难点。波动性和频繁启停对碱性电解水寿命有很大影响，风电波动对电解水设备造成的影响仍有待深入研究。”

同时，就目前情况来看，碱性电解水制氢这一技术已经走向成熟，但这一成熟技术仍需要在稳定工况下进行。“将不稳定发电的风电转变为持续供电，不论是并入电网或是加上区域储能系统，都将带来额外的经济投入。”

五，太阳能制氢
但太阳能制氢也有着40年的发展历史，并被看作是最具前景的制氢方法之一。到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢等。
将太阳能发电和电解水组合制氢组合成系统的技术，是主流发展方向。从世界范围来看，太阳能发电产业已经进入到了相对成熟的阶段。全球光伏发电装机总量从2013年的135GW，逐步增长到2017年的386GW，再飞跃到2018年的480GW。并且，光伏发电转化率记录不断被刷新，光伏技术取得了长足进步。

从量到质上，太阳能制氢已初步成熟。

绿色能源代替化石能源的大潮已全面开启，且风势渐趋扩大。尤其是光伏产业，虽然起步晚于风电产业，光伏的多种应用形式，也让整个产业保持着活力与发展想象。
当光伏遇见氢能，又一个全新的新能源应用蓝海诞生了。太阳能制氢，这个已被提出40余年的新能源应用，在光伏产业迈入“成年”，氢能茁壮成长之际，迎来了历史性发展时机，可以在西部光照好的地方制氢，离网的制氢，通过电力的转换装置直接制氢，没有任何二氧化碳排放，没有任何的污染。”

“10MW光伏每小时可制造10立方的氢气，25平方公里的光伏发电列阵，可以做一个小型的制氢城，一年可以产100万吨的氢气，100万吨的氢气完全够我们未来几年用。初步计算，在光照好的地方，制氢的光伏发电成本大概在1毛5分钱一度电，是大幅度低于现在制氢的电力成本。“阳光电源董事长曹仁贤给我们算了这样一笔账。
太阳能制氢，实现了清洁能源生产清洁能源，并可以有效地消纳光伏发电，可以实现两种重要新能源之间的有效结合应用。随着光伏发电和电解水制氢技术的不断发展，太阳能制氢是又一生力军。