1、 20232023 年年 0303 月月 1313 日日 氫能行業星辰大海,電解氫能行業星辰大海,電解水水制氫如日方升制氫如日方升 氫能氫能專題報告專題報告 推薦推薦(首次首次)投資要點投資要點 分析師:黎江濤分析師:黎江濤 S1050521120002 聯系人:潘子揚聯系人:潘子揚 S1050122090009 行業相對表現行業相對表現 表現 1M 3M 12M 電池(申萬)-11.5-6.4-20.5 滬深 300-4.3 0.5-7.9 市場表現市場表現 資料來源:Wind,華鑫證券研究 相關研究相關研究 碳中和步履臨近,氫能戰略意義突出碳中和步履臨近,氫能戰略意義突出 碳中和成為全球范
2、圍重要議題,氫能源具有來源多樣、清潔低碳、靈活高效、應用場景豐富等特性,將逐步替代石油、煤炭等化石燃料,成為全球能源重要載體。目前,氫能在全球能源占比僅 0.1%,根據全球主要能源研究機構預測,2050年氫能占比將達到 12-22%,空間廣闊。全球主要經濟體均針對氫能制定了國家層面的發展戰略。日本規劃 2030 年氫氣供應量達 300 萬噸/年,2050 年進一步提升至 2000 萬噸/年;美國規劃 2030 年清潔氫產能達到 1000萬噸/年,此外,美國通過 IRA 對制氫進行稅收抵免;歐洲規劃 2025-2030 年安裝至少 40GW 可再生氫能電解槽,生產1000 萬噸可再生氫能,并通過
3、碳關稅支持氫能發展;中國則明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,將其提升至國家能源戰略高度。綜合而言,氫能在碳中和背景下戰略意義突出,全球政策向氫能高度傾斜,增長確定性強。電解水制氫經濟性漸顯,行業迎發電解水制氫經濟性漸顯,行業迎發展良機展良機 主流制氫方式包括化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫。根據我們測算,在 0.4 元/kWh 電價下,堿性電解制氫成本約為 25.79 元/kg,PEM 電解成本為 32.57 元/kg,堿性電解制氫成本已低于氫氣售價,與藍氫成本相近。電解水制氫成本對電價高度敏感,若電價低于 0.2 元/kWh,電解水制氫成本將低于多數場景下的灰氫成本,若低于 0.
4、1 元/kWh,則可完全平價。在市場化電價環境下,零電價甚至負電價時有發生,若充分利用電價波動性,電解水制氫可實現高額收益。目前全球電解水制氫占比僅 0.15%左右,展望未來,綠氫有望受益于氫能占能源比重提升、綠氫占氫能比重提升雙重邏輯,迎來高速增長,電解水設備將率先受益。我們預計 2025年全球電解水設備市場規模將達 167 億元,2022-2025 年CAGR 達 106%,2050 年全球電解水設備累計市場規模將近 1.5萬億。多方入局,搶占先機多方入局,搶占先機 目前,中國企業占據全球電解槽設備主要份額,根據氫能觀察,2022 年全球電解槽市場出貨量約 1GW,國內電解槽出貨-30-2
5、0-100102030(%)電池滬深300行行業業研研究究 證證券券研研究究報報告告 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 2 誠信、專業、穩健、高效 量則近 750MW。國內電解槽設備有三類參與者,第一類為 718所、競立、大陸等老牌電解槽企業,其技術沉淀深厚,市占率高;第二類為隆基綠能、陽光電源等光伏龍頭企業,資金、技術實力雄厚,光伏業務與電解水制氫業務高度協同;第三類為昇輝科技、華電重工、華光環能等新興勢力,各自憑借技術優勢、訂單優勢等切入電解水制氫設備市場,對傳統企業形成沖擊。目前中國電解槽市場 CR3 達 80%,隨各方勢力入局,未來競爭格局或將重塑。行業評級及投資策
6、略行業評級及投資策略 受益于氫能占能源比重提升、綠氫占氫能比重提升雙重邏輯,電解水制氫行業將高速增長,給予行業“推薦推薦”評級。重點推薦昇輝科技、華電重工、華光環能昇輝科技、華電重工、華光環能、科威爾、科威爾,建議關注隆基綠能(電力設備組覆蓋)、陽光電源(電力設備組覆蓋)、億利節能、雙良節能(電力設備組覆蓋)等。風險提示風險提示 氫能發展不及預期;電解水設備降本不及預期;電價高于預期;招標項目落地情況不及預期;推薦公司業務進展不及預期。重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 公司代碼公司代碼 名稱名稱 20232023-0303-1 13 3 股價股價 EPSEPS PEPE 投資評級投
7、資評級 20212021 2022E2022E 2023E2023E 20212021 2022E2022E 2023E2023E 600475.SH 華光環能 11.32 1.06 0.82 1.09 11 14 10 未評級 688551.SH 科威爾 59.22 0.71 0.77 1.45 83 77 41 未評級 601226.SH 華電重工 7.9 0.26 0.26 0.37 30 31 22 未評級 601012.SH 隆基綠能 41.99 1.69 2.06 2.70 25 20 16 買入 300274.SZ 陽光電源 111.41 1.08 1.91 3.84 103 5
8、8 29 買入 600481.SH 雙良節能 13.88 0.19 0.68 1.24 73 20 11 買入 資料來源:Wind,華鑫證券研究(注:未評級公司盈利預測取自萬得一致預期)eZeZdXcWfY8XeUbZ7N9R7NtRnNsQnOjMmMnOjMqRsObRmNnNMYnMqNxNqNpO證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 3 誠信、專業、穩健、高效 正文正文目錄目錄 1、戰略意義突出,氫能將成重要終端能源.5 2、氫能崛起,制氫先行.8 2.1、技術路徑:堿性電解槽發展成熟,PEM 徐徐圖之.10 2.2、經濟性:低電價地區將率先平價.12 2.3、需求:氫
9、能重要性凸顯,需求將逐步放量.16 2.4、供給:多方勢力布局,搶占市場先機.19 3、行業評級及投資策略.23 4、重點推薦個股.24 4.1、昇輝科技(300423):氫能領域全面布局.24 4.2、華電重工(601226):依托華電集團,電解槽訂單具較高保障.24 4.3、華光環能(600475):主營環保與能源裝備制造,與電解槽深度協同.25 4.4、科威爾(688551):專注測試電源,向電解槽檢測設備橫向延申.25 5、風險提示.26 圖表圖表目錄目錄 圖表 1:氫能特性.5 圖表 2:各國際能源機構對 2050 年氫能在全球能源總需求中占比預測.6 圖表 3:海外氫能相關政策.6
10、 圖表 4:中國氫能相關政策.7 圖表 5:氫能產業鏈.8 圖表 6:各類制氫方式對比.8 圖表 7:2020 年中國制氫結構.9 圖表 8:2020 年全球制氫結構.9 圖表 9:各類電解槽技術對比.10 圖表 10:堿性電解槽工作原理.11 圖表 11:PEM 電解槽結構.11 圖表 12:1MW 堿性電解槽成本構成.12 圖表 13:1MW PEM 電解槽成本構成.12 圖表 14:氫氣價格走勢(單位:元/m).13 圖表 15:天然氣制氫成本隨天然氣價格變化趨勢.13 圖表 16:煤制氫成本隨煤炭價格變化趨勢.13 圖表 17:中國工業副產氫制氫成本(單位:元/Nm).14 圖表 18
11、:電解水制氫經濟性對比基準線.14 圖表 19:堿性電解全生命周期制氫成本測算.15 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 4 誠信、專業、穩健、高效 圖表 20:PEM 電解全生命周期制氫成本測算.15 圖表 21:堿性電解槽制氫成本敏感度測算(單位:元/kg).16 圖表 22:PEM 電解槽制氫成本敏感度測算(單位:元/kg).16 圖表 23:全球氫應用場景占比.17 圖表 24:中國電解水制氫項目梳理.18 圖表 25:全球電解水制氫設備市場規模測算.19 圖表 26:2021 年中國電解水制氫設備競爭格局.20 圖表 27:2022 年中國電解水制氫設備競爭格局.2
