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          百銳資訊

          電解水制氫技術發展現狀

          發布時間:2024-01-03

                                                              電解水制氫技術發展現狀

              近日,歐盟清潔能源技術觀察站發布《歐盟電解水和氫能技術發展、趨勢、價值鏈和市場現狀2023年度報告》(以下簡稱《報告》),分析電解水制氫技術定位現狀及發展趨勢、價值鏈以及全球市場。《報告》在歐盟委員會對氫能領域的研究基礎上,通過整合歐盟資助研究項目、貿易數據等信息,研究電解水制氫技術發展現狀及趨勢,旨在為歐洲氫能政策的制定提供依據和支持,推動歐盟在制氫技術方面的研究與創新,評估歐盟清潔能源部門的競爭力及其在全球能源市場中的定位。

          內容重點一:

          電解水制氫技術發展現狀、

          趨勢及成本影響因素

            在行業現狀與趨勢方面,《報告》指出,從2021年到2022年,全球電解槽裝機容量從近500兆瓦增至600-700兆瓦,預計到2023年底將達到近2吉瓦。中國是全球電解槽部署增長最快的地區,2022年電解槽裝機容量約200兆瓦,預計到2023年將進入吉瓦時代(1.1GW);美國2022年電解槽裝機容量約19兆瓦,預計到2023年底新增291兆瓦裝機產能。隨著已公布電解水制氫項目的逐步落地,全球電解槽部署將從2030年開始顯著增加。

          在制氫技術方面,《報告》提出,電解水制氫為最成熟、最有前景的非碳源可再生氫生產技術。電解水制氫技術主要包括堿性電解(ALK)、質子交換膜電解(PEM)、高溫固體氧化物電解(SOEC)、陰離子交換膜電解(AEM)和質子導電陶瓷電解(PCC)。ALK和PEM相較其他技術較為成熟,正逐步實現規?;瘧?,SOEC和AEM項目正逐步落地,PCC尚處于發展早期。

          2020年和2030年四種主要電解水技術的性能指標

          在成本方面,《報告》列舉了影響電解水生產可再生氫或者低碳氫成本的6大決定性因素,即電解槽設備投資(CAPEX),運營支出(OPEX),與電力電網相關的稅費,負載或利用系數,水費及運維成本等其他運營支出、項目資金成本。其中,影響電解水制氫平準化成本(LCOH)的兩個核心因素是電解槽設備投資成本(CAPEX)和電價。降低電解水成本的途徑包括增加運行小時數、降低電價、增加系統壽命、提高電解制氫系統的運行效率等。其中,IRENA估計,僅僅增加運行小時數、降低電價就有能力將氫的成本降低80%。

          氫氣生產成本與投資、電價和運行時間的關系函數

          內容重點二:

          歐盟電解水制氫在全球市場中的定位

           歐盟氫能需求量增長拉動供給。《報告》指出,2020年歐盟氫能需求量約870萬噸,到2030年,歐洲(歐盟、歐洲自由貿易聯盟和英國)可再生氫工業年需求量目標為540萬噸,滿足該目標需從2023年起,每年增加約60-75萬噸可再生氫的供應量。

          歐盟、歐洲自由貿易聯盟、英國地區工業計劃清潔氫消費總量圖

            歐盟氫能政策支撐電解水制氫部署。《報告》指出,為推動電解水制氫項目部署,歐洲相繼出臺一系列支持政策。包括歐洲綠色協議、氣候中性的歐洲氫能戰略等,REPowerEU 計劃和相關氫戰略指出了歐洲氫能目標,即到2024年、2030年電解槽裝機容量分別達到6吉瓦、40吉瓦;《溝通-加強歐洲2030年氣候雄心》所附文件(SWD/2020/176)更是預計到2050年,氫在歐洲總能源需求中的份額將從目前的不到2%增長到13%;2023年3月,歐盟委員會式發布歐洲氫能銀行計劃并于11月啟動首次可再生氫拍賣。據歐洲氫能組織估算,從2019年到2022年8月,歐盟、歐洲自由貿易聯盟(EFTA)和英國電力制氫的總裝機容量從85兆瓦增至162兆瓦。

          歐盟對氫氣生產的公共研發投資[百萬歐元]

          歐盟電解槽產能擴張提速。《報告》提出,2023年全球電解槽預計出貨量約為2022年三倍以上,全球總裝機約為2-3吉瓦(2022年為0.8吉瓦,2021年為0.5吉瓦),以堿性電解水制氫為主的中國仍將是全球最大的電解槽生產市場。為提升市場競爭力,歐盟通過“REPowerEU”等能源計劃,并設定了電解槽產能目標,而要完成這些目標,需要到2030年生產1000萬噸可再生氫,并安裝140吉瓦電解水制氫能力。

          地區風險投資總額[百萬歐元]全球電解水制氫發展仍然存在諸多挑戰。《報告》指出,全球電解水制氫市場雖在快速增長,但目前生產的可再生氫的數量仍然可以忽略不計;可再生氫國際貿易尚未實現;可再生氫全球統一的認證和標準化尚未取得進展;隨著天然氣價格的下降,可再生氫競爭力將有所下降;缺乏足夠的可再生電力供應;歐洲對電解水制氫關鍵原材料的依賴仍然存在。

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