2022-2023年电解水制氢行业发展前景展望报告

2022-2023年电解水制氢行业发展前景展望报告可编辑目录电解水制氢行业概述电解水制氢行业环境电解水制氢行业现状电解水制氢行业发展趋势电解水制氢行业企业及格局CONTENT010203040501行业概述COMPANYPROFILE电解水制氢行业01水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。电解水制氢主要分为碱性(ALK)、阴离子交换膜(AEM)、质子交换膜(PEM)和固体氧化物(SOEC)四大技术。电解水制氢定义产业链分析04上游光伏发电的发展为可再生能源电解水制氢降低成本的驱动原因之一；2021年我国新增光伏并网装机容量为5,488万千瓦，光伏上网电价接近平价为可再生能源电解水制氢发展打下基础。2013年至2021年间随着光伏驱动政策的持续加码、技术优化以及国内光伏企业的大规模扩产，中国光伏累积装机容量不断提升；2021年我国新增光伏并网装机容量为5,488万千瓦，达到历史新高。截止2021年底中国光伏累计装机容量达到30,738万千瓦。2013年至2020年光伏发电上网电价大幅降低；III类资源区光伏发电上网电价从0.9元/千瓦时下降至0.35元/千瓦时。2020年II类资源区和I类资源区光伏发电上网电价分别为0.4元/千瓦时和0.49元/千瓦时。在III类资源区光伏发电已经逐渐实现平价。光伏发电良好的发展趋势为可再生能源电解水制氢发展提供坚实的基础。未来光伏上网电价的持续下降，将成为电解水制氢成本降低的主要原因之一。产业链分析04中游电解水制氢行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于电解水制氢企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链分析04下游2019年中国电能占据终端能源消费比重为26%，氢气及其衍生物占据终端能源消费比重不足1%；2060年中国电能将占据终端能源消费比重70%左右，氢气及其衍生物占据终端能源消费比重约20%，氢气也将成为中国终端能源消费结构中占比第二的能源。需求方面，2020年我国氢气需求量达3342万吨，对比同年产能2500万吨，供应缺口高达25%。未来我国氢气需求量将随着下游用用领域的扩张以及氢燃料电池汽车市场保有量的大幅度增长而逐年增长，2030年、2040年、2050年和2060年需求量分别为3,715万吨、5,726万吨、9,690万吨和13,030万吨。02行业环境INDUSTRYBACKGROUND政治环境101《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》提升清洁能源消费比重。鼓励氢能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用。严格控制钢铁、煤化工、水泥等主要用煤行业煤炭消费,鼓励有条件地区新建、改扩建项目实行用煤减量替代。提升工业终端用能电气化水平,在具备条件的行业和地区加快推广应用电窑炉、电锅炉、电动力设备。鼓励工厂、园区开展工业绿色低碳微电网建设,发展屋顶光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵等,推进多能高效互补利用。《“十四五”工业绿色发展规划》《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰中和工作的指导意见》首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，可再生能源制氢（即“绿氢”）成为新增氢能消费的重点。规划设定了2025年中国绿氢产量达到10-20万吨/年的基础目标，据高工产研氢电研究所（GGII）测算，实现上述目标对应的电解槽装机规模为1400-2800MW（按设备利用率4000h计算）。实际上，中石化、宝丰能源、隆基股份等能源央企和民营化工企业纷纷进行可再生能源制氢的投资及布局，其中仅宝丰能源一家便制定了每年新增3亿标方绿氢产能（对应至少188MW装机规模）的经营规划，2022-2025年中国电解水制氢设备市场将迎来高速发展期。优化非化石能源发展布局,不断提高非化石能源业务占比。完善清洁能源装备制造产业链,支撑清洁能源开发利用。坚持集中式与分布式并举,优先推动风能、太阳能就地就近开发利用,加快智能光伏产业创新升级和特色应用。因地制宜开发水电,推动已纳入国家规划、符合生态环保要求的水电项目开工建设。积极安全有序发展核电，培育高端核电装备制造产业集群。稳步构建氢能产业体系,完善氢能制、储、输、用一体化布局,结合工业、交通等领域典型用能场景，积极部署产业链示范项目。加大先进储能、温差能、地热能、潮汐能等新兴能源领域前瞻性布局力度。政治环境202持续打好柴油货车污染治理攻坚战。深入实施清洁柴油车（机)行动，全国基本淘汰国三及以下排放标准汽车,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。进一步推进大中城市公共交通、公务用车电动化进程。不断提高船舶靠港岸电使用率。实施更加严格的车用汽油质量标准。