與化石能源制氫相比，PEM和AWE制氫技術(shù)在生產(chǎn)運行成本與設(shè)備投資成本上仍然是相對昂貴的。但考慮到技術(shù)快速進步、相應(yīng)零部件供應(yīng)增加、巨大氫能市場需求和能源戰(zhàn)略部署等因素，這兩項電解制氫技術(shù)在降低成本方面極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>
而對于固體氧化物以及陰離子交換膜電解技術(shù)而言，成本降低相對困難，因為只有少數(shù)幾家公司在其商業(yè)化方面努力。此外，其許多組件仍停留于實驗室規(guī)模的水平，沒有原始制造商開展生產(chǎn)和商業(yè)化。與AWE或PEM電解制氫相比，固體氧化物以及陰離子交換膜電解技術(shù)發(fā)展任重道遠。
成本組成：
電解水制氫成本一般包括：①設(shè)備成本；②能源成本（電力）；③其他運營費用；④原料費用（水）。其中，能源成本即電力成本占比最大，一般為40%~60%（AWE/PEM），甚至可達80%，該部分主要由能源轉(zhuǎn)化效率（即電解制氫效率）因素驅(qū)動，設(shè)備成本占比次之。如圖2所示，依據(jù)國際可再生能源署IRENA（2020）的測算結(jié)果，相比于電價65美元/MWh（0.42元/kWh）時，當電價為20美元/MWh（0.13元/kWh）時制氫成本大幅下降，且下降幅度明顯高于由于電解槽設(shè)備成本降低（由1000美元/kW降至650美元/kW）帶來的成本下降幅度，即設(shè)備成本的降低不能彌補高電價帶來的影響。
對于中國市場而言，當制氫成本降至20元/kg以下時，相比于化石能源制氫，電解制氫才具有一定的競爭優(yōu)勢，此時可再生能源電價需降低至0.3元/kWh以下。據(jù)IRENA與Hydrogen Council預(yù)測，到2050年可再生能源制氫成本將降至1美元/kg（6.5元/kg），如圖1和圖2所示。
計算假設(shè)：2020年產(chǎn)氫能耗51.2 kWh/kg，2050年產(chǎn)氫能耗43.8 kWh/ kg，折舊率8%，電解槽壽命80 000 h，2020年電解槽設(shè)備成本為650~1000美 元/kW，2050年成本為130~307美元/kW，且部署容量為1~5 TW。
圖 1 2020—2050年期間綠氫成本變化趨勢
計算假設(shè)：天然氣價格2.5~6.4美元/GJ，平準化電力成本25~73美元/ MWh（2020年）、13~37美元/MWh（2030年）、7~25美元/MWh（2050年）
圖 2 不同生產(chǎn)路徑氫氣成本變化趨勢
如圖3所示，對于堿性電解槽而言，設(shè)備成本主要由電極、膜片等核心部件的成本驅(qū)動。在堿性電解槽電解電堆的成本組成中，超過50%的成本與電極和膜片有關(guān)，相比之下，PEM電解槽電解電堆中膜電極成本占比為24%。在堿性電解槽中雙極板只占電解電堆成本的一小部分，而PEM電解電堆中的成本占比則超過50%，這是由于堿性電解槽的雙極板設(shè)計更簡單，制造更簡單，材料更便宜（鍍鎳鋼），重新設(shè)計電極和膜片可降低成本。堿性電解制氫系統(tǒng)的輔機部分，堿液循環(huán)以及氫氣后處理對成本降低較為重要。
圖 3 1MW堿性電解槽的成本組成
如圖4所示，對于PEM電解槽而言，電解電堆設(shè)備成本主要由雙極板等核心部件的成本驅(qū)動。在PEM電解槽電解電堆中雙極板成本占比約53%，主要因為其通常需要使用Au或Pt涂層。技術(shù)創(chuàng)新在雙極板的性能和耐久性增強以及成本降低方面發(fā)揮重要作用。目前正在研究價格更低廉的替代材料，如使用Ti涂層來保持其功能特性不受影響，同時降低成本。稀有金屬Ir是膜電極材料的重要組成部分，在實際應(yīng)用中，雖然Ir在整個PEM電解系統(tǒng)中成本占比不到10%，但由于供應(yīng)嚴重不足，可能成為后期PEM電解槽生產(chǎn)的瓶頸。PEM電解制氫系統(tǒng)輔機組成中的水循環(huán)和氫氣后處理也是降低成本的重要領(lǐng)域。
圖 4 1MW PEM電解槽的成本組成
成本降低途徑
降低綠氫成本不僅需要政府在可再生能源電力上的政策傾斜與激勵，還需要科研人員在關(guān)鍵材料研制上的進步與突破，以擴大生產(chǎn)規(guī)模，從而降低設(shè)備成本。電解制氫設(shè)備成本可從兩個方面減少。
一是從電解槽設(shè)計與單電池材料入手，使用較少的關(guān)鍵材料，尤其是Pt、Ir等成本較高的貴金屬材料，或用非貴金屬材料（Ni、Fe等）取代。重新設(shè)計電解槽以實現(xiàn)更高的效率（更低的電力成本）、更高的耐久性（更長的壽命）以及更高的電流密度，可通過優(yōu)化膜厚度來降低歐姆電阻（同時還需兼顧氣體滲透問題），以提升電解效率，對多孔層傳輸層（PTL）、雙極板流道等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如優(yōu)化孔隙率、孔徑、厚度等PTL結(jié)構(gòu)參數(shù)，采用三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)流場等，以提升電解槽性能與壽命。
