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2023-2025年為電解水制氫裝備的快速增長期，2025年后隨著現(xiàn)有規(guī)劃綠氫項目的陸續(xù)落地，電解水制氫裝備的需求增速可能進入短暫的平穩(wěn)期。在 2030 年碳達峰之前的時間節(jié)點，有望再次迎來新一輪爆發(fā)。

高工氫電產(chǎn)業(yè)研究所（GGII） 預(yù)計，2023 年中國電解水制氫裝備出貨量有望達到 1.6GW，到 2030 年將會快速增長至 86GW，2022-2030年均復(fù)合增長率 81%。制氫裝備的快速擴張帶來了電解槽核心部件的發(fā)展機遇，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)能快速擴張中。

綠氫制氫產(chǎn)業(yè)布局快速增長

氫能產(chǎn)量加速增長，已超過 25 年氫能需求預(yù)期。目前，我國已成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021、2022 年我國氫氣產(chǎn)量分別為3342 萬噸、4004萬噸，同比增長分別為 32%、21%。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2023 年我國氫氣產(chǎn)量將達4575 萬噸。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》預(yù)測，在2030年碳達峰情景下，我國氫氣的年需求量將達到 3715 萬噸，在終端能源消費中占比約為5%；在2060年碳中和情景下，我國氫氣的年需求量將增至 1.3 億噸左右，在終端能源消費中占比約為20%。我國目前氫氣產(chǎn)量已超過《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》預(yù)期的2030年氫能需求量。綠氫制氫產(chǎn)業(yè)布局快速增長，電解槽賽道爆發(fā)在即。

制氫電解槽是一種利用電解的方法來制造氫氣的設(shè)備，通常由一個電解槽和一些電極組成,電極由一種催化劑覆蓋,以幫助促進水的分解。在電解槽中,水被分解成氫和氧氣,這些氣體通常會分別在電解槽的不同端口中被收集。電解槽是電解水制氫的核心設(shè)備，也是電解反應(yīng)發(fā)生的主要場所。電解槽往往由若干個電解小室組成，每個電解小室又由電極、隔膜和電解質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)水電解制氫技術(shù)進行分類，制氫電解槽也可以分為堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽、高溫固體氧化物電解槽、固體聚合物陰離子交換膜電解槽四類。目前，堿性電解槽已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，質(zhì)子交換膜電解槽也進入商業(yè)化初期，而高溫固體氧化物電解槽和固體聚合物陰離子交換膜電解槽仍處于研發(fā)示范階段。

堿性電解槽是目前技術(shù)最為成熟的制氫電解槽，已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛的商業(yè)化使用，但由于堿性電解槽的電解質(zhì)隔膜以石棉布為主，存在一定的環(huán)保風(fēng)險。近年來，隨著技術(shù)的不斷突破，質(zhì)子交換膜電解槽也進入了商業(yè)化初期。質(zhì)子交換膜電解槽不僅安全無污染，而且能很好地適應(yīng)波動電源。隨著風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)擴張，質(zhì)子交換電解槽的應(yīng)用市場廣闊。另外，隨著技術(shù)的不斷成熟，質(zhì)子交換膜電解槽的成本也將逐漸下滑，推動其市場應(yīng)用范圍不斷擴張。

全球電解槽產(chǎn)能持續(xù)增加中

電解槽市場需求日益增長、各電解槽國內(nèi)外企業(yè)積極擴建產(chǎn)能以滿足訂單需求。

國際方面，據(jù)公開消息，蒂森克努伯新紀元現(xiàn)有堿性電解槽產(chǎn)能3+GW，計劃2026年實現(xiàn)5GW的產(chǎn)能目標；康明斯現(xiàn)有產(chǎn)能2.5GW，計劃未來將明尼蘇達工廠從0.5GW擴產(chǎn)至1GW；ITMPower在英國謝菲爾德的PEM電解槽工廠現(xiàn)有產(chǎn)能1GW，公司計劃將在2024年內(nèi)擴產(chǎn)至1.5GW；NEL公司挪威赫勒亞工廠現(xiàn)有產(chǎn)能0.5GW，公司計劃在2024年擴產(chǎn)至1GW，美國康涅狄格州工廠也將于2025年擴產(chǎn)至0.5GW，此外還有4GW的美國密歇根州工廠在建設(shè)中；PlugPower在美國紐約州的PEM電解槽工廠現(xiàn)有產(chǎn)能1.2+GW，未來計劃擴產(chǎn)至2.5GW。各電解槽外企有序擴產(chǎn)，部分產(chǎn)能有望于2024-2025年落地投產(chǎn)。

