氢能全产业链标准体系建设指南 2023年我国电解水制氢设备出货量

氢能能量密度高，而且能够真正实现理论意义上的零碳排放，顺应了“双碳”背景下的大潮流。作为制约行业发展的因素之一，氢能行业标准逐步确定，还是有望迎来进一步向上发展的拐点。

氢能全产业链标准体系建设指南

近日国家六部门联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》，为后续出台进一步的细化政策提供了指引。这是国家层面首个氢能全产业链标准体系建设指南。业内人士纷纷认为，在政策面的支持下，氢能有望实现大规模商业化。

透过该项指南可以清晰看出氢能产业链体系，文件系统构建了氢能制、储、输、用全产业链标准体系，涵盖基础与安全、氢制备、氢储存和输运、氢加注、氢能应用五个子体系。

在氢储存和输运方面，主要包括氢气压缩、氢液化、氢气与天然气掺混、固态储氢材料等氢储运基本要求，容器、气瓶、管道等氢储运设备以及氢储存输运系统等方面的标准，推动安全、高效氢储运相关标准的制修订;在氢加注方面，主要包括加氢站设备、系统和运行与安全管理等方面的标准，推动加氢站安全、可靠、高效发展相关标准的制修订;在氢能应用方面，主要包括燃料电池、氢内燃机、氢气锅炉、氢燃气轮机等氢能转换利用设备与零部件以及交通、储能、发电核工业领域氢能应用等方面的标准，推动氢能相关新技术、新工艺、新方法、安全相关标准的制修订。

氢能源受到如此高度的关注，自然有其优势。氢能能量密度高，而且能够真正实现理论意义上的零碳排放，顺应了“双碳”背景下的大潮流。氢元素是宇宙中含量最多的元素，氢能储量丰富。损耗少、形态多变、利用率高等也是氢能源具备的不可忽视的优势。但是，氢气的密度很低，如何安全压缩氢气是一大问题;氢气过于活跃很难保证稳定;目前的氢气多是“灰氢”，这是以二氧化碳排放为代价的，与绿色能源概念相悖。此外，成本过高的弊端也是不少企业最终放弃布局的一大原因。作为制约行业发展的因素之一，氢能行业标准逐步确定，还是有望迎来进一步向上发展的拐点。

据介绍，电解水制氢(绿氢)有4种路径，中国在碱性电解槽技术上处于世界领先水平，这方面布局的企业众多，三桶油等国家队均下场。

国内30家电解水制氢公司竞争

“我国也具备实现大规模碱性电解水制氢的能力。”有研(广东)新材料技术研究院刘庆林博士对新京智库说。截至目前，我国已经有多家企业成功研发了大规模(≥1500Nm³/h)、低能耗(≤4.4kWh/Nm³)的碱性电解水制氢系统。

《2022中国电解水制氢产业蓝皮书》显示，我国目前有西安隆基氢能科技有限公司、中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司、考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司和阳光氢能科技有限公司等30家碱性电解水制氢设备供应公司，总产能11GW。

碱性电解水制氢是一项古老的技术。公开资料显示，1789年，荷兰科学家发现了电解水现象。1888年，俄国物理学家将碱性电解水过程成功运用到工业生产中。20世纪中叶，碱水电解已基本实现工业化。

制取“绿氢”有光催化、电催化和热催化裂解水制氢三种方式。其中效率最高、最环保的就是利用可再生能源发电耦合电解水制氢。目前市场上的电解水制氢技术可分为四类，即碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢、阴离子交换膜电解水制氢以及固体氧化物电解水制氢。其中，前两种技术已得到商业化，后两种技术还处于实验室研发阶段或示范阶段。

公开数据显示，2022年我国电解水制氢设备出货量为776MW(兆瓦)，而今年一季度即超过了2022年一年的出货水平，达835MW。多家机构预测，2023年我国电解水制氢设备出货量将超2GW，而全球将增加至5GW(IEA预测数据)。

海水直接电解制氢技术发展

“绿氢”是未来能源结构的核心。目前传统的电解水制氢高度依赖纯净水，预计2050年全球每年将在氢能生产上消耗62.1亿吨纯净水。在淡水资源匮乏的时代，制氢用水从何而来?

海水占地球总水量的97.5%，向大海要水制氢是未来理想、可持续发展的方向。然而，由于海水复杂成分引起的腐蚀性和毒化问题，海水制氢面临着诸多挑战。

当前，海水制氢最成熟的技术路线是通过反渗透设备进行淡化处理后再电解，并在荷兰、德国等国开展了规模化示范工程项目。但该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，进一步增加了制氢成本与工程建设难度。

自20世纪70年代科学家提出海水直接电解制氢的概念以来，国内外多家知名研究团队围绕催化剂工程、膜材料科学等进行了大量探索研究，旨在破解海水直接电解制氢面临的析氯副反应、钙镁沉淀、催化剂失活等难题。然而，迄今为止，未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢的影响，可规模化的高效稳定海水直接电解制氢原理与技术仍是世界空白。

根据中研普华研究院《2023-2028年中国电解水制氢行业市场前瞻与未来投资战略分析报告》显示：

随着我国风能、太阳能等可再生能源电力装机容量的快速增加，可再生能源电力价格也在持续下降。这也有利于电解水制氢的大规模投产——在电解水制氢成本影响因素中，电价是最大的影响因素。

不管是可再生能源电价还是电解水制氢设备都具备了价格在下降的条件。后者的产能已经远远超过了出货量，而前者在国家的能源规划中也是要进一步提高装机量和发电量。

据国际可再生能源署2019年的调研数据显示，自2010年以来，太阳能光伏发电、聚光太阳能热发电、陆上风电和海上风电的成本分别下降了82%、47%、39%和29%。成本的下降为可再生能源提供了新的发展契机，也为制绿氢的成本大幅下降创造了有利条件。

国家能源局的数据显示，2022年，我国可再生能源发电量是2.7万亿千瓦时，占全社会用电量的31.6%。而《“十四五”可再生能源发展规划》提出，2025年时，我国可再生能源年发电量要达到约3.3万亿千瓦时，可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%，风电和太阳能发电量实现翻番。2022年，我国风电、光伏发电量是1.19万亿千瓦时。

氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。目前以气态储氢为主，因为气态储氢的技术成熟，但缺点是单位体积储氢密度低、压力高、安全性较低。在航天工程中成功使用了的低温液态储氢，具有储氢密度高优势，但液氢装置一次性投资较大，液化过程中能耗较高，储存过程中有一定的蒸发损失等也影响了其大规模推广应用。

固态储氢虽然具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势，其体积储氢密度高于液氢，但该项储氢方式投资成本较高，而且目前尚处于示范应用阶段。

《2023-2028年中国电解水制氢行业市场前瞻与未来投资战略分析报告》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。