势银：中国电解水制氢产业蓝皮书2022_88页_11mb

中国电解水制氢产业蓝皮书2022总结

核心内容概述

中国电解水制氢产业在“双碳”目标推动下迎来快速发展，成为实现能源转型和工业脱碳的重要手段。绿氢作为零碳排放的制氢方式，正逐步替代传统化石燃料制氢，在交通、化工、钢铁、能源等领域具有广阔的应用前景。随着可再生能源的快速发展，特别是光伏和风电，绿氢的低成本制备成为可能。

电解水制氢技术主要分为ALK（碱性）、PEM（质子交换膜）、SOEC（高温固体氧化物）和AEM（固体聚合物阴离子交换膜）四种。ALK技术已实现商业化，PEM技术处于商业化初期，而SOEC和AEM仍处于研发和示范阶段。2022年中国电解槽出货量预计达800MW，2030年装机量有望超过100GW。

主要观点

• 双碳目标驱动：中国在2020年提出“双碳”目标，推动电解水制氢技术发展，特别是在工业和交通领域实现深度脱碳。
• 技术路线多样化：ALK技术已成熟，PEM技术逐步商业化，SOEC和AEM仍处于研发阶段，但具有更高的效率潜力。
• 产业链快速扩张：电解槽制造企业数量迅速增长，从2020年的约10家增加到超百家，同时零部件供应企业也在增加。
• 政策支持显著：国家和地方政府对绿氢产业进行了系统性规划，强调可再生能源制氢和绿氢应用示范，为产业发展提供了政策保障。
• 国际市场拓展：中国电解水制氢产业正在积极拓展海外市场，特别是印度、中东、澳大利亚等地区，但面临欧美技术壁垒和地缘政治挑战。

关键信息

1.1 中国电解水制氢产业发展背景

• 中国在2020年提出“双碳”目标，推动绿氢发展。
• 氢气应用领域广泛，包括能源载体和工业气体，其中工业领域占比更大。
• 2022年国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确提出绿氢在终端能源消费中的比重将显著提升。

1.1.1 中国电解水制氢技术产业链格局变化

• 2020年以来，电解槽制造企业数量迅速增长，从约10家增加到超百家。
• 新进入企业来自光伏、风电、电力、钢铁、石化、房地产等多个行业。
• ALK技术在工业领域应用广泛，PEM技术在储能和加氢站等新兴领域有所突破。

1.1.2 中国电解水制氢技术大规模应用推广

• 国内已有超过百个电解水制氢项目在建或规划中，覆盖多个高碳排放行业。
• 碱性电解水制氢技术在绿氢示范项目中占主导地位，占比约80%。
• 中石化、宁夏宁东基地等项目展示了绿氢在工业和交通领域的应用潜力。

1.2 不同电解水制氢技术发展现状

• ALK：已完全商业化，单槽最大产氢量达1400Nm³/h，直流能耗低至4.2kWh/Nm³。
• PEM：处于商业化初期，单槽最大产氢量约260Nm³/h，但依赖进口质子交换膜和贵金属催化剂。
• SOEC 和 AEM：仍处于研发和示范阶段，尚未实现商业化。

1.3 国内电解水制氢市场发展现状

• 2021年碱性电解水制氢设备出货量约350MW，PEM电解水制氢设备出货量约5MW。
• 2022年电解槽出货量预计翻番，达到800MW，2030年预计装机量超100GW。
• 碱性电解槽在绿氢项目中占据主导地位，因其成本低、单槽规模大，适用于大规模工业应用。

1.4 国外电解水制氢市场现状

• 欧洲：已发布氢能战略，计划2030年实现40GW电解槽装机容量，推动绿氢发展。
• 印度：计划2030年建立24GW电解槽产能，目标成为绿氢出口国。
• 中东：传统化石能源出口国，正寻求能源转型，计划2025年电解槽装机容量达到1GW。
• 澳大利亚：拥有丰富的可再生能源资源，计划2030年成为主要绿氢来源。
• 美洲：市场发展较弱，但巴西、智利、阿根廷等国正在规划新能源制氢项目。

