证券研究报告 公用事业 2023年04月03日 制氢行业深度报告：绿氢电解槽，方兴未艾 ——氢能行业专题二 评级：推荐(维持) 杨阳(分析师) 李永磊(分析师) 董伯骏(分析师) 钟琪(联系人) S0350521120005 S0350521080004 S0350521080009 S0350122020016 yangy08@ghzq.com.cn liyl03@ghzq.com.cn dongbj@ghzq.com.cn zhongq@ghzq.com.cn 相关报告 最近一年走势 公用事业 《——汽车传感器行业专题报告一：汽车智能化趋势确定，千亿车载传感器市 场启航（推荐）*公用事业*杨阳》——2022-06-24 沪深300 0.1271 《——公用事业行业深度研究：电力市场辅助服务：市场化势在必行，千亿市 场有望开启（推荐）*公用事业*杨阳》——2022-02-26 0.0640 《——新型电力系统专题一：绿电：风光正好，把握碳中和下的时代机遇（推 荐）*公用事业*杨阳》——2022-02-12 0.0008 -0.0623 《——双碳深度之一：二氧化碳加氢制甲醇有望迎来产业化（推荐）*化工*李 永磊》——2021-12-18 -0.1255 -0.1887 相对沪深300表现 表现 1M 3M 12M 公用事业 -2.0% 2.6% -2.7% 沪深300 -1.3% 3.4% -2.0% 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 2 重点关注公司及盈利预测 重点公司代码 股票名称 601226.SH 2023/4/3 EPS PE 投资评级 股价 2021 2022E 2023E 2021 2022E 2023E 华电重工 8.09 0.26 0.26 0.37 30.8 31.2 22.0 未评级 600277.SH 亿利洁能 4.24 0.23 - - 18.4 - - 未评级 600475.SH 华光环能 11.43 1.06 0.82 1.09 10.8 13.9 10.5 未评级 300423.SZ 昇辉科技 11.53 0.42 - - 27.2 - - 未评级 002438.SZ 江苏神通 12.52 0.52 0.51 0.76 24.0 24.5 16.4 未评级 资料来源：Wind资讯，国海证券研究所（注：未评级企业盈利预测来源于WIND一致预期） 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 3 核心提要 ◆ 需求侧：脱碳和氢储催生需求，化工和交通领域是用能主体 I. 需求源起：氢能是清洁零碳的二次能源，能源转型不可或缺。当前绿氢难言经济性，我们认为欧盟碳关税和双碳政策将成为 氢能需求的直接驱动因素。一是欧盟碳关税将于2026年起征，叠加国内双碳政策，氢气将成为部分工业或交通等电气脱碳 受限领域的最佳选择；二是新能源快速发展的背景下，氢能作为优质的大规模跨季长时储能，配置需求将逐渐提升。 II. 需求方：2021年我国氢气产量为3300万吨，化工需求量占比达84%（2019年）。据《中国2030年“可再生氢100”发展 路线图》预测，2030年我国氢气的年需求量将达到3700万吨左右，可再生能源制氢约700万吨；2060年增至1.0-1.3亿吨， 可再生能源制氢0.75-1.0亿吨。据中国氢能联盟预计，化工、交通领域将成为用氢主流，氢气用量占比将达到60%/31%。 ◆ 供给侧：绿氢将逐渐替代灰氢成为主流 I. 煤制氢是当前我国供氢主体。2019年我国煤制氢/天然气制氢/工业副产氢产量占比为64%/14%/21%，电解水制氢占比近约 1.5%。综合考虑碳排放量、制氢成本，我们认为低成本的化石能源制氢（+CCUS）是我国氢能产业发展中前期的供氢主体； 工业副产氢作为中期低成本过渡性氢源，在分布式氢源市场起补充作用；而绿氢将逐步取代灰氢成为市场供氢主体。 II. 经济性：电价下降至0.3元/KWh时，电解水制氢具备一定经济性。电价是影响电解水制氢成本的核心。根据我们测算，当电 价为0.3元/KWh、制氢系统价格1000万元/台、年利用小时数为4000h时，碱性电解水制氢成本为22元/kg；利用小时数不 变，当电价下降至0.2元/KWh、制氢系统价格下降至3000万元/台时，PEM制氢成本为21.2元/kg，相较蓝/灰氢均已具备一 定经济性。根据我们测算，当5500大卡煤价为700元/吨时，煤制氢/工业副产氢成本分别为10.1/18.6元/kg。 ◆ 电解槽：方兴未艾，群雄逐鹿 I. 碱性电解水是当前电解槽供应主体。碱性电解水（ALK）、PEM电解水是目前相对成熟的电解水制氢路线。目前碱性电解 水技术已完全实现商业化，是当前出货量的主体。2022 年碱性电解水制氢设备出货量776MW，PEM电解水约24MW。对 比来看，PEM电解水动态响应速度快，更加适配风光等波动性电源，有望成为未来电解水制氢的主流。 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 4 核心提要 II. 技术进展：电解槽是电解水制氢系统中的核心设备，成本占比近五成。碱性电解槽技术成熟，1000Nm³/h的产品已趋于成 熟，正迈向1500-2500Nm3/h。