電解槽未富先愁，制氫“心病”何以解憂？

21世紀經濟報道記者費心懿 上海報道

11月8日，十四屆全國人民代表大會常務委員會第十二次會議表決通過了《中華人民共和國能源法》，其中6次提及氫能，顯示出對這一領域的重視。不僅如此，今年，多地也出臺了支持氫能發展的相關政策，爲行業注入了信心。

但總體來看，今年國內氫能需求可能仍不及預期，氫能產業何以破局正備受關注。

“在氫能行業一年的經歷，比我在光伏行業十年的經歷還要精彩。”天合元氫總裁段順偉告訴21世紀經濟報道記者。“光伏行業經過幾個週期，至少有過好日子，而氫能裝備的好日子還沒有來就已經競爭很激烈了。”

資本圍獵市場“蛋糕”

電解槽是電解水制氫的核心設備，被譽爲制氫系統的“心臟”。

“2021年的時候，一套標準的5兆瓦的鹼性電解槽售價大約是1200萬元，現在有人報到了436萬元。”一位氫能行業的從業人士談道。

但實際製造成本遠大於上述報價。

這意味着，鹼性電解槽設備進入了一個成本與收入倒掛的週期。這樣的折價案例並非個案，氫能行業的設備價格正在顯著下跌。

今年7月，國華滄州制氫項目單套1000Nm³/h電解槽價格的第一、二中標候選人分別以436萬、479萬中標，創下國內電解槽公開中標價格新低。

10月，中石油深圳新能源研究院有限公司200標方PEM電解槽集採。項目中，200標方的PEM電解槽招標同樣創造了歷史最低價，由上海氫盛創合能源科技有限公司以152.8萬元的價格中標，其中公示文件顯示，其價格分獲得了50分滿分。而招標方設置的項目招標限價爲450萬，遠高於實際的企業投標價。

價格取決於供需關係。

據TrendBank統計，2024年上半年，電解水制氫已公開的項目中標規模爲456.68MW，招標規模爲536.68MW。再疊加同期未公開招標近200MW的規模，對應2024年上半年國內電解水制氫設備總規模爲650MW左右。

而在電解槽產能規模方面，截至2023年末，國內已有超300家企業進行了相關佈局，國內電解水制氫設備廠商總產能達到38GW，是全球電解槽總產能的65.5%。

我國的電解槽產能在不到兩年的時間內劇烈膨脹，加劇了競爭。在2022年，中國電解槽產能僅佔全球產能的10%。

價格還取決於競爭激烈程度。

電解槽是一個集中度較高的行業。國金證券的研報指出，從公開中標數據來看排名前三的企業瓜分了市場上超半數的需求，派瑞氫能、陽光氫能與中車株洲所公開中標的佔比分別達21%、21%和13%。

這也意味着，如若想要分食餘下的蛋糕，勢必需要付出些什麼。

“這些低價背後往往存在資本的推手。資本很殘酷，但是有一個特點，它講效率，短期以迅速的方式拿下訂單。但來得快，或許去得也快。”業內人士坦言。

技術路線多維博弈

市面上，電解槽的另一競爭維度是技術路線。

電解槽技術路線主要包括鹼性電解槽、PEM電解槽和AEM電解槽等。業內人士將這三條技術路線的關係類比爲汽車上的內燃機、三元鋰電和固態電池。

早期投入量產的企業以鹼性電解槽路線爲主導，業內人士認爲，“中壓的鹼性電解槽在過去三四十年當中，已經證明了其能夠爲衆多的用戶，包括工業和氫能，提供非常好的解決方案以及安全穩定的用氣環境。”

近兩年，已開標項目也大多爲鹼性電解槽。

在鹼性電解槽路線的擁躉者看來，在未來的大型綠氫項目中，“啓動的機會只有一次，大型綠氫項目一旦投運不會停止運行。而鹼性電解槽如果需要維修可以進行更換，系統就可以熱啓動。這種情況下，鹼性電解槽的優勢也十分突出。”

如果要探討其他技術路線是否能替代鹼性電解槽，需要從以下五個方面進行考慮——能耗方面是否顯著降低；設備成本方面是否顯著降低；穩定運行可靠性是否有顯著提升；衰減率能否降低；系統的綜合用氫成本是否更低。

但另一邊，亦有觀點認爲，“鹼性電解槽的成本下探空間已經十分有限，尤其是一些基本的核心材質成本，即使是按斤稱也很難下降了，這是當前的發展瓶頸。而同期，PEM電解槽技術經過這三年，價格也下降了一半，顯示出其成本下探的潛力。”從業人士指出。

在實際的市場反饋中，燃料電池的從業人員更熟悉的是PEM電解槽，但PEM電解槽也遭遇一定程度上的技術困境。

方形電解槽本身的極間距離較大，產生的氣泡大，導致內阻大，這就帶來高能耗的問題。而爲了應對高能耗，一些廠商不得不用貴金屬作爲催化劑。貴金屬作爲催化劑，一時可以取得較好的效果，但是衰減問題是擺在他們面前跨不過去的鴻溝。

