目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢，如何通过技术进步和大规模化生产降低“绿氢”成本是全球所有氢能企业共同努力方向。本文尝试通过分析碱性电解槽( AWE)和质子交换膜电解槽( PEM)两种主流电解技术的制氢成本结构，探索“绿氢”平价之路的方向和距离终点的距离

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一、碱性电解槽( AWE)制氢成本分析

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AWE制氢技术发展的最为成熟，具有槽体结构简单、安全可靠、运行寿命长、操作简便、 售价低廉等优点，是市场上主要的电解制氢方式。一般而言，碱性电解槽的成本与其制氢能力成正比关系：制氢能力越大，成本越高。目前国内市场在售的碱性电解槽单台设备制氢能力从几十到1000 Nm3/h不等，价格从100 万～1000 余万元也不等。图表1 列示了 MW碱性电解槽的成本组成。

图表1MW碱性电解槽的成本组成

来源：“双碳”目标下电解制氢关键技术及其应用进展

《电解水制氢成本分析》一文中，根据制氢过程的固定成本和变动成本结构，给出制氢成本公式如下：

制氢成本=电价 × 单位电耗 + ( 每年折旧 + 每年运维) /每年制氢总量 + 单位水耗 × 水价

为方便计算电解水制氢的具体成本，做出如下假设:（1）1000 Nm3/h 碱性电解槽成850万元，不含土地费用、土建和设备安装 150 万元;（2）每 1m3氢气 消耗原料水 0.001t，冷却水 0.001 t水费 5 元/ t;（3）设 备折旧期 10a，土建及安装折旧期 20 a，采用直线折旧，无残值，设备每年折旧 10%，土建和安装每年折旧 5%（4）工业用电价格 0.4 元/ kWh，每 1 m3氢气耗电 5 kWh;（5）每年工作 2 000 h，每年制氢 200 万 Nm3 ;（6）人工成本和维护成本每年 40 万元。

测算结果见图表 2。从图表 2可知，现有条件下的电解水制氢成本接 近30元/ kg，远远高于天然气制氢或煤制氢 10～15 元/ kg 的制氢成本。

图表2 碱性电解槽制氢成本分析元/Nm3

数据来源：电解水制氢成本分析

从成本构成分析，电耗成本最高，占到 74%; 折旧成本占到 18%，这两项占到了总成本的 90% 以上。由于人工运维和原料属于刚性支出，所以降低其制氢成本还需要从降低电耗和降低折旧这两方面入手。

根据国家发改委的《中国 2050 年光伏发展展 望( 2019) 》的预测， 2035 年和 2050 年光伏发电成本预计约下降50% 和 70%，达到 0.2 元/ kWh 和 0.13 元/ kWh 。电力成本每下降 0.1元/ kWh，氢气成本平均下降 0.5 元/Nm3 。如果对光伏上网电价的预测准确，则到2035年和2050年，电费占比分别为60%和49%，制氢成本将会为1. 67 元/Nm3 和 1.32 元/Nm3，相比目前分别降低了37%和50%，分别接近和超过了目前制氢成本最低的煤制氢 。如果加上政策补贴，则电解制氢的成本将有可能等于乃至低于化石能源制氢。