《水電解制氫設備行業專題報告:水電解制氫供需雙擴背景下電解槽有望迎來發展機遇-231205(29頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《水電解制氫設備行業專題報告:水電解制氫供需雙擴背景下電解槽有望迎來發展機遇-231205(29頁).pdf(29頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券1/292023 年年 12 月月 05 日日證券研究報告證券研究報告|產業深度報告產業深度報告水電解制氫供需雙擴背景下,電解槽有望迎來發展機遇水電解制氫供需雙擴背景下,電解槽有望迎來發展機遇水電解制氫設備專題報告水電解制氫設備專題報告氫能氫能投資評級:投資評級:推薦推薦(維持維持)分析師:張錦分析師:張錦分析師登記編碼:S0890521080001電話:021-20321304郵箱:研究助理:張后來研究助理:張后來郵箱:銷售服務電話:銷售服務電話:021-20515355行業走勢圖(行業走勢圖(2023 年 12 月 4 日)資料來源:wind,華寶證券研究
2、創新部相關研究報告相關研究報告1、融資渠道收緊資本開支放緩,板塊有望邊際反轉鋰電板塊三季度業績回顧2023-11-152、進入汽車革命后半場,特斯拉+華為引智能化產業浪潮新能源車行業專題報告2023-10-123、解決續航焦慮的最后一棒,快充進程加快催生材料新變化動力電池行業專題報告2023-08-17投資要點投資要點我國綠氫供需規劃持續擴張我國綠氫供需規劃持續擴張,水電解制氫設備有望迎來產業規模提升水電解制氫設備有望迎來產業規模提升:從需求端來看,中國碳排放要求趨嚴背景下,工業領域對綠氫的需求將不斷增大;各地綠氫制取政策持續推出,擴大綠氫生產規模、突破電解水制氫設備關鍵技術成為政策焦點。從供
3、給端來看,我國電解水制氫項目多點開花,未來電解水制氫投產有望加速落地;投資規模擴張、產品規格升級、產品價格下行有望成為未來電解槽行業的發展趨勢。在綠氫供給與需求雙端的同時擴張下,我國電解槽行業有望迎來市場規模提升。我國四種技術類型的主流電解槽發展進程拆解我國四種技術類型的主流電解槽發展進程拆解:目前主流電解槽的主要性能要求為氫氣純度高,能耗低,結構簡單、制造維修方便便宜且使用壽命長,材料的利用率高。我國主流的電解槽按水電解技術可分為 ALK、PEM、AEM、SOEC 四種類型,在產業成熟度方面 ALKPEMSOECAEM。細分來看,1)ALK 電解槽是目前電解水規?;茪涞氖走x,但是存在制氫效
4、率低下、制取過程中存在污染且耗電量大的問題,并且 ALK 電解槽未來依然存在降本空間;2)PEM 電解槽目前處于商業化初期,相比 ALK 電解槽制氫效率更高,耗電量相對較低,且能利用風光發電進行氫能制取,但是由于 PEM 電解槽制作過程中使用大量貴金屬,且單槽產氫規模依然較低,降低成本、擴大生產規模是未來 PEM 電解槽的發展趨勢;3)AEM電解槽的發展優勢在于結合 ALK 電解槽造價較低和 PEM 電解槽效率較高的優點,能夠以較低成本高效制取氫氣,但是由于具有高離子電導率和強耐堿特性并存的陰離子交換膜研發難度較大,目前依然處于實驗室環節;4)SOEC 電解槽目前處于走出實驗室放大的階段,80
5、0以上高溫環境下 SOEC 制氫效率高于其他三種技術路徑,但是由于 SOEC 的造價成本遠高于 ALK、PEM,且 SOEC 與 SOFC 化學反應過程可逆,未來氫儲能有望成為 SOEC 電解槽的應用方向。從市場成熟度來看,我國電解槽生產相關公司主要集中在電解槽整槽生產環節從市場成熟度來看,我國電解槽生產相關公司主要集中在電解槽整槽生產環節,且以且以 ALK、PEM 電解槽為主,電解槽為主,AEM、SOEC 電解槽有望在電解槽有望在 3-8 年內迎來行業發年內迎來行業發展期展期:1)我國 ALK 電解槽產業技術較為成熟,國企卡位電解設備,憑借風光電項目資源優勢擁有更強的拿訂單能力,未來 ALK
6、 電解槽制氫規模有望提升,單槽價格有望進一步下行;2)PEM 電解槽商業化步伐加速,膜電極、雙極板等關鍵材料受到市場關注,未來國產替代化以及貴金屬含量有望進一步下降,迎來行業規模效應;3)AEM 電解槽僅有少量 2.5-50kW 的 AEM 電解槽產品下線,目前在科研院所、電廠、化工等領域實現小規模應用;4)現階段國內企業 SOEC 電解槽制氫功率以千瓦級為主,集中在 2-25kW,由于 SOFC/SOEC 的可逆性極強,SOEC 廠商主要由 SOFC 廠商轉型而來。GGII 預測 2030 后 SOEC 有望迎來行業發展期。風險提示:風險提示:行業政策規劃落地不及預期、行業技術應用落地不及預
7、期產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券2/29內容目錄內容目錄1.我國綠氫供需規劃持續擴張,水電解制氫設備有望迎來產業規模提升我國綠氫供需規劃持續擴張,水電解制氫設備有望迎來產業規模提升.41.1.政府端、企業端綠氫需求在未來 2-3 年內有望迎來大幅增長.41.2.隨著綠氫項目數量增長、單槽制氫能力提升,未來電解槽生產規模有望進一步擴大.82.四種類型的電解槽及部件分析四種類型的電解槽及部件分析.102.1.ALK 電解槽:目前電解水制氫產業化的首選,未來存在降本空間.122.2.PEM 電解槽:性能相比 ALK 更優,未來制造成本有望進一步降低.132.3.AEM 電
8、解槽:綜合 ALK 的成本與 PEM 的性能優勢,目前處于實驗室階段.172.4.SOEC 電解槽:制氫效率與造價雙高,未來有望向氫儲能方向發展.183.我國電解槽相關公司梳理我國電解槽相關公司梳理.213.1.ALK:市場競爭加劇,國企、集團型企業競爭優勢逐漸顯現.223.2.PEM:加快商業化步伐,膜電極、雙極板等關鍵組件受到關注.233.3.AEM:目前尚處實驗室階段,僅有少量產品發布.253.4.SOEC:目前處于走出實驗室放大的階段,部分公司由 SOFC 轉型而來.264.投資建議投資建議.275.風險提示風險提示.28圖表目錄圖表目錄圖 1:2021-2023 年我國 CEA 成交
9、價及成交量.4圖 2:2060 年工業用氫碳減排預測.4圖 3:水電解制氫電解槽的基本架構及工作原理.11圖 4:1MW ALK 電解水制氫系統的成本構成.11圖 5:ALK 電解槽小室工作原理.12圖 6:ALK 與 PEM 制氫未來市場與成本空間預測.13圖 7:PEM 電解槽及單體結構.14圖 8:質子交換膜成本下降曲線(美元/kW).15圖 9:全球氣體擴散層市場規模及增長率.16圖 10:1MW PEM 電解槽的成本構成.16圖 11:PEM 電解槽擴大生產規模帶來生產成本的下降.17圖 12:AEM 陰離子交換膜工作原理示意圖.18圖 13:SOEC 電解槽典型建設場景.19圖 1
10、4:制備 SOEC 電解室的原材料用量、價格和材料成本估算.20圖 15:基于組件的 SOEC 電解槽制造成本占比.20圖 16:ALK、PEM、SOEC 技術下生產 1Nm3 氫氣所需要的單位固定投資.20圖 17:我國四種技術的電解槽企業數量及占比.21圖 18:生產電解槽及相關環節產品的企業數量(家).21圖 19:電解槽企業地區分布(%).22圖 20:電解槽企業融資階段分布(家).22圖 21:2023H1 電解設備中標企業情況(MW).22圖 22:PEM 電解槽相關公司地域分布(%).23圖 23:從事 PEM 電解槽相關環節產品生產的企業分布(%).23圖 24:電解槽產業鏈及
11、關鍵環節代表企業.27表 1:2023 年我國電解水制氫相關政策(截至 2023 年 11 月).5oXjXcZuYjUrUaXuWuWiZaQbPaQnPrRnPtQiNpOpNjMnNrP8OrQsRNZpMpOMYqQoM產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券3/29表 2:2023 年 1-10 月我國部分簽約/開工/投產綠氫項目.8表 3:主流電解水制氫技術路線對比.11表 4:PEM 電解槽質子交換膜類型.14表 5:主流 PEM 設備催化劑.15表 6:SOFC/SOEC 系統與 LIB 儲能系統對比.21表 7:我國與 PEM 電解槽核心組件相關的企業(部分
12、).23表 8:我國涉及 AEM 電解槽制造的相關企業(部分).25表 9:我國涉及 SOEC 電解槽制造的相關企業(部分).26產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券4/291.我國綠氫供需規劃持續擴張,水電解制氫設備有望迎來產業我國綠氫供需規劃持續擴張,水電解制氫設備有望迎來產業規模提升規模提升我國氫氣產量持續擴張,我國氫氣產量持續擴張,2022 年政策需求帶動下電解水制氫設備需求持續提升。年政策需求帶動下電解水制氫設備需求持續提升。根據中國煤炭工業協會的數據,2022 年我國氫氣產量約 4000 萬噸,同比增長 21%。從產氫結構來看,可再生能源電解水制氫的綠氫規模依
13、然偏小,煤制氫和天然氣制氫合計占比約八成。但是 2022年在政策帶動下,電解水制氫設備需求快速提升,多家企業例如中國華電、國富氫能、奧揚科技、瑞麟科技、希倍優、中國寶武等發布電解水制氫裝備新品,其中 ALK 電解槽由于產業鏈配套齊全、成本較低,成為 2022 年電解槽產品主要下線的類型。但是從長期來看,隨著設備制造成本的下降和制氫規模的擴張,PEM 設備有望開啟替代進程。圖 1:2018-2022 年我國氫氣產量及同比圖 2:2022 年發布/下線電解水制氫設備類型占比資料來源:中國煤炭工業協會,華寶證券研究創新部資料來源:全球氫能公眾號,華寶證券研究創新部1.1.政府端、企業端綠氫需求在未來
