碱性电解槽系统的价格降得真有那么快吗？
文摘
科学
2024-08-29 11:47
北京
近两年，国内1000标方碱性电解槽跑步进入产业化应用，价格也呈现不断降低的趋势。2021年电解槽的中标价格高达1000万元左右，2023年中标平均价格降至约750万元。近期，国内市场甚至出现了中标价格不到450万元/套的案例，相较2023年平均市场价格低了近40%。相比之下，上半年电解槽公开招标规模仅有去年同期的一半左右。事实上，表面上看国内碱性电解槽中标价格快速下跌，却并非完全由制造成本下降驱动，与招标要求也有很大关系。国内绿氢产业仍处于早期，各项目的招标范围、技术要求差别较大，电解槽市场带有“定制化”的特征，价格实际上具有较大的波动性。
能景研究基于调研研究，对不同招标范围、技术要求下的碱槽价格进行了简单分类讨论，希望有所启发。01 一套完整的制氢系统包含电、气、液多个组成部分碱性制氢系统含有电源/电控、制氢电堆、气液分离、干燥纯化及一系列辅助设备等。电源及电控由各类电气装备组成，主要含变压器、整流柜、控制柜、配电柜等。直流电网下还有DC/DC变流器等。制氢电堆主要包含各种零部件及材料，包括一是核心材料，包括隔膜材料、电极材料等；二是各类辅件，如垫圈等；三是大量金属加工件，如镀镍双极板等；气液分离、干燥纯化两部分主要由各种组件组成，一是各类容器装备，如气液分离器、吸附塔等；二是各类仪表、阀门、泵，如氧中氢分析仪、压力变送器等。根据某产品案例，一套5MW碱性电解槽系统中的电堆成本约占60%，气液分离及纯化部分分别约占12%，电源（晶闸管）及电控占约16%。02 根据项目招标范围不同，电解槽中标价格差距达百万元/套国内对整套系统通常分成多个部分进行招标，对电解槽电堆来说至少有3种招标组合情况。一是包含电源、电堆、气液分离/纯化的完整系统。从国内招投标情况来看，现阶段一套完整的1000Nm3/h系统的市场价格一般在800万元/套以上，有更多性能、配件、服务要求的情况下可达到近1000万元/套。二是仅采购电堆及气液分离/纯化装置。该情况下制氢电源部分一般另外单独招标。若仅采购电堆及气液分离/纯化装置，目前公开的市场价格一般在680~750万元/套之间，部分项目会达到800万元/套以上。三是仅采购电堆及气液分离等部分。该情况下价格一般在500~600万元/套左右，当采用“多对一”方案等情况下，部分时候价格甚至能够降到500万元/套以下。03 不同技术要求下，一套完整制氢系统的价格也有较大差异随着国内绿氢项目建设探索的增多，国内绿氢项目对碱性电解槽的技术要求等也开始逐渐细致化、差异化。典型体现在对制氢电源、制氢电堆、气液分离/干燥纯化装置等方面的要求。对电源，一般项目会指定整流器的技术路线，如晶闸管、IGBT等；对变压器的数量、种类也有相应要求，如有的项目要求“1拖2”（1套变压器对应2套整流器）等。此外，现阶段项目大多会对制氢电源的能量效率、谐波等提出要求。根据能景研究调研，一套5MW电源系统价格低者100万元/套左右，价格高者接近或超过250万元/套。对制氢电堆，招标项目会提出性能指标要求，如电解槽的能耗、功率波动范围等；某些项目也会提出对零部件类型、技术路线的要求，比如使用复合隔膜、高电流密度电极。根据能景研究调研，5MW电堆部分价格低者不足400万元/套，价格高者或超过450万元/套。对气液分离/干燥纯化装置，国内绿氢项目一般会对气液分离/纯化装置的配置规格、数量等提出要求，如1套气液分离装置对应多台电解槽的“2对1”、“4对1”方案等。也有项目会对零部件品牌等提出要求，典型如要求使用进口仪表等。根据能景研究调研，5MW电解槽对应气液分离/干燥纯化装置价格高者可达约300万元/组，“多对一”方案可节省约20%至30%左右成本。不同配置要求下，一套完整系统的价格差异也能够达到百万元/套。其中，制氢电源技术路线、电解槽性能要求、气液分离/纯化装置“多对一”方案及仪表品牌要求等是最大影响因素。2023年内蒙古某绿氢项目中整套系统中标价格约990万元/套，同年吉林某绿氢项目整套系统招标价格合计约850万元/套。04 技术创新仍是现阶段实现“降本”的主要路径之一现阶段，国内绿氢项目的电解槽公开招标多以“电堆+气液分离+纯化”为主。仅考虑这部分，2022年国内平均价格接近750万元/套，2023年国内平均价格约718万元/套，价格总体略有下降。但若再考虑制氢电源等，部分项目中价格甚至略有上升。目前，成本控制仍是国内绿氢项目投资关注的焦点。国内制造商、项目设计院等开始探索从电解槽到整体系统的优化降本。比如制氢电堆层面，通过技术迭代等提升“性价比”。尤其核心材料方面，近年来市场上的高电流密度新型电极、低内阻隔膜材料开始批量涌现，部分绿氢项目也开始计划试用复合隔膜等新技术。理论上核心材料的升级能够减少电解槽必要的电化学反应面积，相近成本下实现更高性能。制氢系统层面，通过制氢系统的规模化、集成化等来实现降本。典型如精简电解槽后处理系统，国内现阶段绿氢项目多数开始采用“2对1”、“4对1”方案，部分项目也开始采用3000Nm3/h电解槽提升集成化，降低系统投入。电氢一体化工程层面，通过系统优化降低制氢成本。典型有离网/并网的搭配、风光资源的配置、储能配置等。比如近期，国内部分项目开始探索网电、储能与制氢的结合，以提升电解槽利用时长，实现降本。现在微信公众号打乱了时间线。希望喜欢【能景氢研】的读者朋友们将本号【设为星标★】，方便找到我们。
