电解槽未富先愁，制氢“心病”何以解忧？

21世纪经济报道记者费心懿 上海报道

11月8日，十四届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议表决通过了《中华人民共和国能源法》，其中6次提及氢能，显示出对这一领域的重视。不仅如此，今年，多地也出台了支持氢能发展的相关政策，为行业注入了信心。

但总体来看，今年国内氢能需求可能仍不及预期，氢能产业何以破局正备受关注。

“在氢能行业一年的经历，比我在光伏行业十年的经历还要精彩。”天合元氢总裁段顺伟告诉21世纪经济报道记者。“光伏行业经过几个周期，至少有过好日子，而氢能装备的好日子还没有来就已经竞争很激烈了。”

资本围猎市场“蛋糕”

电解槽是电解水制氢的核心设备，被誉为制氢系统的“心脏”。

“2021年的时候，一套标准的5兆瓦的碱性电解槽售价大约是1200万元，现在有人报到了436万元。”一位氢能行业的从业人士谈道。

但实际制造成本远大于上述报价。

这意味着，碱性电解槽设备进入了一个成本与收入倒挂的周期。这样的折价案例并非个案，氢能行业的设备价格正在显著下跌。

今年7月，国华沧州制氢项目单套1000Nm³/h电解槽价格的第一、二中标候选人分别以436万、479万中标，创下国内电解槽公开中标价格新低。

10月，中石油深圳新能源研究院有限公司200标方PEM电解槽集采。项目中，200标方的PEM电解槽招标同样创造了历史最低价，由上海氢盛创合能源科技有限公司以152.8万元的价格中标，其中公示文件显示，其价格分获得了50分满分。而招标方设置的项目招标限价为450万，远高于实际的企业投标价。

价格取决于供需关系。

据TrendBank统计，2024年上半年，电解水制氢已公开的项目中标规模为456.68MW，招标规模为536.68MW。再叠加同期未公开招标近200MW的规模，对应2024年上半年国内电解水制氢设备总规模为650MW左右。

而在电解槽产能规模方面，截至2023年末，国内已有超300家企业进行了相关布局，国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW，是全球电解槽总产能的65.5%。

我国的电解槽产能在不到两年的时间内剧烈膨胀，加剧了竞争。在2022年，中国电解槽产能仅占全球产能的10%。

价格还取决于竞争激烈程度。

电解槽是一个集中度较高的行业。国金证券的研报指出，从公开中标数据来看排名前三的企业瓜分了市场上超半数的需求，派瑞氢能、阳光氢能与中车株洲所公开中标的占比分别达21%、21%和13%。

这也意味着，如若想要分食余下的蛋糕，势必需要付出些什么。

“这些低价背后往往存在资本的推手。资本很残酷，但是有一个特点，它讲效率，短期以迅速的方式拿下订单。但来得快，或许去得也快。”业内人士坦言。

技术路线多维博弈

市面上，电解槽的另一竞争维度是技术路线。

电解槽技术路线主要包括碱性电解槽、PEM电解槽和AEM电解槽等。业内人士将这三条技术路线的关系类比为汽车上的内燃机、三元锂电和固态电池。

早期投入量产的企业以碱性电解槽路线为主导，业内人士认为，“中压的碱性电解槽在过去三四十年当中，已经证明了其能够为众多的用户，包括工业和氢能，提供非常好的解决方案以及安全稳定的用气环境。”

近两年，已开标项目也大多为碱性电解槽。

在碱性电解槽路线的拥趸者看来，在未来的大型绿氢项目中，“启动的机会只有一次，大型绿氢项目一旦投运不会停止运行。而碱性电解槽如果需要维修可以进行更换，系统就可以热启动。这种情况下，碱性电解槽的优势也十分突出。”

如果要探讨其他技术路线是否能替代碱性电解槽，需要从以下五个方面进行考虑——能耗方面是否显著降低；设备成本方面是否显著降低；稳定运行可靠性是否有显著提升；衰减率能否降低；系统的综合用氢成本是否更低。

但另一边，亦有观点认为，“碱性电解槽的成本下探空间已经十分有限，尤其是一些基本的核心材质成本，即使是按斤称也很难下降了，这是当前的发展瓶颈。而同期，PEM电解槽技术经过这三年，价格也下降了一半，显示出其成本下探的潜力。”从业人士指出。

在实际的市场反馈中，燃料电池的从业人员更熟悉的是PEM电解槽，但PEM电解槽也遭遇一定程度上的技术困境。

方形电解槽本身的极间距离较大，产生的气泡大，导致内阻大，这就带来高能耗的问题。而为了应对高能耗，一些厂商不得不用贵金属作为催化剂。贵金属作为催化剂，一时可以取得较好的效果，但是衰减问题是摆在他们面前跨不过去的鸿沟。

