21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者王雪上海報(bào)道
當(dāng)前，發(fā)展了200多年的電解槽在氫能領(lǐng)域“風(fēng)頭正勁”。
據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì)，2022年以來(lái)，國(guó)內(nèi)電解槽出貨量達(dá)722MW，同比增長(zhǎng)106%；且入局企業(yè)愈來(lái)愈多，市場(chǎng)集中度減弱，出貨量前三廠商市占率達(dá)73%，同比下降約10個(gè)百分點(diǎn)。
(相關(guān)資料圖)
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者發(fā)現(xiàn)，“大標(biāo)方”(標(biāo)方：氣體容量單位)成為眾多電解槽新品的最大賣點(diǎn)，短短一年內(nèi)，堿性電解槽產(chǎn)氫量從1000標(biāo)方/小時(shí)發(fā)展至2000標(biāo)方/小時(shí)，頗有“軍備競(jìng)賽”之感。
與此同時(shí)，堿性電解槽與PEM電解槽技術(shù)路線之爭(zhēng)仍在繼續(xù)，相關(guān)企業(yè)一如既往走在所選定的路線上。例如隆基氫能發(fā)布了1000標(biāo)方/小時(shí)的堿性電解槽；陽(yáng)光氫能則發(fā)布了200標(biāo)方/小時(shí)的PEM電解槽。
但在2022年，堿性電解槽在市場(chǎng)端似乎更受青睞。中國(guó)石化新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目采購(gòu)了52臺(tái)1000標(biāo)方堿性制氫設(shè)備?！拔覀円膊少?gòu)了一臺(tái)上海電氣的1500標(biāo)方的堿性電解槽?！鄙虾Ｆ纸胤N氣體有限公司銷售經(jīng)理李宗云告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者。
多家企業(yè)追逐“大標(biāo)方”電解槽
用從“三足鼎立”到“群雄逐鹿”來(lái)形容生產(chǎn)電解槽企業(yè)的變化再合適不過(guò)。
公開資料顯示，我國(guó)中船718所最早研究電解槽。1992年，718所的電解槽業(yè)務(wù)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的背景下出現(xiàn)較大分歧，裂變?yōu)樘K州競(jìng)力、天津大陸、派瑞氫能三家制備電解槽的企業(yè)。
當(dāng)前，隨著電解槽商業(yè)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，中電豐業(yè)、揚(yáng)州中電、隆基氫能、蘇州蘇氫、凱豪達(dá)等“新勢(shì)力”紛紛入局。
原因則是中國(guó)在未來(lái)是用氫大國(guó)。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，到2060年，中國(guó)氫氣年需求將超過(guò)1.3億噸，部署電解制氫裝機(jī)容量約為500GW。
“實(shí)際上，718所的裂變?nèi)栽诓粩嘌葑儯鲜鲞@些生產(chǎn)電解槽的新勢(shì)力企業(yè)均有來(lái)自蘇州競(jìng)力或天津大陸的工程師，技術(shù)路線大體相同，生產(chǎn)的幾乎都是室內(nèi)電解槽?！币晃粴渥稍儥C(jī)構(gòu)研究員告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者。
值得注意的是，“大標(biāo)方”已成電解槽企業(yè)爭(zhēng)相搶占的“制高點(diǎn)”。
據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者統(tǒng)計(jì)，2022年以來(lái)，共有21個(gè)企業(yè)發(fā)布電解槽新品，其中16家發(fā)布?jí)A性電解槽，多款單臺(tái)產(chǎn)氫量在1200標(biāo)方/小時(shí)，部分達(dá)到2000標(biāo)方/小時(shí)；5家企業(yè)發(fā)布PEM電解槽，單臺(tái)產(chǎn)氫量最高達(dá)200標(biāo)方/小時(shí)。
“企業(yè)主要從降本的層面考量，大型化單槽體制氫設(shè)備的成本相對(duì)比采購(gòu)?fù)犬a(chǎn)量多臺(tái)套設(shè)備的成本低。另外，通過(guò)提高材料或結(jié)構(gòu)達(dá)到大功率產(chǎn)氫，使得效率更高?！币晃粴渥稍儥C(jī)構(gòu)研究員告訴記者。
據(jù)了解，堿性電解槽在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)氫量與電解槽的體積大小和電解槽的運(yùn)行電流密度有關(guān)。
“通過(guò)疊加電解小室單元提升單槽產(chǎn)量會(huì)造成電解槽體積過(guò)大、安裝不便等問(wèn)題；若提高電流密度，會(huì)使電解小室電壓上升，從而帶來(lái)單耗的提高，增大了設(shè)備的運(yùn)行成本?！鄙鲜鰵渥稍儥C(jī)構(gòu)研究員指出。
