2023年被稱為“綠氫元年”。

目前，電解水制氫技術(shù)在國內(nèi)多點開花。2023上半年，國內(nèi)電解水制氫設(shè)備出貨量已接近900MW，超2022年全年。

隨著越來越多的制氫項目快速落地，國內(nèi)電解水制氫設(shè)備企業(yè)也迎來新的“機遇和挑戰(zhàn)”。

堿性電解水制氫技術(shù)（ALK）一騎絕塵

電解水制氫技術(shù)主要分為四種：堿性（ALK）電解水制氫技術(shù)、質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫技術(shù)、陰離子交換膜（AEM）制氫技術(shù)和固體氧化物（SOEC）電解水制氫技術(shù)。

目前，國內(nèi)電解水制氫市場最常見的是堿性電解水制氫技術(shù)（ALK）。堿性電解水制氫技術(shù)相較于其他三種技術(shù)更為成熟，成本也相對更低。目前，我國已經(jīng)落地的綠氫制備項目，基本都采用堿性電解水制氫設(shè)備。國內(nèi)80%的制氫設(shè)備企業(yè)均是以堿性電解水制氫技術(shù)為主流并著力開發(fā)更大產(chǎn)氫量的堿性電解槽，其中代表性企業(yè)有考克利爾競立、隆基氫能、三一氫能、中船派瑞等。

氫能觀察了解到，目前業(yè)內(nèi)一臺堿性電解槽的價格大概在800萬元左右，由于市場“內(nèi)卷”嚴(yán)重，各家都在成本上使出“渾身解數(shù)”，甚至有的堿性電解槽價格已經(jīng)下降到700萬元左右，以求更具競爭力。

然而，價格戰(zhàn)并不是堿性電解槽企業(yè)的長久之計。如果市場如此內(nèi)卷，那么制氫設(shè)備企業(yè)面臨的成本壓力將會與日俱增。電解水制氫技術(shù)的成本主要來自兩方面：電價和設(shè)備本身。企業(yè)能否在短期之內(nèi)將設(shè)備的成本再次降低，取決于技術(shù)革新的速度能否跟得上市場變化的速度。

從今年上半年電解槽招中標(biāo)情況來看，幾乎所有的制氫項目所使用的制氫設(shè)備都是堿性電解槽。一方面，堿性電解槽產(chǎn)氫量較大，目前已達(dá)到2000標(biāo)方；另一方面，堿性電解槽價格更有優(yōu)勢。

質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)（PEM）仍有競爭優(yōu)勢

盡管在造價上PEM電解槽遠(yuǎn)高于堿性電解槽，甚至達(dá)到3000萬元（1000標(biāo)方產(chǎn)氫量的PEM電解槽），但是在電解槽本身的技術(shù)上更有優(yōu)勢。因此，國內(nèi)也有眾多制氫設(shè)備企業(yè)開始開發(fā)PEM電解槽，許多落地項目也開始使用，吉林大安風(fēng)光制綠氫合成氨項目中，也使用了一部分PEM電解槽。

一方面，堿性電解槽在堿性條件下可使用非貴金屬電催化劑（如 Ni、Co、Mn等），因而電解槽中的催化劑造價較低，但產(chǎn)氣中含堿液、水蒸氣等，需經(jīng)輔助設(shè)備除去；另一方面，堿性電解槽難以快速啟動或變載、無法快速調(diào)節(jié)制氫的速度，因而與可再生能源發(fā)電的適配性較差。

基于此，PEM電解槽運行更加靈活、更適合可再生能源的波動性的優(yōu)勢也讓電解槽市場多了一份可能性。從時間角度上看，堿性電解水制氫技術(shù)（ALK）在解決近期可再生能源的消納方面易于快速部署和應(yīng)用；但從技術(shù)角度看，質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）技術(shù)的電流密度高、電解槽體積小、運行靈活、利于快速變載，與風(fēng)電、光伏（發(fā)電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性。

國內(nèi)制氫技術(shù)專家對于PEM電解槽未來市場格局都非常看好，他們認(rèn)為，隨著技術(shù)的進(jìn)步，PEM電解槽的成本會不但降低，未來3-5年，PEM電解槽裝機量會不斷增加。隨著電解槽廠家越來越多，電解槽零部件生產(chǎn)企業(yè)也將開啟市場競爭，當(dāng)核心零部件逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代，那么PEM電解槽的成本會快速下降，PEM電解槽的市場份額也將不斷增大。

