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綠氫,第四次能源革命的載體
來源: | 作者:佚名 | 發(fā)布時間: 2023-03-22 | 174 次瀏覽 | 分享到:
氫能是一種來源豐富、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。氫能的核心驅(qū)動因素可總結(jié)為三點:1)能源發(fā)展的規(guī)律結(jié)果;2)“碳達(dá)峰、 碳中和”的必然選擇;3)緩解能源危機(jī),擺脫地域資源約束。 全球能源向著減碳加氫的方向發(fā)展,而氫能是能源變革的規(guī)律結(jié)果。從能源革命的 層面看,能源結(jié)構(gòu)由以煤碳為主,轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元能源結(jié)構(gòu),每一次能源 變革都向著能量密度提高、環(huán)保經(jīng)再生型轉(zhuǎn)變。能源系統(tǒng)本質(zhì)上為碳?xì)湎到y(tǒng),氫比例越 高,能源越干凈、熱值越高,因此從高碳燃料向低碳燃料轉(zhuǎn)變,最終答案指向完全不含 碳的氫能,而氫氣來源廣泛、熱值高、清潔無碳,被譽(yù)為“21 世紀(jì)終極能源”。

1. 氫能是未來重要的產(chǎn)業(yè)方向

1.1. 核心驅(qū)動因素

氫能是一種來源豐富、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。氫能的核心驅(qū)動因素可總結(jié)為三點:1)能源發(fā)展的規(guī)律結(jié)果;2)“碳達(dá)峰、 碳中和”的必然選擇;3)緩解能源危機(jī),擺脫地域資源約束。 全球能源向著減碳加氫的方向發(fā)展,而氫能是能源變革的規(guī)律結(jié)果。從能源革命的 層面看,能源結(jié)構(gòu)由以煤碳為主,轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元能源結(jié)構(gòu),每一次能源 變革都向著能量密度提高、環(huán)保經(jīng)再生型轉(zhuǎn)變。能源系統(tǒng)本質(zhì)上為碳?xì)湎到y(tǒng),氫比例越 高,能源越干凈、熱值越高,因此從高碳燃料向低碳燃料轉(zhuǎn)變,最終答案指向完全不含 碳的氫能,而氫氣來源廣泛、熱值高、清潔無碳,被譽(yù)為“21 世紀(jì)終極能源”。

全球碳中和已達(dá)成共識,而氫能為深度脫碳的必然選擇。為積極應(yīng)對全球氣候和環(huán) 境變化挑戰(zhàn),滿足《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)要求,國際各主要經(jīng)濟(jì)體加快了能源綠色低碳 轉(zhuǎn)型進(jìn)程,全球碳中和已達(dá)成共識,歐洲、北美、日韓均規(guī)劃 2050 年前實現(xiàn)碳中和。我 國規(guī)劃 2030 年前達(dá)到峰碳值,2060 年實現(xiàn)碳中和。而支持雙碳目標(biāo)增量的將是不含碳 的太陽能等可再生能源,但其具有間歇性和波動性,必須大規(guī)模發(fā)展儲能,并從源頭上 解決能源的無碳化,有電化學(xué)儲能、氫儲能等方式,電化學(xué)儲能中,電池是一個短周期、 高頻率、分布式的儲能裝置,但若需要大規(guī)模、集中式、長周期的儲能,只能選擇氫能。 因此氫能尤其是綠氫,是深度脫碳的必然選擇。

擺脫傳統(tǒng)資源的地域束縛,掌控能源領(lǐng)域的自主性。由于不可再生能源的過度開發(fā), 全球面臨著嚴(yán)重能源危機(jī),同時全球能源資源分布不均勻。石油方面,全球石油資源主 要分布在中東地區(qū)、中南美洲以及北美洲,而中國的石油資源占比僅為 1.5%。鋰資源方 面,全球 58%的鋰資源集中在南美玻利維亞、阿根廷和智利,而中國的鋰資源量占比為 5.9%。因此擺脫資源依賴,強(qiáng)化自主可控是我們發(fā)展的必經(jīng)之路。而氫是自然界最普遍 存在的元素,氫氣可取自水、天然氣、化工廢氣、丙烷、甲醇等,原料來源極廣,可以真正做到擺脫資源束縛,是國內(nèi)自主可控的關(guān)鍵。

1.2. 優(yōu)勢:環(huán)保、熱值高、來源多樣、儲運(yùn)靈活、損耗少

氫能具備清潔低碳、熱值高、來源多樣、儲運(yùn)靈活、損耗少等優(yōu)勢,被譽(yù)為 21 世 紀(jì)的“終極能源”。1)環(huán)保:與傳統(tǒng)的化石燃料不同,氫氣和氧氣可以通過燃燒產(chǎn)生熱 能,也可以通過燃料電池轉(zhuǎn)化成電能;而在氫轉(zhuǎn)化成電和熱的過程中,只產(chǎn)生水,并不 產(chǎn)生溫室氣體或細(xì)粉塵;2)熱值高:其熱值可達(dá)到 143MJ/kg,約為汽油的 3 倍,酒精 的 3.9 倍,焦炭的 4.5 倍;3)來源多樣:可以使用水電解制備,也可以通過化石燃料、 生物化學(xué)法、副產(chǎn)氣體回收等多種方式制?。?)儲運(yùn)靈活:氫可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的 金屬氫化物等形態(tài)出現(xiàn),能適應(yīng)不同場景的要求;5)損耗少:可以取消遠(yuǎn)距離高壓輸 電,以遠(yuǎn)近距離均可的管道輸氫為取代,安全性相對提高,能源無效損耗減少。 氫氣作為能源載體和儲能方式,可以配合可再生能源形成低碳能源體系,是工業(yè)深 度脫碳與新能源深度脫網(wǎng)的結(jié)合。氫氣可由可再生能源制備,可再生能源發(fā)電,再電解 水制氫,從源頭上杜絕了碳排放。此外通過轉(zhuǎn)化為氫儲能,可以將可再生能源規(guī)?;?/span> 入能源體系,同時解決了可再生能源消納問題,避免棄風(fēng)、棄光、棄水現(xiàn)象,最終構(gòu)筑 以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

1.3. 各國政策持續(xù)加碼,海外綠氫加速發(fā)展

各國氫能政策不斷加碼,海外綠氫加速發(fā)展。全球積極推進(jìn)氫能發(fā)展,其中近年來 在碳中和+能源安全雙輪驅(qū)動下,大力發(fā)展可再生能源制氫。 中國:非化工區(qū)制氫松綁+發(fā)布電解制氫補(bǔ)貼,23 年綠氫進(jìn)入快速發(fā)展期。近年中 央頂層設(shè)計逐步完善,發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》。多地響應(yīng)國 家氫能發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)布本地氫能規(guī)劃,疊加風(fēng)光大基地鼓勵就地消納,倒逼綠氫項目建設(shè), 已有 4 個省級行政區(qū)、3 個市級行政區(qū)發(fā)布關(guān)于新能源制氫制度松綁的相關(guān)政策,并通 過直接生產(chǎn)補(bǔ)貼、電價優(yōu)惠和配套獎勵(風(fēng)光指標(biāo))支持綠氫發(fā)展,國內(nèi)綠氫招標(biāo)密集 落地,23 年行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。

歐洲:通過 CBAM 碳關(guān)稅,綠氫進(jìn)入實質(zhì)發(fā)展階段。將在 2030 年達(dá)到 1000 萬噸 綠氫產(chǎn)能,本土至少安裝 40 GW 的電解槽產(chǎn)能(至 2024 年達(dá)到 6 GW),CBAM 碳關(guān)稅 范圍擴(kuò)展至氫氣,灰氫和藍(lán)氫將收取關(guān)稅,其中綠氫更具經(jīng)濟(jì)性,為發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。 22 年 12 月,西班牙、葡萄牙和法國啟動 H2Med 能源互聯(lián)項目,氫氣管道預(yù)計每年運(yùn)輸 200 萬噸綠氫,并將于 2030 年投入使用,綠氫進(jìn)入實質(zhì)發(fā)展階段。 美國:IRA 提供最高 3 美元/kg 的稅收抵免,大幅推動綠氫商業(yè)化進(jìn)程。22 年公布 《國家清潔氫戰(zhàn)略與路線圖》,規(guī)劃 2030/2040/2050 年生產(chǎn) 1000/2000/5000 萬噸清潔氫 能源,計劃到 2030 年成本降至 2 美元/kg,2035 年降至 1 美元/kg。同時,IRA 法案大幅 推動綠氫商業(yè)化進(jìn)程,為其提供最高 3 美元/kg 的稅收抵免,預(yù)計為美國多地綠氫生產(chǎn) 成本減半。此外《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》計劃提供 80 億美元建設(shè)區(qū)域清潔氫中心,10 億美 元開發(fā)水電解制氫技術(shù),5 億美元支持制氫和再循環(huán)計劃。

日本:氫能政策、資金、技術(shù)完善,大力發(fā)展海上運(yùn)輸鏈。日本通過完善的法律法 規(guī)、政府的資金扶持及廣泛的國際合作,將在 2030 年前后建立商業(yè)規(guī)模的供應(yīng)鏈,制 氫成本降低到 30 日元/Nm3,并達(dá)到 300 萬噸/年,到 2050 年實現(xiàn) 2000 萬噸/年。但受限 于自然資源稀缺、土地面積受限,日本可再生能源制氫成本高,因此需要高度依賴海外 進(jìn)口,主要依靠海上運(yùn)氫,構(gòu)建液化氫+甲基環(huán)己烷(MCH)運(yùn)輸鏈,日本與澳大利亞、 文萊、挪威和沙特阿拉伯就氫燃料采購問題進(jìn)行合作。 韓國:多項激勵措施推動氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展,2030 年構(gòu)建 100 兆瓦級綠氫量產(chǎn)體系。2020 年 2 月,韓國頒布全世界首部《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》,圍繞氫定價機(jī)制、氫能 基礎(chǔ)設(shè)施以及氫全產(chǎn)業(yè)鏈的安全管理提出了系統(tǒng)的法律框架。政府計劃 2030 年構(gòu)建 100 兆瓦級綠氫量產(chǎn)體系,2040 年建立海外制氫基地,通過進(jìn)口滿足綠氫需求,成本下降到 3000 韓元/kg,2050 年氫進(jìn)口代替原油進(jìn)口、氫能覆蓋大型工業(yè)用能的發(fā)展目標(biāo)。

