堿性電解槽:綠氫核心設備訂單不斷放量 2025市場(chǎng)規模能破2000億?
來(lái)源:全景財經(jīng)作者:全小景2023-06-08 20:37
(原標題:堿性電解槽:綠氫核心設備訂單不斷放量 2025市場(chǎng)規模能破2000億?丨黃金眼)

在人類(lèi)歷史的長(cháng)河中,總有一些技術(shù)突破,引領(lǐng)著(zhù)全球的變革,未來(lái)綠色能源重要一環(huán)的綠氫便是其中之一。而作為綠氫核心設備的電解槽,已經(jīng)進(jìn)入訂單加速放量時(shí)期,聚焦了無(wú)數投資者的目光。

01、多因素驅動(dòng)

綠氫面臨產(chǎn)業(yè)爆發(fā)

當前,綠氫已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)爆發(fā)基礎。

據畢馬威《一文讀懂氫能產(chǎn)業(yè)》顯示,2021年我國氫氣產(chǎn)量為3300萬(wàn)噸,同比增長(cháng)32%,增速創(chuàng )歷史新高。

資料來(lái)源:畢馬威《一文讀懂氫能產(chǎn)業(yè)》

目前,技術(shù)成熟、成本較低的化石能源制氫仍是我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中前期的供氫主體,工業(yè)副產(chǎn)氫則作為中期低成本過(guò)渡性氫源,在分布式氫源在市場(chǎng)中起到補充作用。不過(guò)長(cháng)期來(lái)看,更加清潔、高效的可再生能源電解水制氫占比逐漸擴大,并逐步取代化石能源制氫成為市場(chǎng)供氫主體,預計2050年產(chǎn)量比重達到70%。

資料來(lái)源:國海證券

主要受政策、新能源電力消納需求推動(dòng),綠氫行業(yè)發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始加速。

目前綠氫行業(yè)主要項目發(fā)現大型綠氫示范項目放量對于行業(yè)發(fā)展起到了非常大的助力作用,2022 年中石化庫車(chē)項目占全年國內裝機量的 1/3 左右,這些大型的綠氫示范項目助力電解水制氫行業(yè)走向成熟。

此外新能源特別是光伏、風(fēng)電的發(fā)展產(chǎn)生了大量不穩定的電力,2022年我國棄風(fēng)、棄光現象主要集中在三北地區,其中蒙東地區棄風(fēng)率最高,達到10.0%;西藏棄光率最高,達到20.0%。這些電力目前需要配套大量的儲能解決調峰調頻的問(wèn)題,而通過(guò)棄風(fēng)、棄光進(jìn)行電解水制氫,將能源轉化為氫能儲存,可以為燃料電池提供氫源、為工業(yè)領(lǐng)域提供綠色燃料,解決新能源電力就地消納問(wèn)題且利于長(cháng)時(shí)儲能。

為響應國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃,國內三北地區多數省份均有對綠氫目標產(chǎn)量的規劃發(fā)布,部分地區更是對綠氫生產(chǎn)直接進(jìn)行補貼。其中內蒙古地區截至目前已批復四批共計37個(gè)風(fēng)光制氫項目,風(fēng)電裝機總規模超過(guò)15GW,光伏裝機總規模超過(guò)8GW,總制氫能力超過(guò)67萬(wàn)噸,總投資超過(guò)1692億元。

此外,交通領(lǐng)域氫燃料車(chē)的放量、海外市場(chǎng)需求的高速增長(cháng)都為國內綠氫能產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)了巨大的發(fā)展機遇,綠電制氫正迎來(lái)從1到N的產(chǎn)業(yè)爆發(fā)階段。

而據《中國2030年“可再生氫100”發(fā)展路線(xiàn)圖》預測,2030年我國氫氣的年需求量將達到3700萬(wàn)噸左右,其中可再生能源制氫產(chǎn)量約770萬(wàn)噸,占比21%;2060年我國氫氣的年需求量將增至1.0-1.3億噸,其中,可再生能源制氫產(chǎn)量約0.75-1.0億噸。

