开云体育 开云平台开云体育 开云平台今天分享的是储能系列深度研究报告：《 氢能与燃料电池产业研究报告》。（报告出品方： 广大证券）报告来源于公众：

　　氢能具有能源和原料双重属性，国内外政策驱动绿氢快速渗透。作为能源，氢能主要应用在燃料电池技术路线上，下游对应燃料电池车、储能等场景。作为原料，氢能主要应用于合成氨、甲醇、以及冶金等领域。欧洲通过欧洲碳边界调整机制（CBAM）协议，设定 2030 年本地生产+进口各 1000 万吨绿氢的目标，内部通过风光氢储一体化示范项目和能耗双控推动绿氢发展，主要应用于化工端。统计目前国内及与国际合作的绿氢项目，我们预计 22-25 年释放 3000-3200 台电解槽订单。

　　目前国内绿氢渗透率约 2%，碱性电解槽成为绿氢技术路线 万吨，绿氢渗透率约 2%，氢气来源以煤制氢和天然气制氢为 主。2021 年，全球氢能需求达到 9400 万吨，欧美制氢主要通过大型中央工厂 的天然气重整实现。碱性电解槽具有成本优势，是目前商业化制绿氢的主流技 术路线%。碱性电解槽国内市场空间预计 2025 年 达到 176 亿，2022-2025 年 CAGR 为 150%。全球 2030 年电解槽累计需求有 望达到 79860 台，每年绿氢需求约 3993 万吨。

　　价格是各个场景氢气替代的关键，电价对绿氢成本影响最大。在化工领域，绿氢主要替代灰氢和蓝氢。绿氢成本中电费占比高达 70%以上，当电价低于 0.2 元/kWh 时，由于灰氢和蓝氢需要 CCUS 费用和提纯费用，绿氢在经济性上有 望与之竞争。在车用领域，氢气的优势在于其高能量密度，从经济角度考虑， 它可以与柴油车的全生命周期成本（TCO）相媲美。对于长途运输车辆而言， 当氢气的枪口价格低于 25 元/kg，并且考虑到补贴因素时，燃料电池重卡可以 在经济性上超过柴油车。至于船用领域，燃料电池船舶目前处于发展初期，谈 论经济性还为时过早。未来，通过采用合成燃料的方式，绿色船舶有望实现应用。

　　海内外各公司积极布局电解槽技术，各企业转型进入电解槽领域。自 2022 年 8 月以来，各家电解槽企业明确公布产能超 7.5GW，同时纷纷发布电解槽新品。 国内主要有以下几类企业：光伏、风电企业转型做电解槽，通过光伏风电设备 配套项目拿下订单；传统电解槽企业，实力稳定，产品验证较多；电气、重 工、压力容器类企业转型，有压力容器制造经验。电解槽本身制造技术壁垒不 高，主要在于下游的渠道以及长期的运行稳定性，拥有早期装机经验的企业有 望快速获得订单，形成规模效应。

　　建议：电解槽行业进入“0-1”阶段，产品性能及下游渠道是决定后续企业 销量以及项目配套的关键所在，有光伏、风电配套项目以及大客户合作背景的 企业有望拿到大量订单。建议关注：华光环能、华电重工、昇辉科技。

　　风险分析：绿氢需求及应用推广进度不及预期、政策鼓励不及预期、AEM/PEM 等技术降本迅速引起技术迭代。

　　海内外碳排放目标设立的大背景下，各国纷纷推动绿氢发展。欧洲通过碳边界 调整机制（CBAM）协议，碳关税目录内新增氢气，同时设立 2030 年绿氢 2000 万吨的目标。国内通过能耗双控，以及风光氢储一体化项目推动企业建设 绿氢应用项目。目前西北地区由于风光资源丰富，发电成本较低，制氢成本接 近灰氢/蓝氢，有力推动企业建设绿氢及应用项目。

　　1）炭、石油和天然气都是典型的化石燃料，燃烧产物主要有二氧化碳(CO2)、硫 的氧化物(SOx)、氮的氧化物(NOx)、挥发性有机碳化物(VOC)、一氧化碳 (CO)和微小的颗粒物。其中，CO2 是一种温室气体，被认为是导致全球气 候变暖的主要原因。SOx 和 NOx 会造成区域性酸沉积。空气中 NOx、CO 和 VOC 反应会形成臭氧，其高氧化性会引起呼吸道疾病，造成农作物减 产甚至破坏植被。微小的颗粒物引起的问题更大，会引起呼吸道和心血管 疾病，甚至癌症。近年来每到入冬季节人们都深受雾霾困扰，颗粒物 PM2.5 是罪魁祸首。有研究表明，黑色的炭颗粒也会增强全球变暖趋势。