2. 市場空間:綠氫替代空間廣闊,碳排放趨嚴(yán)催生新應(yīng)用場景

2.1. 氫氣來源:綠氫替代灰氫已成趨勢

全球純氫產(chǎn)量達(dá) 7000 萬噸,中國為第一大制氫國。根據(jù)國際能源署,2021 年全球 氫氣總產(chǎn)量(含合成氣)約 9400 萬噸,同比增長 5.5%,占全球終端能源比重約 2.5%, 其中每年純氫制備產(chǎn)量約為 7000 萬噸。伴隨世界各國減排承諾方案的推進(jìn),預(yù)計 2030 年全球氫氣產(chǎn)量有望突破 1.5 億噸。自 2020 年“雙碳”目標(biāo)提出以來,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā) 展加速,氫能產(chǎn)量由 2017 年的 1915 萬噸增長至 2021 年的 3300 萬噸,5 年 CAGR 達(dá) 14.6%,2021 年 32%的同比增速更是創(chuàng)下新高。

灰氫為當(dāng)前主流制氫方式,無碳排放的綠氫將逐步取代灰氫。氫制取來源包括化石 能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫、電解水制氫、其他可再生能源制氫等方式,根據(jù)制氫工藝 和二氧化碳排放量的不同,可劃分為灰氫、藍(lán)氫和灰氫三種路徑,其中灰氫指通過化石 燃料燃燒/工業(yè)副產(chǎn)轉(zhuǎn)化而來的氫能,生產(chǎn)過程中釋放大量的二氧化碳,無法實現(xiàn)零碳生 產(chǎn),因技術(shù)成熟且成本較低,成為當(dāng)前主流制氫方式,占當(dāng)前全球氫氣產(chǎn)量的 95%;藍(lán) 氫是在灰氫的基礎(chǔ)上利用碳捕捉封存技術(shù)(CCUS)減少生產(chǎn)過程中的碳排放,實現(xiàn)低 碳制氫,作為過渡性的技術(shù)手段;綠氫則是通過光伏發(fā)電、風(fēng)電及太陽能等可再生能源 電解水制氫或生物質(zhì)等其他環(huán)保方式制氫,在制備過程中不會產(chǎn)生二氧化碳,為真正意 義上的綠色環(huán)?!傲闾?xì)錃狻?,目前受制于技術(shù)門檻和較高成本,尚未實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

目前化石能源是全球氫氣生產(chǎn)的主要來源,電解水制氫占比僅 0.04%。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu) 來看,2021 年全球 9400 萬氫氣產(chǎn)量主要來源于化石能源制氫,占比高達(dá) 81%,其中煤 制氫占全球產(chǎn)量的 19%;天然氣制氫全球占比高達(dá) 62%,低碳排放制氫占比僅 0.7%, 其中電解水制氫產(chǎn)量僅 3.5 萬噸,占比 0.04%。從我國制氫結(jié)構(gòu)來看,由于我國天然氣 緊缺依賴進(jìn)口,煤炭資源豐富,我國氫能生產(chǎn)來源主要以煤炭為主,2020 年我國煤制氫 占比高達(dá) 62%,天然氣制氫占比 19%,工業(yè)副產(chǎn)氫占比 18%,電解水制氫占比達(dá) 1%。

相較灰氫,綠氫在碳排放、儲能、制氫純度和生態(tài)循環(huán)方面具有顯著優(yōu)勢。 1)綠氫具備“零碳排”的制備優(yōu)勢,減碳空間極大。煤制氫路線下每生產(chǎn) 1 噸氫 氣平均需要消耗煤炭約 6-8 噸,排放 15-20 噸左右的二氧化碳,此外還會產(chǎn)生大量高鹽 廢水及工業(yè)廢渣。天然氣制氫路線下每噸氫氣的生成將排放 9-11 噸二氧化碳。根據(jù) IEA, 2021 年全球 9400 萬噸氫氣產(chǎn)量的二氧化碳排放量超 9000 萬噸,低碳排制氫產(chǎn)量不足 100 萬噸?;覛錅p碳空間極大,而綠氫在制備過程中幾乎不排放溫室氣體,每生產(chǎn) 1 噸 氫氣碳排量僅 0.03 噸,在雙碳目標(biāo)要求下灰氫勢必被更清潔的綠氫所取代。

2)綠氫儲能具有規(guī)模大、時間長、儲存與轉(zhuǎn)化形式多樣等優(yōu)勢,可解決新能源消 納問題。近年來新能源的迅速發(fā)展使得電力輸送和綜合消納等困難凸顯,而可再生能源 發(fā)電的隨機(jī)性、季節(jié)性、反調(diào)峰特性及不可預(yù)測性導(dǎo)致部分電能品質(zhì)較差,疊加儲能技 術(shù)有限,“棄風(fēng)棄光”問題快速增長。而用新能源發(fā)電制氫,有利于提高可再生能源利用 效率,助力消納新能源“棄風(fēng)棄光”問題。綠氫作為儲能的方式,或?qū)⒕G氫轉(zhuǎn)為綠氨、 綠醇,具備以下優(yōu)勢:①儲能規(guī)模大且時間長:電化學(xué)儲能的容量是兆瓦級(MW),儲 能時間是 1 天以內(nèi);抽水蓄能容量是吉瓦級(GW),儲能時間是 1 周-1 個月;而氫能儲 能的容量是太瓦級(TW),時間可以達(dá)到 1 年以上;②可跨長距離儲能:氫儲能可以做 到跨區(qū)域長距離儲能;③能量轉(zhuǎn)化形式多樣化: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。

3)綠氫制氫純度高。不同制氫方式所得的氫氣純度不同,采用電解水綠氫方式制 氫,氫氣純度最高,其中 PEM 水電解制氫初產(chǎn)物氫含量便高達(dá) 99%,提純后純度進(jìn)一 步提升至 99.999%,具有明顯優(yōu)異性,適用于對氫氣純度、雜質(zhì)含量要求苛刻的冶金、 陶瓷、電子、航天航空等行業(yè)。

綠氫逐步取代灰氫成為必然。根據(jù)主要國際能源組織的預(yù)測,到 2050 年全球的綠 氫產(chǎn)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于藍(lán)氫。IEA 預(yù)測 2030 年電解水制氫及生物質(zhì)制氫等綠氫產(chǎn)量占比將 達(dá) 34%,2050 年全球綠氫產(chǎn)量將達(dá) 3.23 億噸,較藍(lán)氫產(chǎn)量高 58%。至 2060 年,幾乎 全部的氫氣需求都將由低排放技術(shù)滿足,其中近 80%是電解水制氫,屆時電解水制氫將 成為具有成本競爭力的制氫工藝,耦合 CCUS 的化石能源制氫產(chǎn)量則將滿足 16%的氫 氣需求。而彭博新能源財經(jīng)則預(yù)測 2050 年全球氫能產(chǎn)量將達(dá)到 8 億噸,且全為綠氫。

2.2. 氫氣應(yīng)用:助力工業(yè)領(lǐng)域脫碳,綠氫催生新增需求

氫能的應(yīng)用場景集中在交通、工業(yè)、發(fā)電及建筑四大領(lǐng)域。其中,交通、工業(yè)為主 要應(yīng)用領(lǐng)域,建筑、發(fā)電和供熱等仍然處于探索階段。根據(jù) IEA,2021 年全球氫能需求 超 9400 萬噸,同比增長 5%,其中大部分新增需求來自于工業(yè)領(lǐng)域中的化學(xué)工業(yè)(300 萬噸)和煉油工業(yè)(近 200 萬噸);在交通、建筑、發(fā)電等領(lǐng)域的新應(yīng)用需求增長至 4 萬 噸,大部分由公路領(lǐng)域氫燃料貢獻(xiàn),其同比增速高達(dá) 60%,反應(yīng)氫燃料電池電動車需求 的加速釋放,尤其是國內(nèi)重卡領(lǐng)域。整體來看,2021 年全球氫能主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域, 煉油/合成氨/甲醇/鋼鐵用氫占比分別為 42.2%、35.8%、15.5%和 5.5%,其他領(lǐng)域用氫占 比僅為 1%。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%。

綠氫空間:短期用于合成氨、甲醇制備,長期增量空間來自交通領(lǐng)域、天然氣加氫、 煉鋼用氫。當(dāng)氫作為原料時,1)短期工業(yè)領(lǐng)域的氫脫碳可通過提升綠氫滲透率減少生 產(chǎn)過程中的碳排放,即以更低碳或零碳的途徑獲取現(xiàn)有用于原料的氫,將煤、天然氣制 灰氫升級為電解水制綠氫生成綠色甲醇和綠氨,該領(lǐng)域一年需求超 5000 萬噸,未來超 50%可被替代,且進(jìn)程最快;2)長期氫有望直接取代部分化石原料,如在煉鐵/煉鋼過 程中以綠氫取代焦炭作為還原劑實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的“零排放”、在交通領(lǐng)域替代石油、在天 然中摻氫減少天然氣用量,長期這些領(lǐng)域空間較大,以煉鋼為例,若完全替代焦炭,綠 氫需求超 1 億噸。

