氢能专题报告：氢能行业星辰大海，电解水制氢如日方升

证 券 研2023年03月13日 究 报氢能行业星辰大海，电解水制氢如日方升 告—氢能专题报告 推荐(首次)投资要点 分析师：黎江涛 lijt@cfsc.com.cn 联系人：潘子扬 S1050521120002 S1050122090009 panzy@cfsc.com.cn 行业相对表现 表现1M3M12M 电池(申万)-11.5-6.4-20.5 沪深300-4.30.5-7.9 市场表现 (%)电池沪深300 30 20 10 0 -10 -20 -30 资料来源：Wind，华鑫证券研究 相关研究 行业研究 ▌碳中和步履临近，氢能战略意义突出 碳中和成为全球范围重要议题，氢能源具有来源多样、清洁低碳、灵活高效、应用场景丰富等特性，将逐步替代石油、煤炭等化石燃料，成为全球能源重要载体。目前，氢能在全球能源占比仅0.1%，根据全球主要能源研究机构预测，2050年氢能占比将达到12-22%，空间广阔。 全球主要经济体均针对氢能制定了国家层面的发展战略。日本规划2030年氢气供应量达300万吨/年，2050年进一步提 升至2000万吨/年；美国规划2030年清洁氢产能达到1000万吨/年，此外，美国通过IRA对制氢进行税收抵免；欧洲规划2025-2030年安装至少40GW可再生氢能电解槽，生产1000万吨可再生氢能，并通过碳关税支持氢能发展；中国则明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，将其提升至国家能源战略高度。综合而言，氢能在碳中和背景下战略意义突出，全球政策向氢能高度倾斜，增长确定性强。 ▌电解水制氢经济性渐显，行业迎发展良机 主流制氢方式包括化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢。根据我们测算，在0.4元/kWh电价下，碱性电解制氢成本约为25.79元/kg，PEM电解成本为32.57元/kg，碱性电解制氢成本已低于氢气售价，与蓝氢成本相近。电解水制氢成本对电价高度敏感，若电价低于0.2元/kWh，电解水制氢 成本将低于多数场景下的灰氢成本，若低于0.1元/kWh，则可完全平价。在市场化电价环境下，零电价甚至负电价时有发生，若充分利用电价波动性，电解水制氢可实现高额收益。 目前全球电解水制氢占比仅0.15%左右，展望未来，绿氢有望受益于氢能占能源比重提升、绿氢占氢能比重提升双重逻辑，迎来高速增长，电解水设备将率先受益。我们预计2025年全球电解水设备市场规模将达167亿元，2022-2025年CAGR达106%，2050年全球电解水设备累计市场规模将近1.5万亿。 ▌多方入局，抢占先机 目前，中国企业占据全球电解槽设备主要份额，根据氢能观察，2022年全球电解槽市场出货量约1GW，国内电解槽出货 量则近750MW。国内电解槽设备有三类参与者，第一类为718所、竞立、大陆等老牌电解槽企业，其技术沉淀深厚，市占率高；第二类为隆基绿能、阳光电源等光伏龙头企业，资金、技术实力雄厚，光伏业务与电解水制氢业务高度协同；第三类为昇辉科技、华电重工、华光环能等新兴势力，各自凭借技术优势、订单优势等切入电解水制氢设备市场，对传统企业形成冲击。目前中国电解槽市场CR3达80%，随各方势力入局，未来竞争格局或将重塑。 ▌行业评级及投资策略 受益于氢能占能源比重提升、绿氢占氢能比重提升双重逻辑，电解水制氢行业将高速增长，给予行业“推荐”评级。重点推荐昇辉科技、华电重工、华光环能、科威尔，建议关注隆基绿能（电力设备组覆盖）、阳光电源（电力设备组覆盖）、亿利节能、双良节能（电力设备组覆盖）等。 2023-03-13 EPS PE 公司代码 名称 投资评级 重点关注公司及盈利预测 ▌风险提示 氢能发展不及预期；电解水设备降本不及预期；电价高于预期；招标项目落地情况不及预期；推荐公司业务进展不及预期。 