国家技术转移东部中心：电解水制氢的关键技术及价格平准化分析（13页）.pdf

1、产业信息追踪电解水制氢的关键技术及价格平准化分析目录目录电解水制氢的关键技术电解水制氢的关键技术国际电解水制氢技术发展趋势P1我国电解水制氢技术路线P4电解水制氢价格平准化分析电解水制氢价格平准化分析电解水制氢成本分析P6低碳清洁氢气平准化价格研究P8产业动态产业动态六部门联合发文推动绿氢规模化应用 技术降本是关键P9欧洲电解水制氢规模不断扩大P10新型氢气电解装置生产效率破纪录 成本亦大幅下降P111电解水制氢的关键技术电解水制氢的关键技术电解水制氢技术主要有碱性水电解（Alkaline Electrolyzer，AE）制氢技术、质子交换膜水电解（Proton Exchange Membra

2、ne Electrolyzer，PEME）制氢技术和固体氧化物水电解（Solid Oxide Electrolyzer，SOE）制氢技术。与 AE 与 PEME 技术相比，SOE 的技术成熟度较低，尚处于实验室研发阶段，还未实现商业化。一、国际电解水制氢技术发展趋势一、国际电解水制氢技术发展趋势目前，美国、欧洲和日韩均将电解水制氢技术视为未来的主流发展方向，聚焦 AE 制氢技术规模化和 PEME 制氢技术产业化，重点围绕“电解效率”、“耐久性”和“设备成本”三个关键降本性能指标推进整体技术研发，电解水制氢成本结构与关键技术分析如图 1 所示。图 1电解水制氢成本结构与关键技术分析美国在 201

3、1 年制定了电解水制氢技术路线图，如图 2 所示，以 2.3 美元/kg 制氢成本为目标，设定了系统电解效率75%，电解槽电解效率77%，系统投资成本 0.5 美元/kg 的发展目标。在技术路线上，以 PEME 技术攻关为主，AE 和 SOE 等多种电解水技术并行发展。在技术开发上，PEME 制氢技术具体侧重质子交换膜、贵金属催化剂等关键核心材料研究，以获得更高的电解效率与寿命，同时开展低担载量纳米贵金属催化剂、非贵金属催化剂等的研究开发；AE 制氢技术重点推进高温碱性电解水装置的开发，推进高效率研究。2图 2美国电解水制氢技术关键指标目标欧洲在 2013 年制定了电解水制氢技术路线，同样以

4、PEME 技术为主、多种电解技术协同发展，技术关键指标目标如图 3 所示。PEME 技术方面，欧洲一方面通过催化剂和电解质膜等关键基础材料的研究与开发，提高电解效率，聚焦 MW 级系统设计，降低设备投资成本；另一方面则建立 PEME 技术的性能评价与劣化评价体系，科学开展技术的系统经济效能评价。AE 制氢方面，欧洲进行了高温与高压兼容性碱性电解水装置的开发，并通过优化外围设备和操作条件，进一步提高制氢效率。图 3欧盟电解水制氢技术关键指标目标日本在 2014 至 2018 年通过氢气利用等先驱研发项目和氢社会构建技术研发项目，着力推动碱性电解水装置开发。2019 年，日本通过对标美国与欧洲电解

5、水技术开发路线，制定了 AE与 PEME 水电解技术 10 年技术攻关目标，注重电堆反应机理和耐久性评价方法与标准化研究，并根据可再生能源发电量预测、电力供需调整、氢气需求等各种信息，进行系统层级优化，提高电流密度、效率和耐久性，相关技术关键指标目标如图 4 和图 5 所示。3图 4日本碱性电解水制氢技术关键指标目标图 5日本质子交换膜电解水制氢技术关键指标目标总的来说，各国均对 AE、PEME 制氢技术同时进行技术开发。其中，AE 方面，近期以优化提升制氢效率与装置规模放大为主要目标进行技术攻关。PEME 方面，欧美国家持续开展技术攻关，将其视为下一代主流电解水制氢技术，通过催化剂、隔膜、集

6、电器、膜组件等核心材料和组件的研究及应用，提高设备的电解效率和使用寿命，降低设备成本等。同时，欧洲开展了电解水制氢装备性能评价与劣化评价的研究，在电解水制氢技术发展中具有重要意义。日本在吸收美国与欧洲电解水制氢技术路线的基础上，着力聚焦 AE 与 PEME 的技术开发，制定了最全面的技术目标。4二、我国电解水制氢技术路线二、我国电解水制氢技术路线我国在电解水技术领域呈现出以 AE 制氢为主、PEME 制氢技术为辅的工业应用状态。其中我国 AE 制氢设备量全球占有率排名第一，随着可再生能源电解水制氢有望成为未来主流制氢方式，碱性电解水制氢技术逐步向大容量（单体设备产氢量1000m/h）方向发展。