　　零排放的氢将成为未来能源的载体。氢是一种真正的清洁能源，其燃烧产物是水，尤为重要的是不会产生任何污染物。氢有以下优点：

　　能量密度极高：达到 39.4kWh/kg，约为汽油的 3 倍，焦炭的 4.5 倍， 用高储能密度的氢储存能量具有得天独厚的优势。

　　资源丰富：宇宙中大于 90%(原子分数)或者 75%(质量分数)是由氢构成 的；

　　可由水制取：水是地球上最为丰富的资源，全球约有 70%的面积覆盖着 水。

　　相对于电能而言，氢气具有能源和原料的双重属性。在能源领域，氢气可以通 过燃料电池、氢内燃机等技术进行能量转换。其中，燃料电池是氢气能源应用 的主要方向。在燃料电池中，氢气作为反应物与氧气反应，产生电能作为输出。燃料电池主要应用于交通和储能领域。

　　与电动车和内燃机汽车相比，燃料电池汽车的综合效率约为 30%，居于中间位置。这主要是因为在整个电-氢-电的能量转换过程中，涉及到电解水、氢气的 运输和储存，以及燃料电池的应用，这些环节会导致能量损失，从而降低效率。相较于电动车而言，燃料电池汽车的效率较低。然而，与燃油车相比，燃 料电池汽车不受卡诺循环的限制，整体效率更高。

　　氢车与电车从整车能耗对比来看：丰田 mirai2 百公里耗氢 0.415kg，对应耗电 约 23.2kWh，而比亚迪汉纯电版本百公里耗电 13.5kWh，远低于燃料电池乘用 车。所以就综合能耗而言，在乘用车领域，燃料电池汽车相较锂电车型并不具 有竞争力。

　　燃料电池车的优势在于补能速度快。燃料电池车 3-5min 即可充满，而锂电车即使快充也需要 20min 以上才能充满。同时由于燃料电池系统重量较轻，氢气 及其金属化合物的能量密度也远高于锂电池，所以在能耗较大，补能速度要求较高的场景，燃料电池比锂电池更具有开云体育 开云官网优势，如商用车、冷链物流车等应用领域。我国基于电网基建发达的国情，前期集中发展纯电动乘用车，同时于 2022 年提出了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，在商用车领域着重 发展燃料电池系统的应用。

　　在原料领域，氢气主要应用在化工、冶金等场景。氢气在化工领域中的应用主 要是在氢化反应、氧化反应、加氢反应等方面。例如，在精细化学品（香料、 药品、农药等）的生产中，氢气通常用于加氢反应；在石油化工行业中，氢气 常常用于加氢裂化、氢气重整等反应，用于生产乙烯、苯乙烯、煤油等化工产 品。此外，氢气还可以用于制备氨气、甲醇、氢氧化钠等化工产品。

　　按照生产来源，世界能源理事会将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢三类。 灰氢指由 天然气、煤等化石燃料生产的氢气，制取过程成本最低，但碳排放量高，在化 工行业应用普遍；蓝氢是灰氢的“升级版”，在氢气生产环节配合碳捕捉和封 存技术，能够减少大量碳排放，成本相应更高；绿氢则是利用风能、太阳能等可再生能源发电，再电解水生产氢气，成本最开云体育 开云官网高。

　　绿氢应用需要考虑“制备：电价足够低”、“消纳：化工配套较好”、“平 替：替代煤制氢、天然气制氢”：

　　2030 年我国氢气的需求量约为 3715 万吨，其中绿氢 需求量约 771 万吨，2060 年我国氢气的需求量为 1.3 亿吨，氢气需求充足。 2030 年不同行业氢气消费量如下：

　　化工行业：可再生氢需求约为 376 万吨，是中国最大的可再生氢需求 市场。

　　钢铁行业：总氢气需求约为 174 万吨，其中可再生氢需求约 94 万吨， 其余为工业副产氢。

　　氢燃料电池：总耗氢量每年 434 万吨，其中可再生氢需求约 301 万 吨，燃料电池车保有量将达到 62 万台。

　　全球氢能需求达到 9400 万吨，氢能需求的大部分增长来自炼油和传统工业。 与中国不同，目前全球范围内主要依靠天然气和工业副产制氢，美国 95%的制 氢通过大型中央工厂的天然气重整实现，主要原因在于它是目前最经济实惠的 做法；欧洲氢气产量占全球 21%，也主要依赖于天然气重整。

