近期绿氢项目落地加速，催化以电解槽为主的产业链相关需求。本篇报告主要回答以下问题：1）电解槽是什么？未来发展空间？2）绿氢需求端现状及供给侧技术路径如何演变？3）如何看待电解水制氢环节相关投资机会？
　　电解槽是什么？未来发展空间？
　　1）从制氢产业链价值分布看电解槽重要性：碳减排政策催化全球能源系统转型需求，氢能发展前景广阔，其中电解水制氢（绿氢）工艺简单，且最为清洁，长期有望取代灰氢加速成长。电解槽是电解水制氢设备中重要一环，占比整体设备成本50%以上。产业链看，电极和隔膜为碱性电解槽核心壁垒。预计电解槽未来主要朝大产量、高效率和智能化方向迭代演变。
　　2）从终端用户经济性看电解槽发展潜力：短期电解水制氢经济性低于其他制氢方式。以广东省谷电电价0.21元/kwh测算，电解水制氢成本为16.6元/kg，略高于煤制氢成本上限。长期，我们判断随着单槽产量提升，叠加可再生能源电价降低，电解水制氢性价比有望提升。
　　3）远期空间：2021-22年中国电解水制氢设备出货量超350MW（超9亿元）、约800MW（+128%），我们判断今年行业仍能保持翻倍增长。远期空间看，我们测算2030年电解槽规模有望超80GW，对应市场规模约1160亿元。
　　绿氢需求端现状及供给侧技术路径如何演变？
　　落地项目看，绿氢现阶段需求主要为替代灰氢用于工业、能源脱碳减排，少部分用于交通运输，供给加氢站。技术路径看，现阶段电解水制氢主要有四种主流技术：碱性电解槽（技术最为成熟）、质子交换膜电解槽（商业化比例较低）、阴离子交换膜电解槽（未完全商业化）、固体氧化物电解槽（未完全商业化）。我们认为短期碱性电解槽技术更具性价比，长期PEM降本空间更大，且与可再生能源耦合，市场份额有望提升。
　　如何看待电解水制氢环节相关投资机会？
　　1）全球格局份额相对分散，国内格局呈非稳态头部化。全球：2022年碱性电解槽市场CR3为32%，前三公司为隆基、考克利尔竞立、ThyssenKrupp；国内：2021年电解槽CR3达70%，但格局呈现非稳态头部化。
　　2）产业链角度看，电解槽行业核心环节在于下游渠道。我们判断供应链逐步完善后厂商间难以凭借上游供应链拉开明显差距，下游为核心环节，具备品牌、客户和渠道优势的厂商有望领跑行业。投资建议：电解槽企业设备订单加速放量，推荐龙头企业隆基绿能、阳光电源；优质设备厂商双良节能、亿利洁能、华电重工、昇辉科技、华光环能。
　　风险提示：政策支持力度不及预期、假设和测算存在误差。

研究报告全文：证券研究报告行业深度2023年03月03日电力设备从电解槽设备看电解水制氢投资机会近期绿氢项目落地加速催化以电解槽为主的产业链相关需求本篇报告主要回答以下增持维持问题1电解槽是什么未来发展空间2绿氢需求端现状及供给侧技术路径如何演变3如何看待电解水制氢环节相关投资机会电解槽是什么未来发展空间行业走势1从制氢产业链价值分布看电解槽重要性碳减排政策催化全球能源系统转型需求氢能发展前景广阔其中电解水制氢绿氢工艺简单且最为清洁长期有望取代灰氢电力设备沪深300加速成长电解槽是电解水制氢设备中重要一环占比整体设备成本50以上产业链16看电极和隔膜为碱性电解槽核心壁垒预计电解槽未来主要朝大产量高效率和智能0化方向迭代演变2从终端用户经济性看电解槽发展潜力短期电解水制氢经济性低于其他制氢方式以-16广东省谷电电价021元kwh测算电解水制氢成本为166元kg略高于煤制氢成本上-32限长期我们判断随着单槽产量提升叠加可再生能源电价降低电解水制氢性价比有望提升-482022-032022-062022-102023-023远期空间2021-22年中国电解水制氢设备出货量超350MW超9亿元约800MW128我们判断今年行业仍能保持翻倍增长远期空间看我们测算2030年电解槽规模有望超80GW对应市场规模约1160亿元作者绿氢需求端现状及供给侧技术路径如何演变落地项目看绿氢现阶段需求主要为替代灰氢用于工业能源脱碳减排少部分用于交分析师杨润思通运输供给加氢站技术路径看现阶段电解水制氢主要有四种主流技术碱性电解执业证书编号S0680520030005槽技术最为成熟质子交换膜电解槽商业化比例较低阴离子交换膜电解槽未邮箱yangrunsigszqcom完全商业化固体氧化物电解槽未完全商业化我们认为短期碱性电解槽技术更分析师杨凡仪具性价比长期PEM降本空间更大且与可再生能源耦合市场份额有望提升执业证书编号S0680522070008如何看待电解水制氢环节相关投资机会邮箱yangfanyigszqcom1全球格局份额相对分散国内格局呈非稳态头部化全球2022年碱性电解槽市场相关研究CR3为32前三公司为隆基考克利尔竞立ThyssenKrupp国内2021年电解槽CR3达70但格局呈现非稳态头部化1电力设备硅料价格企稳板块情绪复苏中科海钠2产业链角度看电解槽行业核心环节在于下游渠道我们判断供应链逐步完善后厂商发布钠电新品2023-02-26间难以凭借上游供应链拉开明显差距下游为核心环节具备品牌客户和渠道优势的2电力设备今年国内光伏新增装机或达120GW厂商有望领跑行业投资建议电解槽企业设备订单加速放量推荐龙头企业隆基绿能美国推出充电