在人類歷史的長河中，總有一些技術突破，引領著全球的變革，未來綠色能源重要一環(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)進入訂單加速放量時期，聚焦了無數(shù)投資者的目光。

01、多因素驅(qū)動

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(jù)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3300萬噸，同比增長32%，增速創(chuàng)歷史新高。

資料來源：畢馬威《一文讀懂氫能產(chǎn)業(yè)》

目前，技術成熟、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渡性氫源，在分布式氫源在市場中起到補充作用。不過長期來看，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供氫主體，預計2050年產(chǎn)量比重達到70%。

資料來源：國海證券

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

目前綠氫行業(yè)主要項目發(fā)現(xiàn)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 年中石化庫車項目占全年國內(nèi)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、風電的發(fā)展產(chǎn)生了大量不穩(wěn)定的電力，2022年我國棄風、棄光現(xiàn)象主要集中在三北地區(qū)，其中蒙東地區(qū)棄風率最高，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(diào)峰調(diào)頻的問題，而通過棄風、棄光進行電解水制氫，將能源轉(zhuǎn)化為氫能儲存，可以為燃料電池提供氫源、為工業(yè)領域提供綠色燃料，解決新能源電力就地消納問題且利于長時儲能。

為響應國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃，國內(nèi)三北地區(qū)多數(shù)省份均有對綠氫目標產(chǎn)量的規(guī)劃發(fā)布，部分地區(qū)更是對綠氫生產(chǎn)直接進行補貼。其中內(nèi)蒙古地區(qū)截至目前已批復四批共計37個風光制氫項目，風電裝機總規(guī)模超過15GW，光伏裝機總規(guī)模超過8GW，總制氫能力超過67萬噸，總投資超過1692億元。

此外，交通領域氫燃料車的放量、海外市場需求的高速增長都為國內(nèi)綠氫能產(chǎn)業(yè)鏈帶來了巨大的發(fā)展機遇，綠電制氫正迎來從1到N的產(chǎn)業(yè)爆發(fā)階段。

而據(jù)《中國2030年“可再生氫100”發(fā)展路線圖》預測，2030年我國氫氣的年需求量將達到3700萬噸左右，其中可再生能源制氫產(chǎn)量約770萬噸，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。

資料來源：中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會-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(guī)模千億級別

堿性電解槽作為核心制氫設備，將迎來千億級市場需求。

按照工作原理和電解質(zhì)的不同，電解水制氫技術可分為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(nèi)電解水市場中主流技術路線為堿性水電解設備（ALK）技術，已完成商業(yè)化進程并占據(jù)市場主導地位，PEM技術受限于成本仍處于商業(yè)化初期，SOEC與AEM技術仍處于研發(fā)階段。

資料來源：《中國電解水制氫產(chǎn)業(yè)藍皮書2022》

堿性電解水制氫系統(tǒng)主要包括堿性電解槽主體和BOP（Balance Of Plant）輔助系統(tǒng)。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。電解槽包括多個小電解室，通過螺桿和端板組裝而成。每個電解小室以相鄰的2個極板為分界，包括正負雙極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個部分。

電解槽內(nèi)裝填KOH或NaOH溶液作為電解質(zhì)，隔膜將槽體分為陰、陽兩室。在70~90℃的溫度下通電反應，陰極和陽極分別產(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，設備使用時間相對較短，未來主要降本方式為延長設備使用時間以降低折舊成本。

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

國內(nèi)發(fā)布的最大堿性電解槽單槽制氫規(guī)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技術成本更低，單槽規(guī)模更大，是目前電解水制氫技術的首選。2021年國內(nèi)堿性電解水制氫設備出貨量達350MW，占據(jù)電解水制氫設備總出貨量的99%。

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

根據(jù)中石化新疆庫車綠氫示范項目招標統(tǒng)計，蘇州競立、隆基氫能及中船718所對堿性電解槽的報價基本一致。共計52臺1000Nm3/h規(guī)格的堿性電解槽報價約為3.6億元，由此測算得到單臺電解槽售價約為692萬元。

機構測算，到2025年全球氫氣需求將達10554萬噸，其中10%占比將為綠氫，即約1055萬噸綠氫。假設每臺電解槽每年開機時間均為4000h，共計需要1000Nm3/h規(guī)格的堿性電解槽2.95萬個（1噸氫氣=11200Nm3）；按照單價692萬元計算，堿性電解槽市場規(guī)模約為2044億元。

招標量不斷增加，電解槽市場增長確定性提升。

據(jù)TrendBank統(tǒng)計，2022年中國電解槽總出貨量約800MW，在2021年基礎上實現(xiàn)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(nèi)蒙古目前批復的37個風光制氫項目中，11個已于2022年開工，剩余26個項目將于2023年內(nèi)陸續(xù)開工。據(jù)專業(yè)人士測算，內(nèi)蒙古規(guī)劃產(chǎn)能落地后綠氫產(chǎn)能達到67萬噸，假設每年開機時間為4000h，需要1000Nm3/h規(guī)格的電解槽1894個（1噸氫氣=11200Nm3），僅內(nèi)蒙古已批復項目對應堿性電解槽市場空間達131億元。

除內(nèi)蒙古外，新疆、甘肅、遼寧、吉林等地區(qū)風光制氫項目合計超過20個，總制氫能力超過36萬噸。對應規(guī)格為1000Nm3/h的堿性電解槽超過1015臺，市場前景廣闊。

2023年1-5月，已公開招標電解槽的綠氫項目已經(jīng)達到14個，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，陽光電源、派瑞氫能、隆基氫能位列前三，占比29%、23%、17%；已開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格平均、中位數(shù)分別為802、723萬元/套和734、709萬元/套（1000Nm3/h）；PEM電解槽為580萬元/套（200Nm3/h）。

03、產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)有哪些？

隨著堿性電解槽進入批量應用階段，國內(nèi)廠商已經(jīng)開始加速布局。

據(jù)TrendBank統(tǒng)計，國內(nèi)已有超百家企業(yè)布局或規(guī)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。

資料來源：TrendBank

既有中船718、天津大陸、蘇州競力等老牌公司，其技術沉淀深厚，也有隆基綠能、陽光電源這樣的新能源設備巨頭，資金、技術實力雄厚，光伏業(yè)務與電解水制氫業(yè)務高度協(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，較早進軍氫能產(chǎn)業(yè)，電解槽出貨領先。隆基于2021年成立子公司正式進軍氫能產(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月推出世界領先的制氫裝備系列產(chǎn)品隆基ALK Hi1，隆基氫能21年實現(xiàn)500MW產(chǎn)能，22年實現(xiàn)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，運行平穩(wěn)、性能先進、結構緊湊。目前已經(jīng)成功實施瀘定水電解制氫項目，并成功取得達茂旗20萬千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(nèi)投產(chǎn)。

而主營環(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70天就完成30Nm3/h堿性電解水制氫設備研發(fā)與制造，通過技術、材料升級大幅提高了電流密度、減小設備體積，現(xiàn)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，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120天1000Nm3/h堿性電解槽制氫成套設備在佛山成功下線，能耗低至4.3kWh/Nm3，領先行業(yè)平均水平，同時公司實現(xiàn)了設備電子電氣組件的自控、自產(chǎn)。