电气设备行业深度报告:需求政策双重驱动制氢市场,PEM制氢有望打开新增长点-20220425-开源证券-41页_1mb
报告摘要
电气设备行业深度报告总结
核心内容
本报告围绕氢能产业的未来发展,分析了灰氢、蓝氢和绿氢在制氢方式中的角色与发展趋势,重点探讨了可再生能源电解水制氢技术,特别是质子交换膜(PEM)和碱性电解水(ALK)制氢技术的成本、效率及市场前景,并总结了国内主要企业在此领域的布局与进展。
主要观点
- 氢能是实现全球零碳经济的关键:氢能作为高效、环保的二次能源,将在未来能源结构中占据重要地位。预计到2050年,氢气及其衍生品将成为全球第二大能源部门,占比约18%。
- 灰氢将被逐步替代,蓝氢成为过渡方案:灰氢主要由化石能源和工业副产氢制取,未来将被绿氢替代,而蓝氢通过CCUS技术减少碳排放,作为灰氢向绿氢的过渡方案。
- 可再生能源电解水制氢将成为核心制氢方式:在“3060双碳”政策背景下,风电、光电和风光互补制氢将成为主流,电解水技术是实现绿氢的关键。
- PEM电解水制氢技术发展潜力大,但成本较高:PEM技术响应速度快、气体纯度高,但成本为ALK的1.2至3倍。随着技术进步和规模化生产,PEM成本有望下降,逐步具备竞争力。
- ALK电解水制氢技术成熟,但与可再生能源适配性差:ALK技术成本低、规模大,适合大规模集中制氢,但其无法适应可再生能源的波动性,且存在腐蚀问题。
关键信息
制氢方式分类
| 类型 | 优点 | 缺点 | 全球占比 | 中国占比 |
|---|---|---|---|---|
| 灰氢 | 成本低、技术成熟 | 碳排放高、难以实现零碳 | 4% | 1.52% |
| 蓝氢 | 碳排放减少 | 成本上升、技术复杂 | - | - |
| 绿氢 | 低碳排放、环保 | 成本高、技术尚未成熟 | 23% | 63.54% |
| 工业副产氢 | 成本低、潜力大 | 无法集中供应 | - | 21.18% |
PEM与ALK电解水制氢技术对比
| 指标 | PEM | ALK |
|---|---|---|
| 电流密度 | 1-4 A/cm² | <0.8 A/cm² |
| 电耗 | 4.0-5.0 kWh/Nm³ | 4.5-5.5 kWh/Nm³ |
| 制氢成本 | 3.56元/Nm³ | 2.67元/Nm³ |
| 响应时间 | <5s | 较长 |
| 技术成熟度 | 初步商业化 | 商业化成熟 |
| 成本下降空间 | 较大 | 有限 |
成本预测(2030年与2050年)
| 年份 | 电解槽购置成本 | 制氢成本 |
|---|---|---|
| 2030年 | PEM: 1500万元 | PEM: 1.41元/Nm³ |
| 2050年 | PEM: 500万元 | PEM: 0.72元/Nm³ |
国内主要企业布局
- 阳光电源:提供可再生能源制氢系统解决方案,已推出SEP50 PEM电解槽,同时推进碱性电解槽研发。
- 隆基股份:成立氢能科技公司,推出Lhy-A系列碱性水电解槽,单台产氢能力达1500 Nm³/h。
- 宝丰能源:已建成全球最大绿氢产能,3亿标方/年。
- 美锦能源:布局氢能全产业链,规划建设300座加氢站,并参股多家氢能企业。
- 鸿基创能:专注膜电极研发,已实现CCM膜年产能30万平米,布局PEM电解水制氢膜电极产业化。
风险提示
- 加氢基础设施建设不及预期:影响氢能广泛应用。
- 需求低于预期:制约产业链发展。
- 新能源市场竞争加剧:可能压缩利润空间。
投资机会
- 国内化工、能源龙头积极布局可再生能源制氢,如阳光电源、隆基股份、宝丰能源、美锦能源、鸿基创能等,具备配置价值。
技术与市场展望
- PEM电解水制氢技术壁垒高,核心部件如质子交换膜、催化剂、膜电极等依赖进口,国产化率较低。
- ALK电解水制氢技术成熟,但其与可再生能源的适配性较差。
- 国内电解水制氢设备市场集中度高,主要由718所、苏州竞立、天津大陆等企业主导。
- 未来电解水制氢成本有望稳步下降,随着技术进步、规模化生产及可再生能源成本降低,绿氢将具备更强的市场竞争力。
结论
在“3060双碳”目标推动下,可再生能源电解水制氢将成为未来核心制氢方式。PEM电解水制氢技术虽成本较高,但具备更高的灵活性与响应性,未来有望在技术进步和规模化生产中实现成本下降。国内企业正积极布局电解水制氢技术,但在核心部件国产化率和制氢规模方面仍需突破。
展开完整摘要
试读结束,高清完整版pdf/doc/ppt,请点下载