从制氢成本和氢气供求结构看氢市场潜力
摘 要
绿氢替代灰氢，新辟燃料电池+电解槽的千亿市场蓝海。预计到2030年，燃料电池+电解槽市场空间超2000亿元，电解槽市场将达燃料电池市场的6倍。燃料电池系统市场空间近300亿元。参考新能源汽车降本速度和渗透率，2030年燃料电池汽车销量将达47万辆（累计保有量70万辆），按每辆车110kw估算，对应燃料电池系统的市场空间为295亿元。电解槽市场空间近1700亿元，PEM电解槽市场占比超过65%。考虑电解槽的不同应用场景，碱性电解槽更适用于工业用氢，PEM电解槽更适用于加氢站用氢：①按照2030年光伏电价0.2元/kWh测算，碱水制氢成本为12元/kg，相比煤制氢成本11元/kg（动力煤900元/吨）、天然气制氢成本18元/kg（天然气3.5元/m³）将具备经济性；基于成本经济性考量，以碱水制氢在工业用氢的渗透率30%计算，2030年碱性电解槽出货量超40GW（年有效工作5000小时），对应市场空间达600亿元。②按照2030年光伏电价0.2元/kWh测算，PEM制氢成本为18元/kg，氢燃料电池重卡的百公里能耗成本144元（百公里氢耗8kg），低于柴油重卡的百公里能耗成本179元（百公里油耗30L，柴油价格7000元/吨）；基于成本经济性考量，以PEM制氢在加氢站用氢的渗透率50%计算，2030年PEM电解槽出货量接近20GW（年有效工作3500小时），对应市场空间超1100亿元。电解槽市场迎来发展窗口期。目前，国内主流碱性电解槽企业均已具备1000Nm³/h以上大功率电解槽的生产能力，2022年碱性电解槽已披露产能接近11GW；PEM电解槽方面，最大单槽产氢量为200Nm³/h，国内厂商产能合计百兆瓦级。
风险提示：燃料价格波动，成本下降低于预期，核心技术突破不及预期，产业政策不及预期
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绿氢经济性将至，氢能源优势凸显
按照2030年，光伏电价0.2元/kWh测算，碱水制氢成本12元/kg，PEM制氢成本18元/kg；相比传统能源价格，煤制氢成本11元/kg（动力煤900元/吨）、天然气制氢成本18元/kg（天然气3.5元/m³），绿氢较灰氢（煤制氢、天然气制氢）将具备一定经济性。
从能源使用成本看，到2030年，燃料电池重卡的百公里能耗成本为144元，柴油重卡的百公里能耗成本为179元，重卡加氢具备经济性。
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从需求侧看，工业用氢仍将占据主导
2020年，国内用氢需求总量为3342万吨，主要应用于合成氨、合成甲醇以及石油炼化等工业领域。到2030年，工业用氢及燃料电池用氢需求可达到4473万吨，其中工业用氢占比接近90%。
2.1. 工业用氢需求将达4000万吨，钢铁炼化占比明显提升
从目前的工业用氢结构看，2021年工业用氢总量接近3500万吨，以合成甲醇（37%）、合成氨（31%）和石油炼化（29%）为主，钢铁炼化占比尚低（仅3%）。以2021年数据为基点，结合各行业的脱碳减排目标，2030年工业用氢需求接近4000万吨。
2.2. 燃料电池用氢需求将超500万吨
参考新能源汽车降本速度和渗透率，到2030年燃料电池汽车保有量将达到70万辆；按燃料电池汽车百公里氢耗5kg，年行驶里程15万公里估算，燃料电池用氢需求为525万吨。
3. 从供给侧看，绿氢替代灰氢趋势凸显
目前的氢气供给以煤制氢、天然气制氢为主，合计占比达80%；工业副产氢占比18%，电解水制氢占比不到2%。按工业副产氢提供的氢源外，其余灰氢（煤制氢、天然气制氢）由电解水制氢来替代；其中，碱水制氢更适合工业用氢，PEM制氢更适合加氢站用氢，在中性预期下，2022至2030年，碱性电解槽和PEM电解槽的累计出货量分别为105GW和42GW。
3.1. 工业副产氢将达800万吨，焦炉煤气贡献接近50%
2020年，工业副产氢总量接近600万吨，其中焦炉煤气副产氢占比最大达70%。以2020年数据为基点，结合各工业品产量及投产情况，预计到2030年工业副产氢产能将达800万吨，焦炉煤气副产氢占比接近50%。
4. 燃料电池+电解槽的千亿蓝海市场
到2030年，燃料电池+电解槽市场空间超2000亿元，电解槽市场将达燃料电池市场的6倍。
4.1. 燃料电池电堆降本助推下游燃料电池车销量增长
预计到2030年，燃料电池电堆销售成本有望降至274元/kw，燃料电池系统销售成本降至456元/kw。
参考新能源汽车降本速度和渗透率，2030年燃料电池汽车销量达47万辆，按照每辆车110kw估算，对应保守/中性/乐观条件下，2030年燃料电池系统市场空间为207亿元/295亿元/422亿元。
4.2. 绿氢趋势下，PEM电解槽市场可期
中性预期下，碱性电解槽和PEM电解槽出货量分别按年复合增速68%和80%增长，2030年碱性电解槽的出货量为43GW、PEM电解槽的出货量为19GW，对应市场空间合计约1700亿元，PEM电解槽市场占比超过65%。
4.3. 电解槽市场空间广阔，产业链活跃度提升
目前，国内主流碱性电解槽企业均已具备1000Nm³/h以上大功率电解槽的生产能力，预计2022年碱性电解槽披露产能接近11GW，应用于电力、冶金、化工、电子等领域；PEM电解槽方面，实际对外出货的企业仍然较少，已披露的最大单槽产氢量为200Nm³/h，国内厂商产能合计百兆瓦级，应用于电子加工、半导体、电力、金属粉末加工和高校实验室领域。
