（每日研選深度報(bào)告導(dǎo)讀，請(qǐng)關(guān)注：報(bào)告派）

報(bào)告出品/作者：華鑫證券、黎江濤、潘子揚(yáng)

以下為報(bào)告原文節(jié)選

------

1、 戰(zhàn)略意義突出，氫能將成重要終端能源

現(xiàn)階段，全球氣候變化、環(huán)境污染、資源緊缺等問題日益凸顯，碳中和成為全球范圍重要議題。氫能作為清潔能源，正逐步替代石油、煤炭等化石燃料，成為全球能源重要載體。

氫能具多點(diǎn)特性，在碳中和背景下，戰(zhàn)略意義突出。1）來源多樣：作為一種二次能源，氫能可以通過化石能源重整、生物質(zhì)熱裂解、微生物發(fā)酵、工業(yè)副產(chǎn)氣、電解水等方式制??；2）清潔低碳：氫能轉(zhuǎn)化為電與熱時(shí)產(chǎn)物為水，且不排放溫室氣體或細(xì)粉塵，生產(chǎn)的水還可繼續(xù)制氫，循環(huán)使用，真正實(shí)現(xiàn)低碳甚至零碳排放；3）靈活高效：氫熱值高，是同質(zhì)量焦炭、汽油等化石燃料的 3-4 倍；4）應(yīng)用場(chǎng)景豐富：可作為燃料電池發(fā)電，用于汽車、航空等交通領(lǐng)域，亦

氫能占全球能源比重將大幅提升。目前，由于制取及儲(chǔ)運(yùn)成本高等因素，氫能在全球能源占比僅 0.1%。隨全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速，氫能將在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，多家國(guó)際能源研究機(jī)構(gòu)對(duì) 2050 年氫能需求占全球能源比重做出預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果均在 12%以上，氫能委員會(huì)、彭博新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測(cè)結(jié)果高達(dá) 22%，相較目前 0.1%的水平大幅提升。

由于氫能在碳中和議題下具重大戰(zhàn)略意義，全球主要經(jīng)濟(jì)體均針對(duì)氫能制定了國(guó)家層面的發(fā)展戰(zhàn)略。日本規(guī)劃 2030 年制氫成本降至 30 日元/Nm3，氫氣供應(yīng)量達(dá) 300 萬噸/年，2050 年成本進(jìn)一步降至 20 日元/Nm3，氫氣供應(yīng)量提升至 2000 萬噸/年；美國(guó)則規(guī)劃在2026-2029 年將電解水制氫成本降低至 2 美元/kg，基本實(shí)現(xiàn)與灰氫平價(jià)，至 2030 年成本進(jìn)一步降至 1 美元/kg，清潔氫產(chǎn)能達(dá)到 1000 萬噸/年，此外，美國(guó)通過 IRA 對(duì)制氫稅收進(jìn)行抵免；歐洲規(guī)劃 2025-2030 年安裝至少 40GW 可再生氫能電解槽，生產(chǎn) 1000 萬噸可再生氫能，并通過碳關(guān)稅支持氫能發(fā)展。

中國(guó)亦積極推進(jìn)氫能戰(zhàn)略。2019 年氫能首次被寫進(jìn)政府工作報(bào)告，隨后，各部委密集出臺(tái)各項(xiàng)氫能支持政策，內(nèi)容涉及氫能制儲(chǔ)輸用加全鏈條關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、氫能示范應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。2022 年 3 月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021）》，明確了氫能是未來國(guó)家能源體系的重要組成部分，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向，將氫能產(chǎn)業(yè)上升至國(guó)家能源戰(zhàn)略高度。

2、 氫能崛起，制氫先行

制氫處于氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游，主流制氫方式包括化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫等。根據(jù)氫能制備過程中碳排放程度，可將制氫劃分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫，化石燃料制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫碳排放較高，均為灰氫；在灰氫基礎(chǔ)上應(yīng)用碳捕捉、碳封存等技術(shù)防止碳排放至大氣，可大幅降低碳排放，通過此方式制得氫氣為藍(lán)氫；通過可再生能源電解水制氫過程無碳排放，產(chǎn)生“零碳?xì)錃狻?，即綠氫。