“用了贵金属衰减，不用贵金属内阻大、能耗高。”这一悖论使得PEM电解槽的技术路线陷入了发展困局。

而基于碱性电解槽和PEM电解槽技术路线的长短板，仍不存在简单的相互替代关系。

21世纪经济报道记者注意到，全国首个氢储能综合能源示范项目近日正式启动，该位于上海嘉定氢能港的零碳氢储源网荷储一体化示范项目中，同时采用了PEM电解槽制氢、碱性电解槽制氢技术。一位参与该项目的人士认为，未来将这两种制氢路线结合或是一种趋势。

在段顺伟看来，当前绿氢行业发展面临两大挑战，一是在电能供应端，风光发电波动性和电解槽运行功率范围的挑战；二是物料供应端，电解制氢波动性和化工合成连续平稳供应之间的挑战。“但最核心的问题，还是产品稳定可靠性达不到实际应用需求，大型制氢设备还需要长时间的实际运行来提供可靠的数据参考。”其强调。

中企抱团走向海外

随着产能规模的迅速膨胀和全球产能占有率的快速提升，出海成了中国电解槽企业的新故事。仅是今年上半年，相关企业出海布局规模已赶超去年全年。

据MDATA氢能数据库不完全统计，2024年中东、欧洲出海热度持续高涨。在中东，得益于丰富风光、全球第一的天然气储量、亚非欧枢纽优势等，将持续成为氢能出海优选。而在欧洲，顶层重磅加码氢能，激发了氢、绿氨、绿醇等产品进入欧洲。

中国电解槽企业出海的方式多样。从海外合资设厂、海外建厂，到技术授权或以项目投资进行的合作模式在氢能行业里不断涌现。

今年2月，中国电解槽制造商中船派瑞氢能签署了一项协议，将其加压碱性电解槽技术授权给瑞典科技公司Metacon进行电解槽生产。Metacon已经在将派瑞氢能在中国制造的电解槽转售给欧洲市场，该工厂最初将有每年500MW的电解槽产能，后续该瑞典公司计划将其产能规模扩大到1GW。

天合集团在今年10月宣布与西班牙Arbro集团、韦尔瓦市政府达成战略合作，将在韦尔瓦投资开发160MW绿氢项目，预计2025年底开工建设。生产的绿氢提供给当地化工业，最终以绿醇和绿氨的形式通过韦尔瓦港口出口欧洲。

隆基氢能为澳大利亚最大的可再生氢能项目之一Murray Valley氢能公园提供完整绿氢解决方案及电解水制氢核心设备。明阳氢能与巴西H2B可再生燃料公司签订40台1000Nm³/h制氢装备供货协议。安思卓与美国德克萨斯州GLOBAL PARTSAUTO INC签署战略合作协议，GLOBAL PARTSAUTO INC计划从安思卓采购12套5000 Nm³/h制氢设备(60套)。

另外，今年11月，考克利尔集团签下印度最大规模的电解槽订单，助力AM Green公司首个百万吨级绿氨项目，考克利尔集团将在项目一期供应640MW碱性电解槽。

多种商业模式并举

氢能，因其具有环境友好、高热值和可再生性等优点，在能源转型过程中被寄予厚望。因此，如何打破低价竞争，转向可持续的商业模式为产业链引来活水至关重要。

“2008年之前，已经有了第一波对氢能的认识，例如电解槽不光能够用于工业冶炼等用途；氢能可能会以一种能源的形式而存在等”一名有着氢能行业30年研究经历的从业者介绍。

随着氢能被正式纳入《中华人民共和国能源法》中，不同的氢能应用场景正在走向商业化。

以推动氢交通为例，山东省是全国首个对氢能车辆免收高速通行费地区。从今年3月1日起，山东省为积极推进“氢进万家”科技示范工程，鼓励氢能车辆开展跨区运营，对行驶山东省高速公路安装ETC套装设备的氢能车辆暂免收取高速公路通行费。

一位从业人士对此评论认为，这是一项很好的商业逻辑，“一个卡车司机告诉我，他跑一个来回可以比正常开油车省2000块钱，而且这个氢不一定是绿氢，即便是工业副产氢，也对行业发展有积极意义。”

在氢能源方面，绿氢开始逐步形成商业化的范式。

2022年3月28日，远景科技集团和赤峰市人民政府签订了战略合作协议，旨在建设风光制氢一体化示范项目。建成后，将成为世界上首套商业运营的可再生电力制备绿氢项目，也是世界上最大的绿氢项目。

“绿氢绝对是未来能源领域内的核心。谁掌控了制备低成本绿氢的秘诀，谁就可以执能源发展之牛耳。”远景能源高级副总裁、氢能产品线总裁郁峰认为。

“风光电运输较为困难，既不能大规模贮存也不能大规模运输。如果把电转化为绿氢分子，进一步再转成氨、甲醇和可持续生物航油（SAF）的时候，就可以储存和运输了，这就意味着用绿氨介质，可以把绿电在全世界进行调动。生产绿氨不需要其他原料，只需要有空气和水。其实是无中生有，就能生产绿氨。氨消耗到下游产品当中，又回到大自然，可以生生不息、无限循环，没有碳排放。”郁峰告诉记者。