在人類歷史的長河中，總有一些技術突破，引領著全球的變革，未來綠色能源重要一環的綠氫便是其中之一。而作為綠氫核心設備的電解槽，已經進入訂單加速放量時期，聚焦了無數投資者的目光。

01、多因素驅動

綠氫面臨產業爆發

當前，綠氫已經具備產業爆發基礎。

據畢馬威《一文讀懂氫能產業》顯示，2021年我國氫氣產量為3300萬噸，同比增長32%，增速創歷史新高。

資料來源：畢馬威《一文讀懂氫能產業》

目前，技術成熟、成本較低的化石能源制氫仍是我國氫能產業發展中前期的供氫主體，工業副產氫則作為中期低成本過渡性氫源，在分布式氫源在市場中起到補充作用。不過長期來看，更加清潔、高效的可再生能源電解水制氫占比逐漸擴大，并逐步取代化石能源制氫成為市場供氫主體，預計2050年產量比重達到70%。

資料來源：國海證券

主要受政策、新能源電力消納需求推動，綠氫行業發展已經開始加速。

目前綠氫行業主要項目發現大型綠氫示范項目放量對于行業發展起到了非常大的助力作用，2022 年中石化庫車項目占全年國內裝機量的 1/3 左右，這些大型的綠氫示范項目助力電解水制氫行業走向成熟。

此外新能源特別是光伏、風電的發展產生了大量不穩定的電力，2022年我國棄風、棄光現象主要集中在三北地區，其中蒙東地區棄風率最高，達到10.0%；西藏棄光率最高，達到20.0%。這些電力目前需要配套大量的儲能解決調峰調頻的問題，而通過棄風、棄光進行電解水制氫，將能源轉化為氫能儲存，可以為燃料電池提供氫源、為工業領域提供綠色燃料，解決新能源電力就地消納問題且利于長時儲能。

為響應國家氫能產業發展中長期規劃，國內三北地區多數省份均有對綠氫目標產量的規劃發布，部分地區更是對綠氫生產直接進行補貼。其中內蒙古地區截至目前已批復四批共計37個風光制氫項目，風電裝機總規模超過15GW，光伏裝機總規模超過8GW，總制氫能力超過67萬噸，總投資超過1692億元。

此外，交通領域氫燃料車的放量、海外市場需求的高速增長都為國內綠氫能產業鏈帶來了巨大的發展機遇，綠電制氫正迎來從1到N的產業爆發階段。

而據《中國2030年“可再生氫100”發展路線圖》預測，2030年我國氫氣的年需求量將達到3700萬噸左右，其中可再生能源制氫產量約770萬噸，占比21%；2060年我國氫氣的年需求量將增至1.0-1.3億噸，其中，可再生能源制氫產量約0.75-1.0億噸。

資料來源：中國國際氫能及燃料電池產業展覽會-考克利爾競立（蘇州）氫能科技有限公司

02、核心設備電解槽

規模千億級別

堿性電解槽作為核心制氫設備，將迎來千億級市場需求。

按照工作原理和電解質的不同，電解水制氫技術可分為4種：堿性電解水（ALK）、質子交換膜電解水（PEM）、高溫固體氧化物電解水（SOEC）和固體聚合物陰離子交換膜電解水（AEM）。

目前國內電解水市場中主流技術路線為堿性水電解設備（ALK）技術，已完成商業化進程并占據市場主導地位，PEM技術受限于成本仍處于商業化初期，SOEC與AEM技術仍處于研發階段。

資料來源：《中國電解水制氫產業藍皮書2022》

堿性電解水制氫系統主要包括堿性電解槽主體和BOP（Balance Of Plant）輔助系統。其中堿性電解槽主體由端壓板、密封墊、極板、電極、隔膜等零部件組裝而成。電解槽包括多個小電解室，通過螺桿和端板組裝而成。每個電解小室以相鄰的2個極板為分界，包括正負雙極板、陽極電極、隔膜、密封墊圈、陰極電極6個部分。

電解槽內裝填KOH或NaOH溶液作為電解質，隔膜將槽體分為陰、陽兩室。在70~90℃的溫度下通電反應，陰極和陽極分別產生氧氣和氫氣。由于電解質為堿性，電解槽設備容易受到腐蝕，設備使用時間相對較短，未來主要降本方式為延長設備使用時間以降低折舊成本。

堿性電解槽構成示意圖資料來源：《中國電解水制氫產業藍皮書2022》

國內發布的最大堿性電解槽單槽制氫規模達到2000Nm3/h，直流電耗最低可達4kWh/Nm3。由于堿性電解槽相較于PEM技術成本更低，單槽規模更大，是目前電解水制氫技術的首選。2021年國內堿性電解水制氫設備出貨量達350MW，占據電解水制氫設備總出貨量的99%。

