开局即关键：电解水制氢技术未来如何发展？

2023年被称为“绿氢元年”。

目前，电解水制氢技术在国内多点开花。2023上半年，国内电解水制氢设备出货量已接近900MW，超2022年全年。

随着越来越多的制氢项目快速落地，国内电解水制氢设备企业也迎来新的“机遇和挑战”。

碱性电解水制氢技术（ALK）一骑绝尘

电解水制氢技术主要分为四种：碱性（ALK）电解水制氢技术、质子交换膜（PEM）电解水制氢技术、阴离子交换膜（AEM）制氢技术和固体氧化物（SOEC）电解水制氢技术。

目前，国内电解水制氢市场最常见的是碱性电解水制氢技术（ALK）。碱性电解水制氢技术相较于其他三种技术更为成熟，成本也相对更低。目前，我国已经落地的绿氢制备项目，基本都采用碱性电解水制氢设备。国内80%的制氢设备企业均是以碱性电解水制氢技术为主流并着力开发更大产氢量的碱性电解槽，其中代表性企业有考克利尔竞立、隆基氢能、三一氢能、中船派瑞等。

氢能观察了解到，目前业内一台碱性电解槽的价格大概在800万元左右，由于市场“内卷”严重，各家都在成本上使出“浑身解数”，甚至有的碱性电解槽价格已经下降到700万元左右，以求更具竞争力。

然而，价格战并不是碱性电解槽企业的长久之计。如果市场如此内卷，那么制氢设备企业面临的成本压力将会与日俱增。电解水制氢技术的成本主要来自两方面：电价和设备本身。企业能否在短期之内将设备的成本再次降低，取决于技术革新的速度能否跟得上市场变化的速度。

从今年上半年电解槽招中标情况来看，几乎所有的制氢项目所使用的制氢设备都是碱性电解槽。一方面，碱性电解槽产氢量较大，目前已达到2000标方；另一方面，碱性电解槽价格更有优势。

质子交换膜电解水制氢技术（PEM）仍有竞争优势

尽管在造价上PEM电解槽远高于碱性电解槽，甚至达到3000万元（1000标方产氢量的PEM电解槽），但是在电解槽本身的技术上更有优势。因此，国内也有众多制氢设备企业开始开发PEM电解槽，许多落地项目也开始使用，吉林大安风光制绿氢合成氨项目中，也使用了一部分PEM电解槽。

一方面，碱性电解槽在碱性条件下可使用非贵金属电催化剂（如 Ni、Co、Mn等），因而电解槽中的催化剂造价较低，但产气中含碱液、水蒸气等，需经辅助设备除去；另一方面，碱性电解槽难以快速启动或变载、无法快速调节制氢的速度，因而与可再生能源发电的适配性较差。

基于此，PEM电解槽运行更加灵活、更适合可再生能源的波动性的优势也让电解槽市场多了一份可能性。从时间角度上看，碱性电解水制氢技术（ALK）在解决近期可再生能源的消纳方面易于快速部署和应用；但从技术角度看，质子交换膜电解水制氢（PEM）技术的电流密度高、电解槽体积小、运行灵活、利于快速变载，与风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性。

国内制氢技术专家对于PEM电解槽未来市场格局都非常看好，他们认为，随着技术的进步，PEM电解槽的成本会不但降低，未来3-5年，PEM电解槽装机量会不断增加。随着电解槽厂家越来越多，电解槽零部件生产企业也将开启市场竞争，当核心零部件逐步实现国产替代，那么PEM电解槽的成本会快速下降，PEM电解槽的市场份额也将不断增大。

SOEC和AEM制氢技术或将成为黑马

目前，国内制氢企业中“高调宣称”看好SOEC制氢技术的当属翌晶氢能。

4月25日，国内首条SOEC（固体氧化物电解水制氢系统）电堆自动化产线在嘉定工业区下线。该产线由翌晶氢能自主设计开发，投产后单堆制造时间仅需20分钟，年产能可达100兆瓦。

5月25日，辽宁营口500MW风光氢储一体化示范项目正式签约，翌晶氢能的SOEC技术即将落地。据悉，该项目拟定风电装机容量300MW、光伏装机容量200MW、电解制氢建设规模20000Nm3/h，年产绿氢1万吨，副产高纯氧气8万吨。

碱性电解槽的成本较低是四种制氢技术路线中最大的竞争优势，但从长远来看，SOEC电解槽可以实现全自动化生产，虽然前期投入较大，但在电价较高的地区，在终端单位制氢成本上更具有竞争力。

在市场处于初期阶段的当下，制氢产业链更关注于市场的广度，然而未来向纵深发展时，哪种技术会成为主流还未可知。

近日，稳石氢能宣布将在2023年底完成搭建自主研发的阴离子交换膜产线并实现小规模生产。达产后一期产能10万平米（4GW）。同时，稳石氢能AEM电解槽产线也将于2023年四季度正式投建。预计到2025年，该产线可实现年产能1GW。

2023年2月，稳石氢能发布了2.5kW的AEM单体电解槽产品。稳石氢能表示，2023年底将推出10kW单体电解槽产品；到2024年，将推出全球首台100kW单体电解槽产品。

稳石氢能是国内少数做AEM电解水制氢设备的企业，在ALK和PEM电解水制氢设备“大行其道”的当下，SOEC电解水制氢技术紧随其后的电解水制氢市场中，AEM电解水制氢技术还并未迎来太多“好感”。

AEM制氢技术结合了碱性电解制氢技术与PEM制氢技术，既没有贵金属催化剂，又能达到快速响应，唯一需要解决的问题就是“阴离子交换膜”的技术革新。可以说，稳石氢能“坚守”的AEM制氢路线，又给国内电解水制氢技术多了一条可选择之路。

我国是世界上制氢量最大的国家，年制氢能力达3300万吨。不容忽视的是，我国大部分氢气来源于化石能源制氢和天然气制氢，绿氢占比较少。近两年我国落地投产的风光制氢项目逐步增多，到2025年，我国制氢能力将进一步攀升，绿氢产量也将逐步扩大。

综合市场调研数据，目前国内1000标准立方米/时电解槽生产能力已经接近3吉瓦，而今年前5个月绿氢市场需求超过650兆瓦，已接近2022年国内氢能市场需求总量。

尽管国内氢能产业发展较晚，但在市场大量需求的推动之下，制氢产业链也将在“疯狂内卷”中走向成熟。碱性电解水制氢技术的价格优势是否能一直独占市场鳌头？亦或是质子交换膜电解水制氢技术将会反超，或是四种制氢技术“平分天下”？或许，还需要等待时间的检验。