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2023-2025年為電解水制氫裝備的快速增長(zhǎng)期，2025年后隨著現(xiàn)有規(guī)劃綠氫項(xiàng)目的陸續(xù)落地，電解水制氫裝備的需求增速可能進(jìn)入短暫的平穩(wěn)期。在 2030 年碳達(dá)峰之前的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，有望再次迎來(lái)新一輪爆發(fā)。

高工氫電產(chǎn)業(yè)研究所（GGII） 預(yù)計(jì)，2023 年中國(guó)電解水制氫裝備出貨量有望達(dá)到 1.6GW，到 2030 年將會(huì)快速增長(zhǎng)至 86GW，2022-2030年均復(fù)合增長(zhǎng)率 81%。制氫裝備的快速擴(kuò)張帶來(lái)了電解槽核心部件的發(fā)展機(jī)遇，國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)能快速擴(kuò)張中。

綠氫制氫產(chǎn)業(yè)布局快速增長(zhǎng)

氫能產(chǎn)量加速增長(zhǎng)，已超過(guò) 25 年氫能需求預(yù)期。目前，我國(guó)已成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國(guó)，根據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021、2022 年我國(guó)氫氣產(chǎn)量分別為3342 萬(wàn)噸、4004萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)分別為 32%、21%。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2023 年我國(guó)氫氣產(chǎn)量將達(dá)4575 萬(wàn)噸。根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》預(yù)測(cè)，在2030年碳達(dá)峰情景下，我國(guó)氫氣的年需求量將達(dá)到 3715 萬(wàn)噸，在終端能源消費(fèi)中占比約為5%；在2060年碳中和情景下，我國(guó)氫氣的年需求量將增至 1.3 億噸左右，在終端能源消費(fèi)中占比約為20%。我國(guó)目前氫氣產(chǎn)量已超過(guò)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》預(yù)期的2030年氫能需求量。綠氫制氫產(chǎn)業(yè)布局快速增長(zhǎng)，電解槽賽道爆發(fā)在即。

制氫電解槽是一種利用電解的方法來(lái)制造氫氣的設(shè)備，通常由一個(gè)電解槽和一些電極組成,電極由一種催化劑覆蓋,以幫助促進(jìn)水的分解。在電解槽中,水被分解成氫和氧氣,這些氣體通常會(huì)分別在電解槽的不同端口中被收集。電解槽是電解水制氫的核心設(shè)備，也是電解反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所。電解槽往往由若干個(gè)電解小室組成，每個(gè)電解小室又由電極、隔膜和電解質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)水電解制氫技術(shù)進(jìn)行分類，制氫電解槽也可以分為堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽、高溫固體氧化物電解槽、固體聚合物陰離子交換膜電解槽四類。目前，堿性電解槽已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，質(zhì)子交換膜電解槽也進(jìn)入商業(yè)化初期，而高溫固體氧化物電解槽和固體聚合物陰離子交換膜電解槽仍處于研發(fā)示范階段。

堿性電解槽是目前技術(shù)最為成熟的制氫電解槽，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的商業(yè)化使用，但由于堿性電解槽的電解質(zhì)隔膜以石棉布為主，存在一定的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷突破，質(zhì)子交換膜電解槽也進(jìn)入了商業(yè)化初期。質(zhì)子交換膜電解槽不僅安全無(wú)污染，而且能很好地適應(yīng)波動(dòng)電源。隨著風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，質(zhì)子交換電解槽的應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。另外，隨著技術(shù)的不斷成熟，質(zhì)子交換膜電解槽的成本也將逐漸下滑，推動(dòng)其市場(chǎng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)張。

全球電解槽產(chǎn)能持續(xù)增加中

電解槽市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)、各電解槽國(guó)內(nèi)外企業(yè)積極擴(kuò)建產(chǎn)能以滿足訂單需求。

國(guó)際方面，據(jù)公開消息，蒂森克努伯新紀(jì)元現(xiàn)有堿性電解槽產(chǎn)能3+GW，計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)5GW的產(chǎn)能目標(biāo)；康明斯現(xiàn)有產(chǎn)能2.5GW，計(jì)劃未來(lái)將明尼蘇達(dá)工廠從0.5GW擴(kuò)產(chǎn)至1GW；ITMPower在英國(guó)謝菲爾德的PEM電解槽工廠現(xiàn)有產(chǎn)能1GW，公司計(jì)劃將在2024年內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)至1.5GW；NEL公司挪威赫勒亞工廠現(xiàn)有產(chǎn)能0.5GW，公司計(jì)劃在2024年擴(kuò)產(chǎn)至1GW，美國(guó)康涅狄格州工廠也將于2025年擴(kuò)產(chǎn)至0.5GW，此外還有4GW的美國(guó)密歇根州工廠在建設(shè)中；PlugPower在美國(guó)紐約州的PEM電解槽工廠現(xiàn)有產(chǎn)能1.2+GW，未來(lái)計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)至2.5GW。各電解槽外企有序擴(kuò)產(chǎn)，部分產(chǎn)能有望于2024-2025年落地投產(chǎn)。