而制约PEM电解水制氢大规模商用的核心是技术成熟度不够，国内最大的制氢设备不超过 500Nm³/h，反映到经济性上则是PEM 电解水制氢设备成本高。当前PEM电解槽价格为7000-12000元/kW，是碱性电解 槽（1500-2500元/kW）的4倍以上。 III. 市场空间：我们预计2030年超3000亿。据GGII等预计，2025年国内电解槽需求量将超过2GW，2030年可再生氢累计装 机将达到100GW，预计2060年绿氢累计装机将达到500-750GW。基于此，我们假设2030年碱性/PEM电解水成本相较当 前下降20%/40%，碱性:PEM电解槽装机=6:4，则2030年我国电解槽累计市场空间超3000亿元。 IV. 竞争格局：群雄逐鹿。2022年中船718所、天津大陆、苏州竞立占据我国电解槽出货量的8成。需求快速起量叠加技术进步， 当前国内电解槽行业群雄逐鹿。目前国内已有超百家企业布局或规划碱性电解槽的研发或生产，2022年碱性电解槽企业已披 露产能接近12GW；近20家企业在PEM电解水制氢领域布局，但目前仅有少数企业具备兆瓦级制氢设备的生产能力。 ◆ 投资建议：脱碳和氢储催生绿氢需求，绿氢经济性拐点渐行渐近。维持行业“推荐”评级。个股方面，建议关注电解槽制造商 华电重工、亿利洁能、华光环能、昇辉科技，氢能阀门标的江苏神通。 ◆ 风险提示：政策变动风险；技术进步不及预期；装机不及预期；行业竞争加剧；测算存在主观性，仅供参考；重点关注公司 业绩不及预期。 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 5 目 录目录 1 氢能：脱碳和氢储催生需求，化工+交通领域是主体…...……..................................................................…….....................................7 1.1 氢能：清洁零碳的二次能源，能源转型不可或缺……....................................................................................................................8 1.2 氢能优势①：跨季长时储能................................................................................................................................................................10 1.2 氢能优势②：电气化受限领域脱碳的最佳选择...............................................................................................................................11 1.3 欧盟碳关税和双碳政策是当前氢能需求的直接驱动因素............................................................................................................. 12 1.4 预计2060年氢能供能占比达到20%，化工和交通领域是主体................................................................................................... 13 2 制氢：绿氢将逐渐替代灰氢成为主流...................................................................................................................................................... 18 2.1 绿氢有望成为未来供应主体，预计2050年产量比重达到70%................................................................................................... 19 2.2 煤制氢：当前经济性最佳，碳减排是未来主要制约因素............................................................................................................ 21 2.3 天然气制氢：经济性尚可，受制于资源禀赋难以长期大规模应用.......................................................................................... 27 2.4 工业副产氢：我国中期过渡性低成本、分布式氢源.....................................................