[Table_Title]氢能行业专题研究碱性电解槽：从1到N，谁主沉浮？2023年05月22日[Table_Summary]【投资要点】◆结论：我们判断绿电制氢正迎来从1到N的产业爆发阶段，绿电度电成本、电解槽单位电耗和设备投资的下降，驱动水电解制氢在能源化工等领域与灰氢平价。碱性电解槽作为核心制氢设备，将迎来千亿级市场需求。我们看好具备技术和客户资源优势的国产龙头。◆一、碱性电解槽：电解水制氢系统核心设备，从1到N产业加速：1）优势：技术成熟，产氢量大，成本最低；2）核心部件：双极板（催化剂）、隔膜和流场，均有降本提效空间；3）发展方向：大标方，大功率，大电流密度。◆行业需求：据考克利尔竞立的数据，全球绿氢年需求将从2021年的47万吨提升到2025年的1055万吨，CAGR达到118%。假设以1万吨绿氢对应约28台碱性电解槽测算，至2025年碱性电解槽累计需求量达2.95万台，对应市场规模约为2044亿元。◆政策驱动：央国企担当+地方政府“股权财政”催化下，绿氢项目将加快落地。目前仅内蒙古地区已批复的绿氢项目规划达37个，共计制氢能力超过67万吨，对应1894台电解槽，以单台电解槽价格692万元测算，市场空间合计131亿元。◆二、经济性——制氢成本：可再生能源发电成本、电解槽电耗、电解槽设备投资为核心决定因素。◆基准情形：1000标方/h产能，年工作时间4000h，电解水制氢系统合计成本1330万元，度电成本0.28元/kwh，电耗4.5kwh/标方，此时单位制氢成本（LCOH）为20.2元/kg，略高于煤制氢和天然气制氢的11-20元和15-20元。◆可再生能源度电成本：2025年光伏地面电站发电度电成本有望降至约0.18元/kwh，其他条件不变情况下，对应单位制氢成本为15.19元/kg。◆电解槽电耗：从远期来看，随着技术的进步，电耗可能会从基准的4.5kwh/标方下降到3.5kwh/标方，其他条件不变情况下，单位制氢成本为17.10元/kg。◆设备投资：长期看，随着单槽产能扩大和零部件国产化，电解水制氢系统价格有望逐步下降，当电解水制氢系统价格下降至500万元/套时，单位制氢成本为17.99元/kg。◆中性情景下，2025年电解水制氢成本为13.03元/kg，成本低于天然气制氢和工业副产氢，可与煤制氢平价竞争。乐观情景下，考虑电价及设备补贴，2025年电解水制氢成本为11.9元/kg，接近煤制氢成本下限，相比其他制氢方式具有显著经济性。[Table_Rank]强于大市（维持）[Table_Author]东方财富证券研究所证券分析师：周旭辉证书编号：S1160521050001证券分析师：朱晋潇证书编号：S1160522070001联系人：唐硕电话：021-23586475[Table_PicQuote]相对指数表现[Table_Report]相关研究《政策出新，充电桩行业有望高增》2023.05.10《温控下游星辰大海，“储能+数据中心”双重共振》2023.04.03《人工智能助力能源互联网加速形成》2023.03.28《下一代锂电池技术，固态电池未来可期》2023.03.16《4680从0到1，结构件厂商受益》2023.02.28-13.45%-5.01%3.43%11.87%20.31%28.75%5/237/239/2311/231/233/23电气设备沪深300[T行业研究/氢能行业/证券研究报告敬请阅读本报告正文后各项声明2[Table_yemei]氢能行业专题研究◆三、格局推演：百舸争流，客户+技术制胜。目前，国内电解水制氢设备玩家主要包括老牌电解水设备龙头、风光储龙头和传统设备厂商三大类。从产能格局看，预计到2023年底，全球前20电解水制氢设备企业合计产能达26.4GW，产能CR5集中度为47.35%，我们预计，随着下游需求持续放量及头部企业快速扩产，电解水制氢行业集中度有望进一步提升。短期看，国内电解水制氢设备需求主要来自于各省市示范项目，与项目主体关系紧密或存在合作关系的设备厂商有望率先实现放量，形成先发优势；长期看，技术和材料创新带动制氢成本下降是电解水制氢技术大规模推广应用的关键，具备技术研发实力、产品性能能够持续领先的企业将具备更强竞争力。【配置建议】◆我们认为客户渠道和技术实力将成为电解水制氢设备企业核心竞争力，建议关注：◆1、国内较早布局电解水制氢设备并具备业务协同效应的光储龙头：1）隆基绿能：全新产品ALKHi1系列产品发布，直流电耗低至4.1kwh/Nm3，2022年末电解槽产能达1.5GW，预计23年低产能2.5GW，25年规划产能达5-10GW，目前公开中标金额达4.65亿元；2）阳光电源：同时布局碱性和PEM技术路线，21你那3月率先发布国内首款、最大功率SEP50PEM电解槽（50Nm3/h，250kw），目前公开中标金额达1.80亿元；3）双良节能：绿电制氢系统中后端气液分离及纯化装置涉及压力容器制造，是公司的传统强项，双良自主研发的“绿电智能制氢系统”采用新型隔膜，氢气纯度达到6N，同时自动化集成度高，实现100%无人值守，目前产品已交付大全新能源和润阳悦达新能源，客户端运行稳定；4）天合光能：公司电解槽相比传统同等级设备电流密度提高50%-75%，电耗降低10%-15%，直流电耗3.9-4.6kwh/Nm3，预计2023年底将建成1GW电解水制氢设备产能。◆2、背靠绿氢项目资源丰富的大型集团、具备客户渠道优势的装备厂商：1）华电重工：背靠华电集团，项目资源丰富，2022年与内蒙古华电氢能签署了《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》，合同金额3.45亿元；2）亿利洁能：依托控股公司亿利资源集团三十多年治沙成果，联手大型央企，聚焦“光氢新能源治沙”，正在鄂尔多斯库布其沙漠投资建设光伏风电、绿氢、绿氨、绿肥、绿色化工、绿电替代等低碳产业链基地，电解槽出货有保障；3）三一氢能（未上市）：三一集团旗下风电企业三一重能与巴里坤哈萨克政府签订招商引资协议，涉及100万千瓦风电制氢制氨项目，保证公司电解槽出货，同时公司中标了大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目第7标段8套水电解制氢设备，中标金额达5759.42万元。◆3、研发和技术实力强劲的设备厂商：1）华光环能：携手大连理工，实现碱性电解槽催化剂、隔膜等关键材料自产，2023年3月自主知识电解槽下线，产氢压力达3.2Mpa，填补国内高压电解槽空白；2）昇辉科技：历时仅120天完成1000标方电解槽下线，采用高电流密度设计和第三代隔膜技术，较传统碱槽提升30%以上电流密度、降低10%能耗，同时依托公司电气成套设备技术优势，实现设备电子电气组件的自控、自产。【风险提示】◆下游需求不及预期；◆政策支持力度不及预期；◆电解水制氢降本不及预期。敬请阅读本报告正文后各项声明3[Table_yemei]氢能行业专题研究正文目录1.碱性电解槽：2025年千亿规模，从1到N大势所趋.......................................51.1.碱性电解槽（ALK）技术成熟领跑市场..........................................................51.2.绿氢项目接连落地，电解槽市场前景广阔....................................................82.经济性：电价+电耗+设备成本优化，平价制氢可期......................................112.1.2022年基准情形下制氢成本：有望与天然气平价.....................................122.2.度电成本、电耗、设备成本因素推动制氢成本下降..................................132.3.2025年电解水制氢成本：中性情景接近煤制氢，乐观情景有望赶超煤制氢.................................................................................................................................153.格局推演：百舸争流，客户+技术制胜............................................................163.1.格局：竞争加剧，国产突围..........................................................................163.2竞争要素：短期示范看客户，长期降本看技术...........................................204.投资建议.............................................................................................................224.1.业务协同的光储龙头：隆基绿能、阳光电源、双良节能等......................224.2.