桩本土化法案2023-02-19阳光电源优质设备厂商双良节能亿利洁能华电重工昇辉科技华光环能电力设备钙钛矿光伏电池的明日之星风险提示政策支持力度不及预期假设和测算存在误差32023-02-15重点标的股票股票投资EPS元PE代码名称评级2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E601012SH隆基绿能增持1201952512903678226417591522300274SZ阳光电源增持10720333644210785568534352611600481SH双良节能增持017068124143743518591019884600277SH亿利洁能未覆盖023------2341------601226SH华电重工未覆盖0260260370492609313822121660300423SZ昇辉科技增持042------3462------华光环能未覆盖600475SH104083109126113913971065917资料来源Wind国盛证券研究所注隆基绿能阳光电源双良节能为国盛证券盈利预测其余公司取Wind一致预期请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日内容目录1电解槽是什么未来发展空间311碳减排催化全球能源系统转型需求绿氢前景广阔312从制氢产业链价值分布看电解槽重要性413从终端用户经济性看电解槽发展空间72行业现状代替灰氢是主要增量技术方向以碱性为主921需求端绿氢项目以替代灰氢供给加氢站为主922供给端短期碱性电解为最优选择长期PEM具备更大降本潜力113自上而下如何看待产业链投资机会1331行业需求快速增长竞争格局呈非稳态头部化1332各方竞争者快速入局看好新势力厂商发展潜力14风险提示17图表目录图表1氢能典型应用场景3图表2全球现有能源结构一览化石燃料占据主导地位4图表3中国现有能源结构一览煤炭等化石燃料占据主导地位4图表42019年国内产氢方式仍以化石能源制氢为主4图表5电解槽设备主体一览5图表6电解水制氢成本电费设备成本占比约73145图表7碱性电解槽整体设备构成一览6图表8碱性和PEM路径中电解槽成本占比设备成本均超过506图表9电解槽成本占比随设备功率提升而增加6图表10碱性电解槽工作原理一览电极和隔膜为核心部件7图表11煤制氢成本随煤炭价格的变化趋势纵轴煤制氢成本单位为元kg横轴煤炭价格单位为元吨8图表12天然气制氢成本变化趋势纵轴天然气制氢成本单位为元kg横轴天然气价格单位为元Nm38图表13工业副产品制氢成本纵轴工业副产品制氢成本单位为元kg横轴各类工业副产品名称8图表14中国电解水制氢成本敏感性分析纵轴电解水制氢成本单位为元kg横轴电价单位为元kwh8图表15电解槽规模测算万吨台GW亿元9图表16落地项目看绿氢现阶段需求主要为替代灰氢用于工业能源脱碳减排10图表17绿氢市场空间展望11图表18电解槽技术路径对比一览11图表19PEM和碱性电解制氢技术未来发展评估13图表20全球碱性PEM电解槽厂商产能及预计情况一览13图表21国内2021年电解槽厂商份额14图表22国内2022年电解槽厂商份额14图表23老牌电解水制氢龙头概况15图表24光储龙头电解水制氢布局一览15图表25新势力厂商电解水制氢布局一览17P2请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日近期绿氢项目落地加速催化以电解槽为主的氢能产业链相关需求本篇报告主要回答以下问题1电解槽是什么未来发展空间如何2绿氢需求端现状及供给侧技术路径如何演变3如何看待电解水制氢环节相关投资机会1电解槽是什么未来发展空间11碳减排催化全球能源系统转型需求绿氢前景广阔碳减排政策催化全球能源系统转型需求氢能发展前景广阔2018年11月欧盟委员会首次提出2050年实现碳中和的欧洲愿景提案并于2019年获欧洲议会与欧洲理事会通过2019年2021年国务院印发十四五节能减排综合方案要求贯彻落实此前国家主席习近平提出的双碳目标2030年实现碳达峰2060年实现碳中和氢能凭借绿色低碳储量丰富应用广泛的属性逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一2022年3月国家发改委国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划2021-2035年下称规划明确了氢能在国家能源体系的战略地位氢能源既是替代化石能源降低温室气体与污染物排放的最佳目标又有带动全产业链快速发展的潜力氢气具有清洁低碳灵活高效热值达到1404MJkg应用场景丰富等特点能源安全角度看氢作为来源广泛的二次能源是理想的替代能源产业链角度看氢能产业链长涉及能源交通化工等多个行业或将带动全产业链的发展图表1氢能典型应用场景资料来源IRENA国盛证券研究所各国政策驱动引领行业发展预计至2025年氢能占比全球能源18目前全球和中国能源结构来看煤炭石油等化石燃料仍占据主导地位随着碳减排政策发布全球重视氢能发展并出台相关规划1全球据国际氢能委员会预测到2