14、政府端、企業端綠氫需求在未來 2-3 年內有望迎來大幅增長年內有望迎來大幅增長中國碳排放要求趨嚴背景下中國碳排放要求趨嚴背景下,工業領域對綠氫的需求將不斷增大工業領域對綠氫的需求將不斷增大。近年來,我國通過設立碳市場、進行碳交易等方法實現企業碳排放的合規性和經濟效益,其中碳排放配額(CEA)的收緊將導致企業碳排放成本的增加。在碳排放需求較高的工業領域,例如煉油、氨生產、煉鋼等,氫不僅可以當作能源,也可以當作燃料實現大規模應用。根據艾瑞咨詢的預測,至 2060年我國工業領域預計用氫 7.8 億噸,相當于減少 53.07 億噸煤炭用量,從而減少月 141.1 億噸的碳排放。而電解水設備制氫過程中無
15、碳排放,更符合 CEA 成交價不斷提升的趨勢下作為工業用氫的來源。圖 1:2021-2023 年我國 CEA 成交價及成交量圖 2:2060 年工業用氫碳減排預測產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券5/29資料來源:Wind,華寶證券研究創新部資料來源:艾瑞咨詢,華寶證券研究創新部各地綠氫制取政策持續推出各地綠氫制取政策持續推出,擴大綠氫生產規模擴大綠氫生產規模、突破電解水制氫設備關鍵技術成為政策突破電解水制氫設備關鍵技術成為政策焦點。焦點。根據各地政府官網政策的不完全統計,截至 2023 年 11 月,我國共有 32 項政策直接提及綠氫制取、電解槽設備建設等相關環節。例
16、如青海省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)提到,要探索與可再生能源耦合發展的電解水制氫技術,構建以經濟安全的堿性電解水制氫為基礎,以 PEM 制氫技術為補充,以 SOEC、AEM 等前沿高效制氫技術為示范的制氫技術體系;開發大型高效 PEM 電解槽、PEM 電解水制氫系統以及適應可再生能源的電解水制氫靈活控制技術,攻關 MW 級 PEM 電解水制氫系統、制氫運行控制與調度應用技術。關于推動能源電子產業發展的指導意見中也提到,要加快高效制氫技術攻關,突破電堆、雙極板、質子交換膜、催化劑、膜電極材料等關鍵環節的關鍵技術。與 2022 年的政策規劃相比,2023 年的綠氫政策更進一步,落
17、實到產業鏈的各個環節,直擊電解水制氫設備的關鍵技術。表 1:2023 年我國電解水制氫相關政策(截至 2023 年 11 月)時間時間政策名稱政策名稱地區地區主要內容主要內容1 月 3 日甘肅省人民政府辦公廳關于氫能產業發展的指導意見甘肅省1、利用本省鉑族金屬資源優勢,開展電解水高效催化材料研發2、支持貴金屬生產企業擴大氫能相關催化材料產能1 月 4 日關于實施創新驅動發展戰略大力發展戰略性新興產業的意見包頭市1、打造以明陽等為“鏈主”的風光制氫儲能產業集群2、以電解槽、隔膜、電極、氫氣壓縮機、副產氫提純裝置等為重點,推動華電科工等裝備制造企業加速落地,發展制氫設備產業3、推動海卓動力、奧揚科
18、技等項目盡快落地,發展氫能裝備制造產業1 月 11 日四川省能源領域碳達峰實施方案四川省1、氫能技術攻關。研究可再生能源制氫技術。研發可再生能源制氫耦合合成氨工藝技術。2、研制 70MPa 級制氫加氫智能一體化裝備。開展長壽命、低鉑載量燃料電池膜電極制備技術攻關。1 月 12 日青海省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)青海省1、開展電解水制氫,建設光儲氫一體化多能互補示范項目2、探索與可再生能源耦合發展的電解水制氫技術,構建以經濟安全的堿性電解水制氫為基礎,以高效靈活的質子交換膜(PEM)制氫技術為補充,以固體氧化物電解池(SOEC)、固體聚合物陰離子交換膜(AEM)、太陽能光催
19、化制氫、電光催化制氫等前沿高效制氫技術為示范的制氫技術體系。3、開發大型高效 PEM 電解槽、PEM 電解水制氫系統以及適應可再生能源的電解水制氫靈活控制技術,攻關 MW 級 PEM 電解水制氫系統、制氫運行控制與調度應用技術4、引進 1-3 家電解水制氫裝置制造企業及關鍵零部件生產企業在省內落地,實現制氫核心設備的本地化生產1 月 17 日關于推動能源電子產業發展的指導意見全國1、加快高效制氫技術攻關2、突破電堆、雙極板、質子交換膜、催化劑、膜電極材料等燃料電池關鍵技術1 月 28 日新鄉市氫能產業發展中長期規劃(20222035 年)新鄉市1、以裝備制造和材料研發為核心,形成高新區氫能產業
20、園為主,多園區協同發展產業格局1 月 30 日西咸新區氫能產業發展三年行動方案西咸新區1、引進培育上游制氫裝備企業、推進氫能創新平臺建設1 月 30 日 江西省氫能產業發展中長期規江西省1、建設吉安氫能裝備制造高地,依托井岡山經濟技術開發區打產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券6/29時間時間政策名稱政策名稱地區地區主要內容主要內容劃(2023-2035 年)造“先進氫能裝備產業園”2、重點推進基于生物質超臨界水氣化制氫發電多聯產技術和適應可再生能源波動性的質子交換膜(PEM)制氫技術研究,高效低成本堿性電解水制氫技術研發。3、支持九江學院長江綠色氫能研究中心推進太陽能光
21、催化制氫、光電化學產氫研究。支持江西理工大學推進基于生物質超臨界水氣化制氫發電多聯產技術產業轉化。1 月 31 日長沙市氫能產業發展行動方案(2023-2025 年)長沙市1、氫能技術率先突破,在制氫技術、膜電極等氫能產業鏈上取得突破。2、打造一批重點企業,推進產業集群的發展。3、與中南大學、湖南大學等研究機構合作,提升氫能裝備制造水平。2 月 7 日深圳市促進綠色低碳產業高質量發展的若干措施深圳市1、鼓勵開展質子交換膜燃料電池催化劑、氣體擴散層、質子交換膜、雙極板,以及固體氧化物燃料電池陰極、陽極、密封材料、連接體等核心材料和零部件技術攻關2、支持電解水制氫、光催化制氫、生物質制氫等關鍵技術
22、研發。2 月 9 日武進區加快推動氫能產業發展的實施意見常州市武進區1、加快氫氣生產和提純裝備、氫氣儲運裝備、燃料電池及相關配套裝備等研發,在電堆、雙極板、膜電極、質子交換膜、儲氫罐閥等關鍵零部件或材料上實現突破,培育一批國內領先的新產品、新技術、新材料。3 月 9 號東營市氫能產業發展規劃(20222025 年)東營市1、突破核心技術。規劃期聚焦大容量堿性電解水制氫、PEM 電解水制氫、氨裂解制氫、70MPa(IV 型)車載高壓儲氫瓶、CCUS等技術和裝備。2、優先發展制氫產業鏈和氫能裝備產業鏈。以勝利油田石化總廠、唐正能源公司為電解水制氫產業龍頭企業,加快實施堿性電解水制氫、PEM 電解水
23、制氫項目。3 月 14 日2023 年濮陽市氫能產業發展工作要點濮陽市1、提升氫能裝備制造能力,引進質子膜電解水制氫、高壓氣態儲氫、壓縮機、高壓智能閥門等裝備制造企業。2、開展核心技術研發攻關,重點在大規模低成本制氫、儲氫井、天然氣管道摻氫輸送等領域開展研發攻關。4 月 24 日自治區氫能產業發展三年行動方案(20232025 年)新疆維吾爾自治區1、培育制氫裝備企業。發展電解水制氫裝置、引進堿性電解水制氫設備和質子交換膜電解制氫設備企業落戶,推進核心設備本地化生產,降低電解水設備的生產制造成本。6 月 8 日四川省重大技術裝備首臺套軟件首版次推廣應用指導目錄四川省1、引入制氫設備,如 PEM
24、 水電解制氫系統。6 月 20 日平涼市人民政府辦公室關于加快推進氫能產業發展的實施意見甘肅平涼市1、培育氫能裝備制造業。積極引進行業龍頭企業,重點實施堿性電解水制氫設備、質子交換膜電解制氫設備等項目。2、大力發展氫氣提純技術,提升氫氣品質,提高資源綜合利用效率,大幅降低用氫成本。6 月 28 日北京市可再生能源替代行動方案(20232025 年)北京市1、大力推動電堆、雙極板、催化劑、質子交換膜、膜電極、碳紙、空壓機和氫氣循環泵等核心領域氫能技術研發示范。2、進適用于可再生能源制氫的新型電解水設備研制,加快堿性電解水、質子交換膜、SOEC 等綠電制氫技術,氨及甲烷等電制燃料制備技術研發,持續
25、加大質子交換膜、催化劑等產品研發投入,加快前沿技術迭代。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券7/29時間時間政策名稱政策名稱地區地區主要內容主要內容7 月 14 日氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)甘肅省蘭州市1、大力發展氫能裝備產業,重振“蘭州制造”。集聚國內外優質資源要素,引進和培育一批氫能領軍企業和研發機構7 月 24 日西咸新區促進氫能產業發展的若干政策措施兌現實施細則陜西省西咸新區1、支持培育氫能產業鏈企業。對于新區氫能產業鏈企業采購區內其他企業生產的氫能相關產品的,按照產品采購額的 10%給予支持,每家企業年度支持金額最高不超過 500 萬元,期
26、限 3 年;對于新落戶的氫能產業鏈企業,連續 12 個月內累計銷售額達1000 萬元(含)以上的,按照氫能相關產品年銷售額的 3%給予支持,每家企業年度支持金額最高不超過 300 萬元,期限 3 年。8 月 3 日關于開展 2023 年促進氫能產業發展專項資金申報工作的通知河南濮陽市1、氫能項目方面:對新建儲運氫項目,給予設備實際投資總額10%補貼,單個項目補貼最高不超過 600 萬元。本地企業轉型制氫、氫能裝備等產業,設備投資總額超過 5000 萬元且于兩年內建成投產的,給予設備投資額 10%補貼,單個項目最高補貼額不超過 1000 萬元。8 月 4 日湖州市氫能產業發展規劃(2023-20
27、35 年)浙江省湖州市1、到 2027 年,初步形成基礎配套設施較完整。2、大力推動堿性電解水制氫等主流技術裝備國產化突破以及性能迭代升級。7 月 19 日氫能產業標準體系建設指南(2023 版)全國1、水電解制氫標準。重點針對可再生能源水電解制氫應用發展需求,統一技術、設備、系統、安全、測試方法等,包括:電極測試方法、催化劑測試方法、膜測試法、堿性電解槽、PEM 電解槽、水電解制氫系統技術要求、水電解制氫系統安全要求等標準。8 月 14 日河北省新能源發展促進條例(草案)河北省1、縣級以上人民政府及其有關部門應當鼓勵發展新能源電解水制氫,推動制氫關鍵核心技術創新,促進綠氫產業規?;l展。8