資料來源：TrendBank《中國氫能與燃料電池產業年度藍皮書2022》

根據中石化新疆庫車綠氫示范項目招標統計，蘇州競立、隆基氫能及中船718所對堿性電解槽的報價基本一致。共計52臺1000Nm3/h規格的堿性電解槽報價約為3.6億元，由此測算得到單臺電解槽售價約為692萬元。

機構測算，到2025年全球氫氣需求將達10554萬噸，其中10%占比將為綠氫，即約1055萬噸綠氫。假設每臺電解槽每年開機時間均為4000h，共計需要1000Nm3/h規格的堿性電解槽2.95萬個（1噸氫氣=11200Nm3）；按照單價692萬元計算，堿性電解槽市場規模約為2044億元。

招標量不斷增加，電解槽市場增長確定性提升。

據TrendBank統計，2022年中國電解槽總出貨量約800MW，在2021年基礎上實現翻番，其中，堿性電解水制氫設備的出貨量約776MW，相較2021年的350MW同比翻倍有余，PEM電解水制氫設備的出貨量約24MW。

目前，內蒙古目前批復的37個風光制氫項目中，11個已于2022年開工，剩余26個項目將于2023年內陸續開工。據專業人士測算，內蒙古規劃產能落地后綠氫產能達到67萬噸，假設每年開機時間為4000h，需要1000Nm3/h規格的電解槽1894個（1噸氫氣=11200Nm3），僅內蒙古已批復項目對應堿性電解槽市場空間達131億元。

除內蒙古外，新疆、甘肅、遼寧、吉林等地區風光制氫項目合計超過20個，總制氫能力超過36萬噸。對應規格為1000Nm3/h的堿性電解槽超過1015臺，市場前景廣闊。

2023年1-5月，已公開招標電解槽的綠氫項目已經達到14個，合計電解槽招標量達980MW，超去年總和。從制氫項目電解槽企業中標份額看，陽光電源、派瑞氫能、隆基氫能位列前三，占比29%、23%、17%；已開標項目的電解槽大多為堿式，入選和第一中標候選人的堿式電解槽價格平均、中位數分別為802、723萬元/套和734、709萬元/套（1000Nm3/h）；PEM電解槽為580萬元/套（200Nm3/h）。

03、產業鏈相關企業有哪些？

隨著堿性電解槽進入批量應用階段，國內廠商已經開始加速布局。

據TrendBank統計，國內已有超百家企業布局或規劃堿性電解槽的研發或生產，2022年堿性電解槽企業已披露產能接近12GW。

資料來源：TrendBank

既有中船718、天津大陸、蘇州競力等老牌公司，其技術沉淀深厚，也有隆基綠能、陽光電源這樣的新能源設備巨頭，資金、技術實力雄厚，光伏業務與電解水制氫業務高度協同，以及華電重工、華光環能、昇輝科技等新興勢力加入。

其中作為全球光伏龍頭企業的隆基綠能，較早進軍氫能產業，電解槽出貨領先。隆基于2021年成立子公司正式進軍氫能產業，將光伏與制氫深度融合當前研發的核心航道是降低制氫的單位電耗，2月推出世界領先的制氫裝備系列產品隆基ALK Hi1，隆基氫能21年實現500MW產能，22年實現1.5GW產能，預計25年達到5-10GW。

依托華電集團的華電重工，電解槽訂單則具有較高保障。公司1200Nm3/h堿性電解水制氫裝置與氣體擴散層產品已成功下線，運行平穩、性能先進、結構緊湊。目前已經成功實施瀘定水電解制氫項目，并成功取得達茂旗20萬千瓦新能源制氫工程示范項目，合同金額3.45億元，預計在2023年內投產。

而主營環保與能源裝備制造的華光環能，與電解槽深度協同。公司在2022年僅耗時70天就完成30Nm3/h堿性電解水制氫設備研發與制造，通過技術、材料升級大幅提高了電流密度、減小設備體積，現已完成產品中試。目前公司產氫量1500Nm3/h堿性電解槽已成功下線，在電流密度、產氫壓力方面具備優勢。

2020年全面布局氫能領域的昇輝科技，于2022年8月推出首臺套100標方堿性電解槽制氫設備，歷時120天1000Nm3/h堿性電解槽制氫成套設備在佛山成功下線，能耗低至4.3kWh/Nm3，領先行業平均水平，同時公司實現了設備電子電氣組件的自控、自產。