050年氢能减少60亿吨二氧化碳创造25万亿美元产值在全球能源中占比预期达182中国规划提出2025年初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系燃料电池车辆保有量达到5万辆可再生能源制氢量达到10-20万吨年实现碳减排100-200万吨年氢能建设投入成本较高政策支持强化补贴激励规模化和集约化释放更强产业化潜能P3请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表2全球现有能源结构一览化石燃料占据主导地位图表3中国现有能源结构一览煤炭等化石燃料占据主导地位煤炭石油天然气非化石能源煤炭石油天然气非化石能源10010090908080707018196060505033403131406430305720202727271010002019A2020A2021A2015A2020资料来源bpStatisticalReviewofWorldEnergy国盛证券研究所资料来源十四五现代能源体系规划国盛证券研究所绿氢短期占比低但长期发展空间大未来绿氢占比有望快速提升并且占据主导地位根据制氢工艺以及碳排放量的不同氢能主要分为灰氢蓝氢绿氢三类灰氢指通过化石燃料燃烧产生的氢气蓝氢指在灰氢基础上结合碳捕获与存储CCS技术的制取的氢气绿氢指利用可再生能源等电能通过电解工序制得的氢气其过程可实现零碳排短期工业副产品制氢成本更具优势长期电解水制氢零碳排潜力更大化石能源制氢主要通过煤石油或天然气与水蒸气反应得到H2和CO再通过CO变化H2提纯等工艺制得高纯度氢气该方法成本低产量较大但碳排放高工业副产品制氢采用变压吸附法PSA法将富含氢气的工业尾气回收提纯制氢工业副产氢的资本投入和原料投入少于化石能源制氢具备成本和环保优势可再生能源制氢电解水利用可再生能源所产电能使电解槽阴极产生还原反应从而制得氢气电解水制氢工艺简单且无温室气体排放是最为清洁的制氢方法图表42019年国内产氢方式仍以化石能源制氢为主煤制氢天然气制氢工业副产制氢6354水电解制氢资料来源中国氢能联盟国盛证券研究所12从制氢产业链价值分布看电解槽重要性电解槽是电解水制氢设备中重要一环氢能产业链主要分为制氢储运氢和用氢其中制氢和储运氢为产业链重要一环制氢为上游环节电解槽是电解水制氢设备中重要一P4请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日环电解水制氢的工作原理为水分子通电后发生电化学反应分离出组成水分子的氢和氧相较于其他制氢方法电解水制氢具有氢气纯度高零碳排放等优势电解水制氢成本主要由电力成本和设备成本构成据Oxfordenergy数据电解水制氢成本主要由电力成本和设备成本构成其中电费占电解水制氢总成本的70以上设备成本占比约为14据北极星氢能网碱性PEM电解水制氢耗电量为1标方氢气5度电左右则单槽产量1000标方电解槽设备1小时耗电量为5000度电电价成本为电解水制氢成本关键据珠海市氢能发展规划文件我们判断现阶段电解槽全套设备价格约800-1000万元通常大型设备使用时间需保证在10年以上图表5电解槽设备主体一览图表6电解水制氢成本电费设备成本占比约73148电费成本514设备成本运营维护73财务成本资料来源中国电力新闻网中国华能集团国盛证券研究所资料来源WoodMackenzieoxfordenergy国盛证券研究所电解水制氢设备主要由电气设备电解槽气液分离干燥纯化系统构成全套的电解水制氢设备主要由电气设备供电系统电解槽气液分离干燥纯化系统及其他辅助系统补水电控热处理等构成其中电气设备为电解槽主体提供电源同时控制调节装置压力电解槽为电解水制氢设备主体通过加入电解液分离出氢气和氧气气液分离干燥纯化系统将电解液中的氢气进行分离同时进行干燥提纯处理产出高纯度氢气成品其他设备包括补水装置等电解过程需消耗大量的水P5请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表7碱性电解槽整体设备构成一览资料来源Oxfordenergy中国电解水制氢产业蓝皮书2022中船718官方公众号国盛证券研究所电解槽占比设备成本50以上且成本占比随着设备功率提升而增加目前主流电解水制氢方案碱性电解槽PEM来看电解槽仍为设备成本中占比最大的部分且成本占比随着设备功率提升而增加考虑到各项电解槽技术仍在发展中未来设备成本及运维尚有下降空间据Oxfordenergy数据电解槽成本占比整体设备约50电力设备气液分离干燥纯化设备成本占比约1515图表8碱性和PEM路径中电解槽成本占比设备成本均超过50图表9电解槽成本占比随设备功率提升而增加其他系统气液分离纯化系统供电系统电解槽电解槽供电系统气液分离纯化系统其他系统1001009090808070706060505040407230603051505020203010191000碱性PEMSOECAEM1MW10MW100MW资料来源oxfordenergy国盛证券研究所资料来源oxfordenergy国盛证券研究所产业链来看电极和隔膜为电解槽设备核心壁垒1电极电极主要为纯镍的电极材料以镍网为基底