為降低能耗和初始投資、提高裝備穩(wěn)定性及產氣量，行業(yè)正持續(xù)攻克大型電解水制氫設備技術、下探單位制氫成本，助推制氫設備提高能效和產品性能。單體電解槽大型化將成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

近日，隆基氫能、中國石油等企業(yè)相繼發(fā)布電解水制氫設備，其中，隆基氫能發(fā)布的單體3000標準立方米/時電解槽是目前國內首臺單體最大堿性電解槽。今年以來，上海電氣、雙良節(jié)能、天合元氫、蘇氫氫能、宏澤科技、中電豐業(yè)紛紛發(fā)布2000標準立方米/時電解槽產品，華光環(huán)能也已具備2000標準立方米/時電解槽生產能力。業(yè)內人士認為，為降低能耗和初始投資、提高裝備穩(wěn)定性及產氣量，行業(yè)正持續(xù)攻克大型電解水制氫設備技術、下探單位制氫成本，助推制氫設備提高能效和產品性能。單體電解槽大型化將成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

市場規(guī)模加速增長

近年來，我國電解水制氫產業(yè)快速發(fā)展，眾多行業(yè)龍頭企業(yè)都在積極布局電解水制氫板塊。在國內市場，由于成本相對較低，技術較為成熟，堿性電解水制氫設備發(fā)展擁有廣闊前景。

天風證券預計，到2025年，我國堿性電解槽市場規(guī)模有望達到153億元；2030年，堿性電解槽市場空間有望達到192億元，市場規(guī)模為2022年的11倍。國泰證券研究指出，截至今年上半年，我國電解槽總產能超過14吉瓦，其中堿性電解槽占比約94%。為實現(xiàn)綠氫加速放量，降本增效是當前技術迭代的重心，電解槽向著高單體制氫量、低能耗的方向快速發(fā)展。

中國產業(yè)發(fā)展促進會氫能分會副會長、秘書長張宇指出，當前，我國氫能產業(yè)正在迅速崛起，國內外綠氫需求的迅猛增長將推動相關應用發(fā)展，核心設備的研發(fā)和應用市場正向我國轉移。同時，我國豐富的可再生能源也能支撐氫能應用向多領域拓展，以綠氫為基礎的全球氫能產業(yè)價值鏈正在構成。

市場前景可觀的背景下，近兩年來，多家廠商發(fā)布大型電解槽設備，訂單量開始增加。隆基綠能10月9日在投資者互動平臺上表示，截至2022年末，公司控股子公司隆基氫能電解槽產能達到1.5吉瓦，2023年上半年電解槽出貨17臺。今年6月，陽光電源在業(yè)績說明會上表示，公司電解槽產能達到1吉瓦，新廠房即將開建，投運后產能預計將達3吉瓦。

設備大型化成趨勢

2021年，科技部發(fā)布的《“十四五”國家重點研發(fā)計劃》氫能技術重點專項明確提出，開展額定產氫量超過3000標準立方米/時的高效大功率堿水電解槽關鍵技術開發(fā)與裝備研制。

“在能源大發(fā)展趨勢下，制氫裝備大型化是必然趨勢?！蓖瑵髮W新能源汽車工程中心副主任張存滿表示，預計到2060年，我國綠氫總需求量將達1.3億噸，電解水制氫系統(tǒng)將以100兆瓦-1000兆瓦為主，制氫能力可達1萬噸/年-10萬噸/年。“堿性電解水制氫要圍繞制氫裝備的成本、效率、壽命等方面展開技術攻關。設備大型化能夠帶動降本增效，意味著在低能耗和高穩(wěn)定性條件下，可以實現(xiàn)更大規(guī)模綠氫生產?！?/p>

政策激勵和市場需求驅動下，我國綠氫未來供不應求的趨勢顯現(xiàn)，實現(xiàn)制氫設備大型化、低成本、低能耗成為產業(yè)發(fā)展重要共識。以我國西部地區(qū)光伏發(fā)電制氫項目為例，如果年產2萬噸綠氫大約需要52臺1000標準立方米/時電解槽，那么將其替換成26臺2000標準立方米/時電解槽，以電價為0.2元/千瓦時計算，單位制氫成本可下降4.68%。

需要注意的是，大型化并非簡單把設備材料和尺寸放大。張存滿同時提醒，電解槽存在尺寸、重量、制造、成本等約束邊界效應，與應用模式和需求密切相關。比如，在關鍵技術方面，要重視氣液傳質均衡設計與控制技術、大型電解槽結構設計技術、功率波動適應性關鍵技術等。

需持續(xù)技術創(chuàng)新

在業(yè)內人士看來，設備大型化是行業(yè)未來的重要趨勢，在此背景下，整套系統(tǒng)效率、設備穩(wěn)定可靠性、工藝材料投入等都是行業(yè)降本增效的關鍵，電解槽產品技術創(chuàng)新，是驅動行業(yè)發(fā)展的核心動力。

張存滿表示，裝備的大型化是能源行業(yè)必然趨勢，但是，大到什么程度是有邊界的。大型化本身是一個泛泛的概念和需求，其背后的重要支撐因素，無疑是技術創(chuàng)新。

吉電股份氫能業(yè)務總監(jiān)、氫能產業(yè)中心主任王憲民表示，電解水制氫裝備毫無疑問是氫能產業(yè)的核心產品，它的發(fā)展趨勢就是裝機規(guī)?；尾鄞笮突?、系統(tǒng)智能化。通過技術創(chuàng)新促進降本增效，是推動全國乃至全球氫能產業(yè)快速高質量發(fā)展的關鍵舉措。

“隨著未來綠氫在更多領域的應用，電解槽產品及相關技術都需要以新思維模式和理念持續(xù)迭代，無論是材料組件、流體結構，還是制造工藝等都需要全面提升?！痹趶埓鏉M看來，做電解槽產品研發(fā)，要立足現(xiàn)在面向新的應用和市場需求，將產品的技術創(chuàng)新、產品迭代和需求結合，有利于形成良性循環(huán)。

全國氫能技術標準化委員會主任馬林聰進一步指出，不久前，國家發(fā)布了氫能產業(yè)標準化發(fā)展的規(guī)劃綱要，對氫能產業(yè)發(fā)展給出了明確指引?！斑@些標準落地有一個過程。電解槽在實現(xiàn)系列化、規(guī)模化、大型化和產業(yè)化過程中，將反過來推動技術標準的完善?！?/p>