電解水制氫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

    近日，歐盟清潔能源技術(shù)觀察站發(fā)布《歐盟電解水和氫能技術(shù)發(fā)展、趨勢、價值鏈和市場現(xiàn)狀2023年度報告》（以下簡稱《報告》），分析電解水制氫技術(shù)定位現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、價值鏈以及全球市場。《報告》在歐盟委員會對氫能領(lǐng)域的研究基礎上，通過整合歐盟資助研究項目、貿(mào)易數(shù)據(jù)等信息，研究電解水制氫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，旨在為歐洲氫能政策的制定提供依據(jù)和支持，推動歐盟在制氫技術(shù)方面的研究與創(chuàng)新，評估歐盟清潔能源部門的競爭力及其在全球能源市場中的定位。

內(nèi)容重點一：

電解水制氫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、

趨勢及成本影響因素

  在行業(yè)現(xiàn)狀與趨勢方面，《報告》指出，從2021年到2022年，全球電解槽裝機容量從近500兆瓦增至600-700兆瓦，預計到2023年底將達到近2吉瓦。中國是全球電解槽部署增長最快的地區(qū)，2022年電解槽裝機容量約200兆瓦，預計到2023年將進入吉瓦時代（1.1GW)；美國2022年電解槽裝機容量約19兆瓦，預計到2023年底新增291兆瓦裝機產(chǎn)能。隨著已公布電解水制氫項目的逐步落地，全球電解槽部署將從2030年開始顯著增加。

在制氫技術(shù)方面，《報告》提出，電解水制氫為最成熟、最有前景的非碳源可再生氫生產(chǎn)技術(shù)。電解水制氫技術(shù)主要包括堿性電解（ALK）、質(zhì)子交換膜電解（PEM）、高溫固體氧化物電解（SOEC）、陰離子交換膜電解（AEM）和質(zhì)子導電陶瓷電解（PCC）。ALK和PEM相較其他技術(shù)較為成熟，正逐步實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫琒OEC和AEM項目正逐步落地，PCC尚處于發(fā)展早期。

2020年和2030年四種主要電解水技術(shù)的性能指標

在成本方面，《報告》列舉了影響電解水生產(chǎn)可再生氫或者低碳氫成本的6大決定性因素，即電解槽設備投資(CAPEX)，運營支出(OPEX)，與電力電網(wǎng)相關(guān)的稅費，負載或利用系數(shù)，水費及運維成本等其他運營支出、項目資金成本。其中，影響電解水制氫平準化成本(LCOH)的兩個核心因素是電解槽設備投資成本(CAPEX)和電價。降低電解水成本的途徑包括增加運行小時數(shù)、降低電價、增加系統(tǒng)壽命、提高電解制氫系統(tǒng)的運行效率等。其中，IRENA估計，僅僅增加運行小時數(shù)、降低電價就有能力將氫的成本降低80%。

｜氫氣生產(chǎn)成本與投資、電價和運行時間的關(guān)系函數(shù)

內(nèi)容重點二：

歐盟電解水制氫在全球市場中的定位

 歐盟氫能需求量增長拉動供給。《報告》指出，2020年歐盟氫能需求量約870萬噸，到2030年，歐洲(歐盟、歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟和英國)可再生氫工業(yè)年需求量目標為540萬噸，滿足該目標需從2023年起，每年增加約60-75萬噸可再生氫的供應量。

｜歐盟、歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟、英國地區(qū)工業(yè)計劃清潔氫消費總量圖

  歐盟氫能政策支撐電解水制氫部署。《報告》指出，為推動電解水制氫項目部署，歐洲相繼出臺一系列支持政策。包括歐洲綠色協(xié)議、氣候中性的歐洲氫能戰(zhàn)略等，REPowerEU 計劃和相關(guān)氫戰(zhàn)略指出了歐洲氫能目標，即到2024年、2030年電解槽裝機容量分別達到6吉瓦、40吉瓦；《溝通-加強歐洲2030年氣候雄心》所附文件（SWD/2020/176）更是預計到2050年，氫在歐洲總能源需求中的份額將從目前的不到2%增長到13%；2023年3月，歐盟委員會式發(fā)布歐洲氫能銀行計劃并于11月啟動首次可再生氫拍賣。據(jù)歐洲氫能組織估算，從2019年到2022年8月，歐盟、歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟（EFTA）和英國電力制氫的總裝機容量從85兆瓦增至162兆瓦。

｜歐盟對氫氣生產(chǎn)的公共研發(fā)投資[百萬歐元]

歐盟電解槽產(chǎn)能擴張?zhí)崴佟?/span>《報告》提出，2023年全球電解槽預計出貨量約為2022年三倍以上，全球總裝機約為2-3吉瓦（2022年為0.8吉瓦，2021年為0.5吉瓦)，以堿性電解水制氫為主的中國仍將是全球最大的電解槽生產(chǎn)市場。為提升市場競爭力，歐盟通過“REPowerEU”等能源計劃，并設定了電解槽產(chǎn)能目標，而要完成這些目標，需要到2030年生產(chǎn)1000萬噸可再生氫，并安裝140吉瓦電解水制氫能力。

｜地區(qū)風險投資總額[百萬歐元]全球電解水制氫發(fā)展仍然存在諸多挑戰(zhàn)。《報告》指出，全球電解水制氫市場雖在快速增長，但目前生產(chǎn)的可再生氫的數(shù)量仍然可以忽略不計；可再生氫國際貿(mào)易尚未實現(xiàn)；可再生氫全球統(tǒng)一的認證和標準化尚未取得進展；隨著天然氣價格的下降，可再生氫競爭力將有所下降；缺乏足夠的可再生電力供應；歐洲對電解水制氫關(guān)鍵原材料的依賴仍然存在。