集团旗下装备厂商：华电重工、亿利洁能、三一氢能..............................264.3.研发和技术实力强劲的设备厂商：华光环能、昇辉科技..........................275.风险提示.............................................................................................................28图表目录图表1：不同电解水技术路线介绍........................................................................5图表2：碱性电解水制氢工作原理........................................................................6图表3：碱性电解槽构成示意图............................................................................6图表4：碱性电解槽主要组成部分........................................................................6图表5：碱性电解槽隔膜材质对比........................................................................7图表6：中石化新疆库车绿氢示范项目评标情况................................................8图表7：国内外绿氢需求持续提升........................................................................8图表8：内蒙古各地区风光制氢项目....................................................................9图表9：2023年一季度全国氢能项目电解槽需求...............................................9图表10：截至2023年一季度除内蒙古地区外氢能项目电解槽需求（部分）..........................................................................................................................10图表11：2021年全球制氢结构...........................................................................11图表12：碱性电解水制氢、煤制氢、天然气制氢成本对比............................11图表13：LCOH计算公式.......................................................................................12图表14：碱性电解水制氢成本测算....................................................................12图表15：光伏电站投资成本与度电成本............................................................13图表16：度电成本与单位制氢成本变化............................................................13图表17：电解槽电耗与制氢成本........................................................................14图表18：碱性电解槽结构组成............................................................................14图表19：电解水系统设备成本与单位制氢成本................................................15图表20：在中性/乐观情景下，2025年有望实现平价制氢.............................15图表21：2021年起部分新进入电解槽装备行业企业（部分）.......................16图表22：国内主要电解水制氢设备企业概况....................................................17图表23：海外主要电解水制氢设备企业概况....................................................19敬请阅读本报告正文后各项声明4[Table_yemei]氢能行业专题研究图表24：国内主要电解水制氢设备企业概况....................................................20图表25：电解水制氢应用场景............................................................................21图表26：内蒙古具备实施条件风光制氢一体化示范项目一览........................21图表27：主要碱性电解槽企业产品性能对比....................................................22图表28：风光互补耦合发电制氢系统结构图....................................................23图表29：隆基绿能氢能产业全球化布局............................................................23图表30：隆基绿能电解槽项目中标情况............................................................24图表31：阳光电源氢能业务主要产品................................................................24图表32：阳光电源电解槽项目中标情况............................................................25图表33：行业重点关注公司（截至2023-05-22）...........................................27敬请阅读本报告正文后各项声明5[Table_yemei]氢能行业专题研究1.碱性电解槽：2025年千亿规模，从1到N大势所趋1.1.碱性电解槽（ALK）技术成熟领跑市场1820年，法拉第在他1834年发表的科学著作中，首次提到电解水的原理。1900年，施密特发明第一台工业电解槽。此后百年间，海外对电解槽多次改造优化，形成以碱性电解槽和PEM电解槽为主的电解水制氢市场格局。目前国内电解水市场中主流技术路线为碱性水电解设备（ALK）技术，已完成商业化进程并占据市场主导地位，PEM技术受限于成本仍处于商业化初期，SOEC与AEM技术仍处于研发阶段。国内发布的最大碱性电解槽单槽制氢规模达到2000Nm3/h，直流电耗最低可达4kWh/Nm3。由于碱性电解槽相较于PEM技术成本更低，单槽规模更大，是目前电解水制氢技术的首选。2021年国内碱性电解水制氢设备出货量达350MW，占据电解水制氢设备总出货量的99%。图表1：不同电解水技术路线介绍技术路线ALKPEMSOECAEM技术成熟度商业化应用商业化初期研发和示范研发和示范电解液氢氧化钾质子交换膜陶瓷材料YSZ苯乙烯类聚合物电流密度（A/m2）3000~600010000以上--氢气纯度99.8%99.99%99.99%-产氢压力（MPa）1.6443.5直流能耗（kWh/Nm3）4~5.54.3~63.0~4.04.5~5.5最大单槽制氢规模（Nm3/h）2000260-0.5优点技术成熟、成本低电流密度高、体积小重量轻、无碱液带来的腐蚀、产品纯度高效率高、单机容量大、无腐蚀电解液系统简单易操作、电流密度高、可使用非金属催化剂、成本低缺点电流密度低、体积和重量大、电解液有腐蚀性设备成本相对较高、催化剂成本高且稀缺装置体积较大、技术处于试验阶段寿命曲线不稳定、电极结构差、催化剂动力学慢、技术处于研发阶段资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所碱性电解水制氢电解槽包括电极、电解液、隔膜。电解槽内装填KOH或NaOH溶液作为电解质，隔膜将槽体分为阴、阳两室。在70~90℃的温度下通电反应，阴极和阳极分别产生氧气和氢气。