國內(nèi)方面，開年以來，佛鐵制氫、浙江嘉化氫儲新能源、遠景能源、國富氫能、國盛利華、明陽氫能、興燃科技、淳華氫能等相繼傳來電解槽產(chǎn)能擴張消息。

5月10日，湖南省株洲市天元區(qū)人民政府發(fā)布淳華氫能源科技（湖南）有限公司PEM電解水制氫項目變更證明。項目主要建設(shè)內(nèi)容為打造年產(chǎn)1GW先進的PEM水電解制氫高端裝備制造產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地和國際化的氫能研發(fā)測試平臺以及氫能技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用的示范平臺。

項目分兩期進行開發(fā)，一期投資約30000萬元，投產(chǎn)后可達年產(chǎn)0.5GW的電解槽生產(chǎn)規(guī)模，主要投資用于大規(guī)模PEM水電解槽自動化生產(chǎn)線設(shè)備設(shè)施投入、以及形成電解槽零部件供應(yīng)的集聚貿(mào)易區(qū)。積極打造先進的PEM水電解制氫研發(fā)測試平臺，成立氫能重點實驗室，通過創(chuàng)新將技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫能產(chǎn)業(yè)實際成果。同時投入生產(chǎn)所需的廠房建設(shè)以及氫能產(chǎn)品的示范應(yīng)用工程（如熱電聯(lián)供系統(tǒng)、備電系統(tǒng)等），將項目打造成集氫能研發(fā)測試平臺、高端裝備制造生產(chǎn)線和氫能應(yīng)用示范項目為一體的綠色零碳項目。二期總投資約20000萬元，達到年產(chǎn)1GW電解槽生產(chǎn)規(guī)模。主要用于擴大電解槽生產(chǎn)產(chǎn)能、加大研發(fā)測試平臺的投入、擴大廠房的建設(shè)規(guī)模以及搭建更為豐富的示范應(yīng)用場景，以此形成氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)閉環(huán)。

5月消息，興燃科技常州分公司占地面積達26000㎡的現(xiàn)代化高標準量產(chǎn)工廠正在建設(shè)中，這座26000㎡的現(xiàn)代化高標準工廠將成為興燃科技200Nm³/H大標方單槽PEM電解槽的主要生產(chǎn)基地，預(yù)計年產(chǎn)量可達1000臺，年產(chǎn)氫量高達200000Nm³/H，年生產(chǎn)總值達50億元。

看好中國綠氫制備行業(yè)

政策口徑看，根據(jù)國家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，到2025年，建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。在新能源行業(yè)投資機會中，除已進入高速發(fā)展期的風(fēng)光儲車等行業(yè)外，我們近期亦關(guān)注到中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機會。

從供給&&需求端看，中國的綠氫制備行業(yè)發(fā)展均具可行性。

根據(jù)制取方式和碳排放量的不同，氫能主要分為灰氫、藍氫、綠氫三種，其中綠氫為通過可再生能源電解水制氫，在生產(chǎn)過程中基本不產(chǎn)生溫室氣體，但目前技術(shù)并未完全成熟、生產(chǎn)成本較高，因而當(dāng)前全球范圍內(nèi)氫能生產(chǎn)均以灰氫為主流。

供給端看，國家能源局已發(fā)布相關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，其中提及到2025年需建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。我們認為，發(fā)展綠氫制氫為解決風(fēng)光大基地帶來的新增發(fā)電量消納問題的解決手段之一，將與鋰電、光熱、液流等多種儲能手段&&特高壓向東部輸電共同發(fā)展。

