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氢能产业:竞赛比拼的就是综合成本

日期:2023-12-21    来源:绿创碳和

国际氢能网

2023
12/21
14:14
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关键词: 氢燃料电池车 可再生能源制氢 碱性电解槽

经过两三年的蓄势,氢能的增长逻辑正得到验证。

虽然国内处于下游的氢燃料电池车,暂时在专用车、重卡、客车等有限场景下蹒跚而行,但以甲醇、液氨等为主的下游产品已经按捺不住,并推动上游绿氢制备产业迅速升温。

作为核心制氢设备的电解槽,开始出现放量。说到电解槽这个行当,已经有上百年的历史。1900年,施密特发明了全世界第一台工业电解槽,两年后,400台电解设备被用于制氨。

继光伏组件、动力电池占领全球之后,用于制绿氢的电解槽也站到了风口之上。现在电解槽行业的热度,几乎等同于几年前的光伏组件、动力电池,每个季度都在刷新纪录。

电解水市场可谓捷报频传,各路资本纷纷涌入,新入局者不乏各大央企以及能源巨头,电解槽的新品发布应接不暇。

自2018年以来,中国电解水制氢行业从小规模可再生能源制氢项目技术验证攻关开始,到百兆瓦级项目陆续落地,逐渐步入高速发展阶段,同时制氢 电解槽需求规模从2018年的70MW增长至2022年的795MW,年复合增长率高达63%。期间, 2018至2021年,电解槽需求规模增长持续加速,仅 2022年或受疫情等因素影响,增速有所放缓。

自2021年国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划( 2021-2035 年)》以来,央企一头扎进氢能领域,推动制绿氢的电解槽出货量迅速提升。

数据显示,2022年全球电解槽市场出货量达到1GW,其中中国电解槽总出货量超过800MW,同比增长129%,全球占比超过80%。

2023年中国电解槽出货量将持续保持高增,出货量有望达到2.1GW,占当年全球出货量的60%以上,同比增加163%。我国2023年的一个季度电解槽的需求规模已经追赶并超越了2022全年。

目前我国已有超过100个已建、在建和规划中的风光电解水制氢项目,2025 年绿氢的需求量预计将达到120万吨,2023-2025年的电解水制氢设备累计出货量将达到15GW;根据国际能源署发布的报告,未来五年全球可再生能源制氢规模将增加100倍,预计2022-2027年共有50GW的可再生能源产能用于制氢。

国内的爆发速度很快,电解槽企业越来越多了,碱性的、PEM(质子交换膜)的为主。以前是几十家,2022年是上百家,2023年就有两三百家了。

电解槽也分不同技术路线,有碱性水电解(ALK)、质子交换膜水电解(PEM)、固体氧化物水电解(SOEC)和阴离子交换膜水电解(AEM)四种路线,碱性应用比例最高,大概能占到已有项目接近80%的比例,处于规模产业化发展阶段,PEM处于初步商业化阶段,占已有项目20%左右,SOEC和AEM还处于实验室研发阶段,暂时还没商业化落地。

当然,碱性转换效率和制氢纯度低一些,响应速度慢,好处是成本低。

目前来看,PEM电解槽成本是碱性的3-5倍,特别是PEM使用贵金属催化剂,折旧费用高,每生产1标方氢气折旧费约10-20元,而碱性电解槽仅3.5-5元,PEM电解槽生产1标方氢气的成本约25-30元,碱性则只有15-20元。

2022年碱性电解槽平均价格约180万元/MW,2023年上半年平均价格约为150万元/MW,较2022年下降16.7%。

2022年PEM电解槽的平均价格约为800 万元/MW;2023年上半年平均价格约为580万元/MW,较2022年下降27.5%。

电解槽降价幅度与其自身降本空间有关。

碱性电解槽国产化率达 95%,工艺技术已经十分成熟,通过技术革新降低成本的难度较高;而PEM电解槽核心材料(膜、双极板等)仍较多依赖进口,随着上游原材料国产替代,迎来了较高的降本幅度。

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