I. ด้านนโยบาย: การขยายศักยภาพการเติบโตของ AEM ผ่านโครงการทดลองผลิตไฮโดรเจนนอกระบบไฟฟ้า
การพัฒนาอุตสาหกรรมไฮโดรเจนนั้นได้รับการนำทางจากนโยบายมาโดยตลอด ในปี 2568 ประกาศของสำนักงานพลังงานแห่งชาติเกี่ยวกับ "การจัดระเบียบและดำเนินงานทดลองเกี่ยวกับไฮโดรเจนในภาคพลังงาน" ได้ระบุทิศทางหลักสองประการสำหรับโครงการทดลองผลิตไฮโดรเจน โดย "การผลิตไฮโดรเจนนอกระบบไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่นและทันสมัย" ได้มุ่งเป้าไปที่สถานการณ์การใช้งานหลักของ AEM โดยตรง นโยบายนี้เสนอให้สร้างโครงสร้างพื้นฐานแบบ "ลม-แสงอาทิตย์-ไฮโดรเจน-การจัดเก็บพลังงาน" ในพื้นที่ที่มีระบบไฟฟ้าที่อ่อนแอ เช่น พื้นที่ทะเลลึก พื้นที่ทรายและทะเลทรายโกบี และพื้นที่ "สูง ห่างไกล ชายแดน และเกาะ" โดยต้องการให้มีขนาดของเครื่องกระจายไฟฟ้าที่สนับสนุนไม่ต่ำกว่า 10 เมกะวัตต์ ทิศทางนี้สอดคล้องกับลักษณะทางเทคนิคของ AEM เป็นอย่างดี
จากมุมมองระดับชาติแล้ว นโยบายนี้ไม่ได้อยู่โดดเดี่ยว ตั้งแต่ "แผนระยะกลางและระยะยาวเพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมไฮโดรเจน (2564-2578)" ได้ระบุไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบพลังงานในอนาคต ภูมิภาคต่าง ๆ ได้ออกนโยบายสนับสนุนอย่างเข้มข้นในช่วงระยะเวลา "แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 14" ภูมิภาค "ทรายและทะเลทรายโกบี" เช่น อินเนอร์มองโกเลียและกานซู ได้รวมโครงการลม-แสงอาทิตย์-ไฮโดรเจน-การจัดเก็บพลังงานไว้ในแผนระดับจังหวัด ในขณะที่มณฑลชายฝั่ง เช่น กวางตุ้งและเจ้อเจียง ได้เน้นไปที่โครงการทดลองผลิตไฮโดรเจนจากพลังงานลมในทะเลลึก นโยบายเหล่านี้ร่วมกันสร้างระบบการพัฒนาแบบสองทางของ "การผลิตไฮโดรเจนในขนาดใหญ่ + การผลิตไฮโดรเจนนอกระบบไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่น" โดยความต้องการความยืดหยุ่นของสถานการณ์นอกระบบไฟฟ้าได้เปิดโอกาสทางนโยบายให้กับการแข่งขันที่แตกต่างของ AEM
เมื่อเทียบกับการผลิตไฮโดรเจนในขนาดใหญ่ (ซึ่งต้องการขนาดของเครื่องกระจายไฟฟ้าไม่ต่ำกว่า 100 เมกะวัตต์ตามทิศทางแรก) โครงการทดลองผลิตไฮโดรเจนนอกระบบไฟฟ้ามีขนาดที่ต่ำกว่า (10 เมกะวัตต์) ทำให้เหมาะสมกับการดำเนินการตรวจสอบเชิงพาณิชย์ของ AEM ในช่วงเวลาการทดลองทางเทคนิคมากขึ้น ในขณะเดียวกัน นโยบายเน้นย้ำถึง "การประสานงานที่ยืดหยุ่นระหว่างการผลิตพลังงานหมุนเวียน การชาร์จและการปล่อยพลังงานจากการจัดเก็บพลังงาน และโหลดของเครื่องกระจายไฟฟ้า" ในขณะที่ความสามารถในการปรับเปลี่ยนโหลดของ AEM ที่กว้างขวาง (สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงของโหลดในทฤษฎีตั้งแต่ 10% ถึง 100%) ตรงกับความไม่เสถียรของการผลิตไฟฟ้าจากลมและแสงอาทิตย์อย่างแม่นยำ ทำให้กลายเป็น "เครื่องมือทางเทคนิค" สำหรับการดำเนินการตามนโยบาย
II. เส้นทางทางเทคนิค
ในกลุ่มเทคโนโลยีเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า เครื่อง AEM กำลังทำลายรูปแบบไบนารีของ ALK และ PEM ด้วยลักษณะเฉพาะของการ "สร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ"
รูปภาพข้างต้นมาจาก Future Hydrogen Energy
(I) ข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่สำคัญ: "ขั้วที่สาม" ที่ผสมผสานระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ
