2021年中國電解水制氫成本構成分析（圖）

中商情報網訊：“綠氫”全稱可再生能源電解水制氫。電解水制氫的原理是在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。根據電解槽隔膜材料的不同，電解水制氫主要分為堿性電解水、質子交換膜電解水（PEM）和固體氧化物電解水（SOE）三類。其中，堿性電解水技術已經實現工業規模化產氫，技術成熟；PEM處于產業化發展初期；SOE還處在實驗室開發階段。

綠氫生產成本仍相對較高，未來降本空間潛力較大，且碳稅的增加有望加快綠氫對其他能源類型的替代。在現有技術和規模的情況下，綠氫的生產成本仍相對較高（約2.5-4.6美元/公斤，灰氫和藍氫的生產成本在1.4-2.9美元/公斤H2左右）；但是隨著可再生能源電價的持續降低和電解槽技術的提升，綠氫生產成本仍將持續下降；如果考慮到碳稅在未來的引入（假設50美元/噸），則綠氫的生產成本分別有望在2030/2032/2038年超過藍氫/灰氫/LNG（亞洲）。

目前，綠氫成本高于藍氫，隨著制氫技術的發展，未來其成本將大幅下降。在政策和碳稅的扶持下，未來能與化石燃料比肩。

資料來源：彭博社、中商產業研究院整理

電解水制氫成本占比

電解水制氫的成本主要取決于電費。據統計，2020年我國化石能源制氫占比達67%，而電解水制氫只占3%。當前化石能源制氫由于成本優勢占據主導，電解水制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高等優勢。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約5度/立方米，電費成本約占85%，因此其經濟性受電價的影響大。如果按照平均工業電價0.6元計算，成本約40-50元/kg，明顯偏高。據估算，當電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。

數據來源：中國氫能聯盟、中商產業研究院整理

電解槽是電解水制氫系統的核心部分。電解水制氫系統由電解槽及輔助系統組成，其中電解槽是電解反應發生的主要場所，輔助系統則包括電力轉換、水循環、氣體分離、氣體提純等模塊。從成本構成來看，電解槽在制氫系統總成本中的占比約為40%-50%，此外電力轉換系統、水循環系統以及氫氣收集系統也在總成本中占據較高的比例。

數據來源：IRENA、中商產業研究院整理

綠氫降本核心：電價&電解槽

當前綠氫生產成本中占比較高的是電價和設備成本，因此未來綠氫生產降本的核心也在上述兩個環節。據統計，當電解槽設備成本降低超過80%，可再生能源電價從當前的53降至20美元/MWh（約0.1元/kWh），輔以電解效率、滿載小時、電解槽壽命等因素的提升，未來綠氫成本有望降低至0.7-1.7美元/公斤H2，和其他制氫方式、乃至其他化石能源相比均具有一定的經濟競爭力；此外，在碳中和背景下，未來碳價的引入和提升將進一步提升綠氫的競爭力。