2023年水电解制氢设备行业专题报告:水电解制氢供需双扩背景下,电解槽有望迎来发展机遇
- 来源:华宝证券
- 发布时间:2023/12/07
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水电解制氢设备行业专题报告:水电解制氢供需双扩背景下,电解槽有望迎来发展机遇。我国绿氢供需规划持续扩张,水电解制氢设备有望迎来产业规模提升:从需求端来看,中国碳排放要求趋严背景下,工业领域对绿氢的需求将不断增大;各地绿氢制取政策持续推出,扩大绿氢生产规模、突破电解水制氢设备关键技术成为政策焦点。从供给端来看,我国电解水制氢项目多点开花,未来电解水制氢投产有望加速落地;投资规模扩张、产品规格升级、产品价格下行有望成为未来电解槽行业的发展趋势。在绿氢供给与需求双端的同时扩张下,我国电解槽行业有望迎来市场规模提升。我国四种技术类型的主流电解槽发展进程拆解:目前主流电解槽的主要性能要求为氢气纯度高,能...
1. 我国绿氢供需规划持续扩张,水电解制氢设备有望迎来产业规模提升
我国氢气产量持续扩张,2022 年政策需求带动下电解水制氢设备需求持续提升。根据中国煤炭工业协会的数据,2022 年我国氢气产量约 4000 万吨,同比增长21%。从产氢结构来看,可再生能源电解水制氢的绿氢规模依然偏小,煤制氢和天然气制氢合计占比约八成。但是2022年在政策带动下,电解水制氢设备需求快速提升,多家企业例如中国华电、国富氢能、奥扬科技、瑞麟科技、希倍优、中国宝武等发布电解水制氢装备新品,其中ALK电解槽由于产业链配套齐全、成本较低,成为 2022 年电解槽产品主要下线的类型。但是从长期来看,随着设备制造成本的下降和制氢规模的扩张,PEM 设备有望开启替代进程。
1.1. 政府端、企业端绿氢需求在未来2-3 年内有望迎来大幅增长
中国碳排放要求趋严背景下,工业领域对绿氢的需求将不断增大。近年来,我国通过设立碳市场、进行碳交易等方法实现企业碳排放的合规性和经济效益,其中碳排放配额(CEA)的收紧将导致企业碳排放成本的增加。在碳排放需求较高的工业领域,例如炼油、氨生产、炼钢等,氢不仅可以当作能源,也可以当作燃料实现大规模应用。根据艾瑞咨询的预测,至2060年我国工业领域预计用氢 7.8 亿吨,相当于减少 53.07 亿吨煤炭用量,从而减少月141.1亿吨的碳排放。而电解水设备制氢过程中无碳排放,更符合 CEA 成交价不断提升的趋势下作为工业用氢的来源。

各地绿氢制取政策持续推出,扩大绿氢生产规模、突破电解水制氢设备关键技术成为政策焦点。根据各地政府官网政策的不完全统计,截至 2023 年11 月,我国共有32项政策直接提及绿氢制取、电解槽设备建设等相关环节。例如《青海省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》提到,要探索与可再生能源耦合发展的电解水制氢技术,构建以经济安全的碱性电解水制氢为基础,以 PEM 制氢技术为补充,以 SOEC、AEM 等前沿高效制氢技术为示范的制氢技术体系;开发大型高效 PEM 电解槽、PEM 电解水制氢系统以及适应可再生能源的电解水制氢灵活控制技术,攻关 MW 级 PEM 电解水制氢系统、制氢运行控制与调度应用技术。《关于推动能源电子产业发展的指导意见》中也提到,要加快高效制氢技术攻关,突破电堆、双极板、质子交换膜、催化剂、膜电极材料等关键环节的关键技术。与2022 年的政策规划相比,2023年的绿氢政策更进一步,落实到产业链的各个环节,直击电解水制氢设备的关键技术。
1.2. 随着绿氢项目数量增长、单槽制氢能力提升,未来电解槽生产规模有望进一步扩大
我国电解水制氢项目多点开花,未来电解水制氢投产有望加速落地。根据中国拟在建项目网、中国采购与招标网、北极星氢能网、氢能聚焦以及各地政府官网的不完全统计,截至2023年 10 月,新签约电解水制氢项目 41 个,开工在建项目 41 个,投产项目8 个,制氢规模约为120.12 万吨、66.98 万吨、3.5 万吨,由于电解水制氢项目从备案到投产建设周期约为1-3年,因此 2025 年后我国电解水制氢供给有望大幅增加。