28、月 14 日浙江省加氫站發展規劃浙江省1、到 2025 年,基本形成以工業副產氫為主,電解水制氫、可再生能源制氫為補充的氫源保障體系8 月 16 日西安市氫能產業發展規劃(2023-2035 年)(征求意見稿)西安市1.強化關鍵技術攻關。發揮本地科研院校的創新優勢,開展綠氫制備、儲運氫、加氫、燃料電池等領域關鍵技術、工藝的研發與應用,促進氫能產業高端發展。8 月 23 日濮陽市促進氫能產業發展扶持辦法(2023 年修訂版)河南濮陽市1、綠氫制備扶持。建立氫能制備、檢測服務建設項目審批“綠色通道”,實行“一站式”行政審批。鼓勵企業發展風電、光伏、生物質等綠氫。2、支持氫能企業及產業項目落地。對研
29、發能力強、制造水平高、產品質量優的氫能項目落戶本市9 月 1 日包頭市氫能產業發展規劃(20232030 年)內蒙古包頭市1、氫氣制取。近期以可再生能源電解水制氫,和焦爐煤氣、煤化工副產氣等提純制氫示范應用為主;中期擴大可再生能源電解水制氫規模,推動成為氫能供應主要來源。2、建立產業集群,如:電解水制氫、PSA 制氫系統關鍵材料、裝備制造產業集群:以自治區風光制氫項目市場為依托,加快推進電解槽、隔膜、電極、氫氣壓縮機、副產氫提純裝置等制氫設備產業發展。9 月 1 日自治區氫能產業發展三年行動方案(20232025 年)新疆維吾爾自治區培育制氫裝備產業。以本地市場需求為基礎,發展電解水制氫裝置,
30、引進堿性電解水制氫設備和質子交換膜電解制氫設備企業落戶,推進核心設備本地化生產,降低電解水設備的生產制造成本。9 月 18 日大東區支持氫燃料電池汽車產業高質量發展的若干政策措施(征求意見稿)遼寧沈陽大東區1、積極發展光伏、風電等零碳制氫項目,給予最高 30%,最多不超過 500 萬元的投資獎勵。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券8/29時間時間政策名稱政策名稱地區地區主要內容主要內容9 月 29 日克拉瑪依市支持氫能產業發展的有關扶持政策新疆克拉瑪依市1、支持綠氫制取示范項目建設,在 2024-2025 年期間,對落地克拉瑪依且氫氣產能大于 5000 噸/年的風光制氫
31、一體化項目主體,按照其中綠電制氫的實際消納量,經第三方認定后給予退坡補貼,2024 年補貼 3000 元/噸,2025 年補貼 1500 元/噸。10 月 8 日煙臺市氫能產業中長期發展規劃(2022-2030 年)山東省煙臺市1、推動可再生能源電解水制氫試點項目,探索低碳、低成本制氫實現路徑。遠期(2026-2030 年)以可再生能源電解制氫為主,大力推進規?;稍偕茉措娊馑茪鋺?1 月 7 日內蒙古自治區新能源倍增行動實施方案內蒙古自治區1、加快引進一批掌握核心技術的新能源制氫、加氫、儲氫裝備制造企業和燃料電池研發生產企業2、到 2025 年全區綠氫生產能力突破 50 萬噸,綠氫產能
32、在全國占比超過 50%資料來源:各政府官網,華寶證券研究創新部1.2.隨著綠氫項目數量增長、單槽制氫能力提升,未來電解槽生產規隨著綠氫項目數量增長、單槽制氫能力提升,未來電解槽生產規模有望進一步擴大模有望進一步擴大我國電解水制氫項目多點開花我國電解水制氫項目多點開花,未來電解水制氫投產有望加速落地未來電解水制氫投產有望加速落地。根據中國擬在建項目網、中國采購與招標網、北極星氫能網、氫能聚焦以及各地政府官網的不完全統計,截至 2023年 10 月,新簽約電解水制氫項目 41 個,開工在建項目 41 個,投產項目 8 個,制氫規模約為120.12 萬噸、66.98 萬噸、3.5 萬噸,由于電解水制
33、氫項目從備案到投產建設周期約為 1-3 年,因此 2025 年后我國電解水制氫供給有望大幅增加。表 2:2023 年 1-10 月我國部分簽約/開工/投產綠氫項目(預計)(預計)開工時間開工時間(預計)(預計)投產時間投產時間項目項目省份省份城市城市投資額度投資額度制氫規模制氫規模(萬噸)(萬噸)項目進項目進度度電解槽供應商電解槽供應商2023 年12月1日2027年6月 1 日烏蘭察布 10 萬噸/年風光制氫一體化示范項目內蒙古烏蘭察布市205 億元10簽約/2024 年12 月 1日中能建巴彥淖爾烏拉特中旗綠電制氫制氨綜合示范項目內蒙古巴彥淖爾烏拉特中旗23.15 億元1簽約中集安瑞科20
34、24 年 5月 1 日2026年8月 1 日中船通遼市50萬千瓦風電制氫制氨一體化示范項目內蒙古通遼市21.5 億元2.26簽約/2023 年2024 年翌晶能源遼寧營口 500MW 風光氫儲一體化示范項目遼寧營口市老邊區十億元以上1簽約翌晶氫能2024年8月 1 日鄂爾多斯庫布齊40萬千瓦風光制氫一體化示范項目內蒙古鄂爾多斯杭錦旗29 億元1.5簽約億利氫田2023 年2026 年華秦新能源產業園二期項目陜西榆林市16 億元4簽約/2024 年 6月 1 日2025 年12 月 1日中國電建滿洲里風光制氫一體化項目內蒙古呼倫貝爾市滿洲里市100 億元6簽約/2023 年2024 年中能建巴林
35、左旗綠色氫基化工基地示范項目內蒙古赤峰市巴林左旗50 億元2簽約/中能建甘肅酒泉風光氫儲及氫能甘肅酒泉市76.25 億1.7簽約/產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券9/29(預計)(預計)開工時間開工時間(預計)(預計)投產時間投產時間項目項目省份省份城市城市投資額度投資額度制氫規模制氫規模(萬噸)(萬噸)項目進項目進度度電解槽供應商電解槽供應商綜合利用一體化示范項目元2023 年12 月 20日2024 年12 月 20日中能建蘭州新區綠電制氫項目甘肅省蘭州新區12.3 億元2簽約/2023 年年初2024 年年底烏蘭察布興和縣風光發電制氫合成氫一體化項目內蒙古烏蘭察
36、布興和縣41 億元2.57簽約/2023 年底三一重能烏拉特中旗風光氫儲氨一體化示范項目內蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗42.7 億元3.6簽約/遠景通遼風光制氫氨醇一體化項目內蒙古扎魯特旗98 億元30簽約/微電站(夏縣)綠氫能源科技有限公司綠氫制造儲存項目山西運城市夏縣138 億元20簽約/國能阿拉善高新區百萬千瓦風光氫氦+基礎設施一體化低碳園區示范項目內蒙古阿拉善盟50 億元14簽約/2023 年 9月 26 日吉林松原氫能產業園(綠色氫氨醇體化)項目吉林松原市296 億元11開工/華能風光制氫一體化項目內蒙古興安盟/2.21開工/大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目吉林大安市63.32 億元一
37、期 3.2開工長春綠動河北鴻蒙張家口風電光伏發電綜合利用(制氫)示范項目河北張家口康??h174 億元9開工派瑞氫能2023 年 1月 28 日大連潔凈能源集團海水制氫一體化項目遼寧大連市普蘭店區30 億元1開工陽光電源中電建赤峰風光制氫一體化示范項目內蒙古赤峰市高新技術產業開發區35 億元1.86開工/2023 年 3月 17 日伊寧光伏綠電制氫源網荷儲一體化項目新疆伊寧市81.46 億元2開工/國際氫能冶金示范區新能源制氫聯產無碳燃料項目內蒙古包頭市達茂旗400 億元30開工南通安思卓新疆俊瑞吉木薩爾規?;凭G氫項目新疆昌吉回族自治州11.9 億元1.44開工/2023年6月 29 日鄂爾多
38、斯納日松40萬千瓦光伏制氫示范項目內蒙古鄂爾多斯納日松鎮23 億元1投產派瑞氫能2023年6月 30 日新疆庫車綠氫示范項目新疆庫車市30 億元2投產考克利爾競立資料來源:氫能聚焦、北極星氫能網,華寶證券研究創新部投資規模擴張投資規模擴張、產品規格升級產品規格升級、產品價格下行有望成為未來電解槽行業的發展趨勢產品價格下行有望成為未來電解槽行業的發展趨勢。從2023年簽約的綠氫項目來看,氫產能在 1-9 萬噸之間的項目占比 56%,氫產能在 10 萬噸以上的項目占比 11%。其中兩個項目的氫氣年產能達到 30 萬噸,分別是內蒙古扎魯特旗的遠景通遼風產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲
39、明華寶證券10/29光制氫氨醇一體化項目和包頭市的國際氫能冶金示范區新能源制氫聯產無碳燃料項目。規格方面,根據隆基氫能測算,1 臺 2000Nm/h 電解槽相較于 2 臺 1000Nm/h 電解槽,可節約占地面積 30%,減輕重量 20%,降低 CAPEX 約 20%。隨著未來電解槽技術的不斷提升,主流電解 槽 產 品 從 1000Nm/h 規 格 向 2000Nm/h 規 格 升 級,水 電 解 制 氫 技 術 從 ALK 向PEM/AEM/SOEC 演進,單槽建設成本有望降低,制氫效率有望提升,從而帶動產品價格的下行。表 1:2023 年 1-9 月我國下線電解槽規格向 1000Nm3/h
40、 及以上提升類型類型時間時間發布企業發布企業單槽制氫規模單槽制氫規模Nm/h單槽電耗情況單槽電耗情況kWh/Nm3ALK(15 家)1 月 9 日盛氫制氧10004.61 月 10 日中集集電12004.31 月 18 日中集氫能12004.2-4.552 月 14 日隆基氫能10004.0-4.33 月 1 日綠萌氫能5004.23 月 15 日華光環能15004.23 月 31 日華商廈庚10004.0-4.55 月 4 日華秦新能源10004.0875 月 8 日山東漢德1300/5 月 24 日寶石機械12004.25 月航天科技1000/6 月 11 日上海電氣20004.157 月
41、 12 日愛德曼10004.48 月 15 日中石油1200/9 月 12 日隆基氫能1200、1500、2000、3000/9 月 16 日龍蟠科技1000/PEM(8 家)4 月 15 日國富氫能/4 月 15 日嘉庚創新實驗室3203.87-4.36 月 6 日億華通1004.197 月 10 日淳華氫能/7 月 12 日氫輝能源504.557 月氫盛能源250/8 月 16 日重塑能源100、250/8 月 25 日東方鍋爐兆瓦級/SOEC(2 家)4 月 25 日翌晶氫能0.79、1.58、3.163.166 月思偉特2.773.6AEM(2 家)2 月 16 日穩石氫能0.584.