資料來(lái)源:中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會(huì )-考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司

02、核心設備電解槽

規模千億級別

堿性電解槽作為核心制氫設備,將迎來(lái)千億級市場(chǎng)需求。

按照工作原理和電解質(zhì)的不同,電解水制氫技術(shù)可分為4種:堿性電解水(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水(PEM)、高溫固體氧化物電解水(SOEC)和固體聚合物陰離子交換膜電解水(AEM)。

目前國內電解水市場(chǎng)中主流技術(shù)路線(xiàn)為堿性水電解設備(ALK)技術(shù),已完成商業(yè)化進(jìn)程并占據市場(chǎng)主導地位,PEM技術(shù)受限于成本仍處于商業(yè)化初期,SOEC與AEM技術(shù)仍處于研發(fā)階段。

資料來(lái)源:《中國電解水制氫產(chǎn)業(yè)藍皮書(shū)2022》

堿性電解水制氫系統主要包括堿性電解槽主體和BOP(Balance Of Plant)輔助系統。其中堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電極、隔膜等零部件組裝而成。電解槽包括多個(gè)小電解室,通過(guò)螺桿和端板組裝而成。每個(gè)電解小室以相鄰的2個(gè)極板為分界,包括正負雙極板、陽(yáng)極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個(gè)部分。

電解槽內裝填KOH或NaOH溶液作為電解質(zhì),隔膜將槽體分為陰、陽(yáng)兩室。在70~90℃的溫度下通電反應,陰極和陽(yáng)極分別產(chǎn)生氧氣和氫氣。由于電解質(zhì)為堿性,電解槽設備容易受到腐蝕,設備使用時(shí)間相對較短,未來(lái)主要降本方式為延長(cháng)設備使用時(shí)間以降低折舊成本。

堿性電解槽構成示意圖資料來(lái)源:《中國電解水制氫產(chǎn)業(yè)藍皮書(shū)2022》

國內發(fā)布的最大堿性電解槽單槽制氫規模達到2000Nm3/h,直流電耗最低可達4kWh/Nm3。由于堿性電解槽相較于PEM技術(shù)成本更低,單槽規模更大,是目前電解水制氫技術(shù)的首選。2021年國內堿性電解水制氫設備出貨量達350MW,占據電解水制氫設備總出貨量的99%。

資料來(lái)源:TrendBank《中國氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)年度藍皮書(shū)2022》

根據中石化新疆庫車(chē)綠氫示范項目招標統計,蘇州競立、隆基氫能及中船718所對堿性電解槽的報價(jià)基本一致。共計52臺1000Nm3/h規格的堿性電解槽報價(jià)約為3.6億元,由此測算得到單臺電解槽售價(jià)約為692萬(wàn)元。

機構測算,到2025年全球氫氣需求將達10554萬(wàn)噸,其中10%占比將為綠氫,即約1055萬(wàn)噸綠氫。假設每臺電解槽每年開(kāi)機時(shí)間均為4000h,共計需要1000Nm3/h規格的堿性電解槽2.95萬(wàn)個(gè)(1噸氫氣=11200Nm3);按照單價(jià)692萬(wàn)元計算,堿性電解槽市場(chǎng)規模約為2044億元。

招標量不斷增加,電解槽市場(chǎng)增長(cháng)確定性提升。

據TrendBank統計,2022年中國電解槽總出貨量約800MW,在2021年基礎上實(shí)現翻番,其中,堿性電解水制氫設備的出貨量約776MW,相較2021年的350MW同比翻倍有余,PEM電解水制氫設備的出貨量約24MW。

目前,內蒙古目前批復的37個(gè)風(fēng)光制氫項目中,11個(gè)已于2022年開(kāi)工,剩余26個(gè)項目將于2023年內陸續開(kāi)工。據專(zhuān)業(yè)人士測算,內蒙古規劃產(chǎn)能落地后綠氫產(chǎn)能達到67萬(wàn)噸,假設每年開(kāi)機時(shí)間為4000h,需要1000Nm3/h規格的電解槽1894個(gè)(1噸氫氣=11200Nm3),僅內蒙古已批復項目對應堿性電解槽市場(chǎng)空間達131億元。

