研報：電解槽制造商在綠色氫項目中的五大商業(yè)模式

IDTechEx在一份最新的研究報告中探討了電解槽企業(yè)在綠色氫項目中的關鍵商業(yè)模式。

綠色制氫采用四種主要的電解槽技術：堿性電解(AWE)、質(zhì)子交換膜(PEM)、陰離子交換膜(AEM)和固體氧化物電解(SOEC)。每種技術都有自己的操作原則、性能特征和商業(yè)成熟度。這些系統(tǒng)集成了配套裝置(BOP)組件，包括變壓器、整流器和凈化系統(tǒng)，以產(chǎn)生適當壓力和純度的氫氣。

電解槽原始設備制造商(OEM)采用各種商業(yè)策略將其系統(tǒng)部署到項目中。本文根據(jù)IDTechEx最新報告《2024-2034年綠色氫氣生產(chǎn)和電解槽市場：技術、參與者和預測》中的一些研究，重點介紹了一些主要的商業(yè)模式以及行業(yè)實例。

電解槽電堆許可和系統(tǒng)集成合作伙伴

新的原始設備制造商通常選擇許可他們的技術，以專注于他們的核心優(yōu)勢——設計、增強和制造電解槽電堆。這一戰(zhàn)略使他們能夠在沒有建立國際辦事處、整合BOP和調(diào)試項目所需的大量資金投入的情況下進行擴張。許可加快了技術部署和創(chuàng)收，但也帶來了潛在的IP管理不善和第三方集成導致的質(zhì)量不一致等風險。

許可其電堆技術的著名公司包括Ceres Power（SOEC）、Hoeller Electrolyzer（PEMEL）、PERIC（AWE）和Enapter（AEMEL）。Enapter是一家相對年輕的公司成功采用這種商業(yè)模式的例子。通過建立分銷合作伙伴和系統(tǒng)集成商網(wǎng)絡，Enapter成功地將其業(yè)務范圍迅速擴展到歐洲市場之外，證明了許可證在促進快速擴張方面的有效性。

交鑰匙解決方案提供商（電堆+BOP）

該類型包括OEM提供電解槽組和所有必要的BOP組件，通常以集裝箱或撬裝系統(tǒng)的形式交付。它吸引了尋求簡化采購和安裝流程的客戶，整個系統(tǒng)只需一個聯(lián)絡點。這種方法可以顯著增加每個項目的收入，并加強客戶關系。然而，它需要在設計、組裝和維護能力方面進行大量投資，并承擔與BOP相關的項目執(zhí)行失敗和供應鏈中斷相關的風險。

廣泛的電解槽原始設備制造商，包括Nel、Plug Power、thyssenkrupp nucera和ITM Power等知名企業(yè)，都選擇這種方法作為其創(chuàng)收戰(zhàn)略之一。雖然所有類型的電解槽都可以配置為交鑰匙系統(tǒng)，但在PEM電解槽OEM中更為常見。這種偏好是由于PEM系統(tǒng)優(yōu)越的動態(tài)響應能力，這有利于可再生能源存儲和更小、更模塊化的應用，如加氫站。相比之下，AWE原始設備制造商通常提供需要定制的系統(tǒng)，以滿足特定的客戶需求和更大規(guī)模的應用。

為項目定制系統(tǒng)

原始設備制造商還提供定制系統(tǒng)，其中電解槽組和BOP組件的設計可滿足特定的項目要求，從而優(yōu)化整個系統(tǒng)的效率和性能。這種定制的方法迎合了需要為大規(guī)模工業(yè)應用定制系統(tǒng)或與現(xiàn)有基礎設施集成的客戶。然而，定制系統(tǒng)需要廣泛的工程專業(yè)知識，并在項目開發(fā)中管理復雜性，這可能會延長時間。

許多提供交鑰匙解決方案的原始設備制造商也提供定制系統(tǒng)。這些公司認識到能夠滿足更廣泛的市場需求的雙重好處——從更快部署的標準化交鑰匙解決方案到為特定應用優(yōu)化性能的高度定制系統(tǒng)。通過同時提供這兩種服務，這些原始設備制造商可以滿足更廣泛的客戶需求，確保其服務提供的靈活性和適應性。

在項目開發(fā)中建立聯(lián)合體

電解槽原始設備制造商經(jīng)常參與開發(fā)項目的聯(lián)盟。這涉及到多個實體，包括可能相互競爭的公司，合作分擔大型項目的風險和回報。這一戰(zhàn)略允許匯集專業(yè)知識和財政資源，減輕其中每一家公司的負擔，并有可能實現(xiàn)難以單獨實施的大規(guī)模項目。這尤其適用于具有多個最終用戶的大型復雜項目，這些項目通常旨在演示某個概念。主要缺點是公司流程中的潛在差異導致決策速度減慢，以及協(xié)調(diào)不同技術方法的復雜性。