12、0 圖表 28:718 所、競立、天津大陸發展歷程.21 圖表 29:全球電解槽企業產能梳理.22 圖表 30:電解槽相關標的梳理.23 圖表 31:重點關注公司及盈利預測.23 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 5 誠信、專業、穩健、高效 1 1、戰略意義突出,氫能將成重要終端能源戰略意義突出,氫能將成重要終端能源 現階段,全球氣候變化、環境污染、資源緊缺等問題日益凸顯,碳中和成為全球范圍重要議題。氫能作為清潔能源,正逐步替代石油、煤炭等化石燃料,成為全球能源重要載體。氫能具多點特性,在碳中和背景下,戰略意義突出。1 1)來源多樣)來源多樣:作為一種二次能源,氫能可以通過
13、化石能源重整、生物質熱裂解、微生物發酵、工業副產氣、電解水等方式制??;2 2)清潔低碳)清潔低碳:氫能轉化為電與熱時產物為水,且不排放溫室氣體或細粉塵,生產的水還可繼續制氫,循環使用,真正實現低碳甚至零碳排放;3 3)靈活高效)靈活高效:氫熱值高,是同質量焦炭、汽油等化石燃料的 3-4 倍;4 4)應用場景豐富)應用場景豐富:可作為燃料電池發電,用于汽車、航空等交通領域,亦可作為燃料氣體或化工原料投入生產,此外,可以作為儲能介質平抑可再生能源波動。圖表圖表 1 1:氫能特性氫能特性 資料來源:畢馬威,華鑫證券研究 氫能占全球能源比重將大幅提升。氫能占全球能源比重將大幅提升。目前,由于制取及儲運
14、成本高等因素,氫能在全球能源占比僅 0.1%。隨全球能源轉型進程加速,氫能將在全球能源結構中占據重要地位,多家國際能源研究機構對 2050 年氫能需求占全球能源比重做出預測,預測結果均在 12%以上,氫能委員會、彭博新能源財經預測結果高達 22%,相較目前 0.1%的水平大幅提升。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 6 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2 2:各各國際能源機構對國際能源機構對 20502050 年氫能在全球能源總需求中占比預測年氫能在全球能源總需求中占比預測 資料來源:畢馬威,華鑫證券研究 由于氫能在碳中和議題下具重大戰略意義,全球主要經濟體均針對氫能制定了
15、國家層面的發展戰略。日本日本規劃 2030 年制氫成本降至 30 日元/Nm,氫氣供應量達 300 萬噸/年,2050 年成本進一步降至 20 日元/Nm,氫氣供應量提升至 2000 萬噸/年;美國美國則規劃在2026-2029 年將電解水制氫成本降低至 2 美元/kg,基本實現與灰氫平價,至 2030 年成本進一步降至 1 美元/kg,清潔氫產能達到 1000 萬噸/年,此外,美國通過 IRA 對制氫稅收進行抵免;歐洲歐洲規劃 2025-2030 年安裝至少 40GW 可再生氫能電解槽,生產 1000 萬噸可再生氫能,并通過碳關稅支持氫能發展。圖表圖表 3 3:海外氫能相關政策海外氫能相關政
16、策 國家國家主要政策文件/事件主要政策文件/事件發布時間發布時間重點內容重點內容發展目標發展目標2030:制氫成本降至30日元/Nm;氫氣供應量達300萬噸/年2050:制氫成本降至20日元/Nm;氫氣供應量達2000萬噸/年2022-2025:從生命周期、可持續性、成本、區域和公平角度評估路徑,以優先考慮策略,確定差距;建立清潔氫標準;為今后的部署制定嚴格的數據收集和監測框架2026-2029:大規模部署可再生能源、核能、化石+CCS的清潔氫;實現電解制氫成本2美元/kg2030-2035:大規模部署可再生能源制氫、核能制氫和化石能源結合CCS制氫2030年,清潔氫產能至少達到1000萬噸/
17、年,成本達到1美元/kg美國降通脹法案(IRA)美國降通脹法案(IRA)2022.8對美國能源系統現代化投入3690億美元的補貼和制氫稅收抵免/2020-2024:安裝至少6GW的可再生氫能電解槽,生產100萬噸的可再生氫能2025-2030:安裝至少40GW的可再生氫能電解槽,生產1000萬噸的可再生氫能2030-2050:可再生氫能技術應成熟并大規模部署,覆蓋所有難以脫碳的領域,計劃2030年電解槽成本降至450歐元/kW,2040年電解槽成本降至180歐元/kW歐盟地中海國家領導人峰會歐盟地中海國家領導人峰會2022.12西班牙、葡萄牙與法國共同公布28億歐元的H2Med管道建造計劃管道
18、將在2030年前投入使用,每年輸送綠氫200萬噸,約占歐盟綠氫消費量的10%/歐盟歐盟歐洲氣候中立氫能戰略歐洲氣候中立氫能戰略2020.7未來三十年計劃全面投資制氫、儲氫、運氫的全產業鏈以及現有天然氣基礎設施、碳捕集和封存技術等,預計總投資超過4500億歐元,戰略明確歐盟的首要任務是開發主要利用風能和太陽能生產的可再生氫能碳關稅或碳邊境稅(CBAM)碳關稅或碳邊境稅(CBAM)2019.12提出2023.02通過2023.10實施通過要求進口商支付進口到歐盟的進口產品其生產地和歐盟ETS碳價的差額,以確保進口產品與本土產品承擔相同的碳排放成本,降低由于免費配額減少導致的碳泄漏風險日本日本第六次
19、能源基本計劃第六次能源基本計劃2021.1到2030年氫/氨發電占比將實現突破,將從第五期計劃設定的0%提高到本次設定的1%(2019年氫/氨發電都還未部署應用),以實現清潔能源多元化美國美國國家清潔氫能戰略和路線圖國家清潔氫能戰略和路線圖(草案)(草案)2022.9宣布投入4700萬美元推進清潔氫能技術的研發和示范,以降低氫能成本并改進技術性能,促進氫能基礎設施部署,實現氫能在多個部門的應用證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 7 誠信、專業、穩健、高效 資料來源:畢馬威,歐盟地中海國家領導人峰會,美國財政部,美國能源局,歐盟委員會,華鑫證券研究 中國亦積極推進氫能戰略。中國
20、亦積極推進氫能戰略。2019 年氫能首次被寫進政府工作報告,隨后,各部委密集出臺各項氫能支持政策,內容涉及氫能制儲輸用加全鏈條關鍵技術攻關、氫能示范應用、基礎設施建設等。2022 年 3 月,國家發改委、國家能源局聯合印發氫能產業發展中長期規劃(2021),明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,是戰略性新興產業的重點方向,將氫能產業上升至國家能源戰略高度。圖表圖表 4 4:中國氫能相關政策中國氫能相關政策 資料來源:畢馬威,國家能源局,人民政府網,華鑫證券研究 發布時間發布時間發布機構發布機構政策文件政策文件政策解讀政策解讀2022.10國家能源局能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃內容:
21、內容:開展氫制備、氫儲存、氫輸運、氫加注、氫能多元化應用等技術標準研制,支撐氫能“制儲輸用”全產業鏈發展。重點圍繞可再生能源制氫、電氫耦合、燃料電池及系統等領域,增加標準有效供給。建立健全氫能質量、氫能檢測評價等基礎標準2022.10國家發改委、商務部鼓勵外商投資產業目錄(2022年版)內容:內容:目錄包括氫能制備與儲運、加氫站建設、燃料電池發動機、膜電極等多個氫能領域,中西部地區中7個省市均鼓勵氫儲能產業2022.09國家發改委、工信部、財政部、生態環境部、交通運輸部關于加快內河船舶綠色智能發展的指導意見內容:內容:到2025年,液化天然氣(LNG)、電池、甲醇、氫燃料等綠色動力關鍵技術取得
22、突破,加強船用氫燃料電池動力系統、儲氫系統、加注系統等技術裝備研發,探索氫燃料電池動力技術在客船等應用,鼓勵采用太陽能等可再生能源電解水產生的綠氫2022.06發改委、國家能源局等9部門聯合印發“十四五”可再生能源發展規劃內容:內容:推動光伏治沙、可再生能源制氫和多能互補開發,推動可再生能源規?;茪淅靡饬x:意義:明確要推動可再生能源規?;茪淅?,為“十四五”期間氫能產業的發展明確了方向2022.05生態環境部、商務部、發改委等8部門聯合引發關于加強自由貿易試驗區生態環境保護推動高質量發展的指導意見內容:內容:支撐服務國家區域發展重大戰略。支持北京、天津、河北自貿試驗區參與碳排放權、排污權
23、交易市場建設;開展綠色能源供應模式試點,在確保安全的前提下,研究試點建設一批兼具天然氣、儲能、氫能、快速充換電等功能的綜合站點2022.03發改委、國家能源局氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)內容:內容:分析了我國氫能產業的發展現狀,明確了氫能在我國能源綠色低碳轉型中的戰略定位、總體要求和發展目標,提出了氫能創新體系、基礎設施、多元應用、政策保障、組織實施等方面的具體規劃意義:意義:氫能上升至國家能源戰略高度2021.11國家能源局、科技部“十四五”能源領域科技創新規劃內容:內容:攻克高效氫氣制備、儲運、加注和燃料電池關鍵技術,推動氯能與可再生能源融合發展意義:意義:就氫能制儲輸用
