解讀PEM 電解水制氫技術和成本降低空間

1.常說的PEM 電解水制氫到底是什么？

質子交換膜(PEM)電解水制氫主要由2 個電極和電解質組成，是純水發生電化學反應分解產生氧氣和氫氣的過程。電解水的能源則利用太陽能、風能和水力發電等零碳能源，制氫過程無污染排放，是最清潔環保的“綠氫”。

相比其他電解水技術，PEM 能在高電流密度下工作，體積小、效率高，生成的氫氣純度可高達99.999%，被認為是目前最有發展前景的水電解技術。這一技術目前在國內尚沒有大規模商業化，但在歐洲已經有許多兆瓦級的應用。

2.為什么說PEM 電解水制氫是當前新能源發展的大勢所趨？

PEM 的技術結合綠氫的跨界特性在電源、電網等部分可解決可再生能源消納的問題，成為能源轉型戰略的一體化的解決方案。

我國風光水裝機量是世界第一，成本不斷下降，在某些地區風電的成本與當地燃煤標桿價持平，未來的發展空間巨大。但我國可再生能源也存在地域性分布差異，在東北、西北、西南地區可再生能源制氫潛力較大，但消納能力有限，需遠距離外送至東部用電密集地區，遠超目前電網容量。且可再生能源具有隨機性、季節性的特點，發電側和用電側需求不匹配，更是加大了調峰難度，造成了輸電成本高和消納困難，導致棄風棄水棄光嚴重。

氫能的優勢在于“跨界”——它是一種能源，也是能源的載體，所以應用場景豐富。通過PEM 電解水技術制造綠氫，并與燃料電池結合起來，可安裝在電源側、電網側、用電側，實現多種能源之間的轉換，根據不同地理和市場環境，靈活實現可再生能源的外送和消納。這就是為什么綠氫被認為是能源轉型的一體化解決方案，能夠真正打破可再生能源發展的瓶頸。

3．怎么看待綠氫制造成本較高的問題？

設備成本和用電成本是綠氫價格偏高的主要因素。從未來趨勢看，可再生能源成本不斷下降，加上政府的政策支持，以及氫能產業鏈企業的不斷探索，綠氫商業模式會趨于成熟，規模化將為水電解制氫帶來大幅設備成本下降空間。國際主要能源機構的研究普遍預測，綠氫將于2030 年左右實現經濟性、達到與化石能源制氫成本持平。

此外，PEM 水電解技術優勢也影響制氫成本，包括耗電量、運維等。由于綠氫項目趨向于大規模、長周期，在測算時，不能只看設備投入，更重要的是項目生命周期的制氫成本。PEM 制氫技術占地面積小、制氫能耗低、靈活性高，與波動性和隨機性較大的風電和光伏具有良好的匹配性，因此在很多場景下都更具應用優勢和降本潛力。