氢能源行业专题报告“氢”风扶摇-产业化快马扬鞭

氢能源行业专题报告“氢”风扶摇_产业化快马扬鞭（报告出品方/作者：广发证券，代川、范方舟）一、双碳政策下，氢能行业具备非常小快速增长潜力（一）电解水制氢为氢能来源的战略方向氢能就是一种来源多样、绿色低碳、有效率高效率、应用领域广为的二次能源，正逐步变成全球能源转型发展的关键载体之一。与传统化石能源较之，氢气具有能量密度高，资源无穷，并并无碳排放，可以大批量运输和长期存储，以及更高的安全性等优势，就是传统化石能源的理想替代。能量密度高：氢气的加热热值达致1.42×105KJ/kg，就是煤炭的5~6倍，汽油、天然气的3~4倍，意味著消耗相同质量的各种燃料，氢气能够提供更多更多的能量最轻，在燃料同时同时实现轻量化方面具有关键意义。资源无穷：氢就是宇宙中原产最为广为的物质。电解水制氢以水作为原料，水在地球上的储量达致2×1018t，氢气转化成能量时又可以分解成水，制氢资源取之不尽，然而传统化石能源正在遭遇资源枯竭的问题。并并无碳排放：与传统的化石燃料相同，氢在转型为电和热时只产生水并且不排放量温室气体或细粉尘，与碳中和目标贴近。安全性高：氢气虽然易燃，但是燃点多于500℃，且极容易扩散、核爆炸下限较低，因此具备存安全性优势。应用领域广为：氢能既可以用作燃料电池发电，应用于汽车、火车、船舶和航空等领域，也可以单独作为燃料气体或化工原料步入生产（比如氢能炼钢），同时还可以在天然气管道中煮氢加热，应用于建筑供暖等。在氢能来源方面，制氢工艺主要存化石燃料制氢、电解水制氢和工业副制氢等。目前主流的制氢工艺就是煤炭和天然气重整制氢，生产成本较低，工艺明朗，但是生产过程中可以产生大量碳排放，未来化石能源制氢将逐渐被可以再生能源制氢替代，形成风光发电—电解水制氢的零碳产业链。国家《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》中明确提出，至2025年，可以再生能源制氢量超过至10-20万吨/年，变成新增氢能消费的关键组成部分；至2030年，形成较为健全的清洁能源制氢及供应体系，可以再生能源制氢广泛应用，有力提振碳达峰目标同时同时实现。双碳政策共振国家清洁能源制氢规划，电解水制氢份额预计将快速增长。化石能源制氢成本低，工艺明朗，目前应用领域最为广为，但是化石能源属于不容再生能源，储量非常非常有限，在制氢过程中存碳排放问题，并且仍须提纯及除去杂质，未来在双碳政策背景下份额将可以逐渐缩减。电解水制氢的原料就是水和电，均为可以再生能源，制氢过程无法产生碳排放。因为尚未同时同时实现规模化应用领域，技术路线不明朗，所以目前成本较低。未来随着电解水制氢规模不断扩大，制氢成本将可以逐渐增加，直至与化石能源制氢平价。化学过程副产氢就是利用焦炉煤气等工业副产品进一步加工制氢，碳排放相对较低，但是随着未来氢能市场需求发动，工业副产氢产量相对较低且分散，无法作为大规模集中化的氢能供应源，就可以作为主要制氢路线的补齐。（二）当前碱性电解商业化最明朗，PEM电解潜力更大电解水制氢就是利用电流将水分子水解为氢气和氧气的过程。电解水制氢根据电解质的相同，可以分为碱性水电解（AWE/ALK）、质子交换膜电解(PEM)、液态氧化物电解(SOEC)、碱性阴离子交换膜电解(AEM)四种。其中SOEC和AEM都还处于研发阶段，碱性水电解目前商业化最明朗，PEM处于商业化初期。碱性电解水制氢就是指以碱性溶液作为电解质进行电解水制氢的过程。基本原理就是在一定的电压和温度下，水分子在阴极一侧赢得电子发生析氢转换成反应，分解成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子沿着物理隔膜到达阳极，在阳极一侧发生析氧水解反应，分解成氧气和水。隔膜可以防止氢气和氧气混合，但是可以并使电解液步入电解槽另一两端发生反应。碱性电解槽主体就是由数十或上时百个电解小室共同共同组成的，每个电解小室由隔膜、电极、垫片、双极板共同共同组成，由螺杆和端板将一个个电解小室打翻在一起形成电解槽主体。碱性电解槽隔膜的促进作用就是防止氢气和氧气混合，仍须耐高浓度碱液破损，目前主流的碱性电解槽隔膜使用聚苯硫醚PPS隔膜，高性能隔膜采用PPS涂覆无机层的无机膜。碱性电解槽的电极就是电化学反应发生的场所，就是同意制氢效率的关键。国内的大型碱性电解槽通常使用镍基电极，比如说氢铵镍网、泡沫镍，以及氢铵镍网或泡沫镍为基底喷涂高活性催化剂的材料。