“PEM制氫路線和風光發(fā)電高度耦合，擁有確定性的適用場景，是未來5年最值得投資的細分行業(yè)之一。” 賽克賽斯項目總監(jiān)黃方在2022高工氫電年會上表示，PEM制氫是確定性的綠氫主流路線，從未來的發(fā)展趨勢來看，PEM電解水制氫設備市場是高度確定的十年百倍高增長賽道，潛力巨大。

在2022高工氫電年會的氫氣制儲運專場，賽克賽斯項目總監(jiān)黃方發(fā)表了“PEM制氫推開綠氫賽道大門”的主題演講。他對PEM制氫的市場空間、技術(shù)路線和競爭格局進行了深入分析，并介紹了賽克賽斯在PEM制氫領域的實踐。

PEM制氫市場空間廣闊

PEM制氫的廣闊市場得益于氫能的能源屬性開始顯現(xiàn)。

一方面，中國的風光等可再生能源占比逐步提升，而氫能和現(xiàn)有能源體系和未來的能源結(jié)構(gòu)可以高度耦合；另一方面，從國家能源安全的角度來看，發(fā)展氫能也是拓展未來國家能源體系的重要組成部分。而氫能具有零排放、TWh級長時儲能、高能量密度、可燃燒供熱、跨季節(jié)地區(qū)轉(zhuǎn)移等多種優(yōu)良特性，這也讓氫在雙碳目標下，成為最合適的能源載體。

在雙碳目標頂層設計上，氫能源作為合適的能力載體給電解水制氫領域帶來蓬勃發(fā)展的機會，風光等可再生能源占比從2020年的6%到提升到2050年碳中和后的60%，再加上可再生能源的整個的電網(wǎng)和基礎設施的建設，結(jié)合制氫再到后端應用，這將給氫能整個發(fā)展體系帶來很大的發(fā)展空間。

從市場機會來看，氫氣用途廣泛，現(xiàn)有存量和未來存量的市場巨大。根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)預測，到2050年，全球氫氣需求量達到5.3億噸，氫燃料電池領域的用氫量將達到1.02億噸。

在氫氣的各種來源中，綠氫是氫氣制備的大勢所趨，已經(jīng)具備經(jīng)濟性且不斷提高。而影響綠氫價格的主要因素是電價，特別是在不同電價條件下，綠氫的成本存在較大的差異。

“在現(xiàn)有制氫設備條件下，用風光電制氫已經(jīng)可以做到平價。”黃方表示，現(xiàn)階段光伏發(fā)電的成本已經(jīng)可以做到0.15元，在這個條件下電解水制氫的成本可以控制在10元/kg左右，而通過0.22元的谷電制氫，也能將制氫成本控制在15元/kg以下。

除了風光等可再生能源的發(fā)展可以降低綠氫成本，核心設備和材料的國產(chǎn)化也是降本的重要組成部分。“目前我們的重點是從催化劑的用量和功率密度提升上來降低設備成本。”黃方表示，電解水制氫形成規(guī)模化以后，隨著資本投入的分攤，以及標準化的生產(chǎn)的出現(xiàn)，電解水制氫設備成本還有進一步降低的空間。

PEM是確定性的綠氫主流路線

“從技術(shù)路線來看，PEM制氫具備更好性能+可驗證經(jīng)濟性，PEM制氫是確定性的綠氫主流路線。”黃方認為，從啟停和響應、電流密度、運輸需求、系統(tǒng)壽命、污染程度等多個層面對比，PEM電解水制氫在和可再生能源耦合方面都有明顯優(yōu)勢。

一般而言，堿性制氫在電流密度上存在天花板，PEM制氫能輕松突破堿性的天花板，且其在啟動速度方面擁有更大的優(yōu)勢，并且相較于堿性電解水制氫，PEM電解制氫過程中使用純水而非堿液，這樣一來也可以免去了后期回收和治污的成本。同時，PEM電解水制氫設備在全生命周期內(nèi)維護成本更低。

最關(guān)鍵一點在于，PEM電解水制氫設備的負荷調(diào)節(jié)范圍相比堿性設備更加寬泛，在應對可再生能源發(fā)電間歇性和波動性上更加得心應手。

