国内碱性电解槽发展历程梳理

摘要：根据光伏发电系统的并网情况，制氢方式分为并网制氢和离网制氢。并网制氢是指将风光机组产生的电能并入电网，再从中取电用于制氢，适用于大规模弃光消纳和储能场景。而离网制氢则是将光伏发电系统产生的电能直接供应给电解水制氢设备，常用于分布式制氢场景。

水解电制氢-制氢过程

根据光伏发电系统的并网情况，制氢方式分为并网制氢和离网制氢。并网制氢是指将风光机组产生的电能并入电网，再从中取电用于制氢，适用于大规模弃光消纳和储能场景。而离网制氢则是将光伏发电系统产生的电能直接供应给电解水制氢设备，常用于分布式制氢场景。

在整个制造环节，核心的设备载体就是电解槽，电解槽的性能直接决定制氢系统的整体效率，同时对能耗控制和安全性具有重要影响。

国内电解槽发展历程重大历史事件

国内电解槽发展历程重大历史事件盘点

中国氢能设备持续展现全球先进性与领先性，广泛运用于火电、半导体、有色金属、玻璃等高端工业领域。后续国内氢能的飞速发展，得益于国内市场需求与应用推动设备研发，为技术制造提供实践机会，进而促进技术制造的持续进步。

四大电解水制氢技术

四大电解水制氢技术原理图数据来源：中国节能协会氢能专业委员会

目前电解水制氢技术主流形式有四种，分别为碱性水电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、高温固体氧化物电解（SOEC）以及固体聚合物阴离子交换膜电解（AEM）。

碱性电解技术是目前电解水领域中最成熟的技术。其制氢的基本原理是：在电流的作用下，水通过电化学反应被分解为氢气和氧气，随后氢气和氧气分别在电解池的阴极和阳极析出。

四大电解水制氢技术特性

碱性电解槽作为最早实现工业化的水电解技术，凭借数十年的应用经验，已显得尤为成熟；PEM电解水技术近年来在产业化道路上迅猛发展；SOEC水电解技术目前仍处于初步示范阶段；而AEM水电解的研究尚处于起步阶段。

四大电解水制氢技术对比

四大电解水制氢技术对比

对四种电解水制氢技术（碱性电解、PEM电解、AEM电解和SOEC电解）进行全方位的比较分析，涵盖其应用领域、最佳适用场景、发电兼容性、各自优势与劣势等方面。

碱性水电解制氢占主流地位

2023年绿氢招标项目技术路线占比数据来源：公开资料，制造业排名数据库整理

现阶段大多企业聚焦于碱性电解槽。2023年中国电解槽招标总产能超过 1.5GW，其中碱性电解槽占比约92%，PEM 电解槽约4%。单家厂商碱性电解槽产能大部分在0.5-1.5GW之间，行业格局较为分散。当前ALK电解是我国可再生能源制氢市场上的主流技术。

PEM电解水技术在电流密度、能量转化效率、氢气纯度和出口压力，以及对于波动性电源的响应速度方面更有优势，正逐渐成为制氢发展和应用的重要方向。

碱性电解槽发展路线

碱性电解槽发展路线数据来源：公开资料，制造业排名数据库整理

中国在碱性电解槽领域一直保持着领先地位，通过深入研究和创新，不断提升电解槽核心材料隔膜和电极技术的性能，为电解水制氢技术的发展奠定坚实基础。

碱性电解槽竞争格局

碱性电解槽技术传播路线数据来源：公开资料，制造业排名数据库整理

中国的电解水设备厂商主要分为传统生产厂商如中船718所、苏州考克利尔竞立、天津大陆制氢、北京中电丰业、凯豪达等等，和跨界布局的隆基绿能、阳光电源等企业。碱性电解槽技术源于718所，经多年发展，前期中船 718 所、苏州竞立、天津大陆“老三家”企业瓜分市场，现国内电解槽企业多源自这三大企业，形成强大产业链。

2021年至今，碱性电解水制氢设备的指标进化可以用“疯狂”来形容，市场完成了从1000Nm3/h向3000Nm3/h单体电解槽的升级。从2021年到2024年，碱性电解水设备的发展可以用“新品萌动”、“潮涌而至”、“风起云涌”、“向上创新”四个阶段形容。每个阶段的市场和产品均具有各自的特点。

1、2021年“新品萌动”

市场被炒热，新、老企业相继筹划新型碱性电解水制氢设备开发。2021年1月和3月，希倍优和阳光氢能相继发布50标方碱性水电解制氢系统、50标方PEM电解水制氢系统，为接下来市场上潮涌般的新品发布，打下了基础。

2021年尽管国内发布了四款1000标方的碱性电解槽，但是整体市场尚处于“萌动期”。

2、2022“潮涌而至”

2022年，全国相继有100个已建、在建和规划中的可再生能源电解水制氢项目。随着水电解制氢市场项目不断释放，国内的碱性电解槽新品如潮涌般“暴增”。2022年全年国内相继发布了18款碱性电解槽产品，其中部分产品单槽产氢量向2000Nm3/h发展。

2022年国内碱性电解槽性能主要集中在产氢量的提升，部分企业开始着重关注碱性电解槽的负载范围，如天合元氢的“天擎”系列电解槽负载范围在25%-120%；中船派瑞2000Nm³/h制氢系统具备10%~120%的动态调节能力。明阳智能的新品碱性电解水系统具备10%-110%宽频调谐制氢能力。

3、2023“风起云涌”

2023年国内有25家企业发布碱性电解水制氢设备27款，其中包含产业内的老企业，也包含新进企业，如宏泽科技、华熵夏庚、华光环能、航天工程、山东汉德、华秦新能源、龙蟠科技、中能建京电设备、中车风电、华易氢元、三一氢能等企业。

2023年发布的碱性电解水制氢装备中，电解槽单槽产氢量最高可达3000Nm³/h。同时我们也可以看到，2023年从电解槽的形状、工作压力、工作温度、、电流密度、组成形式等方向均有所创新。在电解槽形状上，宏泽科技、三一氢能等开发了方形电解槽；在工作压力上，宏泽开发了方形常压电解槽、三一氢能开发了方形带压电解槽。在电解槽工作温度上，华易氢元开发了高温碱性电解槽；在电流密度上，2023年最高电流密度可达10000A/m2以上；在组成形式上，爱德曼开发了100Nm³/h标准模块化电解槽并联而成的电解槽模块。

碱性电解槽市场一时间风起云涌，竞争激烈。