除內蒙古外,新疆、甘肅、遼寧、吉林等地區風(fēng)光制氫項目合計超過(guò)20個(gè),總制氫能力超過(guò)36萬(wàn)噸。對應規格為1000Nm3/h的堿性電解槽超過(guò)1015臺,市場(chǎng)前景廣闊。

2023年1-5月,已公開(kāi)招標電解槽的綠氫項目已經(jīng)達到14個(gè),合計電解槽招標量達980MW,超去年總和。從制氫項目電解槽企業(yè)中標份額看,陽(yáng)光電源、派瑞氫能、隆基氫能位列前三,占比29%、23%、17%;已開(kāi)標項目的電解槽大多為堿式,入選和第一中標候選人的堿式電解槽價(jià)格平均、中位數分別為802、723萬(wàn)元/套和734、709萬(wàn)元/套(1000Nm3/h);PEM電解槽為580萬(wàn)元/套(200Nm3/h)。

03、產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)有哪些?

隨著(zhù)堿性電解槽進(jìn)入批量應用階段,國內廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始加速布局。

據TrendBank統計,國內已有超百家企業(yè)布局或規劃堿性電解槽的研發(fā)或生產(chǎn),2022年堿性電解槽企業(yè)已披露產(chǎn)能接近12GW。

資料來(lái)源:TrendBank

既有中船718、天津大陸、蘇州競力等老牌公司,其技術(shù)沉淀深厚,也有隆基綠能、陽(yáng)光電源這樣的新能源設備巨頭,資金、技術(shù)實(shí)力雄厚,光伏業(yè)務(wù)與電解水制氫業(yè)務(wù)高度協(xié)同,以及華電重工、華光環(huán)能、昇輝科技等新興勢力加入。

其中作為全球光伏龍頭企業(yè)的隆基綠能,較早進(jìn)軍氫能產(chǎn)業(yè),電解槽出貨領(lǐng)先。隆基于2021年成立子公司正式進(jìn)軍氫能產(chǎn)業(yè),將光伏與制氫深度融合當前研發(fā)的核心航道是降低制氫的單位電耗,2月推出世界領(lǐng)先的制氫裝備系列產(chǎn)品隆基ALK Hi1,隆基氫能21年實(shí)現500MW產(chǎn)能,22年實(shí)現1.5GW產(chǎn)能,預計25年達到5-10GW。

依托華電集團的華電重工,電解槽訂單則具有較高保障。公司1200Nm3/h堿性電解水制氫裝置與氣體擴散層產(chǎn)品已成功下線(xiàn),運行平穩、性能先進(jìn)、結構緊湊。目前已經(jīng)成功實(shí)施瀘定水電解制氫項目,并成功取得達茂旗20萬(wàn)千瓦新能源制氫工程示范項目,合同金額3.45億元,預計在2023年內投產(chǎn)。

而主營(yíng)環(huán)保與能源裝備制造的華光環(huán)能,與電解槽深度協(xié)同。公司在2022年僅耗時(shí)70天就完成30Nm3/h堿性電解水制氫設備研發(fā)與制造,通過(guò)技術(shù)、材料升級大幅提高了電流密度、減小設備體積,現已完成產(chǎn)品中試。目前公司產(chǎn)氫量1500Nm3/h堿性電解槽已成功下線(xiàn),在電流密度、產(chǎn)氫壓力方面具備優(yōu)勢。

2020年全面布局氫能領(lǐng)域的昇輝科技,于2022年8月推出首臺套100標方堿性電解槽制氫設備,歷時(shí)120天1000Nm3/h堿性電解槽制氫成套設備在佛山成功下線(xiàn),能耗低至4.3kWh/Nm3,領(lǐng)先行業(yè)平均水平,同時(shí)公司實(shí)現了設備電子電氣組件的自控、自產(chǎn)。

責任編輯: 高蕊琦
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