氢风徐来 百花绽放,朔源而上 千树结果

2024-07-31 13:50
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氢能(气)是可用于化工、冶金、能源、交通等多领域的“终端原料”,是理想的绿电储能媒介。当前国内氢需求主要来自化工、冶金、石油炼比,以及陶瓷、玻璃制备等传统工业领域、供热与动力用氢占比较低。未来5年、甚至更长时间内这一格局仍将保持。而全球氢气主要来源于化石燃科4制氢,低碳氢源(绿氢+蓝氢)占比难以突破1%。在全球降碳减排的趋势下,在传统领域的低碳氢源替代、交通和电力等新兴应用领域需求崛起的准动下,以及低碳制氢成本的下降,全球低碳氢源用量和产量有望迎来迅速增长,其中可再生能源电解水制绿氢为低碳氢源的主要构成。


目前全球绿氢推广存在着制氢标准认定、专利壁垒、制氢成本高等障碍。主要氢能参与经济体欧盟、美国、中国、日本均未统一氢能类型的认定标准,而欧盟对制氢绿电认定的要求更高、更严苛。全球氢能专利主要由欧盟与日本主导,美国专利占居前但份额出现下滑,韩国和中国已崭露头角。全球制绿氢的成本存在较大下降空间,而且由于风光资源、产业政策、制氢产业成熟度等因素存在地区差异,未来跨区绿氢贸易存在较大市场空间。


电解槽是绿氢生产的核心设备,全球电解槽行业发展迅速,中国市场已成为全球的主导。据IEA统计,至2022年底全球累计装机1.4GW,其中中国与欧洲累计装机量分别各占30%、美国与加拿大合计占比约10%、其余地区占比约30%。结合各国发布的低碳制氢项目推测,电解槽装机量的上升空间广阔,预计2030年全球电解槽累计装机量将在175~420GW之间。全球电解槽装机量在近三年迎来快速发展,2023年全球累计装机量有望突破2GW,其中中国、欧洲地区的累计电解槽装机量全球领先。


电解槽技术路线包括AWE、PEM、AEM、SOEC等,其中AWE和PEM的技术成熟度和商业化程度较高。AWE技术路线的电解槽凭借成本优势装机量大幅领先于其他技术路线。SOEC和AEM处于商业化初期,目前海外技术成熟度优于国内。海外市场SOEC已经进入商业化初中期阶段,国内市场SOEC目前尚处于研发示范阶段在产业化进程上还与国外存在着较多差距,比如单体系统规模最大为百千瓦级、无法多次启停等。AEM电解技术仍处于研发阶段,其单体容量、性能瓶颈均尚待验证。全球范围内仅欧美部分厂商率先取得突破。


AWE产业链总体国产化程度较高,PEM产业链核心部件有较大的国产替代空间。AWE电解槽产业链的极板、密封垫片、制氢电源等环节已完全实现国产化,而隔膜属于国产化程度较低的关键零部件。国内装备企业主要使用的PPS隔膜由日本东丽垄断,而新一代的复合隔膜还处于商业化验证阶段。PEM电解槽产业链的核心部件和材料,比如PEM用膜、催化剂、气体扩散层等进口依赖度均较高。国内对于PEM产业链核心环节的融资热度较高。


全球主要电解槽厂商纷纷计划扩充产能、而且出现风电、光伏、石化、氢燃料电池等企业跨界进军电解槽行业。中国是当前全球电解槽的生产重真,总体产能规模遥遥领先。据高工氢电,2023年全球电解槽名义产能58GW,其中中国38GW、占比66%,中国电解槽厂商以AWE技术路线为主、约占全球AWE产能的70%左右。欧洲PEM和AWE技术造价相近、两路线并进,装置产能仅次于中国。据Bloomberg NEF在2024年发布的最新预测,到2024年底国外PEM制氢装备商家的产能将是中国的10倍以上,但我们预计实际落地会低于预期、且低于中国产能投放速度。


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