SOEC和AEM制氫技術(shù)或?qū)⒊蔀楹隈R

目前，國內(nèi)制氫企業(yè)中“高調(diào)宣稱”看好SOEC制氫技術(shù)的當(dāng)屬翌晶氫能。

4月25日，國內(nèi)首條SOEC（固體氧化物電解水制氫系統(tǒng)）電堆自動化產(chǎn)線在嘉定工業(yè)區(qū)下線。該產(chǎn)線由翌晶氫能自主設(shè)計開發(fā)，投產(chǎn)后單堆制造時間僅需20分鐘，年產(chǎn)能可達(dá)100兆瓦。

5月25日，遼寧營口500MW風(fēng)光氫儲一體化示范項目正式簽約，翌晶氫能的SOEC技術(shù)即將落地。據(jù)悉，該項目擬定風(fēng)電裝機容量300MW、光伏裝機容量200MW、電解制氫建設(shè)規(guī)模20000Nm3/h，年產(chǎn)綠氫1萬噸，副產(chǎn)高純氧氣8萬噸。

堿性電解槽的成本較低是四種制氫技術(shù)路線中最大的競爭優(yōu)勢，但從長遠(yuǎn)來看，SOEC電解槽可以實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，雖然前期投入較大，但在電價較高的地區(qū)，在終端單位制氫成本上更具有競爭力。

在市場處于初期階段的當(dāng)下，制氫產(chǎn)業(yè)鏈更關(guān)注于市場的廣度，然而未來向縱深發(fā)展時，哪種技術(shù)會成為主流還未可知。

近日，穩(wěn)石氫能宣布將在2023年底完成搭建自主研發(fā)的陰離子交換膜產(chǎn)線并實現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)。達(dá)產(chǎn)后一期產(chǎn)能10萬平米（4GW）。同時，穩(wěn)石氫能AEM電解槽產(chǎn)線也將于2023年四季度正式投建。預(yù)計到2025年，該產(chǎn)線可實現(xiàn)年產(chǎn)能1GW。

2023年2月，穩(wěn)石氫能發(fā)布了2.5kW的AEM單體電解槽產(chǎn)品。穩(wěn)石氫能表示，2023年底將推出10kW單體電解槽產(chǎn)品；到2024年，將推出全球首臺100kW單體電解槽產(chǎn)品。

穩(wěn)石氫能是國內(nèi)少數(shù)做AEM電解水制氫設(shè)備的企業(yè)，在ALK和PEM電解水制氫設(shè)備“大行其道”的當(dāng)下，SOEC電解水制氫技術(shù)緊隨其后的電解水制氫市場中，AEM電解水制氫技術(shù)還并未迎來太多“好感”。

AEM制氫技術(shù)結(jié)合了堿性電解制氫技術(shù)與PEM制氫技術(shù)，既沒有貴金屬催化劑，又能達(dá)到快速響應(yīng)，唯一需要解決的問題就是“陰離子交換膜”的技術(shù)革新。可以說，穩(wěn)石氫能“堅守”的AEM制氫路線，又給國內(nèi)電解水制氫技術(shù)多了一條可選擇之路。

我國是世界上制氫量最大的國家，年制氫能力達(dá)3300萬噸。不容忽視的是，我國大部分氫氣來源于化石能源制氫和天然氣制氫，綠氫占比較少。近兩年我國落地投產(chǎn)的風(fēng)光制氫項目逐步增多，到2025年，我國制氫能力將進(jìn)一步攀升，綠氫產(chǎn)量也將逐步擴大。

綜合市場調(diào)研數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)1000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時電解槽生產(chǎn)能力已經(jīng)接近3吉瓦，而今年前5個月綠氫市場需求超過650兆瓦，已接近2022年國內(nèi)氫能市場需求總量。

盡管國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，但在市場大量需求的推動之下，制氫產(chǎn)業(yè)鏈也將在“瘋狂內(nèi)卷”中走向成熟。堿性電解水制氫技術(shù)的價格優(yōu)勢是否能一直獨占市場鰲頭？亦或是質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)將會反超，或是四種制氫技術(shù)“平分天下”？或許，還需要等待時間的檢驗。