　　1.3、 电解槽技术多样化，碱性电解槽（ALK）与质子交换膜电解槽（PEM）为主流

　　根据电解槽的不同，目前共有四种电解水制氢技术。碱性电解水技术(ALK)、质子交换膜电解水技术(PEM)、高温固体氧化物电解水技术(SOEC)和固体聚合物 阴离子交换膜电解水技术(AEM)。

　　（1）ALK 技术最为成熟，已经完全商业化，成本最低，目前在中国发布的最大电解槽制氢规模已达到 2000Nm³/h，直流能耗最低达到 4.0kWh/Nm³（极 限约 3.6kWh/Nm³）。

　　高，2020 年美国能源部划分的技术成熟 度与 ALK 一致，目前中国已具备生产制氢规模 200Nm³/h 的电解槽，工业级 PEM 制氢能耗约 5kWh/Nm³，目前存在产业链国产化不足问题，质子交换膜与催化剂依赖进口，正处于商业化初期。

　　国内碱性电解水制氢设备出货量远高于质子交换膜电解水制氢设备。据势银统 计，2021 年中国碱性电解水制氢设备的出货量约 350MW，质子交换膜电解水 制氢设备的出货量约 5MW，碱性电解水制氢设备出货量占比达 99%。

　　约有 80%的项目采用碱性电解水技术，主要 集中在炼化、化工和交通领域，因为碱性电解水制氢成本低、单槽制氢规模 大；约有 20%的项目采用质子交换膜电解水技术，主要集中在储能和制氢加氢 一体站项目，中石化风光制氢示范项目和三峡集团“源网荷储一体化”示范项 目是目前中国规模最大的 PEM 制氢项目。

　　质子交换膜作为固体电解质替代了 ALK 电解槽使用的隔膜和液态电解质，避免了碱液污染和腐蚀问题。PEM 电解槽具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点

　　产业链上各环节布局逐渐完善。如碱性电解槽隔膜的代表性企业有东丽（中 国）有限公司、Agfa-Gevaert Group 及碳能科技（北京）有限公司；电解 槽镍网的代表性企业有安平县辉瑞丝网制造厂等；喷涂的代表性企业有保时 来、北京盈锐优创氢能科技有限公司等

　　（4） 考虑 PEM 成本逐渐降低，以及体积小，灵活开云体育 开云官网性强的优势，整体增速较 快，2023-2025 年 PEM 电解槽出货数量 30/75/180 台。目前单台功率 较 ALK 更小，整体朝大型化发展速度有望更快，假设 2022 年单台功 率 900kW，2023-2025 年单台功率按照 25%/25%/25%增长。

　　我们统计了 2030 年海外以及国内的绿氢需求，每年总计约 3993 万吨，根据中 国氢能联盟预测，2030 年国内绿氢需求有望达到 771 万吨；根据欧盟、中 东、北非的规划，2030 年绿氢需求有望达到 2222 万吨；根据美国能源部规 划，2030 年绿氢需求有望达到 1000 万公吨（以上数据见后文 1.4 节）。基于以上数据，按照 1000 标方电解槽，5000 利用小时数计算，1 万吨绿氢约需要 20 台电解槽，每台功率约 5MW，我们推测全球主要氢气生产国电解槽 2030 年 合计需求有望达到 79860 台。

　　碱性电解槽竞争较为激烈，23 年订单快速增加。2022 年，中国电解槽总出货 量约为 800MW，其中碱性电解水制氢设备出货量约为 776MW。头部企业出货 量占有率高，中船派瑞氢能、考克利尔竞立、隆基氢能占据总出货量的 80%。 2023 年一季度，10 家企业分享 413.5MW 电解槽订单，阳光电源、中船派瑞、 隆基氢能分别以 105MW、100MW 和 75MW 位居前三。

　　政策持续加码，明确产业规划与发展方向。2016 年，中国标准化研究院资源与 环境分院和中国电器工业协会燃料电池分会发布《中国氢能产业基础设施发展 蓝皮书（2016 年）》，首次提出了我国氢能产业发展路线 年氢能 被首次列入政府工作报告，国家密集出台了一系列政策支持氢能产业发展。 2020 年 6 月，《2020 年能源工作指导意见》提出推动氢能技术进步与产业发 展。2021 年 3 月，氢能被视为“十四五”规划中须前瞻规划的未来产业之一； 11 月，《“十四五”工业绿色发展规划》提出加快氢能技术创新和基础设施建 设，鼓励氢能的多元化应用。2022 年，国家政策持续加码，进一步明确氢能产 业发展方向和战略布局，其中 3 月出台的《氢能产业发展中长期规划（2021- 2035 年）》强调指出，统筹推进氢能基础设施建设，稳步推进氢能在交通领域 的示范应用，拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用。

