如何降本？深度解剖PEM电解槽制氢系统成本

200标方的PEM电解槽成本中，膜电极占38%，双极板占25%，扩散层占18%，这三部分占比达到80%以上了，其中膜电极占据PEM电解槽的主要成本，占比最大，膜电极的主要组成是质子交换膜、析氧催化电极和析氢催化电极。PEM电解槽降本能降多少，技术有怎样的进步，就看这三分部分的技术水平发展。

二、200标方PEM电解槽制氢系统

200标方PEM电解槽全套制氢系统，含电源系统、电解槽、气液分离系统、纯化系统以及辅助系统，整套设备市场平均价约680万/套。

电源系统：200标方PEM电解槽以IGBT电源为主，市场价大概80万/套（参考之前其他项目批量PEM电解槽的电源系统价格）。

1、PEM电解槽的优势：

1）PEM槽的隔膜比较薄，阳极/阴极/隔膜采用零间距结构，内阻较低；

2）PEM以纯水为反应物、清洁排放，且质子交换膜隔离了氧气、因此氢气纯度较高，后端仅需脱离水蒸气、无需增加其他气体提纯/反应装置；

3）压力调控范围大，输出压力可高达数兆帕，提供高压氢气，减少压缩空气的功耗；

4）可适应快速变化的能源输入、尤其波动性的风光绿电，具备宽负荷工作能力；

5）可在较高电流密度(>20000A/m2)工作，利于降低成本。

2、PEM电解槽的缺点：

1）当价格过高，按照相同功率或产氢量的采购成本达到ALK槽的近3倍，源于行业规模小、采用贵金属、单体功率和产氢量规格小等原因；

2）PEM槽若适应绿电的波动性，则全天平均功率仅约30~50%、产能利用率较低，若采用储能电池则投资额度会明显增加，若引入网电则没有利用好PEM技术优势；

3）全氟磺酸酯膜的国产化进度慢于ALK的PPS膜国产化进度；

4）减贵金属研究尚不充分。

1、技术性能提升

通过研发新的膜电极材料和优化电极结构等，改进膜材料、催化剂及电极的稳定性和抗腐蚀性，提升电流密度，延长PEM电解槽的使用寿命，减少维护成本和更换频率，在不增加膜电极面积和电解槽层数的情况下提高产氢量，提高系统的可靠性和经济性。

2、成本降低

催化剂成本削减：通过提高贵金属催化剂的利用率、研发非贵金属催化剂或寻找替代材料等方式，实现PEM电解槽系统成本的大幅下降。

目前PEM电解槽主要有四类玩家：

一、PEM电解水的独立企业，只做这一种技术路线，有一定的名气，或者是一些科研院所或其他厂家孵化裂变而来；二、燃料电池企业转型，燃料电池本身也类似PEM电解槽，从原材料到结构器件相似度比较高；三、ALK槽企业或其他领域装备厂家业务扩张，作为技术储备而发展PEM槽技术；四、氢气终端用户或气体运营商向上游拓展业务，自主发展和并购并行。

随着制氢行业的发展，制氢成本的压力，国产化进程加速，成本也在快速下降。随着PEM电解槽向大标方、高电密、低成本等方向发展，对核心部件PEM膜、催化剂、气体扩散层、双极板等提出新的要求，国产供应链迎来新的机会。

1）PEM膜依赖进口，国内外技术差距较大。现在国产头部企业市场占有率在上升。

2）PEM槽的气体扩散层的进口依赖度较高。目前国内可以生产钛基扩散层的企业较少，工业级PEM槽的扩散层产品仍以进口品牌为主。

3）PEM槽的双极板基本多为定制化产品，难点在于提升加工精度和降低成本。国内目前能设计并制造PEM槽双极板的企业相对较少。

4）PEM膜电极常用涂覆工艺，但预计未来会有电化学沉积等更多制备方法来改善质子传导率、贵金属利用率和电化学性能。

海外市场青睐PEM路线、PEM项目占比高，主要有产业积累、政策导向和应用场景等几大原因。

1）海外PEM电解槽产业的历史积累久、全产业链各环节均培育出优势企业。

2）PEM制氢技术更能符合欧盟的碳中和政策。欧盟对于绿氢的可再生电力来源要求苛刻：在制氢工艺环节必须使用绿电，而现有技术条件下，PEM电解槽更能适应可再生能源等波动电源。

3）欧美的应用场景较单一，设备规格偏小，技术相对成熟且成本不高。考虑到单个项目可能有多台设备组成，因此这些项目普遍规模应该单台设备小于1MW、制氢能力不超过200Nm³/h，相对技术成熟，总投资额也不高、在这些大型企业承受范围内。但若追求极致的成本控制，则采用大规格设备势在必行。