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氢能学习曲线可能错误计算了翻倍次数

最新研究和分析表明,不能仅依据电解槽累计装机容量翻倍来估算氢能项目成本的下降幅度。增长可能来自电解槽堆和工厂规模的扩大,而很大一部分成本仍位于电解槽堆之外,包括设备、工程、建设和电气系统。

2026-09-05
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فريق تحرير certi.news
氢能学习曲线可能错误计算了翻倍次数

当用于预测氢能成本的学习曲线仅将成本下降与电解槽装机容量翻倍联系起来时,其结果似乎过于乐观。电解槽在工厂中制造,但氢能设施是作为完整的工业项目建设的,学习效应和成本中有很大一部分发生在电解槽堆工厂之外。

“经验曲线”基于这样一种假设:累计产能每翻一倍,就代表又进行了一轮规模相近的制造和安装相似设备。如果这一假设成立,就可以利用历史成本下降率来推算未来几次翻倍后可能发生的变化。但在电解槽行业,这一假设的适用性正在减弱,因为产能增长可能部分来自制造更大的电解槽堆、扩大共用设备以及建设更大型的设施,而不是重复生产相同数量的设备。

原始数据掩盖了不止一种学习机制

本文依据一项于2025年发布的欧洲电解槽项目研究,该研究汇集了可追溯至2005年的项目产能和资本成本数据。未经调整的数据表明,所有项目的累计装机容量每翻一倍,成本下降23.3%;质子交换膜(PEM)电解项目下降32.1%;碱性电解项目下降22.9%。

这些比率看起来接近太阳能系统和电池的强劲历史学习曲线,但按照估算的项目规模经济对成本进行标准化后,情况发生了变化。此时,所有项目的下降率降至13.3%,PEM技术降至17.6%,碱性技术降至7.3%;而碱性技术剩余的相关性不再具有统计显著性。这并不意味着成本没有下降,而是原始曲线同时将多种影响归因于“学习”,其中包括规模经济,以及从试点项目向工业设施的转变。

装机容量并不总是衡量制造重复次数的良好指标

该分析提供了一个计算示例来说明这一问题。如果电解累计产能从5吉瓦增至50吉瓦,这相当于产能翻倍3.32次。如果电解槽堆的平均规模保持在1兆瓦,已完成的电解槽堆数量就会从5,000个增至50,000个,也就是说,设备数量大致以相同的速度翻倍。

但如果在同一时期,电解槽堆的平均规模从1兆瓦增至5兆瓦,那么50吉瓦的产能只需要大约10,000个电解槽堆。装机容量仍然增加了十倍,但电解槽堆数量只翻了一倍。这样一来,吉瓦数据所暗示的制造经验,就会大于最终设备层面的实际重复次数。

电解槽堆数量本身也不是完整的衡量指标;更大的电解槽堆包含重复使用的电池、膜、电极板和电极面积,而每种部件都有自己的学习路径。此外,材料改进和提高电流密度可以在不相应增加材料用量的情况下提高产量。但核心问题是,设备规模的快速扩大改变了数据中每一次“翻倍”所代表的含义。

电解槽堆只占设施成本的一小部分

根据国际能源署于2025年发布的电解槽成本明细,电解槽堆仅约占总资本成本的15%至20%。所谓“厂区配套系统”约占25%至30%,包括电力电子设备、管道、压缩机和气体处理系统。而工程、采购、施工和预备金可能占到成本的一半以上。

因此,即使占资本支出20%的某一部件成本下降20%,在计入其他部件可能实现的改进之前,也只会使整体项目成本下降约4%。压缩机、变压器、土建工程、电气连接和施工不会自动继承电解槽堆工厂的学习率,而它们各自具有不同的规模经济和生产率曲线。

这则消息为什么重要?

本文并未得出电解槽项目将一直维持在第一代设施成本水平的结论。电解槽堆设计和材料可以得到改进,工程、采购和施工公司也可能统一设施布局,重复建设还可以减少首批项目中的错误。但如果将所有这些机制合并为一个学习率,然后机械地外推至2035年或2050年,可能会高估未来的成本下降幅度。

此外,资本设备成本并不是氢能的最终价格。电力是关键的运营成本,而来自风能和太阳能的廉价电力可能具有间歇性,与此同时,资本设备需要较高的利用率。生产完成后还会产生压缩、储存和配送成本,而这些环节各自具有独立的基础设施经济性。

certi.news的编辑性解读是,具有说服力的预测需要将制造改进、电化学性能提升和电解槽堆规模,与工厂规模经济以及工程和建设的重复效应区分开来,然后再将这些因素与电力、利用率、融资和物流分开。根据上述资料,氢能很可能会比其首批项目的成本更低,但全球电解槽产能翻倍本身不足以证明存在一条陡峭且持续下降的成本曲线。实际问题在于完整系统的成本是多少,以及哪些应用场景足以支撑这一成本。

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CleanTechnica
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