摘要

政策口徑看，根據國家能源局發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，到2025年，建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。在新能源行業投資機會中，除已進入高速發展期的風光儲車等行業外，我們近期亦關注到中國氫能產業的發展機會。

我們認為，中國氫能行業的快速發展，具備供給端&需求端的可行性，且往未來看經濟性拐點可期。我們將首先從綠色制氫環節出發，在本篇報告中：1）論證中國綠氫制備的可行性；2）對經濟性拐點、市場空間進行測算。

(資料圖)

一、為什么我們看好中國綠氫制備行業——從供給&需求端看，中國的綠氫制備行業發展均具可行性。

根據制取方式和碳排放量的不同，氫能主要分為灰氫、藍氫、綠氫三種，其中綠氫為通過可再生能源電解水制氫，在生產過程中基本不產生溫室氣體，但目前技術并未完全成熟、生產成本較高，因而當前全球范圍內氫能生產均以灰氫為主流。

供給端看，國家能源局已發布相關氫能產業中長期發展規劃，其中提及到2025年需建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。我們認為，發展綠氫制氫為解決風光大基地帶來的新增發電量消納問題的解決手段之一，將與鋰電、光熱、液流等多種儲能手段&特高壓向東部輸電共同發展。

需求端看，中國是全球氫氣需求量&生產量第一大國，年需求量及生產量均占全球30%左右，且未來中國氫能需求量仍將持續增長，因而帶來了綠氫制氫環節的發展契機。

根據中國氫能聯盟的預計，到2030年我國氫能需求量將達到3500萬噸，到2060年需求量將增至1.3億噸左右。從生產量看，根據中國煤炭工業協會數據顯示，2012-2021年，中國氫氣產量從1600萬噸增長至3300萬噸。

二、綠氫制備的經濟性拐點何時到來——我們測算，綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價。

我們認為，往未來看綠氫占比提升的決定因素來自經濟性。考慮當前綠氫成本與灰氫仍存在較大差距，且綠氫中PEM電解槽較堿性電解槽成本更高，本篇報告我們重點分析堿性電解槽制備綠氫的經濟性?；谥苽浼夹g、規模效應、碳稅制度、碳價變化對灰氫的成本影響等，并以及電解水制綠氫的單位成本構成包括電費、設備折舊費、期間費用（我們預計23年分別占總成本的74.8%/10.7%/14.2%），我們對綠氫的生產成本變動&對比藍氫、灰氫的經濟性拐點進行了如下測算。核心假設包括：

電費：影響因素包括單位電耗、單位電價。1）單位電耗：我們預計22年行業平均的單位電耗為5.3kwh/m3，未來隨堿性電解槽零部件的升級，假設到2030年單位電耗可降低至3.9kwh/m3；2）單位電價：假設工商業電價0.5元/kwh，結合未來風光等新能源發電就地消納帶來的電價成本下降，預計至2025、2030年電費下降至0.2、0.15元/kwh；

設備折舊費用：主要與電解槽設備價格有關，堿性電解槽設備價格目前約900萬元/臺，其中電極已基本實現國產化，我們預計未來存在規模降本空間；隔膜目前主要采用日本東麗的傳統PPS膜，未來具備國產替代及規模效應降本空間，我們預計，2022年-2030年堿性電解槽設備價格年均下降10%；

單位期間費用：主要與項目規模有關，取決于設備規格和年利用小時數兩個因素，目前堿性電解槽設備規格一般為1000-2000m3/h，預計未來有望逐步提升；年利用小時數考慮風光有效利用小時數、配建儲能比例上升、新能源發電成本持續下降等，預計未來有望達到5000h。

測算結果：我們預計至2025年，綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg，較2022年下降65%；至2030年，綠氫制備單位成本有望進一步下降至8.88元/kg，分維度對比綠氫與藍氫、灰氫的經濟性看，綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價。

若靜態對比當前藍氫、灰氫的單位成本（不考慮煤炭價格+碳稅變化），預計綠氫與藍氫、灰氫分別在25年、27年平價；

若考慮碳稅上漲帶來的藍氫、灰氫成本上升，預計綠氫與藍氫、灰氫均在25年實現平價；

若在碳稅基礎上，疊加考慮煤炭價格波動性，當前煤炭價格約700元/t，假設2022-2030年煤炭價格從1000元/t下降到500元/t（灰氫生產成本下降），預計綠氫與藍氫、灰氫分別在25年、26年平價。

