电解水技术与光解水、热化学制氢的不同特点:电解水技术成熟、设备简单、无污染,所得氢气纯度高、杂质含量少,适用于各种场合,缺点是耗能大、制氢成本高;光解水技术目前难点是催化剂研制;热化学循环制氢系统更复杂,但制氢效率较高,结合可再生能源,利用效率更高。
中国具有领先全球的氢源储备,是目前全球最大的氢气生产国,此外煤制氢、工业富产氢、电解水,对应的煤炭、焦炭、合成氨产量以及风光发电装机量均为全球第一,具备充足氢源。电解水制氢技术可以作为电-氢系统的桥梁,中国氢能规划表示2025年绿氢的量达10万至20万吨每年,“十四五”时期将迎高速发展。
今年以来各地积极出台文件,引导氢能产业规划。1月29日,浙江省发展改革委、省经信厅、省科技厅关于印发《浙江省加快新能源汽车产业发展行动方案》指出,积极发展换电、氢能等新能源重卡,到2025年,累计建成公共领域充电桩10万个以上、加氢站50座,全省在公交、港口、城际物流等领域推广应用氢燃料电池汽车接近5000辆。
1月28日,河南省新乡市人民政府发布关于印发《新乡市氢能产业发展中长期规划(2022—2035年)》的通知。计划到2035年底孵化一批品类齐全、特色鲜明的“专精特新”氢能企业,全市氢能产业产值达到1500亿元。
1月12日,青海省发改委和青海省能源局一连发布了三文,喊出了“中国氢海”的口号,将把青海建成国内重要的绿氢规模化供应基地、电氢耦合发展示范基地、多领域应用基地、关键技术创新基地、先进装备制造基地,构建氢能产业一体化发展格局。
《江西省氢能产业发展中长期规划(2023-2035年)》提出,到2025年全省氢能产业总产值规模突破300亿元。此前,甘肃、福建等地已发布氢能相关产业发展规划,大力推进氢能建设。业内人士表示,各地加快布局氢能产业,氢能应用不断拓展,绿氢项目规模有望扩大。
电解水制氢是目前最主要的绿氢制备方法。电解水制氢包括两个同时发生的半反应,即阴极上的析氢反应(HER)和阳极上的析氧反应(OER)。相比于只有2个电子转移的HER,OER伴随着4个电子的转移,在动力学上较为缓慢,需要高效的析氧电催化剂以降低反应能垒加速OER的进行。
隆基绿能(SH:601012)旗下隆基氢能发布了新一代碱性电解水制氢设备ALK Hi1系列产品,旨在不断下探能耗提升能效,创造商业化电解水制氢能效新高度。
据悉,ALK Hi1制氢装备系列产品基于降低直流电耗打造,研发耗时两年,可通过不断降低单位制氢成本(LCOH),用科技带动绿氢变革。
产品参数方面,ALK Hi1在直流电耗满载状况下可低至4.3kWh/Nm³。为了适应更高利用小时的制氢场景,还同时推出了ALK Hi1 plus产品,直流电耗满载状况下低至4.1kWh/Nm³,在2500A/㎡电流密度下,更可低至4.0kWh/Nm³。
而直流电耗的下降,意味着在不同场景下的LCOH将大幅降低。即制氢直流电耗每降低0.1kWh/Nm³,根据系统利用小时数的不同,可使LCOH降低1.8%-2.2%,相当于降低了制氢设备初始投资的10%到25%。
具体来看,隆基氢能总裁马军介绍称,以国内西北某绿氢项目为例,光伏发电同时外购部分绿电,采用隆基ALK Hi1 Plus产品,制氢系统每年的运行时间在4300小时左右,LCOH可降低2.7%,每年可节约电费6.4%,相当于减少初始投资25%。
而以光伏搭配水电和电力交易的北美某项目为例,由于当地电力交易市场更加活跃,项目利用小时数是6000小时。如果采用隆基ALK Hi1 Plus产品,LCOH下降6.4%,节省的电费就相当于制氢设备初始投资的全部还要多。
根据中研普华研究院《2022-2027年中国电解水制氢行业市场竞争格局分析及发展前景预测报告》显示:
氢能被国际社会誉为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源,氢能科技创新和产业发展持续得到各国青睐。美国、日本等发达国家纷纷将氢能上升为国家战略。我国氢能产业仍处于发展初期,为引导氢能产业健康有序发展,2022 年 3 月 23 日,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,部署了推动氢 能产业高质量发展的重要举措以及产业发展的各阶段目标。
氢能低碳环保,燃烧的产物只有水,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,助力我国实现“双碳”目标。另外,氢能在我国能源安全中也将扮演重要角色,可减少我国对于石油、天然气的进口依赖,将能源安全的主动权掌握在自己手中。同时,氢能也是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
氢能产业链分别为上游制氢、中游储运以及下游用氢。上游制氢工艺目前大部分还是通过化石能源作为原料制取的“灰氢”,但随着清洁能源发电规模的提高以及技术的进步,通过电解水制取的“绿氢”将是未来主流的工艺方式。氢的储运根据使用场景的不同,形成以长管拖车为主,液氢槽罐车、管道运输为辅的多元化运输体系。下游最主要的应用领域是氢能源汽车以及与之配套的加氢站等基础设施,目前还处于快速发展阶段。
受顶层设计、政策利好驱动,氢能产业正稳步发展。预计未来 10 年内将形成完整氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。氢能最终将纳入我国终端能源体系,对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。
资料显示,氢能是一种来源丰富、清洁低碳、灵活高效、应用广泛的二次能源,可以与电能、热能等异质能源品种系统融合、互联互补,是清洁能源体系的重要组成部分。
《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提出,我国氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用。全产业链规模以上工业企业超过300家,集中分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。
CINNO Research统计数据显示,2022年我国新能源项目投资金额达9.2万亿元,其中氢能投资总额超6800亿元,占比约为7.4%。据不完全统计,2022年以来,已有东华能源、洪涛股份、粤水电、杭氧股份、广汇能源等上市公司布局氢能赛道,涉及燃料电池材料及零部件、氢能应用等产业链环节。
国家能源局总工程师向海平表示,我国氢能产业仍处于发展初期,须围绕氢能全产业链全面提升基础研究、前沿技术和原始创新能力,加速突破关键材料及核心技术,重视产业化和示范应用,鼓励多样化的商业模式创新,逐步降低用氢成本,完善有关技术标准以及检测认证和监管体系,构建健康的氢能产业创新发展生态。
《2022-2027年中国电解水制氢行业市场竞争格局分析及发展前景预测报告》由中研普华研究院撰写,本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析,重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力,以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态,对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

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