喷涂以雷尼镍催化剂是水电解反应的发生场所影响电解槽制氢效率原材料镍基电极通常采用外购喷涂技术为一大壁垒2隔膜一方面隔膜P6请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日隔离阴极产生的氢气与阳极产生的氧气保证出口气体的纯度另一方面隔膜与电解液相容减少电解槽内阻及能耗性能好的隔膜需同时具备高气密性实现氢氧分离和低内阻性实现更低电耗目前仅日本企业东丽公司和国内天津工业大学做的较好图表10碱性电解槽工作原理一览电极和隔膜为核心部件资料来源艾邦氢能源技术网国盛证券研究所迭代方向看我们判断电解槽主要朝大产量高效率和智能化方向发展单槽设备大型化目前市场主流设备容量以1000标方为主即单台设备1小时生产1000标方氢气1公斤112标方1000标方约合90公斤各厂商均致力于提升单槽产氢量从而扩产增收提升单槽产能可主要通过1增加电解小室数量从而增大电解槽体积但易造成电解槽中部下沉影响设备气密性等问题2提升设备电流密度从而提高产氢量但对设备工艺提出更高要求例如需采用内阻更小的隔膜使得设备电流密度提升同时维持能耗减少投资成本高效率提升设备转化效率意味着同样能耗水平产出更多氢气现阶段碱性电解槽转化效率较低SOEC高温下转化率理论值可达100但材料劣化率高平衡设备生命周期和转化效率后性价比低于碱性电解槽我们认为提升转化效率核心在于减少设备直流电耗行业普遍直流电耗水平约47-50头部企业相对更优智能化现阶段电器设备及其他辅助设备主要调节电解槽主体的电源电压以及控制电解液浓度未来随着可再生能源快速扩张叠加储能规模高速增长我们判断设备智能化为一大发展方向即由仅控制设备主体升级为控制设备主体可再生能源及储能系统等13从终端用户经济性看电解槽发展空间短期电解水制氢经济性低于其他制氢方式长期我们判断随着电解槽单槽产量提升叠加可再生能源发电占比提升带动电价下行电解水制氢性价比有望提升煤制氢需要的大型气化设备一次装置单位投资成本在117万元Nm3h之间在煤价2001000元吨时制氢成本为6771214元kg因此更加适合中央工厂集中制氢的规模化生产方式天然气制氢随天然气价格变化制氢成本可以从75元kg增加到243元kg其中天然气原料成本占7090此外由于我国天然气资源有限且含硫量较高处理工艺复杂国内天然气制氢经济型远低于国外P7请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表11煤制氢成本随煤炭价格的变化趋势纵轴煤制氢成本单位图表12天然气制氢成本变化趋势纵轴天然气制氢成本单位为元为元kg横轴煤炭价格单位为元吨kg横轴天然气价格单位为元Nm324314251214122010810945158118106777565200400600800100012345煤炭价格元吨天然气价格元Nm3资料来源未势能源车百智库中国氢能发展路线国盛证券研究所资料来源未势能源车百智库中国氢能发展路线国盛证券研究所工业副产氢除焦炉煤气副产品制氢成本较低外约083133元Nm3折合约93149元kg其他各类工业副产品制氢成本大多在122元Nm3按1公斤等于112标方折算工业副产品制氢成本区间在1344元2240元kg不等电解水制氢以碱性设备为例为简化测算假设中不包含土建和设备维修成本1假设整套电解槽设备950万元折旧年限15年2单标方氢气耗电量5kwh单公斤氢气耗水量10公斤需4人启停维护设备3产能1000标方h电解槽工作时间为8h天合计300天年测算得若电价低至015元kwh电解水制氢成本为131元kg略高于煤制氢成本上限按广东省五市广州珠海佛山中山东莞最新大工业谷电电价021元kwh来看2021年10月起执行电解水制氢成本约166元kg未来随着可再生能源发电占比提升电价有望进一步降低增强电解水制氢经济性图表13工业副产品制氢成本纵轴工业副产品制氢成本单位为元kg图表14中国电解水制氢成本敏感性分析纵轴电解水制氢成本单位为横轴各类工业副产品名称元kg横轴电价单位为元kwh工业副产氢制氢成本元kg252240电解水制氢成本元kg201620162030149024225152151400145618710134420159930142515131010500150170202503035资料来源未势能源车百智库中国氢能发展路线国盛证券研究所资料来源国盛证券研究所碳减排政策出台催化电解槽需求行业自2021年起快速增长据GGII调研统计2021P8请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日年中国电解水制氢设备市场规模超9亿元出货量超350MW据华夏能源网2022年中国碱性电解槽总出货量约800MW同比翻番目前各厂商积极入局电解槽领域全国绿氢项目落地加速我们判断今年行业需求仍能翻倍按2030年中国氢气产量3715万吨电解水制氢500万吨测算我们预计2030年电解槽规模有望超80GW对应市场规模约1160亿元较2022年水平成长空间广阔图表15电解槽规模测算万吨台GW亿元2021A2030E我国氢气产量万吨33003715氢能占比中国终端能源体系3150电解水制氢产量占比01