　　国家自 2022 年规划了大量风光氢储一体化项目。2022 年起，国家针对双碳目 标，规划了大量风光氢储一体化项目，其下游应用主要是工业端制绿色甲醇、 绿氨等化工行业。由于化工厂具有集群效应，绿氢项目分布也以风光资源较好、电价较低的内蒙、宁夏、东北等地为主。在各地 2022-2025 年规划的 55 个制氢项目中，有 29 个项目为绿氨及绿色甲醇应用项目，对应的绿氢产能为 73.7 万吨/年；燃料电池汽车相关领域项目 6 个，对应的绿氢产能为 2.1 万吨/ 年，部分产能用于外销等。同时为响应“一带一路”倡议，我国与摩洛哥、埃及签订新能源建设项目战略协议，共计绿氢产能 46 万吨/年。所有项目绿氢产 能共计约 158 万吨/年，按照每万吨约 20 台 1000 标方电解槽计算(5000 利用 小时数)，对应电解槽需求量 3000~3200 台。

　　电解槽招标价格趋于稳定。2023 年大安以及宁东项目与 2022 年中石化库车一 期项目价格相近，都位于 1400 元/KW 左右。

　　2020 年 7 月欧盟发布《欧盟氢能战略》，提出了欧洲发展氢能的战略蓝图，并 给出了氢能发展目标：

　　欧盟将在 2030 年在本土部署 1000 万 吨/年的可再生氢能产能，以及从可靠供应国进口 1000 万吨/年的氢能。

　　2023 年 4 月 18 日，欧洲议会的环境、公众健康和食品安全委员会（ENVI）正 式通过了欧洲碳边界调整机制（CBAM）协议，行业范围扩大至涵盖氢，由于 灰氢和蓝氢的生产均有二氧化碳的排放，仅绿氢免收碳关税，欧洲期望使用大 规模的绿氢以推动能源转型。

　　欧洲氢能需求量大，寻求与北非合作。RePower EU 欧盟计划(欧盟委员会)估 计，到 2030 年将进口可再生氢的需求为 1000 万吨。为了促进进口，欧盟委员 会将支持三条经地中海、北海和乌克兰的主要氢进口走廊的建设。

　　欧盟-埃及氢能伙伴 关系和欧盟-摩洛哥绿色伙伴关系开始。我国近期也有埃及 32 万吨，摩洛哥 14 万吨绿氢项目合作。

　　沙特阿拉伯提出“绿色沙特倡议”。沙特计划到 2030 年实现每年减少 2.78 亿 吨碳排放，到 2060 年实现温室气体“净零排放”，并致力于推动氢能生产链 本地化，成为全球清洁氢能供应商。沙特能源大臣表示沙特计划到2030 年生 产和出口约 400 万吨氢气能源，有望成为全球最大的氢能供应来源。

　　阿联酋发布了“2050 能源战略”。提出要致力于生产全球最低价的“蓝氢”， 并通过发展氢能降低本国 1/4 的碳排放量，同时加速氢气生产和出口。2021 年 11 月，阿联酋通过“氢领军路线 年在全球低碳氢市场中 占据 25%份额的目标。

　　。其目标是清洁氢气(绿氢和蓝氢) 发电量到2025 年达到 1GW、到 2030 年达到 10GW、到 2040 年达dao 30GW,成为全球主要的氢生产国和出口国。阿曼能源开发公司首席执行官表示到2030 年要实现 100 万吨氢气生产，并致力于成为全球氢气生产中心。

　　。2021 年 1 月，阿布扎比国家石油公司（ADNOC）与阿联 酋两大主权财富基金穆巴达拉公司(Mubadala)和阿布扎比发展控股公司 (以下简称 ADQ)宣布成立阿联酋国家氢能联盟，旨在利用各自的行业优势，建 立实质性的氢能经济，将阿联酋打造成可信赖的氢气出口国。

　　2020 年沙特阿美石油公司(Aramco)向日本出口了世界首批蓝氨，宣告沙特氢 (氨)经济商业化迈出重要一步。

　　2021 年 1 月，ADNOC 与日本经济产业省签署了关于开展燃料氨利用的合作备 忘录， 8 月阿联酋向日本出口了一批用于化肥生产的蓝氨，为阿联酋的氢能对 外贸易奠定了基础。

　　2022 年 6 月，阿美发布首份可持续发展报告，提出到 2030 年每年生产 1100 万吨蓝氨，以满足亚洲等全球重要市场日益增长的氢能需求。

　　（本文仅供参考，不代表我们的任何建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）