由于电解质为碱性，电解槽设备容易受到腐蚀，设备使用时间相对较短，未来主要降本方式为延长设备使用敬请阅读本报告正文后各项声明6[Table_yemei]氢能行业专题研究时间以降低折旧成本。图表2：碱性电解水制氢工作原理资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP（BalanceOfPlant）辅助系统。其中碱性电解槽主体由端压板、密封垫、极板、电极、隔膜等零部件组装而成。电解槽包括多个小电解室，通过螺杆和端板组装而成。每个电解小室以相邻的2个极板为分界，包括正负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。图表3：碱性电解槽构成示意图资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所图表4：碱性电解槽主要组成部分组成部分极板和极框隔膜电极主要作用支撑电极和隔膜以导电防止气体混合发生电化学反应，决定制氢效率性能要求耐高浓度碱液腐蚀保证氢气和氧气分子不能通过隔膜，但允许电解液离子通过；耐高浓度碱液腐蚀；具有较好的机械强度；孔隙率尽可能高；在电解温度和碱液条件下隔膜能够保持化学稳定耐碱、耐高温、表面积大敬请阅读本报告正文后各项声明7[Table_yemei]氢能行业专题研究材质/组成设备铸铁金属板、镍板或不锈钢板石棉隔膜、聚四氟乙烯树脂改性石棉隔膜、聚苯硫醚隔膜、聚砜类隔膜、聚醚醚酮隔膜大多采用镍基（纯镍网、泡沫镍或喷涂催化剂）资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所碱性电解槽膜片和电极的成本在电解槽电解电堆成本中占比57%，是碱性电解槽的重要组成。膜片部分：隔膜的主要功能包括允许电解槽内电路中离子的自由移动以及隔离电催化过程产生的氢气和氧气。目前市场上使用的隔膜包括多种：最早使用的石棉薄膜、目前主流使用的聚苯硫醚PPS隔膜，作为高性能隔膜的PPS涂覆无机层的复合膜，以及目前的研发重点聚四氟乙烯树脂改性石棉隔膜、聚醚醚酮纤维隔膜、聚砜纤维隔膜。根据势银《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，国内碱性电解槽企业使用PPS隔膜居多，部分企业开始使用复合隔膜。图表5：碱性电解槽隔膜材质对比隔膜种类优点缺点石棉隔膜耐化学腐蚀、耐高温、高抗张强度、亲水性高具有溶胀性，使电解能耗升高；限制温度，使电流效率无法提高；对人体有害聚四氟乙烯树脂改性石棉隔膜通过薄膜结构提升了耐腐蚀性和机械强度，同时降低了溶胀性加入聚四氟乙烯使得隔膜亲水性下降，电流效率降低聚苯硫醚隔膜（PPS）耐热性能优异、机械性能好、耐腐蚀性强、尺寸稳定性好、电性能优良PPS隔膜亲水性差，电阻高聚砜类隔膜（PSF）抗氧化性、热稳定性、高温熔融稳定性强；耐高温、酸碱、细菌腐蚀；原料价廉易得亲水性差，隔膜水通量低，抗污染性能不理想聚醚醚酮（PEEK）耐高温、耐化学腐蚀性能与厚度受编制方式影响资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所电极部分：电极在碱性电解槽中是发生电化学反应的场所，因此是决定电解槽制氢效率的关键。目前国内碱性电解槽使用的电极以镍基为主，多以纯镍网、泡沫镍为基材涂覆高活性催化剂，以提高电解效率。目前国内镍网和泡沫镍产品成熟，价格低廉。其中镍网一般由40~60目的镍丝网经过裁圆而成，镍丝的直径大约在200μm左右，具有良好的耐酸、耐碱、耐高温等性能；泡沫镍产品内部充满大量微孔，极大地增加了溶液与电极的接触面积，提升了电解反应效率。用以提升反应效率的催化剂主要分为两种：高活性镍基催化剂（包括雷尼镍、活化处理的镍铝粉等）和含贵金属的催化（铂系催化剂等）。目前国内主要使用雷尼镍（平均比表面积约为100m2/g）作为催化剂，可以进一步增大电极的比表面积，提高电流密度以提升反应效率。敬请阅读本报告正文后各项声明8[Table_yemei]氢能行业专题研究1.2.绿氢项目接连落地，电解槽市场前景广阔绿氢项目区域：主要在西部和北部地区，弃电率高、电价便宜。2022年我国弃风、弃光现象主要集中在三北地区，其中蒙东地区弃风率最高，达到10.0%；西藏弃光率最高，达到20.0%。通过弃风、弃光进行电解水制氢，将能源转化为氢能储存，可以为燃料电池提供氢源、为工业领域提供绿色燃料。根据中石化新疆库车绿氢示范项目招标统计，苏州竞立、隆基氢能及中船718所对碱性电解槽的报价基本一致。共计52台1000Nm3/h规格的碱性电解槽报价约为3.6亿元，由此测算得到单台电解槽售价约为692万元。图表6：中石化新疆库车绿氢示范项目评标情况投标人评标价格（万元）质量备注考克利尔竞立（苏州）氢能科技有限公司35996.00合格入围候选人西安隆基氢能科技有限公司35988.00合格入围候选人中国船舶重工集团公司第七一八研究所35087.60合格入围候选人资料来源：全国公共资源交易平台公告，东方财富证券研究所2025年，全球氢气需求将达10554万吨，其中10%占比将为绿氢，即约1055万吨绿氢。假设每台电解槽每年开机时间均为4000h，据此测算，共计需要1000Nm3/h规格的碱性电解槽2.95万个（1吨氢气=11200Nm3）；按照单价692万元测算，碱性电解槽市场规模约为2044亿元。图表7：国内外绿氢需求持续提升资料来源：中国国际氢能及燃料电池产业展览会-考克利尔竞立（苏州）氢能科技有限公司，东方财富证券研究所为响应国家氢能产业发展中长期规划，国内三北地区多数省份均有对绿氢目标产量的规划发布，部分地区对绿氢生产直接进行补贴。因此目前风光制氢一体化项目基本集中于三北地区，其中内蒙古地区截至目前已批复四批共计37个风光制氢项目，风电装机总规模超过15GW，光伏装机总规模超过8GW，总制氢能力超过67万吨，总投资超过1692亿元。据统计，内蒙古目前批复的37个风光制氢项目中，11个已于2022年开工，剩余26个项目将于2023年内陆续开工。据测算，内蒙古规划产能落地后敬请阅读本报告正文后各项声明9[Table_yemei]氢能行业专题研究绿氢产能达到67万吨，假设每年开机时间为4000h，需要1000Nm3/h规格的电解槽1894个（1吨氢气=11200Nm3），仅内蒙古已批复项目对应碱性电解槽市场空间达131亿元。图表8：内蒙古各地区风光制氢项目地区光伏规模（万千瓦）风电规模（万千瓦）制氢能力（万吨/年）阿拉善601204.31巴彦淖尔15614.6包头8163.48.05赤峰25744.28鄂尔多斯228.5154.9513.12通辽4076145.92乌兰察布95.4259.212.57锡林郭勒323.210兴安盟-1004.84总计841.91569.7567.68资料来源：国际氢能网，内蒙古能源局，东方财富证券研究所2023年一季度，已有13个项目进入招标环节，总计电解槽需求达到835MW，超2022全年出货量。根据势银发布的《中国氢能与燃料电池产业年度蓝皮书（2022）》及隆基氢能数据，2022年全年中国碱性电解水设备的出货量约为776MW，电解槽总出货量约为800MW；2021年碱性电解槽总出货量仅为350MW。图表9：2023年一季度全国氢能项目电解槽需求时间项目名称相关企业电解槽招标量（MW）技术路线1月6日国能宁东可再生氢碳减排示范区一期项目国华投资宁夏分公司25ALK1月16日涞源县300W光伏制氢项目氢阳新能源开发有限公司6ALK1月29日深圳能源库尔勒绿氢制储加用一体化示范项目深能库尔勒发电有限公司5ALK2月11日广汇能源旅店制氢及氢能一体化示范项目广汇能源5ALK2月11日平凉海崆峒区峡门100兆瓦风电及制氢项目平凉海螺水泥有限责任公司5ALK2月16日鄂托克前旗上海庙经济开发区光伏制氢项目深能北方能源开发有限公司45ALK2月18日鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目中石化新星内蒙古绿氢新能源有限公司390ALK2月23日七台河勃利县200MW风电制氢项目七台河润沐新能源有限公司7.5ALK2月23日大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目吉林电力股份有限公司195ALK3月1日华能清能院碱性电解制氢系统试制设备招标华能集团清洁能源技术研究院6.5ALK3月6日海水制氢产业一体化示范项目大连洁净能源集团有限公司60ALK3月20日大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目吉林电力股份有限公司50PEM3月27日华电潍坊氢储能示范项目华电潍坊发电有限公司35ALK总计835MW资料来源：国际能源网，东方财富证券研究所除内蒙古外，新疆、甘肃、辽宁、吉林等地区风光制氢项目合计超过20个，总制氢能力超过36万吨。对应规格为1000Nm3/h的碱性电解槽超过1015台，市场前景广阔。