近日，2023第三屆中國綠氫與應用發展論壇在內蒙古鄂爾多斯正式召開。會議探討了中國綠氫產業發展現狀、技術進展、應用案例及發展前景等多個議題。

北京航宇高科氫能源科技有限公司（以下簡稱：航宇高科）總經理李俊榮發表《PEM水電解技術在綠氫中的應用問題、解決途徑與實踐》主題演講。

2021年，全球氫氣需求超過9400萬噸,我國需求量約2800萬噸，占全球的30%，是全球最大氫氣消費國。據IEA統計，在全球“凈零排放”目標下，2030年，全球氫能應用規模需達到2億噸，我國將需近4000萬噸，全球氫氣產量將達到1.8億噸，較2021年的0.94億噸翻倍增長。

電解水制氫產量將從2021年的不到4萬噸大幅增長至6170萬噸，為主要增量源。據統計，國內電解槽市場中，總裝機量可達100GW，約100倍左右的增長空間，PEM電解槽裝機可達40GW，市場空間約1000億元，電解水制氫產量比例將提高到15%以上。

目前，國內出貨量中堿性占據絕對主導，相同制氫能力的PEM電解槽成本要是現行電解槽的4-6倍，而海外PEM的成本僅為堿性的1.2-1.5倍。

李俊榮表示，綠氫制取成本是決定電解水市場空間的關鍵變量，PEM的降本路徑主要為規模放量、國產替代和技術迭代帶來的成本優勢。

計算結果表明，當PEM/AWE造價比為2.5，電價為0.3元時，利用小時數超過4000時，二者制氫成本接近，當PEM/AWE造價比1.75，PEM制氫成本開始對AWE形成較強競爭優勢。

彭博社預測，隨著PEM電解槽的規模化生產，到2030年后PEM與AWE的成本產局將大幅縮小。

目前國內已經有多個單位可生產單堆1MW規模的PEM電解槽，并將很快有單堆2MW規模的電解槽面世。且由于PEM電解槽抗壓力能力，多個電解槽的組合可構建10-20MW級的PEM裝置。2022年，航宇高科30Nm3/h及250Nm3/h PEM電解水制氫系統在燕山石化開車運行，該電解槽工作溫度為 60-80℃，工作壓力為3.0MPa，額定產氫量為200Nm3/h，最大產氫量為250Nm3/h。

技術層面，電解槽降本的主要途徑為：提高電極活性，電池堆工作電流密度從現有水平1.0A/cm2左右提高到2.5A/cm2以上；改進漿料配比、涂布工藝，降低鉑、銥催化劑負載量，控制提高產品的一致性，提高電池裝配水平，延長電解槽使用壽命；完善對雙極板的回收利用，并實現對膜電極貴金屬的回收利用；研發貴重材料的替代技術，如Nb對Ｐt的替代、不銹鋼對鈦材的替代、表面氮化防護等。

2022年，航宇高科實現了單槽MW級PEM電解槽的產業化應用，解決了國內綠氫制備的“卡脖子”關鍵技術。擁有S系列、H系列、C系列、M系列四個系列的產品，現有基礎已達到國外主流公司的技術水平，部分技術指標優于國際水平。

李俊榮總結了航宇高科針對PEM水電解制氫電解槽未來的發展規劃：要進一步提高工作電流密度，打造5MW級PEM電解槽，建設10~20MW級PEM水電解集成系統；提高壓力，近期目標為大于3.5MPa，中期目標為21~42MPa，遠期目標為大于70MP；提高極端工況下電極材料的穩定性，加強寬波動負荷的適應性；要加強核心材料的創新，強化質子膜、催化劑、膜電極的國產化替代，以降低成本。