碱性电解槽(cao)：绿氢核心设备订单不(bu)断放量 2025市场(chang)规模能破(po)2000亿？,制(zhi)氢,电解质,产(chan)业

资料来源：国海证券

主要(yao)受政(zheng)策、新(xin)能源电力消纳需求(qiu)推动，绿氢行业发展已经开始加(jia)速。

目前绿氢行业主要(yao)项目发现大型绿氢示范项目放量对于行业发展起到了(le)非常大的助力作用，2022 年中石化库车项目占全年国内装机量的 1/3 左(zuo)右，这些大型的绿氢示范项目助力电解水制(zhi)氢行业走向成熟。

此外(wai)新(xin)能源特别是光伏、风电的发展产(chan)生(sheng)了(le)大量不(bu)稳定的电力，2022年我国弃风、弃光现象主要(yao)集(ji)中在三北地区，其中蒙东地区弃风率最高，达(da)到10.0%；西(xi)藏弃光率最高，达(da)到20.0%。这些电力目前需要(yao)配套大量的储能解决调(diao)峰调(diao)频的问题(ti)，而通过弃风、弃光进行电解水制(zhi)氢，将能源转化为氢能储存，可以为燃料电池提(ti)供氢源、为工业领域提(ti)供绿色燃料，解决新(xin)能源电力就(jiu)地消纳问题(ti)且利于长时储能。

为响(xiang)应(ying)国家氢能产(chan)业发展中长期规划(hua)，国内三北地区多数省份均有对绿氢目标产(chan)量的规划(hua)发布，部分地区更是对绿氢生(sheng)产(chan)直接(jie)进行补(bu)贴。其中内蒙古地区截至目前已批复四批共计37个风光制(zhi)氢项目，风电装机总(zong)规模超过15GW，光伏装机总(zong)规模超过8GW，总(zong)制(zhi)氢能力超过67万吨，总(zong)投资超过1692亿元。

此外(wai)，交通领域氢燃料车的放量、海外(wai)市场(chang)需求(qiu)的高速增长都为国内绿氢能产(chan)业链(lian)带来了(le)巨大的发展机遇，绿电制(zhi)氢正(zheng)迎(ying)来从1到N的产(chan)业爆(bao)发阶段。

而据《中国2030年“可再生(sheng)氢100”发展路线图》预测，2030年我国氢气的年需求(qiu)量将达(da)到3700万吨左(zuo)右，其中可再生(sheng)能源制(zhi)氢产(chan)量约770万吨，占比21%；2060年我国氢气的年需求(qiu)量将增至1.0-1.3亿吨，其中，可再生(sheng)能源制(zhi)氢产(chan)量约0.75-1.0亿吨。

资料来源：中国国际氢能及燃料电池产(chan)业展览会(hui)-考克利尔竞(jing)立（苏州）氢能科技有限(xian)公司

核心设备电解槽(cao)规模千亿级别

碱性电解槽(cao)作为核心制(zhi)氢设备，将迎(ying)来千亿级市场(chang)需求(qiu)。

按(an)照工作原理(li)和电解质的不(bu)同，电解水制(zhi)氢技术可分为4种(zhong)：碱性电解水（ALK）、质子交换膜电解水（PEM）、高温(wen)固体氧化物电解水（SOEC）和固体聚合物阴离子交换膜电解水（AEM）。

目前国内电解水市场(chang)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(chang)主导地位，PEM技术受限(xian)于成本仍(reng)处(chu)于商业化初期，SOEC与AEM技术仍(reng)处(chu)于研发阶段。

资料来源：《中国电解水制(zhi)氢产(chan)业蓝(lan)皮书2022》

碱性电解水制(zhi)氢系统主要(yao)包括(kuo)碱性电解槽(cao)主体和BOP（BalanceOfPlant）辅助系统。其中碱性电解槽(cao)主体由端压(ya)板、密封垫、极板、电极、隔膜等零部件组装而成。电解槽(cao)包括(kuo)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(lin)的2个极板为分界，包括(kuo)正(zheng)负双极板、阳极电极、隔膜、密封垫圈、阴极电极6个部分。

电解槽(cao)内装填(tian)KOH或NaOH溶液作为电解质，隔膜将槽(cao)体分为阴、阳两室。在70~90℃的温(wen)度(du)下通电反应(ying)，阴极和阳极分别产(chan)生(sheng)氧气和氢气。由于电解质为碱性，电解槽(cao)设备容易受到腐蚀，设备使用时间相对较短，未来主要(yao)降本方式为延长设备使用时间以降低折旧成本。

碱性电解槽(cao)构成示意图资料来源：《中国电解水制(zhi)氢产(chan)业蓝(lan)皮书2022》

国内发布的最大碱性电解槽(cao)单槽(cao)制(zhi)氢规模达(da)到2000Nm3/h，直流电耗最低可达(da)4kWh/Nm3。由于碱性电解槽(cao)相较于PEM技术成本更低，单槽(cao)规模更大，是目前电解水制(zhi)氢技术的首(shou)选。2021年国内碱性电解水制(zhi)氢设备出(chu)货量达(da)350MW，占据电解水制(zhi)氢设备总(zong)出(chu)货量的99%。

