為什么說(shuō)綠氫電解槽賽道爆發(fā)在即，到2025年我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望接近7000億元？電解槽全球競(jìng)爭(zhēng)格局及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)情況如何？又有哪些投資機(jī)會(huì)？ 平安證券新能源資深分析師皮秀帶來(lái)“商業(yè)模式起步，綠氫初試鋒芒——?dú)淠苋皥D制氫篇”主題分享，以下是嘉賓部分觀點(diǎn)，掃碼即可回看全部會(huì)議內(nèi)容！

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01

綠氫電解槽賽道爆發(fā)在即，增長(zhǎng)空間廣闊

氫能屬于一種二次能源中的含能體能源，它和風(fēng)光等一次能源屬于互補(bǔ)而非競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。未來(lái)有望去替代柴油、汽油等含碳會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和污染物質(zhì)的一些能源，形成比較清潔的能源替代方案。氫能本身的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)促進(jìn)節(jié)能減排、保障能源安全具有戰(zhàn)略意義。節(jié)能減排的應(yīng)用端角度來(lái)看，氫能是一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，燃燒更為清潔，不存在污染物，同時(shí)也具有加注和應(yīng)用更為迅速，效率更高的一些優(yōu)勢(shì)。從供給側(cè)能源安全的角度看， 氫能可以以水為原料制取，儲(chǔ)量豐富，同時(shí)使用風(fēng)電、光伏電解水制氫可以解決棄風(fēng)棄光的消納問(wèn)題，從而進(jìn)一步去推動(dòng)風(fēng)電、光伏等可再生一次能源的應(yīng)用。應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，目前氫作為能源應(yīng)用的普及程度不高，主要作為工業(yè)原料使用。2021年全球氫氣需求超過(guò)9400萬(wàn)噸，其中我國(guó)的需求占了大概30%。

2022年3月國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，明確了氫能的戰(zhàn)略地位，并提出了氫能產(chǎn)業(yè)一系列發(fā)展目標(biāo)。政策的重視和認(rèn)可將推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)開(kāi)啟新篇。 從各地方政府氫能發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)來(lái)看，到2025年我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望接近7000億元。產(chǎn)業(yè)方面，氫能領(lǐng)域在供應(yīng)端技術(shù)有望持續(xù)突破，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更加完善，同時(shí)應(yīng)用端的萬(wàn)億市場(chǎng)也有望加速爆發(fā)。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加注和下游應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)，其中制氫屬于上游環(huán)節(jié)。制氫環(huán)節(jié)的清潔和降本是推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。制氫環(huán)節(jié)參與者方面，我們根據(jù)化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫三大技術(shù)路線里設(shè)備環(huán)節(jié)、材料環(huán)節(jié)以及具體制備環(huán)節(jié)的主要參與者都進(jìn)行了梳理。目前來(lái)看，三種制氫路線共存，但是可再生能源電解水制氫是終極路線。成本仍然是制約電解水制氫普及的瓶頸因素，它的規(guī)?；瘧?yīng)用還需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)去綜合推動(dòng)降本。

圖片來(lái)源：平安證券研究所

產(chǎn)能現(xiàn)狀來(lái)看，全球氫氣產(chǎn)能還是以化石燃料制氫為主，占據(jù)了2021年產(chǎn)量的80%以上。清潔制氫包括電解水和結(jié)合CCUS的化石燃料制氫都占比不到1%。IEA預(yù)測(cè)到2030年，全球氫氣產(chǎn)量將達(dá)到1.8億噸，其中主要 增量產(chǎn)量將由電解水制氫滿足，將由2021年不到4萬(wàn)噸大幅增長(zhǎng)至6170萬(wàn)噸，有非常廣闊的增長(zhǎng)空間，清潔制氫方案將成為未來(lái)的主流趨勢(shì)。全球市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看，電解水制氫已經(jīng)步入快速增長(zhǎng)期，2021年全球新增裝機(jī)209MW，同比增長(zhǎng)2.4倍。IEA估計(jì)，2022和2023年全球制氫電解槽的新增裝機(jī)將分別達(dá)到0.9GW和4.1GW。全球電解槽產(chǎn)能，IEA統(tǒng)計(jì)2021年全球電解槽總產(chǎn)能8.0GW/年，其中歐洲和中國(guó)產(chǎn)能占比達(dá)到了全球的80%。IEA預(yù)計(jì)，2023和2025年全球電解槽總產(chǎn)能將分別達(dá)到21.5GW/年和45.1GW/年，仍然是由歐洲和中國(guó)引領(lǐng)電解槽產(chǎn)能的增長(zhǎng)。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看，2022年全國(guó)的電解槽出貨量達(dá)到722 MW，同比翻倍增長(zhǎng)。 今年一季度招標(biāo)量來(lái)看，國(guó)內(nèi)氫電解槽招標(biāo)量預(yù)計(jì)達(dá)到452 MW，相當(dāng)于2022年全年出貨量的60%，已經(jīng)超過(guò)2021年全年的出貨量。整體來(lái)看，綠氫電解槽賽道已經(jīng)是一個(gè)爆發(fā)在即的狀態(tài)。

