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: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落地。根据中国拟在建项目网、中国采购与招标网、北极星氢能网、氢能聚焦以及各地政府官网的不完全统计,截至2023年10月,新签约电解水制氢项目41个,开工在建项目41个,投产项目8个,制氢规模约为120.12万吨、66.98万吨、3.5万吨,由于电解水制氢项目从备案到投产建设周期约为1-3年,因此2025年后我国电解水制氢供给有望大幅增加。
3、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展趋势。
1)从2023年签约的绿氢项目来看,氢产能在1-9万吨之间的项目占比56%,氢产能在10万吨以上的项目占比11%。
2)其中两个项目的氢气年产能达到30万吨,分别是内蒙古扎鲁特旗的远景通辽风光制氢氨醇一体化项目和包头市的国际氢能冶金示范区新能源制氢联产无碳燃料项目。规格方面,根据隆基氢能测算,1台2000Nm³/h电解槽相较于2台1000Nm³/h电解槽,可节约占地面积30%,减轻重量20%,降低CAPEX约20%。
3)随着未来电解槽技术的不断提升,主流电解槽产品从1000Nm³/h规格向2000Nm³/h规格升级,水电解制氢技术从ALK向PEM/AEM/SOEC演进,单槽建设成本有望降低,制氢效率有望提升,从而带动产品价格的下行。
4、 四种类型的电解槽及部件分析:水电解制氢主要发生场所为电解槽,电解槽将水在直流电的作用下电解成氢气和氧气。根据IRENA的统计,以1MW ALK水电解系统为例,电解槽在整个电解水制氢系统中的成本约占45%。
1)电解槽的每个电解小室分为阳极小室和阴极小室,阴极小室产生氢气,阳极小室产生氧气。
2)目前市场对电解槽的主流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。电解槽主要部件和材料包括电极、隔膜和电解液,其中电极主要由金属材料构成,约占电解槽成本的57%。
3)主流的电解水制氢技术包括碱性水电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)、高温固体氧化物电解(SOEC)以及固体聚合物阴离子交换膜电解(AEM)四种;在我国,ALK水电解技术已经完成商业化,产业链整体比较成熟,PEM技术目前处于商业化初期,受益于各地政策规划,未来行业规模与产业链国产化趋势有望进一步加强;SOEC与AEM技术目前大部分处于研发与示范阶段,仅有少量产品试点商业化。
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