流水不爭先，爭的是滔滔不絕。

近2年，國內PEM電解槽市場需求起量較慢，新的企業(yè)不斷涌入，市場競爭加劇。與此同時，PEM電解槽技術快速迭代，在強化其自身性能優(yōu)勢的情況下也帶來了產品成本的下降。從市場反應來看，2024年PEM電解槽中標/平均報價的價格降幅達到39% 。

能景研究認為，技術突破能夠帶來PEM的大幅降本，但也要關注PEM電解槽的降本路徑和節(jié)奏。PEM技術路徑在風光波動制氫場景下具備更高的適應性和可靠性，在產品尚未規(guī)模化的情況下，技術的迭代更新需經過驗證和實踐，以保障產品的可靠性和示范項目的長期穩(wěn)定。

本文聚焦盤點了PEM電解槽的技術特點及降本路徑，也帶來了對一些行業(yè)情況的思考，以供行業(yè)參考。

01 內卷加劇，PEM電解槽價格一降再降

國內PEM電解槽市場尚未完全起量。近三年（2022年至2024年）國內電解槽市場中，PEM電解槽的需求比例占5%左右，對PEM電解槽合計市場需求約100MW。從需求案例數量上看，主要是一些小型分布式制氫項目，部分規(guī)�；�綠氫項目已經開始采用PEM電解槽但訂單尚比較集中且有限，典型如國電投大安綠氨項目、中能建松原項目等案例。PEM電解槽參與布局者不斷增多。近三年，國內布局PEM電解槽的除傳統(tǒng)電解槽企業(yè)之外，國央企、燃料電池企業(yè)、高�？蒲袡C構等等也在不斷進入該領域。2022年至2023年，國內布局PEM電解槽的企業(yè)由約18家增至50余家，PEM電解槽的披露產能由0.6GW增加到約5.7GW，自動化產線也有多條落地。國內PEM電解槽的市場價格已經開始有所下降。2023年，中國兆瓦級PEM電解槽中標均價約890萬元/MW，相較2022年下降了約11%。其中，最低的中標市場價格降至了600萬/MW左右。2024年1至10月，國內PEM電解槽報價平均價格較2023年市場均價降幅達到39%。甚至有公司發(fā)布的產品價格低過了200萬元/MW，降到了現有一般物料成本價線以下。

02 PEM電解槽的性能特點決定了其成本高企

PEM電解槽具有純水制氫且氫氣純度高、運行壓力高、負載范圍寬、響應速度快等優(yōu)點。同時，這些優(yōu)點對PEM電解槽本身來講，也提出了更高的質量要求，離不開高性能、耐久、穩(wěn)定的核心材料和零部件以及整體優(yōu)化適配的系統(tǒng)支撐。

PEM電解槽的成本中的電堆部分和BOP部分均占有較高的比例。在國內外現有技術水平和生產規(guī)模下，一套1MW的PEM電解槽中，電堆部分成本一般占50%左右，BOP部分成本一般也占到約40%到60%。目前兩部分的成本均比較高，也有著較大的降本潛力。

電堆部分，成本主要來源自高價值材料。一臺PEM電解槽電堆主要由膜電極、擴散層、雙極板等組成。其中，膜電極含有鉑催化劑、氧化銥催化劑、全氟磺酸樹脂（膜）；擴散層一般為碳纖維材料（陰極）、鍍鉑鈦氈（陽極）等；雙極板一般為鍍鉑鈦板等材料。其中，銥、鉑、全氟磺酸樹脂等均屬于成本較高的材料，如2024年10月銥的市價約1200元/g，鉑約240元/g，全氟磺酸膜價格可達8000元/m2。鈦極板的原料價格較低，但是成型及機械加工成本較高。

系統(tǒng)部分，成本主要來源自復雜的配件組成。BOP部分涉及電源、氣液管理、熱管理等環(huán)節(jié)，總共含有近百個零部件。其中，電源部分包括制氫電源、控制柜、配電柜等硬件以及控制程序軟件，氣液管理等部分則包括近20處閥件、壓力/溫度檢測及反饋儀器等。

03 技術創(chuàng)新帶來降本潛力，短期內亦有風險

電堆部分，行業(yè)內目前主要通過減少用量等方式來實現降本。一是提升材料的性能，典型如開發(fā)1mg/cm2以下銥載量的低銥、高活性催化劑和膜電極。二是尋找替代材料，典型如開發(fā)非銥催化劑、非鈦雙極板、非鉑涂層等。三是優(yōu)化結構和材料組合，典型如針對不同電流密度的膜電極，選擇適配不同孔隙率的擴散層、不同厚度的鍍層。