因此，無(wú)論采用何種辦法提高電解槽產(chǎn)能，安全性是設(shè)備制造企業(yè)首要考量因素，一旦制作工藝不成熟，電解槽的氣密性不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致易燃?xì)怏w泄漏，就可能引發(fā)災(zāi)難性后果。
對(duì)于PEM電解槽而言，由于與堿性電解槽結(jié)構(gòu)的不同，向大標(biāo)方拓展時(shí)，面臨的材料和制造工藝突破等難題成倍增加。
上述氫咨詢機(jī)構(gòu)研究員告訴記者，例如，膜電極的尺寸會(huì)隨PEM電解槽產(chǎn)氫量的增加而變大，這對(duì)膜電極涂布工藝是極大的考驗(yàn)，不是簡(jiǎn)單調(diào)整設(shè)備參數(shù)就能解決的，如何保證產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性，需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工藝有足夠深刻的理解。
短期內(nèi)堿槽領(lǐng)跑成本
企業(yè)與資本興奮之余不免有幾分忐忑：堿性和PEM，到底哪條技術(shù)路線更容易獲得訂單？走得更遠(yuǎn)？
對(duì)此，揚(yáng)州吉道能源有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理岳鋅在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)指出，未來(lái)5至10年，商業(yè)化運(yùn)行機(jī)會(huì)是堿性電解槽的。
其原因是，目前PEM電解槽成本是堿性電解槽的3至5倍，成本是工業(yè)產(chǎn)品追求的目標(biāo)。
據(jù)浙商證券研究所統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段PEM電解槽使用貴金屬催化劑，其中銥用量約為1.3噸/GW，而當(dāng)前每克銥售價(jià)約800元。不僅如此，全球銥金屬存量有限，每年產(chǎn)量約7至7.5噸，只能支持5.4至5.7GW的裝機(jī)量。
“PEM槽使用的材料貴，采購(gòu)成本高，因此折舊費(fèi)高，每生產(chǎn)1標(biāo)方氫氣折舊費(fèi)約是10至20元，而堿性電解槽約是3.5至5元，再加上約需要10元電費(fèi)，因此，PEM電解槽生產(chǎn)1標(biāo)方氫氣總成本是25至30元，堿槽約15至20元成本?！痹冷\算了一筆經(jīng)濟(jì)賬。
盡管堿性電解槽一次性采購(gòu)成本低于PEM電解槽，但效率亦是市場(chǎng)選擇的指標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)企業(yè)反映，堿性電解槽能量轉(zhuǎn)換率約為70%，而PEM電解槽在80%至85%之間。荷蘭氫和燃料電池聯(lián)合計(jì)劃項(xiàng)目研究員王戶貴曾公開表示，堿槽效率最高達(dá)62%，PEM槽效率在60%至100%之間。
“考慮電解槽全生命周期的效率，同樣的生命周期和同樣的資金投入，PEM槽比堿性槽多產(chǎn)出30%，按照目前35元/kg氫氣價(jià)格，預(yù)計(jì)PEM設(shè)備運(yùn)行三年可以彌補(bǔ)與堿槽采購(gòu)的價(jià)差?！蓖鯌糍F認(rèn)為。
公開資料顯示，PEM電解槽與燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，均由雙極板、膜電極等部件組成，當(dāng)前燃料電池系統(tǒng)成本以每年約30%的速度下降?！癙EM電解槽有望復(fù)刻燃料電池系統(tǒng)的降本之路?！鄙鲜鰵溲芯繖C(jī)構(gòu)工作人員告訴記者。
此外，由于兩者結(jié)構(gòu)、用料差異，堿性電解槽存在制氫純度低、與風(fēng)光耦合性度不高，響應(yīng)速度不夠快等問(wèn)題。
在制氫純度方面，由于PEM電解槽使用純水作為電解原料，產(chǎn)生的氫氣中不會(huì)帶入堿霧?！案匾氖荘EM槽使用的質(zhì)子交換膜氣體滲透率低，而堿槽原本使用的膜是透液不透氣，即使阻斷了氧氣但仍有滲透的可能性，目前業(yè)界也在此方面不斷改進(jìn)?！痹冷\指出。
在響應(yīng)速度方面，岳鋅認(rèn)為兩者不具備本質(zhì)差異?！爱?dāng)前堿槽的響應(yīng)速度是千方級(jí)，而PEM槽響應(yīng)速度最高達(dá)250標(biāo)方，可以類比于‘航母調(diào)頭比小木船慢’。業(yè)界也發(fā)現(xiàn)，原來(lái)PEM槽響應(yīng)速度是毫秒級(jí)別，但隨著產(chǎn)氫量的增長(zhǎng)其響應(yīng)需要3至5分鐘?！?/p>
從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，堿性電解槽與PEM電解槽誰(shuí)能“領(lǐng)跑”市場(chǎng)暫無(wú)定論。上海億氫科技有限公司PEM電解水制氫技術(shù)負(fù)責(zé)人趙冠雷公開表示，“未來(lái)PEM槽若做到了提升制氫效率、降低貴金屬載量、提升耐久性、規(guī)?；褂脟?guó)產(chǎn)化核心材料等方面，其成本將有與堿性電解槽抗衡的優(yōu)勢(shì)?！?/p>
（文章來(lái)源：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道）
標(biāo)簽：