二是從增加單槽和工廠生產(chǎn)的規(guī)模來提升應(yīng)用經(jīng)濟性，通過執(zhí)行高通量、自動化的制造工藝，降低每個組件的成本。提升單槽規(guī)模可以帶來規(guī)模經(jīng)濟效益，盡管由于泄漏、大型組件制造限制、大型組件機械不穩(wěn)定、電池最大面積限制等問題，單槽規(guī)模的提升范圍有限，但仍舊可產(chǎn)生強大的經(jīng)濟效應(yīng)。
德國PlanDelyKad的研究發(fā)現(xiàn)，100MW堿性電解槽（成本520歐元/kW）比5MW電解槽（成本1070歐元/kW）的成本降低了約50%。但是，當超過10~20MW時，增加容量帶來的成本降低幅度將大大減弱，如圖5所示。
圖 5 電解槽投資成本與模塊容量的關(guān)系
未來技術(shù)發(fā)展方向
中國已成為世界第一產(chǎn)氫大國，工業(yè)氫氣產(chǎn)量領(lǐng)跑全球。根據(jù)相關(guān)測算，預(yù)計中國2060年部署電解制氫裝機容量約500GW。中國在未來的氫能源市場中不僅是產(chǎn)氫大國，更是用氫大國。預(yù)計到2060年，氫能在交通運輸、儲能、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域廣泛使用，中國的氫需求量由目前3000多萬t提升至約1.3億t，提升300%以上。
未來氫能有望打通可再生能源電力在交通、工業(yè)和建筑領(lǐng)域終端應(yīng)用的滲透路徑，逐步降低化石能源在這些終端領(lǐng)域的消費比重。隨著材料和部件制備、系統(tǒng)集成等技術(shù)的突破，氫能綠色制取技術(shù)將朝著延長運行壽命、提升單體功率、降低安全風險和成本等方向發(fā)展，關(guān)鍵部件材料實現(xiàn)國產(chǎn)化，制氫單體功率將提升至10MW級，系統(tǒng)單位能耗不高于4kWh/m3。實現(xiàn)氫能的規(guī)模化應(yīng)用，還需在以下方面進行深入研究。
1）研究新能源輸入對電解槽及制氫系統(tǒng)影響，解決可再生能源高比例并網(wǎng)問題。
在新能源隨機性、波動性輸入下，制氫系統(tǒng)變工況及頻繁啟停運行特性引起的氫氧濃度、壓力變化，對設(shè)備安全、穩(wěn)定運行提出新要求。目前國際上對以上方面研究較少，新能源輸入對電解槽及制氫系統(tǒng)影響的微觀分析和實驗研究數(shù)據(jù)尚且不足，電解設(shè)備與波動電源之間的匹配性與兼容性有待提高。因此，近期需要對新能源輸入對電解槽及制氫系統(tǒng)（以AWE和PEM為主）的影響進行深入研究，以推動可再生能源電解制氫的大型示范應(yīng)用。
2）提高電解槽和系統(tǒng)可靠性與耐久性。
目前，中國電解槽和系統(tǒng)在全工況下的可靠性與耐久性等與國際先進水平仍存在差距。電解槽系統(tǒng)可靠性與壽命不僅與電解電堆相關(guān)，還依賴于配套的輔機設(shè)備。因此，需進一步加強電解槽產(chǎn)品的可靠性與耐久性研究，促進電解制氫技術(shù)參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻，增加與電網(wǎng)互動。
3）提升電解槽關(guān)鍵材料與核心部件自主化研發(fā)水平。
由綠氫成本分析可知，電極、膜片、雙極板等成本占比較高，但目前中國在關(guān)鍵材料、核心部件上的研發(fā)水平與國外差距較大，且嚴重依賴國外進口，不具備批量生產(chǎn)的能力，這嚴重制約了中國電解制氫產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。因此，亟待加強關(guān)鍵材料核心部件的自主化研發(fā)水平，加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的批量制備方法，全面實現(xiàn)關(guān)鍵材料與核心部件的國產(chǎn)化。
第六屆世紀氫能與燃料電池大會
會議背景
