为降低能耗和初始投资、提高装备稳定性及产气量，行业正持续攻克大型电解水制氢设备技术、下探单位制氢成本，助推制氢设备提高能效和产品性能。单体电解槽大型化将成为行业发展趋势。
▲图为希倍优氢能制氢系统。希倍优氢能/供图
近日，隆基氢能、中国石油等企业相继发布电解水制氢设备，其中，隆基氢能发布的单体3000标准立方米/时电解槽是目前国内首台单体最大碱性电解槽。今年以来，上海电气、双良节能、天合元氢、苏氢氢能、宏泽科技、中电丰业纷纷发布2000标准立方米/时电解槽产品，华光环能也已具备2000标准立方米/时电解槽生产能力。业内人士认为，为降低能耗和初始投资、提高装备稳定性及产气量，行业正持续攻克大型电解水制氢设备技术、下探单位制氢成本，助推制氢设备提高能效和产品性能。单体电解槽大型化将成为行业发展趋势。
市场规模加速增长
近年来，我国电解水制氢产业快速发展，众多行业龙头企业都在积极布局电解水制氢板块。在国内市场，由于成本相对较低，技术较为成熟，碱性电解水制氢设备发展拥有广阔前景。
天风证券预计，到2025年，我国碱性电解槽市场规模有望达到153亿元；2030年，碱性电解槽市场空间有望达到192亿元，市场规模为2022年的11倍。国泰证券研究指出，截至今年上半年，我国电解槽总产能超过14吉瓦，其中碱性电解槽占比约94%。为实现绿氢加速放量，降本增效是当前技术迭代的重心，电解槽向着高单体制氢量、低能耗的方向快速发展。
中国产业发展促进会氢能分会副会长、秘书长张宇指出，当前，我国氢能产业正在迅速崛起，国内外绿氢需求的迅猛增长将推动相关应用发展，核心设备的研发和应用市场正向我国转移。同时，我国丰富的可再生能源也能支撑氢能应用向多领域拓展，以绿氢为基础的全球氢能产业价值链正在构成。
市场前景可观的背景下，近两年来，多家厂商发布大型电解槽设备，订单量开始增加。隆基绿能10月9日在投资者互动平台上表示，截至2022年末，公司控股子公司隆基氢能电解槽产能达到1.5吉瓦，2023年上半年电解槽出货17台。今年6月，阳光电源在业绩说明会上表示，公司电解槽产能达到1吉瓦，新厂房即将开建，投运后产能预计将达3吉瓦。
设备大型化成趋势
2021年，科技部发布的《“十四五”国家重点研发计划》氢能技术重点专项明确提出，开展额定产氢量超过3000标准立方米/时的高效大功率碱水电解槽关键技术开发与装备研制。
“在能源大发展趋势下，制氢装备大型化是必然趋势。”同济大学新能源汽车工程中心副主任张存满表示，预计到2060年，我国绿氢总需求量将达1.3亿吨，电解水制氢系统将以100兆瓦-1000兆瓦为主，制氢能力可达1万吨/年-10万吨/年。“碱性电解水制氢要围绕制氢装备的成本、效率、寿命等方面展开技术攻关。设备大型化能够带动降本增效，意味着在低能耗和高稳定性条件下，可以实现更大规模绿氢生产。”
政策激励和市场需求驱动下，我国绿氢未来供不应求的趋势显现，实现制氢设备大型化、低成本、低能耗成为产业发展重要共识。以我国西部地区光伏发电制氢项目为例，如果年产2万吨绿氢大约需要52台1000标准立方米/时电解槽，那么将其替换成26台2000标准立方米/时电解槽，以电价为0.2元/千瓦时计算，单位制氢成本可下降4.68%。
需要注意的是，大型化并非简单把设备材料和尺寸放大。张存满同时提醒，电解槽存在尺寸、重量、制造、成本等约束边界效应，与应用模式和需求密切相关。比如，在关键技术方面，要重视气液传质均衡设计与控制技术、大型电解槽结构设计技术、功率波动适应性关键技术等。
需持续技术创新
在业内人士看来，设备大型化是行业未来的重要趋势，在此背景下，整套系统效率、设备稳定可靠性、工艺材料投入等都是行业降本增效的关键，电解槽产品技术创新，是驱动行业发展的核心动力。
张存满表示，装备的大型化是能源行业必然趋势，但是，大到什么程度是有边界的。大型化本身是一个泛泛的概念和需求，其背后的重要支撑因素，无疑是技术创新。
吉电股份氢能业务总监、氢能产业中心主任王宪民表示，电解水制氢装备毫无疑问是氢能产业的核心产品，它的发展趋势就是装机规模化、单槽大型化、系统智能化。通过技术创新促进降本增效，是推动全国乃至全球氢能产业快速高质量发展的关键举措。
“随着未来绿氢在更多领域的应用，电解槽产品及相关技术都需要以新思维模式和理念持续迭代，无论是材料组件、流体结构，还是制造工艺等都需要全面提升。”在张存满看来，做电解槽产品研发，要立足现在面向新的应用和市场需求，将产品的技术创新、产品迭代和需求结合，有利于形成良性循环。
全国氢能技术标准化委员会主任马林聪进一步指出，不久前，国家发布了氢能产业标准化发展的规划纲要，对氢能产业发展给出了明确指引。“这些标准落地有一个过程。电解槽在实现系列化、规模化、大型化和产业化过程中，将反过来推动技术标准的完善。”
原标题：电解槽向“大型化”迈进
文 | 本报记者 仲蕊
End编辑 | 李泽民