1)合成氨:預(yù)期未來平穩(wěn)增長,綠氫可滲透空間超 3000 萬噸:2021 年全球合成氨 產(chǎn)量 1.5 億噸,其中國內(nèi) 0.52 億噸,按照一噸合成氨需 0.18 噸氫氣,分別對應(yīng)氫氣需求 2700 萬噸及 1000 萬噸。合成氨 70-80%用于化肥領(lǐng)域;10-20%應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,用于生 產(chǎn)硝酸和尿素;約 1%用于民用炸藥,我們預(yù)計預(yù)期合成氨未來每年增長 1%-3%。目前, 國內(nèi)合成氨行業(yè)的能耗構(gòu)成中,煤占比 76%(無煙塊煤 65%),天然氣占比 22%,其他 2%。目前綠氫在合成氨領(lǐng)域已應(yīng)用率先放量,在該領(lǐng)域,未來綠氫可替代空間 3000 萬 噸以上。

2)甲醇:甲醇航運(yùn)燃料催生綠氫新需求。2022 年我國甲醇產(chǎn)量約 7900 萬噸+,同 比微增 2%,預(yù)估全球需求 1.4 億噸。甲醇生產(chǎn)端看,約 65%的甲醇生產(chǎn)來源于天然氣 重整,35%來源于煤氣化,若按照一噸甲醇需 0.13 噸氫氣,對應(yīng)氫氣需求分別為 1020 萬噸和 1850 萬噸。甲醇下游需求為烯烴、甲醛、甲醇汽油、醋酸、二甲醚、MTBE 等, 其中烯烴占 55%,甲醛與甲醇汽油次之,均約占 10%左右,生產(chǎn)醋酸、二甲醚、MTBE 均約占 6%左右。

我們預(yù)計甲醇傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域平穩(wěn)增長,而甲醇航運(yùn)燃料將為新增市場。22 年歐盟 正式將航運(yùn)業(yè)納入碳市場,24 年開始考核,對于 5000GT 以上船只,按照 2024 年排放 量的 40%、2025 年排放量的 70%、2026 年后排放量的 100%逐步納入配額管理,且除了 二氧化碳,26 年也將正式考核甲烷、一氧化二氮(影響液化天然氣船只)。因此自 22 年 開始,全球甲醇雙燃料船訂單明顯增加,且將應(yīng)用由綠氫制成的綠色甲醇。22 年前三季 度,甲醇船舶占新增訂單比重預(yù)期為 3%,占替代燃料船舶比重為 6%,預(yù)計隨著歐洲船 舶碳考核時間節(jié)點趨近,后續(xù)訂單將明顯增長。按照 1 艘 5 萬噸載重量雙燃料船舶每年 耗甲醇 5 萬噸測算,預(yù)計到 2030 年新增甲醇船舶滲透率 9%,當(dāng)年對應(yīng)耗費(fèi)氫量超 500 萬噸。

3)氫燃料汽車:重卡領(lǐng)域有望實現(xiàn)突破。2022 年全球氫燃料電池乘用車銷 1.5 萬 輛,同比持平,其中韓國銷售 1 萬量,主要為現(xiàn)代 nexo。國內(nèi)氫燃料車型主要為商用車, 22 年銷售為 4782 輛,同比增長 155%,其中重卡為 2465 輛。氫燃料電池的特性決定其 適用于固定路線、中長途干線和高載重的場景,有望在重卡領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,且隨著試點項目推廣,有望明顯增長。按照氫燃料乘用車年 5%增長,到 2030 年銷量 3 萬輛;氫燃 料商用車快速增長,到 2030 年氫燃料商用車銷量 28 萬輛,滲透率 1%,累計銷量超 60 萬輛,按照每輛商用車百公里耗氫量 10kg,年行程 10 萬公里,則對應(yīng) 2030 年氫氣需求 超 700 萬噸。

4)鋼鐵行業(yè):遠(yuǎn)期綠氫滲透空間較大,但過程緩慢。全球年產(chǎn)鋼鐵 18 億噸,碳排 放占全球碳排放 8%,碳排放密集程度最高、最難脫碳的行業(yè)之一。傳統(tǒng)煉鋼工藝使用 焦炭作為還原劑,冶煉工藝分為長流程和短流程兩種,長流程鋼材生產(chǎn)大體可以分為兩 個環(huán)節(jié):煉鐵環(huán)節(jié)(高溫下焦炭與 O2 反應(yīng)生成 CO,CO 將鐵礦石還原成鐵水)和煉鋼 環(huán)節(jié)(高溫下鐵水中部分碳被氧化)。短流程通過電爐將廢鋼冶成粗鋼。用綠氫替代焦炭 作為還原劑,最具前景的鋼鐵行業(yè)脫碳解決方案之一??紤]到長流程高爐煉鐵是我國主 流生產(chǎn)路線,我國的氫能煉鋼技術(shù)發(fā)展會首先使用部分氫氣代替化石燃料,通過高爐噴 氫氣代替部分化石能源的方法來實現(xiàn)初步富氫減排效果,該方法設(shè)備改造難度小,但減 排不徹底。未來若綠氫制備成本降低,且工藝成熟,可實現(xiàn)純氫煉鋼,氫氣完全替代焦 炭。

假設(shè)按照綠氫 15 元/kg 的較低水平測算,高爐噴氫成本較傳統(tǒng)焦炭還原法高 5%; 而純氫法較傳統(tǒng)焦炭法能源成本雖僅略高,但設(shè)備需完全改造、工藝難度大且不成熟, 因此量產(chǎn)應(yīng)用仍需長時間,目前廠商替換意愿較弱。但瑞典鋼鐵集團(tuán)也提出 2045 年實 現(xiàn)無化石煉鋼,我們測算若 2030 年鋼鐵領(lǐng)域綠氫還原滲透率近 1%,則對應(yīng)綠氫需求 100 萬噸,2050 年滲透率提升至 20%+,對應(yīng)綠氫需求 3000 萬噸以上。

5)建筑領(lǐng)域:天然氣摻氫想象空間廣闊,多國已開始推進(jìn)。摻氫是天然氣領(lǐng)域降 碳的一種有效方式,全球天然氣需求 4 萬億立方,摻氫理論比例可為 10-20%,若按照 10%的比例,對應(yīng)氫氣需求 3600 萬噸。但目前主要面臨技術(shù)端及成本端難點,技術(shù)方面 并非所有天然氣管道均適用于摻氫運(yùn)輸,不同國家的管道對摻氫比例要求不同,其次在 終端應(yīng)用的安全性、設(shè)備適配性等標(biāo)準(zhǔn)需完善;成本端看,氫氣的熱值為天然氣的 1/3, 而當(dāng)前綠氫按照 15 元/kg 成本的 3 倍測算(1.3 元/立方*3),遠(yuǎn)高于天然氣的 2-3 元/立 方成本,因此目前該技術(shù)尚不成熟。但歐洲多國已啟動摻氫項目,若均落地則年摻氫量 將超 200 萬噸。我們預(yù)測 2030 年天然氣摻氫或?qū)咏?100 萬噸綠氫需求。

2.3. 綠氫空間:成本為限制瓶頸,零碳加持加速替代灰氫

電費(fèi)為水電解制氫降本核心:電價及電耗,遠(yuǎn)期有望低至 8 元/kg。目前國內(nèi)最成 熟的電解水制氫技術(shù)為堿性電解,整個制氫成本主要在于電費(fèi)和設(shè)備折舊,其中電費(fèi)占 比 70%-90%,折舊占比 10%-30%。按照年生產(chǎn)時間 2000 小時,電耗 5 kwh/標(biāo)方,電價 0.3 元/kwh,1000 標(biāo)方的電解槽制氫成本為 25 元/kg;理想情況下,按照電耗 4 kwh/標(biāo) 方,電價 0.15 元/kwh,對應(yīng)成本為 15 元/kg,則基本可與天然氣制氫平價;若綠氫與風(fēng) 光、風(fēng)電耦合,年利用小時提高至 4000 小時以上,則成本有望進(jìn)一步下降至 11 元/kg 以內(nèi),則基本可以實現(xiàn)與煤制氫平價。遠(yuǎn)期看,若電價達(dá)到 0.1 元/kwh,電耗下降至 3.5 kwh/標(biāo)方,則綠氫成本可降至 8 元/kg,低于煤制氫。

相較于傳統(tǒng)制氫方式,水電解制氫平價尚需時日。傳統(tǒng)的煤炭制氫,主要有三種方 式,一是煤氣化制氫、二是煤焦化制氫、三是煤轉(zhuǎn)為甲醇再制氫。國內(nèi)主要以成本低的 煤氣化制氫技術(shù)路線為主。煤的氣化制氫工藝包括氣化劑反應(yīng)、煤氣凈化、CO 轉(zhuǎn)換、 變壓吸附提純。一般大型煉化廠有配套煤制氫設(shè)備,自產(chǎn)自用,避免氫氣運(yùn)輸。我們按 照 9 萬標(biāo)方/h 的裝置,投資 17 億,年工作時間近 8000 小時,1 噸氫氣耗 3.8 噸無煙煤, 無煙煤價格按照近 1800 元/噸,測算煤制氫成本 9.6 元/kg,若無煙煤價格下降至 1500 元 /噸,則成本將降至 8.6 元/kg。天然氣制氫是以天然氣為原料,用水蒸氣作為氧化劑,來 制取富氫混合氣,我們按照 3000 萬標(biāo)方/h 的裝置,投資 0.4 億,年工作時間近 8000 小 時,1 標(biāo)方氫氣耗 0.45 標(biāo)方天然氣,天然氣價格按照近 2.5 元/標(biāo)方,測算天然氣制氫成 本 15 元/kg。