双极板的促进作用就是提振电极和隔膜以及导电，国内通在常使用铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板。电解水制氢的工艺分为氢气制备，氢气纯化和氢气储存三大步骤。因为增加了碱液循环系统，碱性电解水制氢系统相对繁琐，主要涵盖电解槽、压力调节阀、碱液过滤器器、碱液循环泵、碱液制备及储藏装置、氢气纯化、干燥、压缩等模块。在电解槽中发生反应后，氢气与碱液混合物经过气水分离器，将气体与溶液分拆，碱液循环回来至电解槽，氢气步入纯化系统提纯干燥后进行收集。PEM技术使用质子交换膜作为固态电解质，替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质，并使用纯水作为电解制氢的原料，避免了碱性电解水制氢的碱液污染和破损问题。PEM电解的基本原理就是在电流促进作用下，水分子在阳极一侧失去电子，分解成氧气和质子，其中电子通过外电路转至至阴极，质子沿着质子交换膜转至阴极，赢得电子分解成氢气。一个PEM电解槽根据相同的功率囊括数十甚至上百个电解池，每个电解池由5部分组成，由内向外分别就是质子交换膜，阴极/阳极催化剂，气体扩散层和双极板。质子交换膜就是PEM电解槽的核心结构，功不可没质子交换地下通道和隔绝氢气与氧气的促进作用，质子交换膜的厚度大约为150-200微米，目前使用的质子交换膜大多采用全氟磺酸基为聚合物作为主要材料。催化剂涂层也就是PEM电解槽的关键结构，由于PEM电解槽内的强酸环境，为了避免破损必须采用昂贵金属材料催化剂。阴极催化剂通常使用以碳为载体的铂碳催化剂；阳极对于催化剂的材料建议更加苛刻，因为阳极仍须承受高电位，富氧环境和强酸环路境，通常使用水解铱作为阳极催化剂气体扩散层的促进作用就是气体和液体在双极板和催化剂层之间的传输以及提供更多更多有效率的电子传导。由于阳极的高腐蚀性，通常阳极气体扩散层采用钛基材料，并且为了防止钛基材料长时间使用后熔融，形成高电阻水解层，还仍须再涂抹一层金属铱或金属铂作为保护层。阴极电位较低，通常采用碳纸或钛毡作为扩散层材料。两侧双极板就是提振部件，也功不可没汇流氢气和氧气以及传导电子的促进作用，常用材料为钛基材料加含铂涂层。PEM电解系统相对碱性水电解系统比较简单，在阳极（氧气）一侧，通常仍须采用循环泵、热交换器、压力控制器和监测器。在阴极（氢气）一侧，仍须采用气体分拆器、除氧组件、气体干燥器以及气体压缩机。SOEC（高温液态氧化物电解）的特点就是在高温环境下电能和热能进行电解水制氢。较之于常温制氢，SOEC的能量转型效率更高。SOEC从技术上可以分为质子传导型SOEC和氧离子传导型SOEC。质子传导型SOEC的基本原理就是设备运转时，高温水蒸气从阳极（氧气）进行供给，水分子在阳极发生水解反应，失去电子分解成氧气和质子。质子通过质子传到电解质到达阴极和电子发生转换成反应分解成氢气。氧离子传导型SOEC的基本原理从阴极（氢气）供给高温水蒸气，水分子赢得电子分解成氢气和氧离子，氧离子通过电解质到达阳极，发生水解形成氧气。由于质子传导型SOEC在材料挑选出上存很多障碍，目前的发展进度远远不及氧离子传导型SOEC，市场上的商业化尝试也主要集中在氧离子传导型SOEC。SOEC电解池的主要结构就是阴极、阳极、和电解质。多个电解池加装在一起形成电解电堆，多个电堆和气体处理系统、气体载运系统共同共同组成了SOEC电解模块，最终多个电解模块和配电设备、其他辅助设备共同共同共同组成了完善的SOEC电解系统。SOEC电解质材料通常采用导电陶瓷材料，通常使用钇均衡的氧化锆（YSZ）和钪稳中求进的定的氧化锆（ScSZ）。阴极仍须与高温水蒸气轻而易举触碰，仍须在高温梅雨季节之下具备稳中求进的定的化学性，并且与电解质材料具有相近的热膨胀属性，通常采用金属陶瓷无机材料，镍（Ni）和YSZ生产的金属陶瓷复合材料就是目前最常用的阴极材料。使用钙钛矿氧化物制备的导电陶瓷材料就是目前最常用的阳极材料，最具备代表性的就是掺杂锶的锰酸镧（LSM）。SOEC的工艺流程直观，氢气一侧使用加热装置将液态水转化成水蒸气，再用加热装复为将其转化成高温水蒸气步入电解槽反应。产生的氢气经过气水分离器进行收集，氧气进行排空或收集。碱性电解槽目前基本同时同时实现国产化，生产成本低，生产规模大，商业化明朗，就是性价比最高的电解水制氢路线。