2022年中国电解水制氢设备行业概览Overview of China's electrolytic water hydrogen production equipment industry in 2022报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。报告主要作者：孙搏文2022/07www.leadleo.com概览标签：电解水设备、制氢产业链、制氢技术、低碳能源、燃料电池 •2022年3月国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》建设以工业副产氢和可再生能源制氢为主的氢能供应体系，权力发展风光互补耦合发电制氢系统为中国实现“双碳”目标做贡献。政策助力，促进下游市场对于绿氢的需求；完善绿氢及其周边配套设备（如光伏等可再生能源电站、加氢站及储氢瓶等）可再生能源电解水制氢设备获发展机会。01•碱性电解水技术凭借成本低，技术成熟度高的优势，成为国内主流路线并占据主导地位。未来PEM设备将通过增加电流密度、提升电极面积、降低膜厚、优化设计PTL等方式降低单位制氢成本以实现对ALK设备的技术替代。碱性水电解设备（ALK）、质子交换膜电解设备（PEM）为主流电解水制氢技术；目前碱性电解水技术占据市场主导地位，预计未来PEM技术会实现技术替代。02•光伏发电的发展为可再生能源电解水制氢降低成本的驱动原因之一；2021年我国新增光伏并网装机容量为5,488万千瓦，光伏上网电价逐渐接近平价为可再生能源电解水制氢发展打下基础。电解水制氢设备产业链上游为光伏及风电设备供应商和电堆集成供应商，中游为氢气设备制造及解决方案提供商，下游为制氢厂商。03“3060双碳”政策下，电解水制氢设备行业破浪前行——2022年3月23日，由国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，为中国氢能发展注入活力。规划要求2025年中国可再生能源制氢量达到10-20万吨/年；2030年中国需形成完备的氢能产业技术创新体系及清洁能源制氢和供应体系；2035年中国需形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的氢能应用生态。该规划将逐步推动中国氢气下游市场对于绿氢的需求，从而促进可再生能源电解水制氢设备行业的发展。摘要©2022 LeadLeo随着中国氢气需求量的大幅上升以及可再生能源制氢占中国氢气制取来源比例的提升，未来中国电解水制氢设备市场规模将迅速增长，预计2050年市场规模将突破万亿元。04•2016至2021年中国氢气产量稳定增长，预计2060年，中国氢气需求及产量将增加至1.3亿吨以上，成为未来中国能源消费市场中的主流能源之一。2050年，可再生能源制氢占比全面超越化石能源制氢达到70%，推动制氢设备市场规模突破万亿元。 ◆第一章：行业背景----------------------------------------04•我国绿氢发展政策----------------------------------------05•电解水制氢发展历程----------------------------------------06•风光互补耦合发电制氢系统----------------------------------------07◆第二章：电解水制氢设备产业链综述----------------------------------------08•电解水制氢设备产业链----------------------------------------09•上游：光伏----------------------------------------10•上游：膜电极----------------------------------------11•下游：氢气需求----------------------------------------12•下游：氢气未来市场规模----------------------------------------13◆第三章：碱性水电解制氢----------------------------------------14•制氢设备技术路径----------------------------------------15•碱性水电解制氢----------------------------------------16◆第四章：质子交换膜电解水制氢----------------------------------------19◆第五章：固体氧化物电解水制氢&阴离子交换膜电解水制氢----------------------------------------23◆第六章：制氢设备未来发展趋势----------------------------------------27•电解水制氢设备发展趋势----------------------------------------28◆第七章：技术迭代后的未来市场规模&制约因素----------------------------------------33•氢气供给----------------------------------------34•电解水制氢设备未来市场规模----------------------------------------35•制约因素----------------------------------------36◆第八章：国内电解液行业重点企业（阳光电源）----------------------------------------38•阳光电源发展历程----------------------------------------39•可再生能源制氢发展历程&技术专利----------------------------------------40•可再生能源制氢解决方案----------------------------------------41•核心优势----------------------------------------42目录CONTENTS 4第一部分：行业背景主要观点：2022年3月23日，由国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，确定了中国氢能定位、未来发展目标以及应用方向。