為進一步構(gòu)建政產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新平臺，CHEC2026第六屆世紀氫能與燃料電池大會定于2026年3月24日在北京召開。大會以 “氫啟新程，聚力騰飛”為主題，聚焦 “十五五” 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，邀請央國企、行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、高校科研院所及金融機構(gòu)代表齊聚一堂，圍繞技術(shù)創(chuàng)新、降本路徑、商業(yè)模式重構(gòu)及全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同展開深度交流，推動制、儲、運、加、用各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，助力氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量躍升。
大會同期將舉辦氫能觀察 “金鼎獎” 評選及頒獎盛典，表彰行業(yè)年度標桿企業(yè)與創(chuàng)新成果，凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展合力。
會議信息
1、組織形式
主辦：中國氫能100人論壇 | 世紀新能源網(wǎng)
承辦：氫能觀察 | 氫能項目情報
2、參會規(guī)模
300人
3、時間地點
時間：2026年3月24日
地點：中國·北京
4、參會范圍
能源化工央國企業(yè)、政府主管部門、電解槽、儲氫系統(tǒng)、隔膜壓縮機、燃料電池系統(tǒng)、電堆、質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層、膜電極(MEA)、雙極板及其他材料等相關(guān)企業(yè)、科研單位、協(xié)會、銀行、投資基金券商等。
5、擬邀單位（排名不分先后）
中核、中石油、中石化、中海油、國家管網(wǎng)、國家電網(wǎng)、華能、大唐、華電、國家電投、三峽、國家能源、國投、招商局、華潤、中國商飛、中國能建、中國電建及美錦能源、國氫科技、陽光氫能、隆基氫能、天合元氫、三一氫能、上能電氣、禾望電氣、派瑞氫能、氫通能源、氫璞創(chuàng)能、億華通、厚普股份、氫晨科技、中集安瑞科、中車株洲所、億緯氫能、明天氫能、海德利森、大陸制氫、航天氫能、科威爾、重慶耐德、福瑞電氣、一汽、上汽、寶武、中交、河鋼、首鋼等相關(guān)單位。
“十五五”戰(zhàn)略展望：氫基能源發(fā)展、支持政策、全球化
1.2026年中國氫基能源場展望和挑戰(zhàn)
2.2026 年中國電解槽市場展望和挑戰(zhàn)(獨家)
3.2026 年國際對綠色氫能市場展望和挑戰(zhàn)
4.“十五五”中國氫能產(chǎn)業(yè)政策展望和挑戰(zhàn)
5.“十五五”氫能資本市場展望和挑戰(zhàn)
6.“十五五”氫能低空經(jīng)濟展望和挑戰(zhàn)
7.“十五五”氫能交通領(lǐng)域展望和挑戰(zhàn)
8.氫能消費主要市場:歐洲中東綠氫市場及標準準入
重塑能源及工業(yè)格局 風光氫醇氨一體化從示范到規(guī)模化。
1.以電氫協(xié)同助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的探索與思考
2.綠氫經(jīng)濟性拐點:堿性技術(shù)度電成本(LCOH)的臨界條件測算
3.大規(guī)模綠氫項目堿性電解槽技術(shù)難點探討
4.綠氫制備降本-PEM 電解技術(shù)突破與應(yīng)用
5.不同溫度環(huán)境下的 AEM 電解性能優(yōu)化
6.堿性電解槽隔膜的材料選擇與性能優(yōu)化
7.堿性電解槽制氫電極最新技術(shù)進展探究
8.電解槽密封材料與耐久性提升技術(shù)
9.雙極板材料選擇與性能優(yōu)化，性能提升的關(guān)鍵密碼
10.適應(yīng)風光波動電源的10%-150%動態(tài)響應(yīng)技術(shù)
11.S0C未來發(fā)展趨勢與產(chǎn)業(yè)化路徑
12.摻氫天然氣輸送與利用關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用
氫能交通專題：重卡、無人機、兩輪車應(yīng)用技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新和挑戰(zhàn)
1.氫能無人機關(guān)鍵技術(shù)研究進展
2.氫能無人機場景應(yīng)用探索與規(guī)模化發(fā)展
3.液氫飛機輕量化技術(shù)趨勢
4.氫燃料電池無人機的商業(yè)化經(jīng)驗分享
5.大重載氫電無人機商業(yè)應(yīng)用探索
6.氫能兩輪車“小場景大價值”的“試驗場”
7.氫兩輪車解決“最后一公里”出行問題
8.氫燃料電池用碳材料的產(chǎn)業(yè)化進展
9.基于實際場景的氫安全試驗評價技術(shù)研究與實踐
報名聯(lián)系
劉老師:13756043953
楊老師:13843020772
滿老師:18043147317