氫氣制備完成后，將通過高壓或液態(tài)等方式存儲(chǔ)、運(yùn)輸，并進(jìn)一步通過加氫站等方式傳遞至下游，氫儲(chǔ)運(yùn)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游。最終，氫氣可用于交通、工業(yè)、發(fā)電、建筑等下游領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)能源的替代。在氫能大規(guī)模應(yīng)用前夕，制氫設(shè)備將逐步放量，率先受益。

化石燃料制氫主要包括煤制氫與天然氣制氫兩種方式，此方式技術(shù)成熟，成本較低，為目前全球主流制氫手段，但煤與天然氣儲(chǔ)量有限，且制氫過程碳排放較高，未來應(yīng)用比例將逐步降低；工業(yè)副產(chǎn)主要通過焦?fàn)t氣或氯堿制氫，由于使用工業(yè)副產(chǎn)物，此種方式成本亦較低，但制氫場(chǎng)所需與化工廠配套建設(shè)，建設(shè)地點(diǎn)相對(duì)受限，且制氫過程存在污染；電解水制氫將水分解為氧氣及氫氣，全過程沒有溫室氣體排放，且制成氫氣純度高，是未來主要發(fā)展方向，但現(xiàn)階段成本較高，為限制其發(fā)展主要因素。

圖表 6：各類制氫方式對(duì)比

化石燃料為制氫主要方式，電解水制氫占比極低。目前，全球與中國(guó)主要制氫方式均為化石燃料制氫，在全球與中國(guó)占比分別為 79%、81%，其次為工業(yè)副產(chǎn)氫，全球與中國(guó)占比分別 21%、18%。電解水制氫目前應(yīng)用較少，在中國(guó)占比僅 1%。

展望未來，風(fēng)光等清潔能源發(fā)電成本將持續(xù)降低，占比持續(xù)提升，帶動(dòng)電價(jià)下行。此外，電解水設(shè)備技術(shù)快速迭代，帶動(dòng)成本下降、效率提升。在此背景下，電解水制氫成本有望持續(xù)降低，提升綠氫經(jīng)濟(jì)性，帶動(dòng)綠氫占比提升。綠氫有望受益于氫能占能源比重提升、綠氫占?xì)淠鼙戎靥嵘p重邏輯，迎來高速增長(zhǎng)。電解水設(shè)備受益于綠氫高增速，有望迎來需求爆發(fā)。下文中，我們將圍繞電解水設(shè)備經(jīng)濟(jì)性、需求、供給等因素，探討產(chǎn)業(yè)未來演進(jìn)方向，并進(jìn)一步做出投資判斷。

2.1、 技術(shù)路徑：堿性電解槽發(fā)展成熟，PEM 徐徐圖之

電解水制氫主流技術(shù)包括堿性電解、質(zhì)子交換膜（PEM）電解與固體氧化物（SOEC）電解，其中，堿性電解已大規(guī)模應(yīng)用，PEM 電解則處于小規(guī)模應(yīng)用階段，SOEC 電解尚處實(shí)驗(yàn)室階段，未商業(yè)化，因此在本章節(jié)中，我們將重點(diǎn)討論堿性電解槽與 PEM 電解槽技術(shù)。

堿性電解技術(shù)成熟，單臺(tái)裝置規(guī)?？蛇_(dá) 1000Nm3/h 以上，系統(tǒng)壽命長(zhǎng)，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，是目前主流電解技術(shù)。PEM 電解相較堿性電解，處于相對(duì)早期階段，成本較高，但其電流密度高、系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率高、能耗低、體積能量密度高、響應(yīng)速度快、與不穩(wěn)定電源適配性更強(qiáng)，綜合性能更具優(yōu)勢(shì)，且未來降本空間更大，滲透率有望逐步提升。