俄国科学家于19世纪末期发明电解水制氢设备，20世纪70年代开始，石油危机的冲击以及环保意识的出现，导致对能源使用理念开始产生变化，对氢能的开发和利用逐步获得重视，电解水制氢技术也开始逐步发展。PTG（Power to Gas）技术通过风光发电搭配电解水制氢有效解决可再生能源消纳及并网稳定性问题；其电解水制氢环节为该技术核心环节；该技术生产的绿氢也将为中国实现“双碳”目标做出巨大贡献。 5章节1.1中国绿氢发展政策2022年3月23日，由国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，确定了中国氢能定位、未来发展目标以及应用方向。来源：公开资料，头豹研究院整理《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》目标202520302035建立以工业副产氢和可再生能源制氢为主的氢能供应体系。燃料电池车辆达到5万辆。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，及二氧化碳减排达到100-200万吨/年。形成完备的氢能产业技术创新体系及清洁能源制氢和供应体系。可再生能源制氢需达到广泛应用。形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的氢能应用生态。工作重点系统构建支撑氢能产业高质量发展创新体系，提升关键核心技术水平。推进制氢、储运、加氢等氢能基础设施建设。推进交通、储能、发电、工业等领域多元化示范应用。完善氢能发展政策和制度保障体系 6章节1.2电解水制氢发展历程俄国科学家于19世纪末期发明电解水制氢设备，20世纪70年代开始，石油危机的冲击以及环保意识的出现，导致对能源使用理念开始产生变化，对氢能的开发和利用逐步获得重视，电解水制氢技术也开始逐步发展。来源：公开资料，头豹研究院整理•1967年CJB小型全自动压力型水电解槽建成。•20世纪70年代起，质子交换膜水电解制氢技术开始获得发展，并以其制氢效率高、设备集成化程度高及环境友好等特点成为水电解技术的研究重点，逐步实现从小型化到兆瓦级的发展。•1902年厄利康制成了第一个小型的压滤式水电解槽。•1927年德国研制出第一台双极性压滤型水电解制氢装置，把水电解制氢技术由原来的单极性推向了双极性时代。•2011年，美国设定了电解水制氢技术路线图。•2013年欧洲制定了电解水制氢技术路线，以PEM技术为主、多种电解技术协同发展。•1888年俄国拉契诺夫首先研究出了单极性水电解制氢装置，并申报了专利。060504020301•碱性电解水制氢以优化提升制氢效率与装置规模放大为主要目标进行技术攻关。•PEM将被视为下一代主流电解水制氢技术，通过催化剂、隔膜、集电器、膜组件等核心材料和组件的研究及应用，提高设备的电解效率和使用寿命，降低设备成本等。•1939年第一台箱式水电解制氢装置诞生。•1948年泽丹斯基和龙沙设计压滤型压力电解槽，工作温度为80°C，工 作 压 力 为30kg/cm2,使制氢技术日趋成熟，该类型设备也被定义为为传统的制氢装置。•1955年特雷德韦尔潜艇用高压水电解槽制成。 7章节1.3PTG技术PTG（PowertoGas）技术通过风光发电搭配电解水制氢有效解决可再生能源消纳及并网稳定性问题；其电解水制氢环节为该技术核心环节；该技术生产的绿氢也将为中国实现“双碳”目标做出巨大贡献。来源：《“双碳目标”下可再生能源制氢技术综述及前景展望》，公开资料，头豹研究院整理风光互补耦合发电制氢系统实现风力、光伏发电优势互补❑近年来，在“双碳”目标下，光伏、风电等新能源产业蓬勃发展，光伏、风电装机量保持持续增长趋势；但是由于发电与负荷的地理分布不均，远距离外送的技术制约加上可再生能源发电所固有的随机性、季节性和反调峰特性进一步增加了可再生能源调峰难度，加之风力和太阳能存在很大程度的不可预测性，导致弃风、弃水、弃光严重。❑PTG（PowertoGas）技术，可有效解决可再生能源消纳及并网稳定性问题。PTG技术指的是通过太阳能、风能等可再生能源发电，产生的电力通过能量管理系统分配部分电力并入电网，剩下部分电力通过电解水制氢技术生成氢气和氧气，产生的氢气将存入储氢系统。氢能作为一种理想的能量储存介质，可以为多种能源之间的能量与物质转换提供解决方案。在电力供应不足的季节，则使用储存的氢通过燃料电池发电，提供电能。❑电解水制氢为该套技术系统核心环节；风光发电配合电解水设备生产氢气，已经成为氢气生产中的碳排放问题的解决方案之一；其生产的绿氢也将为中国实现“双碳”目标做出巨大贡献。头豹洞察：制氢环节氢能储运电力环节H2燃料电池电网可再生能源风能太阳能能量管理系统（DMS）电解水氧气综合利用氧气电电电电H2液态储氢装置固态储氢系统氢气氢气70Mpa碳纤维及塑料纤维储氢瓶 8第二部分：电解水制氢设备产业链综述主要观点：电解水制氢设备产业链上游为光伏风力发电设备供应商和电堆集成供应商，中游为氢气设备制造企业主要分为碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢、固体氧化物电解水制氢和阴离子交换膜电解水制氢，下游为制氢厂商。上游：光伏发电的发展为可再生能源电解水制氢降低成本的驱动原因之一；2