登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
7000亿电解水制氢市场
中国当下主流的制氢方式仍然是煤制氢,但在双碳目标的驱动下,与可再生能源相结合的电解水制氢技术将是制备绿色氢能的主要方式,也必将占据未来绝大部分的氢能源制备市场。
目前来看,因为成本问题,电解水制氢与其他制氢路线相比竞争优势较小,但随着技术发展及电解水制氢规模增加,电解水制氢设备成本降价空间较大。
根据国际能源研究中心数据,2050年电解水制氢市场份额有望从现阶段的不到1%提高至70%,电解系统市场规模预计可以超过7000亿。
在此背景下,包括宝丰能源、隆基股份、阳光能源等在内的上市公司纷纷着手布局电解水制氢业务。
主流的电解水制氢技术路线包括碱性电解水制氢(ALE)、质子交换膜电解水制氢(SPE)及固态氧化物电解水制氢(SOEC)三种。其中,碱水制氢技术发展已经超过百年,是目前发展最为成熟、商业化程度最高的电解水制氢方式。
碱水制氢技术特点
碱水制氢电解槽制造过程中不使用贵金属资源,成本低,同时还具有工作寿命长的优势,这使得碱水电解制氢成为现阶段电解水制氢市场最主要的技术路线。
碱水电解制氢技术发展最为成熟、是商业化程度最高的电解水制氢方式,其电极制造不使用贵金属资源,成本低,是电解水市场的重要组成部分。
经过近30年的积累,中国企业在压力型碱水电解装备制造领域逐步取得了国际领先的地位。
相关企业的碱水制氢业务有业绩,电解槽产品有长期运行的经验,部分企业电解槽已有10年以上的运行经历,产品稳定性良好。比较有代表性的碱水制氢企业包括老三家——718所、苏州竞力、天津大陆,以及新势力——隆基氢能,阳光氢能等。
表1不同电解水制氢路线特点(来源:The future of Hydrogen, Report by IEA for G20 Japan, 2019)
碱水制氢电解装置主要由强碱性电解液、多孔的阴极/阳极、隔膜部件组成。
其中,水分子在阴极被分解为阳离子和氢氧根离子,氢离子在阴极得电子生成氢气(4e-+2H2O→H2+2OH-),而氢氧根离子在电场作用下穿过隔膜材料,到达阳极,并在此失去电子生成水分子和氧气(4OH-→O2++2H2O+4e-)。电解出的气体会带有碱液,因此,对产出的气体要进行脱碱雾处理。
图1 碱水制氢装置图(来源:能源情报)
传统观点中碱水制氢的局限性——
一直以来,公众认知中碱水制氢的局限性主要有以下几点:
(1)碱性电解槽能源转化效率较低,一般在60%左右;
(2)碱性电解槽响应速度较慢,制氢速度难以灵活调节,难以与具有快速波动性的可再生能源配合。
(3)碱性电解液,以KOH为例,与空气中CO2反应会形成不溶于水的碳酸盐,进一步堵塞多孔催化层,降低电解槽性能。
碱水制氢新技术
新材料
电解槽性能的提升、成本的降低,离不开对材料的新开发、新研究。
其中,天津大陆与有关单位共同开发的新型高效电极在4000 A/m2的电流密度下电极电压为1.80 V,电流密度可进一步提高到5000-6000A/m2;所研发新型隔膜也已工作十多年,与现行隔膜相比,该隔膜的面电阻更低,阻气性能更好,小室电压可降低0.03-0.05V,氧中氢的纯度可提升0.1-0.2%。
除此之外,相关企业在电解槽其他核心部件的新材料也取得了较大进展。
以新型电极材料开发成果为例,某企业自主研发的新型电极材料可以达到5000 A/m2的电流密度值,电极电压为1.84 V,较常规镍网电极2.08 V的电压降低13%。此自研电极材料直流单位能耗为4.4 kWh/Nm3氢气,为电解槽更高的性能提供了技术基础。