135电解水制氢产量万吨201500折算碱性电解槽设备数台9416577折算碱性电解槽装机规模GW0478289碱性电解槽出货价格万元台950700碱性电解槽市场规模亿元891160资料来源Wind华电重工年报华夏能源网2022年中国氢能行业洞察报告国盛证券研究所2行业现状代替灰氢是主要增量技术方向以碱性为主21需求端绿氢项目以替代灰氢供给加氢站为主长期来看可再生能源电解水制氢是实现清洁性的必要选择考虑减排效益可再生能源与电解水制氢的结合将是最优发展路径综合生产过程碳排放来看水电风电制氢在1kgCO2kgH2以下利用光伏发电这一指标在3kgCO2kgH2以下若使用现有电网电力制氢则排放在3845kgCO2kgH2预计未来可再生能源制氢占比将快速提升从落地项目看绿氢现阶段需求主要为替代灰氢用于工业能源脱碳减排氢气的下游应用主要包括工业和能源两个领域在能源领域氢气作为内燃机或燃料电池的燃料在交通运输建筑方面发挥作用同时氢气也可作为储能的介质具有存储容量高供电时间长存储成本低等诸多优势目前内蒙等可再生资源丰富地区绿氢项目加速落地制得的绿氢主要替代灰氢用于化工行业减排供给加氢站等方向P9请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表16落地项目看绿氢现阶段需求主要为替代灰氢用于工业能源脱碳减排资料来源高工氢电网国盛证券研究所化工领域绿氢为石化化工行业深度脱碳的重要途径钢铁冶金水泥等高耗能工业既是碳排放大户占全球工业碳排放的45又是深度减碳的难点氢能具有良好脱碳能力可直接还原铁等金属若应用于炼钢冶金产业将极大程度降低碳排放同时绿氢是石化化工行业深度脱碳的重要途径据中国证券报和中国储能网信息2021年4月宝丰能源国家级太阳能电解水制氢综合示范项目中所产氢气一方面与宝丰能源现有煤化工装置结合实现甲醇生产过程的降本增效和节能减排另一方面通过与城市氢能源示范公交线路协作等方式拓展应用场景推进氢能产业链的发展能源领域运输储能氢能亦可应用于运输储能领域氢燃料电池系统功率密度大动力系统体积小相较于锂电池具有更高的能量密度与更长的续航里程更适合长距离重载荷运输领域储能领域现有的风电水电光伏等可再生能源储能技术虽能实现零排放但是存在随机性波动性问题存在弃电现象氢能与分布式能源结合能够良好解决该问题未来绿氢的市场将从2030年开始快速提升并且占据主导地位目前由于灰氢技术成熟度高且成本较低灰氢占据氢能主要市场我们判断2030年后随着绿氢生产成本下降减排需求的进一步提升绿氢的市场将有显著的提升据中国氢能联盟研究院预计远期2060年超过75的氢气供应将来自绿氢非化石能源消费占比80P10请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表17绿氢市场空间展望资料来源中国氢能联盟研究院国盛证券研究所22供给端短期碱性电解为最优选择长期PEM具备更大降本潜力技术路径看现阶段电解水制氢主要有四种主流技术碱性电解槽ALKAlkaline技术最为成熟质子交换膜电解槽PEM商业化比例较低固体氧化物电解槽SOEC未完全商业化阴离子交换膜电解槽AEM未完全商业化图表18电解槽技术路径对比一览特性碱性ALK质子交换膜PEM固体氧化物SOEC能源效率60-7570-9085-100运行温度70-9070-80700-1000电流密度Acm02-041-21-10能耗kWhNm45-5538-5026-36启停速度启停较快启停快启停慢电能质量需求稳定电源稳定或波动稳定电源电解质20-30KOHPEM常用NafionYOZrO有腐蚀液体后期运维复杂目前以技术研究为主尚无运系统运维无腐蚀性液体运维简单成本低成本高维需求系统寿命可达20-30年已达10-20年-电解槽成本美元kW400-600约20001000-1500安全性较差较好较差占地面积较大占地面积小未知较好的可再生能源适应性无污部分电能被热能取代转化效技术成熟已实现工业大规特点染成本高PEM更换与贵金属电率高高温限制材料选择尚模应用成本低极商业化水平低未实现产业化法国Mephy美国国外代表企业美国Proton加拿大Hydrogenics-Teledyne挪威Nel中船重工718所中电丰业大连苏州竞立天津大陆制氢国内代表企业物化所安思卓中国航天科技507-中船重工718所所资料来源中国氢能发展路线国盛证券研究所P11请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日碱性ALK电解槽为目前最成熟技术具有操作简单成本较低产业链成熟等优势但不足之处在于效率较低启停较慢与可再生能源耦合性较差电解碱水制氢设备主要由电极电解液阳极阴极和膈膜等组成其中电极和隔膜为核心环节生产碱性电解槽的公司包括隆基阳光电源国富氢能中国华能等1设备效率据北极星储能网援引中国工程科学通常碱性液体电解质电解槽的工作电流密度约025Acm2能源效率约602与可再生能源耦合性碱性电解槽难以快速启停制氢速度难以快速调节因为须时刻保持电解池的阳极和阴极两侧压力均衡防止氢氧气体穿过隔膜混合引起爆炸因此碱性电解槽难以与具有快速波动特性的可再生能源配合质子交换