碱性电解槽资金投入成本低：据车百智库，国产电解槽的价格约为2000-3000元/kW，进口电解槽的价格为6000-8000元/kW,而PEM电解槽的价格达至7000-12000元/kW。目前国产碱性电解槽单槽追加新增产能已经达致1000Nm3/h，而国产PEM电解槽最轻制氢规模仅为200Nm3/h，碱性电解槽的规模化应用领域并使整体制氢成本距低于PEM电解。PEM电解具有转型效率高，体积小，能耗低，怠速快，气体纯度高等众多优势，并且适用于于于波动性非常大的可再生发电系统。PEM电解转型效率高少于70-90%，而碱性电解水转型效率仅为60-75%。PEM的电流密度低，制氢能耗小,并且使用液态电解质，电解槽结构紧密、占地面积小。PEM电解制氢能够适应环境光伏发电和风力发电系统的波动性电源，更加符合未来能源结构转型的方向。SOEC技术路线目前还未商业化。SOEC仍须在600-1000℃的高温下运转，可以提供更多更多更高的能源转换效率。当SOEC电解设备在高温下工作时，可以有效率减少对电能的需求，并提升对低品质能源冷却水的市场需求，并且可以采用非贵金属催化剂，未来当可再生能源或一流核能供应充足时，SOEC可以变成大规模制氢的技术路线之一。贵金属成本高、制氢规模小、技术寡头寡头垄断等问题管制了PEM电解的大规模商业化。PEM电解系统稀有金属占PEM电解系统整体成本的将近10%，其低成本和供应链的局限性变成了目前推广PEM电解技术的主要瓶颈。目前PEM电解技术的单台装置制氢规模显著低于碱性电解。此外，目前PEM电解槽的质子交换膜技术仍然被国外厂商寡头寡头垄断，还仍须进一步突破。（三）电解槽就是电解水制氢的核心设备，价值量占比多于50%电解槽就是电解水制氢的核心设备,价值量占比多于50%。电解水制氢设备主要由电气设备，电解槽，气液分化提纯系统和其他辅助设备共同共同组成。据Oxfordenergy排序，电解槽在碱性水电解制氢系统中的价值量比重为50%，在PEM制氢系统中的价值量占比为60%，这主要是因为PEM电解槽使用了铂、铱等贵金属催化剂。根据Oxfordenergy数据，随着电解槽制氢能力提高，电解槽设备的价值量占比提升。当碱性电解槽的功率从1MW提升至10MW时，电解槽设备价值量比重将可以从50%提跌至61%。因此，随着未来电解水制氢规模化发展，电解槽设备的价值量占比预计将存进一步的提高。（四）风光蓝电持续发展下，电解制氢成本将持续增加目前我国制氢的主流方法为煤制氢和天然气制氢，制氢成本在10元/kg左右。煤制氢和天然气制氢均基于传统能源体系，工业化应用领域较为明朗。据王明华《新能源电解水制氢技术经济性分析》，以90000Nm3/h的单一制制氢装置为测算基准，在500元/吨的煤价和2.0元/Nm3的天然气价格下，煤制氢成本为10.18元/kg，天然气制氢价格为10.9元/kg。然而，在生产1kg氢气的过程中，煤制氢和天然气制氢预计将分别产生22kg和11kg的二氧化碳，碳排放处于较低水平，环保绿色性极差。在煤价为450元/吨时，煤炭费用预计占到至制氢成本的37%；在天然气价格为2.5元/Nm3时，天然气费用占到至制氢成本比约为73%。电耗成本为碱性水电解和PEM电解最主要成本，比重在65%以上。0.3元/KWh电价下预计碱性水、PEM电解制氢成本在20~25元/kg。根据冯云等《分布式制氢技术进展览会成本分析》，值域以下假设：（1）碱性水电解装置为2.5MW分布式装置，产氢能力500m3/h，设备成本600万元左右，电耗5.2KWh/m3氢气；（2）PEM电解装置为2.5MW分布式，产氢能力500m3/h，设备成本3000万元以上，电耗4.8KWh/m3氢气。则在0.3元/KWh电价下，碱性水电解和PEM电解制氢成本分别为20.84元/kg和23.91元/kg，电费分别占至两者84%和69%的成本，为最主要支出。电解水制氢成本对电价高度虚弱。在以上假设下，当电价降至0.2元/KWh时，碱性水电解的成本可以降至15.02元/kg，而若电价涨至0.5元/KWh（工商业电价的基准），碱性水电解制氢成本则高少于32.49元/kg，PEM电解制氢成本达致34.70元/kg。2022年以来电解槽产品运算快速，料驱动未来电耗成本持续上升。2023年2月，隆基氢能发布新一代碱性水电解槽产品ALKHi1系列，在2500A/的电流密度下直流满载电耗左右至4.0kwh/Nm。据隆基测算，制氢直流电稀每增加0.1kwh/Nm，根据系统利用小时数的相同，可以并使制氢LCOH增加1.8%-2.2%。