國(guó)內(nèi)方面，開年以來(lái)，佛鐵制氫、浙江嘉化氫儲(chǔ)新能源、遠(yuǎn)景能源、國(guó)富氫能、國(guó)盛利華、明陽(yáng)氫能、興燃科技、淳華氫能等相繼傳來(lái)電解槽產(chǎn)能擴(kuò)張消息。

5月10日，湖南省株洲市天元區(qū)人民政府發(fā)布淳華氫能源科技（湖南）有限公司PEM電解水制氫項(xiàng)目變更證明。項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為打造年產(chǎn)1GW先進(jìn)的PEM水電解制氫高端裝備制造產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地和國(guó)際化的氫能研發(fā)測(cè)試平臺(tái)以及氫能技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用的示范平臺(tái)。

項(xiàng)目分兩期進(jìn)行開發(fā)，一期投資約30000萬(wàn)元，投產(chǎn)后可達(dá)年產(chǎn)0.5GW的電解槽生產(chǎn)規(guī)模，主要投資用于大規(guī)模PEM水電解槽自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備設(shè)施投入、以及形成電解槽零部件供應(yīng)的集聚貿(mào)易區(qū)。積極打造先進(jìn)的PEM水電解制氫研發(fā)測(cè)試平臺(tái)，成立氫能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)創(chuàng)新將技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)際成果。同時(shí)投入生產(chǎn)所需的廠房建設(shè)以及氫能產(chǎn)品的示范應(yīng)用工程（如熱電聯(lián)供系統(tǒng)、備電系統(tǒng)等），將項(xiàng)目打造成集氫能研發(fā)測(cè)試平臺(tái)、高端裝備制造生產(chǎn)線和氫能應(yīng)用示范項(xiàng)目為一體的綠色零碳項(xiàng)目。二期總投資約20000萬(wàn)元，達(dá)到年產(chǎn)1GW電解槽生產(chǎn)規(guī)模。主要用于擴(kuò)大電解槽生產(chǎn)產(chǎn)能、加大研發(fā)測(cè)試平臺(tái)的投入、擴(kuò)大廠房的建設(shè)規(guī)模以及搭建更為豐富的示范應(yīng)用場(chǎng)景，以此形成氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)閉環(huán)。

5月消息，興燃科技常州分公司占地面積達(dá)26000㎡的現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)量產(chǎn)工廠正在建設(shè)中，這座26000㎡的現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)工廠將成為興燃科技200Nm³/H大標(biāo)方單槽PEM電解槽的主要生產(chǎn)基地，預(yù)計(jì)年產(chǎn)量可達(dá)1000臺(tái)，年產(chǎn)氫量高達(dá)200000Nm³/H，年生產(chǎn)總值達(dá)50億元。

看好中國(guó)綠氫制備行業(yè)

政策口徑看，根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，到2025年，建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。在新能源行業(yè)投資機(jī)會(huì)中，除已進(jìn)入高速發(fā)展期的風(fēng)光儲(chǔ)車等行業(yè)外，我們近期亦關(guān)注到中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)會(huì)。

從供給&&需求端看，中國(guó)的綠氫制備行業(yè)發(fā)展均具可行性。

根據(jù)制取方式和碳排放量的不同，氫能主要分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種，其中綠氫為通過(guò)可再生能源電解水制氫，在生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生溫室氣體，但目前技術(shù)并未完全成熟、生產(chǎn)成本較高，因而當(dāng)前全球范圍內(nèi)氫能生產(chǎn)均以灰氫為主流。

供給端看，國(guó)家能源局已發(fā)布相關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，其中提及到2025年需建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。我們認(rèn)為，發(fā)展綠氫制氫為解決風(fēng)光大基地帶來(lái)的新增發(fā)電量消納問(wèn)題的解決手段之一，將與鋰電、光熱、液流等多種儲(chǔ)能手段&&特高壓向東部輸電共同發(fā)展。

