1綠氫星辰大海，趁勢而來
1.1. 綠氫產(chǎn)業(yè)景氣度持續(xù)提升
2023 年以來綠氫產(chǎn)業(yè)的景氣度明顯提升，主要表現(xiàn)在三大方面：
（1）電解槽出貨量迅速增長。自 2020 年以來國內(nèi)央企深入氫能布局，我 國制氫電解槽出貨量迅速提升，2018-2022 年的 CAGR 達(dá) 88.8%，其中 2020- 2022 年出貨量發(fā)別為 185/350/800MW。
據(jù)能景研究統(tǒng)計，我國可再生能源制氫 已公布的央企規(guī)劃項目近 300 項，已披露的建設(shè)項目規(guī)劃投資超過 4000 億元， 總規(guī)模超 50GW；2023Q1 國內(nèi)有 13 個綠氫項目簽約或進(jìn)入開工環(huán)節(jié)，涉及綠 氫產(chǎn)能超 15 萬噸/年，電解槽容量達(dá) 835MW，已超 2022 年全年。
展望未來， 根據(jù)勢銀的統(tǒng)計，我國已有超過 100 個已建、在建和規(guī)劃中的可再生能源電解水 制氫項目，2025 年綠氫的需求量預(yù)計將達(dá)到 120 萬噸，2023-2025 年的電解水 制氫設(shè)備累計出貨量預(yù)計將達(dá)到 15GW。
（2）儲運(yùn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)突破，有望打開綠氫應(yīng)用市場空間。氫能儲運(yùn)是當(dāng)前影 響產(chǎn)業(yè)鏈成本“最難啃的骨頭”，氫是質(zhì)量能量密度最高的化學(xué)燃料，在常溫下 為氣態(tài)，密度僅為空氣的 7.14%，因此氫氣的儲運(yùn)需要考慮壓縮密度以提高運(yùn)輸 效率。從終端氫氣價格組成來看，氫氣儲運(yùn)成本占總成本的 30%左右，安全、 高效、經(jīng)濟(jì)的氫能儲運(yùn)技術(shù)已成為當(dāng)前制約氫能大規(guī)模應(yīng)用的主要瓶頸之一。
根 據(jù) TrendBank，受制于儲運(yùn)技術(shù)的發(fā)展，中國雖年產(chǎn)氫量超 3300 萬噸（2021 年），但絕大部分自產(chǎn)自用，以商品形式（工業(yè)氫、高純氫、燃料電池氫）銷售 的氫氣量不足 50 萬噸；其中自產(chǎn)自用客戶基本以短距離管道運(yùn)輸為主，商品氫 氣主要通過氫氣長管拖車及氫氣集裝格運(yùn)輸。隨著我國綠氫占比逐步增多，將三 北地區(qū)低成本綠電以氫氣形式運(yùn)往東部地區(qū)消納依賴儲運(yùn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
長距離管道輸氫實現(xiàn)突破，有望緩解綠氫供需錯配。4 月 10 日，中國石化 宣布“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè) 實施方案》，“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市的燕山 石化，管道全長 400 多公里，是我國首條跨省份、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管 道。
管道建成后，將用于替代京津冀地區(qū)現(xiàn)有的化石能源制氫及交通用氫，緩解 我國綠氫供需錯配問題；管道一期運(yùn)力 10 萬噸/年，預(yù)留 50 萬噸/年的遠(yuǎn)期提升 潛力。同時，將在沿線多地預(yù)留端口，便于接入潛在氫源。
此外，3 月 9 日，國 內(nèi)首條摻氫高壓輸氣管道工程正式動工，建設(shè)工程起點(diǎn)為包頭市九原區(qū)，途經(jīng)巴 彥淖爾市烏拉特前旗、五原縣，最終到達(dá)臨河區(qū)，全長 258 公里，最大輸氣能力可達(dá) 12 億立方米/年，預(yù)計今年底完工投用；參考科技日報，截止到 2022 年底 我國油氣管道的總里程達(dá)到 18.5 萬公里，以目前我國天然氣消費(fèi)量計算，當(dāng)摻 氫比達(dá)到 20%時，可運(yùn)輸 1000 多萬噸氫氣。我們認(rèn)為，“西氫東送”的建設(shè)一 方面將加速氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，豐富氫氣下游應(yīng)用領(lǐng)域；另一方面也說明了我 國綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展已步入新階段，逐步擴(kuò)大的綠氫產(chǎn)能為“西氫東送”奠定了建設(shè) 基礎(chǔ)。
（3）國際合作日益深化，項目出海值得期待。2023 年以來，國家高層之間 的會晤也逐漸傳出氫能聲音。納米比亞時間 3 月 31 日，納米比亞總統(tǒng)根哥布會 見了國家能源局局長章建華，納方表示積極推動經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型發(fā)展，將綠氫戰(zhàn)略 作為經(jīng)濟(jì)增長的新引擎，歡迎中方企業(yè)積極發(fā)揮自身優(yōu)勢，參與納能源發(fā)展和項 目合作。
4 月 14 日，中巴聯(lián)合申明指出雙方重申愿共同努力在 可再生能源、能源轉(zhuǎn)型和能效領(lǐng)域，特別是生物能源、氫能源、可持續(xù)航空燃料 等方面開展合作。根據(jù)國際能源署，未來五年全球可再生能源制氫規(guī)模將增加 100 倍；預(yù)計 2022-2027 年共有 50GW 的可再生能源產(chǎn)能用于制氫，中國將引 領(lǐng)氫能擴(kuò)張。中國氫能產(chǎn)業(yè)也逐步走向海外，國內(nèi)多家企業(yè)斬獲海外訂單且部分 企業(yè)已順利發(fā)貨，其中中國能建已分別于埃及、摩洛哥簽署了年產(chǎn)綠氫 14 萬噸、 32 萬噸的大型可再生能源制氫項目。
1.2. 綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動因素
氫能是綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，能幫助可再生能源大規(guī)模消納，實 現(xiàn)電網(wǎng)大規(guī)模調(diào)峰和跨季節(jié)、跨地域儲能，加速推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域的 低碳化，是構(gòu)建國家未來能源體系、支撐用能終端綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，對 主導(dǎo)國際能源市場、保障國家能源安全、助力經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。我們將 我國綠氫產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的原因歸為四點(diǎn)：（1）氫能是能源發(fā)展的必然結(jié)果；（2） 氫能是深度脫碳的必然選擇；（3）氫能可保障我國能源安全；（4）激烈的國際競 爭促使當(dāng)下大力發(fā)展氫能。
（1）氫能是能源發(fā)展的必然結(jié)果，綠氫是氫能發(fā)展的初衷。隨著工業(yè)化進(jìn) 程的加速，能源需求日益增長，由化石燃料為主體的能源結(jié)構(gòu)帶來 CO2 排放總 量的快速上升。全球各國面臨資源枯竭，環(huán)境污染等問題，“清潔、低碳、安全、 高效”的能源變革是大勢所趨。BP 認(rèn)為全球能源的未來主要由四大趨勢主導(dǎo)：化石燃料占比下降；可再生能源快速擴(kuò)張；電氣化增加；低碳?xì)涫褂谜急忍嵘?。氫是無碳的能源載體，發(fā)展氫能就是為了能源的“去碳化”，只有通過無碳能源 生產(chǎn)綠氫，才能夠在全生命周期中實現(xiàn)能源脫碳。
