2024年全球及中國制氫電解槽行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：綠氫項目建設火熱，制氫電解槽市場開發(fā)潛力巨大 [圖]

內(nèi)容概要：截至2024年1月，國內(nèi)公開在建及規(guī)劃電解水制氫示范項目制氫裝機總規(guī)模超過41GW，從電力來源來看，98%為可再生能源制氫項目，綠氫項目投建呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。在綠氫項目建設大潮的驅動下，電解水制氫設備需求猛增。2023年，我國制氫電解槽出貨量達1.2GW，同比增速約50%，增幅較大。

關鍵詞：制氫電解槽、堿性電解槽、PEM電解槽、制氫電解槽發(fā)展趨勢

一、制氫電解槽行業(yè)概述

制氫電解槽是一種利用電解的方法來制造氫氣的設備，通常由一個電解槽和一些電極組成,電極由一種催化劑覆蓋,以幫助促進水的分解。在電解槽中,水被分解成氫和氧氣,這些氣體通常會分別在電解槽的不同端口中被收集。電解槽是電解水制氫的核心設備，也是電解反應發(fā)生的主要場所。電解槽往往由若干個電解小室組成，每個電解小室又由電極、隔膜和電解質構成。根據(jù)水電解制氫技術進行分類，制氫電解槽也可以分為堿性電解槽、質子交換膜電解槽、高溫固體氧化物電解槽、固體聚合物陰離子交換膜電解槽四類。目前，堿性電解槽已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，質子交換膜電解槽也進入商業(yè)化初期，而高溫固體氧化物電解槽和固體聚合物陰離子交換膜電解槽仍處于研發(fā)示范階段。

堿性電解槽是目前技術最為成熟的制氫電解槽，已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛的商業(yè)化使用，但由于堿性電解槽的電解質隔膜以石棉布為主，存在一定的環(huán)保風險。近年來，隨著技術的不斷突破，質子交換膜電解槽也進入了商業(yè)化初期。質子交換膜電解槽不僅安全無污染，而且能很好地適應波動電源。隨著風電、光伏等新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)擴張，質子交換電解槽的應用市場廣闊。另外，隨著技術的不斷成熟，質子交換膜電解槽的成本也將逐漸下滑，推動其市場應用范圍不斷擴張。

二、制氫電解槽產(chǎn)業(yè)鏈分析

制氫電解槽產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括雙極板、氣體擴散層、催化劑、隔膜等原材料。雙極板是一種電子器件,用于傳導電流、分配反應氣體，并帶走生成的水。雙極板是電解槽中重復度最高的組件，在制氫電解槽增效降本的需求下，輕量化和使用便宜的替代材料是其發(fā)展趨勢。電極是電化學反應的基礎,具有電轉化能力，而催化電極則是電化學反應的促進劑,具有加速反應速率和提高反應效率的功能。目前，鉑等貴金屬催化劑是質子交換膜電解槽擴產(chǎn)的主要瓶頸。氣體擴散層位于催化電極和雙極板之間，其首要作用是為氫氧反應氣體提供到達催化電極的路徑，并為生成水提供排泄路徑。氣體擴散層還能使催化電極和雙極板實現(xiàn)電氣連接，并幫助散掉一部分熱量。在制氫電解槽中，隔膜主要起到分離氣體的作用，其性能對制備氫氣的純度和電解槽的能耗都產(chǎn)生較大影響。

電解系統(tǒng)主要由電解槽和輔助系統(tǒng)（BOP）組成。電解槽是電解反應制氫的核心裝置，輔助系統(tǒng)則用于原材料的處理、系統(tǒng)循環(huán)和氫氣產(chǎn)物的干燥純化等，主要包括電源供應系統(tǒng)、氫氣干燥純化系統(tǒng)、去離子水系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等部分。電解制氫系統(tǒng)生產(chǎn)出氫氣后，主要應用在加氫站、儲氫罐、氫燃料電池等領域。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2024年中國制氫電解槽行業(yè)現(xiàn)狀分析及未來發(fā)展趨勢預測報告》