天津大陆在电解槽垫片开发上也取得了新进展,其电解槽垫片采用经过多年验证的高强度的塑料合金,抗蠕变性好,安全稳定性好,线胀系数接近钢的线胀系数,抗压强度比普通垫片材料高一倍以上,耐压强度高最高可达5.0 MPa,比国内其他厂家的碱性电解水设备出口压力1.6 MPa更高,可有效降低增压系统带来的电耗,对于制氢设备直接耦合化工领域更具优势。
同类型公司在绝缘垫片开发上也取得了积极成果。据了解,某代表性企业的电解槽所配备的垫片具有回弹性好、抗压性强的特点,技术可靠,已在更严苛场景验证多年,适合电解槽在反复开停机条件下使用,寿命更长久。
新制造
制造方式的优化是实现电解槽降成本的另一重要方式。过去由于应用领域有限,市场规模不大,碱水制氢电解槽生产制造方式以单件小批量供应的订单制造为主。
随着电解水市场的扩大,水电解新势力在生产方式上进行创新,如极框的带材下料冷辊焊接工艺,极框和极板的自动焊接工艺等极大的提高了产品质量和制造效率。
据了解,相关企业已实现电解槽极板的半自动化加工生产,流程涉及极框辊圆、坡口焊接、焊缝检测、消应力热处理、焊接、检漏、加工、清理毛刺等工序,在提高产品质量的同时,大大提高了制造效率、降低了成本。
新系统、新结构
在目前应用最为广泛的1000 Nm3/h电解槽上,各公司对电解槽结构进行了新开发,代表性的有——
(1)电极连接方式上由“1正2负”向“1正1负”发展,具有成本低,连接简单的优势;
(2)极板设计上,由传统乳突极板向平极板/不锈钢网/焊接镍网复合极板发展,对于保证气液流动顺畅,减少气阻具有积极影响;
(3)由原来的“1对1”(1台电解槽对应1套气液分离设备)向“2对1”(2台电解槽对应1套气液分离设备)、“4对1”发展,可极大降低碱水制氢的系统成本。
碱水制氢性能提升
更高的电堆效率
在之前的碱水制氢市场中,市场规模小,技术迭代缓慢,针对于其隔膜、催化剂、电极等部件优化程度较低,造成产气效率较低的问题。但通过近期对代表性企业碱水制氢电解槽产品的调研可以发现,目前的电堆能效普遍可以达到80%的水平,较之前提升较高。
表2代表性企业碱性电解槽产品参数对比图(来源:水木易德氢能产业新技术研究报告)
更快的响应速度
根据天津大陆设备公司的实验数据,其碱水制氢电解槽在外加负荷产生变化时,系统可以实现秒级的响应速度,且对电解槽温度、液位、压力等参数影响较小。
区别于之前的传统认知,碱水电解对电源的适应能力,是可以适配大部分的可再生能源的电源需求的。
图2 大陆制氢碱性制氢系统动态响应(来源:水木易德氢能产业新技术研究报告)
更好的稳定性
依托碱水制氢较长的发展时间,其良好的稳定性得到了长期的运行验证。天津大陆公司于2018年实现1000标方的电解水制氢设备生产运行,现已进行了3年多的工程技术验证,为国内运行时间最长1000标方设备。
同时,同类型企业也依托对承压型电解水制氢技术积累深厚,高度注重新技术安全验证环节,近40年生产的1000余台套电解槽无一起安全重大事故,技术安全稳定性好。
结语
电解水市场发展必要性较高,潜在市场规模大,各上市公司纷纷开展业务布局。
碱水制氢作为目前发展最为成熟的电解水制氢路线,相较其他电解水制氢技术路线具有成本低,运行可靠,寿命长的优势,在电解水制氢市场具有不可替代的地位。
传统观点认为,碱水制氢能源转化效率低,电解槽响应性差,与可再生能源适配性低,阻碍其在新能源领域的发展。
在此背景下,各碱水制氢企业,借助新材料、新制造、新系统、新结构实现对碱水制氢电解槽的进一步性能优化、成本优化,实现了碱水制氢电解槽80%左右的电解槽能效、更快的响应速度、更高的稳定性,对降低碱水制氢能耗、提高与其与可再生能源适配性、及进一步降低成本具有重要意义。
未来的规模化集中式电解水制氢市场必将是以碱水制氢为主,PEM纯水制氢与碱水制氢共同发展、相辅相成的格局。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,3月31日,陕西省工业和信息化厅公布2025年陕西省第一批工业领域碳达峰试点优秀案例,陕西华秦新能源科技有限责任公司的碱性水电解制氢技术入选。原文如下:关于公布2025年陕西省第一批工业领域碳达峰试点优秀案例的通知陕工信发〔2025〕70号各设区市工业和信息化局,杨凌示范区工业