需求端看，中國是全球氫氣需求量&&生產(chǎn)量第一大國，年需求量及生產(chǎn)量均占全球30%左右，且未來中國氫能需求量仍將持續(xù)增長，因而帶來了綠氫制氫環(huán)節(jié)的發(fā)展契機。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計，到2030年我國氫能需求量將達到3500萬噸，到2060年需求量將增至1.3億噸左右。從生產(chǎn)量看，根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2012-2021年，中國氫氣產(chǎn)量從1600萬噸增長至3300萬噸。

綠氫制備的經(jīng)濟性拐點何時到來

測算，綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價。

我們認為，往未來看綠氫占比提升的決定因素來自經(jīng)濟性。考慮當(dāng)前綠氫成本與灰氫仍存在較大差距，且綠氫中PEM電解槽較堿性電解槽成本更高，本篇報告我們重點分析堿性電解槽制備綠氫的經(jīng)濟性。基于制備技術(shù)、規(guī)模效應(yīng)、碳稅制度、碳價變化對灰氫的成本影響等，并以及電解水制綠氫的單位成本構(gòu)成包括電費、設(shè)備折舊費、期間費用（我們預(yù)計23年分別占總成本的74.8%/10.7%/14.2%），我們對綠氫的生產(chǎn)成本變動&&對比藍氫、灰氫的經(jīng)濟性拐點進行了如下測算。核心假設(shè)包括：

電費：影響因素包括單位電耗、單位電價。1）單位電耗：我們預(yù)計22年行業(yè)平均的單位電耗為5.3kwh/m³，未來隨堿性電解槽零部件的升級，假設(shè)到2030年單位電耗可降低至3.9kwh/m3；2）單位電價：假設(shè)工商業(yè)電價0.5元/kwh，結(jié)合未來風(fēng)光等新能源發(fā)電就地消納帶來的電價成本下降，預(yù)計至2025、2030年電費下降至0.2、0.15元/kwh；

設(shè)備折舊費用：主要與電解槽設(shè)備價格有關(guān)，堿性電解槽設(shè)備價格目前約900萬元/臺，其中電極已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，我們預(yù)計未來存在規(guī)模降本空間；隔膜目前主要采用日本東麗的傳統(tǒng)PPS膜，未來具備國產(chǎn)替代及規(guī)模效應(yīng)降本空間，我們預(yù)計，2022年-2030年堿性電解槽設(shè)備價格年均下降10%；

單位期間費用：主要與項目規(guī)模有關(guān)，取決于設(shè)備規(guī)格和年利用小時數(shù)兩個因素，目前堿性電解槽設(shè)備規(guī)格一般為1000-2000m³/h，預(yù)計未來有望逐步提升；年利用小時數(shù)考慮風(fēng)光有效利用小時數(shù)、配建儲能比例上升、新能源發(fā)電成本持續(xù)下降等，預(yù)計未來有望達到5000h。

測算結(jié)果：我們預(yù)計至2025年，綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg，較2022年下降65%；至2030年，綠氫制備單位成本有望進一步下降至8.88元/kg，分維度對比綠氫與藍氫、灰氫的經(jīng)濟性看，綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價。

若靜態(tài)對比當(dāng)前藍氫、灰氫的單位成本（不考慮煤炭價格+碳稅變化），預(yù)計綠氫與藍氫、灰氫分別在25年、27年平價；

若考慮碳稅上漲帶來的藍氫、灰氫成本上升，預(yù)計綠氫與藍氫、灰氫均在25年實現(xiàn)平價；

若在碳稅基礎(chǔ)上，疊加考慮煤炭價格波動性，當(dāng)前煤炭價格約700元/t，假設(shè)2022-2030年煤炭價格從1000元/t下降到500元/t（灰氫生產(chǎn)成本下降），預(yù)計綠氫與藍氫、灰氫分別在25年、26年平價。

原標題：電解槽市場需求日益增長，綠氫制備的經(jīng)濟性拐點何時到來？