氢能行业专题研究之三：制氢电解槽，绿电制氢蓬勃发展，电解槽产业化进程加速-20230707-国信证券-34页_1mb

报告摘要

氢能行业专题研究之三：制氢电解槽总结

核心内容

氢能作为一种清洁、高效、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型的重要载体。随着各国政策推动和可再生能源平价上网，绿氢（可再生能源电解水制氢）成本有望快速下降，进入平价时代，未来将具备更强的市场竞争力。

电解槽作为绿氢生产的核心设备，其产业化进程加速，2023年国内电解槽市场招标需求爆发，1-6月招标量超过815.5MW，预计全年出货量将达2.3GW，对应市场空间42亿元。全球电解槽采购需求也快速提升，预计2030年全球电解槽新增装机量将达138GW，市场空间达3822亿元。

主要观点

氢能是未来能源转型的重要方向
- 氢能具备清洁环保、热值高、安全性好、应用场景丰富等优点，可广泛用于交通、工业、建筑和储能领域。
- 全球已有超过130个国家和地区提出碳中和目标，氢能被视为实现低碳转型的重要工具。
绿氢成本有望快速下降，平价时代临近
- 当前化石燃料制氢成本在10-17元/kg，绿氢成本在电价0.3元/kWh时约为22.8-37.6元/kg。
- 当电价降至0.1元/kWh时，绿氢可与煤制氢平价；若考虑碳交易成本，国内碳价达100元/吨时，电价0.15元/kWh即可与煤制氢平价。
- 随着技术进步和规模化生产，绿氢成本将不断下降，绿氢需求将大幅增长。
电解槽需求爆发，产业化快速推进
- 2023年国内电解槽招标需求超过815.5MW，已超过2022年全年出货量。
- 2023年国内电解槽出货预计2.3GW，对应市场空间42亿元，预计2030年国内电解槽新增需求47GW，市场空间达565亿元。
- 全球电解槽采购需求预计2023年达6.2GW，2030年新增装机量138GW，市场空间达3822亿元。
电解槽技术路线多样化，各具优势
- 主要包括ALK、PEM、SOEC和AEM等技术路线，其中ALK技术成熟、成本低，PEM技术效率高但成本较高，SOEC和AEM处于研发和示范阶段。
- 未来电解槽将向大型化、低电耗、宽负载、高电流密度和长寿命方向发展。
国内电解槽企业具备技术与价格优势，有望出海拓展
- 国内企业在电解槽关键材料国产化、技术参数优化等方面取得进展，具备较强的竞争力。
- 企业如华电重工、隆基绿能、阳光电源、双良节能等在产业链布局上领先，有望在海外拓展业务。

关键信息

电解槽成本构成

碱性电解槽：设备成本占比约50%，土建与安装约15%，人工与运维约2.24元/kg，电费约16.8元/kg，水费约0.11元/kg。
PEM电解槽：设备成本占比约60%，其中双极板占比最高，达53%，电耗成本较高，约为15.12元/kg。

电解槽技术路线比较

项目	碱性电解水技术 (ALK)	质子交换膜电解水技术 (PEM)	高温固体氧化物电解水技术 (SOEC)	阴离子交换膜电解水技术 (AEM)
电解质	KOH或NaOH溶液	质子交换膜	YSZ或ScSZ等陶瓷材料	纯水或低浓度碱性溶液
运行温度	70-90℃	50-80℃	600-1000℃	40-60℃
电流密度	3000-6000 A/m²	>10000 A/m²	-	-
直流电耗	4.2-5.5 kWh/Nm³	4.3-6 kWh/Nm³	3-4 kWh/Nm³	4.5-5.5 kWh/Nm³
应用现状	成熟应用	商业化早期	研发示范阶段	研发示范阶段
优势	技术成熟、成本低	效率高、运行灵活	转化效率高	成本低、启停快
劣势	体积大、维护成本高	成本高、结构复杂	需高温热源	稳定性差、缺乏大标方产品

电解槽需求预测

国内：预计2023年电解槽出货2.3GW，2030年新增需求47GW，累计装机量达190GW。
全球：预计2023年电解槽采购需求6.2GW，2030年新增装机量138GW，累计装机量达569GW。

电解槽市场空间测算

国内：2023年市场空间约321亿元，2030年预计达565亿元。
全球：2023年市场空间约321亿元，2030年预计达3822亿元。

投资建议

关注产业链布局领先的公司：华电重工、隆基绿能、阳光电源、双良节能等企业具备较强的技术和价格优势。
投资评级：华电重工（买入），隆基绿能（增持），阳光电源（买入），双良节能（增持）。

风险提示

全球氢能政策推进不及预期
绿氢需求不及预期
行业竞争加剧

图表目录（简要）

图1：氢能全产业链图示
图2：2021年氢气下游需求结构
图3：2060年氢气下游需求结构
图4：2021年全球制氢来源结构
图5：2021年中国制氢来源结构
图6：电价、电解槽电耗的制氢成本平价曲线测算
图7：不同碳交易价格下灰氢制氢成本
图8：碱性电解槽结构示意图
图9：碱性电解槽工作原理
图10：碱性电解水制氢装置工艺流程图
图11：碱性电解水制氢系统成本构成
图12：电解槽成本构成
图13：PEM电解槽结构及原理图
图14：PEM电解水制氢装置工艺流程图
图15：PEM电解水制氢系统成本构成
图16：PEM电解槽成本构成
图17：质子传导型SOEC工作原理
图18：氧离子传导型SOEC工作原理
图19：SOEC电解水系统构成图
图20：2023年不同电解水制氢设备企业中标量对比（MW）
图21：2023年不同电解水制氢设备企业中标均价对比（元/W）
图22：2021-2030E国内和全球电解槽出货量及预测（GW）

重点公司盈利预测及投资评级

公司代码	公司名称	投资评级	昨收盘（元）	总市值（亿元）	EPS（2023E）	EPS（2024E）	PE（2023E）	PE（2024E）
601226.SH	华电重工	买入	7.69	90	0.38	0.5	20	15
601012.SH	隆基绿能	增持	27.89	2115	2.53	3.15	11	9
300274.SZ	阳光电源	买入	118.4	1759	4.77	6.53	25	18
600481.SH	双良节能	增持	13.22	247	1.34	1.66	10	8