敬请阅读本报告正文后各项声明10[Table_yemei]氢能行业专题研究图表10：截至2023年一季度除内蒙古地区外氢能项目电解槽需求（部分）地区项目名称风电规模（万千瓦）光伏规模（万千瓦）制氢能力（万吨/年）甘肃玉门油田160兆瓦可再生能源制氢示范项目-20.7液态太阳能燃料合成示范工程项目-10.15甘肃酒泉风光氢储及氢能综合利用一体化示范一期851300.733中能建兰州氢能产业园制储加用氢及配套光伏项目--2甘肃平凉海螺峡门乡100兆瓦风电及制氢项目100--河北国电投、中铁签约张家港风光制氢合成氨项目210309黑龙江黑龙江七台河勃利县200MW风电制氢项目200-0.02吉林吉林松原氢能产业园一期项目80104.5吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目70103.2上海电器吉林白城绿色氢氨一体化项目---美国AP公司“风光氢+绿色化工”项目---华电长春市榆树风电制氢合成氨一体化项目--0.95中远集团绿色甲醇项目---辽宁辽宁铁岭开原储能制氢一体化项目---中能建辽宁台安县新能源制氢制氨项目--5.6沈阳风电离网制氢一体化项目3-0.123宁夏国家级太阳能电解水制氢综合示范项目一期-202.14国家级太阳能电解水制氢综合示范项目二期-宁夏电投太阳山能源可再生能源制氢合成氨项目-1601.5陕西府谷县绿电制氢合成氨及储氢电池产业链项目--3.6上海上海临港四团中日产业园氢能示范项目一期-0-四川华能彭州水电解制氢科技创新示范项目--0.035新疆中国石化新疆库车绿氢示范项目一期-302伊宁市光伏绿电制氢源网菏储一体化项目-1000.015总计74849336.266资料来源：北极星氢能网，东方财富证券研究所电解水制氢行业渗透率低，提升空间广阔。2021年全球制氢方式主要以化石燃料制氢为主，天然气和煤制氢合计占比81%；其次为工业副产氢，为18%。而电解水制氢占比较少，在全球制氢结构中占比仅有0.04%，根据考克利尔竞立数据，2025年全球绿氢渗透率将提升至10%。敬请阅读本报告正文后各项声明11[Table_yemei]氢能行业专题研究图表11：2021年全球制氢结构资料来源：国际能源署，东方财富证券研究所2.经济性：电价+电耗+设备成本优化，平价制氢可期根据《中国不同制氢方式的成本分析》的资料来源，传统制氢方式主要有煤制氢和天然气制氢两种，煤制氢成本最低为11元/kg，天然气制氢和工业副产氢成本在15~20元/kg之间。图表12：碱性电解水制氢、煤制氢、天然气制氢成本对比制氢方式原料价格制氢成本（元/kg）优点缺点下限上限中枢值传统制氢方式煤制氢500-800元/t11.0020.0015.50煤炭资源丰富且廉价，商业模式成熟碳排放量高天然气制氢2-3.5元/标方15.0020.0017.50天然气储量有限，碳排放量较高电解水制氢碱性电解水度电成本0.1-0.5元/kwh水价2元/吨11.1631.3221.24碳排放量极少成本相对高昂PEM电解水28.8849.0031.40资料来源：《中国不同制氢方式的成本分析_王彦哲》，东方财富证券研究所采用平准化氢气成本（LevelizedCostofHydrogen，LCOH）作为量化核算电解水制氢经济性的指标，将电解水制氢项目进行全生命周期经济性分析，把所需的固定投入和运维投入折算至每标准立方米氢气，即可得到LCOH值。敬请阅读本报告正文后各项声明12[Table_yemei]氢能行业专题研究图表13：LCOH计算公式资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，东方财富证券研究所2.1.2022年基准情形下制氢成本：有望与天然气平价基准情形：考虑国内现状，以1000标方/h产能的碱性电解槽为例，假设年工作时间4000h，电解水制氢系统合计成本1330万元，度电成本0.28元/kwh，电耗4.5kwh/标方，不考虑碳交易，此时单位制氢成本（LCOH）为20.23元/kg。其中，电费成本占比70%，设备折旧占比12%，人工费占比12%，设备维修等其他费用占比6%。图表14：碱性电解水制氢成本测算碱性水电解制氢成本产能产能1,000标方/h工作时间11h/天年工作时间4,000h/年年产能4,000,000标方年产能357,200kg固定成本土地安装1,054万制氢电源（5.5MW）119万碱水电解系统（1000标方/h）700万其中：多孔传输层56万结构层98万小组件（密封、框架）28万双极板49万电堆组装和端板70万制备287万膜片56万Ni基阳极44万Ni基阴极16万纯水制取系统（1m³/h）14万储氢罐（2MPa、50m³）7万氢气压缩机（500标方/h、20Mpa排气）420万其他（管路、仪表风、集控系统等）70万设备合计1,330万折旧年限25年年设备折旧0.22元/标方设备维修0.10元/标方电费耗电量4.5kwh/标方度电成本0.28元/kwh电费1.26元/标方敬请阅读本报告正文后各项声明13[Table_yemei]氢能行业专题研究原材料及人工费耗水量0.002吨/标方水价2元/吨水费0.004元/标方耗KOH0.0004kg/标方单价10元/kgKOH耗费0.004元/标方人工费0.22元/标方合计成本1.81元/标方折算系数11.20标方/kg合计成本20.23元/kg资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，东方财富证券研究所测算注：人工费考虑通胀因素，测算结果可能存在误差，请谨慎识别。2.2.度电成本、电耗、设备成本因素推动制氢成本下降电解水制氢成本关键影响因素包括可再生能源度电成本、电解槽电耗以及制氢设备投资成本等。1）可再生能源度电成本：光伏降本增效带动度电成本下行考虑到国内电解水制氢项目多处于内蒙古等太阳能资源丰富地区，光伏年利用小时数可达1500小时以上，参考《中国光伏产业发展路线图（2022-2023）》，2025年光伏地面电站发电度电成本有望降至约0.18元/kwh，此时对应单位制氢成本为15.19元/kg。电解水制氢初步具备与煤制氢的竞争力，在经济性方面已经赶超绝大部分天然气制氢与工业副产氢。图表15：光伏电站投资成本与度电成本图表16：度电成本与单位制氢成本变化资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023）》，东方财富证券研究所资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，东方财富证券研究所测算注：横轴为光伏度电成本（元/kwh），纵轴为制氢成本LCOH（元/kg）2）电解槽电耗：技术进步推动能耗下行从远期来看，随着技术的进步和催化剂优化，碱性电解槽电耗有望4.5kwh/标方下降至3.5kwh/标方，此时单位制氢成本为17.10元/kg。20.2319.2318.2217.2116.2015.1914.1905101520250.280.260.240.220.200.180.16LCOH（元/kg）敬请阅读本报告正文后各项声明14[Table_yemei]氢能行业专题研究图表17：电解槽电耗与制氢成本资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，东方财富证券研究所测算注：横轴为电解槽电耗（kwh/标方），纵轴为单位制氢成本LCOH（元/kg）3）设备投资：大标方和材料国产化，系统价格有望降低制氢设备：主要包括电解电堆组件和辅机，电解电堆组件部分成本占比约45%，辅机部分成本占比约55%。其中，设备成本主要由电极、膜片等核心部件的成本驱动。在碱性电解槽电解电堆的成本组成中，超过50%的成本与电极和膜片有关。隔膜国产化有望降低设备成本。隔膜是电解槽及其重要的一个组件，核心是对PPS疏水性材料的亲水化处理。目前国内的电解槽隔膜大多来自于外国进口，其中以日本东丽为代表。日本东丽相较国内厂家的优势在于长期的技术积累和严格的过程检验，相较国内采用浓硫酸浸泡，紫外光线照射等处理工艺，特点是在前道工序对材料的表面官能基团进行特殊处理。增大电解槽制氢标方扩大产能。可能的解决方案有两个，一是提升电流密度，扩大电极面积；二是增加小室数量，将电解槽做得更长，但是会对结构的密封性、碱液的流通造成较大影响。图表18：碱性电解槽结构组成资料来源：《“双碳”目标下电解制氢关键技术及其应用进展_赵雪莹》，东方财富证券研究所长期看，随着单槽产能扩大和零部件国产化，电解水制氢系统价格有望逐20.2319.9219.6119.2918.9818.6718.3518.0417.7317.4117.1015.5016.0016.5017.0017.5018.0018.5019.0019.5020.0020.504.54.44.34.24.143.93.83.73.63.5LCOH（元/kg）敬请阅读本报告正文后各项声明15[Table_yemei]氢能行业专题研究步逐步下降，当电解水制氢系统价格下降至500万元/套时，单位制氢成本为17.99元/kg。