燃料电池行业产业链系列报告之十三：绿氢催生新兴市场启动，电解水设备技术路线与成本之争-数查报告

燃料电池行业产业链系列报告之十三：绿氢催生新兴市场启动，电解水设备技术路线与成本之争
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3.0 ler 2023-05-17 5 1 2.42MB 34 页 10数查币

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氢能组

分析师：姚遥（执业 S1130512080001）

yaoy＠gjzq.com.cn

燃料电池行业产业链系列报告之十三

——绿氢催生新兴市场启动，电解水设备技术路线与成本之争

交通、工业与储能领域氢气需求激增背景下，电解制氢设备率先受益。2025 年交通、工业、储能领域电解制氢需求

量共超 50 万吨，电解槽装机累计需求超 15GW，累计市场规模超 310 亿元。电力的跨季度、日度调峰储能领域以及对

碳排放限制严格的工业和交通领域未来将是电解制氢的主要需求方，我们测算各领域在 2021-2025年的累计情况如下：

▪ 交通：燃料电池车超 10 万台，绿氢渗透率 12%，绿氢需求 21 万吨，对应电解槽 6.4GW，累计市场规模 139 亿元。

▪ 工业：钢铁产量共超 20 亿吨，绿氢渗透率 1%，绿氢需求 10 万吨，对应电解槽 3GW，累计市场规模达到 64 亿元。

▪ 储能：跨季度和日度储能所需储能超 4000 亿kWh，绿氢渗透率 1%，绿氢需求 20 万吨，对应电解槽 6GW，累计市

场规模达到 119 亿元。

碱式与质子交换膜电解槽商业化先行，当前两者混合搭配为成本最优解。主流电解槽技术分为碱式电解槽（ALK）、质

子交换膜电解槽（PEM）和固态氧化物电解槽（SOEC），前两种已实现商用化，最后一种仍处实验室向产业化过度状态。

在当前示范项目推广下，购置成本为首要因素，碱式电解槽优势显著，预计 2025 年前占比超九成；随着后续项目逐

步向运营过度，全生命周期成本为首要因素，当 PEM 电解槽设备成本为碱式设备成本 3-4 倍时，两者可实现制氢成本

基本持平。假设在 0.3 元/kwh 的电费时，成本：混合方案（80%ALK+20%PEM）<碱式电解槽<PEM 电解槽。

高效化、低成本、规模化，是电解水制氢的未来趋势。电解制氢成本来自电费及设备，未来的发展趋势分别对应：1）

高效化：提升能源转化效率，降低电耗；2）低成本：配合“三弃”以低电价有效利用波动能源；3）规模化：技术更

新及设备规模化生产降本。

绿氢需求端将带动电解水制氢设备市场高增，布局电解水设备企业将率先受益，推荐昇辉科技、隆基绿能、阳光电源。

代码

公司

市值

/亿元

EPS/元

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2021A

2022E

2023E

2024E

2021A

2022E

2023E

2024E

300423

昇辉科技

49.85

0.42

34.62

碱式电解水设备

601012

隆基绿能

3448

1.68

2.12

2.85

3.58

51.35

23.22

17.31

13.77

碱式电解水设备

300274

阳光电源

1455

1.07

2.04

4.08

5.46

136.82

65.14

32.51

24.29

碱式和 PEM 电解水设备

601615

明阳智能

558.7

1.59

1.93

2.33

2.53

16.47

14.08

11.70

10.76

碱式电解水设备

600860

京城股份

66.13

-0.05

-410.38

储氢瓶

HK3899

中集安瑞科

161.5

0.43

0.52

0.63

0.77

21.27

13.45

11.03

8.98

储氢瓶

Nel ASA

NEL

161.1

-0.80

-0.31

PEM 电解水设备

ITM.L

ITM Power

48.65

-0.51

-0.60

PEM 电解水设备

PLUG

Plug

563.6

-5.7

-6.50

PEM 电解水设备

来源：Wind、Bloomberg，国金证券研究所。数据截至 12 月16 日。注：隆基绿能、阳光电源、明阳智能预测值来自国金预测，其余标的预测值来自 Bloomberg 预期。