（2）氫具備能源和原料的雙重屬性，是實現(xiàn)深度脫碳的必然選擇。氫具備 能源和原料的雙重屬性，因此電解水制氫既可以平抑風(fēng)光等可再生能源的波動， 解決一部分“棄風(fēng)棄光”問題，還可替代化石燃料為化工、工業(yè)、交通等領(lǐng)域提 供綠色燃料。與其他的儲能方式相比，氫儲能具有跨季節(jié)、跨區(qū)域和大規(guī)模存儲 的優(yōu)勢，其放電時間（小時至季度）和容量規(guī)模（百 GW 級別）均優(yōu)于主要的儲 能技術(shù)；從能量轉(zhuǎn)換上看，氫能不僅可轉(zhuǎn)換為電能，還可以轉(zhuǎn)換為熱能、化學(xué)能 多種形式的能源，應(yīng)用場景更加廣闊，氫能既可以用作燃料電池發(fā)電，應(yīng)用于汽 車、火車、船舶和航空等領(lǐng)域，也可以單獨(dú)作為燃料氣體或化工原料，同時還可 以在天然氣管道中摻氫燃燒，應(yīng)用于建筑供暖等。
（3）氫能可保障我國能源安全。我國整體的資源稟賦為“富煤貧油少氣”， 根據(jù)《中國海洋能源發(fā)展報告 2022》預(yù)測，2022 年我國原油、天然氣的對外依 存度分別為 70.9%、42.5%。氫能是替代石油等石化燃料的理想清潔能源；同時 可以通過天然氣摻氫的方式改變天然氣燃燒特性，增加燃燒值并減少對天然氣的 需求；燃料電池汽車和氫儲能可以分別作為電動汽車、電化學(xué)儲能的關(guān)鍵補(bǔ)充；通過水電解生成的氫可以幫助我國擺脫資源束縛，減少能源的對外依存度。
（4）激烈的國際競爭倒逼我國發(fā)展氫能。參考生態(tài)中國網(wǎng)，從全球范圍看 日本、德國、美國、中國等在內(nèi)的 42 個國家和地區(qū)都已經(jīng)推出氫能政策，36 個 國家和地區(qū)的氫能政策也正在籌備中，各國氫能政策中均著重提出要加速布局可 再生能源電解制綠氫。根據(jù)萬燕鳴等發(fā)表的《全球主要國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略分析》 對主要國家氫能政策的梳理：日本于 2021 年發(fā)布《第六次能源基本計劃》，將氫 作為實現(xiàn)能源安全、應(yīng)對氣候變化和 2050 碳中和目標(biāo)的主要動力，計劃將氫能 打造為具有國際競爭力的新興產(chǎn)業(yè)；德國發(fā)展氫能的最初目的是深度脫碳，受俄 烏沖突影響，將加快氫能戰(zhàn)略部署；美國頒布《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》等一 系列政策，美國政府將投入 95 億美元用于加快區(qū)域氫能中心建設(shè)以及氫能全產(chǎn) 業(yè)鏈?zhǔn)痉都把邪l(fā)，持續(xù)推動氫能技術(shù)進(jìn)步。根據(jù) LBST 預(yù)計，至 2025 年制定氫 能戰(zhàn)略的國家所代表的 GDP 之和將超過全球總量的 80%。
2從當(dāng)前綠氫項目看未來發(fā)展趨勢
2.1. 綠氫項目梳理：內(nèi)蒙遙遙領(lǐng)先，央國企主導(dǎo)建設(shè)
從政策端看，三北省份多數(shù)規(guī)劃綠氫目標(biāo)產(chǎn)量，多區(qū)域出臺綠氫補(bǔ)貼及優(yōu)惠 政策。內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、寧夏、吉林、四川、青海和江西都在相應(yīng)的政策中 明確了 2025 年可再生能源制氫產(chǎn)量，合計年產(chǎn)量為 101.1 萬噸。此外，吉林省、 濮陽市等地區(qū)對綠氫直接給予最高 15 元/kg 的生產(chǎn)補(bǔ)貼，湖北省按照 1000Nm3 /h 制氫能力、獎勵 50MW 風(fēng)電或光伏開發(fā)資源并視同配置儲能，四川 省等地發(fā)布針對綠氫的電價優(yōu)惠政策，廣東省、深圳市針對加氫站內(nèi)制氫也出臺 了相應(yīng)電價優(yōu)惠政策。
風(fēng)光制氫密集開建，2023 或成綠氫爆發(fā)元年。我們梳理了我國主要在建擬 建大規(guī)模綠氫項目共 39 項，總投資規(guī)模達(dá) 2283.7 億元，年綠氫產(chǎn)能達(dá) 88.79 萬 噸。2023 年以來確定已開標(biāo)或開建的大規(guī)模綠氫項目新增 1066MW 電解槽需求， 對應(yīng) 1000 Nm3/h 堿性電解槽的需求量超過 200 套。
其中，鄂爾多斯市風(fēng)光融 合綠氫示范項目電解槽需求量達(dá) 390MW，對應(yīng) 78 套 1000Nm³/h 的堿性電解槽；大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項目電解槽需求量達(dá) 195MW，對應(yīng) 39 套 1000Nm³/h 的堿性電解槽以及 50 套 PEM 電解槽（總制氫能力 7000Nm3/h）；中能建松原氫能產(chǎn)業(yè)園（綠色氫氨一體化）項目電解槽需求量達(dá) 325MW，對應(yīng) 65 套 1000Nm³/h 的堿性電解槽。根據(jù) BloombergNEF 預(yù)計， 2023 年中國電解 槽出貨量將為 1.4-2.1GW，占全球出貨量的 60%以上，相比 2022 年增長 75%- 163%，保持迅猛發(fā)展的勢頭。
從區(qū)域上看，內(nèi)蒙古布局領(lǐng)先。根據(jù)內(nèi)蒙古日報，內(nèi)蒙已批準(zhǔn) 31 個風(fēng)光制 氫項目，綠氫年產(chǎn)能達(dá) 52 萬噸，2023 年將全面開工并形成 2 萬噸左右的綠氫產(chǎn) 能；內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局已披露的風(fēng)光制氫一體化項目清單中，超過 20 個項目 的計劃開工時間為 2023 年，其中大部分的計劃投產(chǎn)時間在 2024 年。我們認(rèn)為 內(nèi)蒙在綠氫布局上的領(lǐng)先主要有三大原因：
（1）內(nèi)蒙古風(fēng)光資源全國第一，發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。據(jù)央 廣網(wǎng)不完全統(tǒng)計，內(nèi)蒙古太陽能輻射總量 4800-6400 兆（焦耳/平方米），僅次于西藏，居全國第二；風(fēng)能儲量為 10.1 億千瓦，占全國風(fēng)能總儲量的 1/5，居全國 第一。根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”新能源倍增計劃，到 2025 年，內(nèi)蒙古新能源 發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將超過 1 億千瓦，新能源裝機(jī)規(guī)模全國第一，具備發(fā)展新能源大規(guī) 模制氫的良好條件，現(xiàn)有潛在新能源制氫產(chǎn)能超過 330 萬噸。
（2）緊鄰京津冀地區(qū)和東北老工業(yè)基地，氫能外送便捷。相比于青海、新 疆等地區(qū)，內(nèi)蒙古更加接近我國的“工業(yè)腹地”，未來可將內(nèi)蒙生產(chǎn)的綠氫通過 長距離輸氫管道運(yùn)往各地消納。4 月 10 日，中國石化宣布“西氫東送”輸氫管 道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》，該項目起于 內(nèi)蒙烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市的燕山石化，管道全長 400 多公里，是我國首 條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。規(guī)劃經(jīng)過內(nèi)蒙古、河北、北京等 3 ?。ㄊ校? 個縣區(qū)。管道一期運(yùn)力 10 萬噸/年，預(yù)留 50 萬噸/年的遠(yuǎn)期提升潛力， 同時，將在沿線多地預(yù)留端口，便于接入潛在氫源。
