【海川新能源展望】2024-碱性电解槽大型化

近年来，我国氢能产业正飞速发展，绿氢产能和需求也在进一步提高，作为电解水制氢的主流核心设备，大型化、集成化以及低能耗是碱性电解槽的发展方向，其中大型化是发展的主要趋势。

在市场需求和政策支持的推动下，大型化、低成本、低能耗的制氢设备成为产业发展的重要共识。

有专家表示，预计到2060年，我国绿氢总需求量将达1.3亿吨，电解水制氢系统将以100兆瓦-1000兆瓦为主，制氢能力可达1万吨/年-10万吨/年。随着绿氢项目的规模扩大，单体大标方电解槽设备的需求也在增加，且随着产业链配套的逐步完善，更多企业倾向于研发生产大标方碱性电解槽。

政策方面，2021年，科技部发布《“十四五”国家重点研发计划》中明确提出，要开展额定产氢量超过3000标准立方米/时的高效大功率碱水电解槽关键技术开发与装备研制。

碱性电解槽大型化带来了成本上的优势，经计算，1台2000Nm³/h电解槽相较于2台1000Nm³/h电解槽，占地面积可节约30%，重量减轻20%，制造电解槽的原材料钢材可减少9.4吨，相当于减少14吨碳排放。折算到单方成本，可以降低CAPEX约20%。

回望我国碱性电解槽的发展历程，1992年中船七一八所生产的20标方设备，1995年生产出第一台套200标方的设备，2006年生产处第一台套400标方的设备，2017年，生产出目前国内主流的1000标方的电解槽。至2022年，国内已经发布达到2000标方的碱性电解槽的企业已达到8家。今年，隆基氢能发布的产品中，最大可达到单槽产氢量3000标方，可见国内电解槽大型化进程正不断加快。

近年来，我国氢能产业正飞速发展，绿氢产能和需求也在进一步提高，作为电解水制氢的主流核心设备，大型化、集成化以及低能耗是碱性电解槽的发展方向，其中大型化是发展的主要趋势。

在市场需求和政策支持的推动下，大型化、低成本、低能耗的制氢设备成为产业发展的重要共识。

有专家表示，预计到2060年，我国绿氢总需求量将达1.3亿吨，电解水制氢系统将以100兆瓦-1000兆瓦为主，制氢能力可达1万吨/年-10万吨/年。随着绿氢项目的规模扩大，单体大标方电解槽设备的需求也在增加，且随着产业链配套的逐步完善，更多企业倾向于研发生产大标方碱性电解槽。

政策方面，2021年，科技部发布《“十四五”国家重点研发计划》中明确提出，要开展额定产氢量超过3000标准立方米/时的高效大功率碱水电解槽关键技术开发与装备研制。

碱性电解槽大型化带来了成本上的优势，经计算，1台2000Nm³/h电解槽相较于2台1000Nm³/h电解槽，占地面积可节约30%，重量减轻20%，制造电解槽的原材料钢材可减少9.4吨，相当于减少14吨碳排放。折算到单方成本，可以降低CAPEX约20%。

回望我国碱性电解槽的发展历程，1992年中船七一八所生产的20标方设备，1995年生产出第一台套200标方的设备，2006年生产处第一台套400标方的设备，2017年，生产出目前国内主流的1000标方的电解槽。至2022年，国内已经发布达到2000标方的碱性电解槽的企业已达到8家。今年，隆基氢能发布的产品中，最大可达到单槽产氢量3000标方，可见国内电解槽大型化进程正不断加快。

发展路径

电解槽大型化的途径有三条：提升电流密度、提高小室反应面积、增加小室数量。

提升电流密度是当前应用前景最好的解决方案，优化电极材料是提升电流密度的关键。但电流密度提升后，会增加电耗，同时材料工艺要求也会提高，导致成本增加，如何避免大型化带来的能耗损失、同时不失性价比，是增加电流密度的同时要重点考虑的问题。

提高小室面积和增加小室面积意味着电解槽会体积和重量也会随之增加，对结构的密封性、碱液的流通性都会造成影响，同时电解槽体积和重量变大也会带来一定安全隐患。如何保证“大规模、低能耗、高稳定性”三者统一，是碱性电解槽大型化发展需要面临的挑战。