24、全鏈條關鍵技術提供了創新指引,為氫能的示范應用和安全發展提供了重要指導2021.10國務院2030年前碳達峰行動方案內容:內容:積極擴大電力、氫能、天然氣等新能源、清潔能源在交通運輸領域應用意義:意義:明確了氫能對實現碳達峰碳中和的重要意義2021.03第十三屆全國人大中華人民共和國國民經濟和社會發展第一四個五年規劃和2035年遠景目標綱要內容:內容:在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來立業意義:意義:氫能作為國家前瞻謀劃的六大未來產業之一寫“十四五”規劃2020.12發改委、商務部鼓勵外商投資產業目錄(2020年版)內容:內容:氫能與燃料電池
25、全產業鏈被納入鼓勵外商投資的范圍意義:意義:產業對外開放程度提高2020.04國家能源局中華人民共和國能源法(征求意見稿)內容:內容:能源,是指產生熱能、機械能、電能、核能和化學能等能量的資源,主要包括煤炭、石油、天然氣、核能、氫能等意義:意義:首次將氫能列入能源范疇,從法律層面明確了氫能的能源地位2019.03國務院政府工作報告內容:內容:穩定汽車消費,繼續執行新能源汽車購置優惠政策,推動充電、加氫等設施建設意義:意義:氫能首次被寫入政府工作報告證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 8 誠信、專業、穩健、高效 2 2、氫能崛起,制氫先行氫能崛起,制氫先行 制氫處于氫能產業鏈上
26、游,主流制氫方式包括化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫等。根據氫能制備過程中碳排放程度,可將制氫劃分為灰氫、藍氫、綠氫,化石燃料制氫及工業副產氫碳排放較高,均為灰氫;在灰氫基礎上應用碳捕捉、碳封存等技術防止碳排放至大氣,可大幅降低碳排放,通過此方式制得氫氣為藍氫;通過可再生能源電解水制氫過程無碳排放,產生“零碳氫氣”,即綠氫。氫氣制備完成后,將通過高壓或液態等方式存儲、運輸,并進一步通過加氫站等方式傳遞至下游,氫儲運處于產業鏈中游。最終,氫氣可用于交通、工業、發電、建筑等下游領域,實現對傳統能源的替代。在氫能大規模應用前夕,制氫設備將逐步放量,率先受益。圖表圖表 5 5:氫能產業鏈氫能產業鏈
27、 資料來源:畢馬威,華鑫證券研究 化石燃料制氫主要包括煤制氫與天然氣制氫兩種方式,此方式技術成熟,成本較低,為目前全球主流制氫手段,但煤與天然氣儲量有限,且制氫過程碳排放較高,未來應用比例將逐步降低;工業副產主要通過焦爐氣或氯堿制氫,由于使用工業副產物,此種方式成本亦較低,但制氫場所需與化工廠配套建設,建設地點相對受限,且制氫過程存在污染;電解水制氫將水分解為氧氣及氫氣,全過程沒有溫室氣體排放,且制成氫氣純度高,是未來主要發展方向,但現階段成本較高,為限制其發展主要因素。圖表圖表 6 6:各類制氫方式對比各類制氫方式對比 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 9 誠信、專業、穩
28、健、高效 資料來源:畢馬威,車百智庫,華鑫證券研究 化石燃料為制氫主要方式,電解水制氫占比極低?;剂蠟橹茪渲饕绞?,電解水制氫占比極低。目前,全球與中國主要制氫方式均為化石燃料制氫,在全球與中國占比分別為 79%、81%,其次為工業副產氫,全球與中國占比分別 21%、18%。電解水制氫目前應用較少,在中國占比僅 1%。圖表圖表 7 7:2 2020020 年中國制氫結構年中國制氫結構 圖表圖表 8 8:2 2020020 年全球制氫結構年全球制氫結構 資料來源:中國煤炭工業協會,華鑫證券研究 資料來源:IEA,華鑫證券研究 反應原理反應原理優點優點缺點缺點適用范圍適用范圍煤制氫煤焦化和煤氣
29、化我國煤炭儲量較為豐富,成本較低,技術成熟天然氣制氫蒸汽轉化法為主,部分氧化法及催化裂解成本較低焦爐氣制氫變壓吸附法直接分離提純氫氣使用工業副產,成本低空氣污染,建設地點受原料供應限制氯堿制氫-氯酸鈉尾氣:脫氧脫氯、PSA分離純化-PVC尾氣:變壓吸附凈化、變壓吸附PSA提氫產品純度高、原料豐富建設地點受原料供應限制直流電分解水工藝簡單,制氫過程不存在碳排放,制氫純度高,建設地點較靈活電耗大、成本高電子、有色金屬冶煉等對氣體純度及雜質含量有特殊要求的場景制氫方法制氫方法化石燃料制氫工業副產制氫電解水制氫合成氨、合成甲醇、石油煉制等合成氨、石油煉制等儲量有限,制氫過程存在碳排放問題證券研究報告證
30、券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 10 誠信、專業、穩健、高效 展望未來,風光等清潔能源發電成本將持續降低,占比持續提升,帶動電價下行。此外,電解水設備技術快速迭代,帶動成本下降、效率提升。在此背景下,電解水制氫成本有望持續降低,提升綠氫經濟性,帶動綠氫占比提升。綠氫有望受益于氫能占能源比重提升、綠氫占氫能比重提升雙重邏輯,迎來高速增長。電解水設備受益于綠氫高增速,有望迎來需求爆發。下文中,我們將圍繞電解水設備經濟性、需求、供給等因素,探討產業未來演進方向,并進一步做出投資判斷。2.12.1、技術路徑:技術路徑:堿性電解槽發展成熟,堿性電解槽發展成熟,PEMPEM 徐徐徐圖之徐圖之 電解
31、水制氫主流技術包括堿性電解、質子交換膜(PEM)電解與固體氧化物(SOEC)電解,其中,堿性電解已大規模應用,PEM 電解則處于小規模應用階段,SOEC 電解尚處實驗室階段,未商業化,因此在本章節中,我們將重點討論堿性電解槽與 PEM 電解槽技術。堿性電解技術成熟,單臺裝置規??蛇_ 1000Nm/h 以上,系統壽命長,成本較低,易于實現大規模應用,是目前主流電解技術。PEM 電解相較堿性電解,處于相對早期階段,成本較高,但其電流密度高、系統轉化效率高、能耗低、體積能量密度高、響應速度快、與不穩定電源適配性更強,綜合性能更具優勢,且未來降本空間更大,滲透率有望逐步提升。圖表圖表 9 9:各類電解
32、槽技術對比各類電解槽技術對比 資料來源:車百智庫,華鑫證券研究 堿性電解堿性電解PEM電解PEM電解SOEC電解SOEC電解技術成熟度大規模應用小規模應用尚未商業化運行溫度70-9070-80600-1000電流密度(A/c)0.2-0.41-21-10單臺裝置制氫規模(Nm/h)0.5-10000.01-200/電解槽能耗(kWh/Nm)4.5-5.53.8-52.6-3.6系統轉化效率60-75%70-90%85-100%系統壽命可達20-30年已達10-20年/啟停速度較快,分鐘級快,毫秒級慢動態響應能力較強強較弱電源質量需求穩定電源穩定或波動電源穩定電源負荷調節范圍15-100%額定負
33、荷0-160額定負荷/系統運維有腐蝕液體,后期運維復雜,運維成本高無腐蝕性液體,運維簡單,運維成本低目前以技術研究為主,尚無運維需求占地面積較大較小/電解槽價格(元/kW)2000-30007000-12000/特點技術成熟、成本低、易于實現大規模應用,但實際電能消耗較大、需要穩定電源可承受差壓大、易于實現小型化與輕量化、響應速度快,但成本較高、規模較小高溫電解能耗低、可采用非貴金屬催化劑,但存在電極材料穩定性問題、需要額外加熱與可再生能源的結合適用于裝機規模較大的風力發電系統,但需針對不穩定電源特點開發適用于裝機規模較小、波動性大的光伏發電系統適用于產生高溫、高壓蒸汽的光熱發電系統證券研究報
34、告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 11 誠信、專業、穩健、高效 堿性電解槽在 20 世紀中期便實現商業化,其工作原理為:在電流作用下,水通過電化學反應分解為氫氣和氧氣,并在電解池的陰極和陽極析出。水是弱電解質,需增強其導電能力,因此通常在水中加入 NaOH、KOH 等堿類物質形成堿性電解質。此外,隔膜為堿性電解槽重要組成,早期,堿性電解槽以石棉作為隔膜材料,但其在堿性電解液中具溶脹性,且石棉對人體有害,現以逐步被耐熱性能優異、機械強度高、電性能優良的聚苯硫醚(PPS)替代。PEM 電解槽與 PEM 燃料電池結構類似,主要結構為質子交換膜、陰極/陽極催化層、氣體擴散層及雙極板。PEM
