近日，欧盟清洁能源技术观察站（Clean Energy Technology Observatory）发布《欧盟电解水和氢能技术发展、趋势、价值链和市场现状2023年度报告》（《Water Electrolysis and Hydrogen in the European Union - 2023 Status Report on Technology Development, Trends, Value Chains and Markets》以下简称《报告》），分析电解水制氢技术定位现状及发展趋势、价值链以及全球市场。
《报告》在欧盟委员会对氢能领域的研究基础上，通过整合欧盟资助研究项目、贸易数据等信息，研究电解水制氢技术发展现状及趋势，旨在为欧洲氢能政策的制定提供依据和支持，推动欧盟在制氢技术方面的研究与创新，评估欧盟清洁能源部门的竞争力及其在全球能源市场中的定位。
内容重点一：
电解水制氢技术发展现状、趋势及成本影响因素
在行业现状与趋势方面，《报告》指出，从2021年到2022年，全球电解槽装机容量从近500兆瓦增至600-700兆瓦，预计到2023年底将达到近2吉瓦。中国是全球电解槽部署增长最快的地区，2022年电解槽装机容量约200兆瓦，预计到2023年将进入吉瓦时代（1.1GW)；美国2022年电解槽装机容量约19兆瓦，预计到2023年底新增291兆瓦装机产能。随着已公布电解水制氢项目的逐步落地，全球电解槽部署将从2030年开始显著增加。
在制氢技术方面，《报告》提出，电解水制氢为最成熟、最有前景的非碳源可再生氢生产技术。电解水制氢技术主要包括碱性电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、高温固体氧化物电解（SOEC）、阴离子交换膜电解（AEM）和质子导电陶瓷电解（PCC）。ALK和PEM相较其他技术较为成熟，正逐步实现规模化应用，SOEC和AEM项目正逐步落地，PCC尚处于发展早期。
图｜2020年和2030年四种主要电解水技术的性能指标
在成本方面，《报告》列举了影响电解水生产可再生氢或者低碳氢成本的6大决定性因素，即电解槽设备投资(CAPEX)，运营支出(OPEX)，与电力电网相关的税费，负载或利用系数，水费及运维成本等其他运营支出、项目资金成本。其中，影响电解水制氢平准化成本(LCOH)的两个核心因素是电解槽设备投资成本(CAPEX)和电价。降低电解水成本的途径包括增加运行小时数、降低电价、增加系统寿命、提高电解制氢系统的运行效率等。其中，IRENA估计，仅仅增加运行小时数、降低电价就有能力将氢的成本降低80%。
图｜氢气生产成本与投资、电价和运行时间的关系函数
内容重点二：
欧盟电解水制氢在全球市场中的定位
欧盟氢能需求量增长拉动供给。《报告》指出，2020年欧盟氢能需求量约870万吨，到2030年，欧洲(欧盟、欧洲自由贸易联盟和英国)可再生氢工业年需求量目标为540万吨，满足该目标需从2023年起，每年增加约60-75万吨可再生氢的供应量。
图｜欧盟、欧洲自由贸易联盟、英国地区工业计划清洁氢消费总量图
欧盟氢能政策支撑电解水制氢部署。《报告》指出，为推动电解水制氢项目部署，欧洲相继出台一系列支持政策。包括欧洲绿色协议（European Green Deal）、REPowerEU计划(COM (2022) 230)、气候中性的欧洲氢能战略（Hydrogen Strategy for a Climate Neutral Europe Communication (COM(2020) 301)）等，REPowerEU 计划和相关氢战略指出了欧洲氢能目标，即到2024年、2030年电解槽装机容量分别达到6吉瓦、40吉瓦；《沟通-加强欧洲2030年气候雄心》（the Communication - Stepping up Europe’s 2030 climate ambition）（COM/202/562）所附文件（SWD/2020/176）更是预计到2050年，氢在欧洲总能源需求中的份额将从目前的不到2%增长到13%；2023年3月，欧盟委员会式发布欧洲氢能银行计划并于11月启动首次可再生氢拍卖。据欧洲氢能组织（Hydrogen Europe）估算，从2019年到2022年8月，欧盟、欧洲自由贸易联盟（EFTA）和英国电力制氢的总装机容量从85兆瓦增至162兆瓦。
图｜欧盟对氢气生产的公共研发投资[百万欧元]
欧盟电解槽产能扩张提速。《报告》提出，2023年全球电解槽预计出货量约为2022年三倍以上，全球总装机约为2-3吉瓦（2022年为0.8吉瓦，2021年为0.5吉瓦)，以碱性电解水制氢为主的中国仍将是全球最大的电解槽生产市场。为提升市场竞争力，欧盟通过“REPowerEU”等能源计划，并设定了电解槽产能目标，而要完成这些目标，需要到2030年生产1000万吨可再生氢，并安装140吉瓦电解水制氢能力。
图｜地区风险投资总额[百万欧元]
全球电解水制氢发展仍然存在诸多挑战。《报告》指出，全球电解水制氢市场虽在快速增长，但目前生产的可再生氢的数量仍然可以忽略不计；可再生氢国际贸易尚未实现；可再生氢全球统一的认证和标准化尚未取得进展；随着天然气价格的下降，可再生氢竞争力将有所下降；缺乏足够的可再生电力供应；欧洲对电解水制氢关键原材料的依赖仍然存在。