三、堿性電解槽市場空間怎么看——我們預計2025年堿性電解槽市場規模有望達到153億元，22-25年CAGR+103%。

若不考慮國內氫氣年產量增長，保守假設國內每年氫氣總產量為3300萬噸、綠氫滲透率由21年的1%提升至25年的15%、30年的50%、綠氫產銷率由2022年較低水平提升至2025年的70%、年利用小時數和單機設備產能持續上升，我們預計，2022-2025年堿性電解槽市場規模有望達到18/38/65/153億元，CAGR+103%；2030年堿性電解槽市場空間有望達到192億元，市場規模為2022年的11倍。

1、為什么我們看好中國綠氫制備行業？

供給端看：風光大基地進入開工建設階段，綠氫成為促進消納的有效手段；

需求端看：中國為全球最大氫氣生產國，高需求+碳稅+消納需要，共同支撐綠氫發展空間。

1.1.行業背景：風光大基地建設加速，就地制氫成為消納問題解決手段之一

根據我國風光大基地規劃，目前第一、二批項目進入建設階段、第三批已啟動申報。我國第一批風光大基地于21年11月下發清單，共97GW，22年9月全部開工，并計劃于?22/23年全部投產。我國第二批風光大基地于21年12月啟動項目報送，第二批大基地項目總規模為455GW，其中十四五建成200GW，外送150GW，外送比例75%，十五五建成255GW，外送165GW，外送比例約65%。根據部分省份下達的文件，第三批風光大基地于22年10月啟動申報。

為解決風光大基地帶來的新增發電量消納問題，就地制氫成為解決手段之一。同時，鋰電儲能、光熱儲能、液流儲能等儲能手段以及特高壓向東部輸電亦同步規劃發展中。

表1：風光大基地規劃最新進展

圖1：風光大基地最新進展

資料來源：國際能源網，發改委，光明網，國家能源局，《十四五規劃及?2035?年遠景目標綱要》等，天風證券研究所

1.2.需求端：中國為全球最大氫氣生產&需求國，未來氫能產量及需求量仍將持續增長

從需求端看，2021年全球氫氣需求量超9400萬噸，yoy+5%，增量主要來自傳統化工工業領域。其他應用（重工業、交通運輸、建筑、發電等）僅占總需求的0.04%。

其中，中國是全球氫氣需求量第一大國，21年的需求量約2800萬噸，占全球29.8%。根據中國氫能聯盟的預計，到2030年，我國氫能需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%；到2060年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源體系中占比20%，其中工業領域用氫7794萬噸，占總需求量的59.8%，交通運輸領域用氫4051萬噸，占比31.1%，建筑領域用氫585萬噸，電力領域用氫600萬噸。

同時，中國亦是全球氫氣生產量第一大國，2021年中國氫氣產量3300萬噸，占全球35.1%。從2018年開始，中國氫氣年產量已超過2000萬噸規模。根據中國煤炭工業協會數據顯示，2012-2021年，中國氫氣產量從1600萬噸增長至3300萬噸，整體呈穩步增長趨勢；自2020年“雙碳”目標提出后，我國氫能產業熱度攀升，發展進入快車道，2021年中國氫氣產量同比增長達32%。

考慮我國對氫能的大量需求+風光大基地帶來的消納需求，中國氫能相關政策發布，重點提及可再生能源制氫就近利用。根據國家能源局發布的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，到2025年，建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。

圖2：2022年我國氫能下游應用結構

圖3：2060年我國氫能下游應用結構

資料來源：中國電動汽車百人會《中國氫能產業發展報告2020》，IEA 《Global Hydrogen Review 2022》?，國家能源局《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，賽瑞研究《2022年中國氫能及燃料電池產業發展趨勢報告》，氫啟未來網，天風證券研究所

1.3.從制氫方式看，目前灰氫制取仍為主流，但未來綠氫規模占比有望逐步提高

根據制取方式和碳排放量的不同，氫能主要分為灰氫、藍氫、綠氫三種：1）灰氫：以化石燃料（包括煤炭、天然氣等）為原料制氫以及工業副產制氫，為目前成本最低、技術最成熟的技術路線，但制取過程中會產生碳排放；2）藍氫：灰氫制取的過程中使用CCUS（碳捕集、利用與封存）技術進行脫碳制氫，可使碳排放量減少90%以上，但制氫成本較高，屬過渡清潔能源；3）綠氫：通過可再生能源電解水制氫，在生產過程中基本不產生溫室氣體，但目前技術不如灰氫制取成熟，且成本較高。