35、電解過程中,水在陽極催化分解為氧氣和 H+,H+穿過電解質隔膜到達陰極,并在陰極得電子生成氫氣。圖表圖表 1010:堿性電解槽工作原理堿性電解槽工作原理 圖表圖表 1111:PEMPEM 電解槽結構電解槽結構 資料來源:中國制氫技術的發展現狀,華鑫證券研究 資料來源:質子交換膜水電解制氫技術現狀與展望,華鑫證券研究 根據 IRENA,在堿性電解槽與 PEM 電解槽中,電解電堆組件成本占比均為 45%,電源、去離子水循環、氫氣處理、冷卻等輔機占比為 55%。在堿性電解槽中,膜片/電極組件為電堆組件核心成本,占比達 57%,其中又以制備成本為主,雙極板成本占比較低。在 PEM 電解槽中,雙極板與膜
36、電極為電堆組件核心成本,雙極板成本占比高達 53%,膜電極則為 24%,在膜電極中,全氟磺酸膜以及 Ir、Pt 等貴金屬為核心成本來源。堿性電解槽與 PEM 電解槽成本構成核心差異在于,PEM 電解槽雙極板成本占比遠高于堿性電解槽,這主要是由于堿性電解槽雙極板設計及制造簡單,材料便宜(鍍鎳鋼)。此外,全氟磺酸膜及 Ir、Pt 等新材料/貴金屬在 PEM 膜電極中成本占比高,堿性電解槽膜/電極核心成本為制備成本。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 12 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 1212:1 1MWMW 堿性電解槽成本構成堿性電解槽成本構成 圖表圖表 1313:1 1M
37、W MW PEMPEM 電解槽成本構成電解槽成本構成 資料來源:IRENA,華鑫證券研究 資料來源:IRENA,華鑫證券研究 展望未來,電解水制氫設備仍有較大降本空間。堿性電解槽而言,目前所用 PPS 隔膜以進口為主,國產化可助力成本下降;PEM 電解槽而言,核心材料質子交換膜、氣體擴散層等均依賴進口,國產產品尚存差距,國內企業正加速追趕,國產化將帶來較高降價空間。此外,PEM 膜電極使用較多 Pt、Ir 等貴金屬,降低貴金屬用量亦有助于成本下行。除設備降本外,提升電解水設備轉化效率、提升設備利用率、降低電費等均為提升電解水制氫經濟性重要因素。下一章節中,我們將圍繞電解水制氫經濟性進行探討。2
38、.22.2、經濟性:低電價地區將率先平價經濟性:低電價地區將率先平價 對于電解水制氫是否具備經濟性進行判斷,首先需要建立合適參考系,我們認為,主要參考系應為:1)氫氣售價;2)灰氫、藍氫等其他方式制氫成本。1 1)氫氣價格氫氣價格 氫氣價格相對穩定,目前為 3.11 元/m,對應約 34.6 元/kg。2020 年,氫氣價格一度高達 4.5 元/m,后降低至 2.5 元/m水平,現在 3.11 元/m左右保持穩定。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 13 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 1414:氫氣價格走勢氫氣價格走勢(單位:元(單位:元/m/m)資料來源:百川盈孚,華鑫
39、證券研究 2 2)灰氫、藍氫等灰氫、藍氫等 灰氫主要包括天然氣制氫、煤制氫、工業副產氫等,其中,天然氣制氫與煤制氫成本與天然氣、煤炭價格關聯度較高,在不同原料價格下,二者分別在 7.5-24.3 元/kg、6.77-12.14 元/kg 波動。以 4 元/Nm天然氣價格、1000 元/噸煤炭價格計量,天然氣制氫與煤制氫成本分別為 20 元/kg、12 元/kg。工業副產氫主要包括輕烴利用副產氫、氯堿副產氫、焦爐煤氣副產氫、合成氨合成甲醇副產氫等,根據車百智庫,四者制氫成本分別為 1.25-1.8、1.2-1.8、0.83-1.33、1.3-2元/Nm,對應約 13.9-20、13.3-20、9
40、.2-14.8、14.5-22.2 元/kg。此外,根據 IEA,結合 CCUS 的煤制氫所得藍氫,將增加約 1.1 元/Nm,即約 12.2 元/kg 成本,結合 1000 元/噸煤炭價格,煤制氫+CCUS 制氫成本約為 24.2 元/kg。圖表圖表 1515:天然氣制氫成本隨天然氣價格變化趨勢天然氣制氫成本隨天然氣價格變化趨勢 圖表圖表 1616:煤制氫成本隨煤炭價格變化趨勢煤制氫成本隨煤炭價格變化趨勢 資料來源:車百智庫,華鑫證券研究 資料來源:車百智庫,華鑫證券研究 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 14 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 1717:中國工業副產氫制
41、氫成本(單位:元中國工業副產氫制氫成本(單位:元/N Nm m)資料來源:車百智庫,華鑫證券研究 由于電解槽制氫可用于不同場景,若制氫后就地使用,則其成本應與氫氣售價對比,即低于 34.6 元/kg 即可實現經濟性;若需經過儲運,異地使用,則需與其他制氫方式成本進行對比,最低成本為焦爐煤氣副產氫的 9.2 元/kg,若低于該成本則可完全實現經濟性;各灰氫成本中位數在 15 元/kg 左右,若低于此價格可在大部分場景實現經濟性;藍氫成本約為 24.2 元/kg,低于此價格可率先替代藍氫。圖表圖表 1818:電解水制氫經濟性對比基準線電解水制氫經濟性對比基準線 資料來源:華鑫證券研究 我們對堿性電
42、解槽及 PEM 電解槽全生命周期制氫成本進行測算,以與灰氫、藍氫成本對比,判斷其經濟性。測算基于以下假設:1)電解設備功率為 1000kW;2)年工作時長3000 小時,使用壽命 15 年;3)電費為 0.4 元/kWh;4)年運維費用為 9 萬元;5)貼現率為 6%;6)堿性電解設備價格為 1500 元/kW,耗電量為 4.7kWh/Nm,場地建設費用為 40 萬元;7)PEM 電解設備價格為 5000 元/kW,耗電量為 4.8kWh/Nm,場地建設費用為 30 萬元?;谝陨霞僭O,計算得出堿性電解全生命周期制氫成本為 25.79 元/kg,PEM 電解為 32.57元/kg。堿性與 PE
43、M 電解相較氫氣售價已具備經濟性,且堿性電解與藍氫成本相近,但相較證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 15 誠信、專業、穩健、高效 灰氫尚不具備經濟性。圖表圖表 1919:堿性電解全生命周期制氫成本測算堿性電解全生命周期制氫成本測算 資料來源:DNV,車百智庫,華鑫證券研究 圖表圖表 2020:PEMPEM 電解全電解全生命周期制氫成本測算生命周期制氫成本測算 資料來源:DNV,車百智庫,華鑫證券研究 設備成本與電價為電解水制氫成本的關鍵變量,我們對其進行敏感度測算,得出結論:1)電解水制氫成本對設備價格敏感度較低,以堿性電解槽為例,在 0.4 元/kWh 電價下,當設備價格
44、由 1500 元/kW 降低至 500 元/kW,制氫成本僅由 25.79 元/kg 降低至 24 元/kg,降幅僅 6.9%,與設備價格 67%的降幅差距極大;2)電解水制氫成本對電價敏感度相對較高,在 1500 元/kW 設備價格下,當電價由 0.4 元/kWh 降低至 0.1 元/kWh,制氫成本由 25.79 元/kg 大幅降低至 10.11 元/kg;3)當電價低于 0.35 元/kWh,堿性電解相較藍氫具備經濟性,當電價低于 0.2 元/kWh,堿性電解成本低于大部分灰氫成本,當電價低于 0.1 元/kWh,堿性電解基本可完全實現經濟性。由于各地區、各時段電價存在差異,因此無法對電
45、解水制氫經濟性進行直接判斷。綜合而言,堿性電解制氫在部分場景已可實現經濟性。例如,購電側,廣東、江蘇等多地谷時電價低至 0.3 元/kWh 以下;上網側,部分地區及機組在極端條件下報出零電價甚至負電價。由于電費為電解水制氫最主要成本,其對電費敏感度極高,若能夠合理利用電價波動性,在特定場景下,電解水制氫已可獲得較高盈利空間。0 01 12 23 34 45 51515設備及場地支出(元)1900000用電成本(元)120000012000001200000120000012000001200000原料成本(元)446844684468446844684468運維費用(元)80000800008
46、0000800008000080000合計費用(元)1900000128446812844681284468128446812844681284468產氫量(kg)573835738357383573835738357383費用凈現值(元)19000001211762114317210784641017419959829535964產氫凈現值(kg)541355107148180454534288023944制氫成本(元/kg)25.790 01 12 23 34 45 51515設備及場地支出(元)5300000用電成本(元)120000012000001200000120000012000