加快大宗货物和中长途货物运输“公转铁”、“公转水”，大力发展公铁、铁水等多式联运。“十四五”时期,铁路货运量占比提高0.5个百分点，水路货运量年均增速超过2%。政治环境《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》开展高效催化、过程强化、高效精馏等工艺技术改造。推进炼油污水集成再生、煤化工浓盐废水深度处理及回用、精细化工微反应、化工废盐无害化制碱等工艺。实施绿氢炼化、二氧化碳耦合制甲醇等降碳工程。《“十四五”全国清洁生产推行方案》积极扩大电力、氡能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通运输领域应用。大力推广新能源汽车,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比,推动城市公共服务车辆电动化替代,推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。提升铁路系统电气化水平。加快老旧船舶更新改造，发展电动、液化天然气动力船舶，深入推进船舶靠港使用岸电,因地制宜开展沿海、内河绿色智能船舶示范应用。提升机场运行电动化智能化水平,发展新能源航空器。到2030年,当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右，营运交通工具单位换算周转量碳排放强度比2020年下降9.5%左右,国家铁路单位换算周转量综合能耗比2020年下降10%。陆路交通运输石油消费力争2030年前达到峰值。《2030前碳达峰行动方案》聚焦燃料电池电动汽车使用环节,推动燃料电池电动汽车能耗及续驶里程、低温冷启动、动力性能、车载氢系统、加氢枪等标准制修订。《2021年汽车标准化工作要点》01020304政治环境经济环境03经济环境社会环境104PTG（PowertoGas）技术，可有效解决可再生能源消纳及并网稳定性问题。PTG技术指的是通过太阳能、风能等可再生能源发电，产生的电力通过能量管理系统分配部分电力并入电网，剩下部分电力通过电解水制氢技术生成氢气和氧气，产生的氢气将存入储氢系统。氢能作为一种理想的能量储存介质，可以为多种能源之间的能量与物质转换提供解决方案。在电力供应不足的季节，则使用储存的氢通过燃料电池发电，提供电能。近年来，在“双碳”目标下，光伏、风电等新能源产业蓬勃发展，光伏、风电装机量保持持续增长趋势；但是由于发电与负荷的地理分布不均，远距离外送的技术制约加上可再生能源发电所固有的随机性、季节性和反调峰特性进一步增加了可再生能源调峰难度，加之风力和太阳能存在很大程度的不可预测性，导致弃风、弃水、弃光严重。01

02社会环境2052019年只有法国、日本和韩国制定了氢战略，到2021年，全球有17个政府发布了氢能战略，20多个政府公开宣布正在制定战略，众多公司正在寻求并挖掘氢能商机，因为净零排放的能源系统需要氢气，利用氢对可持续能源系统的潜在贡献时机已经成熟。中国在“碳达峰、碳中和”双碳目标驱动下，能源、电力、交通、工业、建筑等领域均在寻求并制定本领域的碳中和路径，而氢能可以帮助这些领域进行深度脱碳。氢能狭义定义是指燃料电池领域，借助电化学反应将氢气转化为电能，随着双碳目标的提出，全球包括中国将关注点从燃料电池交通领域扩展到其它领域。行业驱动因素06研究资源投入稳健增长供需平衡促进市场发展商业应用领域不断拓展行业竞争促进行业正向发展为促进行业科技创新事业发展，全面提升科技创新能力，中国逐步加大行业经费投入、落实税收优惠、鼓励科研人才发展，全面推动科研事业发展，同时带动科研服务市场增长，广泛运用于各个研究领域，未来市场空间将进一步释放电解水制氢产业处于快速增长时期，由于电解水制氢行业的产品及服务模式特性，使其供给市场与需求市场存在较强的相互依赖、相互促进关系，电解水制氢市场在良好的供需作用机制下保持稳定发展从应用领域来看，电解水制氢行业产品广泛的运用于医学、药学、检验学、卫生免疫学、食品安全、农业科学等民营领域在市场发展中，行业企业为争取竞争优势，尤其是大中型企业，越来越重视自主研发实力，在企业科研方面投入逐年增长，企业科研服务市场逐步打开，未来科研用检测试剂的服务主体趋于多元化03行业发展现状分析行业现状01我国氢气年产量已逾千万吨规模，位居世界第一大产氢国。21氢气产量达3300万吨/年，同比大涨32%，成为世界最大产氢国，占2021年全球氢气产量的28%。未来氢气产量继续保持增长趋势，2030年、2040年、2050年和2060年产量分别为3,700年我国万吨、5,600万吨、9,500万吨和33亿吨。氢气的产量为未来可再生能源电解水制氢设备市场规模预测的关键因素。其他核心因素包括可再生能源制氢占比、单台设备年产能、质子交换膜电解水设备和碱性水电解制氢设备占比以及设备单价。市场规模032020年中国氢气平均售价为141元，产量为2500万吨，故供应端市场规模达3,103亿元。2030年随着碳价的上升，以及煤制氢和天然气制氢搭载了CCUS技术导致成本上涨，中国氢气平均售价为16.73元，产量为3700万吨，故供应端市场规模达6,190亿元。