“绿氢”带火了电解槽！

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文章来源：中国能源报/仲蕊，上海证券报，高工氢电等网络公开资料，全球氢能编辑整理

当前，在政策和市场双驱动下，氢能产业火热发展，带动了制氢环节的快速成长，设备企业迎来了历史性的机遇。按照制氢的清洁程度，可将得到的氢气分为灰氢、蓝氢、绿氢，理论上绿氢才是未来真正的清洁能源，在制氢环节，电价和电解设备是导致当前绿氢生产成本居高不下的重要原因，二者的成本占比分别达到50%和40%，电解槽是可再生能源大规模制氢的关键装备，在制氢系统总成本中的占比近50%。

8月28日，隆基股份与中国化学华陆工程科技有限责任公司签署了战略合作框架协议及10万千瓦电解水制氢设备采购合同，引发业内关注。电解水制氢是重要的制取绿氢的方法，在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，即可分解成氢气和氧气，整个过程可实现零排放。　　电解水制氢规模的提升，使电解槽市场迅速增长。据记者了解，包括氢能电堆企业在内的很多生产商考虑切入电解槽等设备线。“电解槽是电解水制氢的一个基本装备或技术装备。随着氢能的发展，越来越多的人意识到制氢端的不足或成为卡脖子工程。而电解水本身是电堆的一个反向原理，所以电堆企业认为自身的技术和产品可以涉及这块。”一位氢能龙头上市公司负责人表示。上述人士也提到，“电堆企业如果要切入电解槽领域，首先必须解决膜电极的问题。”多位业内人士认为，未来电解槽的成本与性能有较大提升空间，企业纷纷涉及电解槽生产线，行业竞争也将对这个领域格局产生影响。

中国氢能产业协会数据显示，上半年，我国氢气产量同比去年增加了 25%，其中利用新能源制氢的比例同比提高了30%。彭博新能源财经在最新的氢能市场展望中预测，由于我国上半年氢气产量的惊人增长，电解槽市场今年将翻一番，到2022年将翻四倍，达到180万千瓦以上，并且预计中国将占全球电解槽装机容量的60%-63%。

市场需求扩大

“目前，电解槽市场非常火爆，处于供不应求的状态。”国内一家电解槽供应商对记者表示。该供应商认为，氢能产业利好政策频出，让产业链中重要的制氢端成为投资热点，而碳达峰、碳中和目标的提出，更是让绿氢成为减碳脱碳的重要途径。

• 718所上半年在国内电解水制氢设备领域的市场占有率颇高，客户包括壳牌、国家能源、协鑫、宝武清能等，目前手上订单饱满，如6月中旬，其就已获得张家口等10家气象局的电解制氢设备意向订单，项目总预算金额为844.2万元。基于电解水制氢设备良好的市场前景，718所已扩容新建2大厂房，新厂房碱水电解设备年产能350台/套，PEM电解水制氢设备年产能120台/套。 
• 考克利尔竞立1000Nm³/h水电解技术已经比较成熟，并有较高市场占有率。宝丰能源“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”今年4月开建，考克利尔竞立确定为其提供22台1000Nm³/h电解制氢设备；近日其又为法国液化空气集团提供5台功能定制化设备，目前已有1台1000Nm³/h电解制氢设备完成验收，8月会再交付2台。公司市场订单也是非常可观。 
• 山东赛克赛斯上半年电解水制氢设备的销售额已达到4000万元，小型PEM电解水制氢装置销量达1500台；大型设备订单持续不断，包括出口伊朗。“今年到现在一直没闲着，订单非常火爆，PEM电解水制氢设备有一个月的时间甚至供不应求。”该公司工程部总监侯力军说。 
• 其他企业，光伏巨头之一阳光电源在今年3月发布了发布国内首款、最大功率SEP50PEM制氢电解槽。该PEM制氢电解槽核心部件均为国产。为了配合市场需求，阳光电源已开始规划建设全自动化电解槽组装生产线。

“2020年，绿氢成为多国首选的未来绿色燃料，多国宣布重金投资氢能产业，总额超过1500亿美元、超过7000万千瓦的绿氢项目正在开发之中。水电解制氢技术作为制取氢气的重要方法，尤其利用可再生能源电解制氢是目前规模化制取绿氢的唯一方法，具有广阔的市场前景。”一位制氢设备技术专家对记者表示。与订单“火爆”相应，对电解水制氢设备领域展开布局的企业也在持续增多（如下图）。今年以来，基本每个月都有背景强大或资金雄厚的企业高调入局。“事实上，除了氢燃料电池等氢能交通领域，氢气应用端还包括将氢气作为化工原料投入到化工生产中、或作为还原剂进行氢能冶金等。碳达峰、碳中和目标的提出，让越来越多的大型能源企业开始将目光投向氢气，大举布局制氢产业线，主动利用可再生能源发电制氢，替代煤化工制氢、天然气裂解制氢等传统制氢方式，以降低二氧化碳排放。”中国船舶集团有限公司第七一八研究所高级工程师李海鹏指出。与此同时，氢能产业利好政策不断释放，产业发展势头火热，甚至出现企业“沾氢即火”现象。李海鹏说：“随着可再生能源发电成本越来越低，制氢经济性亦初步显现。多重因素影响下，制氢端获得更多重视，氢气需求飙升，电解槽这样的制氢设备市场需求进一步扩大。”成本不断下降

