“PEM制氢路线和风光发电高度耦合，拥有确定性的适用场景，是未来5年最值得投资的细分行业之一。” 赛克赛斯项目总监黄方在2022高工氢电年会上表示，PEM制氢是确定性的绿氢主流路线，从未来的发展趋势来看，PEM电解水制氢设备市场是高度确定的十年百倍高增长赛道，潜力巨大。
在2022高工氢电年会的氢气制储运专场，赛克赛斯项目总监黄方发表了“PEM制氢推开绿氢赛道大门”的主题演讲。他对PEM制氢的市场空间、技术路线和竞争格局进行了深入分析，并介绍了赛克赛斯在PEM制氢领域的实践。
PEM制氢市场空间广阔
PEM制氢的广阔市场得益于氢能的能源属性开始显现。
一方面，中国的风光等可再生能源占比逐步提升，而氢能和现有能源体系和未来的能源结构可以高度耦合；另一方面，从国家能源安全的角度来看，发展氢能也是拓展未来国家能源体系的重要组成部分。而氢能具有零排放、TWh级长时储能、高能量密度、可燃烧供热、跨季节地区转移等多种优良特性，这也让氢在双碳目标下，成为最合适的能源载体。
在双碳目标顶层设计上，氢能源作为合适的能力载体给电解水制氢领域带来蓬勃发展的机会，风光等可再生能源占比从2020年的6%到提升到2050年碳中和后的60%，再加上可再生能源的整个的电网和基础设施的建设，结合制氢再到后端应用，这将给氢能整个发展体系带来很大的发展空间。
从市场机会来看，氢气用途广泛，现有存量和未来存量的市场巨大。根据国际能源署（IEA）的数据预测，到2050年，全球氢气需求量达到5.3亿吨，氢燃料电池领域的用氢量将达到1.02亿吨。
在氢气的各种来源中，绿氢是氢气制备的大势所趋，已经具备经济性且不断提高。而影响绿氢价格的主要因素是电价，特别是在不同电价条件下，绿氢的成本存在较大的差异。
“在现有制氢设备条件下，用风光电制氢已经可以做到平价。”黄方表示，现阶段光伏发电的成本已经可以做到0.15元，在这个条件下电解水制氢的成本可以控制在10元/kg左右，而通过0.22元的谷电制氢，也能将制氢成本控制在15元/kg以下。
除了风光等可再生能源的发展可以降低绿氢成本，核心设备和材料的国产化也是降本的重要组成部分。“目前我们的重点是从催化剂的用量和功率密度提升上来降低设备成本。”黄方表示，电解水制氢形成规模化以后，随着资本投入的分摊，以及标准化的生产的出现，电解水制氢设备成本还有进一步降低的空间。
PEM是确定性的绿氢主流路线
“从技术路线来看，PEM制氢具备更好性能+可验证经济性，PEM制氢是确定性的绿氢主流路线。”黄方认为，从启停和响应、电流密度、运输需求、系统寿命、污染程度等多个层面对比，PEM电解水制氢在和可再生能源耦合方面都有明显优势。
一般而言，碱性制氢在电流密度上存在天花板，PEM制氢能轻松突破碱性的天花板，且其在启动速度方面拥有更大的优势，并且相较于碱性电解水制氢，PEM电解制氢过程中使用纯水而非碱液，这样一来也可以免去了后期回收和治污的成本。同时，PEM电解水制氢设备在全生命周期内维护成本更低。
最关键一点在于，PEM电解水制氢设备的负荷调节范围相比碱性设备更加宽泛，在应对可再生能源发电间歇性和波动性上更加得心应手。
但是由于PEM电解水制氢设备的缺点是初次购置成本高，这在很大程度上影响了其市场的推广。
“从全生命周期来看，PEM制氢的成本和碱性路线的成本比较接近。”黄方表示，PEM电解槽中的贵金属是具备回收价值的，目前的市场行为并没有把这部分回收的价值算入进去，如果将催化剂中的贵金属纳入商业行为，PEM电解水制氢在经济性上完全可以同碱性路线PK。
从未来的发展趋势来看，PEM电解设备市场是高度确定的十年百倍高增长赛道；从竞争格局来看，目前海内外技术水平差异小，在时间窗口期内技术产品领先的公司有望成为世界级企业。
争做国内PEM电解制氢领军者
山东赛克赛斯氢能源有限公司（简称“赛克赛斯”）成立于2007年，长期以来深耕PEM制氢系统研产，是PEM制氢行业的领军企业，也是国内唯一实现PEM制氢电堆全型号覆盖的公司。公司拥有国内最大的电解槽产能，具备全栈式自主可控技术，国产材料的使用率超过95%，并建立了严格的品控体系和供应链体系。
现阶段赛克赛斯的电解水制氢设备已广泛应用于高端实验室、电子半导体厂、电厂氢站、制氢站、氢储能等领域，全系产品通过CE、Rohs认证，公司自主研制的MW级PEM制氢单电解堆对标进口品牌，填补我国能源级PEM制氢装备空白。
近年来，赛克赛斯在PEM电解水制氢的技术研发、新产品推出和市场拓展等多个方面都取得了较大的进展。
技术研发方面，公司从2018年开始承担兆瓦级的固体聚合物水电解制氢技术；再到2019年参与起草了水电解制氢的国家两项标准，并牵头起草了PEM水电解制氢的团体标准；2021年公司与中石化、东岳未来氢能一起承接低成本PEM水电解关键制氢材料的国家重大专项；不久前，赛克赛斯获评为国家级小巨人企业。目前，赛克赛斯牵头申报的2022年国家科技部氢能领域重大专项也获得了公示。
截至目前，赛克赛斯通过30年的研发积累，已经掌握了全栈式自主可控技术，实现包括核心质子交换膜、催化剂和膜电极等关键材料、部件在内的核心技术和工艺的自主可控。
产品方面，赛克赛斯拥有从几十毫升每分钟到几百立方每小时制氢能力的全方位产品矩阵。在大标方产品方面，2021年公司第一个单槽1MW产品落地，2022年单堆5兆瓦PEM设备已经到了中试的阶段，今年年底会实现产品的落地。赛克赛斯追求产品的稳定性、安全性以及寿命验证。公司目前最早一批设备已经累计实现了12万小时的稳定运行，兆瓦级产品已经实况运行了4000多个小时，稳定性和可靠性得到充分验证。
市场拓展方面，赛克赛斯的多场景应用制氢设备已经出口了40多个国家和地区，在新能源场景下与头部客户合作密切，公司已经与国网、南网、中车以及国电投这些央企都建立了合作关系，目前公司正在建一个占地180亩的工厂，主要建设制氢膜电极的产线以及电解槽的产线，这样能让公司的年生产能力达到GW级。
“战略规划上我们预期会在2024年左右抢占大标方的市场验证，产品出海，实现全球化的产品销售。”黄方表示，到2025年多技术路线的发展，加上制氢上下游的业务拓展，赛克赛斯将实现PEM制氢在整个氢能领域的布局。