电解设备的快速运算料驱动电耗成本和综合制氢成本的持续增加。风光发电技术持续发展平添度电成本持续增加，弃风弃光创造电解制氢潜在机遇。（1）在风电、光伏发电技术的快速运算下，全球平准化风光LCOE快速下降。据Lazard，至2023年4月全球陆上风电、光伏的最低LCOE仅约至24美元/MWh，对应约0.17人民币元/KWh，沿用近年来的下降态势。据前文所分析电解水制氢的成本结构，当风光电价低于0.15元/KWh时，电解绿氢的经济性、可以应用性将明显增强；（2）我国风光资源地理分配过剩，三北、西南等地区风光、水力资源多样，可以再生能源大基地的建设将强化风电耦合的市场需求。从大基地视角看一看，电解氢可以作为就近遏制功率波动的措施，作为能源储存、跨时发电的可选项；从电网两端视角看一看，电解氢就是能源大范围、横贯时空发电，同时同时实现高比例供电负荷平衡的手段。远期来说，电制氢可以分摊崭新能源电源服务设施调节的功能，充分发挥发电、电网、能耗三方的全网络供需平衡促进作用。未来10到30年绿氢降本路径清晰，平价发展可期，有望在2030年左右具备经济性。从电解制氢成本结构看，未来降本加速的核心动力源自于：（1）设备与产业链规模化和技术发展下，设备、材料与工程费用的降本；（2）设备升级与技术发展下，带来电解装置利用效率和电解能力的提升，包括电解电耗的下降。根据基本热力学方差，理论上单位体积电解水制氢电耗在2.95kWh/Nm3，而目前电解系统直流电耗多在4.8kWh/Nm3以上；（3）风光发电技术迭代下，用电端电价的降低。据Hemado，在技术进步、产业规模化和可再生能源发电侧的共同驱动下，2030年全球部分地区的电解绿氢成本有望达到1.5美元/kg左右，此时制氢成本在10元/kg以内，相较煤炭、天然气的主流制氢方式已经具备经济性。在政策规划上，美国在可再生能源政策中提出2030年将绿氢成本降至1美元/kg的目标（据Recharge）。我们预计电解绿氢与传统燃料制氢的经济点有望在2030年左右出现。二、制氢电解槽：千亿市场冉冉蓬勃发展，创造多元机遇（一）行业背景：绿氢产量持续增长，市场需求景气高减至全球2030年氢气需求量料多于11500万吨。据IEA数据，2021年全球氢气需求量约为9423万吨，较2020年的8933万吨快速增长约5.5%。以政策规划为基础，IEA预计2030年全球氢气需求量将超过至11500万吨，2021-2030年间全球氢气需求量CAGR约为+2.2%，预计氢气在炼油、工业、运输、建筑和其他领域的需求量将稳定快速增长。我国2022年氢气产量约为3781万吨，同比+14.6%。根据中国煤炭工业协会、毕马威、国际商报数据，我国氢气产量自2021年的3300万吨增至2022年的3781万吨，近年减至速高于全球。根据2021年氢气产量估算，我国氢气产量约为全球需求量的35.0%，位列全球第一大产氢国家。由于氢能在燃料、原料、储能几个方面作为替代能源而具备的低碳绿色潜力，在我国30碳达峰、60碳中和的基本市场需求下，化工、钢铁、重型交通、电力储能等领域的可扩展性，将驱动我国氢气市场需求和产量的持续增长。根据落基山研究所和中国氢能联盟研究院，在碳中和情形下，我国2060年氢能市场需求将较2020年快速增长2-3倍，达致1-1.3亿吨/年，氢能未来快速增长空间较为宽阔。目前氢气制取中电解蓝氢占比严重不足1%，未来料快速提升。据IEA统计数据，2021年全球氢气生产主要方式仍为化石能源，水电解仅占0.04%，我国也仅为没有1%的水平。在碳中和已成全球共识的背景下，电解制取的可再生氢变成各国深度脱碳同时同时实现洁净能源转型的关键载体。欧洲明确提出2030年同时同时实现可再生氢2000万吨目标，电解槽装机规模达至200GW。整体来看，2030年左右为政策目标的快速期。预计2030年全球电解氢占比料达致12.2%。基于各国的政策目标，IEA估计至2030年电解制氢、化石能源+碳抓取两类绿氢制取的氢气量将分别达致1400万吨和1000万吨。融合IEA估计的2030年全球氢气需求量，电解制氢比重将超过至12.2%。考虑到我国电解氢产业链发展速度明显高于全球平均水平，我们预计我国至2030年电解氢在氢产量中的比重料达致15%。（二）空间测算：电解槽备货料关上高快速增长，第一关上千亿市场2022年以来我国制氢端的发展明显快速，23Q1电解槽招标动工量强于22全年备货。