随后，随着可再生能源制氢的发展，制造成本及设备成本大幅下降，以及下游需求的急速增长；到2060年中国平均制氢成本有望达到11元/kg左右，售价回落到14元/kg左右，产量也将超过3亿吨，逐步达成市场供需平衡；故供应端市场规模可以达到16,120亿元。行业痛点04010203光伏等可再生能源发电为可再生能源电解水制氢先决条件，近两年光伏组件及其原材料价格大幅上涨。光伏单面单玻182尺寸组件价格从2020年12月的PEM电解水制氢部件国产化率低于碱性制氢部件国产化率，目前国内生产的PEM电解水制氢设备最大制氢速率为200Nm3/h，400Nm3/h制氢速率的PEM电解水制氢设备国内目前还在试验阶段。PEM电解水制氢设备中电催化剂和质子交换膜两大部件国内和国外的技术差距较大，大量依赖国外进口的部件。国内外技术差距将大幅增加制氢设备厂商的生产成本及不稳定因素（如贸易禁令、关税等）。国产设备制氢速率较小，限制了国产PEM电解槽在国内的应用，未来国内制氢企业为满足日益高涨的市场需求可能大量选择采用进口设备来达到扩产需求。因此国产设备性能落后或成为制约国内制氢设备发展的潜在因素。在中低端产品领域，仍然有较大比例的产品依赖于进口渠道。此外，电解水制氢行业企业缺乏创新研发能力以及仿制能力，加重下游消费端对进口科研用检测试剂的依赖，不利于电解水制氢行业的发展光伏组件及其原材料高昂的价格可能成为制约国产设备制氢效率及部分性能大幅落后海外顶尖公司高端产品发展落后行业发展建议053（1）政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范电解水制氢行业生产流程，并成立相关部门，对科研用电解水制氢行业的研发、生产、销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升级，保证电解水制氢行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；（2）生产企业方面：电解水制氢行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土电解水制氢行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，电解水制氢行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场占有率，也是未来行业发展的重要趋势。12单一的资金提供方角色仅能为电解水制氢行业企业提供“净利差”的盈利模式，电解水制氢行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除传统的电解水制氢行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土电解水制氢行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性。电解水制氢行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。提升产品质量全面增值服务多元化融资渠道04行业格局及趋势BUSINESSMODEL服务功效服务水平价格优势技术优势创新能力竞争焦点行业竞争焦点主要集中在产品与服务本身的优势,包括服务的和共享与服务水平行业竞争还包括企业的硬实力,包括服务的技术优势、创新能力、企业人才优势等01竞争焦点1服务电解水制氢行业的竞争促进了产品与服务的持续优化与创新,给行业服务带来不断的新体验。2技术3需求竞争趋势的影响电解水制氢行业的良性竞争很好的促进了行业需求、技术、产品与服务的发展,促进服务水平不断优化，服务与技术能力不断创新。为用户提供了更为优质的产品与服务。02竞争趋势与影响电解水制氢行业的竞争促进了行业技术的更新与迭代。电解水制氢行业竞争趋势首先在需求的分析与客户痛点的把握上竞争格局03竞争格局1竞争格局replssssaceSrc1竞争格局04竞争格局2中国政府正大力推动社会资本进入电解水制氢行业，对电解水制氢行业产品需求被迅速拉动，需求量呈现上升趋势，电解水制氢行业企业进军国民经济大产业的战略窗口期已经来临。电解水制氢行业各业态企业竞争激烈，当前，市场上50%以上的电解水制氢行业企业有外资介入，包括中外独（合）资、台港澳与境内合资、外商独资等，纯内资本土电解水制氢行业企业数目较少，约占电解水制氢行业企业总数的25%。此外，商业银行逐步进入电解水制氢行业，兴业银行、中心银行、民生银行等先后成立金融公司，涉足设备融资租赁业务。中国本土电解水制氢行业企业根据租赁公司股东背景及运营机制的不同又可以划分为厂商系、独立系和银行系三类三类电解水制氢行业企业各有优劣势：（1）电解水制氢行业企业具有设备技术优势，主要与母公司设备销售联动，以设备、耗材的销售利润覆盖融资租赁成本；（2）独立系电解水制氢行业企业产业化程度高，易形成差异化商业模式，提供专业化的融资租赁服务；（3）银行系电解水制氢行业企业背靠银行股东，能够以较低成本获取资金，且在渠道体系等方面具备一定优势。电解水制氢行业主要以服务业为发展趋势电解水制氢行业重点为技术研究，包括模型研究，解决方案研究205080行业投入增加、市场空间大电解水制氢行业覆盖群体较大,市场空间与产值足够大,好的服务与解决方案必然带来较大的回报,因此行业也越来越受到资本与企业的重视