撰文 | 張書銘；編輯 | 郭郭

→這是《環球零碳》的第208篇原創

摘要：彭博新能源財經的最新研究表明，雖然現階段中國氫氣電解槽的效率跟歐美有差距，但歐美電解設備的系統成本約為1200美元/千瓦，而中國只需300美元/千瓦，成本比西方低75%。在未來盡管西方會運用關稅等手段上制造貿易壁壘，中國仍然可以像光伏行業一樣利用價格戰獲得行業主導地位。

氫能已被認為是實現碳達峰碳中和路上必須要大力發展的清潔能源。氫氣的主要來源目前是以天然氣和煤等化石燃料為主，并且在生產過程中仍然排放著大量的二氧化碳。

電解水所產氫氣被視為“綠氫”，也被認為是氫氣生產的最終方向，同時對氫能的需求也是逐年增長。但目前綠氫成本遠遠高于化石燃料制氫。

堿性電解槽（AWE）和質子交換膜電解槽（PEM）是現在主流的兩種電解技術。電解水制氫成本主要是由設備折舊和電力成本兩部分組成，其中電解槽固定成本是未來需要通過技術進步和規模化生產來克服的難點。

6月2日，Recharge News報道了研究機構彭博新能源財經（BloombergNEF）能源專家Xiaoting Wang的最新研判，中國未來有望在綠氫電解槽設備的賽道占據主導地位，就像十年前的光伏行業一樣。因為中國電解設備的成本比西方同類產品低75%，而且同樣高效。

01 中國曾經是如何在光伏行業突出重圍？

在2000年代中期，歐洲和日本的光伏電池板制造商主導了當時的新興產業，然而在幾年內，他們就被中國大規模出現的廉價光伏組件浪潮所壓制。

Q-Cells、SolarWorld和Isofoton等前市場領導者都不得不申請破產。截至2011年，世界前十大光伏制造商中，有八家是中國的，比如現在的光伏龍頭隆基綠能、協鑫等。

BloombergNEF的研究報告認為，歷史很可能在新興的氫氣電解槽領域重演。因為目前中國的堿性電解槽目前比西方的同類產品便宜75%，同時產品質量上沒有什么巨大差別。

雖然今天的地緣政治局勢非常不同，歐洲和美國的政治家對依賴不共享其價值體系的國家來獲取關鍵商品和原材料（如俄羅斯的天然氣和石油）這件事時刻保持警惕，但這只會推遲中國在電解槽行業的主導地位。

所有西方的政客都非常緊張，因為他們不希望看到同樣的故事再發生在氫能行業。因為他們真的認為氫氣是未來能源的一個重要組成部分。

這是否意味著西方政府將尋求對中國電解槽的進口施加限制，就像歐盟委員會在2013-18年對中國光伏設備征收反傾銷關稅一樣？

政治家在制造貿易壁壘方面總是可以很有創意。如果他們想使用“反傾銷”這個詞，需要等待一段時間。因為他們需要看到足夠多的傾銷行為，才可以這樣做。

最終，對中國光伏電池板征收關稅只會增加光伏的價格，阻礙應對氣候變化的速度，這也是歐盟在2018年取消進口關稅的原因。試圖減緩進口更便宜的中國電解槽也是如此，因此任何西方保護主義都可能是短暫的。

在過去的幾十年里，世界是以這樣的方式運行的，它將優化經濟效率。為了實現同樣的目標，什么成本最低？但此刻，似乎經濟效率以外的因素正在決定事情的完成方式。但經濟效率不能被忽視。例如，美國前總統特朗普為中國制造的產品設置了這么多關稅，但現任總統拜登，此刻正試圖取消一些關稅，以降低來自中國的商品價格。

02 當下電解槽設備的成本問題

一般電解水制氫成本分為固定成本和可變成本，固定成本包括設備折舊、人工、運維等，可變成本包括制氫過程的電耗和水耗。電解水制氫的氫氣全口徑成本約50元/kg，其中制氫環節成本占比約44%，儲運環節約24%，加注環節約32%。

一般堿性電解槽的成本與其制氫能力正相關，即氫氣產量越大，電解槽設備成本越高。目前國內市場在售的堿性電解槽單臺設備制氫能力從幾十到1000Nm3/h，價格從100萬～1000余萬元不等。其中1000Nm3/h的制氫能力是當前堿性電解槽單臺設備制氫能力的上限，其價格大概在700萬～1000萬元之間。