随着2021-2022年我国大量新能源风光氢一体化基地的建设，风光发电两端的快速落地为制氢端的蓬勃发展创造了基本条件。2022年以来，我国氢能产业链制氢端的步入快速发展期。在GGII统计数据中，2021-2022年我国水制氢电解槽出货量分别为350MW、722MW，而根据国际氢能网汇总，以2023年一季度制氢项目的招标和动工情况核算，13个项目对应的电解槽出货量将超过至835MW，已经多于2022年全年水平（其中碱性电解槽785MW，占比94%）。据BNEF数据，2023年中国电解槽出货量料达致1.4~2.1GW，占到至当年全球出货量的60%以上。政策端的大力支持与可以再生能源大基地的建设就是制氢端的景气度提高的基本保证。据我们T5800理与分析，仅新疆、宁夏、青海、甘肃四省明确提出的2025年可再生氢生产目标就超过至42万吨；内蒙古于2023年1月发布推行“兴安盟京能煤化工可以再生能源绿氢替代示范点项目”等15个风光制氢一体化项目的通告，合计绿氢制备能力28.2万吨。氢能全产业链发展尤其就是绿氢制备能力变成各省双碳政策推行深化的共识之一。据我们测算，全球2030年新增电解槽装机规模料少于80.6GW。根据以下逻辑测算全球可再生氢电解槽市场空间：（1）估算全球未来氢气产量。参考IEA预测，2030年全球氢气产量料少于11574万吨；（2）估算可再生绿氢产量。参考IEA预测的2030年1400万吨电解氢产量，我们表示2030年全球电解绿氢的产量占比料达致12.5%；（3）以电解槽性能指标估算全球年度新增电解槽装机规模。参考主流厂商核心产品参数，假设2021年电解槽平均值直流电稀4.7kwh/m，能量转型效率74%，年工作时间3000h，并假设随着技术进步，直流电稀进一步增加，转型效率和年工作时间持续提升，即可估算赢得全球电解槽总计和新增装机规模。据我们测算，2030年全球总计和新增电解槽装机规模料少于246.6GW和80.6GW。2030年全球ALK、PEM、SOEC三类主流电解槽的新增市场空间料分别达致685亿元、1547亿元、387亿元，对应2021-2030年间合计市场规模7965亿元。我们对三种主流电解槽技术路线市场空间的测算过程如下：（1）ALK就是目前最为明朗的技术，预计将在2022-2030年间保持装机主力地位。据IEA统计数据，2021年ALK、PEM技术占比分别为70%和25%。在2022年我国以碱性槽居多的企业生产与备货快速跳高下，我们预计2022年ALK全球占比提升至80%。在2023年后，随着PEM技术的明朗，我们预测ALK比重将持续上升至2030年的50%。价格方面，参照国内企业定价并设置一定上浮（全球均价高于国内），我们假设2021年ALK电解槽单位KW价格2150元，在2021-2030年间下降21%至1700元。（2）受益于技术端的优势，我们预计PEM电解槽比重将稳步提升，设备持续降本。PEM电解槽具有高动态积极响应能力、高转型效率和低电耗的优势，降本空间较ALK更为充足。参考IEA预测，我们表示PEM占比料从2022年的8%提升至2030年的40%。价格方面，参考高工氢电数据，我们假设2021年PEM电解槽单价8800元/KW，预计至2030年将下降45%至4800元/KW，估算赢得PEM电解槽市场空间。（3）SOEC正在研发成果落地的关键阶段，产业化前景较好。受限于高温环境下的电堆收缩、系统构筑等技术难点，SOEC长期处于实验室检验示范点和小批量测试阶段，但该技术在2023年发展明显快速：据艾邦氢能源技术网和国际氢能网，丹麦托普索全球工业化规模SOEC工厂2023年动工，设计追加新增产能500MW。同时，上海翌晶在2023年4月下线国内首条SOEC电堆自动化产线，年产能达致100MW。在SOEC更高的电解效率优势，以及国内外快速的产业化拓展下，我们预计SOEC电解占比料在2025年超过至2%，在2030年超过至8%。由于尚处产业化落地初级阶段，我们预测2023-2030年间SOEC电解槽将存非常大的设备降本空间，价格降幅料达致50%。（三）市场格局：参与企业多元，内资话语权快速提升从2022年出货量口径看，考克利尔竞立、派瑞、隆基三家份额合计超73%。GGII统计在2022年我国722MW电解槽出货量中，考克利尔竞立排名第一，约占32%左右；派瑞氢能（中船718所）、隆基氢能（隆基绿能）位居二、三位，前三家出货合计份额达到73%以上。