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制氢电解槽赛道在近两年迎来一众央企国企、新能源企业及其他势力入局，开启了产品核心性能参数、订单等方面的角逐竞争。为提高交付能力、抢占市场先机，各大企业积极新建产线扩大产能，几大头部碱性制氢装备企业规划产能均已达1.5-6GW，PEM制氢装备企业规划产能则在1GW左右。
产线设备厂商作为绿氢产业淘金路上的“卖铲人”，迎来明确市场增量。当前电解槽产线呈现哪些特点，将如何发展？国内有哪些主流产线设备供应商？本文通过梳理和分析，尝试对上述问题做出回答，仅供参考。订单上扬，电解槽生产迈向自动化、精益化“今年电解槽业务率先迎来爆发式增长，一方面来自制浆、涂布、封装、堆叠、测试台等PEM电解槽整线设备，另一方面碱性电解槽极板焊接清洗、堆叠设备已实现订单突破。”一家设备企业表示。“公司今年开始正式切入制氢电解槽设备领域，围绕碱性电解水制氢开发了系列产品，目前电极网切割、电极网焊接、极框焊接等专机设备已完成小批量交付，客户认可度较高。”另一家设备企业也透露。以世椿新能源、隆深氢能、氢导智能、魔方氢能源、嘉拓智能、航天华阳、华工激光、博辉特、苏州华氢汇、新松机器人等（本文排名均不分先后）为代表的产线设备商今年在制氢电解槽产线领域的订单量均出现明显上升。其中根据企业自身业务不同，在电解槽产线装备领域开发的侧重点也有所差别。PEM电解槽和燃料电池在90%左右的制程上有相似性，均包括制浆、研磨、涂布、封装、堆叠、组装等环节。以世椿新能源、隆深氢能、氢导智能、魔方氢能源、嘉拓智能、航天华阳、格锐特机械等为代表的产线设备商依托燃料电池领域成熟的生产经验，可以快速切入PEM电解槽产线设备领域，并不断开拓其他如碱性隔膜涂布、AEM膜电极制备等更多制氢路线的产线应用。如隆深氢能在电解水制氢设备方面做了针对性的开发，2023年以来，公司推出一系列PEM电解槽膜电极相关的设备，建立起PEM电解槽从材料到成堆装配的全链装备矩阵，并完成AEM电解槽膜电极CCS和CCM两种制备工艺的小试设备的交付。氢导智能针对PEM电解槽MEA制备制浆研磨、涂布、封装和电堆堆叠技术特点和难点，研发了专为电解水涂布开发制浆-研磨一体机、桌面狭缝涂布机、阳极涂布机、高兼容度双面转印设备、成品裁切设备、电解槽组装产线、电解槽测试设备等。世椿新能源针对电解槽生产工艺提供电解槽点胶机、电解槽膜电极封装机、电解槽电堆组装压机和电解槽电堆组装生产线等。魔方氢能源已经开发出PEM电解槽产线装备，并在今年向客户实现交付。相信这在未来将是公司一大重要的业绩增长点。嘉拓智能以涂覆专业为主，一方面研发了水电解制氢CCM狭缝直涂设备，另一方面突破碱性隔膜涂布设备技术，应用领先。航天华阳研究开发出了气体扩散层、膜电极、碱水制氢隔膜等关键材料生产装备技术解决方案，并达到量产功能。在燃料电池膜、水电解制氢膜、液流电池膜均有量产线的案例，同时可以提供AEM膜、均质膜等生产线。 格锐特机械也推出了电解水膜电极喷涂机、碱性电解水隔离膜涂布机等。碱性电解槽正在经历从人工+辅助设备的生产模式向半自动化的转变，以焊接、切割、组装、锁紧等为代表的生产流程需要用到大型机械设备、激光设备等，目前该应用案例较多有博辉特、华工激光、苏州华氢汇、新松机器人等企业。其中华工激光在碱性电解槽产线方面的产品有电极网切割、电极网焊接、极框焊接专机设备等；其碱性电解槽手动线、全自动生产线现已完成基本的产品打造，正在准备后续进行市场推广；智能制造解决方案已与多家行业龙头客户达成项目对接，并参与多项重要招标。整体看来，目前碱性电解槽的切割、焊接、装堆，PEM电解槽的CCM涂布、膜电极封装、电解槽堆叠等工艺段是设备企业入局较多的领域。无论是碱性电解槽还是PEM电解槽都开始启用半自动、自动化设备，在提升生产效率的同时，设备厂商在其他领域的成熟经验也可以助力电解槽向规范化、精益化进阶。解决痛点，持续解锁更多工艺段“氢电设备产业的发展与锂电不同的是，一上来就是高起点，创新的速度更快。就嘉拓而言，我们下一步提的指标在效率上已经超越了国际同行的一些水平。氢电产业的创业者们很多都是高学历，很多是海归，或者有更高的技术层次，对行业有更深的理解，这一点与锂电是有差异的地方，我们也相信氢电的未来会更好。” 嘉拓智能副总裁周研在总结氢电行业设备应用生态时表示。针对电解槽产品特点和现阶段发展需求，产线设备商们也有着更深的理解。PEM电解槽生产加工的痛点在于材料成本高、尺寸大、市场体量小，对设备生产的良率、生产灵活性要求更高。“比如电解水MEA制备最关键的一步涂布，目前体量较小的情况下片装式涂布的应用较多，可以兼容实验室研发和量产，更好给客户提供样品，甚至组个短堆都是没有问题的。”其中一家产线设备商分享道。同时，针对对涂布模头、管路等进行优化和设计，可以降低氧化铱贵金属沉降，提升浆料的利用率。另一方面，“随着PEM电解槽单槽产氢量持续向300、400标方或者更高跃升，膜电极活性面积持续走高，对涂布、转印、堆叠等一系列生产工序的难度要求更高，高精度自动化产线对PEM电解槽成品的可靠性意义重大。”隆深氢能总经理丁彦春表示。碱性电解槽方面，虽然碱性电解槽在国内有着超50年的发展史，但此前多应用在半导体、多晶硅、冶金等领域，而且是小规格、小规模出货，因此主要是人工+辅助设备的生产模式。传统生产模式存在着加工环节存在人力成本高、安全风险高；手工为主，效率低精度差；专机专用多型号无法匹配；人工点检误无实时数据反馈的等痛点，迈向规模化生产的设备需要进一步向无人化、自动化、智能化、柔性生产进化。“目前的解决思路主要包括极框加工自动上下料实现无人化作业、极板自动焊接形变控制、极框实现多品种自动化切换柔性生产、安全，高效，节能，数字化生产等。”华工激光指出。结合实际来看，目前是碱性电解槽的单槽产氢量同样在持续走高，尺寸差异很大，因此电解槽厂商在选择时更倾向建设半自动产线，电极网切割、电极网焊接、极框焊接、翻转、桁架、组装等专机设备的需求增长较为明确。此外，多家产线设备供应商反映，正在针对制氢领域开发更多工艺段的设备，包括上游材料的制备产线，以及其他制氢路线产品的生产装备等。
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发布日期：2024-01-12 14:46:57 浏览次数：175
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