47、001200000原料成本(元)437543754375437543754375運維費用(元)800008000080000800008000080000合計費用(元)5300000128437512843751284375128437512843751284375產氫量(kg)561885618856188561885618856188費用凈現值(元)53000001211675114308910783861017345959760535925產氫凈現值(kg)530075000747176445064198723445制氫成本(元/kg)32.57證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重
48、要免責聲明 16 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2121:堿性電解槽制氫成本敏感度測算堿性電解槽制氫成本敏感度測算(單位:元(單位:元/kg/kg)資料來源:華鑫證券研究 圖表圖表 2222:PEMPEM 電解槽制氫成本敏感度測算電解槽制氫成本敏感度測算(單位:元(單位:元/kg/kg)資料來源:華鑫證券研究 2.32.3、需求:氫能重要性凸顯,需求將逐步放量需求:氫能重要性凸顯,需求將逐步放量 2020 年,全球氫能用量約 9000 萬噸,煉油、氨、甲醇、鋼鐵為四大最主要應用場景。其中,煉油為氫最大消費來源,2020 年用氫量約 3700 萬噸,主要用氫降低柴油硫含量,并將重質渣油升級為
49、價值更高的石油產品;制氨為第二大應用場景,用氫量約 3300 萬噸,其中 70%用作生產肥料的重要前體物;甲醇 2020 年用氫量約 1300 萬噸,用于生產化學甲醛及塑料、涂料等;此外,每年有近 500 萬噸氫在鋼鐵生產中直接還原鐵,目前,化石燃料以焦炭形式在煉鋼過程中用作還原劑,并用于煉鋼及煉鐵過程中各熱密集階段,這些未來將被低碳氫逐步取代。未來,隨綠氫生產成本、儲運氫成本逐漸降低,氫能性價比將提升,未來將被用于儲能、燃料電池等更多應用場景。橫軸:電費(元/kWh)橫軸:電費(元/kWh)縱軸:設備價格(元/kW)縱軸:設備價格(元/kW)1500150025.7923.1820.5717
50、.9515.3412.7210.111400140025.612320.3917.7715.1612.549.931300130025.4322.8220.2117.5914.9812.369.751200120025.2622.6420.0317.4114.812.189.571100110025.0822.4619.8517.2314.6212.019.391000100024.922.2819.6717.0514.4411.839.2190090024.7222.119.4916.8714.2611.659.0380080024.5421.9219.3116.714.0811.478.8
51、570070024.3621.7419.1316.5213.911.298.6760060024.1821.5618.9516.3413.7211.118.495005002421.3818.7716.1613.5410.938.310.10.10.40.40.350.350.30.30.250.250.20.20.150.15橫軸:電費(元/kWh)橫軸:電費(元/kWh)縱軸:設備價格(元/kW)縱軸:設備價格(元/kW)5000500032.5729.927.2324.5621.8919.2216.554500450031.6528.9926.3223.6520.9818.3115.64
52、4000400030.7428.0725.422.7320.0617.3914.723500350029.8227.1524.4821.8119.1416.4713.83000300028.9126.2423.5720.918.2315.5612.892500250027.9925.3222.6519.9817.3114.6411.972000200027.0724.421.7319.0616.3913.7311.061500150026.1623.4920.8218.1515.4812.8110.141000100025.2422.5719.917.2314.5611.899.2250050
53、024.3221.6618.9916.3213.6510.988.310.150.150.10.10.40.40.350.350.30.30.250.250.20.2證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 17 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2323:全球氫應用場景占比全球氫應用場景占比 資料來源:DNV,華鑫證券研究 在碳中和大目標引領、各國家政策支持下,氫能源需求迎來快速增長,電解槽項目招標隨之大幅增長。我們對中國電解水制氫項目進行不完全統計,處于招標至投運階段的項目達 37 個,其中 25 個項目公布電解水設備規模,已公布規模的項目合計功率需求達 2.4GW,而 202
54、2 年全球電解槽設備出貨僅 1GW,高增趨勢明確。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 18 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2424:中國電解水制氫項目梳理中國電解水制氫項目梳理 資料來源:氫云鏈,國際氫能網,CFLP,高工氫電,北極星氫能網,華鑫證券研究 預計預計 2 20 02525 年全球電解年全球電解水設備新增市場規模達水設備新增市場規模達 1 16767 億元,億元,2 22 2-2525 年年 C CAGRAGR 達達 1 106%06%,2 2050050年年累計市場規模近累計市場規模近 1 1.5.5 萬億萬億。測算基于以下假設:1)基于氫能作為清潔能源,應
55、用占比將逐步提升,我們預計 2022-2030 年,氫氣需求將以 1000 萬噸/年的增速增長,2030 年達到1.5 億噸,2050 年達到 5 億噸;2)2022 年電解水制氫占比約為 0.15%,2023 年增長至0.3%,后逐步提升至 2025 年 1.5%,2030 年 12%,2050 年 70%;3)電解水制氫平均耗電量由 2022 年 4.8kWh/標方逐步降低至 2025 年 4.5kWh/標方,2030 年 4kWh/標方,2050 年進一步降低至 3.8kWh/標方;4)電解槽年利用小時數由 2022 年 3000h 逐步提升,2025 年提升至 3500h,2030、2
56、050 年分別為 4000h、5000h;5)堿性電解槽占據目前主要市場,2050年堿性電解槽與 PEM 電解槽占比各半;6)2050 年,堿性電解槽與 PEM 電解槽單價均降低至500 元/kW。項目名稱項目名稱項目狀態項目狀態規模規模技術路徑技術路徑鄂爾多斯市風光融合綠氫示范項目制氫設備招標390MW堿性中石化新星石油公司新疆庫車綠氫示范項目設備發運52*1000Nm/h(260MW)堿性大安風光制綠氫合成氫一體化示范項目制氫設備招標39000Nm/h(195MW)堿性鄂托克前旗250兆瓦光伏電站及氫能綜合利用示范項目制氫設備招標9000Nm/h(45MW)堿性國能寧東可再生氫碳減排示范區
57、一期項目制氫設備招標5000Nm/h(25MW)堿性國電投浙江臺州大陳島氫能綜合利用示范工程已投運4*1000Nm/h(20MW)堿性黑龍江七臺河勃利縣200MW風電制氫項目制氫設備招標1500Nm/h(7.5MW)堿性河北淶源縣300MW光伏制氫項目制氫設備招標2600Nm/h(6MW)堿性甘肅平涼100MW風電制氫項目已開工5MW堿性中能綠電張掖氫能綜合應用示范項目在建1000Nm/h(5MW)堿性白城分布式發電制氫加氫一體化示范項目完成整體啟機,正式順利投產2*1000Nm/h(10MW-ALK);1*200Nm/h(1MW-PEM)堿性/PEM金麒麟風力制氫項目已發車1200Nm/h(
