電解槽未富先愁,制氫“心病”何以解憂?

2024-12-13 20:04:18 21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道 21財(cái)經(jīng)APP 費(fèi)心懿

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者費(fèi)心懿 上海報(bào)道

11月8日,十四屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十二次會(huì)議表決通過了《中華人民共和國(guó)能源法》,其中6次提及氫能,顯示出對(duì)這一領(lǐng)域的重視。不僅如此,今年,多地也出臺(tái)了支持氫能發(fā)展的相關(guān)政策,為行業(yè)注入了信心。

但總體來看,今年國(guó)內(nèi)氫能需求可能仍不及預(yù)期,氫能產(chǎn)業(yè)何以破局正備受關(guān)注。

“在氫能行業(yè)一年的經(jīng)歷,比我在光伏行業(yè)十年的經(jīng)歷還要精彩?!碧旌显?dú)淇偛枚雾槀ジ嬖V21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者?!肮夥袠I(yè)經(jīng)過幾個(gè)周期,至少有過好日子,而氫能裝備的好日子還沒有來就已經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)很激烈了?!?/p>

資本圍獵市場(chǎng)“蛋糕”

電解槽是電解水制氫的核心設(shè)備,被譽(yù)為制氫系統(tǒng)的“心臟”。

“2021年的時(shí)候,一套標(biāo)準(zhǔn)的5兆瓦的堿性電解槽售價(jià)大約是1200萬元,現(xiàn)在有人報(bào)到了436萬元。”一位氫能行業(yè)的從業(yè)人士談道。

但實(shí)際制造成本遠(yuǎn)大于上述報(bào)價(jià)。

這意味著,堿性電解槽設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)成本與收入倒掛的周期。這樣的折價(jià)案例并非個(gè)案,氫能行業(yè)的設(shè)備價(jià)格正在顯著下跌。

今年7月,國(guó)華滄州制氫項(xiàng)目單套1000Nm3/h電解槽價(jià)格的第一、二中標(biāo)候選人分別以436萬、479萬中標(biāo),創(chuàng)下國(guó)內(nèi)電解槽公開中標(biāo)價(jià)格新低。

10月,中石油深圳新能源研究院有限公司200標(biāo)方PEM電解槽集采。項(xiàng)目中,200標(biāo)方的PEM電解槽招標(biāo)同樣創(chuàng)造了歷史最低價(jià),由上海氫盛創(chuàng)合能源科技有限公司以152.8萬元的價(jià)格中標(biāo),其中公示文件顯示,其價(jià)格分獲得了50分滿分。而招標(biāo)方設(shè)置的項(xiàng)目招標(biāo)限價(jià)為450萬,遠(yuǎn)高于實(shí)際的企業(yè)投標(biāo)價(jià)。

價(jià)格取決于供需關(guān)系。

據(jù)TrendBank統(tǒng)計(jì),2024年上半年,電解水制氫已公開的項(xiàng)目中標(biāo)規(guī)模為456.68MW,招標(biāo)規(guī)模為536.68MW。再疊加同期未公開招標(biāo)近200MW的規(guī)模,對(duì)應(yīng)2024年上半年國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備總規(guī)模為650MW左右。

而在電解槽產(chǎn)能規(guī)模方面,截至2023年末,國(guó)內(nèi)已有超300家企業(yè)進(jìn)行了相關(guān)布局,國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備廠商總產(chǎn)能達(dá)到38GW,是全球電解槽總產(chǎn)能的65.5%。

我國(guó)的電解槽產(chǎn)能在不到兩年的時(shí)間內(nèi)劇烈膨脹,加劇了競(jìng)爭(zhēng)。在2022年,中國(guó)電解槽產(chǎn)能僅占全球產(chǎn)能的10%。

價(jià)格還取決于競(jìng)爭(zhēng)激烈程度。

電解槽是一個(gè)集中度較高的行業(yè)。國(guó)金證券的研報(bào)指出,從公開中標(biāo)數(shù)據(jù)來看排名前三的企業(yè)瓜分了市場(chǎng)上超半數(shù)的需求,派瑞氫能、陽光氫能與中車株洲所公開中標(biāo)的占比分別達(dá)21%、21%和13%。

這也意味著,如若想要分食余下的蛋糕,勢(shì)必需要付出些什么。

“這些低價(jià)背后往往存在資本的推手。資本很殘酷,但是有一個(gè)特點(diǎn),它講效率,短期以迅速的方式拿下訂單。但來得快,或許去得也快?!睒I(yè)內(nèi)人士坦言。

技術(shù)路線多維博弈

市面上,電解槽的另一競(jìng)爭(zhēng)維度是技術(shù)路線。

電解槽技術(shù)路線主要包括堿性電解槽、PEM電解槽和AEM電解槽等。業(yè)內(nèi)人士將這三條技術(shù)路線的關(guān)系類比為汽車上的內(nèi)燃機(jī)、三元鋰電和固態(tài)電池。

