在當前主流四種制氫技術中，堿性電解槽和PEM已逐步實現商業化，但考慮到成本和可靠性因素，大規模制氫仍會在一段時間內以堿性電解槽為主。

在2024第四屆綠氫論壇中，針對大規模電解水制氫的發展機遇，許衛提出：更大的電解設備會降低投資和運行成本，更有利于水電解設備的大規模應用。

許衛對制氫系統進行了詳細介紹。典型的水電解制氫系統由5部分組成：

·水電解槽：是整個系統的核心

·附屬設備：包括氣液處理系統和補水系統，主要負責產品氣和電解液的分離和電解液的循環，以及補充電解所需的原料水

·控制系統：控制整個電解過程的溫度、壓力流量等

·整流系統

·氣體純化系統：可以使氫氣純化也可以使氧氣純化

在制氫系統的基礎上，許衛介紹，大規模制氫系統有兩個主要發展方向，一是大規模、二是高波動。

發展大規模的關鍵技術包括高電流密度、低能耗、大產氣量單體電解槽技術；大規模氣液分離系統設計；大規模氫氣和氧氣純化技術。

對于高波動的需求，要開發匹配新能源波動性電網的大容量直流電源系統設計；適應波動電源工況的能源管理系統及自動化控制策略。

水和電是影響大規模電解水制氫最終成本的兩個因素。

綠氫是所有清潔氫類型中最節水的。從用水成本方面來看，制氫用水量一般為9立方水產1噸氫或9升水產1公斤氫。用各地方行業用水定額舉例，內蒙古電解水制氫用水定額為10立方水/噸氫和12立方水/噸氫，可以實現電解水制氫。河北制氫用水定額則是1.2立方水/噸氫和1.5立方水/噸氫，遠低于制氫所需用水量。

當用水量超過用水定額時，可能出現罰款或階梯水價的情況，最終導致成本的提升。根據計算來看，制氫用水成本與地方行業用水定額政策有關。

電力降本方面，許衛表示：一方面要開發新的析氫、析氧電極，另一方面要降低電解小室的總電阻。

效率方面，制氫系統和我們通常使用的電器有很大的區別，從圖中可以看出，隨著氫氣產量由20%增加到100% 直流效率可以從95%下降到80%以下，電解裝置在較低產氣量下具有更高的運行效率。

這也體現了大規模制氫系統的成本優勢。舉例來說，當加氫站內制氫使用網電制氫時，可以選擇低電壓（高效率）操作點，以降低用電成本；而當光伏制氫可能選擇高電密操作點，這樣可以降低投資成本。

大規模電解水制氫面臨成本、標準以及法規三方面挑戰。

成本方面，設備成本依然高。

作為設備供應商，許衛表示，首先要降低制造成本，持續研發投入以研制高效、低成本的制氫設備；其次是大規模生產對降低設備制造成本可起到更大的作用。

對此，大陸制氫在今年融資1個億，建設新的8000m2生產車間，計劃在年底前完成。

標準方面，國際上有更高的標準要求。

目前我國現行的水電解設備現行標準有6項，其中2項關于氫氧發生器，4項關于水電解制氫。這些國家標準的發布和實施，統一和規范了我國水電解產品，保證了行業健康有序的發展。

但我國的水電解設備標準僅涉及ALK和PEM，ISO/TC197 在2019年 發布了新版22734，包括了AEM技術，在標準設定上具有更高的要求。如果我國也采用此ISO標準作為國家標準 將使我國水電解制氫設備滿足國際通用技術和安全要求，為我國設備開拓更大的國際市場創造有利條件。

法規方面，國家層面仍將氫氣作為危險化學品，禁止在化工園區外生產。

雖然近三年內地方層面如山東、河北、廣東、四川等地表示綠氫生產可以不在化工園區，但這些法規僅僅是地方性政策。

隨著國內外碳減排壓力日益增大，在國家相關政策的支持下，可再生能源電力的價格將繼續下降，大規模電解水制氫系統的更合理配置也會進一步降低綠氫生產成本，綠氫的經濟性將逐步顯現，基于可再生能源電力消納的電解水制氫系統規模有望持續擴大。

文章內容根據嘉賓演講整理，未經嘉賓審核。

來源：氫能觀察  記者：李航