我國科學家制備全3D打印電解槽 實現廉價高效電解水制氫 2023電解水制氫行業(yè)市場發(fā)展預測

• 李波 2023年3月15日 來源：中研普華集團、央視財經、中研網 206 5
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據上證報報道，近日，西北工業(yè)大學黃維院士團隊官操教授課題研發(fā)出一款全3D打印的電解槽，它基于一種高精度的三維鎳金屬結構。

據報道，近日，西北工業(yè)大學黃維院士團隊官操教授課題研發(fā)出一款全3D打印的電解槽，它基于一種高精度的三維鎳金屬結構。

在太陽能電池板的驅動下，這塊電解槽能夠進行穩(wěn)定高效的水分解，可以讓1.63V的電壓值驅動500mAcm-2的電流密度，并能穩(wěn)定運行1000小時以上，期間也不會出現明顯的性能衰退。

該裝置具備較好的高活性和高耐用性，能為可再生能源的規(guī)?；投ㄖ苹a提供一種可行的方法。其潛在應用主要包括以下兩個方向：用于電解水制氫和電池儲能。

上證報指出，碳中和成為全球范圍重要議題，氫能源具有來源多樣、清潔低碳、靈活高效、應用場景豐富等特性，將逐步替代石油、煤炭等化石燃料，成為全球能源重要載體。

目前，氫能在全球能源占比僅0.1%，根據全球主要能源研究機構預測，2050年氫能占比將達到12-22%，空間廣闊。全球主要經濟體均針對氫能制定了國家層面的發(fā)展戰(zhàn)略。

我國則明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，將其提升至國家能源戰(zhàn)略高度。目前全球電解水制氫占比僅0.15%左右，展望未來，綠氫有望受益于氫能占能源比重提升、綠氫占氫能比重提升雙重邏輯，迎來高速增長，電解水設備將率先受益。

數據顯示，2023年1-2月我國電解槽釋放需求預計超730MW，約為去年同期2.8倍。機構預計2025年全球電解水設備市場規(guī)模將達167億元，2022-2025年CAGR達106%，2050年全球電解水設備累計市場規(guī)模將近1.5萬億。

公司方面包括：昇輝科技：是國內領軍電解槽企業(yè)，旗下公司廣東盛氫制氫設備有限公司1000標方堿性電解水制氫成套設備在佛山成功下線。雙良節(jié)能：子公司江蘇雙良新能源首套綠電智能制氫系統(tǒng)(最大產氫量1100Nm3/h)去年9月下線。

電解水制氫技術主要有三種：堿性水電解(AE)、質子交換膜水電解(PEM)和固體氧化物水電解(SOE)，但是SOE電解水技術仍處于實驗室研發(fā)階段。

目前，氫氣的制取主要有三種主流的技術路線：以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源重整制氫(灰氫)，以焦爐煤氣、 氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產物提純制氫(藍氫);以電解水制氫為代表的可再生能源制氫(綠氫)。

2022年3月23日，由國家發(fā)展改革委、國家能源局聯合發(fā)布《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，為中國氫能發(fā)展注入活力。規(guī)劃要求2025年中國可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年;2030年中國需形成完備的氫能產業(yè)技術創(chuàng)新體系及清潔能源制氫和供應體系;

2035年中國需形成氬能產業(yè)體系，構建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領域的氬能應用生態(tài)。該規(guī)劃將逐步推動中國氬氣下游市場對于綠氫的需求，從而促進可再生能源電解水制氫設備行業(yè)的發(fā)展。

2023年中國電解水制氫行業(yè)市場發(fā)展前景預測

目前，越來越多的央企國企、上市公司、氫能公司、社會資本、國外公司瞄準電解水制氫設備市場展開深入布局。一場看不見硝煙的戰(zhàn)爭正在電解水制氫設備領域打響。

電解水制氫是未來重要發(fā)展方向。電解水制氫具有制取過程無污染物和溫室氣體排放、氫氣純度高等優(yōu)勢。從制取成本看，化石能源制氫約10元/kg，工業(yè)副產氫約21元/kg，電解水制氫約30元/kg。

