2023氢能行业专题研究报告：制氢电解槽：绿电制氢蓬勃发展电解槽产业化进程加速.docx

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1、氢能行业专题研究之三：制氢电解槽超配绿电制氢蓬勃发展，电解槽产业化进程加速内容目录全球碳中和推动氢能产业发展5全球能源向低碳转型，氢能为重要选择5各国政策推动绿氢产业高质量发展6绿氢平价时代即将到来9当前灰氢为主要来源，绿氢成本高但对环境最友好9多因素推动绿氢成本有望快速下行11电解槽需求爆发，产业化快速推进14不同电解水制氢技术路径介绍14碱性电解水制氢技术原理及市场现状15PEM电解水制氢技术原理及市场现状17SOEC电解水制氧技术原理及市场现状20AEM电解水制氢技术原理及市场现状22电解槽需求爆发22电解槽供给侧产能加速提升25电解槽未来发展趋势26电解槽装机量及市场空间测算28相关企

2、业梳理29电解槽企业梳理29电解槽部件企业梳理31投资建议：关注制氢产业链布局领先的公司32图表目录图1：氢能全产业链图示5图2：2023年氢气下游需求结构6图3：2060年氢气下游需求结构6图4：2023年全球制氢来源结构9图5：2023年中国制氢来源结构9图6：电价、电解槽电耗的制氢成本平价曲线测算12图7：不同碳交易价格下灰氢制氢成本（元kg）13图8：碱性电解槽结构示意图15图9：碱性电解槽工作原理15图10：碱性电解水制氧装置工艺流程图16图11：碱性电解水制氢系统成本构成16图12：电解槽成本构成16图13：PEM电解槽结构及原理图18图14：PEM电解水制氢装置工艺流程图18图1

3、5：PEM电解水制氢系统成本构成19图16：PEM电解槽成本构成19图17：质子传导型SoEC工作原理21图18：氧离子传导型SOEC工作原理21图19：SOEC电解水系统构成图21图20：2023年不同电解水制氧设备企业中标量对比（MW）24图21：2023年不同电解水制氢设备企业中标均价对比（元/W）24图22：2023-203OE国内和全球电解槽出货量及预测（GW）25表1:全球主要经济体近年氢能政策梳理7表2：美国IRA法案绿氢Th产税收抵免条款8表3：全球各地区2030年绿氢Th产及电解槽规模指引8表4：各种制氧方式的碳排放强度9表5：部分制氢方式对比10表6：电解水制氢成本构成比较

4、（电价0.3元/kWh）11表7：不同电解水制氢技术的比较14表8：部分企业碱性电解槽参数对比17表9：部分企业PEM电解槽参数对比19表10：国内12个兆瓦级PEM电解水制氢项目进展梳理20表11：国内SOEC企业与研究院所产品信息22表12：2023年度1-6月电解槽招标情况23表13：2023年度1-6月国内电解槽中标情况23表14：电解槽企业2023-2023E产能统计25表15：电解槽关键参数发展方向26表16：2023年至今国内电解槽企业出海合作案例27表17：国内和全球电解槽装机量及市场规模测算28表18：电解槽相关企业梳理29表19：电解槽部件相关企业梳理31表20：相关公司盈

5、利预测及估值(2023.7.6)32全球碳中和推动氢能产业发展全球能源向低碳转型，氢能为重要选择氢能是是传统化石燃料的理想替代。为应对全球气候变化，满足可持续发展的要求，世界各主要经济体均加快了低碳转型进程，目前已有超过130个国家及地区提出制定碳中和目标，多数国家将在2030年实现中期减碳并于2050或者2060年实现碳中和。在碳中和的大背景下，世界各国加速寻求清洁能源的开发和利用。氢能作为一种清洁环保、热值高、安全性好、应用场景丰富的二次能源，是传统化石燃料的理想替代，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。清洁环保：在氢的应用中，氢与氧反应只Th成能量和水。氢在燃烧、燃料电池电化学反应

6、过程中都不会Th成化石能源使用过程中所产Th的污染源和二氧化碳，可以真正实现零排放。热值高：氧气热值高达142kJg,目前是常见燃料中热值最高的，约为汽油、天然气热值的3-4倍，焦炭的4.5倍，氧气的高热值意味着相同质量燃料消耗下,氢气能够提供更多的能量。安全性好：氢气扩散系数是汽油的12倍，当氢气发Th泄漏后极易消散，不容易形成可爆炸气雾，爆炸下限浓度远高于汽油和天然气。应用场景丰目前氢能可广泛应用于交通运输领域、建筑领域、储能领域和工业领域。火电风电光伏接电WHZf1BH供电供冶发电KSfiSI/娜酚*图1：氢能全产业链图示I1IIIR血G日群叁X液H35MPa乘用车立车俄车船舶飞机加班站

7、70MPa资料来源：Sca1ePartners,国信证券经济研究所整理1）交通领域方面，目前交通运输业产Th的碳排放量约占全球碳排放量的241左右，燃料电池车具有零排放、续航里程长等特点，目前公路长途运输、铁路、航空及航运将氢能视为减少碳排放的重要替代燃料之一。2）建筑领域方面，氢能与建筑领域结合，是近年兴起的一种绿色建筑新理念。建筑领域需要消耗大量的电能和热能，目前热一电联产方式的综合效率可达85一氢燃料电池在为建筑发电的同时，余热可回收用于供暖和热水。在氧气运输至建筑终端方面，可借助较为完善的家庭天然气管网，以小于201的比例将氧气掺入天然气，并运输至千家万户。根据HydrogenCoun

