2023 年 12 月 05 日 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 氢能 投资要点 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 分析师：张锦 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 分析师登记编码：S0890521080001 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 电话：021-20321304 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 邮箱：zhangjin@cnhbstock.com 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。 研究助理：张后来 邮箱：zhanghoulai@cnhbstock.com 销售服务电话： 021-20515355 行业走势图（2023 年 12 月 4 日） 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。 资料来源：wind，华宝证券研究创新部 相关研究报告 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 1、《融资渠道收紧资本开支放缓，板块 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 有望边际反转—锂电板块三季度业绩回 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 顾》2023-11-15 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 2、《进入汽车革命后半场，特斯拉+华 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 为引智能化产业浪潮—新能源车行业专 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 题报告》2023-10-12 率以千瓦级为主，集中在 2-25kW，由于 SOFC/SOEC 的可逆性极强， SOEC 厂 3、《解决续航焦虑的最后一棒，快充进 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。 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 敬请参阅报告结尾处免责声明 华宝证券 1/29 产业深度报告 内容目录 1. 2. 3. 4. 5. 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....................................................................................4 1.2. 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 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..........................................................................12 2.2. PEM 电解槽：性能相比 ALK 更优，未来制造成本有望进一步降低.......................................................................13 2.3. 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........................................................ 17 2.4. 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 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...................................................................................22 3.2. PEM：加快商业化步伐，膜电极、双极板等关键组件受到关注............................................................................. 23 3.3. AEM：目前尚处实验室阶段，仅有少量产品发布...................................................................................................... 25 3.4. 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 投资建议.................................................................................................................................................................................... 27 风险提示.................................................................................................................................................................................... 28 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.......