42、38 月 15 日中電綠波10/資料來源:索比氫能,華寶證券研究創新部2.四種類型的電解槽及部件分析四種類型的電解槽及部件分析水電解制氫主要發生場所為電解槽,電解槽將水在直流電的作用下電解成氫氣和氧氣。根據 IRENA 的統計,以 1MW ALK 水電解系統為例,電解槽在整個電解水制氫系統中的成本約占45%。電解槽的每個電解小室分為陽極小室和陰極小室,陰極小室產生氫氣,陽極小室產生氧氣。目前市場對電解槽的主流性能要求為氫氣純度高目前市場對電解槽的主流性能要求為氫氣純度高,能耗低能耗低,結構簡單結構簡單、制造維修方便便宜制造維修方便便宜產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券1
43、1/29且使用壽命長且使用壽命長,材料的利用率高材料的利用率高。電解槽主要部件和材料包括電極、隔膜和電解液,其中電極主要由金屬材料構成,約占電解槽成本的 57%。圖 3:水電解制氫電解槽的基本架構及工作原理圖 4:1MW ALK 電解水制氫系統的成本構成資料來源:碳能科技,華寶證券研究創新部資料來源:IRENA,華寶證券研究創新部主流的電解水制氫技術包括堿性水電解主流的電解水制氫技術包括堿性水電解(ALK)、質子交換膜電解質子交換膜電解(PEM)、高溫固體氧化高溫固體氧化物電解物電解(SOEC)以及固體聚合物陰離子交換膜電解以及固體聚合物陰離子交換膜電解(AEM)四種四種。在我國,ALK 水電
44、解技術已經完成商業化,產業鏈整體比較成熟,PEM 技術目前處于商業化初期,受益于各地政策規劃,未來行業規模與產業鏈國產化趨勢有望進一步加強;SOEC 與 AEM 技術目前大部分處于研發與示范階段,僅有少量產品試點商業化。表 3:主流電解水制氫技術路線對比電解技術電解技術ALKPEMAEMSOEC電解質膈膜30%KOH 石棉膜/PPS 膜質子交換膜陰離子交換膜鎬基陶瓷膜電極/催化劑鎳、鈷、錳鉑、銥、鈦、金鎳、鈷、鐵鈣鈦礦等陶瓷金屬框架和密封聚四氟乙烯、四氟乙烯等陶瓷玻璃電流密度/(A/CM2)0.814120.2-0.4直流電耗/(kWh/Nm3)4.25.54.05.0/預期效率為 100%氫
45、氣純度99.8%99.99%99.99%99.99%工作溫度/C908060800產氫壓力/MPa1.643.54電解效率60%75%70%90%60%75%85%100%單機規模/(Nm3/h)20002600.550優點技術成熟,成本低安全無污染,靈活性高,技術成熟,成本低,能適應波動電源使用非鉑金屬催化劑,能適應波動電源,安全無污染安全無污染,效率高缺點存在腐蝕污染問題,維護成本高,響應時間長質子交換膜等核心技術有待突破,成本高交換膜技術有待突破,生產規模有待提高工作溫度過高,技術不夠成熟技術成熟度(TRL)89892356產業化程度充分產業化初步商業化實驗室階段實驗室階段產業深度報告產
46、業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券12/29電解技術電解技術ALKPEMAEMSOEC基本結構資料來源:艾邦制氫、美國能源部,華寶證券研究創新部2.1.ALK 電解槽:目前電解水制氫產業化的首選,未來存在降本空間電解槽:目前電解水制氫產業化的首選,未來存在降本空間ALK 電解水制氫技術是指在堿性電解質環境下電解水制氫的技術。與其他水電解設備相比,ALK 電解槽的優勢在于極板中不含有貴金屬,造價相對較低且技術成熟電解槽的優勢在于極板中不含有貴金屬,造價相對較低且技術成熟,而 ALK 電解槽的劣勢在于要求電力穩定可靠,不適用風光等間歇性電能,氫氣純度相比 PEM、SOEC 等電解槽較低。
47、ALK 電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電板、隔膜等零部件組裝而成,包括數十甚至上百個電解小室,由螺桿和端板把這些電解小室壓在一起形成圓柱狀或正方形,每個電解小室以相鄰的 2 個極板為分界,包括正負極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極 6 個部分。圖 5:ALK 電解槽小室工作原理資料來源:勢銀中國電解水制氫產業藍皮書 2020,華寶證券研究創新部ALK 的電解液材料中,工業上多使用質量分數為 30%的 KOH 溶液或質量分數 26%的NaOH 溶液。PPS 復合膈膜是主流復合膈膜是主流 ALK 電解槽膈膜的使用材料,但國產替代與降本依然是未來研發的電解槽膈膜的使用材料,但國產替代與降本
48、依然是未來研發的重點重點。膈膜材料選擇方面,最早 ALK 設備采用石棉膈膜,但是由于石棉膈膜存在毒性,目前已經被限制使用。目前國內主流膈膜為以聚苯硫醚(PPS)為基地的新型復合隔膜,具有尺寸穩定性好、耐蠕變、耐熱等優勢,且復合膈膜改善了 PPS 織物親水性弱的問題。但是目前國內復合膈膜市場主要由東麗、AGFA 等廠商壟斷,且每平米價格在 400-900 元左右,按 1000 標方的電解槽所需 1200 平米隔膜計算,單臺電解槽的膈膜成本在 48000 元左右。此外,聚四氟乙烯樹脂改性石棉隔膜、聚砜類隔膜(PSF)等也有望成為新的膈膜材料選擇。催化劑選擇方面,國內目前的 ALK 電解設備生產商主
49、要采用鎳基催化劑,包括純鎳網、泡產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券13/29沫鎳或以純鎳網、泡沫鎳為基底噴涂高活性催化劑。目前鎳基催化劑的制備工藝較為成熟,鎳網的幅寬能夠滿足大型堿性電解水制氫裝置的應用,而且目數、厚度可以較好地控制。隨著未來 ALK 電解槽制氫規模的進一步提升,鎳網催化劑有望朝著有這個更大表面積,更多催化位點的雷尼鎳催化劑方向發展。極板的降本與輕量化也是未來極板的降本與輕量化也是未來 ALK 電解槽降本的發展方向電解槽降本的發展方向。極板是 ALK 電解槽的支撐組件,起著支撐電極、隔膜以及導電的作用,也是整個電解槽中重復量最多的部件。在 ALK 電解槽
50、中極板成本占 20%-30%,由主極板和極框組成,主極板表面布滿凹凸狀結構,與隔膜兩側的電極進行多點位接觸,降低內部電阻。目前市場上根據主極板的凹凸狀結構,分為乳突型極板和板網型極板。目前主流極板整體采用制造難度較高且容易短路的碳鋼金屬板材,部分企業研發出非金屬極框,但尚未大規模使用。因此未來尋找成本低廉、密度較低且性能優良的材料來制作極板是 ALK 電解槽降低生產成本的另一重要舉措。與其他電解設備相比與其他電解設備相比,ALK 電解水設備操作容易實現電解水設備操作容易實現、成本投入低成本投入低、使用壽命長使用壽命長,是目前是目前水電解設備產業化應用的首選水電解設備產業化應用的首選。根據中國電
51、動汽車百人會中國氫能產業發展報告 2020,中短期內 ALK 電解設備依然是水電解設備市場的首選,占比約 6095%,且隨著未來水電解制氫技術的進一步成熟,ALK 制氫設備價格有望下降至 0.61 元/瓦。圖 6:ALK 與 PEM 制氫未來市場與成本空間預測資料來源:中國電動汽車百人會中國氫能產業發展報告 2020,華寶證券研究創新部2.2.PEM 電解槽電解槽:性能相比性能相比 ALK 更優更優,未來制造成本有望進一步降低未來制造成本有望進一步降低PEM 電解水制氫技術是指使用質子交換膜作為固體電解質,使用純水作為電解水制氫原料的水電解制氫技術。具體而言,PEM 電解水制氫分為四個步驟:水
52、(2H2O)在正極上發生水解反應,在電場和催化劑的作用下,分裂成質子(4H+)、電子(4e-)和氣態氧(O2);4H+穿過含有磺酸基官能團的固體 PEM,在電場的作用下到達負極;4e-電子通過外電路由正極傳到負極;到達負極的 4H+得 4e-生成 2H2。PEM 電解水制氫設備由 PEM 電解槽和輔助系統 BOP 構成。與 ALK 電解槽相比,PEM 電解槽具有電流密度大電解槽具有電流密度大、氫氣純度高氫氣純度高、響應速度響應速度快等優勢,更適合與風光儲技術相結合快等優勢,更適合與風光儲技術相結合。但是由于 PEM 電解槽需要在強酸和高氧化性的工作環境下運行,因此 PEM 電解槽對于貴金屬材料
53、例如銥、鉑、鈦的依賴度更高,導致目前的 PEM電解槽設備造價較高。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券14/29圖 7:PEM 電解槽及單體結構資料來源:徐濱等質子交換膜電解水技術關鍵材料的研究進展與展望,華寶證券研究創新部PEM 水電解槽主要部件由內到外依次是質子交換膜、催化劑層、氣體擴散層、雙極板,其中擴散層、催化層與質子交換膜組成膜電極(MEA),是整個水電解槽物料傳輸以及電化學反應的主場所,膜電極特性與結構直接影響膜電極特性與結構直接影響 PEM 電解槽的性能和壽命。電解槽的性能和壽命。在 PEM 電解槽的運行過程中,質子交換膜提供了只允許水分子、水合氫離子通過的