電解槽原始設備制造商的內(nèi)部項目開發(fā)

自行開發(fā)項目的原始設備制造商對項目的各個方面承擔全部責任。這包括技術開發(fā)和制造，以及與EPC公司簽約，確保長期承購商的安全，為項目融資，以及監(jiān)督調(diào)試和運營。這種模式可以最大限度地控制價值鏈，從而提高利潤率并與最終用戶建立直接關系。它特別適合擁有強大的財務支持和跨多領域廣泛專業(yè)知識的大公司。然而，主要挑戰(zhàn)包括大量的資金需求、各種項目要素的管理以及對運營和市場風險的完全承擔。

Plug Power是采用這種內(nèi)部項目開發(fā)方法的純氫設備公司的一個顯著例子。該公司正在美國各地開發(fā)多個液氫生產(chǎn)基地，管理從生產(chǎn)到向客戶交付液氫的所有項目要素。盡管Plug Power做出了開創(chuàng)性的努力，但它仍面臨著財務挑戰(zhàn)，因為它獨自承擔了大部分項目風險。2023年和2024年的財務報告顯示，由于該公司正在等待其幾個PEM電解槽系統(tǒng)的調(diào)試和新的定價制度生效，導致收入下降，季度虧損大幅增加。這些財務壓力突顯了這種商業(yè)模式的固有風險，尤其是在向更大的產(chǎn)品規(guī)模過渡和管理前期成本時。盡管如此，Plug Power預計其業(yè)績將在2024年下半年有所改善。

特定技術的分析和進一步的見解

AEM電解槽通常用于小規(guī)模應用，與PEM和AWE技術相比還不太成熟，目前有重大發(fā)展正在向中等規(guī)模產(chǎn)能推進。PEM電解槽以其運行可靠性而聞名，通常應用于中小型電解槽，目前項目容量低于50MW。盡管PEM技術已經(jīng)成熟，但超過100MW的大型項目仍處于開發(fā)階段。堿水電解（AWE）是最成熟的技術，廣泛應用于100MW以上的小型到大型項目，包括新興的GW規(guī)模項目。在高溫下運行的固體氧化物電解槽（SOEC）最適合與能夠提供必要熱量或蒸汽的工業(yè)過程集成，有助于高效運行，并允許創(chuàng)新應用，如通過二氧化碳和水的共同電解生產(chǎn)合成燃料。

電解槽市場、制造能力、商業(yè)系統(tǒng)規(guī)范、系統(tǒng)和項目案例研究

按技術劃分的電解槽供應商所占份額（左），按地區(qū)劃分的電解槽供應商所占份額（右）

IDTechEx已經(jīng)確定了四種主要電解槽技術的眾多供應商，提供了按技術和地區(qū)劃分的參與者名單。隨著參與者希望在這個不斷增長的市場中占有一席之地，預計未來五年制造能力將大幅提高。分析顯示，歐洲和中國公司在擴大和發(fā)展電解槽制造能力的計劃中特別積極。預計北美、印度和其他希望擴大市場份額的參與者也將對電解槽制造業(yè)進行大量投資。

電解槽市場目前由AWE和PEM電解槽制造商主導，生產(chǎn)或商業(yè)化SOEC和AEMEL系統(tǒng)的公司相對較少。然而，固體氧化物電解槽和固體氧化物燃料電池之間的相似性，以及AEMEL與AWE和PEMEL系統(tǒng)的共性，可能為這些技術進入綠色氫氣市場提供了一個重要的切入點。當然，為了實現(xiàn)綠色清潔氫氣生產(chǎn)的宏偉國家和地區(qū)目標，需要四種電解槽類型共同參與市場增長。

總體市場綜述和精細的10年期市場預測

最終，最重要的參數(shù)之一可能是氫的平準化成本（LCOH），這在很大程度上受到可再生電力價格和綠色氫工廠資金成本（CapEx）的影響。IDTechEx的報告討論了可再生能源、系統(tǒng)CapEx和綠色氫氣生產(chǎn)之間的相互作用。此外，它還預測了AWE、PEMEL、AEMEL和SOEC技術的降價趨勢。

IDTechEx預測，無論是在項目安裝還是電解槽制造能力方面，綠氫市場都將大幅增長。IDTechEx的研究報告《2024-2034年綠色氫氣生產(chǎn)和電解槽市場：技術、參與者和預測》提供了關于電解槽公司努力的進一步討論和商業(yè)例子。該報告還提供了10年期市場預測，單位為千兆瓦（GW）的電解槽容量和關鍵電解槽技術的數(shù)十億美元投資，對新型電解技術（如海水和二氧化碳電解）的討論，按發(fā)展狀態(tài)和系統(tǒng)規(guī)范對電解槽制造商的全面分析，按技術和地區(qū)對制造能力的分析，綠色氫氣項目案例研究，以及對未來電解槽技術采用的展望。