三、中國制氫電解槽發(fā)展現(xiàn)狀

氫能憑借其清潔環(huán)保、熱值高的優(yōu)勢不斷得到重視，各國相處出臺相關政策，規(guī)劃氫能戰(zhàn)略發(fā)展路線，國內(nèi)外氫能市場持續(xù)火熱。截至2024年1月，國內(nèi)公開在建及規(guī)劃電解水制氫示范項目制氫裝機總規(guī)模超過41GW，從電力來源來看，98%為可再生能源制氫項目，綠氫項目投建呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。在綠氫項目建設大潮的驅動下，電解水制氫設備需求猛增。2023年，我國制氫電解槽出貨量達1.2GW，同比增速約50%，增幅較大。其中，派瑞氫能出貨量排名第一，隆基氫能躋身第二，華電重工、航天思卓首次進入前五。TOP5廠商市占率合計為54%，同比2022年大幅下降25%，隨著眾多新玩家實現(xiàn)設備交付，市場集中度大幅降低。

目前，我國綠氫產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，在電解水制氫技術發(fā)展和綠氫項目經(jīng)濟性方面提升空間較大，行業(yè)發(fā)展前景被普遍看好。隨著綠氫項目不斷落地，2024年國內(nèi)電解槽出貨量有望增長至2GW以上。

四、全球制氫電解槽重點企業(yè)分析

Plug Power是全球氫能行業(yè)頭部企業(yè)，業(yè)務規(guī)模和營收持續(xù)增長。目前，Plug Power已經(jīng)發(fā)展成為電解槽訂單高企。2023年一季度，Plug Power生產(chǎn)122MW的1MW電解槽堆疊平臺，創(chuàng)下PEM電解槽行業(yè)的單季度歷史新高。同年7月，Plug Power獲得歐洲綠氫項目的100MW PEM電解槽訂單，預計2024年交付并安裝；10月，Plug Power先后成為Arcadia eFuels 280MW PEM電解槽系統(tǒng)和Fortescue 550MW PEM電解槽系統(tǒng)的供應商。

雖然與NEL相比，Plug Power入局電解槽業(yè)務較晚，但其作為氫能領域的頭部企業(yè)，在全球市場具備較強的品牌知名度；同時，Plug Power產(chǎn)業(yè)鏈布局完整，也大大增強了電解槽業(yè)務競爭力。2020年至2023年，Plug Power電解槽業(yè)務營收迅速增長，尤其2023年增勢迅猛。2023年，Plug Power的電解槽業(yè)務營業(yè)收入為8261.1萬美元，同比增速達到190%。

Plug Power正在擴展電解槽生產(chǎn)規(guī)模，在紐約羅徹斯特建設了大型先進工廠 gigafactory用于生產(chǎn)電解槽電堆。隨著全球電解槽需求快速放量，Plug Power的訂單量或將繼續(xù)增長，電解槽營收增勢也將持續(xù)。

五、制氫電解槽行業(yè)發(fā)展趨勢

近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，綠氫產(chǎn)能和需求也在進一步提高，推動相關設備需求加速釋放的同時，也對設備的容量規(guī)模提出了更高的要求。制氫電解槽作為電解水制氫的核心設備，大型化、集成化以及低能耗是其重要發(fā)展方向。制氫電解槽生產(chǎn)企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入力度和研發(fā)步伐，堿性電解水制氫設備新品陸續(xù)推出，制氫規(guī)模呈現(xiàn)出明顯的大標方趨勢。同時，在“雙碳”戰(zhàn)略、可再生能源發(fā)電技術提升、發(fā)電成本下降等多重利好因素的影響下，我國可再生能源發(fā)電裝機規(guī)模持續(xù)上漲，裝機規(guī)模已穩(wěn)居世界首位。隨著可再生能源電力接入制氫系統(tǒng)，PEM電解槽的優(yōu)勢不斷凸顯。與堿性電解槽相比，PEM電解槽能夠更好的適配風電光伏這類波動性電源。因此，PEM電解槽需求加速釋放。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《2024年中國制氫電解槽行業(yè)現(xiàn)狀分析及未來發(fā)展趨勢預測報告》。智研咨詢是中國領先產(chǎn)業(yè)咨詢機構，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。