54、傳輸通道,將質子從電解槽陽極輸送到電解槽陰極,在電解槽內部形成離子傳遞的通路。質子交換膜在 PEM 電解槽中具有以下三種作用:(1)作為固態電解質,將陽極反應產生的質子傳導至陰極去參與陰極 HER 反應,為質子的傳遞提供通道;(2)隔絕陰極側和陽極側的反應產物(氫氣和氧氣),避免氫氣和氧氣的相互滲透;(3)為陰極側和陽極側的催化劑層提供物理支撐。當前 PEM 電解槽中的質子交換膜根據含氟量的多少可分為全氟質子交換膜、部分含氟質子交換膜和非氟質子交換膜。目前目前 PEM 電解槽中所用質子交換膜多為全氟磺酸質子交換膜電解槽中所用質子交換膜多為全氟磺酸質子交換膜。表 4:PEM 電解槽質子交換膜類型
55、類類型型全氟磺酸質子交換膜全氟磺酸質子交換膜非全氟磺酸質子交換膜非全氟磺酸質子交換膜無氟質子交換膜無氟質子交換膜復合膜復合膜結構由全氟主鏈和帶有磺酸集團的醚支鏈構成氟碳基、碳氫化合物或芳香側鏈羥基,通常帶有質子導電基團修飾材料和全氟磺酸樹脂構成的復合膜優點機械強度高,化學穩定性好,導電率較高,低溫時電流密度大,質子傳導電阻小成本低,側鏈結構中質子交換基團的接枝可提高質子電導率成本低,環節污染小,機械導單強度高機械性能改善,改善膜內水傳動和分布,降低質子交換膜內阻缺點溫度升高使質子傳導性能變差,高溫易發生化學降解,成本高壽命短、穩定性差;常溫下性能不及全氟磺酸質子膜化學和熱穩定性差;質子電導率低
56、制備技術要求較高商業應用杜邦 Nafion 系列、旭化成 Aciplex膜、氯工程 C 膜Balarard-BAM 3G 膜DAIS-磺化苯乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物膜Gore-select-PTFE 增強膜資料來源:張艷紅等我國燃料電池汽車用于質子交換膜產業發展分析,華寶證券研究創新部隨著國產替代化進程的加快隨著國產替代化進程的加快,未來我國質子交換膜成本將進一步下降未來我國質子交換膜成本將進一步下降。隨著我國東岳未來、科潤新材等國內頭部質子交換膜生產商的產能擴張進度加快,我國質子交換膜的進口依賴度將進一步下降。且根據 IEA 的預測,未來質子交換膜價格有望進一步下降至 500 元/平,
57、成本下產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券15/29降與生產可控將進一步提升我國 PEM 電解槽的生產能力。圖 8:質子交換膜成本下降曲線(美元/kW)資料來源:IEA,華寶證券研究創新部PEM 電解水制氫設備的雙極催化劑不同。目前市場上主流的 PEM 電解槽催化劑,陽極一陽極一般為二氧化銥、銥黑等銥基催化劑,陰極為鉑碳催化劑般為二氧化銥、銥黑等銥基催化劑,陰極為鉑碳催化劑。雖然二氧化釕(RuO2)和二氧化銥(IrO2)對析氧電化學反應的催化活性較好,但 IrO2 的穩定性更好。目前 IrO2 是 PEM 電解設備陽極催化劑的主要材料。鉑炭催化劑(Pt/C)是一種將鉑負載
58、到活性炭上的載體催化劑,屬于貴金屬催化劑的細分品類之一。根據 GGII 統計,目前 PEM 陰極催化劑的 Pt 負載量一般為0.4-0.6 mg/cm2。表 5:主流 PEM 設備催化劑類型類型名稱名稱Ir%陽極催化劑100IRO85100IROP-H78100IROP-M71100IROP-L62類型類型名稱名稱陰極催化劑40%Pt/C50%Pt/C60%Pt/C70%Pt/C50%Pt,Co/C100%Pt資料來源:濟平新能源,華寶證券研究創新部氣體擴散層起著傳遞水、氫氣、氧氣、催化劑等材料以及提供機械支撐的作用,一般陽極側氣體擴散層由抗腐蝕的鈦金屬制成,比如粉末燒結鈦片、纖維燒結鈦氈、鈦
59、網等,其表面可以進行貴金屬涂層處理,以降低接觸電阻。根據 GGII 統計,目前市場上鈦纖維氈每平的鍍鉑成本在 500015000 元不等。陰極可以選用碳紙和碳布等碳基材料,或同樣使用鈦材。隨著未來 PEM 電解槽制氫規模的進一步擴大,氣體擴散層的大尺寸生產能力、批量化供應能力以及降本能力將成為挑戰。根據美國 Avcarb 公司預測,2020 年,全球氣體擴散層市場規模達到 3.84 億美元,預計2025 年將達到 16.83 億美元,年復合增長率(CAGR)為 30.47%。目前全球氣體擴散層的碳產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券16/29紙技術仍掌握在日本 Toray
60、、德國 SGL、加拿大 Ballard、美國 Avcarb 等少數外企手里,而我國以通用氫能為代表的國內氣體擴散層企業正在加速這一環節的國產化。由于氣體擴散層的成本主要由加工費用主導,若規?;a將會帶來大幅的成本削減。因此,擴散層大規模生產工擴散層大規模生產工藝是未來重點發展方向。藝是未來重點發展方向。圖 9:全球氣體擴散層市場規模及增長率資料來源:Avcarb,華寶證券研究創新部金屬雙極板是金屬雙極板是 PEM 電解槽的重要組件電解槽的重要組件,約占電解槽約占電解槽 50%左右的價格左右的價格。金屬雙極板強度更高,具有更好的成形性、抗沖擊性和較低的透氣性,被廣泛適用于 PEM 電解槽。目前
61、主流的PEM 電解槽的金屬雙極板通常為鈦基雙極板,表面鍍有 Pt 或 Au 等貴金屬涂層或進行其他表面處理。由于雙極板在 PEM 電解槽中重復量較大,因此貴金屬涂層的用量價格對 PEM 電解槽的成本影響較大。鉑、鈦、銥等貴金屬成為鉑、鈦、銥等貴金屬成為 PEM 電解槽擴產的主要瓶頸,降低貴金屬使用率或開發替代材電解槽擴產的主要瓶頸,降低貴金屬使用率或開發替代材料是料是 PEM 電解槽的降低成本的未來發展趨勢。電解槽的降低成本的未來發展趨勢。電解水制氫的成本主要取決于電力成本、電解槽投資成本和運行負荷,其中電力成本對電解水制氫的敏感性影響最高,占 60%70%。隨著電力成本下降,設備投資成本的占
62、比逐漸增加。電解槽作為整個系統的核心,其成本占系統成本的 45%。其中雙極板占電堆成本的 50%以上,膜電極成本約占 1/4,其中貴金屬約占系統成本的 10%。未來 PEM 電解槽的擴產瓶頸可能不僅取決于貴金屬的高成本,而是其供應可用性,因此需要盡量降低貴金屬的使用量或開發替代材料。圖 10:1MW PEM 電解槽的成本構成資料來源:徐濱等質子交換膜電解水技術關鍵材料的研究進展與展望,華寶證券研究創新部產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券17/29但是通過提高設備利用率,但是通過提高設備利用率,PEM 電解槽的生產可以產生規模效應,從而實現更快、更高電解槽的生產可以產生規
63、模效應,從而實現更快、更高的工藝產量與更低的生產成本的工藝產量與更低的生產成本。根據徐濱等質子交換膜電解水技術關鍵材料的研究進展與展望中的測算,當工廠制造規模從 10 MW/a 擴大到 1 GW/a 時,預計電解槽成本會降低 70%。因此從現存的技術角度來看,目前 PEM 設備生產商可以通過對關鍵材料性能和電解槽組件制造工藝的技術創新,提升 PEM 電解槽的性能,從而降低 PEM 制氫的設備成本。圖 11:PEM 電解槽擴大生產規模帶來生產成本的下降資料來源:徐濱等質子交換膜電解水技術關鍵材料的研究進展與展望,華寶證券研究創新部2.3.AEM 電解槽電解槽:綜合綜合 ALK 的成本與的成本與
64、PEM 的性能優勢的性能優勢,目前處于實目前處于實驗室階段驗室階段AEM 電解槽綜合電解槽綜合 ALK 和和 PEM 電解槽的優勢電解槽的優勢,目前主要處于實驗室研發階段目前主要處于實驗室研發階段。AEM 水電解技術是指采用成本比較低的陰離子交換膜作為膈膜,以低濃度的堿性溶液或者純水作為電解液,使用非貴金屬催化劑作為反應催化劑的制氫技術。AEM 電解槽的核心包括陰極材料、陽極材料和陰離子交換膜。與 ALK 和 PEM 技術相比,AEM 技術結合了兩者的優勢,但是目前陰離子交換膜無法兼顧工作效率與設備壽命,AEM 電解槽仍處于實驗室研發階段。具有高離子電導率和強耐堿特性并存的陰離子交換膜是制約具
65、有高離子電導率和強耐堿特性并存的陰離子交換膜是制約 AEM 電解設備發展的關鍵。電解設備發展的關鍵。AEM 交換膜是典型的有機陽離子聚合物,通過將氫氧根離子從陰極傳輸到陽極,并作為電化學反應產生的電子和氣體的屏障,阻隔二者在電極間直接傳遞。但是陰離子交換膜在強堿環境中存在離子導電性與穩定性(包括耐堿穩定性和機械性能)難以兼得的問題。在工作過程中,膜表面形成的局部強堿性環境使得 AEM 在 OH-的攻擊下發生降解,由此引發的膜穿孔會造成電池短路,使得 AEM 制氫裝置不能夠長時間運行。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券18/29圖 12:AEM 陰離子交換膜工作原理示意圖
66、資料來源:馬穎等陰離子交換膜電解水制氫關鍵技術研究,華寶證券研究創新部隨著政府專項項目以及相關企業研發計劃的推進,我國隨著政府專項項目以及相關企業研發計劃的推進,我國 AEM 電解槽的商業化進程有望加電解槽的商業化進程有望加速。速。宏觀方面,2020 年我國推出了重點研發計劃“堿性離子交換膜制備技術及應用”,對高性能堿性聚電解質膜及連續制備工藝、酸堿性雙性膜及電解水制氫等方面開展了系統性研究;2022 年,科技部“催化科學”重點專項項目申報指南于“可再生能源轉化與存儲的催化科學”子項下設“陰離子交換膜電解水制氫研究”專項。產品方面,穩石氫能是目前全球唯一一家從膜到催化劑到膜電極、再到控制系統和