以GGII数据为基础，我们梳理2022年国内出货TOP10企业的年末预计产能：考克利尔竞立、派瑞、隆基、天津大陆均达到GW级产能，同属第一梯队；中电丰业、华易氢元、国富氢能三家厂商产能规模在500MW，位列第二梯队；凯豪达、瀚氢源、赛克赛斯预计不超过300MW。我们重点介绍四家GW级产能企业：考克利尔竞立：比利时JohnCockerill集团承接苏州竞立后成立。2017年研制出全球首台1000Nm/h碱性电解水制氢设备；2021年先后下线国际首台套1200Nm/h和1300Nm/h电解水制氢设备；2022年考克利尔竞立加速碱性电解槽工艺升级，推动二对一、四对一模块化系统应用至宝丰能源、中石化新疆库车等项目。派瑞氢能：中船718所旗下企业，2022北京冬奥会绿氢制氢装置唯一供应商，同时拥有碱性ALK和PEM电解槽产能。2022年派瑞研发并发布全球首台套单体产氢量2000Nm/h水电解制氢装备。隆基氢能：隆基绿能子公司，主要业务涵盖电解水制氢设备制造、可再生能源制氢系统解决方案，主打产品为LA-1000碱性水电解槽。2023年2月14日发布全新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1和ALKHi1plus，满载直流电耗低至4.3kWh/Nm。天津大陆：长期从事制氢设备和气体纯化设备开发制造，可生产0.1Nm/h～1000Nm/h的电解水制氢设备和2Nm/h～1000Nm/h的气体纯化设备。公司主要产品还有氧气纯化装置、氮气纯化装置变压吸附制氢装置、变压吸附制氧装置、变压吸附制氮装置、甲醇裂解制氢装置以及纯水装置等。分技术类别看，目前全球碱性水电解槽产能主要由国内企业所占据。基于GGII和BNEF对全球主要碱性水电解槽生产企业的产能评估，截至2022年底，全球产能达到GW级的企业有隆基、派瑞、考克利尔竞立（比利时）、蒂森克虏伯（德国）、阳光氢能、天津大陆、奥扬科技，其中仅两家为海外企业。国内企业中，隆基氢能、阳光氢能分别为隆基绿能、阳光电源依托在风光可再生能源领域的积累而设立，推出制氢系统全套解决方案；天津大陆长期从事气体提取分离与纯化业务；奥扬科技业务以天然气、氢气为主，覆盖制氢、氢气储运、供氢加氢；中电丰业核心业务即为氢能源工业，覆盖制氢、加氢系统解决方案。在全球PEM电解槽追加新增产能原产上，海外企业仍主导市场，国内技术差距较为明显。PEM电解槽就是自燃料电池技术派出吞进的路线，核心技术涵盖液态聚合物制成的质子交换膜、膜电极材料和催化剂，整体对核心部件和材料耐久性和寿命的建议可以更高。依吉夫卡在燃料电池堆上上、化合物材料等方面的长时间积累，海外企业在PEM电解槽市场极具优势。据GGII和BNEF数据，截至22年底，以美国Plug能源、英国ITM能源、美国康明斯、德国西门子为代表的海外电解槽厂商占据全球主要的PEM电解槽追加新增产能，国内厂商阳光氢能、派出瑞氢能合计追加新增产能仅200MW。主要海外厂商中，Plug能源为全球规模化燃料电池系统集成商之一，2020年通过缴购UnitedHydrogen和GinerELX布局制氢端的；康明斯核心业务为商用、重型发动机（柴油居多），近年积极主动布局氢铵电、混动、燃料电池等多元动力解决方案，并延伸至PEM电解槽系统产品；ITM能源、Ohmium两家企业则着重于氢能系统之下PEM电解槽为核心的制氢系统，技术和产品开发以PEM制氢电解槽为核心。经我们分析，目前全球电解槽主要厂商可以大致分为四类：（1）在动力/能源使用端的存技术积累。其一就是长期以传统汽车、无声等重工业为核心业务，近年来积极主动进行多元、低碳能源转型布局的企业，比如蒂森克虏伯、康明斯等；其二就是以燃料电池业务为核心，积极主动向制氢端的延伸的企业，如Plug能源。（2）在气体制备、纯化、储运等气体端的存积累。这类企业通常长期全面全面覆盖气体产品和从分拆、储运至使用的一体化解决方案，典型比如奥扬科技、天津大陆。（3）在可以再生能源发电即为为绿色电力端的存积累。这类企业通过风电、光伏等领域的长期布局，通过供给的电力系统技术积累向制氢延伸，对电力成本可控性较低，典型比如隆基氢能、阳光氢能等。（4）成立伊始定位即为为氢能综合利用系统。这类企业通常全面全面覆盖“制储运美司”的氢能全系列产业链，典型比如由考克利尔集团建立的考克利尔竞立、充分利用中船718所的派出瑞氢能、中电丰业、国富氢能等企业。三、重点公司分析（一）隆基绿能：全球光伏龙头，延伸碱性水制氢业务利用光伏领域积累，齐次至制氢领域。