ALK制氢还有巨大技术进步空间吗？

碱性电解水制氢作为我国主流绿氢制取技术之一，是众多“新入局玩家”的首选切入方向。尽管碱性电解水制氢技术在我国有着较高的商业化程度且成本较低，但其核心设备碱性电解槽还存在能耗高、电解效率低等问题。

那么，碱性电解水制氢还有巨大技术进步空间吗？上述“问题”又是否可以得到进一步改善？

在2022年8月29日-30日举办的“2022势银绿氢产业大会”上，考克利尔竞立、奥扬科技、阳光氢能等电解水制氢装备头部企业对上述问题也进行了探讨和解答；同时业内部分企业也对上述问题发表了自己的看法。

据势银（TrendBank）统计，截至2022年，碱性电解槽装备企业已披露的规划产能总量接近7.25GW/年。

在布局企业方面，当前国内已有几十家企业布局碱性电解水制氢领域相关装备的研发与生产，其中既有在碱性电解水制氢行业深耕二三十年的传统企业，也有近几年入局的新能源企业跨界布局。

针对碱性电解槽设备的一些关键指标，如电流密度、性能、效率、成本等，国内电解槽设备企业也正各显身手，力图在这些关键指标上达成突破。

势银能链整理后发现，在碱性电解槽电流密度方面，国内已有不少碱性电解槽设备企业已研制并下线高电流密度的电解槽。

碱性电解槽设备老牌头部企业--考克利尔竞立业务发展总监黄雪兴表示，碱性电解槽在实际应用场景中，并非是电流密度越高越好，高电流密度有可能会出现耗电大、产能下降等情况；不过碱性电解槽电流密度在未来还有很大提升空间，而且在关注电流密度的同时还要关注其他因素，从而使电解槽效果更佳、成本更低。

碱性电解槽新秀企业--奥扬科技技术研发中心主任周清稳表示，碱性电解槽内部能耗主要来自于总过电部分和总电压降部分，主要体现在电解液上，即电解槽未来若想有降低能耗的空间，主要体现在电极及如何降低电解液的电阻。

对于如何提高电解槽能耗？周清稳表示可从两个方面入手：催化剂和隔膜。

对于催化剂而言，提升性能的途径有二：一是单独增加催化剂的表面积，二是提高活性位点本征催化活性。至于隔膜，其在电解液中类似矛盾体，它的存在保障了安全但也提高了能耗，因此在未来需要对工艺进行改变，方可实现理想效果。

随着绿氢势头愈加猛烈，碱性电解槽除了在电流密度、能耗方面进行再升级突破，是否可以提高与可再生能源的适应性以及电解槽寿命？

对此，阳光氢能的市场营销总监方伟表示，当小幅度变化的时候，主要考虑安全性问题，若采用多槽则可进行风险抑制；同时，在整个动态响应过程中，碱性电解槽对碱液循环依赖度高，且所需剂量大，而在短时间加载时，其电流电压基本在瞬间发生改变，因此在电解槽动态过程控制过程中，想要维持几分钟的变载是不可以的。

此外，碱性电解槽的电载适应性上，问题不会太大，但是在与光伏欧耦合时还需要进行技术上突破。

在寿命方面，奥扬科技技术研发中心主任周清稳表示，整个碱性电解制氢设备的寿命可分为两大类：第一大类是不涉及电化学过程的部件；第二大类是涉及到电化学过程的部件。

其中，不涉及电化学过程的部件主要包括垫片、螺母等，主要体现在耐腐蚀、耐疲劳上；而涉及电化学过程的部件主要为核心部件的极板、阴极和阳极，阴极主要看催化剂是否脱落，而阳极则看是否氧化和疲劳。

业内某头部碱性电解水设备企业负责人表示，碱性电解在以下方面都有突破的可能性——

• 进一步提升电流密度： 目前业内基本现状是4000A/m²以内的电流密度。多数从业者也认为或者在计划进一步提升产品的电密，同时也有些企业已经提高到8000A/m²（额定工作状态，且需要兼顾寿命），甚至更高。提升电流密度带来的好处不仅可以节约占地面积，还可以降低一些材料成本，也可以让更大的单体实现户外撬装安装。

• 降低电耗：电解槽的电密的增加，随之而来的是电耗的上升，因此如何在高电密的工况下维持低电密工况时的电耗，就需要想办法降低内阻。如何降低内阻，这又涉及到电解槽本身的材料、结构、工艺。可喜的是国内外的一些企业已经做到了不错的数据。

• 高动态响应和宽负载能力：当前，碱性电解制氢技术与可再生能源离网耦合并非是不可弥补的缺陷，不过处理这个缺陷的方式却有所争议，比如说电解槽群组方式、微储能或者从电解槽入手改善等，其中有些方式已被证明是可行的。

• 电解小室模组化或者一定功率的模块化：对电解槽小室进行模组化或一定功率的模块化，如此可在规模化应用装机场景下进行快速替换维修，在维护方面存在一定的必要性。