電解水制氫行業(yè)具有巨大的可持續(xù)性優(yōu)勢。在我國“碳中和，碳達峰”的大背景下，氫能的商業(yè)化利用逐漸成為市場關注的熱點。電解水制氫行業(yè)成本的關鍵在于耗能問題。一方面通過開發(fā)PEM及SOEC技術可降低電解過程中的能耗，另一方面依靠光伏和風電的發(fā)展低成本制氫。

預計，5-10年內，電解水制氫成本將降至20元/kg以內，驅動力來自兩塊，“光伏、風電等可再生能源發(fā)電成本的大幅下降”和“電解槽設備成本隨著技術進步和規(guī)?；瘜⒃?030年前下降60%-80% ，電解水制氫系統(tǒng)的耗電量和運維成本降低?！睒I(yè)內人士指出，目前來看，堿性電解槽的成本較低，經濟性較好，市場份額較PEM電解槽高一些。

隨著燃料電池技術的不斷成熟，PEM電解槽的成本和市場份額將逐漸提高，與堿性電解槽接近持平，并根據各自與可再生能源電力系統(tǒng)的適配性應用在光伏、風電領域。

據中研產業(yè)研究院《2022-2027年中國電解水制氫行業(yè)市場競爭格局分析及發(fā)展前景預測報告》分析：

電解水技術與光解水、熱化學制氫的不同特點：電解水技術成熟、設備簡單、無污染，所得氫氣純度高、雜質含量少，適用于各種場合，缺點是耗能大、制氫成本高;光解水技術目前難點是催化劑研制;

熱化學循環(huán)制氫系統(tǒng)更復雜，但制氫效率較高，結合可再生能源，利用效率更高。在堿性電解水技術和設備制造方面，我國技術水平與國外相近，并擁有完全自主知識產權的設備制造、工藝集成能力。在PEM制氫技術方面，國內尚處于研發(fā)走向工業(yè)化的前期階段。

根據中國氫能聯盟的預計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3,500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6,000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產業(yè)鏈年產值約12萬億元。

其中，交通運輸領域用氫2,458萬噸，約占該領域用能比例19%，相當于減少8,357萬噸原油或1,000億立方米天然氣;工業(yè)領域用氫3,370萬噸，建筑及其他領域用氫110萬噸，相當于減少1.7億噸標準煤。

數據顯示，2050年中國氫氣需求中性情況下將達到近6000萬噸，主要增量來自于交通運輸的燃料電池車。

到2030年中國的氫氣需求量將達到3500萬噸/年，電解水制氫行業(yè)產能缺口約1000萬噸/年;到2050年中國的氫氣需求量將達到6000萬噸/年，其中交通運輸方面的氫氣需求量將達到2458萬噸/年，產能缺口約2500萬噸/年。

電解水制氫是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應方式，因此在“雙碳”背景下，電解水制氫項目成為市場關注的熱點話題。2022年3月國家發(fā)展改革委、國家能源局聯合發(fā)布《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》建設以工業(yè)副產氬和可再生能源制氫為主的氬能供應體系，權力發(fā)展風光互補耦合發(fā)電制氬系統(tǒng)為中國實現“雙碳”目標做貢獻。

想要了解更多電解水制氫行業(yè)詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2022-2027年中國電解水制氫行業(yè)市場競爭格局分析及發(fā)展前景預測報告》。

報告對我國電解水制氫行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現狀、子行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了國內外電解水制氫行業(yè)的發(fā)展現狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。

報告還綜合了電解水制氫行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。報告對于電解水制氫產品生產企業(yè)、經銷商、行業(yè)管理部門以及擬進入該行業(yè)的投資者具有重要的參考價值，對于研究我國電解水制氫行業(yè)發(fā)展規(guī)律、提高企業(yè)的運營效率、促進企業(yè)的發(fā)展壯大有學術和實踐的雙重意義。

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