（3）內(nèi)蒙古氫能應(yīng)用場景豐富，可就地消納。在交通領(lǐng)域：內(nèi)蒙重型柴油 機(jī)車、礦用重型卡車、礦山機(jī)械保有數(shù)量位居全國前列，各類采運(yùn)礦車、物流車 輛接近 50 萬輛，均可考慮采用氫燃料電池車替代。在工業(yè)領(lǐng)域：內(nèi)蒙黑色冶煉 行業(yè)規(guī)模較大，鐵合金產(chǎn)量全國第一，可采用氫能替代煤炭作為還原劑，幫助冶 金行業(yè)實現(xiàn)脫碳。在化工領(lǐng)域：內(nèi)蒙古煤炭資源豐富，煤制烯烴、煤制氣、煤制 油、煤制乙二醇產(chǎn)能位居全國前列，為氫氣消納提供了良好的條件。根據(jù)新華社，內(nèi)蒙正擬建我國壓力最高、長度最長的氫氣干線管道，建成后 將聯(lián)通蒙東、蒙西整體的氫能產(chǎn)業(yè)，有效支撐“氫－電”耦合發(fā)展，降低風(fēng)電、 光伏項目的投資強(qiáng)度，促進(jìn)可再生能源開發(fā)。
從建設(shè)主體上看，能源央國企是風(fēng)光制氫一體化基地的絕對主力。根據(jù)能景研究，在綠氫項目建設(shè)與規(guī)劃中，央企占比達(dá)到 80%以上，其中國家能源集團(tuán)、 中國能源建設(shè)集團(tuán)、中石化等公布的規(guī)劃投資總額排名最靠前。中石油、中核、 中煤在內(nèi)蒙規(guī)劃的綠氫項目年制氫能力也均達(dá)到 2 萬噸以上，華能、華電、大唐、 國電投、三峽、中廣核、中電建有具體項目已開工或?qū)⒁_工。此外，京能、深圳能源、申能等地方能源國企，也有較大的布局。
2.2. 項目類型：短期并網(wǎng)制氫主導(dǎo)，長期看好離網(wǎng)制氫發(fā)展?jié)摿?/strong>
根據(jù)電能來源的不同，可將可再生能源制氫技術(shù)分為并網(wǎng)型制氫、離網(wǎng)型制 氫兩種。并網(wǎng)制氫是將風(fēng)光機(jī)組產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)，再從電網(wǎng)取電的制氫方式， 主要應(yīng)用于大規(guī)模棄光棄風(fēng)消納和儲能；離網(wǎng)制氫是指將風(fēng)光機(jī)組產(chǎn)生的電能直 接提供給電解水制氫設(shè)備制氫，主要應(yīng)用于分布式制氫。并網(wǎng)制氫包括分散式新能源制氫和風(fēng)場/光伏電廠聯(lián)網(wǎng)本地制氫兩種形式：（1）分散式新能源制氫：分散式的風(fēng)電場以及光伏電廠作為發(fā)電資源，發(fā) 出的電能在 110kv 電網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行消納，制氫站作為用電設(shè)備，消納分散式綠色電能， 即發(fā)電設(shè)備電能直接上網(wǎng)，制氫設(shè)備從電網(wǎng)取電。（2）風(fēng)場/光伏電廠聯(lián)網(wǎng)本地制氫：風(fēng)電場/光伏電廠發(fā)電直接用于場內(nèi)制氫， 其中當(dāng)發(fā)電功率大于設(shè)備額定功率時，制氫設(shè)備可滿負(fù)荷運(yùn)行，多余電能輸送給 電網(wǎng)；當(dāng)發(fā)電功率小于設(shè)備額定功率時，制氫設(shè)備同時向發(fā)電設(shè)備以及電網(wǎng)取電， 保證設(shè)備順利運(yùn)行。
離網(wǎng)制氫包括風(fēng)場/光伏電廠離網(wǎng)、場內(nèi)交流制氫和風(fēng)電場/光伏電廠離網(wǎng)、 場內(nèi)交流電網(wǎng)制氫兩種形式：
（1）風(fēng)場/光伏電廠離網(wǎng)、場內(nèi)交流制氫：該情景下，發(fā)電與制氫設(shè)備直接 相連，場內(nèi)電網(wǎng)與外電網(wǎng)隔離，完全用可再生能源制氫。由于發(fā)電設(shè)備都是電流 型逆變器，因此場內(nèi)需要設(shè)置額外的電壓源，相當(dāng)于一個大容量不間斷電源。
（2）風(fēng)電場/光伏電廠離網(wǎng)、場內(nèi)直流制氫：發(fā)電與制氫設(shè)備直接相連，完 全用可再生能源制氫。與場內(nèi)交流制氫的區(qū)別是，發(fā)電設(shè)備與制氫站用直流母線 直接聯(lián)通，同時增加母線儲能設(shè)備。該設(shè)計減少了多次直流-交流變換以及場內(nèi) 變壓器等設(shè)施，提高了電能轉(zhuǎn)化效率，大規(guī)模使用更具經(jīng)濟(jì)性，但對控制系統(tǒng)和 制氫設(shè)備的要求更高。
總結(jié)而言，并網(wǎng)制氫的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）依賴電網(wǎng)可以獲得穩(wěn)定的電力來源， 確保了氫氣的穩(wěn)定生產(chǎn)；（2）并網(wǎng)制氫可以受益于現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，如電網(wǎng)和發(fā) 電設(shè)施，可以減少與建設(shè)新基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的資本開支。
缺點(diǎn)：（1）并網(wǎng)制氫的電 力一部分來自于非清潔能源，這讓綠氫生產(chǎn)的清潔性受到質(zhì)疑；（2）系統(tǒng)內(nèi)電能 需要經(jīng)過逆變、升壓、整流多次變換，導(dǎo)致?lián)p耗較大，最終電能利用效率偏低；（3）并網(wǎng)制氫僅限于能夠獲得可靠電網(wǎng)電力的地區(qū)，在偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)的地方不可 行。
離網(wǎng)制氫的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）所有的電能均為可再生能源，保證了綠氫的清潔 屬性；（2）可以獲得較低的電力價格；（3）無需經(jīng)過光伏入網(wǎng)審批，可大幅縮短建設(shè)周期，規(guī)模和容量的設(shè)置也更為靈活；（4）離網(wǎng)式制氫系統(tǒng)可以應(yīng)用在大電 網(wǎng)未覆蓋的地區(qū)，如海上能源平臺、偏遠(yuǎn)地區(qū)公路加油站、遠(yuǎn)海島嶼等。
缺點(diǎn)：（1）電解制氫設(shè)備需要根據(jù)可再生能源的波動性快速啟停，目前堿性電解槽的 工作負(fù)荷還不能完全適應(yīng)；（2）需要安裝儲能等設(shè)施，增加了項目的投入。
當(dāng)前項目中，并網(wǎng)模式占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)內(nèi)蒙古太陽能行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截至 2023 年初，內(nèi)蒙古自治區(qū)累計批復(fù) 4 批風(fēng)光制氫項目 31 個，其中并網(wǎng)型 27 個， 離網(wǎng)型 4 個，并網(wǎng)項目數(shù)量占比達(dá) 87.1%。但離網(wǎng)制氫不乏一些大型項目：興安 盟京能煤化工可再生能源綠氫替代示范項目計劃投資 36.8 億元，年產(chǎn)氫氣 2.68 萬噸；三一重能烏拉特中旗風(fēng)光氫儲氫一體化示范項目計劃投資 42.7 億元，年 產(chǎn)氫氣 3.60 萬噸；中能建巴彥淖爾烏拉持中旗綠電制氫制氨綜合示范項目計劃 投資 23.2 億元，年產(chǎn)氫氣 1 萬噸。
