降本增效：绿氢制取“焕新升级”

中车株洲所综合能源事业部氢能系统部的曾国栋向记者介绍的是电解水制氢的核心装备——电解槽。目前，主流电解槽主要有碱性电解槽、PEM也就是质子交换膜电解槽以及阴离子交换膜电解槽这三种。其中，碱性电解槽具有价格低、技术成熟、寿命长等优点，而且可以做得很大，进一步降低单位能耗，减少初始投资，降低制氢成本。曾国栋说，近年来，我国在碱性电解槽大型化方面成果显著，单槽最大制氢能力5年提升了10倍。

曾国栋表示：“2021年左右，碱性电解槽在行业里最大可能也就是200标方或者500标方。2022年-2023年，碱性电解槽的发展速度特别快，后来出现了1000标方、2000标方等。最近3000标方、4000标方、5000标方的碱性电解槽都已经出来了。”

碱性电解槽受自身性能限制，需要相对稳定的电源才能制氢。而有些新能源时大时小、时有时无，电解槽要持续经受这种波动性的考验，及时启停和调整负荷。PEM电解槽就能满足这样的要求，更好匹配波动电源。2024年，我国在质子交换膜电解水技术线路上实现了全链条自主研发，达到行业顶尖水平，并获得市场认可。

上海氢器时代科技有限公司市场部销售经理张优杰说：“质子交换膜电解槽的主要特点是其负荷响应速度非常快，能够达到秒级响，非常适合匹配现在风电和光伏的波动性。我们签订了现在中国最大的单槽400标方也就是两兆瓦的质子交换膜电解槽订单，项目正在制造和交付中。”

阴离子交换膜电解槽是当前电解水制氢的前沿技术之一。它响应速度比碱性电解槽高，成本又比PEM电解槽低，被认为是绿氢领域的“固态电池”。张优杰透露，这项技术将从实验室走向示范应用。

张优杰说：“它兼具了碱性电解槽和PEM电解槽的优点，可以不使用比较昂贵的膜和催化剂，采用比较平价、性价比更高的膜来进行电解水制氢。我们在进行前沿科技研发，可以达到每小时制氢100标方的示范，今年年底会到项目现场进行验证和示范。”

工信部最新数据显示，近年来，我国水电解制氢装备发展迅速，制造能力全球领先，电解槽产能接近全球的60%。在电解槽产能快速扩张的背景下，不少企业形成了制氢全流程系统集成能力，制氢装备“焕新升级”。这套集装箱式碱性电解水制氢设备集成了电解槽集装箱、纯水集装箱、分离纯化集装箱等设备，运输、安装、部署灵活，可以节省用地，缩短施工周期。

厚普股份副总裁邹建华介绍：“它是千方槽的整体装置，可以满足从电源到制氢到分离纯化的整体功能。它不是核心零部件，我认为它是一个完整的产品，实现了每小时千方的制氢能力。”

截至去年底，国内涉氢专利累计申请量攀升到10万件，跃居全球第一。在50多项关键氢能技术中，有6项达到领跑水平，3项从跟跑升至并跑，累计形成5个批次、27项氢能首台套技术装备。总体来看，我国氢能技术创新能力大幅跃升，关键技术水平取得显著突破。

中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学教授余卓平说：“更关键的是产业核心技术成本也进入了快速下降通道，碱性电解槽、质子交换膜电解槽的成本下降幅度分别超过30%和60%。”