ด้านต้นทุนAEM ไม่ได้พึ่งพาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า (เช่น แพลทินัม) ที่ต้องใช้ใน PEM Jiping ได้เปิดตัวตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม-นิกเกิล 50% แล้ว และผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรดที่ไม่ใช่โลหะมีค่าจากบริษัทต่าง ๆ เช่น Future Hydrogen Energy และ Juna Technology ได้ลดต้นทุนตัวเร่งปฏิกิริยาลงมากกว่า 60% แล้ว ในขณะเดียวกัน โครงสร้างของมันก็มีขนาดเล็กกว่า ALK และมีต้นทุนการรวมระบบที่ต่ำกว่า ALK 15%-20%
ด้านประสิทธิภาพประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าของ AEM สามารถเข้าถึงระดับ 75%-80% ซึ่งสูงกว่า ALK (70%-75%) และใกล้เคียงกับ PEM (80%-85%) นอกจากนี้ อัตราการเสื่อมสภาพระหว่างการทำงานที่โหลดต่ำของมันมีเพียง 5%-8% เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่า ALK ที่มีอัตราการเสื่อมสภาพระหว่างการทำงานที่โหลดต่ำอยู่ที่ 15%-20% อย่างมาก ซึ่งสามารถปรับตัวเข้ากับลักษณะการผลิตไฟฟ้าจากลมและแสงอาทิตย์ที่ผันผวนได้อย่างสมบูรณ์แบบ
(II) ข้อจำกัดทางเทคนิคที่ต้องเอาชนะ: "การกระโดดที่อันตราย" จากห้องทดลองสู่การอุตสาหกรรม
ปัจจุบัน อุตสาหกรรม AEM อยู่ในช่วงเวลาที่สำคัญของการเปลี่ยนจาก "ช่วงการตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยี" สู่ "ช่วงการเตรียมความพร้อมเพื่อขยายขนาด" โดยแสดงให้เห็นถึงลักษณะสำคัญสามประการ
ความสมบูรณ์ทางเทคโนโลยีที่ไม่เท่ากันในด้านวัสดุ ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาและอิเล็กโทรดได้เข้าใกล้ความต้องการทางการค้าแล้ว ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัม-นิกเกิลของ Jiping ได้เข้าถึงระดับ 0.8A/cm²@1.8V (ภายใต้เงื่อนไขแรงดันไฟฟ้า 1.8 โวลต์ ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าต่อหน่วยพื้นที่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาได้เข้าถึง 0.8 แอมป์ต่อตารางเซนติเมตร) อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของเมมเบรนยังคงเป็นข้อจำกัดที่ใหญ่ที่สุด
เส้นทางการลดต้นทุนที่ชัดเจน แต่ยังไม่ถึงจุดวิกฤตปัจจุบัน ต้นทุนของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า AEM ขนาดเมกะวัตต์หนึ่งเครื่องอยู่ที่ประมาณ 8,000-10,000 หยวนต่อกิโลวัตต์ ซึ่งสูงกว่าเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าแบบอัลคาไลน์ (5,000-6,000 หยวนต่อกิโลวัตต์) แต่ต่ำกว่า PEM (15,000-20,000 หยวนต่อกิโลวัตต์)ด้วยการผลิตในขนาดใหญ่ขึ้นในอนาคตและการปรับปรุงอายุการใช้งานของเมมเบรน คาดว่าต้นทุนอาจลดลงเหลือ 6,000-7,000 หยวนต่อกิโลวัตต์ภายในปี 2571 ซึ่งอาจจะสอดคล้องกับเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์แบบอัลคาไลน์
นโยบายเป็นตัวขับเคลื่อนที่แข็งแกร่งกว่าการขับเคลื่อนด้วยตลาด:โครงการที่มีอยู่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการสนับสนุนจากนโยบายหรือการลงทุนในการวิจัยและพัฒนาของบริษัท คำสั่งซื้อที่มุ่งเน้นไปที่ตลาดอย่างแท้จริง เช่น โครงการ 5 เมกะวัตต์ของ Qingneng ยังคงหายาก การดำเนินธุรกิจต้องหาจุดสมดุลใน "ราคาไฮโดรเจนสีเขียวที่สูงกว่า + ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนในสถานการณ์ที่ไม่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า"