綠氫實現(xiàn)零排放,考慮碳價加持,有望加速平價。煤制氨,單噸合成氨需排放近 6 噸二氧化碳;天然氣制氨,單噸合成氨需排放 3 噸二氧化碳,按照當(dāng)前 50 元/噸的碳價, 分別增加約 300 元/噸和 155 元/噸成本;若碳價達(dá)到 200 元/噸,則成本分別增加約 1200 元/噸和 600 元/噸,該情境下,綠氫價格只要降至 16 元/kg,即可與煤制氨實現(xiàn)平價;綠 氫價格只要跌至 18 元/噸,即可與天然氣制氨實現(xiàn)平價。煤制甲醇,單噸甲醇需排放近 4 噸二氧化碳;天然氣制甲醇,單噸甲醇需排放 1.6 噸二氧化碳,按照當(dāng)前 50 元/噸的碳 價,分別增加約 200 元/噸和 80 元/噸成本;若碳價達(dá)到 200 元/噸,則成本分別增加約 800 元/噸和 300+元/噸,該情景下,綠氫價格只要降至 18 元/kg 以內(nèi),即可與天然氣制 甲醇實現(xiàn)平價;而與煤制甲醇實現(xiàn)平價,而綠氫價格只要跌至 16 元/kg 以內(nèi)。因此在當(dāng) 前碳價 50 元/噸時,綠氫零碳排放優(yōu)勢體現(xiàn)不明顯,若未來碳價漲至 200 元/噸,則綠氫 成本降至 16-18 元/kg,即可實現(xiàn)制合成氨和甲醇平價。

此外,綠氫純度更高,在特定領(lǐng)域可更好應(yīng)用。煤和天然氣制得氫氣中普遍含有硫、 磷等雜質(zhì),對提純有較高的要求,在特定領(lǐng)域難以應(yīng)用,如電子工業(yè)領(lǐng)域。而電解水制 氫純度等級則更高,更適用對于純度要求高的行業(yè)。

因此,我們測算綠氫替代灰氫大勢所趨,23 年國內(nèi)開始爆發(fā),25-27 年平價后有望 加速。綠氫目前占比極低,國內(nèi)近兩年風(fēng)光氫一體化示范項目密集開建,預(yù)計 2025 年 后隨著碳排放考核進(jìn)一步趨嚴(yán)及電價下降,綠氫有望與天然氣制氫實現(xiàn)平價,2030 年左 右有望接近煤制氫,綠氫份額有望達(dá)到 30%+。因此我們預(yù)期氫氣未來十年產(chǎn)量復(fù)合增 長 4-5%,2030 年氫氣需求超 1 億噸,預(yù)計 2025 年綠氫滲透率 2%,產(chǎn)量超 150 萬噸, 2030 年綠氫滲透率超 30%,對應(yīng)產(chǎn)量 3000 萬噸。

3. 國內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速,產(chǎn)業(yè)大勢所驅(qū)

3.1. 國內(nèi):23 年將成為綠氫爆發(fā)元年,招標(biāo)項目密集落地

政策端:風(fēng)光大基地鼓勵就地消納,倒逼配套建設(shè)綠氫項目,內(nèi)蒙布局領(lǐng)先。內(nèi)蒙 及西北地區(qū)新能源開發(fā)模式較為單一,應(yīng)用場景不足,主要依靠發(fā)電賣電,一方面造成 電網(wǎng)消納和調(diào)度運(yùn)行承受較大壓力,另一方面難以拉動當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。2022 年 3 月,國家發(fā)改委與國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》, 明確了氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位和綠色低碳的發(fā)展方向。截至 2022 年底,22 個省市紛紛制 定并發(fā)布本地氫能產(chǎn)規(guī)劃,響應(yīng)國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略。以內(nèi)蒙古自治區(qū)為例,具備發(fā)展可 再生能源大規(guī)模制氫的良好條件,潛在制氫產(chǎn)能超過 330 萬噸,22 年 4 月發(fā)布《關(guān)于促 進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》,明確 2025 年前開展“風(fēng)光儲+氫”、“源網(wǎng)荷儲+氫”等 綠氫制備示范項目 15 個以上,綠氫制備能力超過 50 萬噸/年。22 年 9 月,內(nèi)蒙古能源局發(fā)布《2022 年度風(fēng)光制氫一體化示范項目的通知》,優(yōu)選示范項目 7 個,建設(shè)新能源 1.68 GW,電解水制氫 6.3 萬噸/年。

內(nèi)蒙及西北綠氫一體化項目密集開建,23 年集中招標(biāo)。為了獲取新能源建設(shè)指標(biāo), 五大四小等能源集團(tuán),紛紛布局風(fēng)光氫一體化項目。22 年開建的中石化庫存項目是國內(nèi) 首個規(guī)?;霉夥l(fā)電直接制氫的項目,規(guī)模為 52 臺 1000 標(biāo)方電解槽,對應(yīng) 260MW。 我們統(tǒng)計截止 23 年 2 月,大規(guī)模綠氫項目中,已開標(biāo)和在建項目合計近 2GW,對應(yīng)電 解槽 500 臺;規(guī)劃的待開標(biāo)項目近 15GW,對應(yīng)電解槽需求 3000 臺左右,按照項目進(jìn) 度將于今年年中開始陸續(xù)招標(biāo)。從區(qū)域上看,項目多集中于內(nèi)蒙古,其次為新疆、吉林 等地。根據(jù)氫云鏈統(tǒng)計,23 年 1-2 月已明確開標(biāo)的大規(guī)模綠氫項目新增 730MW 電解槽 需求,對應(yīng) 146 臺 1000 標(biāo)方堿性電解槽需求,包括中石化鄂爾多斯項目預(yù)期制氫 3 萬 噸/年,預(yù)期電解槽需求 390MW,對應(yīng) 78 臺電解槽;大安風(fēng)光制氫合成氨一體化項目對 應(yīng) 195MW、39 臺電解槽需求。年內(nèi)可期待的確定性較高的開標(biāo)項目,包括烏蘭察布 10萬噸項目的一期 180 臺、 烏蘭察布中石油項目 50-60 臺電解槽、國能阿拉善項目 50-60 臺、鄂爾多斯幾大項目合計 100-120 臺。因此我們預(yù)計今年招標(biāo)量有望突破 500-600 臺, 實際出貨量有望達(dá)到 300-400 臺,實現(xiàn)翻番增長。

第一階段:一體化化工園就地消納綠氫,具備基本經(jīng)濟(jì)性,核心難點為消納空間有 限。我們以 800 MW 風(fēng)電和 300 MW 的光伏項目,配套 100 臺電解槽和 15 萬噸綠氨項 目為例,總投資 70 億,按照自有資金 20%做了測算。按照風(fēng)電年發(fā)電時間 2400h、光伏 1200h、電解槽 3000h 測算,年產(chǎn)氫氣 2.7 萬噸及 14.9 萬噸綠氨,就地消納 70%左右新 能源發(fā)電,剩余 30%并網(wǎng),按照當(dāng)前合成氨售價 4000 元/噸測算,則 irr 為 8%左右(若 電解槽工作時間 2000h,則 irr 為 6%),相較于風(fēng)電 15%+、光伏 10%的 irr,irr 有所降 低,但仍為合理回報水平。

第二階段:綠氫轉(zhuǎn)為綠氨或綠醇應(yīng)用于碳排放考核嚴(yán)格領(lǐng)域,以獲得高附加值。由 于合成氨和甲醇等終端需求為東部地區(qū),因此在內(nèi)蒙、西北等地就地消納空間有限,而 綠氫儲運(yùn)尚不成熟,目前各大能源集團(tuán)也在探討綠氫轉(zhuǎn)為液氨后運(yùn)輸至東部地區(qū)。而這 種模式需后續(xù)制綠氫成本進(jìn)一步下降,且需要政策大力支持,一方面制定并嚴(yán)格執(zhí)行碳 排放考核政策,另一方面對于綠氨、綠醇等給予更高溢價。如上文所示,未來在綠氫普 遍成本降至 16 元/kg 時候,或給予碳價 200 元/噸,或給予綠氨綠醇 20-40%的銷售溢價, 則綠氫可完全實現(xiàn)平價,可廣泛替代灰氫。

3.2. 歐洲氫能將高速增長,以滿足既定目標(biāo)

2020 年 7 月,歐盟委員會發(fā)布《歐洲氫能戰(zhàn)略》,戰(zhàn)略將分成三個階段:1)在 2024 年前,全歐的綠氫制備總功率將達(dá)到 6 GW,綠氫年產(chǎn)量超過 100 萬噸(預(yù)估 22 年歐 洲綠氫產(chǎn)量不足 10 萬噸);2)到 2030 年,安裝至少 40GW 的可再生氫電解槽,歐盟的 綠氫年產(chǎn)能將超過 1000 萬噸,氫能市場規(guī)模將從如今的 20 億歐元上升至 1400 億歐元, 增長 70 倍;3)2030-2050 年期間,重點是氫能在能源密集產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用,覆蓋所 有難以脫碳的行業(yè)。典型代表是鋼鐵行業(yè)和物流行業(yè)。2022 年 5 月,歐盟發(fā)布 “REpowerEU”計劃,再次明確到 2030 年 1000 萬噸國內(nèi)可再生氫生產(chǎn)和 1000 萬噸進(jìn) 口的目標(biāo),并創(chuàng)立了“氫能銀行”,加大對氫能市場的投資力度。歐洲目前氫氣產(chǎn)量 800- 1000 萬噸/年,即便考慮鋼鐵、交運(yùn)等領(lǐng)域新增需求,到 2030 年歐洲的綠氫占比也將超 50%。2023 年 2 月,歐盟通過可再生能源指令要求的兩項授權(quán)法案,并提出了詳細(xì)的規(guī) 則來定義歐盟可再生氫的構(gòu)成,為氫生產(chǎn)商提供監(jiān)管的確定性。

