美国能源部 (DOE) 12月4日发布了一份名为《氢能愿景：水电解技术方案评估》的报告，这份的报告对关键的电解技术进行了全面评估。重点介绍了通过电解水制氢的方法降低清洁氢气的生产成本。报告记录了五种不同的电解槽的发展现状。
报告认为，质子交换膜电解槽（PEM）商业化程度高，已用于大规模制氢；碱性电解槽（ALK）是最为成熟的电解槽技术，已部署容量最大；氧离子传导固体氧化物电解槽（O-SOEC）正处于商业化初期，已在美国部分区域开始示范；阴离子交换膜电解槽（AEM）是一种有潜力的技术，正在通过试点示范的方式走向商业化；质子传导固体氧化物电解槽（P-SOEC）是一种低温替代O-SOEC的技术，但目前商业化程度较低，仍处于研发阶段。
不同电解槽技术的商业化程度和优势（图片来源：美国能源部）
报告还测算了在2020年基准电价的情况下，不同电解水制氢方式的成本情况。报告内容显示，LA电解水技术可能产生最低的成本氢气的价格约为5.80美元/公斤；而PEM技术制氢的成本价格要在6.7美元/公斤；而O-SOEC技术的成本更高，将达到7.6美元/公斤。
图丨PEM电解槽系统和电堆成本结构
（假设采用1兆瓦电堆、1兆瓦系统，年产能1吉瓦）
图丨碱性电解槽系统和电堆成本结构（假设采用4兆瓦电堆、50兆瓦BOP模块，年产能1吉瓦）
图丨氧离子传导固体氧化物电解槽系统和电堆结构
（假设采用50千瓦堆栈、1吉瓦系统，年产能1吉瓦）
报告预测，随着LA电解槽和PEM电解槽技术的进步，两种技术路线可能会随之让成本降得更低。LA点解槽技术需要研发新型隔膜材料和高活性、高利用率的非贵金属催化剂的方式降低成本；PEM技术则要重点关注降低贵金属催化剂（铂和铱）的负载量，开发更薄、性能更优异的膜材料，以及采用更经济的双极板和多孔传输层材料；AEM技术需要开发高导电率、耐用且稳定的阴离子交换膜和离聚物，以及高活性、高利用率和耐用的非贵金属电极；O-SOEC技术想要降低成本需要更高水平的集热的情况下才有可能实现，而核能发电产生的热量或许成为其降低成本的一种方式。
不同的电解槽技术想要降低成本都需要发挥规模化效应，也就意味着，不同的电解槽技术需要在数量上取胜，才能让成本降得更低。
不仅如此，报告提醒，人们还需要关注与电解槽部署、安装和整体能源系统集成相关的“软成本”，例如场地获取、土地使用许可、调试和运输等非技术成本的问题。各类制氢项目需要通过优化系统设计、模块化和标准化组件以及简化安装流程，可以降低这些非技术成本。
原文如下：
参考来源：美国能源部
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