北极星氢能网获悉,近期,中集安瑞科旗下荆门宏图特种飞行器制造有限公司(简称“荆门宏图”)与东华工程科技有限公司(以下简称“东华工程”)达成合作,共同参与深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目制氢工程。中集安瑞科拟向该项目提供14台氢气球罐、1台氮气球罐及4台液氨球罐,整体金额近5000万
北极星氢能网获悉,2025年3月31日下午,中国旭阳集团2024年度业绩发布会在北京集团总部举行。据介绍,在国家氢能政策驱动和行业创新引领下,旭阳集团依托氢源及全产业链布局综合优势,稳步建立“制-储-运-加-研-用”氢能生态,在氢能项目建设和场景应用等方面取得了显著进展。2024年氢气销量共计2010万
北极星氢能网获悉,4月1日,中国政府采购网发布中国科学院大连化学物理研究所10兆瓦级碱性电解槽采购项目公开招标公告,预算金额490万元。提交投标文件截止时间为2025年04月25日,该项目项目不接受联合体投标。主要性能验收指标满足:可实现电流密度≥8000A/m下稳定运行;采用一正两负结构,额定制氢量
北极星氢能网获悉,3月31日,四川省甘孜州经济和信息化局发布关于公开征求《甘孜州氢能全产业链发展实施方案(2025-2028年)(征求意见稿)》意见建议的公告。总体目标指出,到2028年,全州氢能产业规模持续扩大,创新能力显著提高,氢能全产业链技术取得较大进展,氢能与可再生能源源高效耦合发展,产
北极星氢能网获悉,东北首个氢能产业园区——大连金普新区氢能产业园正式开园并投产。开园当日,大检集团氢能检测中心二期等8个项目集中签约,涵盖绿氢示范应用、氢能装备研发制造、检验检测等多个领域,实现了氢能产业延链、固链、强链发展,将有力带动大连氢能产业向“新”发力、逐“质”而行。在国
2025年一季度,又一批氢能项目传来消息,据北极星氢能网不完全统计,这一季度获批、签约、开工、投产的氢能项目共计28个,其中获批和签约的氢能项目分别占据10个,迎来一批热潮。此外,这一季度项目涉及到中国能建、中广核等多家企业。详情如下:获批1月,中能建敖汉旗及元宝山区风光制氢氨一体化项目
3月26日,第十五届中国国际清洁能源博览会正在北京举行,国家电投集团氢能科技发展有限公司(简称“国氢科技”)先进制氢BG区域市场总监张伟佳在博览会现场接受新华网采访时表示,随着政策支持持续加码、技术加速突破,氢能产业正从培育期向规模化发展新阶段迈进,预计“十五五”期间将迎来爆发式增长
北极星氢能网获悉,4月1日,内蒙古自治区人民政府网站发布扎鲁特旗2025年国民经济和社会发展的主要任务,任务指出,2025年做强现代工业经济,启动实施绿色铝基新材料、吉电股份的氢氨一体化以及36万吨绿色甲醇、晋储能投风光制氢一体化、华电国际50万吨氢氨融合甲醇等重点项目。打造现代能源产业,统筹
北极星氢能网获悉,3月26日,在第四届中国国际氢能及燃料电池产业展览会上,中车株洲所发布新一代4000标方碱性电解槽,以创新技术引领电解槽大标方时代。据中车株洲所技术人员介绍,新一代4000标方碱性电解槽是为适配大规模新能源制氢项目开发,额定产氢量可达4000Nm/h,额定电流密度≥6000A/m,直流电
北极星氢能网获悉,近日,中船集团第七一八研究所旗下中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司电解槽助力纳米比亚HyIronOshivela工厂产出非洲南部首批绿氢。中船派瑞氢能公司作为中国电解槽行业领军企业,凭借自主研发的高效水电解制氢技术,助力纳米比亚打造绿色工业新标杆。此次生产使用中船派瑞氢能公司提
