從制氫成本和氫氣供求結構看氫市場潛力

摘要

綠氫替代灰氫,新闢燃料電池+電解槽的千億市場藍海。預計到2030年,燃料電池+電解槽市場空間超2000億元,電解槽市場將達燃料電池市場的6倍。

燃料電池系統市場空間近300億元。參考新能源汽車降本速度和滲透率,2030年燃料電池汽車銷量將達47萬輛(累計保有量70萬輛),按每輛車110kw估算,對應燃料電池系統的市場空間爲295億元。

電解槽市場空間近1700億元,PEM電解槽市場佔比超過65%。考慮電解槽的不同應用場景,鹼性電解槽更適用於工業用氫,PEM電解槽更適用於加氫站用氫:

①按照2030年光伏電價0.2元/kWh測算,鹼水制氫成本爲12元/kg,相比煤制氫成本11元/kg(動力煤900元/噸)、天然氣制氫成本18元/kg(天然氣3.5元/m³)將具備經濟性;基於成本經濟性考量,以鹼水制氫在工業用氫的滲透率30%計算,2030年鹼性電解槽出貨量超40GW(年有效工作5000小時),對應市場空間達600億元。

②按照2030年光伏電價0.2元/kWh測算,PEM制氫成本爲18元/kg,氫燃料電池重卡的百公裏能耗成本144元(百公裏氫耗8kg),低於柴油重卡的百公裏能耗成本179元(百公裏油耗30L,柴油價格7000元/噸);基於成本經濟性考量,以PEM制氫在加氫站用氫的滲透率50%計算,2030年PEM電解槽出貨量接近20GW(年有效工作3500小時),對應市場空間超1100億元。

電解槽市場迎來發展窗口期。目前,國內主流鹼性電解槽企業均已具備1000Nm³/h以上大功率電解槽的生產能力,2022年鹼性電解槽已披露產能接近11GW;PEM電解槽方面,最大單槽產氫量爲200Nm³/h,國內廠商產能合計百兆瓦級。

風險提示:燃料價格波動,成本下降低於預期,核心技術突破不及預期,產業政策不及預期

正文


1. 綠氫經濟性將至,氫能源優勢凸顯


按照2030年,光伏電價0.2元/kWh測算,鹼水制氫成本12元/kg,PEM制氫成本18元/kg;相比傳統能源價格,煤制氫成本11元/kg(動力煤900元/噸)、天然氣制氫成本18元/kg(天然氣3.5元/m³),綠氫較灰氫(煤制氫、天然氣制氫)將具備一定經濟性。

從能源使用成本看,到2030年,燃料電池重卡的百公裏能耗成本爲144元,柴油重卡的百公裏能耗成本爲179元,重卡加氫具備經濟性。


2. 從需求側看,工業用氫仍將佔據主導


2020年,國內用氫需求總量爲3342萬噸,主要應用於合成氨、合成甲醇以及石油煉化等工業領域。到2030年,工業用氫及燃料電池用氫需求可達到4473萬噸,其中工業用氫佔比接近90%。

2.1. 工業用氫需求將達4000萬噸,鋼鐵煉化佔比明顯提升

從目前的工業用氫結構看,2021年工業用氫總量接近3500萬噸,以合成甲醇(37%)、合成氨(31%)和石油煉化(29%)爲主,鋼鐵煉化佔比尚低(僅3%)。以2021年數據爲基點,結合各行業的脫碳減排目標,2030年工業用氫需求接近4000萬噸。

2.2. 燃料電池用氫需求將超500萬噸

參考新能源汽車降本速度和滲透率,到2030年燃料電池汽車保有量將達到70萬輛;按燃料電池汽車百公裏氫耗5kg,年行駛裏程15萬公裏估算,燃料電池用氫需求爲525萬噸。


3. 從供給側看,綠氫替代灰氫趨勢凸顯


目前的氫氣供給以煤制氫、天然氣制氫爲主,合計佔比達80%;工業副產氫佔比18%,電解水制氫佔比不到2%。按工業副產氫提供的氫源外,其余灰氫(煤制氫、天然氣制氫)由電解水制氫來替代;其中,鹼水制氫更適合工業用氫,PEM制氫更適合加氫站用氫,在中性預期下,2022至2030年,鹼性電解槽和PEM電解槽的累計出貨量分別爲105GW和42GW。

3.1. 工業副產氫將達800萬噸,焦爐煤氣貢獻接近50%

2020年,工業副產氫總量接近600萬噸,其中焦爐煤氣副產氫佔比最大達70%。以2020年數據爲基點,結合各工業品產量及投產情況,預計到2030年工業副產氫產能將達800萬噸,焦爐煤氣副產氫佔比接近50%。


4. 燃料電池+電解槽的千億藍海市場


到2030年,燃料電池+電解槽市場空間超2000億元,電解槽市場將達燃料電池市場的6倍。

4.1. 燃料電池電堆降本助推下遊燃料電池車銷量增長

預計到2030年,燃料電池電堆銷售成本有望降至274元/kw,燃料電池系統銷售成本降至456元/kw。

參考新能源汽車降本速度和滲透率,2030年燃料電池汽車銷量達47萬輛,按照每輛車110kw估算,對應保守/中性/樂觀條件下,2030年燃料電池系統市場空間爲207億元/295億元/422億元。

4.2. 綠氫趨勢下,PEM電解槽市場可期

中性預期下,鹼性電解槽和PEM電解槽出貨量分別按年復合增速68%和80%增長,2030年鹼性電解槽的出貨量爲43GW、PEM電解槽的出貨量爲19GW,對應市場空間合計約1700億元,PEM電解槽市場佔比超過65%。

4.3. 電解槽市場空間廣闊,產業鏈活躍度提升

目前,國內主流鹼性電解槽企業均已具備1000Nm³/h以上大功率電解槽的生產能力,預計2022年鹼性電解槽披露產能接近11GW,應用於電力、冶金、化工、電子等領域;PEM電解槽方面,實際對外出貨的企業仍然較少,已披露的最大單槽產氫量爲200Nm³/h,國內廠商產能合計百兆瓦級,應用於電子加工、半導體、電力、金屬粉末加工和高校實驗室領域。



標題:從制氫成本和氫氣供求結構看氫市場潛力

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