為滿足歐盟氫能戰(zhàn)略要求,政策及基礎(chǔ)設(shè)施先行。首先,制氫電力需求將大幅增長, 按照歐盟計劃 2030 年 1000 萬噸綠氫需求,對應(yīng)需要 500 twh 的可再生電力,相當(dāng)于歐 盟能源消耗總量的 14%,因此歐盟委員會也將 2030 年可再生能源目標(biāo)提高到 45%。其 次,23 年 2 月啟動歐盟委員公布綠色交易工業(yè)計劃,為綠氫生產(chǎn)廠商提供補(bǔ)貼,該計劃 將于今年秋季啟動第一批競爭性投標(biāo),金額為 8 億歐元,中標(biāo)者未來 10 年可獲得每 kg 綠氫固定溢價,具體細(xì)則 6 月后明確。第三,多種配套政策,如將氫氣納入碳關(guān)稅考核、 執(zhí)行嚴(yán)格的碳排放標(biāo)準(zhǔn)等。第四,啟動配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),一是 22 年 12 月西班牙、法 國、葡萄牙在 2030 年前投資 25 億歐元建設(shè)一條從大型海底隧道 H2Med,將氫氣從西 班牙輸送至法國,再送至歐洲其他地區(qū)。該管道計劃每年向法國輸送 200 萬噸氫氣,占 歐盟需求的 10%。二是,22 年 10 月,西班牙石油公司 Cepsa 啟動與荷蘭鹿特丹港合作 建立的“南歐和北歐之間第一條綠色氫走廊”項目,預(yù)計 2027 年投入運(yùn)營,該走廊將 支持鹿特丹向西北歐供應(yīng) 460 萬噸綠色氫氣的目標(biāo)。南北氫走廊只是打響了第一槍,歐 洲另外 5 個綠色氫走廊也擺在了談判桌上。

歐洲能源公司已開始大舉布局氫能項目,目前規(guī)劃項目合計氫氣產(chǎn)量超 470 萬噸。 歐洲各大能源公司已入局綠氫,除了布局本土項目,也在新能源發(fā)電資源豐富的澳大利 亞、哈薩克斯坦等有所布局,項目目標(biāo)大,以滿足 2030 年本土產(chǎn)綠氫 1000 萬噸及進(jìn)口 1000 萬噸目標(biāo)。其中,英國 BP 22 年 7 月宣布以 360 億美元收購澳大利亞綠色氫開發(fā) 項目“亞洲可再生能源中心”40.5%的份額,該項目擬建 26 GW 新能源發(fā)電,并配套 160 萬噸綠氫或 900 萬噸氨/年;并分別于英國、德國布局 HyGreen Teesside 制氫項目(2030 年 500 MW 氫氣產(chǎn)能)和綠色能源港口威廉港擴(kuò)建新氫樞紐計劃(28 年起每年可從綠 氨中提供 13 萬噸綠氫)。蘇格蘭電力公司 22 年 8 月宣布計劃在英格蘭南部費(fèi)利克斯托 港建設(shè)大型綠氫設(shè)施,預(yù)計將生產(chǎn) 100 MW 能源,從 2026 年開始為約 1300 輛氫燃料卡 車提供動力。德國可再生能源開發(fā)商 Svevind Energy Group 22 年 10 月計劃向哈薩克斯 坦投資一個 20 GW 綠色氫能項目,總投資 500 億美元,滿負(fù)荷生產(chǎn) 200 萬噸/年的綠氫, 2030 年初投產(chǎn),2032 年滿產(chǎn)。殼牌 22 年 10 月在荷蘭開工建設(shè)風(fēng)電綠氫廠,規(guī)模 200 MW 電解槽,對應(yīng)年產(chǎn)氫氣 2 萬噸,預(yù)計 2025 年正式投產(chǎn);同時殼牌、荷蘭天然氣網(wǎng) 絡(luò)運(yùn)營商 Gasunie 和格羅寧根海港共同宣布,將合作在 2030 年前在荷蘭北部海岸建設(shè) 一個 3-4 GW 風(fēng)力發(fā)電廠,并計劃于 2040 年將發(fā)電量增加到 10 GW,并全部用于生產(chǎn) 綠氫,預(yù)計年產(chǎn)量可達(dá) 100 萬噸。法國 Lhyfe 計劃在荷蘭 Delfzijl 化工集群地利用海上 風(fēng)電,建造一個大型制氫設(shè)施,規(guī)模 200 MW 對應(yīng) 2 萬噸綠氫生產(chǎn)能力,最早于 2026 年投產(chǎn),該公司目標(biāo)到 2030 年制氫產(chǎn)能達(dá)到 3 GW(對應(yīng) 30 萬噸綠氫)。西班牙能源公 司 Cepsa 聯(lián)合另外 33 家公司組成財團(tuán),預(yù)計到 2025 年將實現(xiàn) 500 MW 綠色氫產(chǎn)能,到2030 年則達(dá)到 2 GW(對應(yīng) 10 萬噸綠氫),最終目標(biāo)為 4 GW。

美國 2021 年后氫能布局明顯加快,制定了清晰路徑。21 年 7 月,美國能源部宣布 啟動首個“氫能攻關(guān)計劃”,目標(biāo)是在未來 10 年使可再生能源制氫的成本降低 80%至 1 美元/千克,并將清潔氫的產(chǎn)量增加 5 倍。22 年 10 月美國能源部發(fā)布《國家清潔氫能戰(zhàn) 略和路線圖(草案)》,指出到 2050 年清潔氫能將貢獻(xiàn)約 10%的碳減排量,到 2030、2040 和 2050 年美國清潔氫需求將分別達(dá)到 1000、2000 和 5000 萬噸/年,并且計劃在 2030 年 前制氫成本降至 2 美元/kg,35 年前制氫成本降至 1 美元/kg。政策加碼,預(yù)計后續(xù)美國 綠氫發(fā)展將提速。

相較歐洲能源公司的激進(jìn)策略,目前美國綠氫項目規(guī)劃相對穩(wěn)健。美國規(guī)劃的綠氫 項目,多集中于加州及德州,目前多處于規(guī)劃中,按計劃將在 24-26 年逐步投產(chǎn),預(yù)計 今年明年大部分項目將確定開建。GHI 將在德州建造全球最大的綠氫項目,計劃以 60 GW 的太陽能和風(fēng)電、鹽穴儲能系統(tǒng)制造氫氣,年產(chǎn)量超過 250 萬噸,占全球灰色氫氣 產(chǎn)量的 3.5%。美國元素資源公司擬在美國加州建設(shè)和一個可再生能源制氫項目,預(yù)計于 2025 年初開始商業(yè)運(yùn)營,年生產(chǎn) 2 萬噸綠氫。峰堡新能源公司計劃建造 120 MW 的綠 氫生產(chǎn)廠,將于 2024 年中期完工并投入使用,將為該地區(qū)的多個主要煉油廠提供服務(wù)。 美國南加州天然氣公司宣布,正在提交綠色氫基礎(chǔ)設(shè)施申請,以建設(shè)一個容量在 10 GW 至 20 GW 之間的電解工廠。Hy Stor Energy 計劃打造美國首個零碳綠色氫儲存中心, 第一階段計劃 2025 年投入商用,日產(chǎn)氫氣 350 噸(年產(chǎn) 12 萬噸)。

4. 制氫環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)放量在即,核心設(shè)備及部件彈性大

4.1. 技術(shù)路線:堿性為主,PEM 未來可期

水電解制氫生產(chǎn)技術(shù)堿性為主流,PEM 提升空間大,AEM、SOEC 仍較早期。當(dāng) 前,綠氫生產(chǎn)技術(shù)主要有堿性電解(ALK)、質(zhì)子交換膜電解(PEM)、陰離子交換膜電 解(AEM)以及固體氧化物電解(SOEC)四種。其中堿性制氫技術(shù)成本最低,國內(nèi) 90% 項目采用該技術(shù),海外此前以 PEM 為主,近兩年為降本也逐步轉(zhuǎn)至堿性路線,預(yù)計未 來的規(guī)?;惺诫娊馑茪湟詨A性為主。相較于堿性制氫,PEM 對可再生能源適應(yīng)性 好、響應(yīng)速度快,且不會環(huán)境有污染,但 PEM 的質(zhì)子交換膜依賴進(jìn)口(杜邦)、且需使 用鉑等貴金屬,成本極高,目前單線產(chǎn)能不超過 200 標(biāo)方/h,預(yù)計未來 PEM 可在小型 分布式領(lǐng)域作為補(bǔ)充。AEM 和 SOEC 技術(shù)均處于研發(fā)階段,試驗線單線產(chǎn)能均不超過 1 標(biāo)方/h,前者受限于原材料 AEM 膜的長度與寬幅,后者受限于原材料在高溫下的裂 化,預(yù)計需要很長實現(xiàn)量產(chǎn)。

堿性電解水制氫工作原理簡單。堿性電解槽主要由電源、電解槽箱體、電解液、陰 極、陽極和隔膜組成。電解液都是氫氧化鉀溶液(KOH),濃度為 20%~30%;隔膜目前 采用 PPS 膜(聚苯硫醚),主要起分離氣體的作用,而兩個電極則主要由金屬合金組成。 在直流電的作用下,在陰極,水分子被分解為氫離子和氫氧根離子,氫離子得到電子生 成氫原子,并進(jìn)一步生成氫分子;氫氧根離子則在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多 孔的橫膈膜,到達(dá)陽極,在陽極失去電子生成水分子和氧分子。生成的氫氣和氧氣與電 解液一起被送至氣液分離器內(nèi)部進(jìn)行分離,氫氣和氧氣分別經(jīng)過氫氣、氧氣冷卻器冷卻、 捕滴器捕滴除水,然后在控制系統(tǒng)的控制下外送;電解液在循環(huán)泵的作用下分別經(jīng)過氫、 氧堿液過濾器、氫、氧堿液冷卻器,然后返回電解槽繼續(xù)進(jìn)行電解。