图表19：电解水系统设备成本与单位制氢成本资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，东方财富证券研究所测算注：横轴为电解水系统成本（万元），纵轴为单位制氢成本LCOH（元/kg）2.3.2025年电解水制氢成本：中性情景接近煤制氢，乐观情景有望赶超煤制氢中性情景下，2025年电解水制氢成本为13.03元/kg，成本低于天然气制氢和工业副产氢，可与煤制氢平价竞争。根据CPIA对未来光伏电站度电成本的预测，假设2025年电解槽电耗下降至4.0kwh/标方，制氢系统价格下降至900万元/套，制氢成本可下降至13.03元/kg，与煤制氢平价成本相差无几。乐观情景下，2025年电解水制氢成本为11.9元/kg，接近煤制氢成本下限，相比其他制氢方式具有显著经济性。考虑未来绿氢政策支持下，可再生能源制氢有望获得电价和设备补贴，假设2025年电解水制氢电价0.165元/kwh、电耗3.9kwh/标方，设备成本800万/套，电解水制氢成本可下降至11.9元/kg。图表20：在中性/乐观情景下，2025年有望实现平价制氢2023E2024E2025E2027E2030E乐观情景光伏度电成本（元/kwh）0.190.1750.1650.160.155电解槽电耗（kwh/标方）4.44.13.93.73.5制氢系统价格（万元/1000标方）12001000800600500制氢成本（元/kg）15.1313.2711.910.789.96中性情景光伏度电成本（元/kwh）0.20.190.180.1750.17电解槽电耗（kwh/标方）4.44.24.03.83.6制氢系统价格（万元/1000标方）12001000900750600制氢成本（元/kg）15.6314.1713.0312.0111.01悲观情景光伏度电成本（元/kwh）0.230.220.210.20.19电解槽电耗（kwh/标方）4.44.34.24.03.820.2319.8819.6119.3419.0718.8018.5318.2617.9916.5017.0017.5018.0018.5019.0019.5020.0020.501330120011001000900800700600500LCOH（元/kg)敬请阅读本报告正文后各项声明16[Table_yemei]氢能行业专题研究制氢系统价格（万元/1000标方）120011001000900800制氢成本（元/kg）17.1116.115.1113.9212.78资料来源：《电解水制氢厂站经济性分析》，《中国光伏产业发展路线图（2022-2023）》，东方财富证券研究所3.格局推演：百舸争流，客户+技术制胜3.1.格局：竞争加剧，国产突围电解水制氢设备产业链包括：上游光伏风电发电设备和电堆集成供应商、中游氢气制造设备企业和下游制氢厂商。在“双碳”目标驱动下，中国电解水制氢产业发展迅速，产业链各环节入局企业在迅速增加，据《中国电解水制氢产业蓝皮书2022年》统计，中游电解槽装备企业数量从2020年约10家迅速上升到超过百家，其中包括大量光伏、风电、电力燃料电池行业企业。图表21：2021年起部分新进入电解槽装备行业企业（部分）企业简称原先所属行业产品单槽制氢规模（Nm3/h）隆基氢能光伏碱性电解槽1000凯豪达房地产碱性电解槽1000奥扬科技气瓶碱性电解槽1200希倍优氢能氢能碱性电解槽1400远景能源风电碱性电解槽-华电重工工程碱性电解槽1200国富氢能氢能碱性电解槽1000天合光能光伏碱性电解槽1000双良节能工业机械碱性电解槽1000亿利洁能化工碱性电解槽1000昇辉科技电气设备碱性电解槽1000华光环能工程碱性电解槽1500国电投电力PEM电解槽50阳光氢能光伏PEM电解槽50上海治臻燃料电池PEM电解槽50中石化石油炼化PEM电解槽30资料来源：《中国电解水制氢产业蓝皮书2022》，东方财富证券研究所目前，国内电解水制氢设备玩家主要包括老牌电解水设备龙头、风光储龙头和传统设备厂商三大类。1）老牌电解水设备龙头：以中船718所（派瑞氢能）、苏州竞立和天津大陆为代表，老牌龙头具备技术和产品积累，先发优势明显，但面临人才流失问题。2）风光储龙头：以隆基绿能、阳光电源为代表，依托风光储现有客户基础，布局可再生能源制氢系统，与原有业务具有较强协同效应。3）传统设备厂商：以华电重工、华光环能等为代表，具备多年装备制造经验，在制氢设备生产上拥有一定的技术和工艺基础。敬请阅读本报告正文后各项声明17[Table_yemei]氢能行业专题研究图表22：国内主要电解水制氢设备企业概况所属分类公司技术路线公司概况国内老牌第一梯队中船718所（派瑞氢能）ALK、PEM、SOEC1）派瑞氢能为中船718所全资子公司；2）1984年起利用军工技术开发出加压水电解制氢装置；3）目前可年产碱性制氢装备350台/套、PEM纯水制氢装备120台/套，以及进行各型加氢站建设；4）已发布2000标方电解槽。苏州竞立ALK1）苏州竞立为JohnCockerill集团氢能业务在中国区的总部；2）2021年生产超50台产氢量1000Nm³/h电解水制氢设备，参与了1200Nm³/h和1300Nm³/h电解水制氢设备的研发和生产；3）2022年绿氢产能达1GW，全球市场占有率超35%；4）计划2025年前发布3000标方单槽设备。天津大陆ALK1）公司可生产0.1Nm³/h～1000Nm³/h的电解水制氢设备和2Nm³/h～1000Nm³/h的气体纯化设备；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；3）公司目前被清华系控股，正在进行中国氢能联盟1000标方设备实测。国内老牌第二梯队扬州中电制氢设备ALK1）已发布1000立方业绩，被中集海工收购；2）CIMC-GH系列已具备2000Nm³/h技术和工艺储备并可扩容至3000Nm³/h北京中电丰业技术开发ALK、PEM1）已通过中国氢能联盟1000立方设备实测山东赛克赛斯氢能源PEM1）目前单槽最大200立方苏州苏氢制氢设备ALK1）已发布1000立方电解槽光伏企业隆基绿能ALK1）2018年起对氢能产业链进行战略研究；2）2021年3月成立控股子公司隆基氢能，聚焦电解水制氢设备和可再生能源制氢系统解决方案；3）2023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4.1kWh/Nm³；4）引进竞立技术，目前在1000立方和4000立方设备都有了相应业绩，正在参与中国氢能联盟1000立方设备实测。阳光电源ALK、PEM1）2021年6月成立阳光氢能；2）2021年3月阳光电源发布国内首款、最大功率SEP50PEM制氢电解槽（50Nm³/h、250kw）；3）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；4）1000标方设备已有业绩。天合光能股份ALK2023/2025/2030分别1/2/5GW产能正泰集团股份ALK1）即将发布兆瓦级气能电站产品，与深圳市瑞麟科技有限公司联合发布了绿氢装备联合实验室项目双良节能ALK1）2022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1100Nm3/h）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，能够实现年化1000-1500Nm3/h电解槽100台套的产能敬请阅读本报告正文后各项声明18[Table_yemei]氢能行业专题研究亿利洁能-1）2020年投资设立宁波氢能（公司持股10%），22H1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；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50%；风电企业远景能源ALK1）正在生产500立方设备明阳智能ALK1）10月13日，公司全球最大单体碱性水电解制气装备在广东成功下线，单体产气量为1500-2500Nm3/h，单体产气能力全球最大，具备10%-110%宽频调谐制氢能力华电重工ALK1）21年公司氢能业务收入10万以上，22年5月公司以现金2.50亿元通过受让股权及增资扩股相结合方式持股深圳氢能51%；2）22年末。公司与氢能科技签署《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》，合同金额为3.45亿元（含税），预计2023年内投产。三一重能ALK1）正在生产水电解制氢设备装备企业昇辉科技ALK1）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99.9995%，工作压力在1.6Mpa。山东奥氢动力科技ALK1）已发布1200立方水电解制气设备天津瀚氢源制氢设备有限公司ALK1）HydrogenProAS公司已从三菱电力公司获得1100立方单增高压碱性电解槽系统采购订单。公司正在扩大和验证氢技术以实现全球脱碳的努力。该大型单堆电解槽系统将具有1100立方米/小时(Nm3/h)的容量。该设备将于2022年第一季度安装在挪威的Heroya工业区，由HydrogenPro运营，并将立即开始工作。