20230316-华安证券-乘风而起_电解槽技术掀起氢能浪潮_53页_3mb

电解槽技术推动绿氢发展总结

核心内容

绿氢作为未来氢能发展的主要方向，具有无污染、高纯度等优点，是实现“双碳”目标的重要手段。电解槽作为绿氢生产的核心设备，其成本占比高达50%，对绿氢的制备成本、能耗和安全性具有决定性影响。

主要观点

• 绿氢是清洁能源未来的主要发展方向：绿氢通过再生能源电解水制取，无温室气体排放，是最为清洁的制氢方式，未来有望替代灰氢。
• 电解槽需求快速增长：随着风电、光伏与电解水制氢技术的结合，以及电解槽技术迭代和电价下降，绿氢成本有望降低，推动电解槽需求持续增长。
• 碱性电解槽为主流：碱性电解槽凭借成本低、技术成熟，是当前市场首选。质子交换膜（PEM）电解槽虽性能优越，但成本高，未来具有增长潜力。
• 国内电解槽市场快速发展：2022年全球电解槽市场出货量达1GW，其中中国占比超80%。2023年电解槽出货量有望进一步增长，达到1.4-2.1GW。
• 绿氢商业化加速：2023年多个省份推进绿氢项目，如宁夏、河北、江苏等，显示出绿氢项目逐步落地的趋势。
• 政策驱动绿氢发展：国内多个地区已发布绿氢补贴政策，如成都市、深圳市、濮阳市等，预计未来将有更多地区出台相关支持政策。

关键信息

• 绿氢成本测算：理想情况下，绿氢成本可降至5.8元/kg，低于灰氢成本。
• 电解槽成本结构：电解槽成本占电解水制氢系统总成本的50%，其中隔膜成本占比最高（约55%）。
• 电解水制氢成本结构：电力成本占电解水制氢成本的60%-70%，随着电价下降，绿氢成本将显著降低。
• 电解槽技术迭代：碱性电解槽工作时长提升和能量转换效率提升有助于降低制氢成本，未来PEM和SOEC等技术也有望逐步商业化。

市场现状

• 全球氢能市场快速增长：2021年全球氢气产量达9423万吨，预计2030年产量达17998万吨，CAGR为7.5%。
• 中国氢气产量领先：中国是全球最大的制氢国，2021年产量达3300万吨，占全球产量的1/3。
• 绿氢占比提升空间大：2021年全球绿氢占比仅0.04%，预计2030年将达38%。
• 电解槽出货量增长迅速：2022年全球电解槽出货量达1GW，2023年预计增长至1.4-2.1GW，2022-2025年CAGR达141%。

驱动因素

• 技术进步：电解槽技术不断迭代，如ALK Hi1将耗电量降低至4.3度，ALK Hi1 Plus降低至4.1度。
• 成本下降：电价下降推动绿氢成本下降，2021年我国光伏及风电实现平价上网，未来成本有望进一步降低。
• 政策支持：多个地区已出台绿氢补贴政策，推动绿氢商业化进程。

重要标的

• 龙头企业：隆基绿能、阳光电源。
• 新入局企业：华光环能、昇辉科技、华电重工、亿利洁能等。

风险提示

• 政策支持力度不足：可能影响绿氢发展速度。
• 电价不及预期：可能影响绿氢成本下降速度。
• 技术研发滞后：可能影响电解槽性能提升及成本下降。

电解水制氢技术对比

电解槽产业链

• 主要组成部分：电极、隔膜、绝缘材料、电解液。
• 主要成本构成：电解电堆组件（45%）、系统辅机（55%）。
• 隔膜材料：石棉隔膜（早期）、PPS隔膜（主流）、复合隔膜（未来发展方向）。
• 电极材料：镍基材料（常见）、含贵金属催化剂（如铂、铱）。

电解槽供应商及产品

电解槽市场预测

电解槽技术发展趋势

• ALK技术：向大标方、复合隔膜方向发展，成本逐步降低。
• PEM技术：国产化程度不足，未来需降低贵金属使用，提升性能。
• SOEC技术：适用于光热发电系统，未来在热能丰富的地区有较大应用潜力。
• AEM技术：结合ALK与PEM优点，处于实验室研发阶段，未来有望商业化。

总结

绿氢作为未来氢能发展的核心，电解槽技术的进步与成本下降是其发展的关键因素。目前碱性电解槽占据市场主流，质子交换膜电解槽和高温固体氧化物电解槽未来有较大增长空间。随着政策支持和技术迭代，电解槽市场需求将持续增长，推动绿氢产业快速发展。