堿性電解水制氫設(shè)備由四大部分構(gòu)成,其中電解槽為最核心設(shè)備。全套水電解制氫 裝置主要設(shè)備有:前端電器設(shè)備(變壓器、整流柜、PLC 程控柜、儀表柜、配電柜等), 占成本比重 20%;核心設(shè)備電解槽,占成本比重 50%-60%;固液分離裝置,占成本比重 15%;后端干燥純化系統(tǒng),占成本比重 10%;其他輔助系統(tǒng)如純水機(jī)、冷水塔、冷水機(jī)、 空氣壓縮機(jī)、堿液箱、原料水箱、補(bǔ)水泵等占成本比重 5%。以 1000 標(biāo)方/h 的裝置為例, 目前售價 1000 萬,其中電解槽售價 500 萬左右。

電解槽核心性能的由電極(鎳絲網(wǎng)噴涂)、隔膜、流場設(shè)計等決定,因此技術(shù)進(jìn)步 方向為新材料、新結(jié)構(gòu)、新制造。極板、鎳絲網(wǎng)、隔膜、密封墊圈交錯層層相疊形成一 個電解槽小室,上百個小室相疊形成電解槽腔體。其中,影響電解槽核心指標(biāo)的是材料 電極(鎳絲網(wǎng)噴涂)和隔膜。電極是以鎳絲網(wǎng)為基體,采用雷尼鎳噴涂,再做表面處理。 電極需要具備超電位低及比表面積好的特點,易于電子脫嵌和加大反應(yīng)面積,從而提高 電解效率。噴涂材料一般采用鎳鋁合金,鋁在堿性溶液中溶解,留下微孔,從而使鎳網(wǎng) 表面形成立體多孔結(jié)構(gòu),吸附面積增加,提升催化活性。表面處理一般電鍍上金屬涂層, 具備超電位低及耐腐蝕性,各家電鍍工藝及材料不同,為核心配方。隔膜材料從石棉布 已切換為 PPS(聚苯硫醚工程塑料),具備耐水解性、耐高溫(120°)、耐腐蝕、強(qiáng)度高, 目前多采用東麗進(jìn)口隔膜,國產(chǎn)技術(shù)已突破,但性能仍有差距。此外流場設(shè)計、極板設(shè) 計(由傳統(tǒng)乳突極板向平極板/不銹鋼網(wǎng)/焊接鎳網(wǎng)復(fù)合極板發(fā)展)、輔助系統(tǒng)擴(kuò)容(如 2 臺電解槽對應(yīng) 1 臺氣液分離系統(tǒng))等的改進(jìn)亦有利于提升電解槽效率。

電解槽原材料端降本空間有限,更多依賴性能提升從而降低電解成本。我們測算了 1000 標(biāo)方/h 單體電解槽的 BOM 成本大約為 4000 萬,其中極板占比近 40%,主要材料 為碳鋼;鎳網(wǎng)占比 10%+,受近 2 年鎳價大幅上漲影響,成本提升明顯;鎳網(wǎng)噴涂(原 材料+工藝)及隔膜分別占比 15-20%,隔膜后續(xù)完全國產(chǎn)化后,成本有一定下降空間。 因此未來單體電解槽 BOM 成本下降主要來自于鎳價回落及隔膜完全國產(chǎn)化,空間看 10% 左右。目前 1000 標(biāo)方/h 行業(yè)毛利率基本為 20-30%,售價 550-600 萬。

4.2. 電解槽市場空間已打開,設(shè)備廠商率先受益

未來幾年電解槽設(shè)備招標(biāo)有望翻番增長,高峰期 10 倍空間。21 年根據(jù)高工氫能統(tǒng) 計國內(nèi)電解水制氫設(shè)備出貨 722 MW(含出口,不含研發(fā)樣機(jī))。根據(jù)我們對各大項目跟 蹤,預(yù)估今年國內(nèi)電解槽招標(biāo)量可達(dá) 2 GW,對應(yīng) 400 臺 1000 標(biāo)方堿性電解槽。若 2030 年全球綠氫占比有望達(dá)到 30%,則高峰時期電解槽設(shè)備需求 2.5 萬臺+(1000 標(biāo)方), 按照單線價格 700 萬,對應(yīng)市場空間 1750 億,其中國內(nèi)占三分之一,市場空間近 600 億。

電解槽設(shè)備進(jìn)入門檻低,但設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行,龍頭技術(shù)積淀深,優(yōu)勢明顯。此前 電解水制氫行業(yè)規(guī)模小,主要由 718 所、競立和天津大陸三家占據(jù)絕大部分份額。21 年 提出雙碳目標(biāo)后,隆基、陽光等光伏企業(yè)進(jìn)入電解水行業(yè),22 年大批廠商涌入,1000 標(biāo) 方產(chǎn)線密集下線。目前行業(yè)內(nèi)可做及計劃做堿性電解槽廠商超 100 家,行業(yè)產(chǎn)能或超 10 GW。22 年 718、競立、隆基三家占據(jù)市場近 75%份額,三家訂單主要來自中石化庫車 52 臺項目,其中競立 22 年出貨 230 MW,市占率 32%,份額第一。趨勢上看,龍頭公 司技術(shù)積淀深,性能指標(biāo)領(lǐng)先且產(chǎn)品經(jīng)過實地長時間運(yùn)行檢驗過,優(yōu)勢明顯。根據(jù)我們 跟蹤的大項目招標(biāo)看,由于電解槽要求穩(wěn)定運(yùn)行 15 年以上,業(yè)主方更傾向于與第一梯 隊、第二梯隊廠商合作,但 23 起開始價格競爭有所加劇。我們認(rèn)為未來三類公司擁有 競爭力,一是老牌技術(shù)積淀深厚、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先企業(yè),如 718;二是傳 統(tǒng)業(yè)務(wù)協(xié)同效應(yīng)明顯,可提供資源支持,技術(shù)研發(fā)激進(jìn),如隆基;三是依托集團(tuán)內(nèi)部資 源(風(fēng)光電站、化工園區(qū)),獲得項目招標(biāo),如能源集團(tuán)的裝備公司等。PEM 電解槽方 面,22 賽克賽斯實現(xiàn)了 7 臺出貨,單槽最大產(chǎn)能 200 標(biāo)方,合計 1200 標(biāo)方的發(fā)貨,同 時長春綠動、陽光氫能、中國石化石科院等企業(yè)均實現(xiàn)兆瓦級 PEM 制氫系統(tǒng)裝機(jī)應(yīng)用。

電解槽設(shè)備中隔膜增量空間大,國內(nèi)廠商技術(shù)加速追趕。電解槽的核心部件,極板、 密封墊、鎳絲網(wǎng)均可外包或外購,且產(chǎn)品差異小,附加價值低;鎳絲網(wǎng)噴涂和電鍍基本 由電解槽廠商完成,各家工藝有所不同;而 PPS 隔膜為電解槽的核心設(shè)備中尚未完全國 產(chǎn)替代的環(huán)節(jié),占成本比重 15-20%,主要由日本的東麗供應(yīng)。國內(nèi)山東東岳等公司產(chǎn)品 逐步放量,性能差異縮小,我們預(yù)期未來份額有望明顯提升。

投重點公司分析

隆基綠能

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司作為全球光伏龍頭,實現(xiàn)組件一體化布局,出貨持續(xù)高增。公司 2022 年實現(xiàn)歸母凈利潤 145-155 億元,同增 60%-71%,扣非歸母凈利潤 140-151 億元,同增 59%-71%。我們預(yù)計公司 2022 年組件出貨 45-47GW,同增 17-22%,組件盈利保持堅挺。 氫能業(yè)務(wù):隆基氫能當(dāng)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,直流電耗滿載狀況低至 4.3 千瓦時每立方米,Hi1 plus 產(chǎn)品低至 4.1 千瓦時每立方米,可以降低 10%以上的直流電耗,大幅降低 LCOH, 驅(qū)動綠氫經(jīng)濟(jì)性提升。產(chǎn)品適合的場景可以根據(jù)項目的具體情況和財務(wù)假設(shè)來確定。Hi1 適用于 1500-5000 小時,比如純風(fēng)電、純光伏、風(fēng)光互補(bǔ)等;Hi1 plus 5000 小時以上, 比如綠電交易、多能互補(bǔ)等。隆基氫能 21 年實現(xiàn) 500 MW 產(chǎn)能,22 年實現(xiàn) 1.5 GW 產(chǎn) 能,預(yù)計 25 年達(dá)到 5-10GW。

陽光電源

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司是全球逆變器龍頭,營收占比前三的業(yè)務(wù)為光伏逆變器、電站投資 開發(fā)以及儲能系統(tǒng)。公司 2022 年實現(xiàn)營收 390-420 億元,同增 62%-74%,實現(xiàn)歸母凈 利潤 32-38 億元,同增 102%-140%。2023 年逆變器放量疊加 IGBT 模塊緊缺漲價,預(yù)計 出貨盈利高增;2023 年大儲出貨同增 2 倍,戶儲同增 5-6 倍,繼續(xù)量利雙升。 氫能業(yè)務(wù):陽光電源從光伏制氫入局氫能,成立全資子公司陽光氫能。陽光氫能已 建有國內(nèi)首個光伏離網(wǎng)制氫及氫儲能發(fā)電實證平臺、國內(nèi)最大的 5MW 電解水制氫系統(tǒng) 測試平臺、PEM 電解制氫技術(shù)聯(lián)合實驗室,及年產(chǎn)能 GW 級制氫設(shè)備工廠。陽光氫能 獨(dú)立生產(chǎn) 1000 標(biāo)方堿性制氫系統(tǒng)、兆瓦級 PEM 制氫系統(tǒng)對應(yīng)的電解槽,可以提供包括 制氫電源、電解槽、智慧氫能管理系統(tǒng)在內(nèi)的成套系統(tǒng)解決方案。2022 年,為內(nèi)蒙古綜 合能源站項目提供堿性水電解制氫裝置,為寧夏等地項目提供 200 標(biāo)方 PEM 制氫裝置。 2022 年 12 月底,長江電力綠電綠氫示范項目產(chǎn)氫成功,順利產(chǎn)出 99.999%高純度氫氣, 該項目采用陽光氫能領(lǐng)先的 PEM 電解制氫技術(shù),將為國內(nèi)首個 500kw 氫燃料電池動 力船艇提供制氫加氫服務(wù)。