早期投入量產(chǎn)的企業(yè)以堿性電解槽路線為主導(dǎo),業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,“中壓的堿性電解槽在過去三四十年當(dāng)中,已經(jīng)證明了其能夠?yàn)楸姸嗟挠脩?,包括工業(yè)和氫能,提供非常好的解決方案以及安全穩(wěn)定的用氣環(huán)境?!?/p>

近兩年,已開標(biāo)項(xiàng)目也大多為堿性電解槽。

在堿性電解槽路線的擁躉者看來,在未來的大型綠氫項(xiàng)目中,“啟動(dòng)的機(jī)會(huì)只有一次,大型綠氫項(xiàng)目一旦投運(yùn)不會(huì)停止運(yùn)行。而堿性電解槽如果需要維修可以進(jìn)行更換,系統(tǒng)就可以熱啟動(dòng)。這種情況下,堿性電解槽的優(yōu)勢(shì)也十分突出?!?/p>

如果要探討其他技術(shù)路線是否能替代堿性電解槽,需要從以下五個(gè)方面進(jìn)行考慮——能耗方面是否顯著降低;設(shè)備成本方面是否顯著降低;穩(wěn)定運(yùn)行可靠性是否有顯著提升;衰減率能否降低;系統(tǒng)的綜合用氫成本是否更低。

但另一邊,亦有觀點(diǎn)認(rèn)為,“堿性電解槽的成本下探空間已經(jīng)十分有限,尤其是一些基本的核心材質(zhì)成本,即使是按斤稱也很難下降了,這是當(dāng)前的發(fā)展瓶頸。而同期,PEM電解槽技術(shù)經(jīng)過這三年,價(jià)格也下降了一半,顯示出其成本下探的潛力?!睆臉I(yè)人士指出。

在實(shí)際的市場(chǎng)反饋中,燃料電池的從業(yè)人員更熟悉的是PEM電解槽,但PEM電解槽也遭遇一定程度上的技術(shù)困境。

方形電解槽本身的極間距離較大,產(chǎn)生的氣泡大,導(dǎo)致內(nèi)阻大,這就帶來高能耗的問題。而為了應(yīng)對(duì)高能耗,一些廠商不得不用貴金屬作為催化劑。貴金屬作為催化劑,一時(shí)可以取得較好的效果,但是衰減問題是擺在他們面前跨不過去的鴻溝。

“用了貴金屬衰減,不用貴金屬內(nèi)阻大、能耗高?!边@一悖論使得PEM電解槽的技術(shù)路線陷入了發(fā)展困局。

而基于堿性電解槽和PEM電解槽技術(shù)路線的長(zhǎng)短板,仍不存在簡(jiǎn)單的相互替代關(guān)系。

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到,全國(guó)首個(gè)氫儲(chǔ)能綜合能源示范項(xiàng)目近日正式啟動(dòng),該位于上海嘉定氫能港的零碳?xì)鋬?chǔ)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化示范項(xiàng)目中,同時(shí)采用了PEM電解槽制氫、堿性電解槽制氫技術(shù)。一位參與該項(xiàng)目的人士認(rèn)為,未來將這兩種制氫路線結(jié)合或是一種趨勢(shì)。

在段順偉看來,當(dāng)前綠氫行業(yè)發(fā)展面臨兩大挑戰(zhàn),一是在電能供應(yīng)端,風(fēng)光發(fā)電波動(dòng)性和電解槽運(yùn)行功率范圍的挑戰(zhàn);二是物料供應(yīng)端,電解制氫波動(dòng)性和化工合成連續(xù)平穩(wěn)供應(yīng)之間的挑戰(zhàn)?!暗詈诵牡膯栴},還是產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用需求,大型制氫設(shè)備還需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行來提供可靠的數(shù)據(jù)參考?!逼鋸?qiáng)調(diào)。

中企抱團(tuán)走向海外

隨著產(chǎn)能規(guī)模的迅速膨脹和全球產(chǎn)能占有率的快速提升,出海成了中國(guó)電解槽企業(yè)的新故事。僅是今年上半年,相關(guān)企業(yè)出海布局規(guī)模已趕超去年全年。

據(jù)MDATA氫能數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),2024年中東、歐洲出海熱度持續(xù)高漲。在中東,得益于豐富風(fēng)光、全球第一的天然氣儲(chǔ)量、亞非歐樞紐優(yōu)勢(shì)等,將持續(xù)成為氫能出海優(yōu)選。而在歐洲,頂層重磅加碼氫能,激發(fā)了氫、綠氨、綠醇等產(chǎn)品進(jìn)入歐洲。

中國(guó)電解槽企業(yè)出海的方式多樣。從海外合資設(shè)廠、海外建廠,到技術(shù)授權(quán)或以項(xiàng)目投資進(jìn)行的合作模式在氫能行業(yè)里不斷涌現(xiàn)。