技术研发进度不及预期，下游氢能需求不佳，政策落地不及预期。

行业深度研究

证券研究报告

燃料电池行业研究

2022 年12 月17 日

买入（维持评级）

用使2箱邮收接告报银瑞投国司公限有理管金基银瑞投国供仅告报此

行业深度研究

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内容目录

综述：2025 年全行业氢气需求量超 50 万吨，电解槽装机量需求超 15GW .................................. 5

一、储能、工业、交通将成为电解制氢最大应用场景 ................................................. 7

1.1 储能：氢能适合长周期和大规模储能，预计 2025 年氢气需求量近 50 万吨 ........................ 7

1.2 工业：氢炼钢减排空间大，2025 年氢气需求量超 10 万吨 ...................................... 10

1.3 交通：补贴开启燃料电池车平价元年，2025 年氢气需求量超 20 万吨 ............................ 12

1.4 预计 2025 年电解槽累计装机超 15GW，潜在市场规模超 300 亿元 ................................ 13

二、碱式电解槽购置成本低，PEM 电解槽运营成本具备优势 ........................................... 14

2.1 电解水制氢的三种技术路线——碱式、PEM 和固体氧化物电解槽 ................................ 14

2.2 PEM 设备成本为碱式设备成本 3-4 倍时，两者制氢成本基本持平 ................................ 16

2.3 短期内碱式设备更适用西部大规模电站，长期看 PEM 设备有望开启替代进程 ..................... 17

三、高效化、低成本、规模化，是电解水制氢的未来趋势 ............................................ 19

3.1 高效化：提升电解制氢能量转换效率 ....................................................... 19

3.2 低成本：可再生能源波峰制氢，降低电费成本 ............................................... 19

3.3 规模化：加速能源氢气需求扩张，带动电解制氢产业规模化发展 ............................... 20

四、电解水制氢国内外核心企业近况更新 .......................................................... 22

派瑞氢能 ................................................................................... 23

考克利尔竞立 ............................................................................... 23

天津大陆制氢 ............................................................................... 24

隆基绿能 ................................................................................... 24

阳光电源 ................................................................................... 25

国富氢能 ................................................................................... 25

卡沃罗 ..................................................................................... 26

昇辉科技 ................................................................................... 26

NEL ........................................................................................ 27

ITM Power .................................................................................. 28

康明斯 ..................................................................................... 29

蒂森克虏伯 ................................................................................. 29

西门子 ..................................................................................... 30

Enapter .................................................................................... 30

风险提示 ...................................................................................... 32

2Y9UpWtZdUrVtQaQaO7NsQoOtRpNkPnMoMjMpOzQ7NmMvNxNmRmPNZqMrQ

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图表目录

图表 1： 2021-2025 年电力、工业、交通领域氢气需求量预测（万吨）.................................. 5

图表 2： 2021-2025 年电解槽累计需求装机量（GW） ................................................. 6

图表 3：电解水制氢在电力、工业、交通领域的应用 ................................................. 7

图表 4： 2021-2025 年发电结构（亿 kWh） .......................................................... 8

图表 5： 2019-2021 年平均每月发/用电量占全年比例 ................................................ 8

图表 6：四种储能方式的对比 ..................................................................... 8

图表 7：跨季度储能需求量测算原理 ............................................................... 9

图表 8： 2021-2025 年跨季度储能氢气用量预测（万吨） ............................................. 9

图表 9：日度储能需求量测算原理 ................................................................ 10

图表 10： 2021-2025 年日度储能氢气用量预测（万吨） ............................................. 10

图表 11：国内碳排放结构 ....................................................................... 11

图表 12： 2021-2025 年炼钢业氢气用量预测（万吨） ............................................... 11

图表 13：燃料电池汽车降本三阶段 ............................................................... 12

图表 14： 2021-2025 年交通领域氢气用量及绿氢用量预测（万吨）.................................... 12

图表 15： 2021-2025 年电解槽累计装机需求量（GW） ............................................... 13

图表 16： 2021-2025 年电解槽潜在市场规模（亿元） ............................................... 13

图表 17：碱式电解槽结构图 ..................................................................... 14

图表 18： PEM 电解槽结构图 ..................................................................... 15

图表 19：固体氧化物电解槽结构图 ............................................................... 15

图表 20：三种电解水技术对比 ................................................................... 16

图表 21：碱式电解槽降本趋势，单位：元/m3 ...................................................... 17

图表 22： PEM 电解槽降本趋势，单位：元/m3 ....................................................... 17

图表 23：三种电解槽搭配方案的 TCO 成本（单位：元/m3） .......................................... 18

图表 24：电解制氢未来趋势及潜在空间 ........................................................... 19

图表 25： E-TAC 高效解构电解制氢示意 ........................................................... 19

图表 26：氢能产业发展中长期规划（2021-2035）详细内容 .......................................... 20

图表 27： 2021-2025 年电解制氢降本预测（元/kg）（以 0.3 元/kWh 电费测算） ......................... 21

图表 28：国内外主流企业电解槽参数对比 ......................................................... 22

图表 29：派瑞氢能电解槽产品 ................................................................... 23

图表 30：考克利尔竞立 2-1000m3/h 中压水电解制氢装置 ............................................ 23

图表 31：天津大陆的电解槽产品 ................................................................. 24

图表 32：隆基绿能碱性电解槽产品图 ............................................................. 24

图表 33：隆基绿能碱性电解槽性能参数 ........................................................... 25

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敬请参阅最后一页特别声明1氢能组分析师：姚遥（执业S1130512080001）yaoy＠gjzq.com.cn燃料电池行业产业链系列报告之十三——绿氢催生新兴市场启动，电解水设备技术路线与成本之争交通、工业与储能领域氢气需求激增背景下，电解制氢设备率先受益。2025年交通、工业、储能领域电解制氢需求量共超50万吨，电解槽装机累计需求超15GW，累计市场规模超310亿元。电力的跨季度、日度调峰储能领域以及对碳排放限制严格的工业和交通领域未来将是电解制氢的主要需求方，我们测算各领域在2021-2025年的累计情况如下：▪交通：燃料电池车超10万台，绿氢渗透率12%，绿氢需求21万吨，对应电解槽6...

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