當前電解水制氫技術共有四大儲氫技術，分別為堿性電解水制氫（ALK）、質子交換膜水（PEM）、AEM、SOEC，這四種電解水技術在材料、性能、效率和成本等方面都有各自的優(yōu)勢。目前ALK和PEM是我國常用的制氫路線，兩種制氫各有適用的應用場景，但某些場景下也可聯(lián)合應用。
據統(tǒng)計，2021-2023年間，堿性電解水制氫占綠氫項目市場份額的91.8%，尤其是在超100MW的大規(guī)模綠氫項目中，全部是采用ALK技術方案，究其原因，是要保證制氫的經濟性。PEM雖然響應速度快、綠電耦合性好，但因催化劑成本過高（含貴金屬銥等），一次性購置費用是堿性電解水制氫的5倍以上，更適用于分布式制氫。
但在綠氫項目電解槽配備中，堿性和PEM并不是非此即彼的。二者配合可提高制氫效率，有效降低制氫成本。
兩種電解水制氫技術成本及降本路徑
堿性電解水制氫是指在堿性電解質環(huán)境下進行電解水制氫的過程，最大的優(yōu)勢是陰陽電極板中不含有貴金屬，因此電解槽的成本相對較低。
質子交換膜水（PEM）電解制氫是指使用質子交換膜作為固體電解質，并使用純水作為電解水制氫的原料的制氫過程。PEM電解水制氫系統(tǒng)由PEM電解槽和輔助系統(tǒng)（BOP)組成。
和堿性電解水制氫技術相比，PEM電解水制氫技術工作效率更高，具有PEM電解水制氫技術具有電流密度大、氫氣純度高、響應速度快等優(yōu)點。但是由于PEM電解槽需要在強酸性和高氧化性的工作環(huán)境下運行，因此設備對于價格昂貴的金屬材料如銥、鉑、鈦等更為依賴，導致成本過高。
兩種電解槽如何有效降本，首先要從電流密度、單位電耗、負荷范圍、響應速率來理解技術指標與成本的關系。
電流密度決定設備成本，單位電耗決定能耗成本：電流密度越高，單位電耗越低→設備和能耗成本小。經計算，電流密度越高，電解槽功率密度越大，單位功率電解槽材料用量越少，設備成本越低；單位電耗越小，每生成1Nm3氫氣的耗電量越少，能耗成本越低。
堿性電解槽的電流密度通常為0.25A/cm2-0.4A/cm2，系統(tǒng)電耗為4.8-5.5kwh/Nm3：PEM電解槽的電流密度通常為1A/cm2-3A/cm2，系統(tǒng)電耗為4.4-5kwh/Nm3。
負荷范圍方面，可再生能源發(fā)電的功率輸出波動范圍極大，以風力發(fā)電為例，極端情況下可在0-100%范圍內變化。所以負荷范圍越寬，響應速率越快，與風光等可再生能源制氫的耦合性越好。
堿性電解槽負荷調節(jié)范圍為20%-100%，難以快速啟動停止和變載。PEM電解槽負荷調節(jié)范圍達0%-120%，可以實現(xiàn)快速啟動停止和快速響應，可見在可再生能源制氫方面，PEM適配性更好。
堿性電解槽降本要從降低電耗、提高綜合性價比入手。堿性制氫系統(tǒng)每生產1標方氫氣需要5kwh，電價0.3元/kwh、年工作小時數3000h，堿性電解水制氫成本為20元/kg，其中電耗成本占比82%、設備成本僅占18%。目前國內廠商主要通過改進隔膜、加入貴金屬催化劑、優(yōu)化電解槽結構等來降低單位電耗、提高電流密度，降低電耗成本。
PEM電解槽降本要從提高電流密度，減少材料用量，降低設備成本入手。
PEM制氫系統(tǒng)的成本中電耗成本接近52%、設備成本占比48%。相比堿性，PEM的設備成本仍然占比較高，因此未來核心要通過提高電流密度、降低貴金屬銥載量來減少設備成本。
“堿性+PEM”組合制氫項目
吉林省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布中能建松原氫能產業(yè)園（綠色氫氨醇一體化）項目環(huán)境影響報告書受理公示。
該項目應用了堿性和PEM電解槽組合制氫，此前也有吉林大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目和內蒙古華電達茂旗20萬千萬綠氫示范項目應用了組合制氫模式。

可以發(fā)現(xiàn)，3個項目仍以堿性電解槽為主，大安項目PEM電解槽占比稍高，在22%。
基于技術成熟情況，堿性電解槽在國內具有更明顯的成本優(yōu)勢。但堿性電解槽對電力穩(wěn)定性較高，不適用于風光等間歇性電能，更實用于電網電解制氫。而PEM電解槽風光耦合能力更強，冷啟動時間、響應速率、負荷范圍分別為20-30分鐘、秒級、5-125%，均優(yōu)于堿性電解槽的1-2小時、數十秒級、30-100%，故更適配風光發(fā)電的波動性。
隨著PEM設備的降本，堿性+PEM協(xié)同制氫是未來的發(fā)展趨勢，有數據表明，當用電成本為0.3元/度時，50%堿性+50%PEM的成本與100%堿性的成本相當，且在成本不變的狀態(tài)下加強了風光耦合，提高了制氫效率。