一、制氫行業技術現狀
氫氣制取方式繁多，可再生電力電解水制氫為低碳路徑下的終極目标。根據原材料的不同，氫氣制取主要分為化石燃料制氫、工業副産氫和電解水制氫三大類，其中工業副産氫難以滿足大規模集中供應。
制氫方式技術路線三大分類
資料來源：中國氫能聯盟，華經産業研究院整理
對于化石能源和電解水制氫，根據碳排放量的不同，又劃分為灰氫、藍氫和綠氫三大類，其中藍氫通過CCS（碳捕捉）技術降低化石燃料制氫的碳排放量，而綠氫采用可再生電力電解水制取，不僅可有效降低制取過程中的碳排放量，而且原材料可再生，符合可持續發展性。
灰氫、藍氫和綠氫技術對比
資料來源：公開資料整理
從全球範圍内來看，現階段氫氣制取仍以化石能源為主，電解水制氫滲透率較低。天然氣制氫以甲烷水蒸氣重整技術（SMR）為主，是世界主流制氫方式；大陸受“富煤少氣”能源結構限制，天然氣制氫成本較高，而煤化工制氫技術已相對成熟，具備大規模&低成本的優勢，已在大陸大範圍應用。相較而言，電解水制氫在全球範圍内仍處于發展初級階段，2020年全球、大陸電解水制氫占比分别僅為2%和1%，成長空間廣闊。
2020年全球、中國及美國氫氣制氫方式占比情況
注：從外圈到内圈資料依次為全球、中國、美國。
資料來源：U.S.DepartmentofEnergy，中國煤炭工業協會，華經産業研究院整理
二、電解水制氫技術及成本結構分析
電解水制氫系統由電解槽及輔助系統（包含電力轉換、水循環、氣體分離&提純等子產品）組成，其中電解槽為電解水制氫核心單元，是電解水制氫系統價值量中心。水電解制氫是指水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣，分别從電解槽陽極和陰極析出。根據電解槽隔膜材料的不同，通常将水電解制氫分為堿性水電解（AE）、質子交換膜（PEM）水電解以及高溫固體氧化物水電解（SOEC）。
三大電解水制氫技術對比
資料來源：中國氫能聯盟，華經産業研究院整理
雖然電解水制氫過程可實作零排放，但卻是當下成本最高的制氫方式，電力成本為大規模應用的核心壁壘。電解水制氫耗電量大，目前電力來源仍以商業用電為主，2020年電力在電解水制氫中的成本占比高達85.3%。
2020年電解水制氫成本結構劃分（機關：%）
資料來源：公開資料整理
相關報告：華經産業研究院釋出的《2022-2027年中國離子膜電解槽行業市場全景評估及發展戰略規劃報告》
三、電解槽行業發展現狀分析
1、全球市場
從全球市場來看，2018年以來全球制氫電解槽新增裝機量快速增長，2020年達到290.68MW，2018-2020為CAGR為22.3%。
2015-2020年全球電解槽新增裝機容量及增速情況
資料來源：IEA，華經産業研究院整理
從新增裝機結構分布情況來看，目前全球範圍内以堿性電解槽&質子交換膜電解槽為主，2020年新增裝機量合計全球占比高達92%。
2020年全球電解槽裝機結構分布占比（按出貨量）
資料來源：IEA，華經産業研究院整理
從全球電解槽新增裝機地區分布情況來看，歐洲是全球最大裝機地區，占比40%。大陸全球占比從全球由2018年的0.95%快速提升至2020年的8.07%，已成為全球電解槽市場的重要增長點之一。
2020年全球電解槽新增裝機地區分布（機關：%）
資料來源：IEA，華經産業研究院整理
2、中國市場
從大陸氫氣産量上來看，據統計，2020年大陸氫氣産量為2500萬噸，同比上漲13.64%，年均複合增長速度為5.74%。
2012-2020年中國氫能産量及增速情況
資料來源：公開資料整理
從國内電解槽新增裝機容量來看，2018年之後大陸電解水制氫發展更快，2018年電解槽新增裝機僅為1.84MW，2020年達到23.47MW。
2015-2020年中國電解槽新增裝機容量及增速情況
資料來源：公開資料整理
四、電解槽企業布局情況
大陸堿性電解槽已基本實作國産化，具備大規模推廣的産業基礎。國内堿性電解槽領先企業包括中船718所、考克利爾競立、大陸制氫、蘇州競力、中國華能等，整體技術已接近國際頂尖水準。在PEM制氫領域，中船718所、高成綠能、淳華氫能、陽光電源等企業的技術水準較為領先。
從企業布局情況來看，2021年隆基股份在西安成立隆基氫能作為電解水制氫裝置項目總部，拟在5-10年内将産能擴大至1萬台，并在無錫建設電解水制氫裝置基地，公司預計到2022年氫能裝置産能将達1.5GW；陽光電源2019年與中國科學院簽署制氫産業化戰略合作協定，共同成立PEM電解水制氫技術聯合實驗室，并于2021M3推出全國最大功率PEM電解槽。
大陸電解槽裝置相關企業布局情況
資料來源：北極星電力新聞網，蘇州競立官網，華經産業研究院整理
從頭部企業營業收入來看，陽光電源和寶豐能源營業收入均呈現同比增長。據各公司公告，2022年Q1陽光電源總營業收入為45.68億元，同比增長36.48%。2022年Q1寶豐能源總營業收入為65.15億元，同比增長30.83%。
2018-2022年陽光電源和寶豐能源營業收入
資料來源：各公司公告，華經産業研究院整理
五、電解槽行業未來發展前景分析
1、短期來看，煤&天然氣制氫成本較低，仍将是大陸氫氣制取的主流技術路線。在化工領域，以化石燃料合成出的氫氣大多作為中間體，用于進一步合成氨、甲醇等化工産品，該制氫技術路線在大陸已經非常成熟高效，是當下成本較低的氫氣制取方式，而且具備大規模生産的優勢。長期來看，為實作大陸2030年碳達峰、2060年碳中和的目标，“灰氫不可取、藍氫可利用、綠氫是主力”為氫氣制取發展的大方向。據中國氫能聯盟研究院預測，2030年、2040年和2050年大陸可再生能源電解水制氫占比将分别達到15%、45%和70%。
2、在“綠氫”模式下，光伏&風電等新能源發電用于電解水制氫，可以實作全程閉環零碳排放。大陸光伏、風電行業的快速發展，有望加速推進電解水制氫的産業化程序。随着光伏&風電規模效應顯現，可再生能源電力成本有望快速下降；電解系統與光伏、風能聯合使用，易于實作分布式制氫，通過合理利用棄風&棄光等可再生能源棄電，不僅可降低電力成本，還将有效解決可再生能源消納問題，達到儲能效果。
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