67、系統集成,產研一體的 AEM 電解水制氫裝備企業。中電綠波、億緯氫能、未來氫能等公司也有相應的 AEM 制氫產品推出。隨著 AEM 制氫低成本、高效率的優勢隨著關鍵技術的突破而逐漸顯現,未來 AEM 制氫設備有望迎來大規模的商業化應用。2.4.SOEC 電解槽:制氫效率與造價雙高,未來有望向氫儲能方向發電解槽:制氫效率與造價雙高,未來有望向氫儲能方向發展展SOEC 制氫技術是指在高溫下電解 H2O,將電能和熱能轉化為化學能的過程。與其他電解槽相比,SOEC 電解槽的優勢在于電耗低,適合產生高溫、高壓蒸汽的光熱發電系統。此外,由于 SOEC 電解槽對熱能的需求更大,因此 SOEC 適合建立在熱能
68、資源豐富或廢熱較多的地區,例如鋼鐵冶煉工廠、化工合成工廠或者核能發電工廠。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券19/29圖 13:SOEC 電解槽典型建設場景資料來源:氫能匯,華寶證券研究創新部SOEC 電解槽制氫效率高,原材料不包含貴金屬。電解槽制氫效率高,原材料不包含貴金屬。SOEC 電解槽工作溫度在 800-1000 攝氏度,因此在制氫過程中能量利用效率可突破 90%,高于 ALK、PEM 和 AEM 技術制氫。SOEC電解質使用最多的材料為釔穩定氧化鋯(YSZ)及其化合物,特別是在致密的氧化鋯基陶瓷材料中摻雜 8mol%的氧化釔,因為氧化釔穩定氧化鋯電解質在較高溫
69、度(700-850)下表現出穩定而優異的性能。此外,YSZ 電解質具有高離子電導率(0.010.1 s/cm),具有良好的化學和熱穩定性。SOEC 采用的陰極材料為 YSZ 和鎳(Ni-YSZ)組成的陶瓷金屬。陽極材料為鈣鈦礦材料,即鑭鍶鈷鐵粉體(LSCF)和鑭鍶錳粉體(LSM)。但是目前但是目前 SOEC 電解槽材料成本依然較高。電解槽材料成本依然較高。根據寧波索福人的報價,按照 Anghilante R在Bottom-up cost evaluation of SOEC systems in the range of 10100 MW中有機溶劑混合物在電池片中的成本占比來折算,結合 FoB
70、 成本占總原材料成本的 70%,與 15%的廢品率,估算 YSZ 電池單位電解室原材料成本約為 42.24 元,折合生產成本 277.94 元/kW。此外,SOEC電解槽密封需要采用玻璃密封膠與銀漿,根據 Solid Oxide Cell 的統計約為 243.13 元/kW,加上組裝材料、人工等成本,預計 SOEC 電解槽的生產成本在 2354.423467.42 元/kW。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券20/29圖 14:制備 SOEC 電解室的原材料用量、價格和材料成本估算圖 15:基于組件的 SOEC 電解槽制造成本占比材料材料價格(元價格(元/kg)用量用量
71、(g/cell)材料成本材料成本(元元/cell)LSCF11522.85.42YSZ76814.919.23CGO14402.66.29NiO/CGO768/14403.25.94有機溶劑-24.55.36總成本-42.24資料來 源:Solid Oxide Cell、Anghilante R Bottom-up costevaluation of SOEC systems in the range of 10100 MW,華寶證券研究創新部資料來源:Solid Oxide Cell,華寶證券研究創新部結合固定投資建設成本后,與結合固定投資建設成本后,與 ALK、PEM 相比,目前相比,目前
72、 SOEC 電解系統的綜合成本較高電解系統的綜合成本較高,SOEC 電解槽制氫的大規模應用受成本限制較大電解槽制氫的大規模應用受成本限制較大。根據國際能源署 IEA 統計數據,2022 年 ALK電解系統固定投資在 3500-9800 元/kW,PEM 電解系統在 770012600 元/kW,SOEC 電解系統在 1960039200 元/kW。如果對 ALK 電解系統、PEM 電解系統和 SOEC 電解系統固定投資取低值,分別為 3500 元/kW、7700 元/kW 和 19600 元/kW。據此計算,生產 1Nm3 氫氣所需固定投資分別為 1674.67 萬元、2842.71 萬元和
73、7675.96 萬元。圖 16:ALK、PEM、SOEC 技術下生產 1Nm3 氫氣所需要的單位固定投資資料來源:IEA,華寶證券研究創新部由于由于 SOEC 和和 SOFC 的可逆性,未來的可逆性,未來 SOEC 電解槽應用場景有望拓展至氫儲能。電解槽應用場景有望拓展至氫儲能。SOFC是一種在中高溫下直接將燃料的化學能高效、低碳、環保地轉化成電能的發電裝置。其反應過程為 SOEC 的逆反應,即消耗氫氣釋放電能。SOEC 與 SOFC/ReSOC 等技術的結合將 SOEC的應用場景從制氫拓展到氫儲能。綜合日本經濟產業省等研究機構的結果來看,在儲氫時間約為 4 天以上時,可逆型 SOFC/SOE
74、C 儲氫系統相比于 LIB 充放電具有成本優勢。目前國內可逆性 SOEC/SOFC 系統依然處于商業化的起步階段,主要廠商例如質子動力等的相關產品的成熟度和量產能力還有待提升。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券21/29表 6:SOFC/SOEC 系統與 LIB 儲能系統對比SOEC/SOFC 系統系統LIB20202030E遠期20202030E遠期輸出部分(發電/放電)的設備成本(元/W)37.5917.0610.661.000.500.50蓄能部分(制氫/蓄電)的設備成本(元/Wh)0.350.170.151.280.950.70電解效率/蓄電效率0.70.750
75、.80.920.920.92發電效率/放電效率0.550.60.650.920.920.92使用壽命(年)5151581010資料來源:Alpatent高溫水蒸氣電解制氫(SOEC)技術及成本評估、松永健太郎使用固體氧化物電解池的制氫系統及電力儲存系統、日本科學技術振興機構低碳社會戰略中心 固體氧化物燃料電池系統-基于要素技術構造化的定量技術方案和科學-技術路線圖,華寶證券研究創新部注:假設 SOFC/SOEC 系統為平板型 220kW SOFC/1.5MW SOEC,LIB 系統為 10MW/40MWh,電力成本為 0.6 元/kWh3.我國電解槽相關公司梳理我國電解槽相關公司梳理我國電解槽
76、生產相關公司主要集中在電解槽整槽生產環節,且以我國電解槽生產相關公司主要集中在電解槽整槽生產環節,且以 PEM、ALK 槽為主。槽為主。根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈等機構的不完全統計,目前全國有超 100 家公司從事電解槽及相關材料的生產,其中 ALK、PEM 電解槽生產企業占比約 86%。從產品類型上看,從事電解槽整槽、膜電極、催化劑、雙極板等產品生產的企業較多,而膈膜、氣體交換層等環節受制于生產成本、技術等方面的因素,生產的企業較少。從地域分布來看,超 50%的公司集中在我國華東、華南地區,而西北、華北部地區雖然風光氫儲規劃項目較多,但本地企業的競爭力較弱。從融資輪次來看,不同的公司所
77、處階段差異較大,天使輪、A 輪、IPO、上市公司數量較多,呈現出兩頭集中的趨勢。圖 17:我國四種技術的電解槽企業數量及占比圖 18:生產電解槽及相關環節產品的企業數量(家)資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券22/29圖 19:電解槽企業地區分布(%)圖 20:電解槽企業融資階段分布(家)資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研
78、究創新部資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部3.1.ALK:市場競爭加劇,國企、集團型企業競爭優勢逐漸顯現:市場競爭加劇,國企、集團型企業競爭優勢逐漸顯現我國 ALK 電解槽產業技術較為成熟,國內已有派瑞氫能、隆基氫能、雙良集團等家企業宣布下線 2000Nm/h 及以上的單體電解槽。根據氫云鏈的統計數據,從 2023 年上半年電解槽訂單量來看,行業前三派瑞氫能、陽光電源、隆基氫能市場份額為 64%,與 2022 年行業前三考克利爾競立、中船派瑞、隆基氫能占據 72%的市場份額相比有所下降;從中標金額來看,上半年堿性設備的系統成交價格
79、約為 749-2000 元/kW,且主要分布在 1350-1500 元/kW 范圍內,對比 2022 年價格下降約 15%-20%,這說明 ALK 電解槽行業競爭逐漸加劇。從企業性質來看,國企卡位電解設備,憑借風光電項目資源優勢擁有更強的拿訂單能力,集團性企業例如陽光、隆基等憑借產業鏈資源與市場能力也斬獲大量訂單。圖 21:2023H1 電解設備中標企業情況(MW)資料來源:氫云鏈,華寶證券研究創新部相關公司動態:中石油部署氫能產業鏈,實現化石能源的清潔開發利用。中石油部署氫能產業鏈,實現化石能源的清潔開發利用。根據中石油 2022 年社會責任報告,2022 年中石油開展 4 個氫提純項目前期