投资规模扩张、产品规格升级、产品价格下行有望成为未来电解槽行业的发展趋势。从2023年签约的绿氢项目来看,氢产能在 1-9 万吨之间的项目占比56%,氢产能在10万吨以上的项目占比 11%。其中两个项目的氢气年产能达到 30 万吨,分别是内蒙古扎鲁特旗的远景通辽风光制氢氨醇一体化项目和包头市的国际氢能冶金示范区新能源制氢联产无碳燃料项目。规格方面,根据隆基氢能测算,1 台 2000Nm³/h 电解槽相较于 2 台1000Nm³/h 电解槽,可节约占地面积 30%,减轻重量 20%,降低 CAPEX 约 20%。随着未来电解槽技术的不断提升,主流电解 槽 产 品 从 1000Nm³/h 规 格 向 2000Nm³/h 规 格 升级,水电解制氢技术从ALK向PEM/AEM/SOEC 演进,单槽建设成本有望降低,制氢效率有望提升,从而带动产品价格的下行。
2. 四种类型的电解槽及部件分析
水电解制氢主要发生场所为电解槽,电解槽将水在直流电的作用下电解成氢气和氧气。根据 IRENA 的统计,以 1MW ALK 水电解系统为例,电解槽在整个电解水制氢系统中的成本约占45%。电解槽的每个电解小室分为阳极小室和阴极小室,阴极小室产生氢气,阳极小室产生氧气。目前市场对电解槽的主流性能要求为氢气纯度高,能耗低,结构简单、制造维修方便便宜且使用寿命长,材料的利用率高。电解槽主要部件和材料包括电极、隔膜和电解液,其中电极主要由金属材料构成,约占电解槽成本的 57%。
主流的电解水制氢技术包括碱性水电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)、高温固体氧化物电解(SOEC)以及固体聚合物阴离子交换膜电解(AEM)四种。在我国,ALK水电解技术已经完成商业化,产业链整体比较成熟,PEM 技术目前处于商业化初期,受益于各地政策规划,未来行业规模与产业链国产化趋势有望进一步加强;SOEC 与AEM技术目前大部分处于研发与示范阶段,仅有少量产品试点商业化。
2.1. ALK 电解槽:目前电解水制氢产业化的首选,未来存在降本空间
ALK 电解水制氢技术是指在碱性电解质环境下电解水制氢的技术。与其他水电解设备相比,ALK 电解槽的优势在于极板中不含有贵金属,造价相对较低且技术成熟,而ALK电解槽的劣势在于要求电力稳定可靠,不适用风光等间歇性电能,氢气纯度相比PEM、SOEC等电解槽较低。ALK 电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电板、隔膜等零部件组装而成,包括数十甚至上百个电解小室,由螺杆和端板把这些电解小室压在一起形成圆柱状或正方形,每个电解小室以相邻的 2 个极板为分界,包括正负极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。
ALK 的电解液材料中,工业上多使用质量分数为 30%的KOH溶液或质量分数26%的NaOH 溶液。 PPS 复合膈膜是主流 ALK 电解槽膈膜的使用材料,但国产替代与降本依然是未来研发的重点。膈膜材料选择方面,最早 ALK 设备采用石棉膈膜,但是由于石棉膈膜存在毒性,目前已经被限制使用。目前国内主流膈膜为以聚苯硫醚 (PPS)为基地的新型复合隔膜,具有尺寸稳定性好、耐蠕变、耐热等优势,且复合膈膜改善了 PPS 织物亲水性弱的问题。但是目前国内复合膈膜市场主要由东丽、AGFA 等厂商垄断,且每平米价格在400-900 元左右,按1000标方的电解槽所需 1200 平米隔膜计算,单台电解槽的膈膜成本在48000 元左右。此外,聚四氟乙烯树脂改性石棉隔膜、聚砜类隔膜(PSF)等也有望成为新的膈膜材料选择。