产业政策

2.1 国家规划政策

• 国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，明确绿氢发展目标。
• 2025年可再生能源制氢量目标为10-20万吨/年，2030年形成清洁能源制氢体系。
• 科技部推动绿氢技术研发，如质子交换膜、催化剂、电解水制氢与储能结合等。

2.2 地方规划政策

• 内蒙古、甘肃、宁夏、四川成都等地明确2025年绿氢产量目标，合计约80万吨。
• 东部地区（如上海、广东）关注交通领域绿氢应用，支持站内制氢。
• 西部地区（如内蒙古、宁夏）强调工业领域绿氢应用，如钢铁、化工等。

2.3 补贴政策

• 当前补贴政策较少，主要集中在部分城市，如成都、深圳、濮阳。
• 补贴内容包括电价补贴、设备购置补贴、运营成本支持等。

碱性电解水制氢技术及供应链

3.1 碱性电解水制氢的工作原理

• 使用30% KOH或26% NaOH作为电解质。
• 水分子在直流电作用下，在阴极析氢，在阳极析氧。
• 通过隔膜分离氢气和氧气，碱液回流至电解槽。

3.2 碱性电解水制氢系统

• 包括电解槽主体和BOP辅助系统，如电源、控制、气液分离、纯化等。
• 碱性电解槽产品已实现大规模生产，单槽最大产氢量达1400Nm³/h。

3.3 碱性电解槽企业分析

• 国内已有超百家碱性电解槽企业布局或规划，既有传统企业也有新入局企业。
• 主流企业包括中船（邯郸）派瑞氢能、考克利尔竞立、天津市大陆制氢设备等。
• 2022年碱性电解槽企业披露产能接近11GW，主要集中在江苏、河北、陕西等地。

3.4 碱性电解槽装置应用

• 应用领域包括电力、冶金、化工、电子、半导体等。
• 国内产品已出口至美国、德国、俄罗斯、印度等多个国家，具有较强的国际竞争力。

质子交换膜电解水制氢技术及供应链

4.1 质子交换膜电解水制氢技术介绍

• PEM电解槽使用质子交换膜替代碱性电解槽中的隔膜和液态电解质。
• 使用纯水作为原料，避免碱液污染和腐蚀。
• PEM电解槽具有高电流密度（10000A/m²以上）、高氢气纯度（99.99%）等优势。

4.2 PEM电解水制氢系统构成

• PEM电解槽由电解池组成，每个电解池包含质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板。
• 质子交换膜是核心部件，目前主要依赖进口，国内仅有少数企业具备生产能力。

4.3 PEM电解槽企业分析

• 国内PEM电解槽企业数量较少，但正在逐步发展。
• 主要企业包括赛克赛斯、国电投氢能科技等，部分企业已具备200Nm³/h产能。
• PEM电解槽在工业应用中仍以ALK为主，但未来有望在储能和加氢站等领域推广。

4.4 PEM电解槽部材代表企业

• 质子交换膜：杜邦Nafion系列为主，国内企业如东岳未来氢能、科润新材料正在尝试生产。
• 催化剂：以铂碳催化剂为主，铂载量0.4-0.6g/cm²，质量分数20%-60%。
• 气体扩散层和双极板：主要由国内企业生产，如龙幡氢能源、西安菲尔特、金泉益等。

绿氢认证

• 国外绿氢认证标准由GH2组织提出，包括绿氢定义、认证步骤等。
• 国内绿氢认证标准正在逐步完善，政策趋势支持绿氢认证体系的建立。
• 绿氢认证有助于提升绿氢产品的市场竞争力，推动绿氢在工业和交通领域的应用。

未来展望

• 中国电解水制氢产业在政策、技术、市场等多方面具备良好发展基础。
• 随着可再生能源成本下降和电解技术进步，绿氢有望成为未来能源体系的重要组成部分。
• 国内企业应加强技术研发，突破PEM等关键材料的瓶颈，提升国际竞争力。
• 国际市场拓展需应对欧美技术壁垒和地缘政治因素，加强本地化合作和制造。