III. ด้านตลาด: บริษัทเร่งการวางแผน โครงการสาธิตลงสู่พื้นที่อย่างหนาแน่น
ในครึ่งแรกของปี 2568 ภาค AEM จะแสดงให้เห็นถึงการเติบโตอย่างรวดเร็วใน "การพัฒนาทางวัสดุ + การปรับปรุงอุปกรณ์ + การดำเนินงานโครงการ" โดยการดำเนินการของบริษัทชั้นนำจะกำหนดเส้นทางที่ชัดเจนสู่การอุตสาหกรรม
ภาพข้างต้นมาจาก Winstone Hydrogen Energy
ด้านวัสดุ:Future Hydrogen ได้เสร็จสิ้นการยื่นขอขยายการผลิตสำหรับวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาและวัสดุอิเล็กโทรดแล้ว สายการผลิต AEM 60,000 ตารางเมตรแห่งแรกในประเทศของ Jiamo Technology ได้เข้าสู่การทดสอบการใช้งานแล้ว ผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรดรุ่น JE ของ Juna Technology ได้ถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอัตราการผลิตในประเทศของวัสดุหลักได้เกิน 60% แล้ว ซึ่งทำให้ไม่ต้องพึ่งพาวัสดุเมมเบรนจากต่างประเทศ
ด้านอุปกรณ์:การก้าวกระโดดจากระดับกิโลวัตต์ไปสู่ระดับเมกะวัตต์ได้กลายเป็นจุดสนใจหลัก Future Hydrogen ได้ส่งมอบเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์ขนาด 125 กิโลวัตต์ให้กับโรงไฟฟ้า Huaneng Jiuquan Qingneng ได้ลงนามในคำสั่งซื้อระบบ 5 เมกะวัตต์ Wolong Inertech ได้ส่งมอบอุปกรณ์ระดับเมกะวัตต์แห่งแรกในประเทศไปยังต่างประเทศแล้ว โครงการระดับเมกะวัตต์ของ EVE และ Zhejiang Sunshine Lighting ได้รับการอนุมัติแล้ว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระดับพลังงานของอุปกรณ์กำลังเข้าใกล้ "ระดับ 10 เมกะวัตต์" ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานในเชิงพาณิชย์อย่างรวดเร็ว
ด้านสถานการณ์:โครงการที่ไม่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าได้กลายเป็นจุดพัฒนา โครงการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Sanxia Energy Beihai มุ่งเน้นไปที่ "เทคโนโลยี AEM ระดับเมกะวัตต์ที่ไม่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้า" เป็นหลัก ซึ่งสำรวจรูปแบบการผสานรวมของลม แสงอาทิตย์ ไฮโดรเจน และการจัดเก็บ โครงการในเมือง Lvliang มณฑล Shanxi และเมือง Huizhou มุ่งเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ต้นทุนต่ำ เพื่อแก้ไขจุดที่เจ็บปวดในเชิงพาณิชย์ของ AEM โดยตรง
V. การคาดการณ์แนวโน้มในอนาคต: ตัวเลือกหลักสำหรับระบบผสมผสานระหว่างพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ ไฮโดรเจน และระบบเก็บพลังงาน
ในช่วง 5-10 ปีข้างหน้า เครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมี AEM คาดว่าจะบรรลุความก้าวหน้าในสามสถานการณ์หลัก ๆ และกลายเป็น "ขั้วที่สาม" ในเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจน
รูปภาพข้างต้นมาจาก Wolong Technology
สถานการณ์การผลิตไฮโดรเจนจากพลังงานลมและแสงอาทิตย์แบบออฟกริด:ในพื้นที่ที่มีระบบไฟฟ้าที่อ่อนแอ เช่น ทะเลทราย ภูมิประเทศโกบี และพื้นที่ทะเลลึก ความสามารถในการปรับโหลดได้กว้างของ AEM ตรงกับความต้องการในการสร้างระบบไฟฟ้าแบบออฟกริดเป็นอย่างดี ตามการประเมิน เมื่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมและแสงอาทิตย์เกิน 30% ค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วย (LCOE) ของ AEM จะต่ำกว่า PEM ถึง 15% และต่ำกว่า ALK ถึง 8% ทำให้เป็นทางเลือกทางเทคโนโลยีที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์นี้