催化剂选择方面,国内目前的 ALK 电解设备生产商主要采用镍基催化剂,包括纯镍网、泡沫镍或以纯镍网、泡沫镍为基底喷涂高活性催化剂。目前镍基催化剂的制备工艺较为成熟,镍网的幅宽能够满足大型碱性电解水制氢装置的应用,而且目数、厚度可以较好地控制。随着未来 ALK 电解槽制氢规模的进一步提升,镍网催化剂有望朝着有这个更大表面积,更多催化位点的雷尼镍催化剂方向发展。 极板的降本与轻量化也是未来 ALK 电解槽降本的发展方向。极板是ALK电解槽的支撑组件,起着支撑电极、隔膜以及导电的作用,也是整个电解槽中重复量最多的部件。在ALK电解槽中极板成本占 20%-30%,由主极板和极框组成,主极板表面布满凹凸状结构,与隔膜两侧的电极进行多点位接触,降低内部电阻。目前市场上根据主极板的凹凸状结构,分为乳突型极板和板网型极板。目前主流极板整体采用制造难度较高且容易短路的碳钢金属板材,部分企业研发出非金属极框,但尚未大规模使用。因此未来寻找成本低廉、密度较低且性能优良的材料来制作极板是 ALK 电解槽降低生产成本的另一重要举措。
与其他电解设备相比,ALK 电解水设备操作容易实现、成本投入低、使用寿命长,是目前水电解设备产业化应用的首选。根据中国电动汽车百人会《中国氢能产业发展报告2020》,中短期内 ALK 电解设备依然是水电解设备市场的首选,占比约60~95%,且随着未来水电解制氢技术的进一步成熟,ALK 制氢设备价格有望下降至 0.6~1 元/瓦。

2.2. PEM 电解槽:性能相比 ALK 更优,未来制造成本有望进一步降低
PEM 电解水制氢技术是指使用质子交换膜作为固体电解质,使用纯水作为电解水制氢原料的水电解制氢技术。具体而言,PEM 电解水制氢分为四个步骤:①水(2H2O)在正极上发生水解反应,在电场和催化剂的作用下,分裂成质子(4H+)、电子(4e-)和气态氧(O2);②4H+穿过含有磺酸基官能团的固体 PEM,在电场的作用下到达负极;③4e-电子通过外电路由正极传到负极;④到达负极的 4H+得 4e-生成 2H2。PEM 电解水制氢设备由PEM电解槽和辅助系统 BOP 构成。与 ALK 电解槽相比,PEM 电解槽具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优势,更适合与风光储技术相结合。但是由于 PEM 电解槽需要在强酸和高氧化性的工作环境下运行,因此 PEM 电解槽对于贵金属材料例如铱、铂、钛的依赖度更高,导致目前的PEM电解槽设备造价较高。
PEM 水电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、催化剂层、气体扩散层、双极板,其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极(MEA),是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所,膜电极特性与结构直接影响 PEM 电解槽的性能和寿命。在 PEM 电解槽的运行过程中,质子交换膜提供了只允许水分子、水合氢离子通过的传输通道,将质子从电解槽阳极输送到电解槽阴极,在电解槽内部形成离子传递的通路。质子交换膜在 PEM 电解槽中具有以下三种作用:(1)作为固态电解质,将阳极反应产生的质子传导至阴极去参与阴极 HER 反应,为质子的传递提供通道;(2)隔绝阴极侧和阳极侧的反应产物(氢气和氧气),避免氢气和氧气的相互渗透;(3)为阴极侧和阳极侧的催化剂层提供物理支撑。当前 PEM 电解槽中的质子交换膜根据含氟量的多少可分为全氟质子交换膜、部分含氟质子交换膜和非氟质子交换膜。目前 PEM 电解槽中所用质子交换膜多为全氟磺酸质子交换膜。
随着国产替代化进程的加快,未来我国质子交换膜成本将进一步下降。随着我国东岳未来、科润新材等国内头部质子交换膜生产商的产能扩张进度加快,我国质子交换膜的进口依赖度将进一步下降。且根据 IEA 的预测,未来质子交换膜价格有望进一步下降至500元/平,成本下降与生产可控将进一步提升我国 PEM 电解槽的生产能力。
PEM 电解水制氢设备的双极催化剂不同。目前市场上主流的PEM电解槽催化剂,阳极一般为二氧化铱、铱黑等铱基催化剂,阴极为铂碳催化剂。虽然二氧化钌(RuO2)和二氧化铱(IrO2)对析氧电化学反应的催化活性较好,但 IrO2 的稳定性更好。目前IrO2是PEM电解设备阳极催化剂的主要材料。铂炭催化剂(Pt/C)是一种将铂负载到活性炭上的载体催化剂,属于贵金属催化剂的细分品类之一。根据 GGII 统计,目前PEM 阴极催化剂的Pt 负载量一般为0.4-0.6 mg/cm2。
