01、全球趋势：电解技术规模化与多元化并行

2025年，氢能作为能源转型的关键载体，全球发展呈现出 “技术突破加速、规模化项目增多、政策支持加码” 三大特征。

截至2025年，全球电解槽规划产能达20吉瓦，较四年前增长七倍。欧洲已有3吉瓦的电解产能通过最终投资决策，预计每年可生产约41.5万吨可再生氢。

美国能源部设立“氢能Earthshot”计划，目标在十年内将绿色氢生产成本降低至每公斤1美元。欧盟通过69亿欧元的IPCEI Hy2Infra计划，建设2700公里氢管道及大型储氢设施。

尽管技术不断进步，绿氢成本仍是主要障碍。利用可再生能源生产氢气的成本约为每公斤5美元，比天然气制氢高出约3倍。欧盟可再生氢能政策因严苛要求被批评为“抬高成本”，其2030年1000万吨氢能目标被指缺乏明确路径。

02、核心技术：材料突破与效率提升双轮驱动

PEM电解技术：规模应用与成本下降

质子交换膜电解技术因其快速响应和适应可再生能源波动的特点，成为2025年最受关注的技术方向之一。

巴斯夫在德国路德维希港基地投运的PEM电解装置由72个电堆组成，每年可生产高达8000吨绿氢，每年能为主体工厂减少7.2万吨二氧化碳排放。这一规模不仅在德国独占鳌头，在全球已投产的PEM制氢项目中也位居首位。

催化剂领域的突破为降低PEM电解成本提供了关键路径。美国阿贡国家实验室领衔的团队成功开发了一种以钴为主要成分的新型催化剂，旨在取代PEM电解槽阳极中昂贵且稀缺的铱。

日本AGC公司宣布投资约150亿日元建设新工厂，专门生产用于PEM水电解槽的氟化离子交换膜，进一步推动PEM技术降本。

固体氧化物电解技术：效率优势凸显

固体氧化物电解槽因其卓越的能源效率成为2025年另一备受关注的技术方向。

丹麦托普索公司在赫宁启用的SOEC堆制造工厂，初期年产能为500兆瓦，满负荷运行后预计可提供高达10吉瓦的装机容量。

该技术可在700-900摄氏度的高温下运行，利用电力和蒸汽分解水制氢，与低温电解技术相比，能提升20%-30%的能源效率。

碱性电解技术：规模化成本优势

碱性电解作为最成熟的技术路线，在2025年继续向更大规模、更低成本方向发展。

03、中国氢能技术突破：规模化与创新并举

产业规模与政策驱动

2024年中国氢气产量超3650万吨，占全球消费量29%，主要应用于合成甲醇（27%）、合成氨（26%）及炼化领域。

2022年《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》提出绿氢目标，地方政府加速项目落地。内蒙古规划产能达450万吨/年，预计2025年占全国50%以上。

中国在氢能专利数量上位居全球第一，绿氢制取、氢燃料电池、大流量加氢站控制系统等技术取得突破。

电解水制氢技术全面进步

碱性电解槽效率显著提升，成本下降33%。奥德源公司中标的碱性水制氢装置效率提升15%以上，单位制氢能耗低于行业平均水平10%以上。

质子交换膜电解技术取得关键突破。华东理工大学开发出具有自修复功能的镧掺杂钴锰氧化物阳极材料，在工业级电流密度下实现1200小时稳定运行。

固体氧化物电解槽研发进展迅速。陕西氢能推出50Nm³/h SOEC电解水制氢撬装产品，电解效率超过90%，年衰减小于2%。

电解系统适配性不断增强。模块化设计（如500吨/年集装箱式项目）验证商业化潜力，风光离网耦合制氢装置实现轻量化设计及常压直输技术突破。

可再生能源制氢规模化发展

“三北”地区（内蒙古、新疆等）依托风光资源，绿氢产能快速扩张。配套储能技术（如新疆库车125MW/50MWh项目）有效解决绿电波动问题。

全球首次海上风电无淡化海水直接电解制氢中试成功，珠海兆瓦级装置每小时产氢200立方米。

中国石油成功研制国内首套解耦型平方米级光电制氢装置，在自然光照条件下运行稳定，每平方米可生产约30升绿氢。

前沿技术与创新工艺

光解水制氢效率大幅提升。稀土元素改造光催化材料，紫外线利用率突破30%，产氢效率提升15倍。天津大学研发的半透明光电阳极器件实现5.10%的太阳能—氢能转换效率，创下该类系统最高纪录。

新型催化剂技术不断突破。中国科学院、复旦大学及北京大学团队研发出全新催化技术，首次实现工业粗氢的直接分离与存储一体化。

生物乙醇重整在线制氢实现应用突破。“大霸・醇氢动力壹号”船舶采用“生物乙醇重整在线制氢技术”，通过催化反应将生物乙醇实时转化为氢混燃气，做到“用氢不见氢”。

海水制氢技术全球领先

中国在海水直接电解制氢领域处于全球领先地位。东方电气研发国内首套110标准立方米海水直接制氢装备，实现技术产业化、规模化。

深圳大学牵头研发全球首套110Nm³/h海水无淡化原位直接电解制氢系统装备，保持中国在该领域的全球领先优势。

中国科学院大连化物所开发海水制氢联产淡水新技术，研制出25千瓦级海水制氢联产淡水中试装置，氢气纯度超过99.999%。

关键材料与核心部件自主化

质子交换膜国产化进程加速。东岳集团实现全氟质子交换膜全产业链量产，年产500吨（约50万平米），产品覆盖燃料电池和电解水制氢领域。

碱性电解槽隔膜实现技术突破。西安氢基碳能科技研发的新一代3D复合隔膜，厚度压缩率是传统复合隔膜的2倍，磨损率仅为进口复合隔膜的1/5。

阴离子交换膜电解水催化剂取得重要进展。华东理工大学采用高功率氧等离子体处理技术，使催化剂在电流密度为1 A cm⁻²时仅需276 mV的过电位。

氢能储运与基础设施建设

氢液化技术实现突破。中国科学院理化技术研究所开发5吨/天液氢制取装备，氢气透平膨胀机最高绝热效率达83.52%。

输氢管道建设取得进展。内蒙古乌兰察布-北京燕山石化管道投运，跨省运输瓶颈逐步打通。40m³液氢槽车下线，20000m³级液氢运输船完成设计。

04、国内外氢能发展对比与趋势

技术路线差异