水电解制氢设备专题报告：水电解制氢供需双扩背景下，电解槽有望迎来发展机遇

证券研究报告|产业深度报告 水电解制氢供需双扩背景下，电解槽有望迎来发展机遇 水电解制氢设备专题报告 投资要点 氢能 投资评级：推荐（维持） 我国绿氢供需规划持续扩张，水电解制氢设备有望迎来产业规模提升：从需求端来看，中国碳排放要求趋严背景下，工业领域对绿氢的需求将不断增大；各地绿氢制取政策持续推出，扩大绿氢生产规模、突破电解水制氢设备关键技术成为政策焦点。从供给端来看，我国电解水制氢项目多点开花，未来电解水制氢投产有望加速落地；投资规模扩张、产品规格升级、产品价格下行有望成为未来电解槽行业的发展趋势。在绿氢供给与需求双端的同时扩张下，我国电解槽行业有望迎来市场规模提升。 分析师：张锦分析师登记编码：S0890521080001电话：021-20321304邮箱：zhangjin@cnhbstock.com 研究助理：张后来邮箱：zhanghoulai@cnhbstock.com 我国四种技术类型的主流电解槽发展进程拆解：目前主流电解槽的主要性能要求为氢气纯度高，能耗低，结构简单、制造维修方便便宜且使用寿命长，材料的利用率高。我国主流的电解槽按水电解技术可分为ALK、PEM、AEM、SOEC四种类型，在产业成熟度方面ALK>PEM>SOEC>AEM。细分来看，1）ALK电解槽是目前电解水规模化制氢的首选，但是存在制氢效率低下、制取过程中存在污染且耗电量大的问题，并且ALK电解槽未来依然存在降本空间；2）PEM电解槽目前处于商业化初期，相比ALK电解槽制氢效率更高，耗电量相对较低，且能利用风光发电进行氢能制取，但是由于PEM电解槽制作过程中使用大量贵金属，且单槽产氢规模依然较低，降低成本、扩大生产规模是未来PEM电解槽的发展趋势；3）AEM电解槽的发展优势在于结合ALK电解槽造价较低和PEM电解槽效率较高的优点，能够以较低成本高效制取氢气，但是由于具有高离子电导率和强耐碱特性并存的阴离子交换膜研发难度较大，目前依然处于实验室环节；4）SOEC电解槽目前处于走出实验室放大的阶段，800℃以上高温环境下SOEC制氢效率高于其他三种技术路径，但是由于SOEC的造价成本远高于ALK、PEM，且SOEC与SOFC化学反应过程可逆，未来氢储能有望成为SOEC电解槽的应用方向。 销售服务电话：021-20515355 从市场成熟度来看，我国电解槽生产相关公司主要集中在电解槽整槽生产环节，且以ALK、PEM电解槽为主，AEM、SOEC电解槽有望在3-8年内迎来行业发展期：1）我国ALK电解槽产业技术较为成熟，国企卡位电解设备，凭借风光电项目资源优势拥有更强的拿订单能力，未来ALK电解槽制氢规模有望提升，单槽价格有望进一步下行；2）PEM电解槽商业化步伐加速，膜电极、双极板等关键材料受到市场关注，未来国产替代化以及贵金属含量有望进一步下降，迎来行业规模效应；3）AEM电解槽仅有少量2.5-50kW的AEM电解槽产品下线，目前在科研院所、电厂、化工等领域实现小规模应用；4）现阶段国内企业SOEC电解槽制氢功率以千瓦级为主，集中在2-25kW，由于SOFC/SOEC的可逆性极强，SOEC厂商主要由SOFC厂商转型而来。GGII预测2030后SOEC有望迎来行业发展期。 资料来源：wind，华宝证券研究创新部 相关研究报告 1、《融资渠道收紧资本开支放缓，板块有望边际反转—锂电板块三季度业绩回顾》2023-11-15 2、《进入汽车革命后半场，特斯拉+华为引智能化产业浪潮—新能源车行业专题报告》2023-10-123、《解决续航焦虑的最后一棒，快充进程加快催生材料新变化—动力电池行业专题报告》2023-08-17 风险提示：行业政策规划落地不及预期、行业技术应用落地不及预期 内容目录 1.我国绿氢供需规划持续扩张，水电解制氢设备有望迎来产业规模提升..........................................................................4 1.1.政府端、企业端绿氢需求在未来2-3年内有望迎来大幅增长....................................................................................41.2.随着绿氢项目数量增长、单槽制氢能力提升，未来电解槽生产规模有望进一步扩大...........................................8 2.四种类型的电解槽及部件分析................................................................................................................................................10 2.1. ALK电解槽：目前电解水制氢产业化的首选，未来存在降本空间..........................................................................122.2. PEM电解槽：性能相比ALK更优，未来制造成本有望进一步降低.......................................................................132.3. AEM电解槽：综合ALK的成本与PEM的性能优势，目前处于实验室阶段........................................................172.4. SOEC电解槽：制氢效率与造价双高，未来有望向氢储能方向发展......................................................................18 3.我国电解槽相关公司梳理........................................................................................................................................................21 3.1. ALK：市场竞争加剧，国企、集团型企业竞争优势逐渐显现...................................................................................223.2. PEM：加快商业化步伐，膜电极、双极板等关键组件受到关注.............................................................................233.3. AEM：目前尚处实验室阶段，仅有少量产品发布......................................................................................................253.4. SOEC：目前处于走出实验室放大的阶段，部分公司由SOFC转型而来..............................................................26 4.投资建议....................................................................................................................................................................................27 图表目录 图1：2021-2023年我国CEA成交价及成交量.................................................................................................................4图2：2060年工业用氢碳减排预测......................................................................................................................................4图3： 水电解制氢电解槽的基本架构及工作原理.............................................................................................................11图4：1MW ALK电解水制氢系统的成本构成...................................................................................................................11图5：ALK电解槽小室工作原理.........................................................................................................................................12图6：ALK与PEM制氢未来市场与成本空间预测..........................................................................................................13图7：PEM电解槽及单体结构............................................................................................................................................14图8： 质子交换膜成本下降曲线（美元/kW）..................................................................................................................15图9： 全球气体扩散层市场规模及增长率.........................................................................................................................16图10：1MW PEM电解槽的成本构成...............................................................................................................................16图11：PEM电解槽扩大生产规模带来生产成本的下降.................................................................................................17图12：AEM阴离子交换膜工作原理示意图.....................................................................................................................