上海电气旗下氢器时代公司2000Nm3/h碱性电解槽在首届国际碳博会上正式发布，据了解，该电解槽是目前国内单体产氢量最大的电解水制氢产品，最大产氢量可扩容至2500Nm3/h，满足风光大基地、绿色化工/冶金等大规模制氢、用氢应用场景需求。

氢器时代公司相关领导表示：公司以核心材料为突破口，通过开发新型、高性能电极催化剂及新一代隔膜材料，实现产品性能飞跃式提升；设计优化极板、极框部件结构及表面处理工艺，研制适配大标方电解槽的新一代改性密封材料，综合提升产品的密封、耐压能力，将现有电解水制氢装备寿命大幅延长至20年以上。

此次发布的2000Nm3/h碱性电解槽产品，电流密度提升至3500A/m2，直流能耗降低至4.15kWh/Nm3H2 @3000A/m2，整体性能同比提升8%，单位标方氢气的生产成本同比下降6%，同等规模产氢量下占地面积同比降低33%。

此外，依托上海电气在高端能源装备制造领域积累的丰富经验和优势，建设了高度自动化碱性电解槽生产线，实现产品各部件精准制造和装配，大幅提升行业智能制造水平。在技术创新方面，上海电气已建成国际一流的电解水制氢研发实验室，为关键材料研发、部件制备、产品制造提供了全方位基础支撑。

多因素驱动绿氢面临产业爆发

当前，绿氢已经具备产业爆发基础。

据毕马威《一文读懂氢能产业》显示，2021年我国氢气产量为3300万吨，同比增长32%，增速创历史新高。

目前，技术成熟、成本较低的化石能源制氢仍是我国氢能产业发展中前期的供氢主体，工业副产氢则作为中期低成本过渡性氢源，在分布式氢源在市场中起到补充作用。不过长期来看，更加清洁、高效的可再生能源电解水制氢占比逐渐扩大，并逐步取代化石能源制氢成为市场供氢主体，预计2050年产量比重达到70%。

主要受政策、新能源电力消纳需求推动，绿氢行业发展已经开始加速。

目前绿氢行业主要项目发现大型绿氢示范项目放量对于行业发展起到了非常大的助力作用，2022 年中石化库车项目占全年国内装机量的 1/3 左右，这些大型的绿氢示范项目助力电解水制氢行业走向成熟。

此外新能源特别是光伏、风电的发展产生了大量不稳定的电力，2022年我国弃风、弃光现象主要集中在三北地区，其中蒙东地区弃风率最高，达到10.0%；西藏弃光率最高，达到20.0%。这些电力目前需要配套大量的储能解决调峰调频的问题，而通过弃风、弃光进行电解水制氢，将能源转化为氢能储存，可以为燃料电池提供氢源、为工业领域提供绿色燃料，解决新能源电力就地消纳问题且利于长时储能。

为响应国家氢能产业发展中长期规划，国内三北地区多数省份均有对绿氢目标产量的规划发布，部分地区更是对绿氢生产直接进行补贴。其中内蒙古地区截至目前已批复四批共计37个风光制氢项目，风电装机总规模超过15GW，光伏装机总规模超过8GW，总制氢能力超过67万吨，总投资超过1692亿元。

此外，交通领域氢燃料车的放量、海外市场需求的高速增长都为国内绿氢能产业链带来了巨大的发展机遇，绿电制氢正迎来从1到N的产业爆发阶段。

而据《中国2030年“可再生氢100”发展路线图》预测，2030年我国氢气的年需求量将达到3700万吨左右，其中可再生能源制氢产量约770万吨，占比21%；2060年我国氢气的年需求量将增至1.0-1.3亿吨，其中，可再生能源制氢产量约0.75-1.0亿吨。

核心设备电解槽规模千亿级别

碱性电解槽作为核心制氢设备，将迎来千亿级市场需求。

按照工作原理和电解质的不同，电解水制氢技术可分为4种：碱性电解水（ALK）、质子交换膜电解水（PEM）、高温固体氧化物电解水（SOEC）和固体聚合物阴离子交换膜电解水（AEM）。

目前国内电解水市场中主流技术路线为碱性水电解设备（ALK）技术，已完成商业化进程并占据市场主导地位，PEM技术受限于成本仍处于商业化初期，SOEC与AEM技术仍处于研发阶段。

碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP（BalanceOfPlant）辅助系统。其中碱性电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电极、隔膜等零部件组装而成。电解槽包括多个小电解室，通过螺杆和端板组装而成。每个电解小室以相邻的2个极板为分界，包括正负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。