華電重工

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司業(yè)務(wù)涵蓋物料輸送、海洋與環(huán)境工程、高端鋼結(jié)構(gòu)、熱門工程、噪 聲治理、氫能與集裝箱、岸橋等。物料輸送擺脫對煤電項目的依賴,每年貢獻(xiàn)穩(wěn)定收入 和業(yè)績;四大管道業(yè)務(wù)規(guī)模較小,在幾個億的水平;鋼結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)未來增量來自風(fēng)電建設(shè) 和光伏大基地建設(shè);海上風(fēng)電業(yè)務(wù) 22 年中標(biāo) 4-5 億的射陽項目。 氫能業(yè)務(wù):公司規(guī)劃從上游制氫端和下游應(yīng)用環(huán)節(jié)兩個角度切入氫能領(lǐng)域。目前上 游制氫端形成了 1200 標(biāo)方堿性電解槽產(chǎn)品,年產(chǎn)能 100 套左右。22Q4 公司和集團(tuán)企業(yè) 簽訂 3.4 億元達(dá)茂旗項目,計劃 23 年完工,需要交付堿性電解槽 1000 標(biāo)方 11 臺,PEM 電解槽 200 標(biāo)方 5 臺。公司與下游各大汽車廠商都在做樣品測試,與捷氫有合作,和布 拉德也形成戰(zhàn)略合作。子公司河南華電在研發(fā)儲氫氣瓶,未來計劃布局氫氣管道。公司 主要優(yōu)勢在于背靠華電集團(tuán),是能源電力企業(yè),能夠協(xié)調(diào)匹配發(fā)電端和制氫端,發(fā)展高 端核心裝備能夠更好地支撐氫能解決方案業(yè)務(wù)的開拓,同時解決方案業(yè)務(wù)可以開拓氫能 裝備市場。

昇輝科技

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)涵蓋電氣成套設(shè)備、LED 照明和亮化、智慧城市三大板 塊。照明和亮化包括設(shè)計、產(chǎn)品、施工、交付等,毛利較高;智慧城市包括智慧社區(qū)、 智慧安防等項目。 氫能業(yè)務(wù):公司 2020 年進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè),中長期戰(zhàn)略規(guī)劃定義為智能加氫站,目前 氫能業(yè)務(wù)模式定義為 3+3,指代投資的三個企業(yè)以及三塊業(yè)務(wù)。三個企業(yè):1)國鴻氫能 燃料電池系統(tǒng)國內(nèi)市占率前三;2)飛馳汽車做燃料電池整車,由燃料電池客車轉(zhuǎn)型重 卡;3)鴻基創(chuàng)能做燃料電池的核心零部件,技術(shù)壁壘在于把催化劑涂到制膠膜上。三塊 業(yè)務(wù):1)制氫設(shè)備:電解槽與其他公司的區(qū)別在于,整個配電包括電源柜、控制柜和 配電柜均由公司自己生產(chǎn),以及后端的氫氣純化和分裂裝置也由公司自制,所以有成套 的生產(chǎn)能力;2)氫能汽車運(yùn)營平臺:2 月底已有 120 輛氫能輕卡,冷鏈車政策支持蓄冷 電價 1.8 毛/度;3)氫能設(shè)備零部件:包括 DCDC 以及 ACB 電器的設(shè)備。23 年公司預(yù) 計制氫設(shè)備收入 1-1.5 億元,運(yùn)營平臺收入 2.5-3 億元,電器收入 0.5 億元,整體氫能板 塊4億元營收。另外公司規(guī)劃建設(shè)自用的制加氫一體站,使用自產(chǎn)電解槽疊加蓄冷電價, 可以把氫能價格降至 35 元/kg 以下。

科威爾

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司是國內(nèi)領(lǐng)先的綜合性測試設(shè)備供應(yīng)商,主要涵蓋測試電源、燃料電 池測試裝備、功率半導(dǎo)體測試及智能制造裝備三大產(chǎn)品線。測試電源定位于光伏以及電 動車市場,22 年電池包業(yè)務(wù)有 8000 萬左右訂單,傳統(tǒng)以實驗室為主的產(chǎn)品預(yù)計有 30%-50%增長,小功率產(chǎn)品即將放量。功率半導(dǎo)體方面 22 年完成多家頭部客戶認(rèn)證,訂單情 況取決于認(rèn)證進(jìn)度。22 年公司收入 3.8 億元,同比增長 52%,歸母凈利 0.62 億元,同比 增長 8.7%,扣非歸母凈利 0.44 億元,同比增長 43%。22 年公司總體訂單共 5.5 億元左 右,前三季度完成 2.5 億元收入。 氫能業(yè)務(wù):氫能業(yè)務(wù)中制氫端主要定位 PEM 槽檢測設(shè)備,用氫端定位發(fā)動機(jī)和電 堆檢測設(shè)備,市場份額在 20%左右。公司用氫端業(yè)務(wù)占比 80%-90%,制氫端占比 10% 左右。22 年訂單不及預(yù)期,22 年初目標(biāo) 2 億元,實際完成 1.2 億元,主要受疫情影響, 預(yù)計 23 年訂單量有 50%左右的增長。公司優(yōu)勢在于業(yè)務(wù)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈,有望憑借全棧 測試能力、較高性價比與下游頭部企業(yè)深度合作,實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

億利潔能

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):煤化工、清潔熱力作為存量業(yè)務(wù),未來增長點在于光伏發(fā)電加氫能?;?工業(yè)務(wù)每年貢獻(xiàn)利潤 7-8 億元。光伏電站預(yù)計 23 年年底建成共 3.3 GW,25 年實現(xiàn)風(fēng)光 電站的裝機(jī)容量達(dá)到 15GW。 氫能業(yè)務(wù):在制氫和用氫端均有豐富的運(yùn)營經(jīng)驗,主要包括風(fēng)光制氫項目和參股投 資的堿性電解槽產(chǎn)品。公司計劃 23 年底前實現(xiàn) 200 臺的 1000 標(biāo)方堿性電解槽產(chǎn)能規(guī) 模,25 年前達(dá)到 500 臺;預(yù)計 23 年訂單量在 40 臺左右,未來 200 臺,市占率預(yù)期可以 達(dá)到 10%左右。23 年 1 月 40 萬千瓦的風(fēng)光制氫一體化項目在自治區(qū)層面獲批,公司依 托大股東 30 多年沙漠治理的核心優(yōu)勢,打造沙戈荒地區(qū)的風(fēng)光氫儲新材料,可一體化 消納,占據(jù)土地資源的優(yōu)勢,同時與央企達(dá)成非常緊密的戰(zhàn)略合作。

中集安瑞科

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):中集安瑞科在天然氣設(shè)備領(lǐng)域深耕多年,旗下業(yè)務(wù)包括了清潔能源、化 工環(huán)境、液態(tài)食品行業(yè)。 氫能業(yè)務(wù):公司主要定位儲存裝備、運(yùn)輸裝備、加氫裝備,目標(biāo)是要在關(guān)鍵環(huán)節(jié)做 頭部企業(yè)。中集安瑞科已經(jīng)成為第三代氫儲瓶的主要供應(yīng)商之一,且與世界一流的四型 (“T4”)氫氣瓶及系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)計供應(yīng)商 HEXAGON 共同成立合營公司,為高壓氫氣 儲運(yùn)提供三型和四型儲氫瓶的生產(chǎn)和儲運(yùn)解決方案,以及供氫系統(tǒng)的生產(chǎn),22 年底獲得 首個 70Mpa 四型瓶車載供氫系統(tǒng)出口澳洲訂單,運(yùn)用在氫能重卡上。隨著我國加氫站建 設(shè)有望迎來高速發(fā)展期,中集安瑞科將把握加氫站新建需求機(jī)會,并探索發(fā)展撬裝式加 氫站、制氫加氫一體站等新模式。公司的優(yōu)勢在于具有天然氣儲運(yùn)設(shè)備領(lǐng)域積累下的優(yōu) 勢,天然氣性質(zhì)接近氫氣,使得其業(yè)務(wù)模式可以在氫氣上復(fù)制推廣。

蘭石重裝

傳統(tǒng)業(yè)務(wù):公司是國內(nèi)能源化工裝備和工業(yè)智能裝備細(xì)分領(lǐng)域的核心企業(yè)之一,公 司正在加快推動由傳統(tǒng)能源化工裝備制造向新能源裝備制造領(lǐng)域拓展轉(zhuǎn)型。公司 2022 年實現(xiàn)歸母凈利潤 1.9-2.1 億元,同增 55%-71%,扣非歸母凈利潤 1.3-1.5 億元,同增 61%-86% 氫能業(yè)務(wù):在氫能裝備領(lǐng)域,業(yè)務(wù)主要為制氫、儲氫和加氫站裝備。具體產(chǎn)品有低 壓儲氫容器、煤制氫裝備、加氫站用微通道換熱器(PCHE),正在研發(fā)渣油 POX 造氣 制氫裝置、大型高壓儲氫球形儲罐和臥式儲罐(45MPa/75MPa)和丙烷脫氫技術(shù)裝備。 蘭石重裝已完成盤錦浩業(yè) 20 萬 Nm3/h 煤制氫裝置、榆林華秦氫能產(chǎn)業(yè)園一期項目儲氫 球罐設(shè)計制造及安裝,完成加氫站微通道換熱器研制并交付客戶試用。22 年 8 月高壓儲 氫容器試制取得圓滿成功,正式進(jìn)入市場化推廣階段。22 年底與內(nèi)蒙古寶豐簽訂綠氫與 煤化工耦合碳減排創(chuàng)新示范項目供貨合同,金額達(dá) 6.12 億元。計劃在現(xiàn)有 50Nm3 /h 電 解水制氫裝置基礎(chǔ)上,快速完成 1000Nm3 /h 及以上規(guī)模電解水制氫裝置的開發(fā)。

