據(jù)歐盟委員會對關(guān)鍵凈零技術(shù)制造業(yè)的市場和技術(shù)狀況研究報告，歐盟凈零產(chǎn)業(yè)的競爭力因關(guān)鍵的凈零技術(shù)及其供應(yīng)鏈而異，存在重大的供應(yīng)安全漏洞和風(fēng)險。今天介紹電解槽制氫和燃料電池相關(guān)的分析。

電解槽目前分為三種主要技術(shù)：堿性、質(zhì)子交換膜（PEM）和固體氧化物。其中堿性是最成熟的，PEM是第二種廣泛商用的技術(shù)，固體氧化物最近進(jìn)入市場。在歐洲和美國，堿性電解槽成本估計約為100-600歐元/kW，PEM電解槽成本約為300-900歐元/kW。固體氧化物電解槽成本預(yù)計超過2000歐元/kW。在過去十年中，電解槽系統(tǒng)的總體資本支出已經(jīng)大幅下降，尤其是PEM。由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)、自動化和制造專業(yè)知識的提高，到2030年，堿性和PEM電解槽的生產(chǎn)成本預(yù)計將比今天大約減半。

據(jù)估計，用于建立或升級產(chǎn)能為1吉瓦/年的工廠所需資金范圍為6000萬至1.5億歐元。每年1吉瓦電解槽制造能力相關(guān)的就業(yè)數(shù)量約為500–1000 全職工人，發(fā)展1000萬噸/年的歐洲氫氣生產(chǎn)能力將意味著創(chuàng)造約44萬個就業(yè)機(jī)會，其中大部分將與可再生能源發(fā)電有關(guān)。氫氣價值鏈的生產(chǎn)、部署、運(yùn)營和維護(hù)，特別是電解，將需要一支具有適當(dāng)技術(shù)技能的專職員工隊(duì)伍，不僅包括一般的工程專業(yè)知識，還應(yīng)包括處理氫氣技術(shù)所需的特定技能。

氫氣被認(rèn)為是重工業(yè)等難以削減行業(yè)脫碳的重要技術(shù)，電解槽是可再生氫氣生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。然而，由于歐洲和全球的氫氣市場尚處于起步階段，目前對銷售和收入知之甚少。國際能源署估計，到2030年，建立一個能夠?qū)崿F(xiàn)每年1000萬噸氫氣生產(chǎn)和從歐盟以外進(jìn)口同等規(guī)模氫氣的歐洲基礎(chǔ)設(shè)施所需的資金為720億至870億美元（54%的總投資在歐盟領(lǐng)土上，19%用于電解槽開發(fā)）。這與歐盟委員會關(guān)于到2030年實(shí)現(xiàn)電解槽目標(biāo)部署（500億至750億歐元）的估計一致。生產(chǎn)和部署電解槽的資金總是部署足夠的可再生電力容量和使氫氣價值鏈完全成熟所需資金的一小部分。

根據(jù)最近的估計，2021年，全球氫相關(guān)活動的風(fēng)險投資達(dá)到近20億歐元，規(guī)模比前幾年大幅增加。據(jù)估計，約五分之一的總投資用于電解槽或氫氣生產(chǎn)。按照目前的計劃項(xiàng)目，預(yù)計到2023年底全球制造能力可達(dá)到31.1吉瓦/年。但是近年來生產(chǎn)能力似乎明顯未得到充分利用，尤其是在歐洲和美國，這可能是由于制造能力和氫氣應(yīng)用之間的不匹配造成的。在歐洲，氫能應(yīng)用延遲的最常見原因包括“監(jiān)管不確定性”、“缺乏財政激勵”和“供應(yīng)鏈/疫情延遲”。

歐洲部署電解槽面臨的主要障礙之一是原材料的來源。電解槽的生產(chǎn)需要40多種原材料和60多種加工材料。在所有電解槽技術(shù)中，電解槽原材料的主要供應(yīng)商位于中國（37%）、南非（11%）和俄羅斯（7%）。銥供應(yīng)是大規(guī)模部署PEM電解槽的一個重要瓶頸。南非主導(dǎo)著鉑族金屬的供應(yīng)，占全球銥產(chǎn)量的94%。堿性電解槽主要需要鋼、鋁和鎳。這些原材料的主要供應(yīng)來自中國。就公司數(shù)量而言，歐盟在加工材料、組件和電解槽堆棧制造方面占據(jù)主導(dǎo)地位，但在電解槽的最終制造能力方面落后于中國。歐洲在仍然相對邊緣的固體氧化物電解槽堆疊制造和組件方面保持著強(qiáng)大的主導(dǎo)地位。然而，中國仍然主導(dǎo)著這項(xiàng)技術(shù)的原材料供應(yīng)。總體而言，歐盟在原材料供應(yīng)方面的份額僅為2%。

截至2022年8月，歐洲電解槽的制造能力約為3.3吉瓦/年。歐洲約占當(dāng)前世界制造能力的20%，中國無疑主導(dǎo)了當(dāng)前的生產(chǎn)市場，尤其是堿性電解。據(jù)估計，2021-2022年，全球堿性電解生產(chǎn)能力的一半左右在中國，PEM電解槽的大部分產(chǎn)能在美國。中國制造公司提供的堿性電解槽系統(tǒng)成本比西方公司低一半到四分之一。中國電解槽的成本較低是因?yàn)橛辛畠r的勞動力和完善的本地供應(yīng)鏈。但是根據(jù)電解槽制造商的說法，電解槽中使用的鋼級技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的差異可能會限制來自中國的堿性電解槽的貿(mào)易。

目前，歐洲在固體氧化物電解方面處于明顯領(lǐng)先地位。預(yù)計在未來2-3年內(nèi)，歐洲電解槽制造能力的市場份額也將迎頭趕上，達(dá)到40%左右的市場份額，或多或少與中國制造商的份額持平。到2030年，歐洲的制造能力預(yù)計將達(dá)到53吉瓦/年，前提是所有計劃中的工廠都能完工并滿負(fù)荷運(yùn)行。

燃料電池是氫價值鏈的下游設(shè)備，可用于將氫輸入轉(zhuǎn)換為電力輸出。燃料電池可用于便攜式、固定式和移動式應(yīng)用，因此在發(fā)展氫氣需求方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2021年燃料電池的全球總出貨量估計約為2.3 GW，而潛在制造能力約為19 GW/年，這意味著全球制造能力的利用率明顯不足。建立一個新的燃料電池制造廠需要1.5到2.5年的時間。

關(guān)于燃料電池貿(mào)易，值得注意的是，全球大部分市場和制造能力位于亞洲（約65%），其次是美國（41%）和歐洲（9%）。歐洲是一個凈進(jìn)口國，日本因其在燃料電池汽車開發(fā)和生產(chǎn)方面的主導(dǎo)地位而被明確列為凈出口國。整體上，歐洲只是集成燃料電池，而不是生產(chǎn)燃料電池，燃料電池市場仍然很小。