膜PEM电解槽选用具有良好化学稳定性质子传导性气体分离性的全氟磺酸质子交换膜作为固体电解质替代石棉膜能有效阻止电子传递提高电解槽安全性PEM水电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜阴阳极催化层阴阳极气体扩散层阴阳极端板等其中质子交换膜与催化层成本是制约PEM发展的主要因素1质子交换膜质子交换膜是电解槽核心部件目前多采用全氟磺酸膜制备工艺复杂长期被美国和日本企业垄断包括科慕陶氏旭硝子旭化成等价格长期处于高位为降低交换膜成本提升性能国内外企业在重点研发改性全氟磺酸质子交换膜有机无机纳米复合质子交换膜和无氟质子交换膜技术创新国产替代未来有望推动成本下降2电催化剂电催化剂需要具备抗腐蚀性抗氧化良好的比表面积气孔率催化活性电子导电性电化学稳定性等性质目前阴极催化剂材料主要选应用PtPd贵金属及其合金可行的降本路径在于将Pt与过渡金属进行复合或利用石墨烯降低贵金属载量阳极催化剂主要选用IrRu贵金属及其氧化物降本重点在于研发复合氧化物催化剂合金类催化剂和载体支撑型催化剂ALK当前阶段成本更低PEM长期来看有着更大的降本空间且可与波动的可再生能源实现耦合降本空间看碱性电解槽产业链国产化程度较高降本逻辑主要在于规模效应摊薄成本PEM催化剂贵金属含量较高降本逻辑主要在于技术迭代进而减少单槽贵金属用量由于碱性电解槽基本实现国产化且单槽产能达到1000Nm3h因此碱性电解技术可以实现更低的成本所占市场份额更高但是随着质子交换膜与催化剂成本的不断下降PEM电解槽成本将具备更大的下降空间同时考虑到PEM能较好适应可再生能源发电的波动性未来制氢过程可以更好地与可再生能源进行耦合实现绿氢的大规模生产因而市场占比将逐步提升P12请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表19PEM和碱性电解制氢技术未来发展评估2025E2030E2040E2050EPEM电解槽市场占比5102040碱性电解槽市场占比95908060PEM电解系统设备价格元w61238154082碱性电解系统设备价格元w12521150812061资料来源车百智库中国氢能产业发展报告2020国盛证券研究所3自上而下如何看待产业链投资机会31行业需求快速增长竞争格局呈非稳态头部化电解槽需求快速增长全球格局份额相对分散国内格局呈非稳态头部化全球据BNEF2022年全球ALKPEM产能分别为111GW43GW占电解槽总产能比重7228预计2023年全球ALKPEM产能同增65154至202GW109GWALK发展成熟成本较低是电解水制氢的主流技术路径全球电解槽竞争格局较为分散2023年ALK市场CR3为32头部三家生产商为隆基考克利尔竞立ThyssenKruppPEM市场CR3为69集中度相对更高头部三家生产商为PlugPowerITMPowerOhmium国内据2021中国绿氢产业现状与发展前景2021年电解水制氢设备CR3合计市占率达70行业前三均为老牌电解水制氢龙头随着行业需求快速增长以隆基绿能阳光电源为代表的光伏龙头以双良节能为代表的上游设备厂商以及亿利洁能华电重工昇辉科技等公司均宣布入局图表20全球碱性PEM电解槽厂商产能及预计情况一览资料来源氢电邦BNEF国盛证券研究所P13请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表21国内2021年电解槽厂商份额图表22国内2022年电解槽厂商份额中船71813苏州竞立1135中船718考克利天津大陆尔竞立隆基氢能8天津新气其他制氢企业15中电丰业20其他资料来源2021中国绿氢产业现状与发展前景国盛证券研究所资料来源隆基绿能官网势银国盛证券研究所产业链角度看电解槽行业核心环节在于下游渠道电解槽技术壁垒主要在于电极和隔膜考虑到电极为纯镍材料隔膜成本占比相对较低厂商多选择外购以上部件我们判断供应链逐步完善后厂商间难以凭借上游供应链拉开明显差距下游方面电解槽为ToB销售模式客户包括能源集团民企运营商等各公司电解槽出货情况与订单项目规模相关度高此外考虑到国内电解槽具备成本优势出口需求有望提升该趋势下具备品牌客户和渠道优势的厂商有望领跑行业32各方竞争者快速入局看好新势力厂商发展潜力第一类老牌电解水制氢龙头中船718所派瑞氢能公司1984年起利用军工技术开发出加压水电解制氢装置截至目前销售水电解制氢装置一千多台套目前客户包括中石化各国能源公司考克利尔竞立苏州竞立为考克利尔竞立中国区总部2022年绿氢产能达1GW全球市场占有率超35天津大陆公司可生产01Nmh1000Nmh的电解水制氢设备和2Nmh1000Nmh的气体纯化设备碱性水电解制氢装置已形成系列化曾参加氢能方面9个国家标准的编制工作P14请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表23老牌电解水制氢龙头概况单台最大公司成立时间技术路线产能公司概况产氢率718所创立于1派瑞氢能为中船718所全资子公司中船7181966年派瑞氢21984年起利用军工技术开发出加压水电解制氢装所派瑞氢能自1984年开ALKPEM2000Nm3h15GW置能发出水电解制氢3目前可年产碱性制氢装备350台套PEM纯水制装置氢装备120台套以及进行各型加氢站建设1苏州竞立为JohnCockerill集团氢能业务在中国区的总部22021年生产超50台产氢量1000Nmh电解水制苏州竞立1992年ALK1500Nm3h1GW氢设备参与了1200Nmh和1300Nmh电解水制氢设备的研发和生产32022年绿氢产能达1GW全球市场占有率超351公司可生产01Nmh1000Nmh的电解水制氢设备和2Nmh1000Nmh的气体纯化设备天津大陆1994年ALK1000Nm3h-2公司主要客户包括普莱克斯亚洲工程有限宝钢集团本溪钨钼洛阳石化长兴电厂核工业部202厂福耀浮法玻璃株洲硬质合金厂等资料来源高工氢电北极星氢能网各公司官网国盛证券研究所第二类光储龙头隆基股份2018年起对氢能产业链进行战略研究并于2021年3月成立隆基氢能控股子公司2023年2月发布ALKHi系列产品直流能耗满载状态低至41kwhNm3阳光电源专注于可再生能源制氢环节已推出国内可量产功率最大的PEM电解槽功率达到250kw同时布局光伏离网制氢系统的研发最高额定产氢能力为1000Nmh图表24光储龙头电解水制氢布局一览公司技术路线产能GW氢能布局客户12018年起对氢能产业链进行战略研究22021年3月成立控股子公司隆基氢能聚焦电解水制氢设备规划2022年末万华化学中国化隆基绿能ALK和可再生能源制氢系统解决方案达到15GW学等32023年2月发布碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品直流电耗满载状况下低至41kWhNm2021年6月成立阳光氢能2021年3月阳光电源发布国内首款最大功率SEP50PEM制氢阳光电源ALKPEM-电解槽50Nmh250kw-2022年4月阳光氢能与正能集团合作打造鄂尔多斯首个氢能源制储用一体化项目资料来源各公司公告各公司公众号国盛证券研究所P15请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日第二类优质设备厂商双良新能源2022年9月21日双良节能子公司双良新能源举行首套1000Nmh绿电智能制氢系统下线仪式双良绿电制氢装备智造基地规划厂房面积超10000平方米能够实现年化1000-1500Nmh电解槽100台套的产能亿利洁能12020年8月投资设立宁波氢能创新中心有限公司公司持股10积极布局氢能源产业2目前公司已完成单台1000标方产量制氢装置气液分离系统氢气纯化系统的工艺结构设计3优势光氢化一体化融合发展公司拥有达拉特库布其两大工园区在制氢和用氢两端拥有近15年丰富的实践和管理经验成熟的技术和运营团队华电重工1已完成电解槽自行开发与生产并将产品投入市场22022年5月以现金25亿元收购深圳通用氢能51股权通用氢能主要从事质子交换膜燃料电池关键材料的开发与生产拥有氢能燃料电池核心材料产品气体扩散层质子交换膜及催化剂的生产配方生产工艺核心技术昇辉科技1氢能布局2021年8月设立控股子公司昇辉新能源聚焦氢能产业从氢能储能等核心产业环节资本投资方面参股氢燃料电池电堆-国鸿氢能氢能源汽车整车制造-飞驰汽车膜电极-鸿基创能三家公司完善产业链布局2电解槽产品2023年1月公司联营企业广东盛氢制氢开发的1000标方制氢设备下线采用碱性技术路线氢气纯度达999995工作压力在16Mpa华光环能成功实现了碱性水电解槽制氢技术装备及系统集成的成功落地完成了30m3h制氢设备及系统的研发和生产设备已发往成都进行中试试验P16请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日图表25新势力厂商电解水制氢布局一览公司布局电解槽时间技术路线氢能布局2022年9月江苏双良12022年9月子公司江苏双良新能源首套绿电智能制氢系统最大产氢量双良节新能源首套电解槽发ALK1100Nm3h下线双良绿电制氢装备智造基地规划厂房面积超10000平方米能货能够实现年化1000-1500Nm3h电解槽100台套的产能12020年投资设立宁波氢能公司持股1022H1公司已完成单台1000标方产量制氢装置气液分离系统氢气纯化系统的工艺结构设计亿利洁2020年投资设立宁波2优势光伏氢能化工一体化融合发展拥有达拉特库布其两大工园-能氢能区制氢产量大3公司三峡鄂尔多斯签订合作投资协议共同投资设立三峡亿利从事光伏治沙及氢能储能经营公司持股50121年公司氢能业务收入10万以上22年5月公司以现金250亿元通过受让股权及增资扩股相结合方式持股深圳氢能51华电重2022年5月投资控股ALK222年末公司与氢能科技签署内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制工深圳氢能持股51氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分合同金额为345亿元含税预计2023年内投产1氢能布局2021年8月设立控股子公司昇辉新能源聚焦氢能产业从氢能储能等核心产业环节资本投资方面参