海外:歐洲電解槽廠商,訂單增長亮眼

國外水電解制氫龍頭公司多分布于歐洲,技術(shù)布局全面,且 22 年期收入及訂單大 幅增長。歐洲水電解制氫技術(shù)發(fā)展歷史較長,目前堿性、PEM、AEM 等都有成熟應(yīng)用, 此前大規(guī)模綠氫尚未發(fā)展,在歐洲 PEM 占比較高,但近兩年堿性份額大幅提升,以歐 洲最大的電解槽公司 Nel 為例,22 年堿性電解槽收入大增 5 倍,而 pem 基本持平。由 于 21-22 年歐洲開始大力發(fā)展綠氫,22 年電解槽廠商收入及訂單增長亮眼,其中 Nel 22 年新增訂單 2.2 億美金,增長 135%;ITM 至 22Q2 新增訂單增 80%;HydrogenPro 22 年 收入增長 183%,年末在手訂單 0.7 億美金(22 年收入 0.05 億美金);McPhy 22 年新增 訂單增長 53%;Enapter 22 年收入增長 75%,公司預(yù)計 23 年將翻番增長。

挪威 Nel——全球電解槽龍頭,兼具 PEM 及堿性技術(shù)

Nel:全球電解槽龍頭,PEM+堿性電解槽并行。ASA (Nel)成立于 1927 年,已有超 90 年的堿性電解槽技術(shù)積累,并通過對外收購擴(kuò)展 PEM 電解槽業(yè)務(wù)和加氫站業(yè)務(wù),形 成現(xiàn)在的氫電解槽(堿性電解槽、PEM 電解槽)和加氫站兩大業(yè)務(wù)板塊。產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢: 1)堿性電解槽產(chǎn)品性能優(yōu)越,制氫功耗可低至 3.8 kwh/Nm3 水平,單堆容量最高可達(dá) 2.2 MW;2)PEM 電解槽產(chǎn)品規(guī)格豐富,涵蓋 1.05Nm3/h-5000Nm3 /h 各種規(guī)格型號 PEM 電 解槽。合作客戶包括 Nikola、韓國 HyNet、殼牌 Shell、Iwatani Corporation of America 等。 22 年堿性電解槽收入大增 5 倍,新增訂單超 2 億美元,增 135%。營收方面,22 年 Nel 營收 9.94 億挪威克朗,其中電解槽業(yè)務(wù)占比 75%。Nel 堿性電解槽營收達(dá) 3.3 億挪 威克朗,同增 506%,PEM 電解槽收入 4.2 億挪威克朗,同比微降 1%。訂單方面,2022 年新增訂單達(dá) 22.75 億挪威克朗,同增 135%,其中 9 成以上來自電解槽業(yè)務(wù),2022 年 底在手訂單達(dá) 26.13 億挪威克朗。產(chǎn)能方面,Nel 計劃 24 年前將挪威 Her?ya 堿性電解 槽工廠產(chǎn)能提高一倍至 1GW,25 年將沃靈福德 PEM 電解槽工廠提高至 500 MW。

英國 ITM Power——全球 PEM 電解槽龍頭,與殼牌、林德等合作密切

ITM Power:全球 PEM 電解槽龍頭,提供模塊化解決方案。ITM Power 成立于 2001 年,總部位于英國,主要從事 PEM 電解槽設(shè)計制造以及加氫站運(yùn)營業(yè)務(wù),是 PEM 電解 槽最大制造商之一。電解槽產(chǎn)品采用一站式方案,有即插即用的中型集裝箱 PEM 電解 槽系統(tǒng)以及針對大型項目的模塊化方案。目前合作伙伴有殼牌、林德、住友等大型企業(yè)。 22Q2 末訂單增 80%,為殼牌、林德等大廠供應(yīng)商。營收方面,22 年 ITM Power 營 收 560 萬英鎊,同增 30%,其中電解槽產(chǎn)品收入共計 200 萬英鎊,同增 18%,包含澳大 利亞交付電解槽產(chǎn)品和與殼牌合作的 REFHYNE I 項目;咨詢收入共計 290 萬英鎊,同 增 38%,燃料收入只有 22.9 萬英鎊。訂單方面,2022 年在手訂單 755 MW,同增 80%, 23 年 1 月與林德簽署了 200 MW 的電解槽訂單。產(chǎn)能方面,目前 22 年底產(chǎn)能為 1 GW, 計劃 23 年底提高至 2.5 GW,24 年年底預(yù)計再翻一倍提高至 5 GW。

挪威 HydrogenPro——主打高壓堿性電解槽

HydrogenPro:主打堿性高壓電解槽,重點布局大型制氫設(shè)備。HydrogenPro 成立 于 2013 年,主要從事堿性高壓電解槽的制造業(yè)務(wù)。相對于傳統(tǒng)堿性電解槽,公司產(chǎn)品 采用 30bar 高壓裝置以節(jié)省壓縮成本。公司通過收購丹麥公司 ApS 加碼電鍍新技術(shù),將 每個單元的效率提高 14%,預(yù)計實現(xiàn)生產(chǎn)氫氣價格 1.20 美元/kg。目前 HydrogenPro 可 以提供世界上最大供氫系統(tǒng),并針對不同客戶需求進(jìn)行定制服務(wù),其制造的全球最大的 堿性高壓電解槽可以 1100 Nm3 /h 速度生產(chǎn)氫氣。目前合作伙伴有三菱重工、DG 燃料等。 22 年收入大增 183%,制定全球 10GW 龐大產(chǎn)能目標(biāo)。營收方面,22 年 HydrogenPro 營收 5650 萬挪威克朗,同增 183%。訂單方面,2022 年末在手訂單 7.47 億挪威克朗, 其中與合作伙伴 DG 燃料的項目獲得約 1.7 GW 的訂單。2022 年底,HydrogenPro 對中 國天津的制造工廠進(jìn)行了升級,目標(biāo)達(dá)到 300 MW 以交付采購訂單。公司近期計劃全球 產(chǎn)能實現(xiàn) 10 GW。

德國 Enapter——主打 AEM 技術(shù),產(chǎn)品多應(yīng)用小型領(lǐng)域

Enapter:主打 AEM 電解槽,具備模塊化優(yōu)勢。Enapter 成立于 2017 年,主要生產(chǎn) 陰離子交換膜(AEM)核心電堆及電解槽,通過合作商實現(xiàn)系統(tǒng)集成,并向客戶提供氫 氣。電解槽產(chǎn)品采用模塊化、可堆疊方案,其中 Enapter 的 AEM 技術(shù)將堿性電解槽使用 低成本原料(鋼替代鈦)的優(yōu)勢與 PEM 電解槽的靈活緊湊的優(yōu)勢結(jié)合,22 年 3 月推出 第四代產(chǎn)品 EL 4.0,生產(chǎn)速度可達(dá) 500 NL/h。公司開發(fā) AEM 多核兆瓦級電解槽可進(jìn)行 210 Nm3 /h 的生產(chǎn)。目前 Enapter 與來自 21 個國家共計 41 個公司達(dá)成合作伙伴關(guān)系,客 戶遍布全球 48 個國家。 22 年收入增長 75%,預(yù)計 23 年收入翻番。營收方面,22 年 Enapter 營收 1470 萬 歐元,同增 75%,公司預(yù)計 23 年的收入將同比翻倍,達(dá) 3000 萬歐元。22 年上半年 EL4.0 訂單達(dá) 1500 臺,約 440 萬歐元,下半年訂單約 900 萬歐元。22 年 Q4 EL4.0 出貨超 1200 臺。產(chǎn)能方面,公司計劃每月生產(chǎn) AEM 電解槽 1 萬臺,其中德國工廠預(yù)計 22 年 Q4 投產(chǎn),23 年正式量產(chǎn)交付。

法國 McPhy——主打堿性電解槽,一體化自營加氫站

McPhy:主打高壓堿性電解槽+加氫站設(shè)備,在手訂單可管。McPhy 08 年法國成立, 起家于固態(tài)儲氫技術(shù),14 年開始開發(fā)堿性電解槽,15 年開始進(jìn)入加氫站設(shè)備等產(chǎn)業(yè)環(huán) 節(jié)。電解槽主打高壓堿性電解槽,包括 Piel, McLyzer 和 Augmented McLyzer 三款產(chǎn)品, 產(chǎn)氫量范圍 0.4-800 Nm3 /h。McPhy 在歐洲(法國、意大利、德國)擁有三個開發(fā)、工程 和生產(chǎn)部門,并率先在中國張家口落地風(fēng)電制氫示范項目,近年來業(yè)績成長性突出。 22 年新增訂單增長 53%。營收方面,22 年收入 1600 萬歐元,同增 22%,其中電 解槽占比 68%,加氫站業(yè)務(wù)占比 32%。訂單方面,22 年達(dá) 2940 萬歐元,同增 53%,積 壓量達(dá)到 3130 萬歐元,同增 56%。McPhy 已簽署的項目組合共計 45MW 和 40 個加氫 站,此外具有 148MW 和 56 座加氫站意向訂單,總計 193MW 和 96 座加氫站。在產(chǎn)能 方面,McPhy 的電解槽超級工廠計劃于 24 年上半年投產(chǎn),年產(chǎn)能預(yù)計 1GW,此外圣米 尼亞托工廠將提高產(chǎn)能至 300MW 以滿足市場需求。