能源转型呼唤绿氢革命

燃烧后只产生水的氢气，被视作能源转型的终极密码

四大核心驱动力

双碳目标驱动

2026年政府工作报告首次明确培育氢能新增长点，设立国家低碳转型基金

能源安全需求

绿氢将弃风弃光转化为可储存清洁能源，破解新能源消纳难题

经济性逼近

绿氢成本降至25-30元/kg，风光富集区仅17-20元/kg，距灰氢平价一步之遥

技术主流地位

电解水制氢占据新建产能绝大多数，已成绿氢生产绝对主流路线

灰氢

来自化石燃料

伴随大量碳排放

绿氢

可再生能源电解水制备

从源头实现零碳排放

四大技术路线关键参数对比

电解水制氢四大路线在效率、成本、成熟度上差异显著，需按场景适配选择

电解水制氢原理与电解质作用

为什么需要电解质

纯水导电能力极低，需加入氢氧化钾（KOH）等强电解质，提供离子导电通道，使水分子顺利裂解。

电解水反应过程

阴极反应

4e⁻ + 4H₂O → 2H₂↑ + 4OH⁻

阳极反应

4OH⁻ → 2H₂O + O₂↑ + 4e⁻

总反应式

2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑

电解电压优化

需克服1.23V理论分解电压、电阻压降和电极极化电动势，工艺优化核心在于降低这三项损耗

主流技术：碱性稳与PEM快

碱性电解（ALK）— 大规模工业主力

成本最低

设备投资约 3000元/kW

产能领先

单槽制氢量国内可达 3000 Nm³/h

纯度稳定

产氢纯度约 99.8%

响应受限

功率调节30%-100%，冷启动需 1-2小时

质子交换膜（PEM）— 波动性绿电首选

极速响应

热启动不到 10秒，功率10%-130%自由升降

超高纯度

产氢纯度超 99.99%

紧凑高效

体积仅为同产能碱性槽的 1/3

成本下探

设备投资约 11000元/kW，2026年已实现兆瓦级全链条自主化

碱性稳产降本，PEM灵活响应，互补共筑绿氢基石

前沿技术：SOEC与AEM探索未来

SOEC 和 AEM 代表电解水制氢技术的未来方向，效率与成本具备颠覆性潜力，目前均处研发示范阶段，距大规模商业化尚有距离。

固体氧化物电解（SOEC）

高效节能

运行温度650-900℃，电解池效率接近100%，系统能耗最低仅3.6 kWh/Nm³

协同增效

耦合核电站/光热电站/工业余热，系统效率可达85%

核心挑战

高温材料耐腐蚀要求极高，启停不便，性能衰减快

阴离子交换膜（AEM）

降本增效

兼具碱性低成本与PEM高效优势，可用非贵金属催化剂

灵活启停

双极板等零部件要求不高，可实现快速启停

核心挑战

膜的化学和机械稳定性不足，影响寿命曲线，当前全球单槽制氢量仅约5 Nm³/h

标杆项目引领产业落地

2026年多个标杆项目实现里程碑突破，标志着电解水制氢产业正式进入规模化落地攻坚期。

中石化库车万吨级绿氢项目

全球规模最大光伏制绿氢

光伏装机300MW

52台碱性电解槽100%满负荷连续运行

绿氢纯度达99.999%

直接替代化石燃料制氢

中石化青岛海水制氢项目

国内首个工厂化海水直接制氢

完成1000小时连续稳定运行

氢气纯度超99.9%

绿氢成本较初期大幅下降50%

为沿海地区"向海要氢"开辟新路径

中国能建沈阳绿色醇油项目

总投资320亿元

配套2GW风电

年产50万吨绿色甲醇和可持续航空燃料

构建"绿电-绿氢-生物质"三位一体技术路线

电解槽的左端是阳极板，右端是阴极板，中间有若干极板把电解槽分成多个小室。

每两个极板间有隔膜。

每个小室组成有阳极板与阴极板的电解池。每个小室的阳极板同时是紧邻小室的阴极板，同样阴极板也是紧邻小室的阳极板，

一块极板正反两面具有相反极性，故称之为双极板。

双极板，正反面贴合阴极网和阳极网

Ni网一般由40-60目的Ni丝网经过裁圆，Ni丝的直径大约在200um左右

以Ni网为基底，再喷涂比表面积更大的雷尼镍催化剂

阳极材料：镍和镍基合金因其出色的性能和成本效益而广为使用。

混合金属氧化物（如镍铁氧化物和钴基尖晶石）在催化活性和稳定性方面表现出良好的效果。

电极生产制造企业国内数量约在5-6家，保时来新材料、盈锐优创、莒纳科技、力炻电极等。

储氢技术与成本趋势

储运环节占绿氢终端成本的30%-40%，是商业化关键瓶颈

五种技术路线

高压气态储运

70MPa瓶，短途城际物流

液氢储运

液化能耗降至10 kWh/kg，终端加注成本可控

固态储氢

车载及加氢站集成，制氢加氢一体化

盐穴储氢

大规模长时储备，2026年百万方级项目落地

氨载体储运

成本0.8欧元/kg，较液氢低25%

25-30元/kg

全国绿氢平均成本

17-20元/kg

17-20元/kg

≤25元/kg

2030年全国目标

15元/kg

2030年优势区目标

储氢罐：铁基材镀化学镍

绿氢时代，未来已来

绿电变绿氢，是写给未来最清洁的承诺

每一次电解，都在为地球减碳