PEM電解槽具有反應無污染、槽體結構緊湊、運行更加靈活、更適合可再生能源的波動性等優點，很多新建電解制氫項目開始選擇PEM電解槽技術。但質子交換膜和鉑電極催化劑等關鍵組件成本較高，導致PEM電解槽制造成本較高，為相同規模堿性電解槽的3～5倍。

PEM電解槽成本的下降主要在于提升電解槽工作時間。據計算，到2030年和2050年，預計電費分別為0.2元/kWh和0.13元/kWh，工作時間分別為4000h/年和8000h/年，對應PEM電解槽成本分別為1500萬元和500萬元，則對應的制氫成本分別為1.41元/Nm3和0.72元/Nm3。

隨著氫能行業的發展，氫氣需求的增加，以及技術的進步，會帶來PEM電解槽成本的下降，疊加可再生能源電力成本的下降和產氫數量的增加，最終PEM電解槽制氫成本會低于堿性電解槽。

根據BNEF的數據，目前使用西方設備的電解系統的成本約為每千瓦1200美元。相比之下，中國使用本地設備的系統為300美元/千瓦。

03 關于未來綠氫電解槽行業國際格局的討論

分析師Xiaoting Wang預測到2030年，中國和西方的電解系統都將是約0.10美元/瓦（按2020年價格計算），其中主要是中國的電解槽設備在歐洲和美國廣泛使用的結果。

西方國家向中國電解槽的轉移可能已經開始，在猶他州的一個220MW綠色氫氣項目中挪威品牌Hydrogen Pro是電解槽供應商。該公司收購了一家中國堿性電解器制造商75%的股份。因此，他們在位于歐洲的工廠可以使用中國公司的技術，從而避免針對源自中國的貨物的任何障礙。

過去兩年，諸如Peric等中國電解器制造商一直在通過當地經銷商在歐洲銷售設備。隨著開發商試圖降低成本，此舉在未來幾年只可能增長。

Xiaoting Wang表示："至少對于堿性電解槽來說，我不認為中國制造商做得比歐洲或美國的廠家差。我認為他們相當先進，而且他們在新產品開發方面正在快速發展。"

同時該分析師指出，與歐洲的1-2MW電解槽相比，中國目前流行的5MW電解槽可以減少資本支出，特別是在工廠的平衡方面。

然而，西方的電解系統在工廠的平衡方面仍有優勢。例如，中國的閥門和儀表比西方同行的質量要差，需要更多的維護，并推高了運營支出。在中國，由于勞動力成本低廉，這個問題不太嚴重。但在勞動力更昂貴的發達國家，更頻繁的維護所帶來的負面影響將被放大。

美國經濟學家Hack Heyward對此卻有著不同的解讀。他結合中國氫能與燃料電池產業技術創新戰略聯盟（CHEFCIISA）的一份報告得出，中國電解槽的效率和可靠性不如西方機器，盡管購買價格便宜四倍，但由于其效率較低，運行壽命較短，實際上會導致氫氣的平準化成本較高。

歐洲的設備在熱回收技術方面要先進得多，對氣體流動的管理也比中國的設備好，從而提高了整體效率和經濟優勢。同時歐洲的控制系統更優越，導致更好的平衡負載，并且退化速度更慢，導致更長的使用壽命。

中國制造的電解槽在電解槽堆中有較厚的分離器——1毫米，而西方的分離器不到0.5毫米，這就導致電流密度較低，因此效率較低。

與歐洲設備相比，中國機器還傾向于使用劣質的核心材料。例如，中國的電解器電極往往由多孔鎳制成，而歐洲已經進步到 "高性能鎳基合金"。

中國氫能聯盟也表示在制氫效率方面，中國還有很長的路要走。到2030年，本地生產的機器將能夠實現10萬小時的運行壽命，而目前約為6萬小時。

中國的原始設備制造商也意識到他們產品的缺點，并努力改善他們的技術。例如，中國第三大電解槽制造商CNTHE正在開發一種加壓堿性機器，與歐洲制造商通常制造的傳統非加壓堿性電解槽相比，它將增加每兆瓦時電力的氫氣輸出，并對風能和太陽能的起伏反應更靈敏。

北京也有一些國家級的研發項目來推動其氫氣產業，包括提高本地制造的堿性和PEM（質子交換膜）電解器的效率的計劃。

為了鼓勵電解器的發展和能夠進一步降低價格的規模經濟，一些城市和省份目前正在為綠色氫氣生產提供慷慨的補貼。例如，廣州市和四川省正在為電解氫生產者提供廉價的電力，而上海附近的舟山島將對使用的電力進行補貼并支付電解器系統20%的成本。

（參考資料詳見閱讀原文）

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