已获得40余台1000立方订单江苏国富氢能技术装备股份ALK、PEM-华光环能ALK1）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，成功研发并下线产氢量1500Nm3/h的碱性电解槽；2）公司已有10000m2电解槽水制氢设备制造场地，并同步推进新制造基地的建设。长春绿动PEM1）第一批3200Nm³/hPEM电解水制氢系统；第二批3200Nm³/hPEM电解水制氢系统；第三批3600Nm³/hPEM电解水制氢系统。三批共计10000Nm³/hPEM电解水制氢系统资料来源：各公司公告，各公司官网，东方财富证券研究所海外PEM制氢设备占比较高，扩产速度较快。海外PEM、SOEC等非碱性电解槽制氢设备技术成熟度较高，PEM、SOEC电解槽需求较国内更大，海外企业在PEM、SOEC电解槽上的布局领先于国内企业。产能规划上，挪威NelASA、美国ITMPower、康明斯等均有扩产计划。Nel计划于2024建设第二条碱性电解槽生产线，投产后可形成1GW碱性电解槽产能；ITMPower计划2023年底将PEM电解槽产能提升至2.5GW，24年再翻一倍提升至5GW；康明斯国内基地500MWPEM电解槽产线今年建成，未来产能可扩大至GW级别。敬请阅读本报告正文后各项声明19[Table_yemei]氢能行业专题研究图表23：海外主要电解水制氢设备企业概况国家公司氢能业务氢能产品情况挪威NelASA碱性电解槽、PEM电解槽电解槽的最大制造商NEL碱性电解槽制氢功耗可低至3.8kWh/Nm³水平，单堆容量最高可达2.2MWPEM电解槽产品规格丰富英国ITMPowerPEM电解槽、加氢站运营PEM电解槽的最大制造商之一德国Sunfire碱性电解槽、SOEC电解槽1）碱性电解槽系统寿命90000小时，一套系统在30bar（g）压力下生产2,230Nm³/h氢气，功耗为4.71kWh/Nm³。2）SOEC在850°C下运行，利用工业余热以最高转化效率将水蒸汽加工成氢气。一个系统产生750Nm³/h的氢气，功耗为3.6kWh/Nm³，实现84%电效率。德国LindeplcPEM电解槽、氢运输、氢储存德国EnapterAEM电解槽1）AEM电解槽4.0：生产率500NL/h或1.0785kg/24h；可在一个20英尺的集装箱内堆放70个电解槽2）AEM多核：生产率210Nm3/h，使用许多AEM电解槽核心来实现最佳可靠性和对波动的可再生能源的反应性法国McPhy碱性电解槽、加氢站电解槽有三款产品互补满足需求1）Piel：0.4to20Nm3/h1至30bar2）McLyzer：从100到800Nm3/h在30bar3）AugmentedMcLyzer：20、100MW及以上，30bar美国Cummins燃料电池、碱性电解槽、PEM电解槽模块化电解槽范围从10Nm3/h到1000Nm3/h美国FuelCellEnergy沼气制氢、SOEC电解槽、氢能储存1）以接近90%的电效率生产氢气，并且在使用余热时可以达到100%的效率。生产率600KG/天美国BloomEnergySOEC电解槽、燃料电池每公斤氢气消耗37.7KWH美国PlugPower燃料电池、PEM电解槽、加氢站、液化器1）提供一系列支持轻型、中型和重型电动汽车的ProGen发动机2）制氢成本每公斤1.5美元印度RelianceIndustriesLtd电解槽挪威HydrogenPro碱性高压电解槽资料来源：各公司公告，各公司官网，东方财富证券研究所从产能格局看，23年全球前20电解水制氢设备企业合计产能可达26.4GW，产能CR5为47.35%。根据BNEF统计，2022年底全球前20电解水制氢设备企业合计产能为14GW，其中产能超过1GW企业达9家；预计到2023年底，全球前20电解水制氢设备企业合计产能达26.4GW，产能CR5为47.35%，较22年提升3.78pct。我们预计，随着下游需求持续放量及头部企业快速扩产，电解水制氢行业集中度有望进一步提升。敬请阅读本报告正文后各项声明20[Table_yemei]氢能行业专题研究图表24：国内主要电解水制氢设备企业概况20222023排名企业产能（GW）国家技术路线排名企业产能（GW）国家技术路线1隆基绿能1.5中国ALK1普拉格能源3美国PEM1派瑞氢能1.5中国ALK/PEM2隆基绿能2.5中国ALK3阳光电源1.1中国ALK/PEM2考克利尔竞立2.5比利时ALK4考克利尔竞立1比利时ALK2ITMPower2.5英国PEM4蒂森克虏伯1德国ALK5Ohimium2美国PEM4奥扬科技1中国ALK6康明斯1.6美国PEM4ITMPower1英国PEM7派瑞氢能1.5中国ALK/PEM4普拉格能源1美国PEM7蒂森克虏伯1.5德国ALK4Ohmium1美国PEM9HydrogenPro1.3挪威ALK10康明斯0.6美国PEM9西门子1.3德国PEM10Nel（耐欧）0.6挪威ALK/PEM11阳光电源1.1中国ALK/PEM12中电丰业0.5中国ALK12奥扬科技1中国ALK12国富氢能0.5中国ALK12国富氢能1中国ALK14西门子0.3德国PEM14Nel（耐欧）0.6挪威ALK/PEM14瑞麟科技0.3中国ALK15中电丰业0.5中国ALK14HydrogenPro0.3挪威ALK15Sunfire0.5德国ALK17凯豪达0.3中国ALK15凯豪达0.5中国ALK17Sunfire0.3德国ALK15希倍优0.5中国ALK19麦克菲0.1法国ALK15昇辉科技0.5中国ALK19GreenHydrogenSystems0.1丹麦ALK15印度瑞来斯实业公司0.5印度ALK资料来源：北极星电力网，BNEF彭博新能源财经，东方财富证券研究所3.2竞争要素：短期示范看客户，长期降本看技术国内已有超百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。2020年之前，大型电解水制氢主要应用于多晶硅等极少数领域；2020年以后，双碳目标对电解水制氢项目在工业领域的应用起到了极大的推动作用，国内炼化、钢铁、交通和氢储能领域开始大规模规划绿氢项目。敬请阅读本报告正文后各项声明21[Table_yemei]氢能行业专题研究图表25：电解水制氢应用场景资料来源：NREL美国可再生能源实验室，东方财富证券研究所国内可再生能源制氢处于示范推广阶段，下游客户渠道至关重要。目前，国内可再生能源制氢行业仍处于发展初期，绝大部分电解水制氢设备需求来自于各省市示范项目，在各家产品性能差异不大的情况下，具备客户渠道优势，尤其与项目主体关系紧密或存在合作关的设备厂商有望率先实现放量。同时，示范项目中电解槽调试与运行数据是后续大型项目招标的重要参考依据，因此率先实现电解槽出货并应用于示范项目的企业在订单获取能力上将具备明显先发优势。图表26：内蒙古具备实施条件风光制氢一体化示范项目一览地点项目名称项目类型制氢能力（吨/年）总投资（亿元）计划开工时间计划投产时间兴安盟兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目离网型2681636.762023/4/12024/12/1锡林郭勒京能查干淖尔风电制氢一体化项目离网型383.930.90722023/4/12023/6/1巴彦淖尔三一重能乌拉特中旗甘其毛都口岸加工园区风光氢储氨一体化示范项目离网型3600042.72023/4/12023/12/1巴彦淖尔中能建巴彦淖尔乌拉特中旗绿电制氢制氨综合示范项目离网型1000023.152023/6/12024/12/1兴安盟中核科右前旗风储制氢制氨一体化示范项目并网型21600452023/1/12024/7/30赤峰赤峰市能源物联网零碳氢氨一体化示范项目并网型2420043.622023/3/12023/8/1赤峰中电建赤峰风光制氢一体化示范项目并网型1860035.222023/1/12024/6/1锡林郭勒中国大唐集团新能源股份有限公司多伦15万千瓦风光制氢一体化示范项目并网型541910.942023/6/12024/12/1鄂尔多斯鄂尔多斯市伊金霍洛旗圣圆能源风光制氢加氢一体化项目并网型544513.552023/6/12024/6/1敬请阅读本报告正文后各项声明22[Table_yemei]氢能行业专题研究鄂尔多斯10万吨/年液态阳光——二氧化碳加绿氢制甲醇技术示范项目并网型21000492023/6/12025/5/1包头国际氢能冶金化工产业示范区新能源制氢联产无碳燃料配套风光发电一体化示范项目并网型2800932.482023/4/1#########乌兰察布乌兰察布兴和县风光发电制氢合成氨一体化项目并网型2570041.392023年年初2024年年底阿拉善国能阿拉善高新区百万千瓦风光氢氨+基础设施一体化低碳园区示范项目并网型2230050.82252023年2024年阿拉善腾格里60万千瓦风光制氢一体化示范项目并网型2082740.772023/3/12024/12/1鄂尔多斯鄂尔多斯库布其40万千瓦风光制氢一体化示范项目并网型1546029.452023/6/12024/8/1资料来源：内蒙古能源局，东方财富证券研究所长期看，可再生能源制氢技术大规模推广应用关键在于降本，具备技术研发实力、产品性能领先的企业具备更强竞争力。