1.7GW电解槽招标，PEM电解槽如何突围

2023年以来，国内绿氢项目激增，采用PEM电解槽的绿氢项目建设速度加快。近两年来，已有多个兆瓦级PME制氢项目相继投产，据数据统计，23年全年电解槽设备公开招标需求超1695MW，其中PEM电解槽招标需求76.02MW。
但国内PEM电解槽发展与国外先进水平仍存在一定差距。国内PEM电解槽制氢设备多为200Nm³/h，而国外PEM电解槽单槽最大可达500Nm³/h。
总结23年PEM电解槽绿氢项目，可以发现目前大多数绿氢项目多采用200Nm³/h的PEM电解槽。
去年3月，大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目采购50台200Nm³/hPEM制氢设备。
12月，中能建公布2023年制氢设备集中采购中标候选人，其中有25台200Nm³/h PEM制氢设备中标。
12月26日，阳光氢能为大冶市矿区绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目提供5套1000 Nm³/h碱性电解制氢设备和2套200Nm³/h PEM电解制氢设备。
当然也有采用超200Nm³/h的氢能项目，如去年7月的中能建松原氢能产业园，预计采用4台500Nm³/hPEM电解槽。
此外，也有超200Nm³/h的PEM新品电解槽正在研发。
去年8月16日，重塑能源发布250 Nm³/h兆瓦级PEM纯水电解槽，该电解槽基于重塑能源自主研发的CCM膜电极技术和生产工艺开发，产氢效率为80%。
东方锅炉在8月25日举行新品发布会，发布单槽规模超300 Nm³/h的PEM电解槽。该款电解槽及系统通过突破高均匀性电解槽结构及高耐压长寿命密封设计难题。
10月，国氢科技400 Nm³/h电解槽（单槽2MW）顺利下线，标志着我国大型PEM制氢装备研发能力再上新台阶。
从200Nm³/h到250 Nm³/h、300 Nm³/h甚至400 Nm³/h，国内电解槽正不断进步。
PEM电解槽困境
PEM电解槽的发展，面临两方面的问题，一是关键核心技术难题，二是经济性问题，而这两方面问题是相互联系的，无论哪个问题最后都会回归PEM电解槽成本过高的问题。虽然国内企业已具备生产250 Nm³/h、300 Nm³/h甚至400 Nm³/hPEM电解槽的能力，但产业链仍存在国产化程度不足的问题，且关键部材进口依赖度较高，进而导致PEM电解水制氢成本相对较高。据数据测算，2023年国内碱性电解槽成本约为1200元/KW，PEM电解槽成本约为5000元/KW。其中双极板、催化剂、质子交换膜、气体扩散层等关键部件是成本大头。
而另一方面，国内PEM电解槽应用比例也较低，国内可再生能源电解水制氢项目仍以碱性电解水制氢为主。
PEM电解槽如何突围
成本方面，国产化是实现PEM电解槽成本突围的一把“利刃”，虽然大多数材料依赖进口供应，但国内也已经有部分燃料电池质子交换膜、催化剂企业正在拓展布局PEM制氢部材。
去年4月，康明斯恩泽在南海丹灶投产的PEM制氢设备制造基地，而据相关人员表示，首批国产化HyLYZER®电解水制氢设备系列产品计划于2023年底前交付，未来产品交付周期有望突破6个月，PEM装备零部件可实现100%国产化，可大幅度降低产品制造成本。
4月15日，嘉庚创新实验室发布了PEM制氢装备新品，最大设备功率1.44MW，在额定功率下电流密度2.5A/cm2、直流电耗4.3kWh/Nm3，1A/cm2工况下直流电耗3.87kWh/Nm3，具有高安全性、低成本等特点，处于行业领先水平，并且设备材料国产化率超过90%。
应用方面，有专家认为，基于氢气在化工、冶金、交通、储能等领域的应用，在全球用氢总量加上绿氢渗透率、PEM电解水制氢未来占比后可以认为，PEM电解水制氢市场在未来十年一定会有百倍增长的空间。
这些项目都带来令人惊喜的成果，表明近年来国产PEM电解槽取得了长足进步，产业链条正逐步搭建中。在商用方面，PEM电解槽已有示范性项目，2023年吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目成为国内最大的PEM电解水制氢项目，规模达50MW，另外，国内最大的PEM制氢设备制造基地在丹灶投产。
另一方面，2023年多家企业争相布局，一些专注于氢燃料电池业务的公司开始快速拓展到PEM电解水制氢领域，并推出了大标方PEM电解槽产品，也推进了PEM电解槽产业的发展。
国内电解槽的发展离不开关键零部件的突破，未来，随着国产化的提升、工艺的优化，供应链的成熟以及市场应用规模的扩大，PEM电解槽降本的速度也会加快，逐步实现规模化应用。