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市场上大热的制氢电解槽类型
发布时间：2024-07-20
目前市场上大热的制氢电解槽主要有以下几种类型：
- 碱性电解槽（Alkaline Electrolyzer，ALK）：是目前电解水规模化制氢的常用方式。技术成熟，商业化程度高，无贵金属催化剂，成本较低。但存在制氢效率低下、制取过程中有污染且耗电量大的问题，其产出的氢气含有水汽、碱液，需要进行脱碱、脱水处理，能耗较高且会污染环境；碱性电解质还会与空气中的二氧化碳发生反应，生成不溶碳酸盐堵塞隔膜孔。此外，碱水电解槽难以快速启停及调节制氢速度，难以与间歇性特点强的光伏发电、风力发电等产业适配。现阶段，我国已经具备自主生产碱水电解槽的能力，最大产氢量可达到 1200nm³/h。我国碱水电解槽行业中的代表性企业主要有苏州竞立制氢设备有限公司、天津市大陆制氢设备有限公司等。
- 质子交换膜电解槽（Proton Exchange Membrane Electrolyzer，PEM）：目前处于商业化初期，相比碱性电解槽制氢效率更高，耗电量相对较低，且能利用风光发电进行氢能制取。但由于其制作过程中使用大量贵金属，且单槽产氢规模依然较低，降低成本、扩大生产规模是未来发展趋势。其核心部件目前仍依赖进口。
- 阴离子交换膜电解槽（Anion Exchange Membrane Electrolyzer，AEM）：发展优势在于结合了碱性电解槽造价较低和质子交换膜电解槽效率较高的优点，能够以较低成本高效制取氢气。但具有高离子电导率和强耐碱特性并存的阴离子交换膜研发难度较大，目前依然处于实验室环节。
- 固体氧化物电解槽（Solid Oxide Electrolyzer Cell，SOEC）：目前处于走出实验室放大的阶段，在 800℃以上高温环境下制氢效率高于其他三种技术路径。但由于造价成本远高于碱性电解槽和质子交换膜电解槽，且固体氧化物电解槽与固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）化学反应过程可逆，未来氢储能有望成为其应用方向。现阶段国内企业固体氧化物电解槽制氢功率以千瓦级为主，集中在 2-25kw。由于固体氧化物燃料电池 / 固体氧化物电解槽的可逆性极强，固体氧化物电解槽厂商主要由固体氧化物燃料电池厂商转型而来。有预测称 2030 年后固体氧化物电解槽有望迎来行业发展期。
从产业成熟度来看，ALK>PEM>SOEC>AEM。我国电解槽生产相关公司目前主要集中在电解槽整槽生产环节，且以 ALK 和 PEM 电解槽为主。未来，ALK 电解槽制氢规模有望提升，单槽价格有望进一步下行；PEM 电解槽的国产替代化以及贵金属含量有望进一步下降，迎来行业规模效应；AEM 电解槽和 SOEC 电解槽也有望在未来 3-8 年内迎来行业发展期。
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