股价 2021 2022E 2023E 2021 2022E 2023E 600475.SH华光环能 11.32 1.06 0.82 1.09 11 14 10 未评级 688551.SH科威尔 59.22 0.71 0.77 1.45 83 77 41 未评级 601226.SH华电重工 7.9 0.26 0.26 0.37 30 31 22 未评级 601012.SH隆基绿能 41.99 1.69 2.06 2.70 25 20 16 买入 300274.SZ阳光电源 111.41 1.08 1.91 3.84 103 58 29 买入 600481.SH双良节能 13.88 0.19 0.68 1.24 73 20 11 买入 资料来源：Wind，华鑫证券研究（注：未评级公司盈利预测取自万得一致预期） 正文目录 1、战略意义突出，氢能将成重要终端能源5 2、氢能崛起，制氢先行8 2.1、技术路径：碱性电解槽发展成熟，PEM徐徐图之10 2.2、经济性：低电价地区将率先平价12 2.3、需求：氢能重要性凸显，需求将逐步放量16 2.4、供给：多方势力布局，抢占市场先机19 3、行业评级及投资策略23 4、重点推荐个股24 4.1、昇辉科技（300423）：氢能领域全面布局24 4.2、华电重工（601226）：依托华电集团，电解槽订单具较高保障24 4.3、华光环能（600475）：主营环保与能源装备制造，与电解槽深度协同25 4.4、科威尔（688551）：专注测试电源，向电解槽检测设备横向延申25 5、风险提示26 图表目录 图表1：氢能特性5 图表2：各国际能源机构对2050年氢能在全球能源总需求中占比预测6 图表3：海外氢能相关政策6 图表4：中国氢能相关政策7 图表5：氢能产业链8 图表6：各类制氢方式对比8 图表7：2020年中国制氢结构9 图表8：2020年全球制氢结构9 图表9：各类电解槽技术对比10 图表10：碱性电解槽工作原理11 图表11：PEM电解槽结构11 图表12：1MW碱性电解槽成本构成12 图表13：1MWPEM电解槽成本构成12 图表14：氢气价格走势（单位：元/m³）13 图表15：天然气制氢成本随天然气价格变化趋势13 图表16：煤制氢成本随煤炭价格变化趋势13 图表17：中国工业副产氢制氢成本（单位：元/Nm³）14 图表18：电解水制氢经济性对比基准线14 图表19：碱性电解全生命周期制氢成本测算15 图表20：PEM电解全生命周期制氢成本测算15 图表21：碱性电解槽制氢成本敏感度测算（单位：元/kg）16 图表22：PEM电解槽制氢成本敏感度测算（单位：元/kg）16 图表23：全球氢应用场景占比17 图表24：中国电解水制氢项目梳理18 图表25：全球电解水制氢设备市场规模测算19 图表26：2021年中国电解水制氢设备竞争格局20 图表27：2022年中国电解水制氢设备竞争格局20 图表28：718所、竞立、天津大陆发展历程21 图表29：全球电解槽企业产能梳理22 图表30：电解槽相关标的梳理23 图表31：重点关注公司及盈利预测23 1、战略意义突出，氢能将成重要终端能源 现阶段，全球气候变化、环境污染、资源紧缺等问题日益凸显，碳中和成为全球范围重要议题。氢能作为清洁能源，正逐步替代石油、煤炭等化石燃料，成为全球能源重要载体。 氢能具多点特性，在碳中和背景下，战略意义突出。1）来源多样：作为一种二次能源，氢能可以通过化石能源重整、生物质热裂解、微生物发酵、工业副产气、电解水等方式制取；2）清洁低碳：氢能转化为电与热时产物为水，且不排放温室气体或细粉尘，生产的水还可继续制氢，循环使用，真正实现低碳甚至零碳排放；3）灵活高效：氢热值高，是同质量焦炭、汽油等化石燃料的3-4倍；4）应用场景丰富：可作为燃料电池发电，用于汽车、航空等交通领域，亦可作为燃料气体或化工原料投入生产，此外，可以作为储能介质平抑可再生能源波动。 图表1：氢能特性 资料来源：毕马威，华鑫证券研究 氢能占全球能源比重将大幅提升。