80、研究,其中四川石化項目已建成投用,新增高純氫產能 1500 噸/年,總產能達 3000 噸/年。2023 年 8 月 15 日,中石油首套 1200 標方堿性水電解制氫系統在寶雞成功發布,并順利起運交付用戶吐哈油田公司,該套制氫系統電解槽額定產氫量為 1200 立方米,工作壓力 1.6 兆帕,工作溫產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券23/29度 94,氫氣純度達 99.9%(純化前),具有高效低能耗、控制自動化、運行實時監控、綠電適應強的特點,可廣泛適用于煤化工、石油化工、鋼鐵冶金、交通運輸、新能源電力等集成化、大規模的綠氫制備場景。根據中石油的規劃,未來中石油將推動氫
81、能業務對油氣資源的戰略接替,完善“油氣熱電氫”五大能源平臺,輔以 CCUS 措施探索更低成本的化石能源清潔開發利用。雙良節能積極布局綠氫制取領域,多款大規格雙良節能積極布局綠氫制取領域,多款大規格 ALK 電解槽產品下線。電解槽產品下線。雙良節能首套1000Nm3/h 綠電智能制氫系統于 2022 年 3 月中標,9 月下線。2023 年 10 月 31 日,新品雙良 JSDJ S1 系列堿性水電解槽在上海發布,樣機氫氣產量 1001.23m/h(直流能耗 4.04kWh/Nm3000A/),氣液分離出口氫氣純度 99.99%,使用壽命可達 20年,且熱啟動時間 10s,最低運行負荷 20%,
82、配備有雙良全智慧化系統 WonderCloud/OS 數字化平臺+AI 算法+AIoT 終端技術支撐。與傳統 ALK 電解槽相比,JSDJS1 系列在使用壽命、適應綠電負荷波動、智慧化、低能耗等方面都取得了較大的突破,在綠電應用場景中具有較好的適配性。3.2.PEM:加快商業化步伐,膜電極、雙極板等關鍵組件受到關注:加快商業化步伐,膜電極、雙極板等關鍵組件受到關注2023 年以來,除清能股份、東岳未來、治臻新能源、中自科技、東方鍋爐等行業內原有競爭者外,部分堿性電解槽公司正在加速向 PEM 電解槽方向發展,例如國富氫能、瑞麟科技、華電重工、派瑞氫能、陽光電源等。從地域分布來看,PEM 電解槽相
83、關企業主要集中在上海市、江蘇省、廣東省等沿海省市。此外,催化劑、膜電極等關鍵材料也成為 PEM 制氫設備公司以及投融資的關注點。根據氫云鏈的統計,2023 年 1-8 月催化劑、膜等電化學環節融資數量為 9起,較 2022 年同期增加 4 起;融資金額為 3.7 億元,較 2022 年同期增加 164.3%,融資金額增加 2.3 億元。2023 年 1-8 月核心材料環節的平均單筆融資金額為 0.41 億元,較 2022 年同期的 0.28 億元增長了 0.13 億元。圖 22:PEM 電解槽相關公司地域分布(%)圖 23:從事 PEM 電解槽相關環節產品生產的企業分布(%)資料來源:根據氫能
84、匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部表 7:我國與 PEM 電解槽核心組件相關的企業(部分)公司名稱公司名稱所屬地區所屬地區融資輪次融資輪次涉及環節涉及環節廈門仲鑫華東膜電極濟平新能源華東催化劑枡水科技華東A 輪催化劑、膜電極產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券24/29公司名稱公司名稱所屬地區所屬地區融資輪次融資輪次涉及環節涉及環節喜瑪拉雅氫能華南A 輪催化劑、膜電極、雙極板鴻基創能華南B 輪膜電極唐鋒能源華東C 輪膜電極中自科技
85、西南催化劑賀利氏華東催化劑優美科華東催化劑光明特派西南催化劑氫電科技華中A 輪質子交換膜、膜電極億氫科技華東股權融資膜電極治臻新能源華東IPO雙極板(金屬)金泉益華南雙極板(金屬)泰金新能西北A 輪雙極板(金屬)博遠新能源華東雙極板(金屬)云帆氫能華東天使輪雙極板(金屬)三佳機械華東雙極板(金屬)中鈦國創華東雙極板(金屬)上海弘楓華東雙極板(石墨)華熔科技華東A 輪雙極板(石墨)弘竣新能源華東雙極板(石墨)嘉裕碳素華南雙極板(石墨)玖昱科技華東氣體擴散層(鈦氈)國科領纖華東天使輪氣體擴散層(碳紙)東岳未來華東IPO質子交換膜清能股份華東膜電極、雙極板漢丞科技華東股權融資質子交換膜科潤新材料華東
86、C 輪質子交換膜武漢綠動華中質子交換膜清馳科技華北天使輪質子交換膜擎動科技華東并購融資膜電極、催化劑賽克賽斯華東B 輪質子交換膜、膜電極氫輝能源華南A 輪質子交換膜、膜電極資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部相關公司動態:融科氫能、中國電建簽約共建全球最大融科氫能、中國電建簽約共建全球最大 PEM 制氫項目。制氫項目。2023 年 6 月 27 日,由融科氫能、中國電建昆明院及豐鎮市人民政府在內蒙古豐鎮市人民政府共同簽署了年產 5萬噸綠氫暨氫能裝備產線項目投資協議。根據豐鎮市發改委介紹,該項目包括 3GW風電、光伏發電制氫及液化氫,
87、采用國際先進的 PEM 制氫技術,其為全球最大規模的新能源 PEM 制氫項目,項目總投資約為 330 億元,每年可有效降低二氧化碳排放750000 噸。將直接帶動氫能裝備制造產值 150 億元,間接帶動氫能上下游供應鏈產值可達 300 億元。唐鋒能源主攻唐鋒能源主攻 PEM 電解槽膜電極核心技術電解槽膜電極核心技術,已完成已完成 C 輪融資輪融資。唐鋒能源創立于 2017年,是一家擁有燃料電池和電解槽“心臟”膜電極設計、材料、工藝、設備、測試評產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券25/29估等全套核心技術的高科技公司。2023 年 1 月 19 日,唐鋒能源宣布完成近 3
88、 億元的C 輪融資,本輪融資由金浦智能、前沿投資、東風資管聯合領投,陜煤秦嶺科創投、上銀國際、久奕投資、石雀投資跟投,高瓴創投和朗瑪峰創投作為老股東持續追加投資。唐鋒能源產品有高性能低鉑膜電極,其鉑載量0.25gPt/kW,功率密度1.3W/cm2,運行時長可超過 10000h,具有載量低、性能搞、使用壽命長等特點,也是國內第一款批量交付的合金催化劑膜電極產品。東岳未來聚焦質子交換膜產品研發東岳未來聚焦質子交換膜產品研發。東岳未來是東岳集團的子公司,依托東岳集團氟硅材料產業園區和完整的“氟、硅、膜、氫”產業鏈和產業群配套支持,東岳未來聚焦氫能核心材料。東岳未來主營產品包括全氟磺酸膜、膨體聚四氟
89、乙烯膜(ePTFE)、全氟磺酸離子交換樹脂、全氟羧酸離子交換樹脂等中自科技布局中自科技布局 PEM 電解槽催化材料。電解槽催化材料。中自科技是尾氣處理催化劑國產廠商之一,公司依托自身自有的環保催化劑技術優勢向 PEM 催化劑行業拓展。根據公司 2023 年半年報,公司質子交換膜水電解槽用關鍵材料開發已經完成項目立項,目前實驗室階段所開發的析氧催化劑新鮮性能指標 1.7V1A/cm2、1.9V2A/cm2 可滿足項目要求,電壓增幅20V/h200mA/cm2,產品可滿足在 1-2 家客戶的 PEM 槽中示范應用,實現催化劑公斤級/批次的產能目標。3.3.AEM:目前尚處實驗室階段,僅有少量產品發
90、布:目前尚處實驗室階段,僅有少量產品發布雖然 AEM 電解水技術結合 PEM 和 ALK 技術的優勢,但是目前開發的陰離子交換膜仍然無法兼顧工作效率和設備壽命,且在電極材料中仍然會加入少量的貴金屬,尋找高效的陰離子交換膜和低成本的非貴金屬催化劑也是未來 AEM 電解槽大規模應用的研發重點。產品方面,國內研發產品多集中在 AEM 電解槽、陰離子交換膜和催化劑,其中億緯氫能、穩石氫能、北京未來氫能、北京中電綠波等企業均已推出 2.5-50kW 的 AEM 電解槽產品,但是目前 AEM 制氫產品僅在科研院所、電廠、化工等領域實現小規模應用。表 8:我國涉及 AEM 電解槽制造的相關企業(部分)公司名
91、稱公司名稱所屬地區所屬地區融資輪次融資輪次涉及環節涉及環節中電豐業華北股權融資電解槽航天思卓華北電解槽中電綠波華北電解槽億緯氫能華北電解槽未來氫能華北陰離子交換膜、金屬雙極板、催化劑、膜電極、電解槽浙江菲爾特華東IPO陰離子交換膜、擴散層(鈦氈)、雙極板(金屬)仁豐股份華東氣體擴散層(碳紙)穩石氫能華南A 輪電解槽資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部相關公司動態:中電綠波發布首臺中電綠波發布首臺 AEM 電解槽。電解槽。2023 年 8 月 15 日,中電綠波正式發布國首臺在線運行 10Nm/h AEM 離子膜電解槽,該產品采用非貴
92、金屬催化電極,在槽溫 80,堿產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券26/29液濃度 10%、運行壓力 3.2MPa 的工況下電流密度達到 11377A/m2,最快冷啟動時間 16min,其中的非貴金屬觸媒電極是基于其合作伙伴 Ionomr 旗下的 Aemion薄膜。根據 Ionomr 介紹,該款 AEM 膜相比 PEM 膜或傳統 AWE 膜具有性能方面的巨大優勢,其成本也比 PEM 和堿性系統低 20到 40,并且可以高效、低成本制氫,在高溫和強堿下的性能也非常穩定。3.4.SOEC:目前處于走出實驗室放大的階段,部分公司由:目前處于走出實驗室放大的階段,部分公司由 SO