“用了貴金屬衰減，不用貴金屬內阻大、能耗高。”這一悖論使得PEM電解槽的技術路線陷入了發展困局。

而基於鹼性電解槽和PEM電解槽技術路線的長短板，仍不存在簡單的相互替代關係。

21世紀經濟報道記者注意到，全國首個氫儲能綜合能源示範項目近日正式啓動，該位於上海嘉定氫能港的零碳氫儲源網荷儲一體化示範項目中，同時採用了PEM電解槽制氫、鹼性電解槽制氫技術。一位參與該項目的人士認爲，未來將這兩種制氫路線結合或是一種趨勢。

在段順偉看來，當前綠氫行業發展面臨兩大挑戰，一是在電能供應端，風光發電波動性和電解槽運行功率範圍的挑戰；二是物料供應端，電解制氫波動性和化工合成連續平穩供應之間的挑戰。“但最核心的問題，還是產品穩定可靠性達不到實際應用需求，大型制氫設備還需要長時間的實際運行來提供可靠的數據參考。”其強調。

中企抱團走向海外

隨着產能規模的迅速膨脹和全球產能佔有率的快速提升，出海成了中國電解槽企業的新故事。僅是今年上半年，相關企業出海佈局規模已趕超去年全年。

據MDATA氫能數據庫不完全統計，2024年中東、歐洲出海熱度持續高漲。在中東，得益於豐富風光、全球第一的天然氣儲量、亞非歐樞紐優勢等，將持續成爲氫能出海優選。而在歐洲，頂層重磅加碼氫能，激發了氫、綠氨、綠醇等產品進入歐洲。

中國電解槽企業出海的方式多樣。從海外合資設廠、海外建廠，到技術授權或以項目投資進行的合作模式在氫能行業裡不斷涌現。

今年2月，中國電解槽製造商中船派瑞氫能簽署了一項協議，將其加壓鹼性電解槽技術授權給瑞典科技公司Metacon進行電解槽生產。Metacon已經在將派瑞氫能在中國製造的電解槽轉售給歐洲市場，該工廠最初將有每年500MW的電解槽產能，後續該瑞典公司計劃將其產能規模擴大到1GW。

天合集團在今年10月宣佈與西班牙Arbro集團、韋爾瓦市政府達成戰略合作，將在韋爾瓦投資開發160MW綠氫項目，預計2025年底開工建設。生產的綠氫提供給當地化工業，最終以綠醇和綠氨的形式通過韋爾瓦港口出口歐洲。

隆基氫能爲澳大利亞最大的可再生氫能項目之一Murray Valley氫能公園提供完整綠氫解決方案及電解水制氫核心設備。明陽氫能與巴西H2B可再生燃料公司簽訂40臺1000Nm³/h制氫裝備供貨協議。安思卓與美國德克薩斯州GLOBAL PARTSAUTO INC簽署戰略合作協議，GLOBAL PARTSAUTO INC計劃從安思卓採購12套5000 Nm³/h制氫設備(60套)。

另外，今年11月，考克利爾集團簽下印度最大規模的電解槽訂單，助力AM Green公司首個百萬噸級綠氨項目，考克利爾集團將在項目一期供應640MW鹼性電解槽。

多種商業模式並舉

氫能，因其具有環境友好、高熱值和可再生性等優點，在能源轉型過程中被寄予厚望。因此，如何打破低價競爭，轉向可持續的商業模式爲產業鏈引來活水至關重要。

“2008年之前，已經有了第一波對氫能的認識，例如電解槽不光能夠用於工業冶煉等用途；氫能可能會以一種能源的形式而存在等”一名有着氫能行業30年研究經歷的從業者介紹。

隨着氫能被正式納入《中華人民共和國能源法》中，不同的氫能應用場景正在走向商業化。

以推動氫交通爲例，山東省是全國首個對氫能車輛免收高速通行費地區。從今年3月1日起，山東省爲積極推進“氫進萬家”科技示範工程，鼓勵氫能車輛開展跨區運營，對行駛山東省高速公路安裝ETC套裝設備的氫能車輛暫免收取高速公路通行費。

一位從業人士對此評論認爲，這是一項很好的商業邏輯，“一個卡車司機告訴我，他跑一個來回可以比正常開油車省2000塊錢，而且這個氫不一定是綠氫，即便是工業副產氫，也對行業發展有積極意義。”

在氫能源方面，綠氫開始逐步形成商業化的範式。

2022年3月28日，遠景科技集團和赤峰市人民政府簽訂了戰略合作協議，旨在建設風光制氫一體化示範項目。建成後，將成爲世界上首套商業運營的可再生電力製備綠氫項目，也是世界上最大的綠氫項目。

“綠氫絕對是未來能源領域內的核心。誰掌控了製備低成本綠氫的秘訣，誰就可以執能源發展之牛耳。”遠景能源高級副總裁、氫能產品線總裁鬱峰認爲。

“風光電運輸較爲困難，既不能大規模貯存也不能大規模運輸。如果把電轉化爲綠氫分子，進一步再轉成氨、甲醇和可持續生物航油（SAF）的時候，就可以儲存和運輸了，這就意味着用綠氨介質，可以把綠電在全世界進行調動。生產綠氨不需要其他原料，只需要有空氣和水。其實是無中生有，就能生產綠氨。氨消耗到下游產品當中，又回到大自然，可以生生不息、無限循環，沒有碳排放。”鬱峰告訴記者。