58、6MW)PEM青海華電德令哈3兆瓦光伏制氫項目已開工600Nm/h(3MW)PEM三峽烏蘭察布“源網荷儲一體化”關鍵技術研究與示范“制-儲-運-加”氫能綜合示范項目2020年10月開工建設2.5MWPEM中石化中原油田兆瓦級可再生電力電解水制氫示范項目調試階段2.5MWPEM國電投安徽六安兆瓦級制氫綜合利用項目已建成投產1MWPEM寧夏京能寧東發電有限責任公司氫能制儲加一體化項目項目通過審查200Nm/h(1WM)PEM長江電力三峽壩區PEM制氫加氫一體站項目2023年1月設備調試完成200Nm/h(1MW)PEM國電投白城兆瓦級PEM電解制氫系統裝備項目電解槽通過審核單臺設備功率為50Nm/
59、hPEM國電投綠電氫能綜合能源示范項目完成項目備案73000Nm/年PEM中國石化內蒙古鄂爾多斯風光融合綠氫示范項目啟動3萬噸/年未披露中國石化新疆庫車綠氫示范項目投建2萬噸/年未披露內蒙古達茂旗20萬千瓦新能源制氫項目2023年內投產12000Nm/h(60MW)未披露遼寧大連普蘭海水制氫產業一體化示范項目已開工60MW未披露河北建投沽源風電制氫綜合利用示范項目運行中10MW未披露浙江寧波慈溪氫電耦合直流微網示范工程完工400kW未披露三一重能100萬千瓦風電制氫制氨項目規劃建設1GW風電制氫制氨一體化未披露京能清潔能源 500 兆瓦風能光伏發電制氫建設500MW風電+制氫;500MW光伏+
60、制氫未披露內蒙古阿拉善60萬千瓦風光制氫一體化項目2023年4月開工,24年12月并網600MW風光+制氫未披露通遼50萬千瓦風電制氫制氨一體化項目已簽約500MW制氫制氨一體化未披露國家電投30萬千瓦光伏+制氫應用示范項目建設300MW風電+制氫未披露中國石油玉門東 160 兆瓦光伏制氫示范項目建設160MW光伏+制氫未披露上海臨港四團中日產業園氫能示范項目(一期)正式啟用2MW光伏制氫、加氫一體化未披露黑龍江勃利縣20萬千瓦風電制氫聯合運行示范項目預計2024年建成2MW風電+制氫未披露山東濰坊風光儲氫一體化項目簽約完成總投資500億未披露國家能源集團陜西電力有限公司光儲氫綜合應用一體化項
61、目簽約完成總投資20億未披露云南省首個光伏制氫與電網氫儲能綜合示范工程實驗室調試運行/未披露證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 19 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2525:全球全球電解水制氫電解水制氫設備設備市場規模測算市場規模測算 資料來源:畢馬威,德勤,DNV,車百智庫,華鑫證券研究 2.42.4、供給:多方勢力布局,搶占市場先機供給:多方勢力布局,搶占市場先機 全球電解水設備供給以中國為主,中國市場集中度較高。全球電解水設備供給以中國為主,中國市場集中度較高。根據氫能觀察,2022 年全球電解槽市場出貨量約 1GW,國內電解槽出貨量則近 750MW,中國為全球電解
62、槽設備主要來源。中國電解槽設備集中度較高,2022 年 CR3 達 80%,派瑞氫能(718 所子公司)、考克利爾競立、隆基氫能排名前三。隆基氫能 2022 年電解槽出貨快速提升,其 2021 年出貨未在前五名行列。綜合而言,國內電解槽設備有三類參與者,第一類為 718 所、競立、大陸等老牌電解槽企業,其技術沉淀深厚,市占率高;第二類為隆基綠能、陽光電源等光伏龍頭企業,資金、技術實力雄厚,光伏業務與電解水制氫業務高度協同;第三類為昇輝科技、華電重工、華光環能等新興勢力,各自憑借技術優勢、訂單優勢等切入電解水制氫設備市場,在行業發展前期搶占份額。202220222023E2023E2024E20
63、24E2025E2025E2030E2030E2050E2050E氫氣需求(萬噸)700080009000100001500050000電解水制氫占比0.2%0.3%0.7%1.5%12%70%耗電量(kWh/標方)4.84.74.64.54.03.8年利用小時(h)300032003350350040005000電解槽累計需求(GW)1.93.99.621.5200.22958.8堿性電解占比95%95%95%95%90%50%堿性電解設備單價(元/kW)20002000175015001000500PEM電解占比5%5%5%5%10%50%PEM電解設備單價(元/kW)5000480044
64、0040002000500堿性電解累計市場規模(億元)367416030618027397PEM電解累計市場規模(億元)5921434007397電解水制氫設備合計累計市場規模(億元)4084181349220214794電解水制氫設備合計新增市場規模(億元)204497167證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 20 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2626:20212021 年中國電解水制氫設備競爭格局年中國電解水制氫設備競爭格局 圖表圖表 2727:2022022 2 年中國電解水制氫設備競爭格局年中國電解水制氫設備競爭格局 資料來源:高工氫電,華鑫證券研究 資料來源:
65、勢銀能鏈,華鑫證券研究 7 71818 所、競立、大陸為傳統三巨頭,技術同源所、競立、大陸為傳統三巨頭,技術同源。上世紀 80 年代,主攻核潛艇大氣生命維持系統的 718 研究所通過技術融合,順勢而為,發展出氫能技術。90 年代,研究所部分電解槽工程師獨立創業,分別創辦蘇州競立、天津大陸,至此,我國堿性電解槽行業三足鼎立格局大致形成。目前,國內新興電解水制氫企業仍有許多研發人員來自 718 所、蘇州競立及天津大陸。中船 718 研究所:718 所 1984 年即利用軍工技術開發出加壓水電解制氫裝置,現已成為國內外主要制氫裝備系統供應商。2008 年,718 所成立全資子公司派瑞氫能,開展電解水
66、設備相關業務。2022 年,中船 718 所舉辦全球首臺套單體產氫量 2000Nm/h 水電解制氫裝備發布儀式,派瑞氫能成為北京冬奧會綠氫制氫裝置唯一供應商。2023 年,718 所與中國能建國際集團簽署戰略合作協議,行業地位。目前,派瑞氫能擁有堿性電解槽產能 350臺,PEM 電解槽產能 120 臺,合計產能約 1.5GW??伎死麪柛偭ⅲ汗竞诵膱F隊來自 718 研究所,在蘇州競立時期已著手研發制造多個大容量電解槽設備,參與國家 973 重大科研項目“大規模非并網風電規?;茪洹?。2019年,比利時 John Cockerill 集團承接蘇州競立制氫設備有限公司全部人員和知識產權,增大研發力
67、量、更新設備、擴大產能,建立考克利爾競立。2021 年,公司分別下線國際首臺套 1200Nm/h 和 1300Nm/h 的電解水制氫設備,出貨量達 160MW。公司現有產能約 1GW,預計 2023 年將擴充至 1.5GW。天津大陸:公司成立于 1994 年,由蘇州競立部分工程師北上創業建立。公司 2014 年生產出 200Nm/h 電解槽,2018 年生產出 1000Nm/電解槽,現可生產 0.1-1000Nm/h 的電解水制氫設備和 2-1000Nm/h 的氣體純化設備,是我國生產分立式循環水電解制氫設備的專業廠家。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 21 誠信、專業、穩
68、健、高效 圖表圖表 2828:7 71818 所、競立、天津大陸發展歷程所、競立、天津大陸發展歷程 資料來源:各公司官網,CHC 氫能大會,北極星氫能網,華鑫證券研究 多方勢力參與角逐,中國企業產能快速擴張。多方勢力參與角逐,中國企業產能快速擴張。目前,隆基氫能、派瑞氫能、陽光氫能電解槽產能全球領先,且隆基氫能為主的國內企業產能規劃充足,快速擴張。另有希倍優氫能、氫元科技等新興勢力處于產能 0-1 擴張階段,帶動行業整體產能擴張。海外參與者主要包括蒂森克虜伯、Nel、HydrogenPro、Sunfire、McPhy 等。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 22 誠信、專業、