可再生能源制氢成本主要来自于电费和设备折旧，因此，一方面可以通过降低电耗，带动终端制氢电费成本下降；另一方面可以通过提升电流密度增大单槽产氢量以降低单位设备折旧成本，电耗和电流密度的优化核心在于技术和材料的创新。目前，国产碱槽单槽产氢量达到1000Nm3/h以上、直流电耗在3.9-4.6kWh/Nm3，未来具备技术研发实力、产品性能能够持续领先的企业将具备更强竞争力。图表27：主要碱性电解槽企业产品性能对比公司技术路线最大单槽制氢量（Nm3/h）直流电耗操作压力（Mpa）负荷范围（%）寿命（h)隆基绿能碱性15003.9-4.41.6（可调）25-115200000阳光电源碱性1000-1.8（可调）25-110-华光环能碱性1500≤4.23.210-200-华电重工碱性1200＜4.61.6--昇辉科技碱性1000＜4.61.620-115-亿利洁能碱性10004.3-4.60.8-1.620-110-双良节能碱性10004.2-4.81.6--派瑞氢能碱性2000≤4.51.5-2.550-100-考克利尔竞立碱性1500≤4.41.6--资料来源：各公司公告，各公司官网，东方财富证券研究所4.投资建议4.1.业务协同的光储龙头：隆基绿能、阳光电源、双良节能等风光储龙头企业依托现有客户基础，延伸布局电解水制氢系统，可为客户提供光氢、风氢一体化系统解决方案，与原有光伏、风电业务发挥协同。敬请阅读本报告正文后各项声明23[Table_yemei]氢能行业专题研究图表28：风光互补耦合发电制氢系统结构图资料来源：《“双碳目标”下可再生能源制氢技术综述及前景展望》，东方财富证券研究所1）隆基绿能氢能战略布局清晰，预计2025年形成5-10GW产能。公司2018年起对氢能产业链进行战略研究，并于2021年3月成立控股子公司隆基氢能，聚焦电解水制氢设备和可再生能源系统解决方案。2021年10月，首台碱性水电解槽下线，单台制氢能力超1000Nm3/h，2022年4月，3台套1000Nm3/h电解槽设备顺利启运发至西部某项目现场。2022年末，公司电解水制氢设备产能达1.5GW，预计2023年产能有望达2.5GW，2025年规划产能达5-10GW。全新产品发布，性能领先同行。2023年2月14日，公司发布全新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品，其中，ALKHi1plus产品，直流电耗满载状况下低至4.1kWh/Nm³，在2500A/㎡电流密度下，更可低至4.0kWh/Nm³,可连续运行72小时。图表29：隆基绿能氢能产业全球化布局资料来源：公司官网，东方财富证券研究所敬请阅读本报告正文后各项声明24[Table_yemei]氢能行业专题研究图表30：隆基绿能电解槽项目中标情况中标时间项目项目地点中标台套数中标金额（万元）制氢设备类型2022/5/6中石化新星新疆库车绿氢示范项目新疆库车-35988碱性电解槽2023/4/11吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目（标段5）吉林大安1510470碱性电解槽资料来源：北极星氢能网，东方财富证券研究所2）阳光电源公司较早涉及光伏制氢业务，布局多种制氢产品。2019年7月和9月，公司分别与山西晋中榆社县和山西屯留区签订300MW光伏和50MW制氢综合示范项目、500MW光伏制氢项目，开始逐步涉及光伏制氢业务。2019年10月与中科院大连化物所合作，成立PEM电解制氢技术联合实验室。2021年成立阳光氢能，完成对氢能产业的初步布局。在技术路线选择上，碱性和PEM电解槽均有布局，2021年3月发布国内首款、最大功率SEP50PEM制氢电解槽（50Nm3/h，250kw），目前，公司碱性和PEM电解槽最大单机功率分别为1000Nm3/h、500Nm3/h，2022年底，配备公司200Nm3/hPEM电解槽的长江电力绿电绿氢示范项目产氢成功，产氢纯度达99.999%，公司产品和技术已获得下游龙头客户验证。图表31：阳光电源氢能业务主要产品产品特点图示制氢电源IGBT整流电源可再生能源制氢专用电源全控型功率器件和PWM控制技术网侧电流谐波含量＜3%，功率因数＞0.99功率调节响应时间＜100ms，完美匹配可再生能源波动特性IGBT直流变换电源离网制氢专用电源IGBT全控型功率型器件和PWM控制技术功率调节响应时间＜100ms，快速匹配可再生能源波动性制氢装置碱性水电解制氢设备额定产氢能力1000Nm³/h，由SEA1000电解槽，气液分离与纯化装置、公用工程装置组成25%-110%宽负荷调节范围，适应可再生能源波动特性，提升能量利用率优化的结构与流场设计，直流电耗更低PEM电解制氢设备额定产氢能力200Nm³/h，由PEM电解槽、气液分离与纯化装置、公用工程装置组成。5%-110%宽负荷调节范围，适应可再生能源波动特性，提升能量利用率分钟级快速启停，适应可再生能源间歇特性高品质核心部件，先进的结构与流场设计，直流电耗更低智慧氢能管理系统实现多套制氢系统之间，制氢系统与多种能量来源之间的协调控制，具备运行监测、分析诊断、协调控制、运营管理四大功能，保障系统高效、智慧、安全资料来源：阳光电源官网，东方财富证券研究所敬请阅读本报告正文后各项声明25[Table_yemei]氢能行业专题研究图表32：阳光电源电解槽项目中标情况中标时间项目项目地点中标台套数中标金额（万元）制氢设备类型2023/3/14上海庙经济开发区光伏制氢项目鄂尔多斯市鄂托克前旗98978.39碱性电解槽2023/4/11吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目（标段6）吉林大安128986.29碱性电解槽资料来源：北极星氢能网，东方财富证券研究所3）双良节能配备先进的电源技术和能量优化算法，绿电制氢系统稳定性大大提升。双良自主研发的“绿电智能制氢系统”，由“一体化IGBT电源、高性能电解槽、气液分离装置、氢气纯化装置”四大核心部分组成。凭借先进的电源技术和能量优化算法，该系统实现了在波动性大的场景中高效稳定运行；采用高电流密度设计，使单槽制备量达到了1200Nm3/h以上，通过气液分离装置将碱液沉降分离后，氢气纯度可达99.9999%；自动化集成度高，实现100%无人值守。真正实现低成本、低能耗、高性能。产品交付光伏企业，可靠性通过客户验证。公司光伏多晶硅还原炉业务市占率达65%，稳居国内第一，硅料厂商客户资源丰富。而硅料生产过程中，氢气是重要原料之一，因此硅料厂具有潜在电解槽需求。目前，公司绿电制氢系统已交付大全新能源和润阳悦达新能源，产品通过下游客户验证。4）天合光能天合元氢率先抢跑，天擎制氢系统已正式出货。2022年12月19日，天合元氢首套自主独立设计的碱性电解槽正式下线。下线的成套碱性电解水装置主体设备包括电解槽、后处理装置、氢气纯化装置、干式变压器、整流柜、控制柜、配电柜、除盐水冷却装置等。次年1月6日，天擎系列碱性电解槽及制氢纯化辅助设备出货，正式交付宜昌南玻硅材料有限公司，标志着天擎系列首批产品开始进入量产出货阶段，为大规模绿氢制取以及新能源发电提供了保障。到2023年，天合元氢将建成1GW电解水制氢设备产能。持续技术创新，天擎系统电解槽降本成效显著。天擎碱性电解水制氢系统的首台电解槽单槽产氢量为1000Nm³/h，为了降低系统成本，天擎电解槽能耗满足国标一级能效的标准，性能领先。与传统同等级设备相比，电解槽电流密度提高50%-75%，与传统电解槽相比直流电耗降低10%-15%，具有高密度低能耗的特性，可实现多维能源融合，更加契合绿电的发展需求。该系统的LCOH（氢的生产成本）在直流电耗满载状况下可低至4.3kwh/Nm³，未来将有望达到4.0kwh/Nm³。天擎系列具备25%-120%宽功率波动的制氢能力，配合独有的控制技术，更好的适配可再生能源电力。敬请阅读本报告正文后各项声明26[Table_yemei]氢能行业专题研究4.2.集团旗下装备厂商：华电重工、亿利洁能、三一氢能1）华电重工积极布局电解槽业务，电解槽产品成功下线。公司自开展氢能业务以来，积极承担国家、华电集团重大科技攻关项目，已成为推动华电集团氢能产业发展的重要力量。公司已完成大容量碱性电解水制氢装置和部分氢能核心材料的开发，并持续加大在新型高效电解制氢技术（包括高效质子交换膜电解水制氢膜电极、质子交换膜电解水装置等）等方面的研发力度。2022年7月，公司1200Nm3/h碱性电解水制氢装置与气体扩散层产品成功下线，后续将依托氢能产业链示范项目推进相关电解水制氢装置的应用。依托华电集团，出货有保障。华电重工作为华电集团专门承包和制造各种能源装备的子公司，于2022年与内蒙古华电氢能科技有限公司签署了《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》，合同金额3.45亿元，依托华电集团，公司获取订单的能力不断提升。2）亿利洁能四大核心亮点，抢占电解槽行业领先赛道。亿利洁能电解槽展示了四个方面的硬核实力，即能耗低、自动化强、适变性强、降本成效显著。