气体扩散层起着传递水、氢气、氧气、催化剂等材料以及提供机械支撑的作用,一般阳极侧气体扩散层由抗腐蚀的钛金属制成,比如粉末烧结钛片、纤维烧结钛毡、钛网等,其表面可以进行贵金属涂层处理,以降低接触电阻。根据 GGII 统计,目前市场上钛纤维毡每平的镀铂成本在 5000~15000 元不等。阴极可以选用碳纸和碳布等碳基材料,或同样使用钛材。随着未来 PEM 电解槽制氢规模的进一步扩大,气体扩散层的大尺寸生产能力、批量化供应能力以及降本能力将成为挑战。 根据美国 Avcarb 公司预测,2020 年,全球气体扩散层市场规模达到3.84亿美元,预计2025 年将达到 16.83 亿美元,年复合增长率(CAGR)为30.47%。目前全球气体扩散层的碳纸技术仍掌握在日本 Toray、德国 SGL、加拿大 Ballard、美国Avcarb 等少数外企手里,而我国以通用氢能为代表的国内气体扩散层企业正在加速这一环节的国产化。由于气体扩散层的成本主要由加工费用主导,若规模化生产将会带来大幅的成本削减。因此,扩散层大规模生产工艺是未来重点发展方向。
金属双极板是 PEM 电解槽的重要组件,约占电解槽50%左右的价格。金属双极板强度更高,具有更好的成形性、抗冲击性和较低的透气性,被广泛适用于PEM电解槽。目前主流的PEM 电解槽的金属双极板通常为钛基双极板,表面镀有Pt 或Au 等贵金属涂层或进行其他表面处理。由于双极板在 PEM 电解槽中重复量较大,因此贵金属涂层的用量价格对PEM电解槽的成本影响较大。 铂、钛、铱等贵金属成为 PEM 电解槽扩产的主要瓶颈,降低贵金属使用率或开发替代材料是 PEM 电解槽的降低成本的未来发展趋势。电解水制氢的成本主要取决于电力成本、电解槽投资成本和运行负荷,其中电力成本对电解水制氢的敏感性影响最高,占60%~70%。随着电力成本下降,设备投资成本的占比逐渐增加。电解槽作为整个系统的核心,其成本占系统成本的 45%。其中双极板占电堆成本的 50%以上,膜电极成本约占1/4,其中贵金属约占系统成本的 10%。未来 PEM 电解槽的扩产瓶颈可能不仅取决于贵金属的高成本,而是其供应可用性,因此需要尽量降低贵金属的使用量或开发替代材料。
但是通过提高设备利用率,PEM 电解槽的生产可以产生规模效应,从而实现更快、更高的工艺产量与更低的生产成本。根据徐滨等《质子交换膜电解水技术关键材料的研究进展与展望》中的测算,当工厂制造规模从 10 MW/a 扩大到 1 GW/a 时,预计电解槽成本会降低70%。因此从现存的技术角度来看,目前 PEM 设备生产商可以通过对关键材料性能和电解槽组件制造工艺的技术创新,提升 PEM 电解槽的性能,从而降低PEM 制氢的设备成本。

2.3. AEM 电解槽:综合 ALK 的成本与PEM的性能优势,目前处于实验室阶段
AEM 电解槽综合 ALK 和 PEM 电解槽的优势,目前主要处于实验室研发阶段。AEM水电解技术是指采用成本比较低的阴离子交换膜作为膈膜,以低浓度的碱性溶液或者纯水作为电解液,使用非贵金属催化剂作为反应催化剂的制氢技术。AEM 电解槽的核心包括阴极材料、阳极材料和阴离子交换膜。与 ALK 和 PEM 技术相比,AEM 技术结合了两者的优势,但是目前阴离子交换膜无法兼顾工作效率与设备寿命,AEM 电解槽仍处于实验室研发阶段。具有高离子电导率和强耐碱特性并存的阴离子交换膜是制约AEM电解设备发展的关键。AEM 交换膜是典型的有机阳离子聚合物,通过将氢氧根离子从阴极传输到阳极,并作为电化学反应产生的电子和气体的屏障,阻隔二者在电极间直接传递。但是阴离子交换膜在强碱环境中存在离子导电性与稳定性(包括耐碱稳定性和机械性能)难以兼得的问题。在工作过程中,膜表面形成的局部强碱性环境使得 AEM 在 OH- 的攻击下发生降解,由此引发的膜穿孔会造成电池短路,使得 AEM制氢装置不能够长时间运行。