93、FC 轉轉型而來型而來現階段國內企業 SOEC 電解槽制氫功率以千瓦級為主,集中在 2-25kW,電流密度0.5-1.0A/cm。SOEC 系統效率在 75%以上,部分企業可達 85%。GGII 預測 2023 年中國 SOEC市場出貨規模約 0.5 億元,同比增長 60%以上,主要受益于示范項目的大型化;預計 2025 年國內 SOEC 出貨量或將突破 2 億元,并于 2030 年增長至 36 億元,行業迎來快速發展期。從涉及公司來看,由于 SOFC/SOEC 的可逆性極強,且兩者制備過程及所用材料基本一致,因此海內外 SOEC 廠商主要由 SOFC 廠商轉型而來,且 SOEC/SOFC 海
94、外產品成熟度高于國內。表 9:我國涉及 SOEC 電解槽制造的相關企業(部分)公司名稱公司名稱所屬地區所屬地區融資輪次融資輪次涉及環節涉及環節翌晶氫能華東電解槽質子動力華北電解槽思偉特華北天使輪電解槽氫程科技華東電解槽中弗新能源華東電解槽華科福賽華中股權融資電解槽氫邦科技華東天使輪電解槽華光環能華東電解槽壹石通華東上市電解槽思偉特華北天使輪電解槽資料來源:根據氫能匯、北極星氫能網、氫云鏈、IT 桔子、各公司官網等不完全統計,華寶證券研究創新部相關公司動態:質子動力為國內質子動力為國內 SOEC 領域龍頭企業。領域龍頭企業。質子動力成立于 2019 年,同時布局SOEC/SOFC 的電池片、電堆
95、、系統全產業鏈的研發及產業化。產品方面,質子動力主要聚焦高溫電解制氫(SOEC)及固體氧化物燃料電池(SOFC)產品的研發及產業化;團隊深度掌握了 20 x20cm2 單電池片技術(面積最大),2021-2022 年成功交付千瓦級 SOEC、SOFC 系統。制氫領域,公司深度掌握高溫電解制氫(SOEC)關鍵技術,SOFC/SOEC 樣機打造經驗,經過多年的技術研發與積累,在國內氫能領域擁有多項成 果。根 據 公 司官 網,質 子 動 力 的 SOEC 電 解 水 制 氫 系 統單 位 氫 氣 能 耗4.2-4.5kWh/Nm3,功率范圍 2kW-25kW,采用小批量、定制化的服務模式。壹石通擬
96、建設壹石通擬建設 1GW 固體氧化物能源系統固體氧化物能源系統(SOC)項目項目。2023 年 9 月 19 日,壹石通公告擬由全資子公司壹石通研究院作為實施主體,預計總投資 12.1 億元建設年產1GW 固體氧化物能源系統項目。該項目擬選址建設在安徽省合肥市,預計總投資 12.1億元,其中固定投資 7.66 億元,項目建設周期 3 年,達產后將形成年產 1GW 固體氧產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券27/29化物能源系統的生產規模,包含固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解池(SOEC)產品。本項目的出臺標志著壹石通已經初步掌握 SOEC 電解質、陽極粉體、
97、高性能陰極粉體的規?;偷统杀局苽淠芰?,未來 SOEC 電解槽有望加速量產。4.投資建議投資建議我國水電解制氫市場潛力巨大我國水電解制氫市場潛力巨大,電解槽作為關鍵設備在其中發揮重要作用電解槽作為關鍵設備在其中發揮重要作用,未來需求空間未來需求空間廣闊廣闊。根據 TrendBank 預測,到 2025 年我國綠氫的需求量將達到 130 萬噸,對應 2023-2025年的電解水制氫設備出貨量 17GW 以上。2022 年我國電解槽總出貨量為 800MW 左右,根據我國各地項目規劃,預計 2023 年全年我國電解槽出貨量為 1.4-2.1GW,未來電解槽需求空間較大。圖 24:電解槽產業鏈及關鍵環
98、節代表企業資料來源:氫能匯、各公司官網,華寶證券研究創新部具體而言:1)單槽制取規模不斷擴張的趨勢下,電解槽企業有望迎來規模效應,關注單槽制取規模不斷擴張的趨勢下,電解槽企業有望迎來規模效應,關注 ALK/PEM 整整槽生產廠商的產品下線規模與下線價格槽生產廠商的產品下線規模與下線價格。根據隆基氫能測算,1 臺 2000Nm/h 電解槽相較于 2 臺 1000Nm/h 電解槽,可節約占地面積 30%,減輕重量 20%,降低 CAPEX約 20%。隨著未來電解槽技術的不斷成熟,單槽成本有望進一步降低,制氫效率有望進一步提升,電解槽企業有望迎來規模效應。2)PEM 電解槽成本的降低離不開關鍵部件的
99、貴金屬替代與國產替代,關注雙極板電解槽成本的降低離不開關鍵部件的貴金屬替代與國產替代,關注雙極板/催化催化劑劑/質子交換膜質子交換膜/氣體擴散層等環節相關廠商的研發進展氣體擴散層等環節相關廠商的研發進展。目前 PEM 電解槽造價中貴金屬占比較高,且關鍵部件例如質子交換膜等尚未形成穩定的產能與市場競爭格局,隨著相關技術取得突破,未來 PEM 整槽的價格有望進一步降低。3)AEM/SOEC 電解槽尚處商業化前夜電解槽尚處商業化前夜,關注龍頭企業的產品研發進展關注龍頭企業的產品研發進展。與目前應用較為成熟的 ALK/PEM 電解槽相比,AEM 和 SOEC 電解槽各有優勢,但尚未取得批量化的產業深度
100、報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券28/29產品下線,僅有中電綠波、質子動力等相關企業發布產品,隨著未來關鍵技術(例如陰離子交換膜等)的不斷突破或應用場景(例如氫儲能等)的深入拓展,AEM/SOEC電解槽有望在中長期迎來大規模的商業化應用。5.風險提示風險提示1、政策規劃效果不及預期:各地氫能規劃落地時間存在先后順序,若不及預期則影響項目回收周期;2、技術應用落地不及預期:當前電解槽投融資受技術成熟度影響,若不及預期則影響商業化進程;3、本報告基于公開信息客觀整理,提及的公司旨在對行業特征進行說明,不涉及覆蓋與推薦;4、本報告部分圖表根據新聞資料整理,存在統計不完備的情況。產業
101、深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券29/29分析師承諾分析師承諾本人承諾,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告,本報告清晰準確地反映本人的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體建議或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。公司和行業評級標準公司和行業評級標準 公司評級報告發布日后的 6-12 個月內,公司股價相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:買入:相對超出市場表現 15%以上;增持:相對超出市場表現 5%至 15%;中性:相對市場表現在-5%至 5%之間;賣出:相對弱于市場表現 5%以上。行業評級報告發布日后的
102、 6-12 個月內,行業指數相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:推薦:行業基本面向好,行業指數將跑贏基準指數;中性:行業基本面穩定,行業指數跟隨基準指數;回避:行業基本面向淡,行業指數將跑輸基準指數。風險提示及免責聲明風險提示及免責聲明 華寶證券股份有限公司具有證券投資咨詢業務資格。市場有風險,投資須謹慎。本報告所載的信息均來源于已公開信息,但本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的任何建議、意見及推測僅反映本公司于本報告發布當日的獨立判斷。本公司不保證本報告所載的信息于本報告發布后不會發生任何更新,也不保證本公司做出的任何建議、意見及推測不會發生變化。在任何
103、情況下,本報告所載的信息或所做出的任何建議、意見及推測并不構成所述證券買賣的出價或詢價,也不構成對所述金融產品、產品發行或管理人作出任何形式的保證。在任何情況下,本公司不就本報告中的任何內容對任何投資做出任何形式的承諾或擔保。投資者應自行決策,自擔投資風險。本公司秉承公平原則對待投資者,但不排除本報告被他人非法轉載、不當宣傳、片面解讀的可能,請投資者審慎識別、謹防上當受騙。本報告版權歸本公司所有。未經本公司事先書面授權,任何組織或個人不得對本報告進行任何形式的發布、轉載、復制。如合法引用、刊發,須注明本公司出處,且不得對本報告進行有悖原意的刪節和修改。本報告對基金產品的研究分析不應被視為對所述基金產品的評價結果,本報告對所述基金產品的客觀數據展示不應被視為對其排名打分的依據。任何個人或機構不得將我方基金產品研究成果作為基金產品評價結果予以公開宣傳或不當引用。適當性申明適當性申明 根據證券投資者適當性管理有關法規,該研究報告僅適合專業機構投資者及與我司簽訂咨詢服務協議的普通投資者,若您為非專業投資者及未與我司簽訂咨詢服務協議的投資者,請勿閱讀、轉載本報告。