據能景研究調研，現有技術階段下，國內1MW級別的PEM電解槽電堆純物料成本可約達200萬元，含加工后達到300萬至400萬元。而在材料技術突破以及數據的迭代等支持下，國內PEM電解槽至少仍存在75%以上的降本空間，有潛力接近現有堿性電解槽（槽體）價格的水平。

但減少用量不是簡單的做減法，如何保障長期運行的可靠性是最大關鍵。根據實驗室和中試轉化經驗，高性能材料、短期可靠的設計方案并不罕見，但真正能夠兼顧高穩(wěn)定、慢衰減的材料才具有產業(yè)價值。只有通過時間去驗證和識別，以及實際項目去驗證和試錯并不斷的反饋優(yōu)化，才能一步步打磨出可靠產品。

BOP部分，行業(yè)內目前主要通過大型化和集成化等方式來實現降本。一是單堆大型化，如開發(fā)1MW以上的PEM電解槽單堆，目前國內外最高已有單堆3MW的產品。二是多堆集成化，將多臺PEM電堆集成共用一套BOP系統(tǒng)，如2臺甚至10臺1MW的電堆共同組成大型制氫系統(tǒng)。據能景研究調研， 1MW級別的PEM電解槽電堆所配的輔助系統(tǒng)（含電源、不含壓縮機）成本可達100~200萬元。而系統(tǒng)規(guī)格放大十倍之后，各項零部件的成本遠不及10倍，每MW對應的BOP成本至少可以降低約60%。但BOP大型化和集成化不是簡單的堆積木，對材料、系統(tǒng)都有更高要求。材料方面，需要匹配大型化的選型。如電堆部分需要采用更大面積的膜電極等，若膜的機械強度不足，有破損并導致氧中氫等超標的可能。系統(tǒng)方面，對控制能力提出更高要求。如多堆并聯情況下對多槽之間的協同控制、應對風光電源波動的能力等要求更加復雜，設計不當有損害電堆等的風險。

04 性能及可靠性的情況需經一定的時間驗證

PEM電解槽的最終目的在于滿足工程應用需求，因此在降本的同時性能和可靠性同樣重要。現階段，PEM電解槽主要市場面向具有風/光波動性電源條件的綠氫項目，而作為項目的核心設備，電解槽在項目投資中占比達到近20%。現階段綠氫項目對電解槽折舊的計算年限一般超過20年，實際設備進行大檢的時間間隔一般也要求3到5年。為保障綠氫項目的正常運行及生產計劃執(zhí)行，要求電解槽在長時間運行下性能穩(wěn)定以及可靠。

PEM電解槽的性能和可靠性需要時間來檢驗。對于PEM電解槽的性能和可靠性，主要有2個衡量指標，一是衰減率，二是電解槽壽命。

衰減率是指電解槽性能下降的速度，一般以1000小時為時間尺度。電解槽長時間運行的過程中，催化劑、隔膜等材料都存在自然衰減，導致電解槽的能耗提升（電解電壓升高）。美國能源部在2020年提出了PEM電解槽技術進步的指標，提出2022年電解槽的電解電壓每1000小時提升0.25%，到2026年降至0.13%。壽命是指電解槽性能衰減到某一標準時所用的時間，一般以10000小時為時間尺度。電解槽能耗提升到一定標準后，繼續(xù)運行制氫將導致成本過高，此時會進行大修或更換核心零部件等。按照美國能源部2022年提出的目標，當時美國PEM電解槽的壽命在40000小時左右（按一年8000小時則為5年左右），最終目標為到2026年提升到80000小時。

能景研究認為，電解槽作為投資較高的裝備，而且是應用在化工等長周期運行領域的設備，具有長時間研發(fā)周期和長驗證周期的特點。同理，電解槽的降本同樣是一件持續(xù)性的課題。

05 小結

市場增長的緩慢和企業(yè)數量的增加帶來了行業(yè)的激烈競爭。價格是業(yè)主考量產品的重要指標之一，低價策略成為電解槽企業(yè)獲得訂單、能夠“活下去”的關鍵。但當前的PEM制氫行業(yè)仍處于早期，過早以低價為導向，將造成行業(yè)盲目內卷、低端產能過剩，也不利于示范項目的安全實施。對于電解槽企業(yè)，通過技術創(chuàng)新來實現成本降低的同時、保障性能可靠甚至是提升，成為在當前激烈競爭下提升其綜合實力的關鍵途徑。對于業(yè)主方，在適當考慮購置成本的情況下，保障示范項目的正常啟動，才應該被市場主流所選擇。這不僅關系著業(yè)主長遠利益，甚至也將影響氫能這一新興行業(yè)能否被客戶、大眾的持續(xù)且堅定信任。

流水不爭先，爭的是滔滔不絕。

來源：能景研究

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       原文標題 : “內卷”加劇下，PEM電解槽的降本與突破