我們認(rèn)為未來越來越多的綠氫項目會以離網(wǎng)制氫的模式建設(shè)：
（1）底層邏輯：發(fā)展綠氫的本質(zhì)是脫碳，“不清潔”的氫能并不能達(dá)到這一 目標(biāo)；
（2）政策端：離網(wǎng)制氫已經(jīng)逐漸成為第三批風(fēng)光基地的重點(diǎn)，山西省在第 三批大基地項目申報文件中提出，將大規(guī)模離網(wǎng)式可再生能源制氫作為大基地項 目的發(fā)展重點(diǎn)，寧夏回族自治區(qū)發(fā)布的能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃中明確提出，發(fā)展 離網(wǎng)型可再生能源電解水制氫；
（3）經(jīng)濟(jì)性：離網(wǎng)制氫不從電網(wǎng)取電，電力成本更低，未來或?qū)⒏泳邆?經(jīng)濟(jì)性。電力價格決定了電解水制氫的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)我們發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)系列報 告（三），當(dāng)電價為 0.3 元/kWh 時，堿性和 PEM 電解項目的平準(zhǔn)制氫成本分別 為 17.71 元/kg 和 23.3 元/kg，電價分別占據(jù)制氫成本的 80%和 60%。
（4）應(yīng)用場景：離網(wǎng)制氫可以滿足深遠(yuǎn)海風(fēng)消納的需求，這是并網(wǎng)制氫難 以做到的。我們認(rèn)為深遠(yuǎn)海風(fēng)電制氫未來將成為深遠(yuǎn)海風(fēng)的主要消納方式，制取 氫氣可以通過天然氣管道或船舶輸送，將棄電變?yōu)橛袃r值的氫氣，加速海上風(fēng)電 綜合成本降低。
2.3. 經(jīng)濟(jì)性測算：電力成本占絕對大頭，示范項目已初具經(jīng)濟(jì)性
我們以中國石化新疆庫車綠氫示范項目為例，測算該項目的制氫成本并討論 經(jīng)濟(jì)性。項目概況：新疆庫車綠氫示范項目是國內(nèi)首次規(guī)模化利用光伏發(fā)電直接制氫 的項目，項目總投資為 29.62 億元（其中建設(shè)項目投資 26.6 億元），包括光伏發(fā) 電、輸變電、電解水制氫、儲氫、輸氫五大部分。
項目將新建裝機(jī)容量 300MW、 年均發(fā)電量 6.18 億千瓦時的光伏電站，配套 52 臺堿性電解槽，年氫氣產(chǎn)能 2 萬 噸；制氫所得氫氣送至罐區(qū)儲存再經(jīng)氫氣外輸壓縮機(jī)升至 3.2Mpa，通過管道輸 送至中國石化塔河煉化使用，替代現(xiàn)有天然氣化石能源制氫，項目預(yù)計 2023 年 6 月建成投產(chǎn)。
制氫成本測算：根據(jù)新疆庫車綠氫示范項目環(huán)境影響報告書，在考慮碳交易 的情況下該項目制氫成本為 12.95 元/kg。我們依據(jù)電價、電耗、設(shè)備費(fèi)用等假 設(shè)測算該項目的制氫成本為 14.02 元/kg（將碳收益視為成本項），其中單位質(zhì)量 電耗成本達(dá) 14.06 元/kg，具體假設(shè)如下：
1.電價：參考項目環(huán)評報告，在光伏發(fā)電時段，電解槽及其他用電設(shè)備采用 光伏所發(fā)電電源，光伏不發(fā)電時段，外購部分綠電供部分電解槽連續(xù)運(yùn)行。因此 電價由 LCOE（平準(zhǔn)發(fā)電成本）和電網(wǎng)電價綜合決定。
（1）LCOE：參考國家能源局， 2021 年新疆Ⅰ類、Ⅱ類區(qū)域的光伏年利用 小時數(shù)分別為 1597h、1455h；結(jié)合《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2022-2023 年）》，我們預(yù)計庫車項目光伏電站的 LCOE 為 0.22 元/KWh。
（2）電網(wǎng)電價：根據(jù)新疆發(fā)改委，大工業(yè)目錄 110 千伏及以上谷價、平價、 峰價分別為 0.1215 元/KWh、0.3360 元/KWh、0.5505 元/KWh，按照谷平峰比3：5：2 的比例分配，預(yù)計庫車項目綜合電網(wǎng)電價為 0.31 元/KWh。
（3）綜合電價：假設(shè)項目分別從光伏電站和電網(wǎng)取電 60%、40%，預(yù)計綜 合電價為 0.258 元/KWh。
2.設(shè)備電耗：庫車項目 52 臺套電解槽由考克利爾競立、隆基氫能、中船 718 所三家企業(yè)提供，根據(jù)三家企業(yè)提供的電耗參數(shù)，我們預(yù)計庫車項目電解槽 電耗在 4.3KWh/Nm3，制氫系統(tǒng)綜合電耗為 4.9 KWh/Nm3。
3.設(shè)備費(fèi)用：參考?xì)湓奇?，新疆庫車綠氫示范項目采招 52 臺單槽制氫能力 1000Nm3/h 的堿性電解槽，配套建設(shè) 13 組電解水氣液分離設(shè)施和 7 組氫氣純化 設(shè)施，根據(jù)考克利爾競立、隆基氫能、中船 718 所的投標(biāo)報價，我們認(rèn)為總體的 設(shè)備購置價格在 3.6 億元左右。
4.原料成本：每 1m3氫氣消耗原料水 1kg，冷卻水 1kg，水費(fèi) 3.5 元/t。5. 輔助材料成本：每 1m3氫氣消耗 0.0004kg KOH，KOH 每公斤 10 元。6. 人工運(yùn)維成本：參考項目環(huán)評報告，庫車項目新增勞動定員 36 人，按照 每人每年 8 萬元計算，共計 288 萬元。7.減碳效益：參考中石化官網(wǎng)，庫車項目預(yù)計每年減少二氧化碳排放 48.5 萬噸，碳價按照 56 元/噸計算。
示范項目制氫成本已初具經(jīng)濟(jì)性。煤氣化制氫成本在 6.77 至 12.14 元/kg 之間，天然氣制氫成本在 7.5 元/kg 至 24.3 元/kg 之間，工業(yè)副產(chǎn)氫的綜合成本在 9.3 元/kg-22.4 元/kg 之間。在考慮碳 價因素后，新疆庫車綠氫示范項目的制氫成本與天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫相比， 已逐步具備優(yōu)勢。
收益率：根據(jù)新疆庫車綠氫示范項目環(huán)境影響報告書，按照氫氣售價 18.14 元/kg（不含增值稅）計算，項目的 IRR 可以達(dá)到 6%，年凈利潤 1.00 億元。此 外，其余示范項目的經(jīng)濟(jì)性也較好，根據(jù)吉電股份公告，大安風(fēng)光制綠氫合成氨 一體化示范項目資本金內(nèi)部收益率可達(dá) 4.57%（參考 2018-2022 年近五年間東 北區(qū)域合成氨平均價格），若按照 2022 年 1-10 月東北地區(qū)合成氨的平均售價計 算，項目的資本金收益率可以達(dá)到 12.93%。
3電解槽放量在即，千億藍(lán)海市場初現(xiàn)
3.1. 路線之爭：預(yù)計中短期內(nèi)堿性制氫依舊占據(jù)主導(dǎo)地位
堿性制氫與 PEM 制氫技術(shù)成熟度較高。當(dāng)前主要的四種電解水技術(shù)分別是 堿性電解水（ALK）、質(zhì)子交換膜電解水（PEM）、固體氧化物電解水（SOEC） 和陰離子交換膜電解水（AEM）。從技術(shù)成熟度（TRL）來看，堿性電解水和 PEM 電解水處于 TRL8-9，達(dá)到成熟可規(guī)?；碾A段；固體氧化物電解水 TRL 達(dá)到 5-6，處于生產(chǎn)測試到系統(tǒng)驗證階段，尚未進(jìn)入規(guī)?；A段；AEM 仍處于技 術(shù)開發(fā)階段，TRL 為 2-3，距離規(guī)?；€有較長距離，預(yù)計電解水制氫仍然將以 堿性電解水和 PEM 電解水技術(shù)為主。
