电解槽是电解制氢的核心设备
电解槽是电解制氢的核心设备 氢能已成为未来能源发展的重要方向之一，被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主，生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为“绿氢”，被认为是氢气生产的最终方向，但目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢。通过分析碱性电解槽（AWE）和质子交换膜电解槽（PEM）两种主流电解技术的制氢成本，发现氢气成本主要由设备折旧和电力成本两部分组成。由此降本措施主要是降低这两部分的成本，包括降低电价以降低电力成本，增加电解槽工作时间生产更多氢气以摊薄折旧和其他固定成本，以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽尤其是PEM电解槽的设备成本等。 近年来，随着温室气体排放的加剧，全球气温持续变暖，气候问题日益突出。为应对这一挑战，全球主要国家于2016年签订了《巴黎气候协定》，形成了气候共识，并纷纷制定了二氧化碳减排计划，我国于2020年宣布了自己的“双碳目标”，即2030年碳达峰，2060年碳中和。为了实现这一政策目标，使用低碳清洁的可再生能源替代目前高碳的煤、石油等化石能源变得越来越紧迫。在此次能源变革中，氢能因为其清洁无污染、单位质量能量密度高、可存储、可再生、来源广泛等优势，成为各国竞相开发新能源的技术首选，甚至被称为21世纪的“终极能源”。氢气目前主要作为工业生产的基础原料，广泛应用于各种化工行业，包括炼油、合成氨、合成甲醇等。由于近年来燃料电池技术的逐步成熟和燃料电池汽车的商业化推广，氢气作为动力燃料的潜力日益受到各界重视，预计在2050年，其占到我国能源消费比例将达到10%，有望逐步取代传统汽柴油，彻底改变人类的动力能源，促成第三次能源革命。 目前氢气的生产主要来自于天然气制氢或者煤制氢，生产过程中会有二氧化碳产生，属于“灰氢”，而目前业界公认的发展方向是“绿氢”，即氢气生产过程中没有二氧化碳产生。当下绿氢主要的生产方式是电解水，通过电能提供能量，将水分子在电极上分解为氢气和氧气。电解水的主要生产设备是电解槽，按照电解质不同，可将电解槽分为3类，即碱性电解槽（AWE）、质子交换膜电解槽（PEM）、固体氧化物电解槽（SOEC）。 电解水是“绿氢”生产的主要途径，是氢能发展的必要技术，是实现“双碳”目标的重要支柱，而电解槽是电解制氢的核心设备。通过对目前市场上主流的碱性电解槽和PEM电解槽的制氢成本进行分析，得知目前电解制氢的成本仍然远高于化石能源制氢，没有经济优势，其成本主要由电解槽的设备折旧和电费两部分组成，合计达到90%以上。未来降本空间主要在于降低电价，增加电解槽的工作时间以摊薄折旧和其他固定成本，通过技术进步和规模化生产降低电解槽的投资成本（尤其对于PEM电解槽）等。 [...]