但是由于PEM電解水制氫設備的缺點是初次購置成本高，這在很大程度上影響了其市場的推廣。

“從全生命周期來看，PEM制氫的成本和堿性路線的成本比較接近。”黃方表示，PEM電解槽中的貴金屬是具備回收價值的，目前的市場行為并沒有把這部分回收的價值算入進去，如果將催化劑中的貴金屬納入商業(yè)行為，PEM電解水制氫在經(jīng)濟性上完全可以同堿性路線PK。

從未來的發(fā)展趨勢來看，PEM電解設備市場是高度確定的十年百倍高增長賽道；從競爭格局來看，目前海內(nèi)外技術(shù)水平差異小，在時間窗口期內(nèi)技術(shù)產(chǎn)品領先的公司有望成為世界級企業(yè)。

爭做國內(nèi)PEM電解制氫領軍者

山東賽克賽斯氫能源有限公司（簡稱“賽克賽斯”）成立于2007年，長期以來深耕PEM制氫系統(tǒng)研產(chǎn)，是PEM制氫行業(yè)的領軍企業(yè)，也是國內(nèi)唯一實現(xiàn)PEM制氫電堆全型號覆蓋的公司。公司擁有國內(nèi)最大的電解槽產(chǎn)能，具備全棧式自主可控技術(shù)，國產(chǎn)材料的使用率超過95%，并建立了嚴格的品控體系和供應鏈體系。

現(xiàn)階段賽克賽斯的電解水制氫設備已廣泛應用于高端實驗室、電子半導體廠、電廠氫站、制氫站、氫儲能等領域，全系產(chǎn)品通過CE、Rohs認證，公司自主研制的MW級PEM制氫單電解堆對標進口品牌，填補我國能源級PEM制氫裝備空白。

近年來，賽克賽斯在PEM電解水制氫的技術(shù)研發(fā)、新產(chǎn)品推出和市場拓展等多個方面都取得了較大的進展。

技術(shù)研發(fā)方面，公司從2018年開始承擔兆瓦級的固體聚合物水電解制氫技術(shù)；再到2019年參與起草了水電解制氫的國家兩項標準，并牽頭起草了PEM水電解制氫的團體標準；2021年公司與中石化、東岳未來氫能一起承接低成本PEM水電解關(guān)鍵制氫材料的國家重大專項；不久前，賽克賽斯獲評為國家級小巨人企業(yè)。目前，賽克賽斯牽頭申報的2022年國家科技部氫能領域重大專項也獲得了公示。

截至目前，賽克賽斯通過30年的研發(fā)積累，已經(jīng)掌握了全棧式自主可控技術(shù)，實現(xiàn)包括核心質(zhì)子交換膜、催化劑和膜電極等關(guān)鍵材料、部件在內(nèi)的核心技術(shù)和工藝的自主可控。

產(chǎn)品方面，賽克賽斯擁有從幾十毫升每分鐘到幾百立方每小時制氫能力的全方位產(chǎn)品矩陣。在大標方產(chǎn)品方面，2021年公司第一個單槽1MW產(chǎn)品落地，2022年單堆5兆瓦PEM設備已經(jīng)到了中試的階段，今年年底會實現(xiàn)產(chǎn)品的落地。賽克賽斯追求產(chǎn)品的穩(wěn)定性、安全性以及壽命驗證。公司目前最早一批設備已經(jīng)累計實現(xiàn)了12萬小時的穩(wěn)定運行，兆瓦級產(chǎn)品已經(jīng)實況運行了4000多個小時，穩(wěn)定性和可靠性得到充分驗證。

市場拓展方面，賽克賽斯的多場景應用制氫設備已經(jīng)出口了40多個國家和地區(qū)，在新能源場景下與頭部客戶合作密切，公司已經(jīng)與國網(wǎng)、南網(wǎng)、中車以及國電投這些央企都建立了合作關(guān)系，目前公司正在建一個占地180畝的工廠，主要建設制氫膜電極的產(chǎn)線以及電解槽的產(chǎn)線，這樣能讓公司的年生產(chǎn)能力達到GW級。

“戰(zhàn)略規(guī)劃上我們預期會在2024年左右搶占大標方的市場驗證，產(chǎn)品出海，實現(xiàn)全球化的產(chǎn)品銷售。”黃方表示，到2025年多技術(shù)路線的發(fā)展，加上制氫上下游的業(yè)務拓展，賽克賽斯將實現(xiàn)PEM制氫在整個氫能領域的布局。