随着政府专项项目以及相关企业研发计划的推进,我国AEM电解槽的商业化进程有望加速。宏观方面,2020 年我国推出了重点研发计划“碱性离子交换膜制备技术及应用”,对高性能碱性聚电解质膜及连续制备工艺、酸碱性双性膜及电解水制氢等方面开展了系统性研究;2022 年,科技部“催化科学”重点专项项目申报指南于“可再生能源转化与存储的催化科学”子项下设“阴离子交换膜电解水制氢研究”专项。产品方面,稳石氢能是目前全球唯一一家从膜到催化剂到膜电极、再到控制系统和系统集成,产研一体的AEM电解水制氢装备企业。中电绿波、亿纬氢能、未来氢能等公司也有相应的 AEM 制氢产品推出。随着AEM制氢低成本、高效率的优势随着关键技术的突破而逐渐显现,未来 AEM 制氢设备有望迎来大规模的商业化应用。
2.4. SOEC 电解槽:制氢效率与造价双高,未来有望向氢储能方向发展
SOEC 制氢技术是指在高温下电解 H2O,将电能和热能转化为化学能的过程。与其他电解槽相比,SOEC 电解槽的优势在于电耗低,适合产生高温、高压蒸汽的光热发电系统。此外,由于 SOEC 电解槽对热能的需求更大,因此 SOEC 适合建立在热能资源丰富或废热较多的地区,例如钢铁冶炼工厂、化工合成工厂或者核能发电工厂。
SOEC 电解槽制氢效率高,原材料不包含贵金属。SOEC 电解槽工作温度在800-1000摄氏度,因此在制氢过程中能量利用效率可突破 90%,高于 ALK、PEM和AEM技术制氢。SOEC电解质使用最多的材料为钇稳定氧化锆(YSZ)及其化合物,特别是在致密的氧化锆基陶瓷材料中掺杂 8mol%的氧化钇,因为氧化钇稳定氧化锆电解质在较高温度(700-850℃)下表现出稳定而优异的性能。此外,YSZ 电解质具有高离子电导率(0.01~0.1 s/cm),具有良好的化学和热稳定性。SOEC 采用的阴极材料为 YSZ 和镍(Ni-YSZ)组成的陶瓷金属。阳极材料为钙钛矿材料,即镧锶钴铁粉体(LSCF)和镧锶锰粉体(LSM)。 但是目前 SOEC 电解槽材料成本依然较高。根据宁波索福人的报价,按照AnghilanteR在《Bottom-up cost evaluation of SOEC systems in the range of 10–100 MW》中有机溶剂混合物在电池片中的成本占比来折算,结合 FoB 成本占总原材料成本的70%,与15%的废品率,估算 YSZ 电池单位电解室原材料成本约为 42.24 元,折合生产成本277.94 元/kW。此外,SOEC电解槽密封需要采用玻璃密封胶与银浆,根据 Solid Oxide Cell 的统计约为243.13元/kW,加上组装材料、人工等成本,预计 SOEC 电解槽的生产成本在2354.42~3467.42元/kW。
结合固定投资建设成本后,与 ALK、PEM 相比,目前SOEC 电解系统的综合成本较高,SOEC 电解槽制氢的大规模应用受成本限制较大。根据国际能源署IEA 统计数据,2022年ALK电解系统固定投资在 3500-9800 元/kW,PEM 电解系统在7700~12600 元/kW,SOEC电解系统在 19600~39200 元/kW。如果对 ALK 电解系统、PEM 电解系统和SOEC电解系统固定投资取低值,分别为 3500 元/kW、7700 元/kW 和 19600 元/kW。据此计算,生产1Nm3氢气所需固定投资分别为 1674.67 万元、2842.71 万元和 7675.96 万元。
由于 SOEC 和 SOFC 的可逆性,未来 SOEC 电解槽应用场景有望拓展至氢储能。SOFC是一种在中高温下直接将燃料的化学能高效、低碳、环保地转化成电能的发电装置。其反应过程为 SOEC 的逆反应,即消耗氢气释放电能。SOEC 与 SOFC/ReSOC等技术的结合将SOEC的应用场景从制氢拓展到氢储能。综合日本经济产业省等研究机构的结果来看,在储氢时间约为 4 天以上时,可逆型 SOFC/SOEC 储氢系统相比于 LIB 充放电具有成本优势。目前国内可逆性 SOEC/SOFC 系统依然处于商业化的起步阶段,主要厂商例如质子动力等的相关产品的成熟度和量产能力还有待提升。
3. 我国电解槽相关公司梳理