资料来源：TrendBank《中国氢能与燃料电池产(chan)业年度(du)蓝(lan)皮书2022》

根据中石化新(xin)疆库车绿氢示范项目招标统计，苏州竞(jing)立、隆基氢能及中船718所对碱性电解槽(cao)的报价(jia)基本一致。共计52台1000Nm3/h规格的碱性电解槽(cao)报价(jia)约为3.6亿元，由此测算得到单台电解槽(cao)售价(jia)约为692万元。

机构测算，到2025年全球氢气需求(qiu)将达(da)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(cao)每年开机时间均为4000h，共计需要(yao)1000Nm3/h规格的碱性电解槽(cao)2.95万个（1吨氢气=11200Nm3）；按(an)照单价(jia)692万元计算，碱性电解槽(cao)市场(chang)规模约为2044亿元。

招标量不(bu)断增加(jia)，电解槽(cao)市场(chang)增长确定性提(ti)升。

据TrendBank统计，2022年中国电解槽(cao)总(zong)出(chu)货量约800MW，在2021年基础上实现翻番，其中，碱性电解水制(zhi)氢设备的出(chu)货量约776MW，相较2021年的350MW同比翻倍有余，PEM电解水制(zhi)氢设备的出(chu)货量约24MW。

目前，内蒙古目前批复的37个风光制(zhi)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。据专业人士测算，内蒙古规划(hua)产(chan)能落地后绿氢产(chan)能达(da)到67万吨，假设每年开机时间为4000h，需要(yao)1000Nm3/h规格的电解槽(cao)1894个（1吨氢气=11200Nm3），仅内蒙古已批复项目对应(ying)碱性电解槽(cao)市场(chang)空间达(da)131亿元。

除内蒙古外(wai)，新(xin)疆、甘肃、辽宁、吉(ji)林(lin)等地区风光制(zhi)氢项目合计超过20个，总(zong)制(zhi)氢能力超过36万吨。对应(ying)规格为1000Nm3/h的碱性电解槽(cao)超过1015台，市场(chang)前景广阔。

2023年1-5月，已公开招标电解槽(cao)的绿氢项目已经达(da)到14个，合计电解槽(cao)招标量达(da)980MW，超去年总(zong)和。从制(zhi)氢项目电解槽(cao)企业中标份额看，阳光电源、派瑞氢能、隆基氢能位列前三，占比29%、23%、17%；已开标项目的电解槽(cao)大多为碱式，入(ru)选和第一中标候(hou)选人的碱式电解槽(cao)价(jia)格平均、中位数分别为802、723万元/套和734、709万元/套（1000Nm3/h）；PEM电解槽(cao)为580万元/套（200Nm3/h）。

产(chan)业链(lian)相关企业有哪些？

随着碱性电解槽(cao)进入(ru)批量应(ying)用阶段，国内厂(chang)商已经开始加(jia)速布局。

据TrendBank统计，国内已有超百(bai)家企业布局或规划(hua)碱性电解槽(cao)的研发或生(sheng)产(chan)，2022年碱性电解槽(cao)企业已披露(lu)产(chan)能接(jie)近12GW。

资料来源：TrendBank

既有中船718、天津大陆、苏州竞(jing)力等老牌公司，其技术沉淀深厚，也有隆基绿能、阳光电源这样的新(xin)能源设备巨头，资金、技术实力雄厚，光伏业务与电解水制(zhi)氢业务高度(du)协(xie)同，以及华电重工、华光环能、昇辉科技等新(xin)兴(xing)势力加(jia)入(ru)。

其中作为全球光伏龙头企业的隆基绿能，较早进军(jun)氢能产(chan)业，电解槽(cao)出(chu)货领先。隆基于2021年成立子公司正(zheng)式进军(jun)氢能产(chan)业，将光伏与制(zhi)氢深度(du)融(rong)合当前研发的核心航道是降低制(zhi)氢的单位电耗，2月推出(chu)世界领先的制(zhi)氢装备系列产(chan)品隆基ALKHi1，隆基氢能21年实现500MW产(chan)能，22年实现1.5GW产(chan)能，预计25年达(da)到5-10GW。

依托华电集(ji)团的华电重工，电解槽(cao)订单则具有较高保障。公司1200Nm3/h碱性电解水制(zhi)氢装置与气体扩散层产(chan)品已成功下线，运行平稳、性能先进、结(jie)构紧凑。目前已经成功实施泸定水电解制(zhi)氢项目，并成功取得达(da)茂(mao)旗(qi)20万千瓦新(xin)能源制(zhi)氢工程示范项目，合同金额3.45亿元，预计在2023年内投产(chan)。

而主营环保与能源装备制(zhi)造的华光环能，与电解槽(cao)深度(du)协(xie)同。公司在2022年仅耗时70天就(jiu)完成30Nm3/h碱性电解水制(zhi)氢设备研发与制(zhi)造，通过技术、材料升级大幅提(ti)高了(le)电流密度(du)、减小设备体积(ji)，现已完成产(chan)品中试。目前公司产(chan)氢量1500Nm3/h碱性电解槽(cao)已成功下线，在电流密度(du)、产(chan)氢压(ya)力方面(mian)具备优势。

2020年全面(mian)布局氢能领域的昇辉科技，于2022年8月推出(chu)首(shou)台套100标方碱性电解槽(cao)制(zhi)氢设备，历时120天1000Nm3/h碱性电解槽(cao)制(zhi)氢成套设备在佛山成功下线，能耗低至4.3kWh/Nm^3，领先行业平均水平，同时公司实现了(le)设备电子电气组件的自控、自产(chan)。