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

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6.4GW，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 PE 相关业务 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） 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 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 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 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） .........