2023，PEM电解槽产业化“突围”？

2023年，绿氢项目激增，随着国内绿氢项目的兴起，具有运行电流密度高、能耗低、产氢压力高等优势，且易于与可再生能源消纳相结合的PEM电解水制氢设备，正迎来快速发展期。

PEM电解水制氢设备的产氢纯度通常在99.99%左右，且质子交换膜的气体渗透率低，有助于避免氢气和氧气的气体交叉渗透现象，保证了设备运行的安全性。部分观点认为，未来PEM电解水制氢有望成为确定性的绿氢主流路线，其设备市场未来将是高增长赛道，潜力巨大。

当前国内PEM电解水制氢设备处于发展初级阶段，各方势力积极布局进入以抢占机遇。2023年，PEM电解水制氢方向动态频频，如下所示。

2023年上半年，绿氢市场爆发，PEM电解水制氢设备产业化“突围”，发展呈现出以下特点：

1、GGII数据显示，当前从技术指标来看，国产PEM电解槽的电流密度多在1-2A/cm²之间，能耗则在4.5-5kWh/m³。不过，近年来，虽然国产PEM电解槽取得了长足进步，但在技术成熟度、装置规模、关键材料性能和可靠性验证等方面和国外先进水平相比还存在一定差距，国内 PEM 制氢技术还有很大的进步空间。

2、今年上半年PEM设备处于产业链条搭建阶段。根据统计，从已公布中标单位的招标项目来看，PEM设备占比为9%；中标金额方面，PEM设备主流成交价格为5800-13740元/kW，对比2022年下降约20%-30%。

3、PEM电解槽商用试水，在绿氢项目上出现示范性的项目，同时，MW级PEM电解制氢项目规模逐渐增大。2023年以前的项目规模大多在1-2.5MW范围内，2023年吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目成为国内最大的PEM电解水制氢项目，规模达50MW，此外，国内最大的PEM制氢设备制造基地在丹灶投产。

4、当前PEM电解槽竞争能力弱于碱槽。近年来，相对MW级碱性电解槽项目，MW级PEM电解制氢项目数量较少，绿氢项目招标内容中超过九成需求碱性电解槽，当前电解制氢项目技术路线还是以碱槽为主，PEM 电解槽产品性能还需经历长久的测试和验证。

5、市场竞争格局快速变动，新老企业“竞速”上岗。2023年，多家企业布局PEM电解槽，各方势力积极布局进入以抢占机遇，一些专注于氢燃料电池业务的公司开始快速拓展到PEM电解水制氢领域，并推出了大标方PEM电解槽产品，比如氢晨科技。

6、发展痛点在于成本。现阶段PEM电解槽成本较高，阻碍了其市场化推广。未来，随着技术提升、工艺优化，供应链成熟以及市场应用规模的扩大，PEM 电解槽降本的速度也会加快，规模化商用局面终将到来。

图源视觉中国

2023年至今，PEM电解水制氢设备、项目动态具体如下所示。

1、国氢科技“250Nm³/h质子交换膜电解水制氢电解槽”通过成果鉴定

近日，国家电投集团氢能科技发展有限公司（简称“国氢科技”）及其子公司长春绿动氢能科技有限公司（简称“长春绿动”）共同完成的“250Nm³/h质子交换膜电解水制氢电解槽”项目，顺利通过中国可再生能源学会组织的成果鉴定。

长春绿动作为国氢科技先进制氢研发推广平台，已开发形成50-250Nm³/h的系列“氢涌”电解槽产品。本次鉴定的250Nm³/h电解槽零部件技术自主化率达到80%以上，制氢电耗≤4.3kWh/Nm³ H₂@1.8A/cm²，波动范围8%-135%，产品零部件技术自主化率与装备成熟度不断提高，应用范围更加广泛。