02

電解槽全球競(jìng)爭(zhēng)格局及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)情況

電解水制氫主要有四種技術(shù)路線，分別是堿性電解（ALK）、質(zhì)子交換膜電解（PEM）、固體氧化物電解（SOEC）和陰離子交換膜電解（AEM）。堿性電解是目前技術(shù)最成熟的方案，設(shè)備成本已經(jīng)比較低，但是局限性采用強(qiáng)堿作為腐蝕性液體，會(huì)有一定的污染性，同時(shí)運(yùn)維成本比較高，理論效率也會(huì)低于PEM和SOEC等路線。裝機(jī)容量看，堿性電解是目前的主流路線，同時(shí)PEM路線也有比較好的成長(zhǎng)潛力。根據(jù)IEA數(shù)據(jù)顯示，2022年全球堿性電解槽累計(jì)裝機(jī)量至少為727MW，占總裝機(jī)規(guī)模一半以上。PEM電解槽裝機(jī)占比不斷提升，2022年累計(jì)裝機(jī)至少為366MW，同比增長(zhǎng)近兩倍。2023年累計(jì)裝機(jī)量有望接近堿性電解槽，超過(guò)1GW。PEM、SOEC和AEM方案都具有非常優(yōu)良的降本增效潛力，未來(lái)隨著技術(shù)成熟也會(huì)有比較好的應(yīng)用空間。

圖片來(lái)源：平安證券研究所

堿性電解槽從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，由多個(gè)電解小室堆疊構(gòu)成，電極、隔膜和密封墊片是關(guān)鍵材料，占據(jù)成本最高的部分是電極和極板，分別占成本的28%和44%。材料環(huán)節(jié)的性能對(duì)電解的效率有比較大的影響，所以具有比較高的壁壘。趨勢(shì)上看，堿性電解槽存在明顯的“大標(biāo)方”趨勢(shì)，就是提高單槽制氫量的趨勢(shì)。目前主流廠商都已經(jīng)推出單體產(chǎn)量在1000標(biāo)方以上的“大標(biāo)方”電解槽。 要實(shí)現(xiàn)“大標(biāo)方”電解槽的生成，制造工藝、集成能力和關(guān)鍵材料技術(shù)都構(gòu)成了技術(shù)壁壘。

PEM電解槽采用質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)和性能具有一定的優(yōu)勢(shì)。一方面，它替代了堿性電解槽使用的隔膜和液態(tài)電解質(zhì)，導(dǎo)致內(nèi)阻更小，所以理論的效率更高，同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為緊湊，占地面積也會(huì)更小，規(guī)模選擇更為靈活。然而，PEM電解也是在強(qiáng)酸性環(huán)境下進(jìn)行，需要使用貴金屬催化劑，導(dǎo)致成本控制存在一定難度。PEM電解槽關(guān)鍵原材料還有待國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)內(nèi)PEM電解槽產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小，主要原因是關(guān)鍵材料質(zhì)子交換膜生產(chǎn)技術(shù)由外國(guó)巨頭壟斷，成本和供應(yīng)鏈上均面臨一定的壓力。此外，PEM電解槽使用的貴金屬催化劑也存在進(jìn)口依賴性。 國(guó)內(nèi)PEM電解槽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵材料環(huán)節(jié)的進(jìn)一步突破。

全球產(chǎn)能布局來(lái)看，中國(guó)和歐洲企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模領(lǐng)先，主要參與者也存在積極擴(kuò)產(chǎn)趨勢(shì)。2022年11月BNEF發(fā)布的估計(jì)，2022年底全球電解槽產(chǎn)能Top20企業(yè)產(chǎn)能共計(jì)達(dá)到14GW，其中中國(guó)企業(yè)占據(jù)了8家，產(chǎn)能共計(jì)6.7GW，以ALK路線為主；2023年底，預(yù)計(jì)全球電解槽產(chǎn)能Top20企業(yè)產(chǎn)能將達(dá)到26.4GW，同比增長(zhǎng)89%?？梢钥吹街袊?guó)和歐洲企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和產(chǎn)能規(guī)模上比較領(lǐng)先，同時(shí)也存在積極擴(kuò)產(chǎn)的上升趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，2022年我國(guó)電解水制氫設(shè)備出貨量達(dá)722MW，Top3廠商總計(jì)出貨527MW，市占率合計(jì)占73%。同時(shí)也可以看到，市場(chǎng)玩家有增加的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)集中度會(huì)有所下降，市場(chǎng)本身仍然處于高速成長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)格局尚未確定的階段。