當(dāng)前格局：堿性技術(shù)路線占據(jù)主導(dǎo)，PEM 占比逐步提升。根據(jù)氫智會統(tǒng)計， 2023 年一季度 13 個電解槽招標(biāo)項目中，堿性項目 10 個、PEM 項目 2 個、AEM 項目 1 個。堿性電解槽技術(shù)路線占比由 2021 年的 99%逐年降低到 2023Q1 的 76.9%；PEM 技術(shù)路線由 2021 年 1%占比逐年升高到 2023Q1 的 15.4%；西湖 大學(xué)發(fā)布了小規(guī)模的 AEM 電解槽招標(biāo)， AEM 技術(shù)路線在 2023 年一季度實現(xiàn)了 0 的突破。
PEM 電解槽技術(shù)指標(biāo)更加優(yōu)秀，但成本遠(yuǎn)高于堿性電解槽。根據(jù) IRENA 發(fā) 布的《綠氫降本路徑：擴(kuò)大電解槽規(guī)模實現(xiàn) 1.5°C 氣候目標(biāo)》，相比堿性電解槽， PEM 電解槽在技術(shù)指標(biāo)上存在較多優(yōu)勢：
（1）PEM 更加適配可再生能源發(fā)電的波動性：堿性電解槽難以快速啟停， 制氫的速度也難以快速調(diào)節(jié)，必須時刻保持電解池的陽極和陰極兩側(cè)上的壓力均 衡，難以與具有快速波動特性的可再生能源配合；而 PEM 技術(shù)可以快速啟停， 匹配可再生能源發(fā)電的波動性。
（2）PEM 電解槽電流密度更大，工作效率更高：PEM 電解槽的電流密度 通常在 10000A/m2以上，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)堿性電解槽 3000-4000 A/m2的電流密度；
（3）PEM 電解槽產(chǎn)氫純度更高：PEM 電解槽的產(chǎn)氫純度通常在 99.99%左 右，且 PEM 氣體滲透率低，有助于避免氫氣和氧氣的氣體交叉滲透現(xiàn)象，設(shè)備 運(yùn)行的安全性更高；
（4）PEM 響應(yīng)速度更快：堿性電解槽中的堿性電解質(zhì)（如 KOH）會與空 氣中的 CO2 反應(yīng)，形成在堿性條件下不溶于水的碳酸鹽，如 K2CO3，阻礙產(chǎn)物 和反應(yīng)物的傳遞，降低電解槽的性能。
但在成本方面，當(dāng)前 PEM 電解槽的成本遠(yuǎn)高于堿性電解槽，以大安風(fēng)光氫 氨一體化示范項目為例，1000Nm3 /h 的堿性制氫系統(tǒng)中標(biāo)價格在 698-770.15 萬 元，而共 10000Nm3 /h PEM 制氫系統(tǒng)中標(biāo)價格為 2.9 億元，單價為堿性制氫系 統(tǒng)的 3.77-4.15 倍。
技術(shù)壁壘：堿性電解槽基本實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化，PEM 電解槽關(guān)鍵零部件 依賴進(jìn)口。我國堿性電解槽已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，在國際上具備較強(qiáng)的競爭力。根 據(jù)香橙會研究院，我國堿性電解槽具有較大的購置成本優(yōu)勢以及制氫規(guī)模優(yōu)勢， 對比國內(nèi)外電解槽系統(tǒng)公司價格，挪威 Nel 公司的堿性電解槽價格在 2600 元／ kW，我國僅 1400 元／KW 不到。PEM 電解槽的核心部件主要包括 BP（雙極板）、GDL（氣體擴(kuò)散層）、PEM （質(zhì)子交換膜）、陰極和陽極電催化劑等，其中多個核心部件環(huán)節(jié)存在“卡脖子” 難題：
（1） 質(zhì)子交換膜：其性能的好壞直接決定 PEM 電解槽的性能和使用壽命， 目前 PEM 電解制氫所用質(zhì)子交換膜多為全氟磺酸膜，制備工藝復(fù)雜， 長期被美國和日本企業(yè)壟斷。GGII 數(shù)據(jù)顯示，2021 年國產(chǎn)質(zhì)子交換 膜的市場占有率僅為 11.61%。國產(chǎn)質(zhì)子交換膜與進(jìn)口品牌的差距體 現(xiàn)在性能以及批量生產(chǎn)的一致性層面，戈爾已經(jīng)實現(xiàn) 8 微米的質(zhì)子 交換膜批量商用，而國內(nèi)主要的質(zhì)子交換膜企業(yè)小批量商用的產(chǎn)品 主要停留在 15 微米和 12 微米層面；此外批量導(dǎo)入國產(chǎn)質(zhì)子交換膜 需重新調(diào)整催化劑和氣體擴(kuò)散層等材料，需要下游客戶提供訂單和運(yùn)營測試的場景。
（2） GDL：GDL 是質(zhì)子交換膜和雙極板之間的多孔介質(zhì)，是水/氣轉(zhuǎn)換 和電子傳輸?shù)闹饕獔鏊?。GDL 具有較高的技術(shù)壁壘，國內(nèi)企業(yè)受制 于市場需求量低、技術(shù)不夠成熟等多方面原因，能夠量產(chǎn)的企業(yè)寥 寥無幾，當(dāng)前市場主要由日本東麗主導(dǎo)。從技術(shù)指標(biāo)看，國外先進(jìn) 水平 GDL 電流密度達(dá)到 2.5-3.0A/cm³，國內(nèi)能做到 1.5A/cm³，壽命 僅國外的三分之一。
（3） 催化劑：國內(nèi) PEM 電解水制氫的催化劑多為進(jìn)口材料，價格昂貴、 成本較高；且以 Pt、Pd 等鉑族貴金屬及其合金為主，而中國鉑族金 屬儲量極少，根據(jù)《中國礦產(chǎn)資源報告 2022》，中國的已查明鉑族 金屬總儲量為 87.69 噸，僅占全球鉑族金屬儲量的 0.13%，2021 年 我國凈進(jìn)口鉑族金屬 194.1 噸，占總供給量的 84.6％。
未來格局：預(yù)計未來將以堿性結(jié)合 PEM 設(shè)備制氫為主。可再生能源發(fā)電制 氫尋求功率穩(wěn)定和波動較小的技術(shù)路徑。PEM 制氫設(shè)備在技術(shù)指標(biāo)上優(yōu)于堿性 制氫設(shè)備，但考慮到 PEM 電解水設(shè)備高昂的單位造價和暫未被攻克的技術(shù)問題， 我們認(rèn)為中短期依舊會以堿性電解制氫為主。中長期來看，我們認(rèn)為離網(wǎng)制氫將 逐步成為主流，而 PEM 較堿性更加適合在不穩(wěn)定電源供電情況下制氫，適配離 網(wǎng)制氫模式。
未來在制氫設(shè)備的選擇上，PEM 與堿性混合制氫有望成為多數(shù)選 擇，PEM 與堿性電解水制氫的優(yōu)化組合將發(fā)揮堿性電解水制氫的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和 PEM 電解水制氫的快速響應(yīng)能力，參考大安風(fēng)光氫氨一體化示范項目 PEM：堿 性的配比在 2：8 左右，伴隨 PEM 電解槽成本的快速下降比例有望逐步提高。
3.2. 短期市場空間：綠氫項目起量，未來三年國內(nèi)電解槽市場空間超 300 億
國內(nèi)：短期綠氫項目驅(qū)動電解槽需求，2023-2025 市場空間達(dá) 320.3 億元。據(jù) TrendBank 預(yù)計，2025 年我國綠色可再生氫氣的需求量將達(dá)到 130 萬噸， 2023-2025 年的電解水制氫設(shè)備累計出貨量預(yù)計達(dá)到 17GW 以上。我們假設(shè)堿 性電解槽占比 85%，PEM 電解槽占比 15%，預(yù)計 2023-2025 年電解槽累計市場空間達(dá) 320.3 億元，其中堿性電解槽市場空間達(dá) 216.8 億元，PEM 電解槽市場 空間達(dá) 103.5 億元。
全球：預(yù)計 2030 年累計市場空間近 2000 億。根據(jù) IEA 預(yù)測，2022 年全球 電解槽裝機(jī)容量已達(dá) 1.4GW，其中中國占比約 40%，歐洲占比三分之一左右；預(yù)計 2030 全球電解槽裝機(jī)容量將達(dá)到 134GW，其中堿性電解槽占比 64%、 PEM 電解槽占比 22%，SOEC 占比 4%。經(jīng)測算，我們預(yù)計 2030 年全球電解槽 市場空間達(dá) 1937.6 億元，其中堿性電解槽市場空間達(dá) 1029.1 億元、PEM 電解 槽市場空間達(dá) 854.9 億元，SOEC 市場空間達(dá) 53.6 億元。