隆基绿能为全球光伏龙头，从硅片至电池、组件进行全系列产业链布局。2022年公司营收1290.0亿元，同比+60.0%。在业务布局上，隆基形成单晶硅片、电池组件、工商业分布式解决方案、绿色能源解决方案、氢能装备五大业务板块，在制氢端的主攻碱性水电解设备。基于光伏全系列产业链运营经验，隆基2021年成立隆基氢能子公司，年内建立无锡制氢装备工厂并下线首台1000Nm/h碱性水电解槽；2023年，隆基氢能再次发布新一代碱性水电解设备ALKHi1系列。隆基氢能产品的市场化应用在2022年提速，2022年末产能达到全球第一。2022年4月，隆基氢能完成3台套1000Nm/h电解水制氢设备出货，与考克利尔竞立、中船718所（派瑞氢能）入围我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——中国石化新星新疆库车绿氢示范项目。据GGII，2022年隆基氢能出货量排名国内前三（仅次于考克利尔竞立、派瑞氢能），年末1.5GW产能规模位列全球第一。2023年，隆基氢能在全球最大绿氨示范项目——大安风光制绿氢合成氨项目共计39套1000Nm/h碱性水制氢系统招标中获得15套1000Nm/h订单（占比38.5%）。市场化快速落地助推营收高速增长，据隆基绿能公告，2022年隆基氢能营收2481万元，至2023年2月末，隆基氢能在手订单已超2.4亿元（不含税），其中2023年可确认收入约2.2亿，增幅显著。（二）阳光电源：依托逆变器积累，向储能制氢端延伸阳光电源为全球逆变器龙头，近年来积极布局可再生能源制氢项目，提供制氢系统设备制造和整体解决方案，布局PEM与ALK两种制氢技术。阳光电源自1997年成立起即专注于以光伏逆变器为核心的光伏系统设备，现已形成包括光伏逆变器、风电变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏系统、氢能装备、智慧能源运维服务在内的综合产品矩阵。2022年公司实现营收402.6亿元，同比+66.79%。2019年，阳光电源成立氢能事业部，在山西签订了300MW光伏+50MW制氢综合示范项目，并与中国科学院大连化学物理研究所合作建立“PEM电解制氢技术联合实验室”，布局大功率PEM电解制氢装备；2021年，阳光电源成立阳光氢能子公司，发布国内最大功率SEP50PEM制氢电解槽，试车成功1000Nm/h碱性水电解制氢系统；2022年，阳光年产1GW的制氢设备工厂建成并投产。阳光氢能产品完整覆盖制氢系统，客户应用端反馈积极。目前公司主要产品有IGBT制氢电源、碱性水电解槽、PEM电解槽、气液分离与纯化设备、智慧氢能管理系统，产品已在吉林、宁夏、内蒙古、甘肃、湖北等多地风光制氢示范项目中得到应用。2022年，吉林白城1000Nm/h碱性水风光制氢示范项目、长江电力绿电绿氢示范项目（采用阳光氢能200Nm/hPEM一体化集成制氢系统）均顺利投产。据北极星氢能网，2023年4月阳光氢能中标大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目采购中的12套碱性水电解槽设备，包括3套四对一柔性制氢系统（4台1000Nm/h碱性水电解槽对应1套4000Nm/h气液分离与纯化设备）、智慧氢能管理系统等产品。（三）宝丰能源：煤化工产业龙头，耦合绿电绿氢煤制烯烃龙头，积极推动以氢代煤等新技术和新材料工艺的发展。宝丰能源主要业务是以煤替代石油生产高端化工产品，包括：（1））煤制烯烃，以煤、焦炉气为原料生产甲醇，再以甲醇为原料生产聚乙烯、聚丙烯；（2）焦化，将原煤洗选为精煤，再用精煤进行炼焦生产焦炭；（3）精细化工，以煤制烯烃、炼焦业务的副产品生产MTBE、纯苯、工业萘、蒽油等精细化工产品。公司2022年实现营收284.3亿元，同比+22.02%。宝丰能源于2019年就开始建设光伏电解水制氢项目。2021年，公司首台电解槽送电调试，年内投资建设的“国家级太阳能电解水制氢综合示范项目”在宁夏宁东能源化工基地投产，包括200MW光伏和每小时2万标方氢气的电解水制氢装置。2022年，公司首批30台电解水制氢设备全部投运，同时，宝丰能源的“内蒙古宝丰煤基新材料有限公司一期300万吨烯烃项目”获批，该项目包括260万吨煤制烯烃和配套40万吨绿氢耦合制烯烃，已于2023年3月开工，为全球少数规模化用绿氢替代化石能源生产高端化工产品的项目。