目前全球范圍內均以灰氫為主流，2021年綠氫占比0.04%；中國維度看，2021年綠氫占比僅為0.9%。此外工業副產物和天然氣制氫融合CCUS技術應用場景亦有望占比上升。

我們認為，綠氫占比提升的決定因素來自經濟性，后文我們將重點測算考慮碳稅、綠氫規模降本等假設下，綠氫何時有望平價。其中碳稅方面，全球氫氣貿易正處于快速發展期，根據IRENA預測到2050年將有30%以上的氫氣進行跨境交易；歐盟碳邊境調節稅將于2026年正式開始征收，其適用范圍擴大至氫能。我們預計，在全球應對氣候變化的大背景下，碳定價的覆蓋行業和范圍不斷擴大或將成為趨勢。

圖4：全球2021年制氫來源結構

圖5：中國2021年及2050E制氫來源結構（中國煤炭工業協會數據）

資料來源：《新能源電解水制氫技術經濟性分析》王明華，中國石油新聞中心，中國電力網，IEA《Global?Hydrogen Review 2022》，氫啟未來網，中國能源報，中國-中東歐國家海關信息中心，天風證券研究所

2、綠氫經濟性測算

我們預計，隨著產業規模上升&技術持續突破，綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價

2.1.核心假設1——設備價格：我們預計，規模效應有望推動堿性電解槽價格下降

電解槽設備折舊費用在總成本中占比約10.7%：假設條件取相對中性，設備規格按1300m3/h，年利用小時數按4000小時，單位電耗5kwh/m3，電價0.35元/kwh，單位水耗0.02t/kg，水費4元/t，堿性電解槽設備價格按900萬元/臺，折舊年限按7年來計算，預計2023年使用堿性電解槽來制氫，電費、水費、設備折舊、其他成本在總成本中的占比分別為74.8%、0.3%、10.7%、14.2%。

電費主要看電價，期間費用主要看規模，設備價格趨勢相對重要。

圖6：2023年堿性電解槽制氫的成本結構

資料來源：《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發展建議》?（張彩麗），《新能源電解水制氫技術經濟性分析》?（王明華），考克利爾競立官網，微能網公眾號，彭網生活，氫能匯公眾號，工業界公眾號，高工氫電公眾號，天風證券研究所

針對不同電解槽設備的價格趨勢，我們分析如下：

堿性電解槽：堿性電解槽設備價格目前約1000萬元/臺，各個零部件成本中電極和隔膜占比較高。零部件環節看，1）電極：電極成本占比約30%，國內企業如莒納科技、德清恒川、保時來、英凱模等均可生產提供；2）隔膜：目前主要采用日本東麗的傳統PPS膜，目前價格每平米400元左右；結合核心零部件的國產替代降本空間、規模起量后的降本，我們預計，2022年-2030年堿性電解槽設備價格年均下降10%。

PEM電解槽：PEM電解槽設備價格目前約3000-4000萬元/臺，各個零部件成本中，1）膜電極：短期內還是采購杜邦的為主，國內東岳未來氫能已經開始在下游測試驗證，價格上2022年預計每千瓦售價600元，到2025年鴻基創能目標是實現每千瓦售價300元；2）貴金屬催化劑：可進行部分替代以降低用量。考慮當前綠氫成本與灰氫仍存在較大差距，且綠氫中PEM電解槽較堿性電解槽成本更高，本篇報告我們重點分析堿性電解槽制備綠氫的經濟性；后續PEM電解槽經濟性需進一步跟蹤膜電極和催化劑的國產化進度，以判斷PEM電解槽的規模上量時間點。

2.2.核心假設2——電價、電耗、年利用小時數、設備規格等核心參數

除設備價格外，影響綠氫經濟性測算的核心指標還包括：電價、單位電耗、年利用小時數、設備規格，具體假設如下：

電價：根據新疆電網代理購電電價，假設工商業電價0.5元/kwh，結合未來風光等新能源發電就地消納帶來的電價成本下降，我們預計至2025年電費下降至0.2元/kwh，2030年左右電費下降至0.15元/kwh；

單位電耗：根據考克利爾競立公司官網，堿性電解槽單位電耗≤4.9kwh/m3，考慮到考克利爾競立技術相對領先，22年行業平均的單位電耗假設按5.3kwh/?m3，23年按5kwh/m3，隨著堿性電解槽零部件的升級，我們假設到2030年單位電耗可降低至3.9kwh/m3；

年利用小時數：假設風光制氫一體化項目每年利用小時數約4000h，考慮風光大基地新建發電機組較多且有相當比例配建儲能、新能源發電成本持續下降等，我們預計至2025年，年利用小時數可以到5000h；