3.3. 遠(yuǎn)期市場空間：需求催動千億藍(lán)海市場
綠氫的需求主要來自化工、鋼鐵和交通領(lǐng)域。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，未來 我國氫能的需求量將大幅度提高，由 2020 年的 3342 萬噸增長至 2060 年的 1.3億噸，其中綠氫將占到 1 億噸。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，2020 年我國應(yīng)用在合成氨、 甲醇、煉油及其他工業(yè)領(lǐng)域的氫能占比分別為 37%、19%、10%和 19%；預(yù)計 2060 年化工、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域用氫依舊占全國氫能源應(yīng)用領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，約 為 7794 萬噸，占?xì)淇傂枨罅?60％；交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫約為 4051 萬噸，占總需 求的 31％；電力領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域用氫相對較少，占比分別為 5%、4%。
我們認(rèn)為中短期內(nèi)綠氫的主要消納場景為綠氨、綠色甲醇，遠(yuǎn)期來看交通領(lǐng) 域、天然氣摻氫和鋼鐵行業(yè)將釋放巨大需求。綠氨：當(dāng)前潛在可消納綠氫空間達(dá) 934 萬噸。我國是全世界最大的合成氨 生產(chǎn)國，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 1/3，合成氨行業(yè)是能源消耗大戶，傳統(tǒng)的 HaberBosch 法合成氨技術(shù)以化石燃料為氫源和熱源，造成大量的二氧化碳排放。根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)，2021 年我國合成氨產(chǎn)量為 5189 萬噸，碳排放量每年約 2 億噸。
在 “雙碳”目標(biāo)下，基于化石燃料的傳統(tǒng)合成氨工業(yè)很難持續(xù)，通過綠氫制綠氨被 視為減碳的重要路線，按照每噸綠氨合成需要 0.18 噸綠氫計算，當(dāng)前我國合成 氨潛在綠氫消納空間在 934 萬噸。從應(yīng)用領(lǐng)域看，我國合成氨主要用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域， 尿素占比為 68%，其他化肥占比 18%，化工行業(yè)占比 14%；同時，氨也是優(yōu)良 的氫載體，可以降低氫儲運(yùn)成本，通過電化學(xué)方法合成氨可以實現(xiàn)可再生能源的 大規(guī)模儲存，氨經(jīng)過液化可以通過天然氣管道或遠(yuǎn)洋船舶實現(xiàn)可再生能源的全球運(yùn)輸。
綠色甲醇：甲醇產(chǎn)量穩(wěn)步增長，當(dāng)前潛在綠氫可消納空間達(dá) 995 萬噸。根 據(jù)中國石化新聞網(wǎng)，2017-2021 年我國甲醇產(chǎn)量復(fù)合增長率達(dá) 12.98%，其中 2021 年中國甲醇產(chǎn)量達(dá) 7899 萬噸，預(yù)期隨著寧夏寶豐三期 240 萬噸/年等新建 甲醇裝置的投產(chǎn)，我國甲醇產(chǎn)量將穩(wěn)步增長，按生產(chǎn)每噸甲醇消耗 0.126 噸氫氣 計算，當(dāng)前甲醇生產(chǎn)綠氫潛在消納量為 995 萬噸。
從應(yīng)用領(lǐng)域看，甲醇也可作為 綠氫的載體，起到降低氫儲運(yùn)成本的效果；綠色甲醇最大的下游市場是用于化工 生產(chǎn)，2020 年我國將近 78%的甲醇用于化工合成，主要合成產(chǎn)品為烯烴、甲醛、 醋酸、MTBE 以及二甲醛等，18%的甲醇用于燃料燃燒。其中甲醇燃料已受到越 來越高的重視：
（1）汽車領(lǐng)域，山西、上海、陜西、貴州、甘肅等省市先后開展 了甲醇汽車試點(diǎn)運(yùn)行工作，吉利已開發(fā)甲醇燃料車型 20 余款，累計行駛里程近 100 億公里；
（2）船舶領(lǐng)域：馬士基、中遠(yuǎn)海運(yùn)、達(dá)飛輪船等在內(nèi)的多家全球航 運(yùn)巨頭均選擇綠色甲醇作為替代燃料；根據(jù)國際船舶網(wǎng)，截至 2023 年 3 月全球 共有 25 艘甲醇動力船正在運(yùn)營，2022 年甲醇動力船新船訂單激增至 43 艘，目 前訂單總計約為 100 艘。
交通領(lǐng)域：商用車耗氫量大，帶動綠氫消納。根據(jù)中汽協(xié)公布的數(shù)據(jù)， 2022 年全國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)分別為 3992 輛和 3789 輛，同比增加 121.11%和 138.90%。2017-2022 年全國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量復(fù)合增長率分別 為 25.71%和 24.34%
此外，根據(jù)最新車輛上險數(shù)據(jù)顯示，2022 年我國燃料電 池汽車總銷量 5009 輛，同比 2021 年增長 164.47%。從結(jié)構(gòu)上來看，我國燃料 電池市場以專用車、客車和重卡等商用車為主，2022 年燃料電池汽車中的專用 車、重卡、客車、物流車、乘用車占比分別為 39%、28%、25%、7%、1%，按 照商用車每百公里 7kg 氫耗，年行駛距離 7.5 萬公里計算，預(yù)計單臺商用車年耗 氫量達(dá) 5.25 噸。根據(jù)《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》預(yù)測，預(yù)計 2050 年 交通領(lǐng)域的氫能消費(fèi)量將達(dá) 2458 萬噸/年。
天然氣摻氫：帶動千萬噸級氫氣消納。天然氣摻氫能夠增加天然氣的燃燒值， 還可以利用天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，對現(xiàn)階段氫氣運(yùn)輸、氫能的廣泛及規(guī)模運(yùn)用 開拓更多的可能性，大大降低二氧化碳的排放。根據(jù)中國石油學(xué)會石油儲運(yùn)專業(yè) 委員會，截止到 2022 年底，我國油氣管道的總里程達(dá)到 18.5 萬公里，為天然氣 摻氫的開展提供的良好的基礎(chǔ)。
當(dāng)前我國正著力于在天然氣摻氫領(lǐng)域取得突破， 2023 年 4 月中石油宣布用現(xiàn)有天然氣管道長距離輸送氫氣的技術(shù)獲得了突破， 天然氣管道中的氫氣比例已達(dá)到 24%；2021 年我國天然氣消費(fèi)量達(dá) 3787 億立 方米，當(dāng)摻氫比例達(dá)到 20%時，可以輸送 946.7 億立方米的氫氣，約為 851.1 萬 噸；隨著我國天然氣消費(fèi)量逐步提升，預(yù)計未來潛在消納綠氫達(dá)千萬噸級。
氫煉鋼：技術(shù)尚不成熟，遠(yuǎn)期氫氣消納空間極大。2022 年我國的粗鋼達(dá) 10.13 億噸，占全球產(chǎn)量的 55.3%；參考 IEA 預(yù)計 2050 年我國粗鋼產(chǎn)量將下降 至 7.3 億噸。傳統(tǒng)煉鋼工藝采用焦炭為還原劑，煉鋼成本為 350~390 美元/噸， 碳排放強(qiáng)度高達(dá) 1.6 噸 CO2/噸，使用純氫氣或氫氣混合天然氣替代焦炭有利于 推進(jìn)煉鋼行業(yè)的節(jié)能減排。