4月1日,陕西省首条氢能源公交线路正式开通!首批10辆氢能源公交车在蒲城县2路、副2路公交线路上“上岗”。氢能源公交线路的开通,依托在蒲城建成的关中区域首座1000kg标准加氢示范站,这也是省市氢能“制储输用”全产业链空间布局的其中一环。此次投运的氢能源公交车搭载国内领先的燃料电池发动机系统
北极星氢能网获悉,日前,新疆哈密市、河南濮阳市、山西吕梁市分别发文宣布正式加入燃料电池汽车示范城市群,而在近日,又有两地官宣——河南济源市、辽宁大连市陆续发文宣布也正式加入燃料电池汽车示范城市群,截止目前,已有5个地方官宣,分别为濮阳市、哈密市、吕梁市、济源市、大连市。哈密市2025
北极星氢能网获悉,近日,财政部办公厅、工信部办公厅、科技部办公厅、发展改革委办公厅、国家能源局综合司联合印发《关于批复有关城市群燃料电池汽车示范应用调整实施方案的通知》,正式批准济源加入郑州燃料电池汽车示范应用城市群。根据目标,济源将引导和推动金马能源等企业新购置150辆燃料电池汽
北极星氢能网获悉,3月30日,首批“马鞍山造”醇氢新能源客车正式下线。据悉,首批下线的吉利星际客车共12台,具有节能环保、智能安全等诸多优势,可满足客户旅游通勤、定制公交等多样化运营需求。
北极星氢能网获悉,近日,由财政部、国家发展改革委、工信部、科技部、国家能源局等五部委批准,大连市于2025年3月12日正式加入国家燃料电池汽车示范城市群。据悉,大连市自2020年启动“氢能综合利用示范工程”建设以来,全市氢能协会会员企业64家,2024年产值达120亿元,同比增长近10%。高新园区氢能
北极星氢能网获悉,3月31日,陕西省工业和信息化厅公布2025年陕西省第一批工业领域碳达峰试点优秀案例,陕西华秦新能源科技有限责任公司的碱性水电解制氢技术入选。原文如下:关于公布2025年陕西省第一批工业领域碳达峰试点优秀案例的通知陕工信发〔2025〕70号各设区市工业和信息化局,杨凌示范区工业
北极星氢能网获悉,4月2日,云南能投曲靖高新区花山氢能综合能源站示范项目在曲靖市沾益区顺利举行开工仪式,标志着项目正式开始建设。该项目由电投公司所属配售电公司与云能资本共同组建的节能公司投资建设,总投资达2800万元,位于云南省曲靖市沾益区花山镇,是云南省首个具备1000kg/天加氢能力与108
北极星氢能网获悉,近期,海德利森重磅发布超大流量多级氢气压缩机,填补市场空白。该产品凭借3公斤/分钟的加氢速度及智能化控制技术,为氢能产业规模化、高效化发展注入强劲动力。海德利森超大流量多级氢气压缩机采用二/三级压缩结构,通过均衡压比分配,降低级间和压缩机出口排气温度,延长活塞密封
北极星氢能网获悉,有投资者在投资者互动平台提问江苏神通,公司董秘接受媒体采访时候说今年氢能源比去年收入增加一倍,明年比今年增加3倍可有此事?公司的黑灯工厂对于效益提升有何作用?江苏神通4月1日在投资者互动平台表示:随着氢能产业技术迭代与政策深化,绿氢产业将成为我国实现减碳战略目标的
北极星氢能网获悉,近日,羚牛新能源科技(上海)有限公司(以下简称“羚牛氢能”)与北京海德利森科技有限公司(以下简称“海德利森”)在京正式签署战略合作协议。双方将在加氢站建设、氢气销售、物流场景应用、氢能车辆检测等业务展开全方位合作,共同推进氢能技术创新与零碳产业生态建设,为全球能
北极星氢能网获悉,4月2日,中国招标投标公共服务平台发布华旺(青岛)能源科技有限公司氢能单车采购项目中标结果公示,常州市优移车业科技有限公司800万元中标该项目。相关链接:850万!青岛采购1000辆氢能单车!公告正文如下:
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!