宝丰能源计划打造出氢能全系列产业链，已形成6亿方/年绿氢追加新增产能。根据公司规划，宝丰计划打造出集“制氢、补氢、储氢、甲醇、用氢”于一体的绿氢全产业链，制成绿氢一方面用做“以氢再加煤”替代化石能源，另一方面轻而易举用做工业补氢、氢能交通等。截至2022年公司绿氢追加新增产能已超过至6亿标方/年，未来计划持续开拓至百亿标方。（四）兰石重装：高端压力容器引领者，开拓氢能全系产品凭借与氢气储运相关的压力容器技术积累，延拓制氢、用氢等关键环节。兰石重装主要产品是各类高端压力容器，目前业务涵盖传统能源化工装备（炼油化工、煤化工、化工新材料等领域）、新能源装备（核能、氢能、光伏光热、储能等领域）、工业智能装备（快速锻造液压机组、工业机器人等）、节能环保装备四大板块。公司2022年实现营收49.8亿元，同比+23.37%，新增订单67.1亿元，同比+71.98%。在氢能领域，公司产品包括制氢、储氢和加氢站装备，包括循环流化床加压煤气化制氢装置、渣油POX造气制氢装置、丙烷脱氢技术装备、低压储氢容器、加氢站用微通道换热器（PCHE）。此外，公司正在研发试制1000Nm/h碱性电解水制氢、98MPa多层包扎式高压氢气储罐、45MPa大流量氢气离子液压缩机等装备。围绕自主创新，兰石重装规划布局氢能全产业链。据公司发布的《兰石重装氢能装备产业发展规划纲要》，2025年公司计划在制、储、运、加等关键环节实现自主设计、制造和销售，建设各类加氢站10座左右，建成1-2家国际一流的创新研发平台，氢能产业链规模占公司总体营业收入的20%。（五）双良节能：借力节能环保技术积累，联合汇川布局绿电制氢以节能环保、光伏新能源装备为轴，延伸氢能装备产品。双良节能现有主要业务为：（1）节能节水系统。如溴化锂冷热机组、换热器、空冷系统等；（2）光伏新能源系统。如多晶硅还原炉及其模块、单晶硅棒硅片及光伏组件等。2022年，公司实现营收144.8亿，同比+277.99%。依托在节能环保、集成光伏新能源装备领域的积累，双良节能结合工艺冷冻水系统、工业冷却水系统、双良混沌云平台等，面向煤化工、石化、钢铁、冶金、合成氨等工业领域与民用加氢站推出全生命周期绿电制氢解决方案。2022年9月，双良节能首套1000Nm/h绿电智能制氢系统下线，并与汇川技术就绿电制氢签订战略合作。双良节能布局的碱性水电解系统产品2022年同时同时实现交货，计划面世全系列产业链系统方案。据公司年报，2022年公司首套蓝电制氢系统已同时同时实现交货；2023年，双良节能在中国氢能展上面世的绿电智能制氢系统为碱性水（ALK）电解路线，由一体化IGBT电源、高性能电解槽、气液分拆装置、纯化装置构成，单槽制备量可以达致1200Nm/h。在制氢装备基础上，双良节能成立氢能研究中心，规划氢能产业链技术研发，布局上游电解制氢、储氢以及下游氢气高效率利用技术，同时全面全面覆盖蓝电制氢中的有关测试。（六）华光环能：从环保能源领域入局，快速推动制氢产业化围绕环保、能源领域的工程建设与运营总包，向氢能装备延伸。华光环能主要业务为环保、能源两大领域的设计、咨询、制造与建设运营，包括：（1）环保领域（主要为固废处置）的设计、环保设备制造、工程建设、运营解决方案和综合服务；（2）能源领域的锅炉设计制造、传统及新能源电力工程总包、热电运营、光伏电站运营的全产业链业务。2022年公司实现营收88.4亿，同比+5.52%。以电站特种设备的设计、制造、运营经验为基础，公司与大连理工大学成立“零碳工程技术研究中心”，在碱性电解水制氢先进技术方面开展系统研发，聚焦流体流场分布、新型电极催化剂和隔膜材料的优化和集成。2022年10月，华光环能成功研制30Nm/h碱性水制氢中试设备；2023年4月，华光环能1500Nm/h碱性水电解槽下线，采用具有自主知识产权的双极板、电极催化剂，以及自主开发的智能、参数化设计系统。华光环能制氢装备产业化在2023年快速落地，形成GW级产能。据国际氢能网，2023年4月华光环能已形成2000Nm/h及以下全系列碱性水电解制氢系统技术，整套制氢系统具备20%~200%动态调节能力。同时，公司电解水制氢设备制造能力已达到1GW，并将在2023年底建成特种设备基地。（七）龙蟠科技：车用化学品领军者，自材料端切入氢气制储用借助车用化学品领域积累，布局制氢、储氢和氢燃料电池。龙蟠科技主营业务为磷酸铁锂正极材料和车用环保精细化学品（包括润滑油、尾气处理液、发动机冷却液、车用养护品等