摘要：水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。近年來，隨著全球?qū)G色能源的需求增加，電解水制氫技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在中國，由于“雙碳”目標(biāo)的推動，電解水制氫技術(shù)備受矚目，傳統(tǒng)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，新興企業(yè)入局，外資加速布局中國市場。但由于電解水制氫行業(yè)還處于發(fā)展階段，已建成的項目數(shù)量較少。據(jù)統(tǒng)計，截至2023年10月31日，僅有少部分電解水制氫項目已建成，已建成項目合計年制氫量約5萬噸，僅僅占比1%；在建產(chǎn)能67萬噸，占比17%；仍處于規(guī)劃的產(chǎn)能為333萬噸，占比82%?？紤]到國家和各省份（自治區(qū)）產(chǎn)能規(guī)劃的進(jìn)度，預(yù)計未來兩年電解水制氫項目將迎來開工潮。

一、定義及分類

水電解制氫是一種較為方便的制取氫氣的方法。在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。按照工作原理和電解質(zhì)的不同，電解水制氫技術(shù)可分為4種，分別是堿性電解水技術(shù)（ALK）、質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)（PEM）、高溫固體氧化物電解水技術(shù)（SOEC）和固體聚合物陰離子交換膜電解水技術(shù)（AEM）。其中堿性電解水技術(shù)是最早工業(yè)化的水電解技術(shù)，已有數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗，最為成熟；質(zhì)子交換膜電解水近年來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速；高溫固體氧化物電解水技術(shù)處于初步示范階段，而固體聚合物陰離子交換膜電解水技術(shù)才剛剛起步。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

電解水制氫行業(yè)行政主管部門包括國家發(fā)展和改革委員會、國家工業(yè)和信息化部、國家能源局等。國家發(fā)展改革委員會主要負(fù)責(zé)研究制定產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、促進(jìn)行業(yè)體制改革、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展等宏觀管理。國家工業(yè)和信息化部主要負(fù)責(zé)研究提出工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、擬訂工業(yè)行業(yè)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策并組織實施、指導(dǎo)工業(yè)行業(yè)技術(shù)法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的擬訂等宏觀管理。國家能源局組織推進(jìn)能源重大設(shè)備研發(fā)及其相關(guān)重大科研項目，指導(dǎo)能源科技進(jìn)步、成套設(shè)備的引進(jìn)消化創(chuàng)新，組織協(xié)調(diào)相關(guān)重大示范工程和推廣應(yīng)用氫能相關(guān)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備。

行業(yè)的自律組織為中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會，其對行業(yè)進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)推廣等方面的管理，同時負(fù)責(zé)電解水制氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)及市場研究、向政府部門提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議、推動行業(yè)對外交流等工作。

2、行業(yè)相關(guān)政策

電解水制氫作為一種清潔能源生產(chǎn)方式，對于促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。近年來，我國政府出臺了針對電解水制氫的利好政策，如《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024 年本）》《2024年國家標(biāo)準(zhǔn)立項指南》《<國家工業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)應(yīng)用指南與案例（2024年版）>之十：氫能制取及利用技術(shù)》等。此外，各地方政府也積極響應(yīng)號召，積極推出相關(guān)舉措，如2024年6月內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府辦公廳發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的通知》，其中提出打造氫能“制儲運(yùn)加”產(chǎn)業(yè)集群，開展電解水制氫裝備、液氫儲運(yùn)裝備、輸氫管道、加氫裝備和氫燃?xì)廨啓C(jī)等研發(fā)應(yīng)用。

三、發(fā)展歷程

中國的電解水制氫產(chǎn)業(yè)自20世紀(jì)50年代從前蘇聯(lián)援助項目中引進(jìn)，可分為三個階段：在1950-1989年的萌芽期，中國利用軍工技術(shù)研發(fā)出加壓水電解制氫裝置，隨著市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電解槽從軍用轉(zhuǎn)向民用，應(yīng)用于浮法玻璃、電子、鋼鐵還原劑等領(lǐng)域；在1990-2019年的啟動期，中國加壓電解槽的制氫規(guī)模得到提升，國產(chǎn)設(shè)備基本取代進(jìn)口設(shè)備，并出口進(jìn)入國際市場，同時“718大裂變”促進(jìn)了電解水制氫設(shè)備企業(yè)的市場化進(jìn)程；在2020年至今的高速發(fā)展期，“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動眾多行業(yè)聚焦綠色低碳技術(shù)，電解水制氫技術(shù)備受矚目，傳統(tǒng)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，新興企業(yè)入局，外資加速布局中國市場，電解槽新品頻出，仍以堿性電解槽為主。

行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

電解水制氫技術(shù)涉及電解水制氫原理的理解和應(yīng)用，包括傳統(tǒng)堿性電解、陰離子交換膜電解、質(zhì)子交換膜電解和高溫固體氧化物電解等多種技術(shù)路線。每種技術(shù)路線都有其特定的技術(shù)要求和挑戰(zhàn)，如設(shè)備制造、工藝控制等，這要求企業(yè)具備較高的技術(shù)研發(fā)能力和專業(yè)知識。此外，電解水制氫設(shè)備的制造需要高精度的加工技術(shù)和專業(yè)的材料科學(xué)知識，這些都是形成技術(shù)壁壘的重要因素?。

2、資金壁壘

電解水制氫項目的建設(shè)和運(yùn)營需要大量的資金投入，包括設(shè)備采購、場地建設(shè)、研發(fā)費(fèi)用等。尤其是對于大規(guī)模的電解水制氫項目，資金需求更為龐大。因此，對于新進(jìn)入該行業(yè)的企業(yè)來說，需要充分考慮自身的資金實力和融資能力，并做好資金規(guī)劃和管理，以確保企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3、市場準(zhǔn)入壁壘