สถานการณ์การผลิตไฮโดรเจนแบบกระจาย: ในโครงการกระจายขนาดเล็กถึงกลาง ตั้งแต่ 1-10 เมกะวัตต์ โครงสร้างที่กะทัดรัดของ AEM (มีพื้นที่ใช้สอยน้อยกว่า ALK ถึง 40%) และความต้องการในการบำรุงรักษาที่ต่ำ คือการไม่จำเป็นต้องใช้ระบบหมุนเวียนของสารละลายไฟฟ้าเคมีเหมือนกับเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมีแบบอัลคาไลน์ จะช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของมัน มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์การผลิตไฮโดรเจนในสถานที่ในอุตสาหกรรม ศูนย์กลางการขนส่ง เป็นต้น
การเจาะตลาดระหว่างประเทศ:ความพยายามในการขยายตัวไปทั่วโลกของบริษัทต่าง ๆ เช่น Wolong Inergy และ Wenshi Hydrogen Energy ชี้ให้เห็นว่า AEM มีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนในตลาดพลังงานไฮโดรเจนที่กำลังเติบโต (เช่น ชิลี และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้) เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ PEM ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา อุปกรณ์ AEM ที่ผลิตในประเทศมีราคาถูกกว่าถึง 30% และปรับตัวได้ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนที่มีอุณหภูมิสูงและฝุ่นละอองมาก ซึ่งอาจจะทำซ้ำเส้นทาง "การแทนที่ในประเทศ - การเป็นผู้นำระดับโลก" ของอุปกรณ์ PV
ความท้าทายที่ต้องระวัง:หากอายุการใช้งานของเยื่อไม่สามารถเกิน 8,000 ชั่วโมงก่อนปี 2027 AEM อาจพลาดช่วงเวลาที่เหมาะสมในการใช้ประโยชน์จากนโยบาย ในขณะเดียวกัน การลดต้นทุนของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมี PEM และการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเคมีแบบอัลคาไลน์ จะบีบอัดพื้นที่การดำรงอยู่ของ AEM โดยความเร็วในการพัฒนาทางเทคโนโลยีจะเป็นตัวกำหนดภูมิทัศน์ของตลาด
VI. ข้อสรุป
การเพิ่มขึ้นของเครื่องผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์ AEM นั้นถูกขับเคลื่อนโดยความต้องการที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนในการผลิตไฮโดรเจนด้วยเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพ ราคาถูก และยืดหยุ่น ในบริบทของการผลิตไฮโดรเจนนอกระบบที่ขับเคลื่อนด้วยนโยบายและการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากลมและแสงอาทิตย์ AEM ซึ่งมีลักษณะทางเทคโนโลยีที่เป็นเอกลักษณ์ กำลังเปลี่ยนจาก "ตัวเลือกสำรอง" เป็น "ตัวเลือกหลัก" ในช่วงเวลาสามปีข้างหน้า ความก้าวหน้าในวัสดุเมมเบรนและการผลิตในขนาดใหญ่จะเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดว่า AEM สามารถ "ทะลุผ่าน" ได้หรือไม่ สำหรับองค์กรธุรกิจ มีความจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่นวัตกรรมวัสดุและการบูรณาการระบบเพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนจาก "ความเป็นผู้นำทางเทคโนโลยี" เป็น "ความเป็นผู้นำทางตลาด" ภายในช่วงเวลาที่ได้รับประโยชน์จากนโยบาย สำหรับอุตสาหกรรม ความสมบูรณ์ของ AEM จะเพิ่มความหลากหลายในเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนและเร่งให้ไฮโดรเจนมีบทบาทเป็น "ชิ้นส่วนสุดท้าย" ในการเปลี่ยนแปลงพลังงานโลก
