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運行電流密度高、能耗低、產(chǎn)氫壓力高，易于與可再生能源消納相結(jié)合PEM電解水制氫設(shè)備正迎來快速增長期。

今年以來，國內(nèi)PEM電解水制氫示范項目開始明顯增多，部分PEM電解水設(shè)備企業(yè)的出貨量也有了明顯的增長。此外，PEM電解槽在核心材料的國產(chǎn)化方面也有了顯著的突破。

項目推進加快，企業(yè)競爭激烈

目前國內(nèi)各地的光伏、水電、風(fēng)電等可再生能源制備綠氫的項目正在快速增加當(dāng)中，這將在一定程度上拉動上游PEM電解水制氫設(shè)備的出貨規(guī)模。

7月8日，國家電網(wǎng)浙江臺州大陳島氫能綜合利用示范工程投運。這也是全國首個海島“綠氫”綜合能源示范工程，為我國可再生能源制氫儲能、氫能多元耦合與高效利用提供了可復(fù)制可推廣的示范樣板。

該工程利用海島豐富的風(fēng)電，通過PEM電解水制氫，構(gòu)建了‘制氫-儲氫-燃料電池’熱電聯(lián)供系統(tǒng)。項目投運后，預(yù)計每年可消納島上富余風(fēng)電36.5萬千瓦時，產(chǎn)出氫氣73000標(biāo)方。

“今年上半年，公司PEM電解水設(shè)備在可再生能源制氫領(lǐng)域的應(yīng)用進展較快，預(yù)計氫能領(lǐng)域應(yīng)用的銷售額占總體收入的20%以上，同比去年翻了一倍多。”賽克塞斯氫能工程部總監(jiān)侯立軍告訴高工氫電，公司今年參與了多個可再生能源制氫項目的競標(biāo)，并且在大型PEM電解水制氫項目方面有了突破。

作為老牌PEM制氫設(shè)備企業(yè)，賽克賽斯氫能2021年成功開發(fā)出國內(nèi)首臺套MW級PEM制氫設(shè)備，同時也是國內(nèi)中小型PEM電解槽出貨量最多的廠商。在其上半年已經(jīng)交付的訂單中，用于風(fēng)光電等可再生能源制氫領(lǐng)域的設(shè)備多為20標(biāo)方以上，最大的有300標(biāo)方，其在近期交付的MW級PEM電解水制氫設(shè)備，預(yù)計將在不久后由客戶正式對外公布啟動生產(chǎn)。

事實上，像賽克賽斯氫能這樣搶灘可再生能源制氫市場的PEM電解水制氫設(shè)備企業(yè)還有中船718所、康明斯、陽光電源等多家公司，這些項目大多由中石化、中石油、國家電網(wǎng)等大型能源央企主導(dǎo)。

在確定性的下游需求、普遍的樂觀預(yù)期雙重因素驅(qū)動下，一些新勢力也紛紛加入到PEM電解水制氫設(shè)備研發(fā)制造的大軍當(dāng)中，參與相關(guān)示范項目，以期在未來占據(jù)市場的一席之地。

7月6日，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、無機合成與制備化學(xué)國家重點實驗室鄒曉新教授研究團隊與動量守恒團隊正式簽約啟動“PEM電解槽創(chuàng)業(yè)項目”，雙方將聯(lián)合組建創(chuàng)業(yè)公司，開展PEM電解水制氫的商業(yè)化項目。

上市公司同樣也盯上PEM電解水制氫設(shè)備的市場蛋糕。6月下旬，航天晨光（600501）成功參與中國石化石油化工科學(xué)研究院新能源所重點科研項目——《15～60NM³/h PEM電解水制氫試驗平臺項目》，為該項目提供PEM電解水試驗臺撬裝設(shè)備，標(biāo)志著航天晨光向氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游制氫市場的拓展邁出了實質(zhì)性的一步。

PEM電解槽的優(yōu)越性與不足

在堿性電解水制氫設(shè)備主導(dǎo)的市場格局下，PEM電解水制氫設(shè)備能快速崛起離不開其自身的優(yōu)秀特性——更容易與可再生能源相結(jié)合。

一般而言，堿性制氫在電流密度上存在天花板，PEM制氫能輕松突破堿性的天花板，且其在啟動速度方面擁有更大的優(yōu)勢，并且相較于堿性電解水制氫，PEM電解制氫過程中使用純水而非堿液，這樣一來也可以免去了后期回收和治污的成本。同時，PEM電解水制氫設(shè)備在全生命周期內(nèi)維護成本更低。

最關(guān)鍵一點在于，PEM電解水制氫設(shè)備的負荷調(diào)節(jié)范圍相比堿性設(shè)備更加寬泛，在應(yīng)對可再生能源發(fā)電間歇性和波動性上更加得心應(yīng)手。

但是，PEM電解水制氫設(shè)備的缺點是成本高，一般是堿性電解水制氫設(shè)備的4倍以上，這也影響了其市場的推廣。

從國際維度來看，我國的PEM電解水制氫技術(shù)與國外相比還存在一定差距，在設(shè)備壽命方面，國外PEM電解水制氫設(shè)備的壽命約為60,000h左右，我國尚缺乏驗證。在制氫效率方面，我國PEM電解水制氫設(shè)備的電流密度和電解效率也與歐美存在較大的差距。

產(chǎn)業(yè)化瓶頸持續(xù)突破中

當(dāng)前，PEM電解水制氫設(shè)備的研發(fā)重點是圍繞電解效率、耐久性和設(shè)備成本三個關(guān)鍵降本性能指標(biāo)推進整體技術(shù)研發(fā)。對于國內(nèi)PEM電解水制氫設(shè)備企業(yè)來說，產(chǎn)業(yè)化的最大瓶頸在于成本高，核心材料主要依賴進口。

“目前影響PEM電解水設(shè)備產(chǎn)業(yè)化最大的瓶頸在于關(guān)鍵材料。”一家企業(yè)負責(zé)人表示，進口的材料產(chǎn)品交期長，售后方面也存在不確定性，如果能在材料方面實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，PEM電解槽至少能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上降本40%左右。

好消息是，國內(nèi)PEM電解槽材料企業(yè)已經(jīng)開始陸續(xù)進場，開啟國產(chǎn)化替代的嘗試。特別是今年上半年，部分企業(yè)有了向量產(chǎn)階段邁進的趨勢。

以膜電極為例，為了滿足市場批量化應(yīng)用的需求，鴻基創(chuàng)能在生產(chǎn)工藝方面針對PEM電解槽特性，設(shè)計了專門的膜電極生產(chǎn)線。6月17日，鴻基創(chuàng)能舉行了高性能膜電極及PEM電解水制氫項目投產(chǎn)儀式，該投產(chǎn)項目中的PEM電解水制氫CCM卷對卷生產(chǎn)線乃國內(nèi)首條，年產(chǎn)能規(guī)模達到30萬平米，填補了行業(yè)空白。

另一方面，隨著國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)化的提速，燃料電池成本正在快速下降（近兩年電堆價格都在急速下降），其成本下降的效益可以被PEM制氫設(shè)備所分享。隨著技術(shù)進步和規(guī)模化供應(yīng)的增加，PEM電解槽設(shè)備成本下降是必然趨勢。

目前PEM電解槽的部分關(guān)鍵材料尚需依賴進口，這需要一定的時間來換成長空間。未來通過關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化替代，加之新老“玩家”不斷在提升制氫效率、降低成本方面做出貢獻，PEM電解水制氫市場還將進一步增長。

原標(biāo)題：PEM制氫“突圍”