一、制氢行业技术现状
氢气制取方式繁多，可再生电力电解水制氢为低碳路径下的终极目标。根据原材料的不同，氢气制取主要分为化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三大类，其中工业副产氢难以满足大规模集中供应。
制氢方式技术路线三大分类
资料来源：中国氢能联盟，华经产业研究院整理
对于化石能源和电解水制氢，根据碳排放量的不同，又划分为灰氢、蓝氢和绿氢三大类，其中蓝氢通过CCS（碳捕捉）技术降低化石燃料制氢的碳排放量，而绿氢采用可再生电力电解水制取，不仅可有效降低制取过程中的碳排放量，而且原材料可再生，符合可持续发展性。
灰氢、蓝氢和绿氢技术对比
资料来源：公开资料整理
从全球范围内来看，现阶段氢气制取仍以化石能源为主，电解水制氢渗透率较低。天然气制氢以甲烷水蒸气重整技术（SMR）为主，是世界主流制氢方式；我国受“富煤少气”能源结构限制，天然气制氢成本较高，而煤化工制氢技术已相对成熟，具备大规模&低成本的优势，已在我国大范围应用。相较而言，电解水制氢在全球范围内仍处于发展初级阶段，2020年全球、我国电解水制氢占比分别仅为2%和1%，成长空间广阔。
2020年全球、中国及美国氢气制氢方式占比情况
注：从外圈到内圈数据依次为全球、中国、美国。
资料来源：U.S.DepartmentofEnergy，中国煤炭工业协会，华经产业研究院整理
二、电解水制氢技术及成本结构分析
电解水制氢系统由电解槽及辅助系统（包含电力转换、水循环、气体分离&提纯等模块）组成，其中电解槽为电解水制氢核心单元，是电解水制氢系统价值量中心。水电解制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出。根据电解槽隔膜材料的不同，通常将水电解制氢分为碱性水电解（AE）、质子交换膜（PEM）水电解以及高温固体氧化物水电解（SOEC）。
三大电解水制氢技术对比
资料来源：中国氢能联盟，华经产业研究院整理
虽然电解水制氢过程可实现零排放，但却是当下成本最高的制氢方式，电力成本为大规模应用的核心壁垒。电解水制氢耗电量大，目前电力来源仍以商业用电为主，2020年电力在电解水制氢中的成本占比高达85.3%。
2020年电解水制氢成本结构划分（单位：%）
资料来源：公开资料整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国离子膜电解槽行业市场全景评估及发展战略规划报告》
三、电解槽行业发展现状分析
1、全球市场
从全球市场来看，2018年以来全球制氢电解槽新增装机量快速增长，2020年达到290.68MW，2018-2020为CAGR为22.3%。
2015-2020年全球电解槽新增装机容量及增速情况
资料来源：IEA，华经产业研究院整理
从新增装机结构分布情况来看，目前全球范围内以碱性电解槽&质子交换膜电解槽为主，2020年新增装机量合计全球占比高达92%。
2020年全球电解槽装机结构分布占比（按出货量）
资料来源：IEA，华经产业研究院整理
从全球电解槽新增装机地区分布情况来看，欧洲是全球最大装机地区，占比40%。我国全球占比从全球由2018年的0.95%快速提升至2020年的8.07%，已成为全球电解槽市场的重要增长点之一。
2020年全球电解槽新增装机地区分布（单位：%）
资料来源：IEA，华经产业研究院整理
2、中国市场
从我国氢气产量上来看，据统计，2020年我国氢气产量为2500万吨，同比上涨13.64%，年均复合增长速度为5.74%。
2012-2020年中国氢能产量及增速情况
资料来源：公开资料整理
从国内电解槽新增装机容量来看，2018年之后我国电解水制氢发展更快，2018年电解槽新增装机仅为1.84MW，2020年达到23.47MW。
2015-2020年中国电解槽新增装机容量及增速情况
资料来源：公开资料整理
四、电解槽企业布局情况
我国碱性电解槽已基本实现国产化，具备大规模推广的产业基础。国内碱性电解槽领先企业包括中船718所、考克利尔竞立、大陆制氢、苏州竞力、中国华能等，整体技术已接近国际顶尖水平。在PEM制氢领域，中船718所、高成绿能、淳华氢能、阳光电源等企业的技术水平较为领先。
从企业布局情况来看，2021年隆基股份在西安成立隆基氢能作为电解水制氢设备项目总部，拟在5-10年内将产能扩大至1万台，并在无锡建设电解水制氢设备基地，公司预计到2022年氢能设备产能将达1.5GW；阳光电源2019年与中国科学院签署制氢产业化战略合作协议，共同成立PEM电解水制氢技术联合实验室，并于2021M3推出全国最大功率PEM电解槽。
我国电解槽设备相关企业布局情况
资料来源：北极星电力新闻网，苏州竞立官网，华经产业研究院整理
从头部企业营业收入来看，阳光电源和宝丰能源营业收入均呈现同比增长。据各公司公告，2022年Q1阳光电源总营业收入为45.68亿元，同比增长36.48%。2022年Q1宝丰能源总营业收入为65.15亿元，同比增长30.83%。
2018-2022年阳光电源和宝丰能源营业收入
资料来源：各公司公告，华经产业研究院整理
五、电解槽行业未来发展前景分析
1、短期来看，煤&天然气制氢成本较低，仍将是我国氢气制取的主流技术路线。在化工领域，以化石燃料合成出的氢气大多作为中间体，用于进一步合成氨、甲醇等化工产品，该制氢技术路线在我国已经非常成熟高效，是当下成本较低的氢气制取方式，而且具备大规模生产的优势。长期来看，为实现我国2030年碳达峰、2060年碳中和的目标，“灰氢不可取、蓝氢可利用、绿氢是主力”为氢气制取发展的大方向。据中国氢能联盟研究院预测，2030年、2040年和2050年我国可再生能源电解水制氢占比将分别达到15%、45%和70%。
2、在“绿氢”模式下，光伏&风电等新能源发电用于电解水制氢，可以实现全程闭环零碳排放。我国光伏、风电行业的快速发展，有望加速推进电解水制氢的产业化进程。随着光伏&风电规模效应显现，可再生能源电力成本有望快速下降；电解系统与光伏、风能联合使用，易于实现分布式制氢，通过合理利用弃风&弃光等可再生能源弃电，不仅可降低电力成本，还将有效解决可再生能源消纳问题，达到储能效果。
华经产业研究院对中国电解槽行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2021-2026年中国电解槽市场调查研究及行业投资潜力预测报告》。