69、穩健、高效 圖表圖表 2929:全球全球電解槽企業產能梳理電解槽企業產能梳理 資料來源:氫能前沿,華鑫證券研究 在電解槽相關標的中,隆基綠能技術、出貨、產能均處領先地位,2023 年 2 月,隆基氫能推出 ALK Hi1 系列產品,在直流電耗滿載狀況下可低至 4.3kwh/Nm,同時推出 ALK Hi1 plus 產品,直流電耗滿載狀況下低至 4.1kwh/Nm,在 2500A/電流密度下,更可低至4.0kwh/Nm。隆基氫能 2022 年電解水設備出貨排名全國第三,產能達 1.5GW,23 年產能將進一步擴張至 2.5GW,25 年規劃 5-10GW。陽光電源對堿性電解槽、PEM 電解槽均有
70、布局,二者單機功率分別可達 1000Nm/h、200Nm/h,2022 年底,配備陽光氫能 200Nm/h PEM 電解槽的長江電力綠電綠氫示范項目產氫成功,產氫純度達 99.999%,陽光氫能技術實力已獲龍頭企業驗證。此外,昇輝科技通過子公司盛氫制氫開展氫能相關業務,業務包括電解槽、零部件及服務等;華電重工同步布局堿性電解槽與 PEM 電解槽,依托華電集團,產業協同效應高,獲取訂單能力強;華光環能則與中石化深度合作,預計將參與中石化在新疆的風光制氫二期項目,該項目有 120 臺電解槽需求;億利節能在內蒙古有氫能一體化園區,可自行消化電解槽設備產能,其現有堿性電解槽耗電量為 4.6kWh/Nm
71、,下一代產品預計將降低至 4.3 kWh/Nm;雙良節能單臺電解槽功率可達 1000-1500Nm/h,現有年產能 100 套。綜合而言,電解水制氫行業增長確定性強,多方參與者積極切入,各具優勢,搶占市場先機,雖目前市場集中度較高,未來格局仍未可知。企業企業國家國家2022年產能(GW)2022年產能(GW)備注備注隆基氫能中國1.5預計2023年產能2.5GW,2025年5-10GW派瑞氫能中國1.5產能包括ALK、PEM陽光氫能中國1.1產能包括ALK、PEM考克利爾競立中國1預計2023年產能1.5GW蒂森克虜伯德國1預計2023年產能1.5GW奧揚科技中國1/Nel挪威0.6產能包括A
72、LK、PEM中電豐業中國0.5/國富氫能中國0.5預計2023年產能1GW瑞麟科技中國0.5/HydrogenPro挪威0.3預計2023年產能1.3GW凱豪達氫能源中國0.3預計2023年產能0.5GWSunfire德國0.3預計2023年產能0.5GWMcPhy法國0.1/Green Hydrogen Systems丹麥0.1/希倍優氫能中國不詳預計2023年產能0.5GW盛氫制氫中國不詳預計2023年產能0.5GWReliance Industries印度不詳預計2023年產能0.5GW億利氫田中國0.25預計2024年產能2.5GW雙良節能中國不詳100套1000Nm/h產能氫元科技中
73、國不詳預計2023年產能1.5GW證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 23 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3030:電解槽相關標的梳理電解槽相關標的梳理 資料來源:各公司公告,華鑫證券研究 注:1)2023 年營收預測取自 Wind 一致預期;2)市值為 2023 年 3 月 13 日收盤數據;3)部分數據為預測值,具體以上市公司口徑為準。3 3、行業評級及投資策略行業評級及投資策略 受益于氫能占能源比重提升、綠氫占氫能比重提升雙重邏輯,電解水制氫行業將高速增長,給予行業“推薦推薦”評級。重點推薦昇輝科技、華電重工、華光環能昇輝科技、華電重工、華光環能、科威爾、科威爾,建
74、議關注隆基綠能(電力設備組覆蓋)、陽光電源(電力設備組覆蓋)、億利節能、雙良節能(電力設備組覆蓋)等。圖表圖表 3131:重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 公司代碼公司代碼 名稱名稱 20232023-0303-1 13 3 股價股價 EPSEPS PEPE 投資評級投資評級 20212021 2022E2022E 2023E2023E 20212021 2022E2022E 2023E2023E 600475.SH 華光環能 11.32 1.06 0.82 1.09 11 14 10 未評級 688551.SH 科威爾 59.22 0.71 0.77 1.45 83 77 41
75、未評級 601226.SH 華電重工 7.9 0.26 0.26 0.37 30 31 22 未評級 601012.SH 隆基綠能 41.99 1.69 2.06 2.70 25 20 16 買入 300274.SZ 陽光電源 111.41 1.08 1.91 3.84 103 58 29 買入 600481.SH 雙良節能 13.88 0.19 0.68 1.24 73 20 11 買入 資料來源:Wind,華鑫證券研究(注:未評級公司盈利預測取自萬得一致預期)公司公司技術路徑技術路徑功率(標方/h)功率(標方/h)電流密度電流密度(A/)(A/)耗電量(kWh/耗電量(kWh/標方)標方)
76、壓力壓力(MPa)(MPa)營收營收(2023E)(2023E)電解槽收電解槽收入占比入占比市值市值(億元)(億元)備注備注隆基綠能ALK100025004-4.1/1,509較低3,183公司22年產能1.5GW,23年2.5GW,25年5-10GW陽光電源ALK/PEM1000(ALK)200(PEM)/673較低1,655公司22年產能1.1GW昇輝科技ALK1000/3013.3%65氫能業務包括電解槽、零部件、服務等,23年收入目標4億元華電重工ALK/PEM1200-1500(ALK)200(PEM)/4.6以下1.6129較低92公司依托華電集團,獲取訂單能力強華光環能ALK/P
77、EM1500/4.13.2111較低107公司30標方/h設備正在中試,1500標方設備已下線億利節能ALK/30004.61.6/158公司在內蒙古有一體化園區供氫能消納;第二代電解槽耗電量4.3標方/h雙良節能ALK1000+/250較低2601000-1500標方設備產能100套證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 24 誠信、專業、穩健、高效 4 4、重點推薦個股重點推薦個股 4.14.1、昇輝科技(昇輝科技(3 30042300423):氫能領域全面布局):氫能領域全面布局 公司主營業務包含電氣成套設備、LED 照明與亮化、智慧城市等相關產品,涵蓋從居家到城市的全場景
78、解決方案,為客戶提供專業的一站式配套服務。2022H1 公司高低壓成套設備實現營收約 9 億元/yoy+8%,毛利率 21%;LED 照明設備及安裝業務實現營收約 2 億元/yoy-20%,毛利率 28%;智慧社區業務實現營收約 2 億元/yoy+110%,毛利率 20%。公司發布 2022 年業績預報,歸母凈利潤預計虧損 9.05-10 億元。虧損主要原因為并購昇輝控股有限公司而產生的商譽計提減值 9.8-10.8 億元。展望未來,公司商譽減值基本完成,輕裝上陣,隨氫能業務逐漸放量,有望實現業績反轉。2021 年起公司新增氫能業務板塊,成立子公司昇輝新能源有限公司作為氫能業務的運營主體,對氫
79、能產業鏈的部分環節進行投資,并自主運營氫能源汽車運營平臺、大規模電解水制氫設備、氫能相關電氣設備及關鍵零部件。在氫能領域,公司已初步形成“3+3”業務模式,即參股投資 3 家氫能產業鏈頭部企業,自主經營 3 大氫能業務板塊。參股 3 家產業鏈企業包括:膜電極龍頭鴻基創能、電堆龍頭國鴻氫能、整車制造企業飛馳汽車。三大氫能業務板塊包括:1)成立氫能源汽車物流運營平臺子公司,通過搭建運營平臺推動應用規模的擴大,帶動產業鏈上游燃料電池零部件及整車的發展;2)成立子公司佛山安能極,依托昇輝科技現有電氣主業,快速實現氫能相關領域電氣設備的生產制造能力,產品包括燃料電池 DC/DC,整流柜、控制器、AC/D
80、C 等電氣設備;3)參股設立電解水制氫裝備公司盛氫制氫,現 1000Nm/h 堿性電解設備已下線,能耗低至 4.3kWh/Nm,領先行業平均水平。4.24.2、華電重工(華電重工(6 60122601226):):依托華電集團,依托華電集團,電解槽訂電解槽訂單具較高保障單具較高保障 公司為工程整體解決方案供應商,業務集工程系統設計、工程總承包以及核心高端裝備研發、設計、制造于一體,致力于為客戶在物料輸送系統工程、熱能工程、高端鋼結構工程、海洋工程、工業噪聲治理工程、氫能工程等方面提供工程系統整體解決方案。2022H1 公司物料輸送系統工程業務實現營收約 13 億元/yoy+65%,毛利率 12