根據(jù)徐碩等人發(fā)表的《中國氫能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來 展望》，在目前的試點(diǎn)和示范項目中，使用 100% 氫氣直接還原煉鋼，煉鋼成本 超過 1000 美元/噸；使用 50% 氫氣還原煉鋼，則煉鋼成本降低至 490~860 美元 /噸。但目前氫冶金技術(shù)尚不成熟，成本較高，未能實現(xiàn)規(guī)?；?、高效率的生產(chǎn)， 根據(jù)中國國際工程咨詢有限公司資源與環(huán)境業(yè)務(wù)部高級工程師張建紅預(yù)計， 2030 年左右可能會迎來高爐富氫碳循環(huán)技術(shù)改造的高峰期，未來在可用廢鋼增 加、電弧爐占比提升、綠氫成本下降的驅(qū)動下，氫基直接還原鐵技術(shù)將迎來較大 的發(fā)展空間。
參考寶武計劃 2035 年實現(xiàn)碳減排 30%， 2050 年實現(xiàn)“碳中和” 的目標(biāo)，假設(shè) 2035 年、2050 年氫冶金的滲透率分別達(dá)到 30%、80%，我們預(yù) 計屆時氫氣需求量分別達(dá)到 2246 萬噸、4577 萬噸。
預(yù)計 2050 年國內(nèi)電解槽累計市場空間超 7000 億。根據(jù)《中國氫能源及燃 料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2019 年版）》，預(yù)計 2050 年我國氫氣需求將達(dá)到 6000 萬噸， 其中電解水制氫將成為我國氫能供應(yīng)的主體，在氫能供給結(jié)構(gòu)占比達(dá)到 70%， 電解槽系統(tǒng)裝機(jī)量 2050 年將達(dá)到 500GW，市場規(guī)模突破 7000 億元。
3.4. 電解槽競爭格局：看好“國家隊”發(fā)展前景
3.4.1. 市場要什么樣的電解槽？
我們認(rèn)為客戶對電解槽設(shè)備的期待關(guān)鍵在于五個方面：安全穩(wěn)定運(yùn)行、低電 耗、低成本、大功率、高動態(tài)響應(yīng)。
（ 1） 安全穩(wěn)定運(yùn)行：氫氣屬于極易發(fā)生燃爆的氣體，爆炸極限為 4%~75.6%VOL，確保電解槽安全穩(wěn)定運(yùn)行是下游客戶最基本的需求。因此我們 認(rèn)為運(yùn)營方會優(yōu)先選擇已有業(yè)績的行業(yè)頭部企業(yè)；
（2）低電耗：電耗顯著影響制氫成本，參考新疆庫車綠氫示范項目制氫成 本模型，系統(tǒng)電耗每減少 0.1 KWh/Nm3，制氫成本將降低 0.3 元/kg；
（3）低成本：隨著綠氫項目大量上馬有望帶動電解槽規(guī)?；慨a(chǎn)從而降低 電解槽的成本，我們認(rèn)為前期能拿到訂單的企業(yè)將逐步在成本端占據(jù)優(yōu)勢；對 PEM 電解槽而言，降低成本對產(chǎn)品推廣將起到更加關(guān)鍵的作用。
（4）大功率：目前大部分綠氫項目規(guī)劃的年產(chǎn)氫量均在萬噸/年以上，提高 單槽產(chǎn)氫量將幫助項目運(yùn)營方降低采購成本，因此下游對電解水制氫設(shè)備也提出 了“大標(biāo)方”化的需求。目前多數(shù)堿性電解槽廠商已具備 1000 Nm³/h 制氫裝備 的生產(chǎn)能力， PEM 電解槽也實現(xiàn)突破，國內(nèi)最大設(shè)備功率可達(dá) 1.44MW（對應(yīng) 347.2 Nm³/h）。
（5）高動態(tài)響應(yīng)：電解槽的電力來源從穩(wěn)定的網(wǎng)電向高波動性的新能源轉(zhuǎn) 變，要求電解槽有分鐘級的啟動時間和更快的響應(yīng)速度以適應(yīng)可再生能源的波動。
3.4.2. 電解槽競爭格局
技術(shù)均來源于 718 所。國內(nèi)的電解水設(shè)備廠商分為兩類，一類是傳統(tǒng)設(shè)備生 產(chǎn)廠商，深耕電解水領(lǐng)域多年，如中船 718 所、蘇州考克利爾競立、天津大陸制 氫、北京中電豐業(yè)、凱豪達(dá)等；另一類是隆基綠能、陽光電源等企業(yè)，自 2021 年開始跨界布局電解槽設(shè)備。
中國的堿性電解系統(tǒng)槽技術(shù)最早由 718 所在 50 年 代從蘇聯(lián)引進(jìn)，至 90 年代 718 副總工程師許俊明帶領(lǐng) 18 個工程師于蘇州創(chuàng)立 了蘇州蘇氫設(shè)備公司（蘇州競立的前身），后一部分人跟隨許俊明在天津成立天 津大陸，我國電解槽行業(yè)前期主要由中船 718 所、蘇州競立、天津大陸三家企業(yè) 瓜分市場，業(yè)內(nèi)俗稱“老三家”。目前我國堿性電解槽企業(yè)基本均有來自 718、 蘇州競立、天津大陸的員工。
新入局者眾多，頭部企業(yè)優(yōu)勢明顯。據(jù) TrendBank 統(tǒng)計，國內(nèi)已有一百五 十多家企業(yè)布局或規(guī)劃堿性電解槽的研發(fā)或生產(chǎn)，包括在堿性電解水制氫行業(yè)深 耕多年的傳統(tǒng)企業(yè)、近幾年入局的新能源企業(yè)和裝備制造企業(yè)、以及科研院校背 景的氫能初創(chuàng)企業(yè)；2022 年共有 14 家企業(yè)發(fā)布堿性電解槽新品，2023Q1 發(fā)布 堿性電解槽新品企業(yè)已達(dá) 8 家，行業(yè)競爭激烈。
從市占率來看，頭部效益明顯， 2022 年中國電解槽市占率排名前三的企業(yè)分別為中船派瑞氫能、考克利爾競立 和隆基氫能，總市占率達(dá) 80%，其他企業(yè)（華電重工、天津大陸制氫、中電豐 業(yè)、凱豪達(dá)等）電解槽總市占率 20%。
頭部企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃占優(yōu)，看好“國家隊”發(fā)展前景。2022 年電解水制氫設(shè) 備企業(yè)已披露產(chǎn)能接近 12GW，其中隆基氫能和中船派瑞氫能的產(chǎn)能最多，均達(dá) 到 1.5GW。我們認(rèn)為未來市場將有三類企業(yè)主導(dǎo)，一是行業(yè)老牌企業(yè)，如 718所；二是“國家隊”，主要為“五大四小”或“三桶油”的裝備企業(yè)，依托集團(tuán) 項目保證充足訂單，培育自身競爭力，如華電重工、長春綠動（PEM 領(lǐng)域，國 電投旗下）等；三是制造龍頭，與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)可形成協(xié)同，依靠出色的技術(shù)研發(fā)提 高拿單能力并有望承接大量海外訂單，如隆基、陽光、三一等。
4投資分析
4.1. 華電重工
（1）堿性設(shè)備領(lǐng)域：2020 年 7 月中國華電成立氫能技術(shù)研究中心，發(fā)力氫 能領(lǐng)域。2022 年 7 月，公司 1200Nm³/h 堿性電解槽下線，單機(jī)產(chǎn)氫量、電解效 率、電流密度等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)。相較傳統(tǒng)電解槽，公司研發(fā)的電解 槽運(yùn)行電流密度提高約 30%，整體重量減少近 10%，直流能耗指標(biāo)＜ 4.6KWh/Nm3。在華電集團(tuán)資源傾斜下，公司先后中標(biāo)了內(nèi)蒙華電達(dá)茂旗 （12000 Nm3/h）、山東華電濰坊（5000 Nm3/h）等項目。
