電解制氫作為一種重要的綠色氫能生產技術，其技術經濟可行性對于其在動態能源系統中扮演核心角色至關重要。我們可以從材料可用性、投資成本、運營成本、壽命和效率四個關鍵參數，對當前電解技術（主要是堿性電解與質子交換膜電解）的現狀與展望進行分析。

一、材料可用性

材料可用性是評估電解技術可持續性與大規模應用潛力的基礎。

堿性電解： 該技術材料資源充足，不存在明顯的“瓶頸”。目前已有兆瓦級產品上市。其核心材料鎳全球年產量巨大，且可從不銹鋼中大量回收；電解質KOH可通過氯堿電解法大規模生產，年產量超百萬噸。

質子交換膜電解： 該技術的材料可用性受到較大限制，因其依賴鉑、銥、釕等貴金屬作為催化劑。這些金屬年產量極低，且與鉑的生產直接相關。盡管從總量上看，建設吉瓦級制氫項目所需的貴金屬量占年產量比例不高，但市場的微小波動仍可能導致成本顯著變化。

二、投資成本

投資成本是決定項目初始投入的關鍵因素。

目前，電解廠的投資成本介于1000至2000歐元/千瓦之間，其中成本下限通常對應堿性電解，上限對應質子交換膜電解。根據預測，到2030年，兩類技術的投資成本有望降至約600歐元/千瓦。

實現這一降價目標的關鍵在于規模化與自動化生產。目前電解槽功率相對較小，多用于細分市場，尤其是質子交換膜電解，其成本下降更依賴于技術創新。而堿性電解作為成熟技術，其成本下降將主要依賴于產量的提升。

三、運營成本（不包括電力成本）

運營成本主要指維護和維修費用，不包括占大頭的電力成本。

基本構成： 運營成本通常占資本支出的2%至5%，包括計劃內/外維護和材料成本。具體成本因工廠規模而異，因為維護人力并不隨規模線性增加。例如，1MW系統的年維護成本可能占資本支出的5%，而10MW系統的占比可能降至2%。

成本細分： 運營成本分為人工成本和材料成本。材料成本與采購相關，約占采購成本的1.5%；人工成本則因工廠所在地、規模及員工能力差異很大。對于超大型制氫廠，單位勞動力的成本通常更低。需要注意的是，若考慮電力成本，它將是運營成本中的最主要部分。

四、壽命和效率

壽命和效率直接關系到系統的長期經濟性。

壽命： 電解槽的壽命取決于其電壓下降率，即為了維持穩定產氫量，需要逐漸增加運行電壓。電壓下降由催化劑、電解質、隔膜等部件的衰減引起，會導致電極過電位和歐姆電阻增加。

目前，堿性水電解系統的電壓下降率較低，為0.4至5微伏/小時。

質子交換膜電解槽的電壓下降率較高，可達15微伏/小時。

電壓下降意味著系統效率隨運行時間而降低。在正常條件下，電解槽不會完全失效，但其壽命與可接受的效率損失相關。據主要制造商估計，堿性電解槽的使用壽命可達90,000小時。

效率： 在規劃新系統時，必須考慮效率隨運行時間衰減的因素，以確保其全生命周期的經濟性。

總結： 堿性電解在材料可用性和技術成熟度上具有優勢，而質子交換膜電解在性能上存在挑戰但技術創新空間大。兩者投資成本均有下降空間，且運營成本與規模效應強相關。壽命和效率的衰減是影響長期運行成本的核心，需要在系統設計時予以充分考慮。