81、%;高端鋼結構工程實現營收約 12 億元/yoy+57%,毛利率 15%;熱能工程實現營收約 6 億元/yoy+139%,毛利率 12%;海洋與環境工程實現營收約 4 億元/yoy-75%,毛利率 9%。電解水制氫設備領域,公司 1200Nm3/h 堿性電解水制氫裝置與氣體擴散層產品已成功下線,具有高電流密度、高電解效率、大容量、高響應速度等特點,運行平穩、性能先進、結構緊湊。此外,公司持續加大 PEM 電解設備研發投入,雙技術路線并行發展。華電集團為公司控股股東,依托華電集團,公司與內蒙古華電氫能簽署內蒙古華電包頭市達茂旗20 萬千瓦新能源制氫工程示范項目 PC 總承包合同制氫站部分,電解槽
82、訂單消化具高保障。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 25 誠信、專業、穩健、高效 4.34.3、華光環能(華光環能(6 60047500475):):主營環保與能源裝備制造,主營環保與能源裝備制造,與電解槽深度協同與電解槽深度協同 公司主營業務涉及環保與能源兩大領域,環保領域主要為固廢處置提供專業設計、環保設備制造、工程建設、處置運營的全產業鏈系統解決方案和綜合服務,能源領域涉及鍋爐設計制造、傳統及新能源電力工程總包、熱電運營、光伏電站運營的全產業鏈業務。2022H1 公司地方能源供應行業收入約 17 億元/yoy+52%,毛利率 19%;工程綜合服務行業收入約 15 億元
83、/yoy+25%,毛利率 17%;裝備制造業務收入約 9 億元/yoy-3%,毛利率 25%。電解槽領域,公司與大連理工大學合作成立零碳工程技術研究中心,進行電解水制氫示范項目開發。公司在環保與能源裝備制造領域的成功經驗,助力公司快速切入電解槽行業,2022 年僅耗時 70 天完成 30Nm/h 堿性電解水制氫設備研發與制造,現已完成產品中試。4.44.4、科威爾(科威爾(6 68855188551):):專注測試電源,向電解槽檢專注測試電源,向電解槽檢測設備橫向延申測設備橫向延申 公司專注于測試電源設備制造,依托電力電子技術平臺,融合軟件仿真算法與測控技術,為多行業提供專業、可靠、高性能測試
84、電源和系統。目前,公司測試電源和系統主要應用于新能源發電、電動車輛、燃料電池及功率器件等工業領域,新能源發電領域客戶包括陽光電源、華為、SMA、臺達、錦浪科技、特變電工等,電動車客戶包括比亞迪、吉利汽車、長城汽車、ABB、法雷奧西門子、納鐵福傳動等,燃料電池行業終端用戶包括上汽集團、宇通客車、濰柴動力等。2022H1 公司測試電源業務實現營收約 1.2 億元/yoy+61%,功率半導體測試及智能制造裝備業務實現營收 0.18 億元/yoy+500%,氫能測試及智能制造裝備業務實現營收 0.12 億元/yoy-50%。公司在燃料電池測試系統布局較早,技術領先,于 2017 年推出燃料電池專用回饋
85、式電子負載,用以模擬燃料電池實際工況中的負載特性,改變了行業中之前主要用 Kikusui(日本)和 EA(德國)小功率電子負載并機且不回饋的測試方式,滿足了國內燃料電池系統向大功率發展的行業趨勢和能量回收利用的測試要求。公司通過 IPO 募集資金 1.5 億元,用于“高精度小功率測試電源及燃料電池、功率半導體測試裝備生產基地建設項目”,加大燃料電池檢測設備領域投入。PEM 電解槽與質子交換膜燃料電池工作原理類似,在燃料電池檢測設備成熟經驗下,公司業務進一步拓展至 PEM 電解槽檢測設備,完成氫能產業鏈上下游檢測設備全方位布局。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 26 誠信、專
86、業、穩健、高效 5 5、風險提示風險提示 (1)氫能發展不及預期;(2)電解水設備降本不及預期;(3)電價高于預期;(4)招標項目落地情況不及預期;(5)推薦公司業務進展不及預期。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 27 誠信、專業、穩健、高效 新能源新能源組介紹組介紹 尹斌:尹斌:理學博士,新能源首席,所長助理。4 年實業+5 年證券+1 年基金從業經驗,曾先后任職于比亞迪、中泰證券、東吳證券、博時基金、國海證券。作為核心成員之一,多次獲得新財富、水晶球最佳分析師稱號。2021 年加入華鑫證券,目前主要覆蓋鋰動力電池、燃料電池、儲能及相關上市公司及新能源汽車相關產業鏈研究。
87、黎江濤:黎江濤:新能源組長,上海財經大學數量經濟學碩士,1 年知名 PE 從業經歷,4 年證券從業經驗,2021 年加入華鑫證券,從事新能源汽車及上市公司研究。潘子揚:潘子揚:倫敦大學學院碩士,2021 年加入華鑫證券。證券證券分析師承諾分析師承諾 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,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了本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。證券證券投資投資評級說明評級說明 股票投資評級說明:投資建議投資建議 預測個股相對同期證券市場代表性指
88、數漲幅預測個股相對同期證券市場代表性指數漲幅 1 買入 20%2 增持 10%0%3 中性-10%10%4 賣出 10%2 中性-10%10%3 回避 -10%以報告日后的 12 個月內,預測個股或行業指數相對于相關證券市場主要指數的漲跌幅為標準。相關證券市場代表性指數說明:相關證券市場代表性指數說明:A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以道瓊斯指數為基準。免責條款免責條款 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 28 誠信、專業、穩健、高效 華鑫證券有限責任公司
89、(以下簡稱“華鑫證券”)具有中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。本報告由華鑫證券制作,僅供華鑫證券的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告中的信息均來源于公開資料,華鑫證券研究部門及相關研究人員力求準確可靠,但對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。我們已力求報告內容客觀、公正,但報告中的信息與所表達的觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價的依據,該等信息、意見并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對任何人的個人推薦。投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估,并應同時結合各自的投資目的、財務狀況和特定需求,必要時就財務、法律、商業
90、、稅收等方面咨詢專業顧問的意見。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,華鑫證券及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露。本報告中的資料、意見、預測均只反映報告初次發布時的判斷,可能會隨時調整。該等意見、評估及預測無需通知即可隨時更改。在不同時期,華鑫證券可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。華鑫證券沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告版權僅為華鑫證券所有,未經華鑫證券書面授權,任何機構和個人不得以任何形式刊載、翻版、復制、發布、轉發或引用本報告的任何部分。若華鑫證券以外的機構向其客戶發放本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責,華鑫證券對此等行為不承擔任何責任。本報告同時不構成華鑫證券向發送本報告的機構之客戶提供的投資建議。如未經華鑫證券授權,私自轉載或者轉發本報告,所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。華鑫證券將保留隨時追究其法律責任的權利。請投資者慎重使用未經授權刊載或者轉發的華鑫證券研究報告。報告編號:HX-230313160754