氫能作為實現“碳中和”戰略的重要組成部分,其成本組成和成本降低途徑一直是科研人員的研究重點。
中國氫能產業協會數據顯示,今年上半年國內氫氣產量同比去年增加了25%,其中利用新能源制氫的比例,同比提高了30%。
光伏見聞表示,相比于化石能源制氫,當制氫成本降至20元/kg以下時,電解制氫才具有一定的競爭優勢,此時可再生能源電價需降低至0.3元/kWh以下。
據IRENA與Hydrogen Council預測,到2050年可再生能源制氫成本將降至1美元/kg(6.5元/kg)。

制氫成本將成為產業發展關鍵
光伏見聞分析稱,目前主要有三個因素正在推動綠氫成本的加速下降。
一是可再生能源平準化度電成本正在下降。電費成本是制氫成本構成的主要部分,占比達到60-70%。由于全球范圍內可再生能源的大規模應用,可再生能源的成本將持續降低。
到2030年,光伏發電成本預計將下降25%至0.1元/kWh,陸上風電成本下降50%至0.2元/kWh,海上風電成本有望下降33%。
二是電解槽成本正在加速下降。預計到2030年,電解槽成本將顯著下降約下降至200-250美元/千瓦。
由于電解槽供應鏈規模的加速發展,對比去年成本的預測大幅降低了30-50%,近期多家電解槽制造商已宣布產能擴大計劃,總計將新增超過3GW的電解槽生產產能。
比如隆基股份總裁兼隆基氫能董事長李振國表示,預計到今年年底,隆基氫能將形成500MW電解水制氫裝備產能,未來5年內產能將達到5-10GW。
三是技術進步帶來成本下降。當前電解水制氫效率約為55kWh/kg氫氣(即生產1立方氫需要約4.5度電);隨著制氫項目更大規模化、更優秀的制造工藝、以及更好的質量品控,輔以在其他環節技術和材料的優化。
未來電解槽的效率有望降低至40kWh/kg氫氣(即生產1立方氫需要約3.7度電),同時由于材料及催化劑的優化,設備折舊、其他原材料成本也有望降低50%以上,從而推動綠氫生產成本持續下降。
隆基發力降低氫能源成本
電解水制氫成本一般包括設備成本、能源成本(電力)、其他運營費用和原料費用(水)。其中,能源成本即電力成本占比最大,一般為40%~60%(AWE/PEM),甚至可達80%,該部分主要由能源轉化效率(即電解制氫效率)因素驅動,設備成本占比次之。
據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》預測,到2050年,氫能在中國能源體系中的占比約為10%,可再生能源電解水制氫將成為有效供氫主體。
而電解水制氫規模的提升,使電解槽等設備需求增加。彭博新能源財經的一份報告稱,中國電解槽市場規模今年將翻一番,并在2022年達到至少1.8吉瓦。
電解槽采用高電流密度設計,單臺電解槽的氫氣制備能力達1000Nm³/h及以上水平,提高了大規模制氫工廠的集約性。分布式IO控制系統不僅集成度高、節約材料,還可實現系統全自動無人值守高效運行。
根據相關測算,預計中國2060年部署電解制氫裝機容量約500GW。中國在未來不僅是產氫大國,更是用氫大國。預計到2060年,中國的氫需求量由目前3000多萬t提升至約1.3億t,提升300%以上。
隆基股份自2018年起開始對氫能產業鏈進行戰略研究。今年5月,隆基股份與無錫高新區簽署新型氫能裝備項目。10月16日,隆基首臺堿性水電解槽下線。
據悉,該項目一期注冊資本1億元,投資總額3億元。李振國表示:
預計到今年年底,隆基氫能將形成500MW電解水制氫裝備產能,到明年年底將達到1.5GW氫能裝備的年產量,未來5年內產能將達到5-10GW。項目達產后3年內將達到年銷售額10-15億元。