该电解槽一是采用高电流密度技术，实现单槽制氢产量1000Nm/h，能耗4.3-4.6kWh/NmH2，工作压力0.8-1.6Mpa；二是系统无人值守、全自动化运行、远程一键启停；三是系统的20-110%宽频调谐能力和快速启动能力很好地适应了可再生能源波动性的特点，从而可直接接入非并网电力；四是同时构建光伏发电产业，实现从源头降低制氢用电的费用，大幅降低绿氢成本。构建“光、氢、化”三位一体发展格局，充分发挥产业链优势。亿利洁能依托控股公司亿利资源集团十多年治沙成果，联手大型央企，聚焦“光氢新能源治沙”，正在鄂尔多斯库布其沙漠投资建设光伏风电、绿氢、绿氨、绿肥、绿色化工、绿电替代等低碳产业链基地，创新“上游绿电、中游绿氢、下游绿色化工”的融合发展模式，具备高技术，高附加值的特点。背靠集团所带来的完备产业链，亿利洁能电解槽业务打造独具一格的消纳优势。3）三一氢能三一集团深耕装备领域多年，氢能战略布局领先。早在2020年，全球首台氢燃料电池搅拌车和三一首台氢燃料电池自卸车下线，标志着三一集团正式迈入“氢时代”。2022年，三一在长沙建成了湖南首座制氢加氢一体站，成功布局氢能的“绿色制取-储运-加注装备”全产业链。根据集团氢能源装备产业化建设项目规划，项目建成后，在长沙经开区内年产电解水制氢电解槽400套、氢气瓶1.5万件、加氢站（装备）90座。集团内部协同，技术+出货优势明显。三一集团旗下上市公司三一重工是过国内机械设备龙头，具备多年设备制造经验，在电解水制氢设备制造具备一定的工艺和技术基础。同时，集团旗下风能企业三一重能于2022年12月与巴里坤哈萨克政府签订招商引资协议，计划建设年产能200万千瓦大兆瓦智能风电装备制造产业园（主机、叶片）、50万千瓦风储新能源项目及100万千瓦风电制氢制氨项目，公司电解槽产能有望实现集团内部消纳。除此之外，三一氢能敬请阅读本报告正文后各项声明27[Table_yemei]氢能行业专题研究中标吉电股份大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目第7标段8套水电解制氢设备，中标金额达5759.42万元。4.3.研发和技术实力强劲的设备厂商：华光环能、昇辉科技1）华光环能携手大连理工，自研核心材料。2022年，公司与大连理工合作成立零碳公出技术研究中心，进行电解水制氢、碳捕捉技术等示范项目的开发。大连理工在碱性电解槽催化剂、隔膜等关键材料制备生产方面具备丰富研究和专利布局。自主知识产权电解槽成功下线，高压指标领先同行。2022年10月，公司成功研制开发储30Nm3/h碱性电解水制氢中试示范工程设备。公司在中试试验机基础上，采用具有自主知识产权的双极板和电极催化剂，历时仅72天成功研发产氢量1500Nm3/h的碱性电解槽，并于2023年3月成功下线。该产品产氢压力3.2Mpa，较同行1.5-1.6Mpa具备明显领先优势。公司目前已具备500Nm3/h以下、500-1000Nm3/h，1000-2000Nm3/h，多个系列碱性电解水制氢系统制造技术。公司已有10000m2电解槽水制氢设备制造场地，并同步推进新制造基地建设。2）昇辉科技研发实力强劲，电解槽进展迅速。2022年8月22日，公司推出首台套100标方碱性电解槽制氢设备，历时仅120天1000标方碱性电解槽制氢成套设备在佛山成功下线，加入国内大标方制氢设备俱乐部。公司电解槽采用高电流密度设计和第三代隔膜技术，较传统碱槽提升30%以上电流密度、降低10%能耗，同时依托公司电气成套设备技术优势，实现设备电子电气组件的自控、自产。氢能产业多点布局，“3+3”业务模式初步形成。公司氢能业务采用参股投资3家氢能产业链头部企业，自主经营3大氢能业务板块的布局。在战略投资方面，昇辉新能源对氢燃料电池生产制造商国鸿氢能、氢能源汽车整车制造商飞驰汽车、膜电极生产商鸿基创能进行了参过投资，形成从燃料电池核心零部件到整车的产业链布局；在自主运营方面，公司已建立氢能汽车运营平台打造氢能汽车的规模化应用场景、引进国内领先技术团队开展大规模碱性电解水制氢业务、建立氢能核心电气零部件生产线。图表33：行业重点关注公司（截至2023-05-22）简称总市值（亿元）EPS（元）PE(倍)评级2022A2023E2024E2025E2022A2023E2024E2025E隆基绿能2,498.871.952.483.103.6021.8913.2910.639.15未评级阳光电源1,703.222.424.636.238.1860.4424.7318.3314.00增持双良节能246.180.581.361.772.0621.879.707.446.39未评级华电重工83.530.270.380.470.5732.9818.9215.2112.51未评级亿利洁能124.980.21---14.15---未评级华光环能106.090.781.051.241.5112.5010.709.067.44增持昇辉科技56.87-1.97---24.15---未评级资料来源：Choice，东方财富证券研究所注：未评级数据来自Choice一致预期敬请阅读本报告正文后各项声明28[Table_yemei]氢能行业专题研究5.风险提示下游需求不及预期；政策支持力度不及预期；电解水制氢降本不及预期。敬请阅读本报告正文后各项声明29[Table_yemei]氢能行业专题研究东方财富证券股份有限公司（以下简称“本公司”）具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师申明：作者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，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。投资建议的评级标准：报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后3到12个月内的相对市场表现，也即：以报告发布日后的3到12个月内的公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中：A股市场以沪深300指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普500指数为基准。股票评级买入：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅15%以上；增持：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%～15%之间；中性：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-5%～5%之间；减持：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-15%～-5%之间；卖出：相对同期相关证券市场代表性指数跌幅15%以上。行业评级强于大市：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上；中性：相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%～10%之间；弱于大市：相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上。免责声明：本研究报告由东方财富证券股份有限公司制作及在中华人民共和国（香港和澳门特别行政区、台湾省除外）发布。本研究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本公司的当然客户。本研究报告是基于本公司认为可靠的且目前已公开的信息撰写，本公司力求但不保证该信息的准确性和完整性，客户也不应该认为该信息是准确和完整的。同时，本公司不保证文中观点或陈述不会发生任何变更，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。本公司会适时更新我们的研究，但可能会因某些规定而无法做到。除了一些定期出版的报告之外，绝大多数研究报告是在分析师认为适当的时候不定期地发布。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议，也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需求。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况，若有必要应寻求专家意见。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用，并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向人作出邀请。本报告中提及的投资价格和价值以及这些投资带来的收入可能会波动。过去的表现并不代表未来的表现，未来的回报也无法保证，投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