■本報記者 仲蕊《 中國能源報 》（ 2021年12月06日 第 10 版）

　　堿性電解槽是可再生能源大規模製氫的關鍵裝備。日前，中國華能主導研製的世界單槽產能最大堿性製氫水電解槽在蘇州下線，可製氫1300標準立方米/小時。今年10月，隆基氫能科技有限公司首台堿性水電解槽下線，單台製氫能力超1000標準立方米/小時。

　　由於碳達峰、碳中和目標的提出以及氫能產業的加速發展，綠氫在降碳中發揮的作用備受關注，電解水製氫的規模不斷擴大。電解槽作為重要的綠氫製取設備，其技術發展及成本優勢影響著綠氫規模化發展進程。業內人士認為，堿性電解槽作為我國的主流電解製氫技術，技術水平不斷提升。

　　性能指標不斷提升

　　業內研究顯示，與質子交換膜水電解製氫和固體氧化物電解製氫技術相比，堿性電解水製氫是現階段我國發展最成熟的電解製氫技術，在成本和壽命方麵都具有明顯的優勢。

　　“目前堿性電解槽已經實現了國產化和大型化，設備投資降到了2000元/千瓦以下，一些電解槽運行壽命超過了20年。”華能清能院氫能部主任王金意說，目前國內綠氫項目還是以堿性電解製氫為主，隨著近幾年研發投入的加強，堿性電解槽性能也有了顯著提升，在保持低成本優勢的前提下，關鍵性能指標已經和質子交換膜電解槽接近。隨著科研力量和產業投資的注入，堿性電解製氫技術在規模、成本、性能等綜合性能上將保持競爭優勢。

　　不過王金意提醒稱，製氫設備並非越大越好。“準確地講，氫氣產量大型化和體積小型化的同時實現，是電解製氫設備的一個發展趨勢，解決這一問題的關鍵是電流密度的提升。通過提升電流密度，實現單台氫氣產量的提高和單位產量體積的下降，能夠有效降低占地麵積和設備投資成本，這對電解製氫的大規模應用推廣十分重要。”

　　尋求進一步降本

　　相對於煤製氫、天然氣製氫等傳統化石燃料製氫來講，堿性電解製氫的成本相對較高。根據目前的可再生能源度電成本、電解製氫的綜合能耗，考慮電解槽的投資和運營成本，氫氣的生產成本約為25-35元/公斤，而化石燃料製氫的成本約為8-18元/公斤。

　　此外，目前我國普遍使用的是非石棉基的PPS布，價格低廉，但隔氣性差、能耗偏高。今年2月，科技部正式發布《關於對“十四五”國家重點研發計劃“氫能技術”等18個重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通知》，高效大功率堿水電解槽關鍵技術開發與裝備研製被列入其中，研究內容包括新型非石棉隔膜批量製備技術、大直徑堿性電解槽結構優化設計與集成技術等。

　　對此，王金意分析認為，在製氫產業尚未形成規模的情況下，為避免出現產業環節缺失或發展薄弱的情況，產業上下遊協同，實現電解水製氫的經濟性尤為迫切。

　　“目前，用電成本約占電解製氫成本的60%以上，通過電極、隔膜、電解槽等關鍵材料和核心部件的技術突破，可進一步降低製氫電耗。與此同時，挖掘電解製氫在上遊電源、電網側的儲能調峰作用，可獲得更優的綜合用電價格或輔助服務補償。”在王金意看來，這不僅有利於拓展綠氫的應用場景，還能保障綠氫的生產時間和消納渠道，提高效益。

　　與可再生能源的適配性待加強

　　“與可再生能源適配性較差”是業內對堿性電解槽製氫的普遍印象。碳達峰、碳中和背景下，可再生能源規模將不斷擴大，如何突破適配性難題？

　　王金意認為，堿性電解槽與可再生能源適配性較差是相對的。相對於質子交換膜電解槽，堿性電解槽的動態響應速率較慢。但在實際應用過程中，基於安全性的考慮，電網並不希望電源或負荷快速變化。

　　“事實上，提升堿性電解槽與可再生能源的適配性，可以從提高製氫係統的快速響應能力、提高大規模電解製氫的電源效率，以及電源和製氫係統間的耦合控製等方麵加以解決。”王金意指出，這也是未來製氫技術發展的重要方向。