适应可再生能源规模化离网制氢的行业需求，拓宽电解槽运行负荷波动范围，是电解水制氢行业面临的共性难题，也是行业发展所需的核心技术。碱性电解水制氢是目前主要制氢技术路线，根据企业对外宣称，目前这一技术的功率波动范围基本都已拓展至20%-110%。真的能达到吗？

碱槽负荷调节范围虚标严重？

传统电解水制氢用于化工原料、冶金还原、发电冷却等，通常由网电稳定供电，氢气生产稳定，偶尔有小范围产能调节，一般在50%-100%，这种场景对电解槽的要求就是安全、稳定、经济性。

现在，可再生能源电解水制绿氢，因为可再生能源具有波动性、间歇性的特点，就要求制氢系统的负荷范围宽由50%-100%扩大到30%-100%甚至更宽，也要求响应速度能够更快。目前，国内碱性电解水制氢企业基本都对外表示，公司制氢系统的负荷范围已经拓宽至20%-110%。那么是否真的能跟得上？

其实，这种宽范围的调节，并不是传统意义上的直接从50%降低到30%或20%，这里面最关键的问题是，当电解槽低负荷运行时，氧中氢会快速升高，并超过1.8%安全极限，会带来爆炸风险。要实现碱性电解槽在低负荷工况下稳定运行，关键要解决低负荷时氧中氢不超标。

就目前实际情况来看，能够治理好“氧中氢”、真正将低负荷做到20%-30%的还并不多，多数企业甚至50%都达不到。

“目前很多实际运行的项目，现场反馈的负荷下限基本不能低于50%，而且不能剧烈波动，只能缓慢调，这里面包含对外宣传能达到20%～30％的企业。”一位行业人士表示。

另一位行业企业代表也告诉高工氢电，目前市面上很多企业称自家电解槽产品的低负荷数据比较低，更多可能是理论值或实验数据，在真实的可再生能源制氢场景未必能表现出来。企业之所以那么讲，可能是宣传的需要，也可能是企业本身对自己的设备并不了解，毕竟设备只有真正跑起来才知道它的真实情况。

电解槽是否无法在20%-30%的低负荷下运行不是一个新鲜话题。国内一个典型项目一个饱受争议的技术问题就是，电解槽在30%的工作点测试是否均告失败，实际工作范围是否有可能小于50%-100%。

现在看，碱性电解槽负荷调节范围依然有待突破解决的技术难点，并且据反馈，行业企业存在普遍的虚标现象。

碱槽低负荷稳定运行是个系统活儿

制氢电解槽的功率波动范围是衡量其运行灵活性与适应性的核心指标，直接影响与可再生能源的耦合效率、系统经济性及设备寿命。随着制氢设备领域竞争愈发激烈，一些企业对这一关键指标进行虚标以抢夺市场眼球，不足为奇。

要治理碱槽低负荷稳定运行的问题，就要解决低负荷下氧中氢数值升高的难题，而要解决“氧中氢含量”问题是一个系统性工程，它受隔膜性能、溶解混合管理、压扯渗漏、寄生电解等多种因素的影响。

其中隔膜性能是影响最大的因素，氧中氢含量高一半的原因来源于此。因为隔膜在碱槽中起着氢氧分离作用。如果隔膜的气密性不好或下降，例如由于长时间使用出现老化、破损或者被腐蚀等情况，氢气更容易渗透到氧气一侧，导致氧中氢超标。

解决这个问题，主要有两种方式，一种是改善隔膜材料，由PPS隔膜向电化学性能更优异的复合隔膜过度，不过现阶段复合隔膜售价还相对较高，且耐用性还需要长期验证，目前采用这种方式得还不多。另一种方式是减少隔膜用量，成比例减少漏氢量，提高膜电极电流密度，采用稳定成熟高效的膜电极体系。

溶液混合管理是循环体系的管理，涉及多个关键方面，包括循环方式、流量控制。循环方式分氢氧侧混合循环和氢氧侧分离循环。前者是常见工艺流程，结构简单，造价低，但可能会影响氢气、氧气纯度，有一定风险；后者把氢和氧的循环分开，可基本消除混合循环的潜在风险，但成本会增加。为减少氢氧混合、又不增加成本，目前有企业自主开发出SS-WAC后处理工艺，可达到这一效果，算是一种探索。

压扯渗漏，一般是由于极框边缘压迫变形渗漏、电极点与点挤压扯大隔膜孔隙、电极电压迫迫使气体穿越等原因导致。解决方式包括：通过极框结构优化，减少隔膜边缘变形（比如在边缘区设计台阶等确保电解区域隔膜没有应力）；通过复合电极技术，减少隔膜接触点挤压等。

寄生电解，涉及到管路、阀门等组件发生的微量电解，是结构所产生的，可以改善但无法完全消灭。企业通过充分的清洗清洁能保持最低的程度，保持电解槽内部的清洁不因为杂质产生新的寄生电解。

这些都是在碱槽低负荷运行时影响氧中氢数值的因素。一家企业如果能在电解槽负荷范围宽上治理得当、表现突出，能反映出这家企业的核心竞争力。

那么为什么目前行业中对这些展开研究的企业并不多，或者说槽体负荷调节范围能够真正达到20%-110%的尚没几家？根本上，还是多数企业的电解槽产品都没有经历过长时间、不稳定电源运行这些工况，从技术上没有形成针对性的改善措施，而且在巨大的内卷压力下，更多企业是把研发的精力放在了如何有效降本的层面，相对而言对负荷调节范围的重视程度不够。

值得一提的是，伴随产品竞争的深入，已有企业投入大量研发资源来下探碱性电解槽负荷空间。

碱性电解槽低负荷稳定运行还需要更多企业投注精力去攻关克难。这条路比“卷价格”要难走，但从长远看，绝对比选择价格战有意义得多，未来谁能真正实现这一点，谁有望在可再生能源制氢的大趋势下抢得先机。