未来，长春绿动将更加专注于电解槽产品的性能提升与成本降低，加速PEM制氢装备的商业化应用，推动我国绿电转化产业规模化发展。

据了解，这是国内发布的首套自主研发生产的PEM制、储、用一体化系统设备，也是湖南省首台套重大技术装备首批次应用示范的制氢储能设备。

该套综合系统设备包括 PEM 制氢装置、纯化装置、贮存装置和燃料电池发电装置，其自主发明技术生产的高压差PEM电解槽可实现直接制取7.0MPa高差压、99.999%纯度氢气，电流密度达2A/cm²以上，单层电压不超过1.9V，不仅可以实现秒级启停和秒级动态响应，还可以在5％-150%的功率范围内可靠运行，实现了从制氢到储备到应用由过去碎片化到一体化综合应用的变革。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

近日，申能集团旗下氢晨科技的全资子公司上海氢盛创合能源科技有限公司发布自主研发的兆瓦级大功率质子交换膜（PEM）电解槽，单槽额定制氢量250标方/时，可在5%-150%的宽功率输入范围内稳定运行，实现了电解槽产品性能和经济性的大幅提升。兆瓦级PEM电解槽有望解决制氢、储氢环节的一系列技术难题，助力实现“双碳”目标。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

该产品为自主研发，并实现了多项关键性能的突破，具备更快的动态响应速度、更高的电解效率、更高的产氢压力和更小的设备占地面积。

该产品通过自主设计开发的控制系统，提高了系统温度控制准确性和敏捷性，相比碱液制氢产品，可以实时动态跟随风、光电的瞬时波动性，实现秒级响应速度，最大程度将电力转化为氢气。电解槽电耗低于4.19kWh/Nm³，系统效率达80%，系统电耗低于4.4kWh/Nm³，优于碱液制氢系统均值5.0kWh/Nm³，且系统体积只有碱液制氢系统的1/4。

此外，该产品相较其他电解水制氢产品提高了产氢压力，电解槽稳定产氢压力可达到4MPa，结构可承受最高6MPa压差的瞬时冲击，较行业均值提高了50%以上，该设计可以节约储氢过程的能耗，降低氢气在储运环节的成本。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

5、日立信股份PEM电解水制氢设备展出

5月底，日立信股份在郑州展会上展出其PEM电解水制氢设备展示了其安全、可靠的特点。据了解，该设备采用电解水制氢技术，实现了零碳排放、纯度高达99.999%的氢气制取。其采用撬装式设计，占地面积小、安装方便。设备内部采用分区防爆设计、316L材质的气动管路、核电级焊接工艺及完善的泄漏报警系统保障了制氢过程的安全稳定。设备采用智能化控制，只需一键开机即可快速产氢供应，实现氢气的“随用随制”，使传统罐装用氢模式向灵活用氢新模式转变。

4月28日，康明斯恩泽（广东）氢能源科技有限公司（简称“康明斯恩泽”）PEM制氢设备制造基地在南海丹灶正式投产，这是目前国内最大的质子交换膜电解水制氢装备生产基地，由世界500强企业与美国财富500强企业共同投资设立。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

项目一期产能可达500兆瓦，二期可扩展至1吉瓦。“500兆瓦相当于一年向市场上面可以交付100台H1000的产品，折算回来产氢能力差不多是6万多吨/年。”康明斯Accelera中国区总经理景帅说，首批国产化HyLYZER^®电解水制氢设备系列产品计划于2023年底前交付，未来产品交付周期有望突破6个月，PEM装备零部件可实现100%国产化，可大幅度降低产品制造成本，并实现快速交付。

4月15日，嘉庚创新实验室举行科技产品发布会，正式发布自主研发的高性能兆瓦级PEM制氢装备新产品。该设备以低贵金属载量实现了最高性能指标，大幅降低制氢成本，使PEM制氢技术向产业化方向更进一步。

该产品最大设备功率1.44MW，在额定功率下电流密度2.5A/cm²、直流电耗4.3kWh/Nm³，1A/cm²工况下直流电耗3.87kWh/Nm³，具有高安全性、低成本等特点，处于行业领先水平，并且设备材料国产化率超过90%。