我国电解槽生产相关公司主要集中在电解槽整槽生产环节,且以PEM、ALK槽为主。根据氢能汇、北极星氢能网、氢云链等机构的不完全统计,目前全国有超100 家公司从事电解槽及相关材料的生产,其中 ALK、PEM 电解槽生产企业占比约86%。从产品类型上看,从事电解槽整槽、膜电极、催化剂、双极板等产品生产的企业较多,而膈膜、气体交换层等环节受制于生产成本、技术等方面的因素,生产的企业较少。从地域分布来看,超50%的公司集中在我国华东、华南地区,而西北、华北部地区虽然风光氢储规划项目较多,但本地企业的竞争力较弱。从融资轮次来看,不同的公司所处阶段差异较大,天使轮、A 轮、IPO、上市公司数量较多,呈现出两头集中的趋势。

3.1. ALK:市场竞争加剧,国企、集团型企业竞争优势逐渐显现
我国 ALK 电解槽产业技术较为成熟,国内已有派瑞氢能、隆基氢能、双良集团等家企业宣布下线 2000Nm³/h 及以上的单体电解槽。根据氢云链的统计数据,从2023 年上半年电解槽订单量来看,行业前三派瑞氢能、阳光电源、隆基氢能市场份额为64%,与2022年行业前三考克利尔竞立、中船派瑞、隆基氢能占据 72%的市场份额相比有所下降;从中标金额来看,上半年碱性设备的系统成交价格约为 749-2000 元/kW,且主要分布在1350-1500元/kW范围内,对比 2022 年价格下降约 15%-20%,这说明 ALK 电解槽行业竞争逐渐加剧。从企业性质来看,国企卡位电解设备,凭借风光电项目资源优势拥有更强的拿订单能力,集团性企业例如阳光、隆基等凭借产业链资源与市场能力也斩获大量订单。
3.2. PEM:加快商业化步伐,膜电极、双极板等关键组件受到关注
2023 年以来,除清能股份、东岳未来、治臻新能源、中自科技、东方锅炉等行业内原有竞争者外,部分碱性电解槽公司正在加速向 PEM 电解槽方向发展,例如国富氢能、瑞麟科技、华电重工、派瑞氢能、阳光电源等。从地域分布来看,PEM 电解槽相关企业主要集中在上海市、江苏省、广东省等沿海省市。此外,催化剂、膜电极等关键材料也成为PEM制氢设备公司以及投融资的关注点。根据氢云链的统计,2023 年 1-8 月催化剂、膜等电化学环节融资数量为9起,较 2022 年同期增加 4 起;融资金额为 3.7 亿元,较 2022 年同期增加164.3%,融资金额增加 2.3 亿元。2023 年 1-8 月核心材料环节的平均单笔融资金额为0.41 亿元,较2022年同期的 0.28 亿元增长了 0.13 亿元。
3.3. AEM:目前尚处实验室阶段,仅有少量产品发布
虽然 AEM 电解水技术结合 PEM 和 ALK 技术的优势,但是目前开发的阴离子交换膜仍然无法兼顾工作效率和设备寿命,且在电极材料中仍然会加入少量的贵金属,寻找高效的阴离子交换膜和低成本的非贵金属催化剂也是未来 AEM 电解槽大规模应用的研发重点。产品方面,国内研发产品多集中在 AEM 电解槽、阴离子交换膜和催化剂,其中亿纬氢能、稳石氢能、北京未来氢能、北京中电绿波等企业均已推出 2.5-50kW 的 AEM 电解槽产品,但是目前AEM制氢产品仅在科研院所、电厂、化工等领域实现小规模应用。
3.4. SOEC:目前处于走出实验室放大的阶段,部分公司由SOFC转型而来
现阶段国内企业 SOEC 电解槽制氢功率以千瓦级为主,集中在2-25kW,电流密度0.5-1.0A/cm²。SOEC 系统效率在 75%以上,部分企业可达85%。GGII 预测2023年中国SOEC市场出货规模约 0.5 亿元,同比增长 60%以上,主要受益于示范项目的大型化;预计2025年国内 SOEC 出货量或将突破 2 亿元,并于 2030 年增长至36 亿元,行业迎来快速发展期。从涉及公司来看,由于 SOFC/SOEC 的可逆性极强,且两者制备过程及所用材料基本一致,因此海内外 SOEC 厂商主要由 SOFC 厂商转型而来,且 SOEC/SOFC 海外产品成熟度高于国内。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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