堿性電解槽在 20 世紀(jì)中期便實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其工作原理為：在電流作用下，水通過電化學(xué)反應(yīng)分解為氫氣和氧氣，并在電解池的陰極和陽極析出。水是弱電解質(zhì)，需增強(qiáng)其導(dǎo)電能力，因此通常在水中加入 NaOH、KOH 等堿類物質(zhì)形成堿性電解質(zhì)。此外，隔膜為堿性電解槽重要組成，早期，堿性電解槽以石棉作為隔膜材料，但其在堿性電解液中具溶脹性，且石棉對(duì)人體有害，現(xiàn)以逐步被耐熱性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高、電性能優(yōu)良的聚苯硫醚（PPS）替代。

PEM 電解槽與 PEM 燃料電池結(jié)構(gòu)類似，主要結(jié)構(gòu)為質(zhì)子交換膜、陰極/陽極催化層、氣體擴(kuò)散層及雙極板。PEM 電解過程中，水在陽極催化分解為氧氣和 H+ ，H+穿過電解質(zhì)隔膜到達(dá)陰極，并在陰極得電子生成氫氣。

根據(jù) IRENA，在堿性電解槽與 PEM 電解槽中，電解電堆組件成本占比均為 45%，電源、去離子水循環(huán)、氫氣處理、冷卻等輔機(jī)占比為 55%。在堿性電解槽中，膜片/電極組件為電堆組件核心成本，占比達(dá) 57%，其中又以制備成本為主，雙極板成本占比較低。在 PEM 電解槽中，雙極板與膜電極為電堆組件核心成本，雙極板成本占比高達(dá) 53%，膜電極則為 24%，在膜電極中，全氟磺酸膜以及 Ir、Pt 等貴金屬為核心成本來源。

堿性電解槽與 PEM 電解槽成本構(gòu)成核心差異在于，PEM 電解槽雙極板成本占比遠(yuǎn)高于堿性電解槽，這主要是由于堿性電解槽雙極板設(shè)計(jì)及制造簡(jiǎn)單，材料便宜（鍍鎳鋼）。此外，全氟磺酸膜及 Ir、Pt 等新材料/貴金屬在 PEM 膜電極中成本占比高，堿性電解槽膜/電極核心成本為制備成本。

展望未來，電解水制氫設(shè)備仍有較大降本空間。堿性電解槽而言，目前所用 PPS 隔膜以進(jìn)口為主，國(guó)產(chǎn)化可助力成本下降；PEM 電解槽而言，核心材料質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等均依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品尚存差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)正加速追趕，國(guó)產(chǎn)化將帶來較高降價(jià)空間。

此外，PEM 膜電極使用較多 Pt、Ir 等貴金屬，降低貴金屬用量亦有助于成本下行。
除設(shè)備降本外，提升電解水設(shè)備轉(zhuǎn)化效率、提升設(shè)備利用率、降低電費(fèi)等均為提升電解水制氫經(jīng)濟(jì)性重要因素。下一章節(jié)中，我們將圍繞電解水制氫經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行探討。

--- 報(bào)告摘錄結(jié)束 更多內(nèi)容請(qǐng)閱讀報(bào)告原文 ---

報(bào)告合集專題一覽 X 由【報(bào)告派】定期整理更新

新能源 / 汽車 / 儲(chǔ)能

新能源汽車 | 儲(chǔ)能 | 鋰電池 | 燃料電池 | 動(dòng)力電池 | 動(dòng)力電池回收 | 氫能源 | 充電樁 | 互聯(lián)網(wǎng)汽車 | 智能駕駛 | 自動(dòng)駕駛 | 汽車后市場(chǎng) | 石油石化 | 煤化工 | 化工產(chǎn)業(yè) | 磷化工 | 基礎(chǔ)化工 | 加油站 | 新材料 | 石墨烯 | 高分子 | 耐火材料 | PVC | 聚氯乙烯 | 綠色能源 | 清潔能源 | 光伏 | 風(fēng)力發(fā)電 | 海上發(fā)電

（特別說明：本文來源于公開資料，摘錄內(nèi)容僅供參考，不構(gòu)成任何投資建議，如需使用請(qǐng)參閱報(bào)告原文。）

精選報(bào)告來源：報(bào)告派