本次发布的高性能兆瓦级PEM电解水制氢装备采用全氟磺酸质子交换膜，最大氢气流量320Nm³/h，以纯水为反应物，具有动态响应快、产氢纯度高、结构紧凑、安全性高等特点，是氢能行业关注热点，现已在诸多可再生能源制氢示范项目中得到规划和应用，未来将在交通、化工、钢铁、储能等多领域发挥重要作用。[点击小标题可直接跳转相关阅读] 

4月15日，国富氢能PEM水电解制氢系统下线仪式举行。本次发布的PEM纯水电解制氢系统能适应可再生能源发电的波动性，可实现分钟级快速启动，秒级动态响应，3%-150%宽负荷范围运行，产氢压力≥3.5MPa，产品氢纯度达到99.999%。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

此外，国富氢能 PEM 水电解制氢系统采用了先进的质子交换膜（PEM） 技术，具有高效、环保的特点。同时在系统设计上充分考虑了设备的集成性、可扩展性，以满足不同客户的需求。该PEM水电解制氢系统新品发布也标志着国富氢能在可再生能源制绿氢领域取得进一步的突破。

9、威孚高科百千瓦级PEM电解水制氢示范线建设推进中

4月14日，威孚高科（000581）在投资者互动平台表示，公司已完成百千瓦级PEM电解水制氢示范线建设，正在按照战略规划要求稳步推进中。

2022年1月，威孚高科发布关于制定氢能业务发展战略规划纲要及成立氢能事业部的公告，据披露，早在2021年，公司就完成PEM电解水制氢系统装备技术业务调研及可再生能源制氢初步业务发展规划，积极寻求外部的技术、产业投资合作机会，并启动了PEM电解水制氢示范线项目。第一阶段（2022-2025 年）战略目标包括：着力实施好示范线项目。完成PEM电解水制氢示范线一期、二期建设，获取电解水制氢整体方案设计、实施服务能力。至2025 年，氢能业务拟累计规划投入约30亿元，其中氢燃料电池核心零部件业务投资约26亿元，PEM电解水制氢系统装备业务投资约4亿元。

该项目由中原油田牵头，位于河南省濮阳市，电解功率为2.5MW，一天生产超纯氢1.12吨，为中国石化首个兆瓦级PEM电解水制氢示范项目。项目由康明斯提供2.5MWPEM电解水制氢设备。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

3月20日，国电投大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目PEM制氢设备供货商消息落定，将由国电投氢能公司控股的长春绿动氢能科技有限公司提供10000 Nm³/h PEM电解水制氢系统。凭此规模，大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目成为国内最大的PEM电解水制氢项目，达50MW。

此次共涉及10000Nm³/h PEM电解水制氢系统，包括了所有设备及安装、设备调试、技术资料、专用工具、备品备件、人员培训及技术协调、技术服务及技术指导和设备运输及运输保险等。设备将分三批交付：第一批3200Nm³/h PEM电解水制氢系统；第二批3200Nm³/h PEM电解水制氢系统；第三批3600Nm³/h PEM电解水制氢系统。合同总价为29000万元。[点击小标题可直接跳转相关阅读]

12、吉电股份中韩示范区PEM制氢项目投产

吉电股份中韩示范区“可再生能源+PEM制氢+加氢”一体化创新示范项目是集团公司重点示范项目，采用国家电投自主知识产权PEM制氢设备，是国内首个PEM制氢加氢一体化项目。这座加氢站利用屋顶分布式光伏、可再生能源，用PEM电解水装置进行制氢，制氢后就地储存或者加氢，解决了氢长距离运输的难题。同时，整个过程是水变氢再变成水的绿色循环。

13、国电投白城兆瓦级PEM电解制氢系统装备项目投产

该项目由国电投氢能公司（国氢科技）承建，电解槽已经通过专家审核。2021年5月，国家电投氢能公司兆瓦级PEM电解制氢系统装备招标公告发布。根据后续报道，项目电解槽由国家电投长春绿动提供，剩余系统由北京中电丰业提供。

国电投的电解槽和大连化物所的电解槽代表的都是国内一线的水平，目前的电解槽单槽产量基本都在50Nm³/h左右的体量

END

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编辑：戴戴

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