近年來(lái)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展，綠氫產(chǎn)能和需求也在進(jìn)一步提高，作為電解水制氫的主流核心設(shè)備，大型化、集成化以及低能耗是堿性電解槽的發(fā)展方向，其中大型化是發(fā)展的主要趨勢(shì)。

在市場(chǎng)需求和政策支持的推動(dòng)下，大型化、低成本、低能耗的制氫設(shè)備成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要共識(shí)。
有專家表示，預(yù)計(jì)到2060年，我國(guó)綠氫總需求量將達(dá)1.3億噸，電解水制氫系統(tǒng)將以100兆瓦-1000兆瓦為主，制氫能力可達(dá)1萬(wàn)噸/年-10萬(wàn)噸/年。隨著綠氫項(xiàng)目的規(guī)模擴(kuò)大，單體大標(biāo)方電解槽設(shè)備的需求也在增加，且隨著產(chǎn)業(yè)鏈配套的逐步完善，更多企業(yè)傾向于研發(fā)生產(chǎn)大標(biāo)方堿性電解槽。
政策方面，2021年，科技部發(fā)布《“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃》中明確提出，要開展額定產(chǎn)氫量超過3000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時(shí)的高效大功率堿水電解槽關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與裝備研制。
堿性電解槽大型化帶來(lái)了成本上的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)計(jì)算，1臺(tái)2000Nm3/h電解槽相較于2臺(tái)1000Nm3/h電解槽，占地面積可節(jié)約30%，重量減輕20%，制造電解槽的原材料鋼材可減少9.4噸，相當(dāng)于減少14噸碳排放。折算到單方成本，可以降低CAPEX約20%。
回望我國(guó)堿性電解槽的發(fā)展歷程，1992年中船七一八所生產(chǎn)的20標(biāo)方設(shè)備，1995年生產(chǎn)出第一臺(tái)套200標(biāo)方的設(shè)備，2006年生產(chǎn)處第一臺(tái)套400標(biāo)方的設(shè)備，2017年，生產(chǎn)出目前國(guó)內(nèi)主流的1000標(biāo)方的電解槽。至2022年，國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)布達(dá)到2000標(biāo)方的堿性電解槽的企業(yè)已達(dá)到8家。今年，隆基氫能發(fā)布的產(chǎn)品中，最大可達(dá)到單槽產(chǎn)氫量3000標(biāo)方，可見國(guó)內(nèi)電解槽大型化進(jìn)程正不斷加快。

發(fā)展路徑
電解槽大型化的途徑有三條：提升電流密度、提高小室反應(yīng)面積、增加小室數(shù)量。
提升電流密度是當(dāng)前應(yīng)用前景最好的解決方案，優(yōu)化電極材料是提升電流密度的關(guān)鍵。但電流密度提升后，會(huì)增加電耗，同時(shí)材料工藝要求也會(huì)提高，導(dǎo)致成本增加，如何避免大型化帶來(lái)的能耗損失、同時(shí)不失性價(jià)比，是增加電流密度的同時(shí)要重點(diǎn)考慮的問題。
提高小室面積和增加小室面積意味著電解槽會(huì)體積和重量也會(huì)隨之增加，對(duì)結(jié)構(gòu)的密封性、堿液的流通性都會(huì)造成影響，同時(shí)電解槽體積和重量變大也會(huì)帶來(lái)一定安全隱患。如何保證“大規(guī)模、低能耗、高穩(wěn)定性”三者統(tǒng)一，是堿性電解槽大型化發(fā)展需要面臨的挑戰(zhàn)。

發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，市場(chǎng)上大標(biāo)方電解槽產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，自2022年以來(lái)，我國(guó)有9家企業(yè)對(duì)外發(fā)布了大標(biāo)方堿性電解槽新品。
2022年10月，明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司2500Nm3/h單體堿性水電解制氫裝備在廣東成功下線。
12月，天合元?dú)浒l(fā)布了“天擎”系列新品堿性電解水制氫系統(tǒng)。該制氫系統(tǒng)電解槽單槽產(chǎn)氫量為1000—2000Nm3/h，滿足國(guó)標(biāo)一級(jí)能效的標(biāo)準(zhǔn)，
同月，718所中船（邯鄲）派瑞氫能科技公司單臺(tái)2000Nm3/h型堿性水電解制氫設(shè)備下線。該設(shè)備現(xiàn)了高電流密度、寬可調(diào)范圍、低運(yùn)行能耗、高穩(wěn)定性等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破。
今年年初，北京中電豐業(yè)對(duì)外宣布，經(jīng)過該研發(fā)中心、設(shè)計(jì)部、電解槽中心經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和多種產(chǎn)氣量產(chǎn)品實(shí)證，推出一款單槽超過2000Nm3/h適合大型綠電制綠氫的堿性成套電解設(shè)備產(chǎn)品——“HELA2000Plus”。
6月11日，上海電氣旗下上海氫器時(shí)代科技有限公司發(fā)布了2000Nm3/h堿性電解槽，該堿性電解槽最大產(chǎn)氫量可擴(kuò)容至2500Nm3/h。
6月18日，宏澤科技在江陰市臨港開發(fā)區(qū)發(fā)布了100～2000Nm3/h的Hz系列堿性水制氫電解槽，并同時(shí)下線了我國(guó)首臺(tái)2000Nm3/h常壓堿性水制氫電解槽。必維國(guó)際檢驗(yàn)集團(tuán)為其頒發(fā)了測(cè)試認(rèn)證證書。
中船派瑞氫能科技有限公司鄂爾多斯首臺(tái)套2000Nm3/h電解槽也在6月下線。
9月8日，雙良綠電智能制氫裝備車間成功下線了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的2000Nm3/h電解槽。此次下線的電解槽為全新一代，采用高電密設(shè)計(jì)，具備安全、專業(yè)、長(zhǎng)壽、低耗和智能等5大特點(diǎn)，通過流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，制造裝配的嚴(yán)格管控，可實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)氫量2000Nm3/h，電流密度≥6000A/m2。
9月12日，西安隆基氫能科技有限公司在江蘇無(wú)錫舉辦新一代產(chǎn)品LonGi ALK G系列產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，發(fā)布的G系列產(chǎn)品覆蓋1200Nm3/h、1500Nm3/h、2000Nm3/h、3000Nm3/h電解槽，可以根據(jù)項(xiàng)目氫需求量進(jìn)行設(shè)計(jì)搭配。
10月8日，奧揚(yáng)綠能發(fā)布了名為“鯤鵬2000”的2000標(biāo)方堿式電解水制氫裝備和“青鳥#1”大容積車載液氫瓶?jī)煽钚庐a(chǎn)品。