（2）PEM 及燃料電池設(shè)備領(lǐng)域：已開工建設(shè)“華電德令哈 3MW 光伏制氫 項目”，PEM 制氫規(guī)模達(dá) 600 Nm3 /h。此外公司通過并購深圳市通用氫能科技有 限公司加速燃料電池核心材料及核心零部件的開發(fā)生產(chǎn)與應(yīng)用，推進(jìn)氫能與燃料 電池的商業(yè)化進(jìn)程，主打燃料電池碳紙（GDL）、質(zhì)子交換膜、催化劑和膜電極 產(chǎn)品，已與巴拉德簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。通用氫能已建成年產(chǎn) 10 萬平米 GDL 產(chǎn)線、 年產(chǎn) 10 萬平米 PEM 產(chǎn)線并獲得 IATF16949 質(zhì)量管理體系認(rèn)證，年產(chǎn) 100 萬平 米 GDL 產(chǎn)線正在建設(shè)中， GDL 產(chǎn)品性能已達(dá)到國際水平，為多家國內(nèi)外頭部企業(yè)供貨。
（3）綠氫儲運(yùn)領(lǐng)域：早在 2012 年成立煤化工事業(yè)部，開展高壓氫氣管道 輸送業(yè)務(wù)；同時自主研發(fā)的固態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫技術(shù)已成功應(yīng)用于瀘定水電解制 氫項目中。
4.2. 隆基綠能
公司于 2021 年 3 月成立隆基氫能，致力于成為全球領(lǐng)先的氫能裝備技術(shù)公 司。公司技術(shù)實力領(lǐng)先，2023 年 2 月，公司發(fā)布全新一代堿性電解水制氫設(shè)備 ALK Hi1 系列產(chǎn)品，重新定義商業(yè)化電解水制氫能效新高度，在直流電耗滿載狀 況下可低至 4.3kwh/Nm³。為了適應(yīng)更高利用小時的制氫場景，同時推出了 ALK Hi1 plus 產(chǎn)品，直流電耗滿載狀況下低至 4.1kwh/Nm³，在 2500A/㎡電流密度下， 低至 4.0kwh/Nm³，遠(yuǎn)低于當(dāng)前全球堿性電解水制氫技術(shù)及 PEM 制氫技術(shù) 4.5- 4.6kwh/Nm³的滿負(fù)荷直流電耗水平。
訂單方面：公司于 2022 年順利完成全球首個萬噸級綠色煉化示范項目—— 中石化綠氫項目出貨，產(chǎn)品技術(shù)水平與交付能力初步得到市場檢驗。2023 年初， 公司中標(biāo)全球最大的綠色合成氨項目（大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項目）， 獲得 15 套 1000Nm³/h 電解水制氫系統(tǒng)訂單，市場份額達(dá) 38.5%。
產(chǎn)能方面：2021 年第四季度，公司形成 500MW 電解水制氫裝備產(chǎn)能,2022 年公司產(chǎn)能達(dá) 1.5GW 位列全球第一，預(yù)計 2023 年公司電解水制氫設(shè)備產(chǎn)能將 達(dá)到 2.5GW，2026 年產(chǎn)能有望達(dá)到 5-10GW。
4.3. 華光環(huán)能
公司基于 65 年來對電站特種設(shè)備的研發(fā)設(shè)計和制造運(yùn)營經(jīng)驗，攜手大連理 工大學(xué)共同成立“零碳工程技術(shù)研究中心”，在堿性電解水制氫先進(jìn)技術(shù)方面實 施了系統(tǒng)的研發(fā)工作，于 2023 年 4 月下線國內(nèi)首創(chuàng)最大單體電解水制氫設(shè)備— —3.2MPa,1500-2000Nm³/h 堿性電解水制氫系統(tǒng)。
技術(shù)優(yōu)勢：公司自研堿性電解槽核心設(shè)備，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙極板和電 極催化劑。電解槽采用壓力容器標(biāo)準(zhǔn)實施設(shè)計，實現(xiàn)產(chǎn)氫壓力 1.6-3.2 MPa，填 補(bǔ)國內(nèi)千方級高壓電解槽空白；預(yù)計在電流密度 2500 A/m2的情況下單位能耗≤ 4.0 kwh/Nm3，電解槽氫氣出口純度> 99.97%，電流密度最大可達(dá) 6000 A/m2。同時結(jié)合三維建模和應(yīng)力分析，實現(xiàn)了產(chǎn)品的輕量化，可以極大地縮短制造周期、 為用戶節(jié)約成本。
產(chǎn)能布局：公司目前已具備 500Nm3 /h 以下、500-1000Nm3 /h，1000-2000 Nm3 /h 多個系列堿性電解水制氫系統(tǒng)制造技術(shù)，已形成年產(chǎn) 1GW 電解水制氫設(shè) 備制造能力，計劃于 2023 年底建成業(yè)內(nèi)一流的智能化、綠色化、數(shù)字化特種設(shè) 備基地。
4.4. 昇輝科技
公司借助佛山市在氫能領(lǐng)域的政策先發(fā)優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢，在氫能產(chǎn)業(yè) 的核心環(huán)節(jié)多向協(xié)同發(fā)力。
（1）制氫：參股設(shè)立電解水制氫裝備公司盛氫制氫，實現(xiàn)制氫設(shè)備從 100 標(biāo)方到 1000 標(biāo)方量級跨越，完成佛山首臺套 1000Nm³/h 堿性電解水制氫設(shè)備 成功下線；氫氣純度可達(dá) 99.9995%，能耗低至 4.6 kwh/Nm3，具備 20%— 115%寬頻調(diào)諧能力和快速啟動能力，同時依托公司在電氣成套設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢， 可實現(xiàn)電解槽電子電氣組件的自控、自產(chǎn)，包括配電柜、控制柜、整流器和變 壓器等。
(2）氫車運(yùn)營：成立氫能源汽車物流運(yùn)營平臺子公司，通過搭建運(yùn)營平臺推 動應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上游燃料電池零部件及整車的發(fā)展；
(3）零部件：成立子公司佛山市安能極科技有限公司，依托公司電氣主業(yè)， 實現(xiàn)氫能相關(guān)領(lǐng)域電氣設(shè)備的生產(chǎn)制造能力，產(chǎn)品包括整流柜、控制器、 AC/DC 等電氣設(shè)備。通過以上游制氫設(shè)備帶動下游運(yùn)營需求，驅(qū)動氫能源汽車 物流運(yùn)營平臺持續(xù)發(fā)展，共同打造商業(yè)閉環(huán)。
4.5. 億利潔能
公司擁有近 20 年電解鹽水離子膜電解槽生產(chǎn)線管理團(tuán)隊，對電解槽的組裝、 維修、維護(hù)保養(yǎng)有豐富的管理實踐和經(jīng)驗，此外公司兩大園區(qū)在原鹽電解、煤氣 化重整、副產(chǎn)氫回收等制氫端和乙二醇、甲醇及合成氨等用氫端均擁有多年的生 產(chǎn)管理經(jīng)驗。公司旗下子公司億利氫田時代于 2022 年 9 月發(fā)布了首臺套 1000 標(biāo)方堿性 電解槽，該電解槽采用了高電流密度技術(shù)，能耗 4.3-4.6kWh/Nm3，工作壓力 0.8-1.6Mpa；計劃于今年實現(xiàn) 200 臺套產(chǎn)能規(guī)模，2024 年年產(chǎn) 500 臺套， 2030 年在我國西部沙區(qū)達(dá)到年產(chǎn) 1000 臺套。
公司積極同產(chǎn)業(yè)上下游合作，已與國家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古能源有限公司合資成 立庫布其綠電氫能公司，并計劃實施鄂爾多斯庫布其 40 萬千瓦風(fēng)光制氫一體化 示范項目；同包鋼集團(tuán)、西部天然氣公司在庫布其沙漠推動實施“光伏治沙、光 伏制氫、管道輸氫和綠氫冶煉”一體化項目，億利供應(yīng)包鋼綠氫低碳冶金所需氫 氣，西部天然氣負(fù)責(zé)保障億利在庫布其光氫基地生產(chǎn)的氫氣安全穩(wěn)定輸送到包鋼 用氫地點(diǎn)。
原標(biāo)題：制氫成本14.02 元/kg、超百個綠氫項目！千億藍(lán)海出現(xiàn)！
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