制氢行业报告：质子交换膜行业（58页）

行业报告下载 2021年06月21日 08:27 管理员

伴随着产能增加，技术进步以及可再生能源电力成本的持续下降，可再生能源电解制氢（绿氢）的成本将不断下行，这也有助于可再生能源电解制氢技术的大面积推广。依据英国Hemado咨询公司数据统计，2020年全球电解水成本在4.2美元/千克，其中运行成本0.2美元/千克，前期电解装置系统投资成本1.8美元/千克，电力成本2.2美元/千克。  同时根据Hemado预测，未来电解水制备成本将不断下行。其中受益于近年可再生能源技术成熟和规模化发展，可再生电力成本预计在未来十年会显著下降；而伴随产能增加、技术进步,电解装置的转化效率和满载小时数将持续提升，这也促使单位氢气生产对应的电解装置成本将持续下降。在技术层面，电解水制氢技术可分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、固体氧化物电解水制氢(SOE)和阴离子交换膜电解水制氢（AEM）。

其中，碱性电解水技术最为成熟，其采用氢氧化钾水溶液作为电解质，以石棉为隔膜，分离水产生氢气和氧气。ALK由于是碱性条件，因此可以使用非贵金属电催化剂，因此电解槽造价成本较低；但是，ALK难以快速启动和变载，无法快速调节制氢速度，因此与可再生能源适配性较差。固体氧化物电解水制氢（SOE）采用固体氧化物为电解质材料，适合在高温环境下运作，能效更高，但处于初期示范阶段。而阴离子交换膜电解水制氢（AEM）以阴离子交换膜作为电解质隔膜，目前仍处于实验室阶段，其发展主要取决于相关材料技术的突破情况。从技术角度看，PEM电解水技术具有独特优势，许多新建项目开始转向选择PEM电解技术，近年开始获得较多的市场份额。首先，相较碱性电解水技术，PEM电解采用纯水电解，无污染、无腐蚀；其次，质子交换膜拥有更高的质子传导性，电解槽工作电流可大大提高，从而提升电解效率；同时PEM电解水技术能够提供更宽的负载范围和更短的响应启动时间，与水电、风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性，最适合未来能源结构的发展。

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