03

關(guān)注電解槽和材料環(huán)節(jié)投資機(jī)會(huì)

國(guó)內(nèi)參與者方面， 新能源上市公司積極布局，技術(shù)實(shí)力已經(jīng)做到業(yè)內(nèi)非常領(lǐng)先，同時(shí)非上市公司也都有非常扎實(shí)的積累，實(shí)力十分強(qiáng)勁。我們對(duì)比了海內(nèi)外頭部電解槽企業(yè)的產(chǎn)品參數(shù)，堿性電解槽方面，由于技術(shù)已經(jīng)非常成熟，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都有非常出色的技術(shù)實(shí)力。從電耗來(lái)看，國(guó)內(nèi)外頭部企業(yè)單位電耗都已經(jīng)控制在3.8-4.4度電煤標(biāo)方的范圍，電耗表現(xiàn)優(yōu)于理論效率更高的PEM電解槽。從系統(tǒng)規(guī)模來(lái)看，國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)制氫規(guī)模高至1500-2000標(biāo)方每小時(shí)，國(guó)外NeL制氫規(guī)模甚至可以達(dá)到2400-3880標(biāo)方每小時(shí)。可以看出，現(xiàn)有的設(shè)備在大標(biāo)方和低電耗上已經(jīng)做到了比較出色的水平，可以滿足大規(guī)模制氫需求，助力綠氫逐步實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。

PEM電解槽方面有非常優(yōu)良的潛力，國(guó)內(nèi)企業(yè)尚存一定的追趕空間 。目前國(guó)外頭部企業(yè)PEM產(chǎn)品電耗在4.5-5千瓦時(shí)每標(biāo)方，低于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的5.4千瓦時(shí)每標(biāo)方，系統(tǒng)規(guī)模最大可以超過(guò)2000標(biāo)方每小時(shí)，高于國(guó)內(nèi)企業(yè)目前300-500標(biāo)方的水平。國(guó)內(nèi)企業(yè)在PEM路線上仍然存在追趕空間。雖然目前來(lái)看PEM電解槽的電耗水平仍然高于堿性產(chǎn)品，但是它理論效率更高，電耗下降潛力大；同時(shí)PEM電解槽自身也可以看出結(jié)構(gòu)緊湊，單位占地面積更小，且負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較堿性解槽更寬，具有優(yōu)良的靈活性，在特定場(chǎng)景下或?qū)⒋嬖谝欢ǖ牟豢商娲膬?yōu)勢(shì)。

最后總結(jié)下，我們看好氫能未來(lái)的發(fā)展空間。隨著各國(guó)更大力推廣綠電制氫和氫能應(yīng)用，氫能有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、電力、建筑等領(lǐng)域。制氫環(huán)節(jié)目前三大路線并存，綠氫蓄勢(shì)待發(fā)，成本是制約綠氫推廣的瓶頸因素。 但是經(jīng)過(guò)我們測(cè)算，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的綠氫項(xiàng)目通過(guò)部分綠電自供、外購(gòu)部分低價(jià)綠電+長(zhǎng)時(shí)運(yùn)營(yíng)的模式，并通過(guò)大規(guī)模采購(gòu)控制電解設(shè)備成本已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。比如中石化庫(kù)車綠氫項(xiàng)目單位執(zhí)行成本可以低至12.93元/千克，接近工業(yè)副產(chǎn)氫甚至煤制氫的水平。目前綠氫產(chǎn)業(yè)整體進(jìn)入高速增長(zhǎng)期， IEA預(yù)計(jì)2023年全球制氫電解槽新增裝機(jī)有望達(dá)到4.1GWW，同比增長(zhǎng)356%。綠氫主要的壁壘環(huán)節(jié)在電解槽和材料環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前已經(jīng)具有一定的技術(shù)實(shí)力，但是在PEM領(lǐng)域還有提升空間。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)除了直接參與的企業(yè)外，也有諸多新能源上市公司積極入局，未來(lái)有望成為第二增長(zhǎng)曲線。

投資建議方面，綠氫產(chǎn)業(yè)爆發(fā)在即建議關(guān)注電解槽和材料環(huán)節(jié)。具體來(lái)看，我們建議關(guān)注上市公司中電解槽環(huán)節(jié)具備技術(shù)實(shí)力的標(biāo)的、電解槽彈性標(biāo)的和材料環(huán)節(jié)具備潛力的企業(yè)。風(fēng)險(xiǎn)提示方面，首先是綠氫需求增長(zhǎng)不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)；其次國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)突破可能不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)；第三是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生變化的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

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