制氢行业：绿氢电解槽，方兴未艾－专题二

需求侧:脱碳和氢储催生需求,化工和交通领域是用能主体I.需求源起:氢能是清洁零碳的二次能源,能源转型不可或缺。当前绿氢难言经济性,我们认为欧盟碳关税和双碳政策将成为氢能需求的直接驱动因素。一是欧盟碳关税将于2026年起征,叠加国内双碳政策,氢气将成为部分工业或交通等电气脱碳受限领域的最佳选择;二是新能源快速发展的背景下,氢能作为优质的大规模跨季长时储能,配置需求将逐渐提升。

II.需求方:2021年我国氢气产量为3300万吨,化工需求量占比达84％(2019年)。据《中国2030年“可再生氢100“发展路线图》预测,2030年我国氢气的年需求量将达到3700万吨左右,可再生能源制氢约700万吨;2060年增至1.0-1.3亿吨,可再生能源制氢0.75-1.0亿吨。据中国氢能联盟预计,化工、交通领域将成为用氢主流,氢气用量占比将达到60％/31％。

供给侧:绿氢将逐渐替代灰氢成为主流I.煤制氢是当前我国供氢主体。2019年我国煤制氢/天然气制氢/工业副产氢产量占比为64％/14％/21％,电解水制氢占比近约1.5％。综合考虑碳排放量、制氢成本,我们认为低成本的化石能源制氢(+CCUS)是我国氢能产业发展中前期的供氢主体;

(资料图片仅供参考)

工业副产氢作为中期低成本过渡性氢源,在分布式氢源市场起补充作用;而绿氢将逐步取代灰氢成为市场供氢主体。

II.经济性:电价下降至0.3元/KWh时,电解水制氢具备一定经济性。电价是影响电解水制氢成本的核心。根据我们测算,当电价为0.3元/KWh、制氢系统价格1000万元/台、年利用小时数为4000h时,碱性电解水制氢成本为22元/kg;利用小时数不变,当电价下降至0.2元/KWh、制氢系统价格下降至3000万元/台时,PEM制氢成本为21.2元/kg,相较蓝/灰氢均已具备一定经济性。根据我们测算,当5500大卡煤价为700元/吨时,煤制氢/工业副产氢成本分别为10.1/18.6元/kg。

电解槽:方兴未艾,群雄逐鹿I.碱性电解水是当前电解槽供应主体。碱性电解水(ALK)、PEM电解水是目前相对成熟的电解水制氢路线。目前碱性电解水技术已完全实现商业化,是当前出货量的主体。2022年碱性电解水制氢设备出货量776MW,PEM电解水约24MW。对比来看,PEM电解水动态响应速度快,更加适配风光等波动性电源,有望成为未来电解水制氢的主流。

技术进展:电解槽是电解水制氢系统中的核心设备,成本占比近五成。碱性电解槽技术成熟,1000Nm3/h的产品已趋于成熟,正迈向1500-2500Nm3/h。而制约PEM电解水制氢大规模商用的核心是技术成熟度不够,国内最大的制氢设备不超过500Nm3/h,反映到经济性上则是PEM电解水制氢设备成本高。当前PEM电解槽价格为7000-12000元/kW,是碱性电解槽(1500-2500元/kW)的4倍以上。

III.市场空间:我们预计2030年超3000亿。据GGII等预计,2025年国内电解槽需求量将超过2GW,2030年可再生氢累计装机将达到100GW,预计2060年绿氢累计装机将达到500-750GW。基于此,我们假设2030年碱性/PEM电解水成本相较当前下降20％/40％,碱性:PEM电解槽装机=6:4,则2030年我国电解槽累计市场空间超3000亿元。

IV.竞争格局:群雄逐鹿。2022年中船718所、天津大陆、苏州竞立占据我国电解槽出货量的8成。需求快速起量叠加技术进步,当前国内电解槽行业群雄逐鹿。目前国内已有超百家企业布局或规划碱性电解槽的研发或生产,2022年碱性电解槽企业已披露产能接近12GW;近20家企业在PEM电解水制氢领域布局,但目前仅有少数企业具备兆瓦级制氢设备的生产能力。

投资建议:脱碳和氢储催生绿氢需求,绿氢经济性拐点渐行渐近。维持行业“推荐“评级。个股方面,建议关注电解槽制造商华电重工、亿利洁能、华光环能、昇辉科技,氢能阀门标的江苏神通。

风险提示:政策变动风险;技术进步不及预期;装机不及预期;行业竞争加剧;测算存在主观性,仅供参考;重点关注公司业绩不及预期。