电解槽内装填KOH或NaOH溶液作为电解质，隔膜将槽体分为阴、阳两室。在70~90℃的温度下通电反应，阴极和阳极分别产生氧气和氢气。由于电解质为碱性，电解槽设备容易受到腐蚀，设备使用时间相对较短，未来主要降本方式为延长设备使用时间以降低折旧成本。

国内发布的最大碱性电解槽单槽制氢规模达到2000Nm3/h，直流电耗最低可达4kWh/Nm3。由于碱性电解槽相较于PEM技术成本更低，单槽规模更大，是目前电解水制氢技术的首选。2021年国内碱性电解水制氢设备出货量达350MW，占据电解水制氢设备总出货量的99%。

根据中石化新疆库车绿氢示范项目招标统计，苏州竞立、隆基氢能及中船718所对碱性电解槽的报价基本一致。共计52台1000Nm3/h规格的碱性电解槽报价约为3.6亿元，由此测算得到单台电解槽售价约为692万元。

机构测算，到2025年全球氢气需求将达10554万吨，其中10%占比将为绿氢，即约1055万吨绿氢。假设每台电解槽每年开机时间均为4000h，共计需要1000Nm3/h规格的碱性电解槽2.95万个（1吨氢气=11200Nm3）；按照单价692万元计算，碱性电解槽市场规模约为2044亿元。

招标量不断增加，电解槽市场增长确定性提升。

极板市场迎来“丰收年”

国产前景可期

碱性制氢电解槽中分别有若干个电小室，极板位于一个完整的小室结构的两端，将碱液流动腔室分隔成了阴极区域和阳极区域，实现了阴极碱液和阳极碱液的分流，一定程度上减小了氢中氧和氧中氢的含量，保证了电解槽运行的安全性。

由于极板是碱性电解槽最主要的重复性部件，因此碱性制氢电解槽市场持续放量也带动了对极板的旺盛需求。

据GGII预计，2023年中国碱性电解水制氢装备出货量有望达到1.5GW。如果按照一台1000Nm³/h的碱性制氢电解槽需要300片左右的极板计算，那么今年出货的碱性制氢电解槽装配的极板数量将达到9万片左右。

2023年以来，保时来、莒纳科技等企业推出突破万安电流密度的新款电极，长期来看万安以上电流密度是市场发展的必然趋势，直流制氢电耗有望降到4.0kWh/Nm³以下。碱性电解槽朝着“大标方、轻量化”的方向升级，而碱性制氢电极的性能优化有助于提升电解槽单槽产氢量、电流密度，并降低能耗。

传统碱性制氢电极行业技术壁垒相对不高，在电解水制氢投资热下，数十家企业涌入制氢电极赛道，同时部分电极基材企业及电解槽企业也在自研电极。但是，目前国内碱性制氢电极产品存在同质化现象，且多数新产品缺乏大标方电解槽配套案例，尚未经过长期装机应用，产品可靠性验证不足。据GGII不完全统计，目前国内碱性制氢电极基材及催化剂企业超过50家，主流出货电极企业在10家左右。总体来看，目前碱性制氢电极行业头部企业占据多数市场份额，新进入企业获取订单存在挑战，多元化竞争格局的形成仍需时日。

根据GGII调研，2022年国内碱性电解水制氢设备出货量为720MW，乐观预计2023年有望达到1.5GW，并于2030年达到62GW。碱性制氢电极在碱性电解槽成本中占比约20-25%，GGII预计2023年国内碱性制氢电极市场规模将达到3亿元以上，同比接近翻番增长，到2030年市场需求规模有望突破60亿元，2023-2030年复合年均增速超53%。

碱性制氢电极正处于快速扩张期，行业投资热度上升，但市场竞争格局未定。海外品牌以迪诺拉（De Nora）为代表，作为蒂森克虏伯供应商，目前其苏州工厂电极产能为10万平米/年，正在扩产至30万平米/年。国产品牌方面，老牌厂商以保时来为代表，公司自2001年开始从事碱性制氢电极网喷涂业务，2022年在常熟投资1亿元，新投入10条全自生产线；新兴企业以莒纳科技为代表，公司在2022年5月完成数千万元的种子轮、天使轮融资，并于2023年1月建成400MW碱性制氢电极产线。随着可再生能源制氢行业的蓬勃发展，国内制氢电极市场前景可期。