据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测，到2050年，氢能在中国能源体系中的占比约为10%，可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体，吸引多家企业大举布局可再生能源电解水制氢产线。“我国发展绿氢具备良好的资源禀赋，随着碳排放成本的提高和可再生能源制氢技术进步与规模扩大，其发电成本越来越具有竞争力。同时，我国拥有强大的基础设施建设能力，为发展绿氢提供了得天独厚的优势。”上述专家表示。在绿氢发展呼声高涨背景下，电解水制氢正迎来新一轮发展机遇，与之相应的电解水制氢设备市场也整体向好。就今年上半年而言，宣布投建电解水制氢项目的就有晶科能源、亿利集团、天合光能、协鑫集团等。每一家企业“卡位”，都意味释放出数台甚至数十台的市场订单。整体市场需求不容小觑。 此外，双碳目标下，煤化工、石油精炼等企业急需进行战略转型，需要实现能源的绿色、低碳、循环可持续发展。在此背景下，引进电解水制氢与原有的产业链进行有效融合是实现经济效益与环保效益的双赢。 宝丰能源“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”即是一个有力说明。该项目负责人王箕嵘表示，该项目引进了单套产能1000Nm³/h的电解水制氢设备全部投产后，项目将每年可减少煤炭资源消耗25.4万吨，减少二氧化碳排放约44.5万吨。未来，宝丰能源将继续扩大光伏发电及电解水制氢规模。 今年5月，河钢集团在张家口启动河钢宣钢氢能源开发和利用工程示范项目。项目二期工程充分利用能源优势，引进电解水设备，真正实现还原过程零碳排放。 “这样的企业还会越来越多。双碳目标下国内煤化工、石油精炼等企业陆续进行战略转型，极大地拉动电解水制氢设备的出货规模。”一位业内人士表示。光伏巨头隆基也宣布进军氢能产业，大力发展光伏制氢。万联证券指出，由于电费占整个水电解制氢生产费用的80%左右，因此水电解制氢成本的关键在于耗能问题。对此，上述专家表示，水电解制取氢气的成本包括设备制造成本和运行过程中的电费，前期投入成本主要是水电解制氢设备的制造成本，随着电解槽关键技术的不断成熟，能耗和设备价格也将不断下降，可直接改善水电解制氢的成本。“电解槽设备成本随着技术进步和规模化，将在2030年前下降60%-80%，其制氢系统的耗电量和运维成本也将随之降低。”上述专家表示，随着可再生能源发电成本的降低，5-10年内，电解水制氢成本将降至20元/千克以内，具备经济性。按照目前碳配额试行市场40元/吨的交易价格计算，煤制氢需要增加0.1元/立方米的氢气碳配额成本。因此，当碳配额交易价格达到200元/吨时，绿氢成本将和灰氢持平。储运仍是难题

“我国可再生能源资源中心与负荷中心呈逆向分布，国内缺乏低成本的高密度储运技术，进而限制了我国丰富的可再生能源制氢潜力。”上述专家坦言，氢的储存和运输高度依赖技术进步和基础设施建设，是产业发展的难点。国内以高压气态储氢为主，相较于低温液态储氢，高压气态储氢在长距离运输上十分不具有优势，因此大力发展液氢技术和输氢管道等装备具有重要的意义。

根据国网能源研究院数据，2019年我国陆上风电度电成本约0.315-0.565元/千瓦时，且在未来仍有一定的下降空间，预计到2025年度电成本在0.245-0.512元/每千瓦时。基于此，上述专家补充称，就地制氢也是解决长距离运输的一种重要方式，我国用氢主要集中在东南沿海，利用海上可再生能源制氢是一种很有前景的制氢技术路径，同时也可避免氢气长距离运输。“市场热的现状下，冷思考必不可少。”李海鹏提醒称，对制氢端而言，电解槽作为化工类设备，工况复杂，涉及到电化学、机械、化工等专业领域，因此不能仅仅依赖需求增长，而应继续深耕技术，才能实现电解槽设备的大规模技术进步。责任编辑：李虹
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