設備規格：目前堿性電解槽平均為1000m3/h，已有產品規格達到2000m3/h；我們預計，隨著產品技術持續升級，平均設備規格有望在2026年達到2000m3/h，結合年利用小時數上升，2026年前，年生產氫氣總量有望持續上升。

表2：不同設備規格和年利用小時數下的年生產氫氣量

資料來源：《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發展建議》?（張彩麗），《新能源電解水制氫技術經濟性分析》?（王明華），?《國網新疆電力有限公司關于?2023?年?5?月代理工商業用戶購電價格的公告》，考克利爾競立官網，隆基氫能公眾號，天風證券研究所

2.3.測算結果：我們預計，至2025年，綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg

計算過程：單位電費=單kg氫氣耗電量*單kwh電價；單位水費=單kg氫氣耗水量*單kwh水價；單位設備折舊費用=設備價格/7年；單位期間費用=總期間費用/年生產氫氣量。

結合上文假設，由結果看，我們預計：1）至2025年，綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg，較2022年下降65%；2）至2030年，綠氫制備單位成本有望下降至8.88元/kg，較2022年下降79%。

表3：2022-2030年制綠氫的單位成本測算

資料來源：《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發展建議》（張彩麗），《新能源電解水制氫技術經濟性分析》（王明華），天風證券研究所

2.4.橫向看，我們預計綠氫與藍氫有望在25年平價，與灰氫有望在25-27年平價

若靜態對比藍氫、灰氫的單位成本（不考慮煤炭價格+碳稅變化）：據《新能源電解水制氫技術分析》?（王明華，2023），700元/噸煤炭價格下，藍氫、灰氫成本分別為16.26、11.86元/kg；與我們測算的2022-2030年綠氫成本比較，預計綠氫與藍氫、灰氫將分別在25年、27年平價；

若考慮碳稅上漲帶來的藍氫、灰氫成本上升：據《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發展建議》?（張彩麗，2018），我們假設碳稅100-200元/t；碳稅每變化25元/t，天然氣制氫成本變化0.01元/m3、煤制氫變化0.05元/m3；與我們測算的2022-2030年綠氫成本比較，預計綠氫與藍氫、灰氫均有望在25年實現平價；

若在碳稅基礎上，疊加考慮煤炭價格波動性：當前煤炭價格約700元/t，基于保守性分析，我們假設2022-2030年煤炭價格從1000元/t下降至500元/t；煤炭在灰氫成本中占比約40%，分別計算煤炭成本和其他成本之后加總，可計算得灰氫的單位成本。與我們測算的2022-2030年綠氫成本比較，我們預計綠氫與藍氫、灰氫分別在25年、26年平價。

表4：????基于煤炭價格變化、碳稅的綠氫經濟性測算

資料來源：《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發展建議》（張彩麗），《新能源電解水制氫技術經濟性分析》（王明華），天風證券研究所

3、綠氫市場空間測算

結合風光大基地消納需求&經濟性拐點，我們預計25年堿性電解槽市場規模有望達到153億元，22-25年CAGR+103%。

3.1.?市場空間：預計2025年堿性電解槽市場規模153億元，22-25年CAGR+103%

核心假設指標：1）產量：保守預計，假設國內每年氫氣總產量按3300萬噸不變；2）綠氫滲透率：伴隨產業政策支持+經濟性提升，我們預計綠氫滲透率由21年的1%提升至25年的15%、30年的50%；3）氫氣產銷量：由于目前行業需求尚未真正起量，2021-2022年產銷率還偏低，我們預計，未來產銷率伴隨市場需求放量有望逐步提升，假設2025年行業產銷率提升至70%；4）結合前文我們預計，年利用小時數、單機設備產能預計將持續上升。

電解槽市場空間：我們預計，2022-2025年堿性電解槽市場規模有望達到18/38/65/153億元，CAGR+103%；我們預計，至2030年，隨著綠氫真正實現平價。2030年堿性電解槽市場空間有望達到192億元，市場規模為2022年的11倍。

表5：2021-2030年國內堿性電解槽市場空間預測

資料來源：中國煤炭工業協會，氫啟未來網公眾號，時代氫能公眾號，天風證券研究所

本文作者：孫瀟雅，來源：天風證券，原文標題：《氫能行業報告1——制氫：綠氫平價可期，關注下一個從0-1行業的投資機會》

孫瀟雅 SAC執業證書編號：S1110520080009

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