需求端看，中國(guó)是全球氫氣需求量&&生產(chǎn)量第一大國(guó)，年需求量及生產(chǎn)量均占全球30%左右，且未來(lái)中國(guó)氫能需求量仍將持續(xù)增長(zhǎng)，因而帶來(lái)了綠氫制氫環(huán)節(jié)的發(fā)展契機(jī)。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，到2030年我國(guó)氫能需求量將達(dá)到3500萬(wàn)噸，到2060年需求量將增至1.3億噸左右。從生產(chǎn)量看，根據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2012-2021年，中國(guó)氫氣產(chǎn)量從1600萬(wàn)噸增長(zhǎng)至3300萬(wàn)噸。

綠氫制備的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)何時(shí)到來(lái)

測(cè)算，綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià)，與灰氫有望在25-27年平價(jià)。

我們認(rèn)為，往未來(lái)看綠氫占比提升的決定因素來(lái)自經(jīng)濟(jì)性?？紤]當(dāng)前綠氫成本與灰氫仍存在較大差距，且綠氫中PEM電解槽較堿性電解槽成本更高，本篇報(bào)告我們重點(diǎn)分析堿性電解槽制備綠氫的經(jīng)濟(jì)性?；谥苽浼夹g(shù)、規(guī)模效應(yīng)、碳稅制度、碳價(jià)變化對(duì)灰氫的成本影響等，并以及電解水制綠氫的單位成本構(gòu)成包括電費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、期間費(fèi)用（我們預(yù)計(jì)23年分別占總成本的74.8%/10.7%/14.2%），我們對(duì)綠氫的生產(chǎn)成本變動(dòng)&&對(duì)比藍(lán)氫、灰氫的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)進(jìn)行了如下測(cè)算。核心假設(shè)包括：

電費(fèi)：影響因素包括單位電耗、單位電價(jià)。1）單位電耗：我們預(yù)計(jì)22年行業(yè)平均的單位電耗為5.3kwh/m³，未來(lái)隨堿性電解槽零部件的升級(jí)，假設(shè)到2030年單位電耗可降低至3.9kwh/m3；2）單位電價(jià)：假設(shè)工商業(yè)電價(jià)0.5元/kwh，結(jié)合未來(lái)風(fēng)光等新能源發(fā)電就地消納帶來(lái)的電價(jià)成本下降，預(yù)計(jì)至2025、2030年電費(fèi)下降至0.2、0.15元/kwh；

設(shè)備折舊費(fèi)用：主要與電解槽設(shè)備價(jià)格有關(guān)，堿性電解槽設(shè)備價(jià)格目前約900萬(wàn)元/臺(tái)，其中電極已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，我們預(yù)計(jì)未來(lái)存在規(guī)模降本空間；隔膜目前主要采用日本東麗的傳統(tǒng)PPS膜，未來(lái)具備國(guó)產(chǎn)替代及規(guī)模效應(yīng)降本空間，我們預(yù)計(jì)，2022年-2030年堿性電解槽設(shè)備價(jià)格年均下降10%；

單位期間費(fèi)用：主要與項(xiàng)目規(guī)模有關(guān)，取決于設(shè)備規(guī)格和年利用小時(shí)數(shù)兩個(gè)因素，目前堿性電解槽設(shè)備規(guī)格一般為1000-2000m³/h，預(yù)計(jì)未來(lái)有望逐步提升；年利用小時(shí)數(shù)考慮風(fēng)光有效利用小時(shí)數(shù)、配建儲(chǔ)能比例上升、新能源發(fā)電成本持續(xù)下降等，預(yù)計(jì)未來(lái)有望達(dá)到5000h。

測(cè)算結(jié)果：我們預(yù)計(jì)至2025年，綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg，較2022年下降65%；至2030年，綠氫制備單位成本有望進(jìn)一步下降至8.88元/kg，分維度對(duì)比綠氫與藍(lán)氫、灰氫的經(jīng)濟(jì)性看，綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià)，與灰氫有望在25-27年平價(jià)。

若靜態(tài)對(duì)比當(dāng)前藍(lán)氫、灰氫的單位成本（不考慮煤炭?jī)r(jià)格+碳稅變化），預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫分別在25年、27年平價(jià)；

若考慮碳稅上漲帶來(lái)的藍(lán)氫、灰氫成本上升，預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫均在25年實(shí)現(xiàn)平價(jià)；

若在碳稅基礎(chǔ)上，疊加考慮煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)性，當(dāng)前煤炭?jī)r(jià)格約700元/t，假設(shè)2022-2030年煤炭?jī)r(jià)格從1000元/t下降到500元/t（灰氫生產(chǎn)成本下降），預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫分別在25年、26年平價(jià)。

原標(biāo)題：電解槽市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)，綠氫制備的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)何時(shí)到來(lái)？