股氢燃料电池电堆-国鸿氢能氢能源汽车昇辉科21H2设立控股子公司ALK整车制造-飞驰汽车膜电极-鸿基创能三家公司完善产业链布局技昇辉新能源2电解槽产品2023年1月公司联营企业广东盛氢制氢开发的1000标方制氢设备下线采用碱性技术路线氢气纯度达999995工作压力在16Mpa22H1与大连理工大学合作成立零碳工程技华光环1成功实现了碱性水电解槽制氢技术装备及系统集成的成功落地完成了30m3h术研究中心进行电解ALK能制氢设备及系统的研发和生产设备已发往成都进行中试试验水制氢等示范项目的开发资料来源各公司公告各公司公众号国盛证券研究所投资建议电解槽企业设备订单加速放量推荐龙头企业隆基绿能阳光电源优质设备供应商双良节能亿利洁能华电重工昇辉科技华光环能风险提示政策支持力度不及预期当前行业发展依赖于政策补贴与政策支持若后续政策支持力度减弱行业发展或不及预期假设和测算存在误差文中关于成本与市场规模的测算均建立在一定假设上包括技术按照一定节奏迭代创新进而推动应用端成本下降等经济性提升的背景下若技术进步过程不及预期相关市场规模与空间的测算存在下修的风险P17请仔细阅读本报告末页声明2023年03月03日免责声明国盛证券有限责任公司以下简称本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格本报告仅供本公司的客户使用本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户在任何情况下本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任本报告的信息均来源于本公司认为可信的公开资料但本公司及其研究人员对该等信息的准确性及完整性不作任何保证本报告中的资料意见及预测仅反映本公司于发布本报告当日的判断可能会随时调整在不同时期本公司可发出与本报告所载资料意见及推测不一致的报告本公司不保证本报告所含信息及资料保持在最新状态对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改投资者应当自行关注相应的更新或修改本公司力求报告内容客观公正但本报告所载的资料工具意见信息及推测只提供给客户作参考之用不构成任何投资法律会计或税务的最终操作建议本公司不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户不构成客户私人咨询建议投资者应当充分考虑自身特定状况并完整理解和使用本报告内容不应视本报告为做出投资决策的唯一因素投资者应注意在法律许可的情况下本公司及其本公司的关联机构可能会持有本报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易也可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行财务顾问和金融产品等各种金融服务本报告版权归国盛证券有限责任公司所有未经事先本公司书面授权任何机构或个人不得对本报告进行任何形式的发布复制任何机构或个人如引用刊发本报告需注明出处为国盛证券研究所且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改分析师声明本报告署名分析师在此声明我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力本报告所表述的任何观点均精准地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法结论不受任何第三方的授意或影响我们所得报酬的任何部分无论是在过去现在及将来均不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系投资评级说明投资建议的评级标准评级说明评级标准为报告发布日后的6个月内公司股价或行业买入相对同期基准指数涨幅在15以上指数相对同期基准指数的相对市场表现其中A股市增持相对同期基准指数涨幅在515之间股票评级场以沪深300指数为基准新三板市场以三板成指针持有相对同期基准指数涨幅在-55之间对协议转让标的或三板做市指数针对做市转让标的减持相对同期基准指数跌幅在5以上为基准香港市场以摩根士丹利中国指数为基准美股增持相对同期基准指数涨幅在10以上市场以标普500指数或纳斯达克综合指数为基准中性相对同期基准指数涨幅在-1010之行业评级间减持相对同期基准指数跌幅在10以上国盛证券研究所北京上海地址北京市西城区平安里西大街26号楼3层地址上海市浦明路868号保利One561号楼10层邮编100032邮编200120传真010-57671718电话021-38124100邮箱gsresearchgszqcom邮箱gsresearchgszqcom南昌深圳地址南昌市红谷滩新区凤凰中大道1115号北京银行大厦地址深圳市福田区福华三路100号鼎和大厦24楼邮编330038邮编518033传真0791-86281485邮箱gsresearchgszqcom邮箱gsresearchgszqcomP18请仔细阅读本报告末页声明