目前，由于制取及储运成本高等因素，氢能在全球能源占比仅0.1%。随全球能源转型进程加速，氢能将在全球能源结构中占据重要地位，多家国际能源研究机构对2050年氢能需求占全球能源比重做出预测，预测结果均在12%以上，氢能委员会、彭博新能源财经预测结果高达22%，相较目前0.1%的水平大幅提升。 图表2：各国际能源机构对2050年氢能在全球能源总需求中占比预测 资料来源：毕马威，华鑫证券研究 由于氢能在碳中和议题下具重大战略意义，全球主要经济体均针对氢能制定了国家层面的发展战略。日本规划2030年制氢成本降至30日元/Nm³，氢气供应量达300万吨/年， 2050年成本进一步降至20日元/Nm³，氢气供应量提升至2000万吨/年；美国则规划在 2026-2029年将电解水制氢成本降低至2美元/kg，基本实现与灰氢平价，至2030年成本进一步降至1美元/kg，清洁氢产能达到1000万吨/年，此外，美国通过IRA对制氢税收进行抵免；欧洲规划2025-2030年安装至少40GW可再生氢能电解槽，生产1000万吨可再生氢能，并通过碳关税支持氢能发展。 图表3：海外氢能相关政策 国家 主要政策文件/事件 发布时间 重点内容 发展目标 日本 《第六次能源基本计划》 2021.1 到2030年氢/氨发电占比将实现突破，将从第五期计划设定的0%提高到本次设定的1%（2019年氢/氨发电都还未部署应用），以实现清洁能源多元化 2030：制氢成本降至30日元/Nm³；氢气供应量达300万吨/年2050：制氢成本降至20日元/Nm³；氢气供应量达2000万吨/年 美国 《国家清洁氢能战略和路线图（草案）》 2022.9 宣布投入4700万美元推进清洁氢能技术的研发和示范，以降低氢能成本并改进技术性能，促进氢能基础设施部署，实现氢能在多个部门的应用 2022-2025：从生命周期、可持续性、成本、区域和公平角度评估路径，以优先考虑策略，确定差距；建立清洁氢标准；为今后的部署制定严格的数据收集和监测框架2026-2029：大规模部署可再生能源、核能、化石+CCS的清洁氢；实现电解制氢成本2美元/kg2030-2035：大规模部署可再生能源制氢、核能制氢和化石能源结合CCS制氢2030年，清洁氢产能至少达到1000万吨/年，成本达到1美元/kg 《美国降通胀法案(IRA)》 2022.8 对美国能源系统现代化投入3690亿美元的补贴和制氢税收抵免 / 欧盟 《欧洲气候中立氢能战略》 2020.7 未来三十年计划全面投资制氢、储氢、运氢的全产业链以及现有天然气基础设施、碳捕集和封存技术等，预计总投资超过4500亿欧元，战略明确欧盟的首要任务是开发主要利用风能和太阳能生产的可再生氢能 2020-2024：安装至少6GW的可再生氢能电解槽，生产100万吨的可再生氢能2025-2030：安装至少40GW的可再生氢能电解槽，生产1000万吨的可再生氢能2030-2050：可再生氢能技术应成熟并大规模部署，覆盖所有难以脱碳的领域，计划2030年电解槽成本降至450欧元/kW，2040年电解槽成本降至180欧元/kW 《碳关税或碳边境税》（CBAM） 2019.12提出2023.02通过2023.10实施 通过要求进口商支付进口到欧盟的进口产品其生产地和欧盟ETS碳价的差额，以确保进口产品与本土产品承担相同的碳排放成本，降低由于免费配额减少导致的碳泄漏风险 / 欧盟地中海国家领导人峰会 2022.12 西班牙、葡萄牙与法国共同公布28亿欧元的H2Med管道建造计划 管道将在2030年前投入使用，每年输送绿氢200万吨，约占欧盟绿氢消费量的10% 资料来源：毕马威，欧盟地中海国家领导人峰会，美国财政部，美国能源局，欧盟委员会，华鑫证券研究 中国亦积极推进氢能战略。2019年氢能首次被写进政府工作报告，随后，各部委密集出台各项氢能支持政策，内容涉及氢能制储输用加全链条关键技术攻关、氢能示范应用、基础设施建设等。2022年3月，国家发改委、国家能源局联合印