碱性电解水制氢装备技术谋变革

碳达峰碳中和目标下，氢能产业加速发展，绿氢在降碳中发挥的作用备受关注，电解水制氢的规模不断扩大。电解槽作为重要的绿氢制取设备，它的发展影响着绿氢规模化进程。

6月1日，国家发改委、国家能源局等9部门联合印发了《“十四五”可再生能源发展规划》，提出推动可再生能源规模化制氢利用，开展规模化可再生能源制氢示范。在可再生能源发电成本低、 氢能储输用产业发展条件较好的地区，推进可再生能源发电制氢产业化发展，打造规模化的绿氢生产基地。

政策激励下，我国绿氢产业发展不断提速，带动电解水制氢产业市场需求大幅提升。高工产研氢电研究所（GGII）调研预计，2022年我国电解水制氢设备市场需求有望达到730兆瓦，同比2021年接近翻倍。在此背景下，如何大规模、低成本制取绿氢尤为关键。这也对制氢设备的性能、效率和可靠性提出更高要求。

目前，电解水制氢技术主要有碱性电解水、质子交换膜(PEM)电解水和固体氧化物电解水三类。其中，碱性电解水制氢是现阶段我国发展最成熟的电解制氢技术，在成本、寿命、精确性和可靠性方面都具有明显的优势。

根据《中国氢能源及燃料电池产业发展报告（2020）》和《可再生氢100行动倡议》研究，到2030年，我国可再生能源制氢装机规模有望达到100吉瓦，2060年可再生能源制氢规模将突破1亿吨。其中，碱性电解水制氢系统已进入商业化运营阶段，是实现可再生能源大规模制氢的重要方式。

据彭博新能源财经统计，2021年，全球电解槽出货量超过458兆瓦，其中碱性电解槽出货量占比将近70%，约317兆瓦左右。预计2022年，全球电解槽出货量大概会超过2吉瓦，碱性电解槽占比提升至75%左右。

当前，受“双碳”目标推动，各行业降碳行动加快。除了交通运输，氢气需求量庞大的工业领域同样开始重视绿氢发展，这意味着绿氢已经成为传统能源企业转型的重要方向。《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》提出，鼓励石化化工企业因地制宜、合理有序开发利用绿氢，推进炼化、煤化工与绿电、绿氢等产业耦合示范。

大规模光伏、风电的建设将是未来绿氢大规模应用的有力支撑，也是倒逼化工等传统高耗能、高排碳行业进行产业升级的有力举措。但与此同时，新能源发电波动性特点也对制氢设备性能、稳定性、可靠性等提出了更高要求。随着电解水制氢部署规模不断扩大，为适应未来绿氢大规模制取需求，我国制氢设备需要在成本、能耗、产氢效率等技术方面持续提升。

对此，天合元氢研发新一代碱性电解水制氢电解槽，在产品制氢效率、性能及智能化方面均有突破。12月19日，天合元氢将在常州举行首台套电解槽下线仪式，此次下线的碱性电解水制氢电解槽在单体产氢量、能耗、综合成本、可再生能源波动的适应性等方面优势显著。其高密度低能耗的特性，可实现多维能源融合，更契合绿电的发展需求，同时更大区间的功率波动制氢能力以及智能化管理，可以实现大规模的分布式利用，尤其在大规模光伏、风电转换成氢能储备的运用中占有优势。