8、ciI数据,至2050年10,的建筑供热和圈的建筑供能都将由氢能提供,每年可减少7亿吨二氧化碳排放。3）储能领域，氢能是大规模、长时间、长距离储能的优质媒介，同时可以配合其他储能方式灵活互补，也是最佳的能源互补方式。随着新型电力系统加速建设，需要更大规模、更长时间存储弃风弃电。例如，采用锂电+氢能储能方式，在短期储能场景下，锂电进行日级别的能源调峰，氢能进行季度级别的能源调峰，不乏一种优势互补的组合。4）工业领域目前是我国氢能应用占比最大的领域。氢是重要的工业原料。氢气可代替焦炭和天然气作为还原剂，可以消除炼铁和炼钢过程中的绝大部分碳排放。绿氢制备合成氨、甲醇等化工产品，有利于化工领域大幅度降

9、碳减排。2023年我国氢气产量达到3300U以上用于工业领域，其中合成氨和合成甲醇对氢气需求合计占比超过其炼厂用氢、煤化工等其他工业领域对氢气需求超过Vo中国氢能联盟预计，在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为艮其中，工业领域用氢占也约为7794万吨，交通运输领域占比总约为4051万吨，建筑领域和电力领域合计占比约为乱图2：2023年氯气下游需求结构其他资料来源：杨铮，田桂丽我国氢气市场分析及发展前景研判J化学工业，2023第40卷第4期：51-57,国信证券经济研究所整理图3：2060年氯气下游需求结构资料来源：中国氢能联盟中国氢能源及燃料

10、电池产业白皮书2023国信证券经济研究所整理氢能产业助力经济发展与能源安全。我国的能源结构是“贫油、少气、富煤”，2023年我国石油和天然气两大能源对外依存度分别为71.21和40.2配为全球第一大油气进口国。氢能的产业发展可带动相关能源行业转型升级、带动整体产业链发展，同时从能源结构上来讲，发展氢能可以降低对传统化石燃料的依赖。各国政策推动绿氢产业高质量发展目前全球氢能产业已经进入到快速发展阶段，欧美日韩等全球主要经济体已将发展氢能提升到国家战略层面，相应制定发展规划、路线图以及相关扶持政策以加快氢能产业化发展进程。表1：全球主要经济体近年氢能政策梳理国家时间政策/名称政策具体内容中国202

11、3氢能产业发展中长期规划目标到2025年，可再Th能源制氢量达到10-20万吨/年。2023净零工业法案2030年规划可再Th能源发电总容量1236GW以上，电解槽装机容量达100GW以上，来自单一第三方国家的战略原材料年消费量不应超过65.否则将无法享受补贴。欧盟onoo2023P*KII*4-4i1蹂边境调节机制(CBAM)至2030年，绿氨本土产量达IOOo万吨，同时进口1000万吨绿氮，以替代运输部门和工业领域的天然气、煤炭及石油。欧盟引入碳边境调整机制,对进口商品在制造过程中产Th的碳排征收碳关税产品覆盖钢铁、水泥、铝,化肥和电力及氢气，该政策将从2023年10月起进入三年过渡期，2

12、026年正式执行。ooC1IUJ*-rc0.*Ccr.规划至2024年安装至少6GW的电解槽，并Th产100万吨绿氢；至2030年安装至少40GW电解槽和1000万吨绿氢产量。2023美国国家清洁氢能战略路线图划至2030/2040/2050年绿氢年产量分别达到1000/2000/5000万吨。天11根据不同制氢碳排放水平给予不同程度税收补贴优惠，绿氢最高3美元kg的税收抵免。2023两党基础设施法计划提供80亿美元建设区域清洁氮中心，10亿美元开发水电解制氢技术，5亿美元支持制氢和冉循环计划。日本2023新氢基本战略2030/2040/2050每年氨气供应量为300/1200/2000万吨，

13、计划在未来15年内投资15万亿日元（约合1075亿美元）于氢能源项目，同时规划到2030年电解槽装机量达到15GM2023氢能领先国家愿景到2030年构建产能100万吨/年的清洁氢能Th产体系。韩国2023国家氢能目标建立海外制氢基地，通过进口满足绿氢需求。2023绿色新政目标30年构建Io（MY绿氢量产体系。2023氢能任务草案容量。资料来源：中国氢能产业发展中长期规划，欧盟委员会，美国美国国家清洁氢能战略路线图，美国通胀削减法案，美国两党基础设施法，全球氢能，势银中国电解水制氢产业蓝皮书2023，国信证券经济研究所整理中国：2023年3月，国家发改委发布氢能产业发展中长期规划（202320

14、35年），明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、发展目标、重点任务等，提出目标到2025年，可再Th能源制氢量达到10-20万吨/年，各省市相应出台补贴优惠政策，提出氢能产业规划以支持各地氢能产业发展。欧盟：欧盟于2023年提出RepowerEU计划，规划至2030年，本土绿氢产量目标达1000万吨，同时目标进口可再Th氨气1000万吨。2023年欧盟再次提出净零工业法案规划到2030年电解槽装机容量达到IooGW以上，同时CBAM碳关税机制立法Th效，针对灰氢和蓝氢将收取碳关税，使绿氢更具经济性美国：2023年6月正式颁布了美国国家清洁氢能战略路线图，规划至2030/2040/2050年绿氢年产量分别达到1000/2000/5000万吨。同时IRA法案给予绿氢最高3美元kg的税收抵免推进商用化进程。此外两党基础设施法也提供相应资金支持产业发展，计划提供80亿美元建设区域清洁氢中心，10亿美元开发水电解制氧技术，5亿美元支持制氢和再循环计划。表2：美国IRA法案绿氮Th产税收抵免条款全Th命周期碳排放(kgCO,kiH,)-2.52.5-1.51.05-0.450.45-0ITC-投资税收抵免()37103(PTCTh产税收抵免($/kgH2)0.600.751.003.00资料来源：美国通胀削减法案，