今年2月,中國(guó)電解槽制造商中船派瑞氫能簽署了一項(xiàng)協(xié)議,將其加壓堿性電解槽技術(shù)授權(quán)給瑞典科技公司Metacon進(jìn)行電解槽生產(chǎn)。Metacon已經(jīng)在將派瑞氫能在中國(guó)制造的電解槽轉(zhuǎn)售給歐洲市場(chǎng),該工廠最初將有每年500MW的電解槽產(chǎn)能,后續(xù)該瑞典公司計(jì)劃將其產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)大到1GW。

天合集團(tuán)在今年10月宣布與西班牙Arbro集團(tuán)、韋爾瓦市政府達(dá)成戰(zhàn)略合作,將在韋爾瓦投資開發(fā)160MW綠氫項(xiàng)目,預(yù)計(jì)2025年底開工建設(shè)。生產(chǎn)的綠氫提供給當(dāng)?shù)鼗I(yè),最終以綠醇和綠氨的形式通過韋爾瓦港口出口歐洲。

隆基氫能為澳大利亞最大的可再生氫能項(xiàng)目之一Murray Valley氫能公園提供完整綠氫解決方案及電解水制氫核心設(shè)備。明陽氫能與巴西H2B可再生燃料公司簽訂40臺(tái)1000Nm3/h制氫裝備供貨協(xié)議。安思卓與美國(guó)德克薩斯州GLOBAL PARTSAUTO INC簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,GLOBAL PARTSAUTO INC計(jì)劃從安思卓采購(gòu)12套5000 Nm3/h制氫設(shè)備(60套)。

另外,今年11月,考克利爾集團(tuán)簽下印度最大規(guī)模的電解槽訂單,助力AM Green公司首個(gè)百萬噸級(jí)綠氨項(xiàng)目,考克利爾集團(tuán)將在項(xiàng)目一期供應(yīng)640MW堿性電解槽。

多種商業(yè)模式并舉

氫能,因其具有環(huán)境友好、高熱值和可再生性等優(yōu)點(diǎn),在能源轉(zhuǎn)型過程中被寄予厚望。因此,如何打破低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),轉(zhuǎn)向可持續(xù)的商業(yè)模式為產(chǎn)業(yè)鏈引來活水至關(guān)重要。

“2008年之前,已經(jīng)有了第一波對(duì)氫能的認(rèn)識(shí),例如電解槽不光能夠用于工業(yè)冶煉等用途;氫能可能會(huì)以一種能源的形式而存在等”一名有著氫能行業(yè)30年研究經(jīng)歷的從業(yè)者介紹。

隨著氫能被正式納入《中華人民共和國(guó)能源法》中,不同的氫能應(yīng)用場(chǎng)景正在走向商業(yè)化。

以推動(dòng)氫交通為例,山東省是全國(guó)首個(gè)對(duì)氫能車輛免收高速通行費(fèi)地區(qū)。從今年3月1日起,山東省為積極推進(jìn)“氫進(jìn)萬家”科技示范工程,鼓勵(lì)氫能車輛開展跨區(qū)運(yùn)營(yíng),對(duì)行駛山東省高速公路安裝ETC套裝設(shè)備的氫能車輛暫免收取高速公路通行費(fèi)。

一位從業(yè)人士對(duì)此評(píng)論認(rèn)為,這是一項(xiàng)很好的商業(yè)邏輯,“一個(gè)卡車司機(jī)告訴我,他跑一個(gè)來回可以比正常開油車省2000塊錢,而且這個(gè)氫不一定是綠氫,即便是工業(yè)副產(chǎn)氫,也對(duì)行業(yè)發(fā)展有積極意義。”

在氫能源方面,綠氫開始逐步形成商業(yè)化的范式。

2022年3月28日,遠(yuǎn)景科技集團(tuán)和赤峰市人民政府簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,旨在建設(shè)風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目。建成后,將成為世界上首套商業(yè)運(yùn)營(yíng)的可再生電力制備綠氫項(xiàng)目,也是世界上最大的綠氫項(xiàng)目。

“綠氫絕對(duì)是未來能源領(lǐng)域內(nèi)的核心。誰掌控了制備低成本綠氫的秘訣,誰就可以執(zhí)能源發(fā)展之牛耳。”遠(yuǎn)景能源高級(jí)副總裁、氫能產(chǎn)品線總裁郁峰認(rèn)為。

“風(fēng)光電運(yùn)輸較為困難,既不能大規(guī)模貯存也不能大規(guī)模運(yùn)輸。如果把電轉(zhuǎn)化為綠氫分子,進(jìn)一步再轉(zhuǎn)成氨、甲醇和可持續(xù)生物航油(SAF)的時(shí)候,就可以儲(chǔ)存和運(yùn)輸了,這就意味著用綠氨介質(zhì),可以把綠電在全世界進(jìn)行調(diào)動(dòng)。生產(chǎn)綠氨不需要其他原料,只需要有空氣和水。其實(shí)是無中生有,就能生產(chǎn)綠氨。氨消耗到下游產(chǎn)品當(dāng)中,又回到大自然,可以生生不息、無限循環(huán),沒有碳排放。”郁峰告訴記者。

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