世界讲碳会 | 看氢辉能源如何攻关电解水制氢卡点

2023年6月7日，第一届世界讲碳会暨深圳市龙岗区首届氢能产业峰会在深圳隆重举行。氢辉能源（深圳）有限公司（以下简称氢辉能源）携多款产品亮相展会；氢辉能源董事长、国家“特聘”专家李辉受邀出席，并在大会发表题为《电解水制氢产业链卡点与攻关》的主题演讲。

“‘绿氢科技构建零碳未来’不仅是氢辉能源的愿景，更是整个能源发展的必然趋势。”在演讲中李辉介绍到，据统计，2030年国际市场可再生能源电解水制氢量预估为7972万吨，对应约1993GW的PEM电解水装机容量，按照150万元/MW的售价，未来目标市场总量将达3万亿人民币，在全球双碳背景加持下，电解水制氢将迎来高速发展阶段。

目前，电解水制氢技术方向主要包括：碱性（ALK）电解水制氢、质子交换膜（PEM）电解水制氢、阴离子交换膜（AEM）电解水制氢等。当前国内多数企业出于经济性因素考虑，将碱性电解槽作为首选，PEM电解水制氢因具有快速响应和灵活调节能力，能够真正适应风光波动，现在已逐渐被市场接受。李辉判断到，未来几年电解水制氢的发展方向将采用碱性电解槽与PEM电解槽混合使用的“电电混合”模式，即在稳定供电的情况下使用碱性电解槽，利用其价格优势进行制氢；在电力波动的情况下，由更适合波动性和间歇性电力输入的PEM电解槽进行制氢。将PEM电解槽与碱性电解槽结合使用，可真正在离网波动性电力情况下提高系统能源利用率，并从系统层面上保证成本效益。

当前，国内PEM电解水制氢产业链关键卡点就是在质子交换膜、膜电极等核心材料的研发及制造上，国内相关企业少，且缺乏核心技术的全面产业化发展。李辉表示，“在电解水制氢这样未被大众市场熟知的领域，在未来也可能面临被制约的情况，国内电解水制氢的发展重心之一是聚焦于核心材料的研发生产，氢辉能源要做的就是打破国产电解水制氢关键材料‘卡脖子’的困难局面。”自公司成立以来，就专注于PEM电解水制氢关键材料及部件的国产化、产业化，旗下核心产品包括80-100um增强型质子膜、膜电极、PEM电解槽及PEM电解槽多通道测试台等，目前均已上市且具备快速交付能力。

“除核心材料研发制造难题外，成本是制约PEM电解水制氢规模化应用的另一大难题。”李辉提到，目前PEM电解水制氢设备成本是碱性（ALK）电解水制氢设备成本的4倍左右。氢辉能源自成立以来坚持正向研发，拥有明确的降本路径，主要为核心材料部件的国产化、产业化及技术升级迭代，以此推动PEM电解水成本的持续降低。其途径包括，降低铱用量：由3mgIr/cm2下降至0.5mgIr/cm2；氢辉能源自研80~100微米双增强型质子膜替代进口180微米质子膜，性能提升同时材料减少；优化膜电极提升性能：1.5~2.0A/cm2@1.8V 升至2.0~3.0A/cm2@1.8V；极板及多孔传输层等材料规模化生产后带来的行业发展红利。

在明确降本路径后，氢辉能源着重强化降本的关键——产能。公司落户深圳市龙岗区后，便快速搭建产品生产线。其中，膜电极产线已落地投产，该产线可实现600mm宽幅的连续、间歇生产，年产能达10万平米（4GW）；同时，质子交换膜产线预计于今年7月正式投产，年产能可达10万平米（4GW）；此外，PEM电解槽柔性半自动组装线也将于今年8月正式投产，该产线节拍为4个堆/10H，可实现年产能1GW。产线的成功落地，配合公司的技术迭代，预计在2024年，氢辉能源可将PEM电解槽成本降低至200万元/MW，这将极大促进PEM电解水制氢的规模化应用。

绿色低碳发展已成为全球共识，各国也纷纷加快氢能落地应用。当前国内电解水制氢行业的发展重心既要聚焦于核心材料的突破，也要加强上下游企业核心材料国产化、产业化，进一步降低整体应用成本。氢辉能源作为一家创新研发能力一流的氢能企业，希望更加迅速地将PEM电解水制氢创新技术转化为规模化的先进产能，并在各场景中实现应用。同时，公司已超前布局AEM电解水制氢技术，AEM电解槽demo预计2023年底完成，氢辉能源已有用于工程放大的装备设备，目前处于中试放大阶段，预计2024年底实现量产。另据李辉透露，氢辉能源本月将交付12台50标方PEM电解槽，这将是国内规模较大的正式产品交付。

本次大会以“低碳引领未来，氢能改变生活”为主题，由深圳市龙岗区人民政府指导，龙岗区发展和改革局主办。大会邀请氢能产业链上中下游的权威专家、优秀企业家、业内精英齐聚深圳国际低碳城，明析氢能等产业未来发展趋势及热点，共同探索氢能产业发展新技术、新模式和多样化应用场景，强化氢能行业交融合作。

本次大会，氢辉能源旗下BHN-100um增强型质子膜、膜电极、BHN-S50电解堆等产品亮相展会，成为本次展会关注的焦点，吸引政府领导、科研单位、氢能从业人士等众多观众莅临展台参观交流，公司的研发实力、产品性能、技术优势等得到一致好评和认可。