欧洲电解槽制氢和燃料电池有多强
(资料图片仅供参考)
据欧盟委员会对关键净零技术制造业的市场和技术状况研究报告，欧盟净零产业的竞争力因关键的净零技术及其供应链而异，存在重大的供应安全漏洞和风险。今天介绍电解槽制氢和燃料电池相关的分析。
电解槽目前分为三种主要技术：碱性、质子交换膜（PEM）和固体氧化物。其中碱性是最成熟的，PEM是第二种广泛商用的技术，固体氧化物最近进入市场。在欧洲和美国，碱性电解槽成本估计约为100-600欧元/kW，PEM电解槽成本约为300-900欧元/kW。固体氧化物电解槽成本预计超过2000欧元/kW。在过去十年中，电解槽系统的总体资本支出已经大幅下降，尤其是PEM。由于规模经济、自动化和制造专业知识的提高，到2030年，碱性和PEM电解槽的生产成本预计将比今天大约减半。
据估计，用于建立或升级产能为1吉瓦/年的工厂所需资金范围为6000万至1.5亿欧元。每年1吉瓦电解槽制造能力相关的就业数量约为500–1000 全职工人，发展1000万吨/年的欧洲氢气生产能力将意味着创造约44万个就业机会，其中大部分将与可再生能源发电有关。氢气价值链的生产、部署、运营和维护，特别是电解，将需要一支具有适当技术技能的专职员工队伍，不仅包括一般的工程专业知识，还应包括处理氢气技术所需的特定技能。
氢气被认为是重工业等难以削减行业脱碳的重要技术，电解槽是可再生氢气生产基础设施的重要组成部分。然而，由于欧洲和全球的氢气市场尚处于起步阶段，目前对销售和收入知之甚少。国际能源署估计，到2030年，建立一个能够实现每年1000万吨氢气生产和从欧盟以外进口同等规模氢气的欧洲基础设施所需的资金为720亿至870亿美元（54%的总投资在欧盟领土上，19%用于电解槽开发）。这与欧盟委员会关于到2030年实现电解槽目标部署（500亿至750亿欧元）的估计一致。生产和部署电解槽的资金总是部署足够的可再生电力容量和使氢气价值链完全成熟所需资金的一小部分。
根据最近的估计，2021年，全球氢相关活动的风险投资达到近20亿欧元，规模比前几年大幅增加。据估计，约五分之一的总投资用于电解槽或氢气生产。按照目前的计划项目，预计到2023年底全球制造能力可达到31.1吉瓦/年。但是近年来生产能力似乎明显未得到充分利用，尤其是在欧洲和美国，这可能是由于制造能力和氢气应用之间的不匹配造成的。在欧洲，氢能应用延迟的最常见原因包括“监管不确定性”、“缺乏财政激励”和“供应链/疫情延迟”。
欧洲部署电解槽面临的主要障碍之一是原材料的来源。电解槽的生产需要40多种原材料和60多种加工材料。在所有电解槽技术中，电解槽原材料的主要供应商位于中国（37%）、南非（11%）和俄罗斯（7%）。铱供应是大规模部署PEM电解槽的一个重要瓶颈。南非主导着铂族金属的供应，占全球铱产量的94%。碱性电解槽主要需要钢、铝和镍。这些原材料的主要供应来自中国。就公司数量而言，欧盟在加工材料、组件和电解槽堆栈制造方面占据主导地位，但在电解槽的最终制造能力方面落后于中国。欧洲在仍然相对边缘的固体氧化物电解槽堆叠制造和组件方面保持着强大的主导地位。然而，中国仍然主导着这项技术的原材料供应。总体而言，欧盟在原材料供应方面的份额仅为2%。
截至2022年8月，欧洲电解槽的制造能力约为3.3吉瓦/年。欧洲约占当前世界制造能力的20%，中国无疑主导了当前的生产市场，尤其是碱性电解。据估计，2021-2022年，全球碱性电解生产能力的一半左右在中国，PEM电解槽的大部分产能在美国。中国制造公司提供的碱性电解槽系统成本比西方公司低一半到四分之一。中国电解槽的成本较低是因为有廉价的劳动力和完善的本地供应链。但是根据电解槽制造商的说法，电解槽中使用的钢级技术规范和标准的差异可能会限制来自中国的碱性电解槽的贸易。
目前，欧洲在固体氧化物电解方面处于明显领先地位。预计在未来2-3年内，欧洲电解槽制造能力的市场份额也将迎头赶上，达到40%左右的市场份额，或多或少与中国制造商的份额持平。到2030年，欧洲的制造能力预计将达到53吉瓦/年，前提是所有计划中的工厂都能完工并满负荷运行。
燃料电池是氢价值链的下游设备，可用于将氢输入转换为电力输出。燃料电池可用于便携式、固定式和移动式应用，因此在发展氢气需求方面发挥着关键作用。2021年燃料电池的全球总出货量估计约为2.3 GW，而潜在制造能力约为19 GW/年，这意味着全球制造能力的利用率明显不足。建立一个新的燃料电池制造厂需要1.5到2.5年的时间。
关于燃料电池贸易，值得注意的是，全球大部分市场和制造能力位于亚洲（约65%），其次是美国（41%）和欧洲（9%）。欧洲是一个净进口国，日本因其在燃料电池汽车开发和生产方面的主导地位而被明确列为净出口国。整体上，欧洲只是集成燃料电池，而不是生产燃料电池，燃料电池市场仍然很小。
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