電解水制氫行業(yè)的市場準(zhǔn)入涉及到政策法規(guī)、環(huán)保要求、安全標(biāo)準(zhǔn)等多個方面。企業(yè)需要滿足一系列的資質(zhì)認(rèn)證和許可要求，才能進(jìn)入市場。此外，由于電解水制氫設(shè)備通常用于大型工業(yè)項目，因此還需要與下游企業(yè)建立合作關(guān)系，這增加了市場準(zhǔn)入的難度?。因此，對于新進(jìn)入者來說，電解水制氫行業(yè)具有較高的市場準(zhǔn)入壁壘。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

從行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看，電解水制氫行業(yè)上游主要包括能源電力、電解水設(shè)備原材料，其中能源電力包括風(fēng)電、光伏發(fā)電等；電解水制氫設(shè)備原材料包括電解槽隔膜、電解液等。中游為電解水制氫行業(yè)，是整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。下游是指氫能儲運(yùn)及電解水制氫的應(yīng)用領(lǐng)域，包括主要包括燃料電池、工業(yè)應(yīng)用、發(fā)電等應(yīng)用領(lǐng)域。

電解水制氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

風(fēng)電

中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司

龍源電力集團(tuán)股份有限公司

中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電股份有限公司

華能新能源股份有限公司

中國大唐集團(tuán)新能源股份有限公司

新天綠色能源股份有限公司

光伏發(fā)電

國家電力投資集團(tuán)有限公司

國家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司

南方電網(wǎng)綜合能源股份有限公司

廣東電力發(fā)展股份有限公司

中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司

北京能源集團(tuán)有限責(zé)任公司

中節(jié)能太陽能股份有限公司

電解槽隔膜

云南恩捷新材料股份有限公司

深圳市星源材質(zhì)科技股份有限公司

中材科技股份有限公司

深圳中興新材技術(shù)股份有限公司

電解液

臥龍電氣驅(qū)動集團(tuán)股份有限公司

中山大洋電機(jī)有限公司

江西特種電機(jī)股份有限公司

哈爾濱電氣集團(tuán)佳木斯電機(jī)股份有限公司

寧波德昌電機(jī)股份有限公司

深圳市匯川技術(shù)股份有限公司

浙江方正電機(jī)股份有限公司

上游

寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司

隆基綠能科技股份有限公司

陽光電源股份有限公司

新天綠色能源股份有限公司

中游

氫能儲運(yùn)

燃料電池

工業(yè)應(yīng)用

發(fā)電

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）陽光電源股份有限公司

陽光電源是一家專注于太陽能、風(fēng)能、儲能、電動汽車等新能源電源設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風(fēng)電變流器、儲能系統(tǒng)、新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、智慧能源運(yùn)維服務(wù)等，并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。

作為國內(nèi)最早布局氫能領(lǐng)域的新能源企業(yè)，陽光氫能致力于提供“高效、智慧、安全”的可再生能源柔性制氫系統(tǒng)及解決方案，擁有PWM制氫電源、ALK和PEM電解槽、氣液分離與純化設(shè)備、智慧氫能管理系統(tǒng)等一體化系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)制造和交付能力，并開發(fā)了離網(wǎng)、并網(wǎng)、微網(wǎng)多模式下制氫系統(tǒng)解決方案。2024年以來，公司穩(wěn)定保障多個項目同時交付，進(jìn)一步縮短交付周期，同時深度拓展海外市場，積極與全球客戶開展合作，為公司業(yè)績增長做出重要貢獻(xiàn)。2024年上半年，公司實現(xiàn)營業(yè)收入310.20億元，同比上升8.38%；歸母凈利潤為49.59億元，同比上升13.89%。

（2）隆基綠能科技股份有限公司

隆基綠能是一家致力于成為全球最具價值的太陽能科技公司，以“善用太陽光芒，創(chuàng)造綠能世界”為使命，秉承“穩(wěn)健可靠、科技引領(lǐng)”的品牌定位，聚焦科技創(chuàng)新，構(gòu)建單晶硅片、電池組件、工商業(yè)分布式解決方案、綠色能源解決方案、氫能裝備五大業(yè)務(wù)板塊，形成支撐全球零碳發(fā)展的“綠電”+“綠氫”產(chǎn)品和解決方案。在氫能裝備方面，公司于2018年起對氫能產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行戰(zhàn)略研究；2021年3月成立控股子公司隆基氫能，聚焦電解水制氫設(shè)備和可再生能源制氫系統(tǒng)解決方案；2023年2月開發(fā)堿性電解水制氫設(shè)備，并在氫能裝備領(lǐng)域取得了顯著成就。這在一定程度上推動公司業(yè)績增長。據(jù)統(tǒng)計，2019-2022年公司營業(yè)收入及歸母凈利潤保持上升趨勢，2023年營業(yè)收入微增0.39%至1294.98億元；歸母凈利潤卻同比下降27.41%至107.51億元，整體處于增收不增利的狀態(tài)。但到了2024年上半年公司營業(yè)收入及歸母凈利潤均處于下降趨勢，分別同比下降40.41%、157.13%。這主要受光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)品價格下降所致。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

近年來，隨著全球?qū)G色能源的需求增加，電解水制氫技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在中國，由于“雙碳”目標(biāo)的推動，電解水制氫技術(shù)備受矚目，傳統(tǒng)企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，新興企業(yè)入局，外資加速布局中國市場。但由于電解水制氫行業(yè)還處于發(fā)展階段，已建成的項目數(shù)量較少。據(jù)統(tǒng)計，截至2023年10月31日，僅有少部分電解水制氫項目已建成，已建成項目合計年制氫量約5萬噸，僅僅占比1%；在建產(chǎn)能67萬噸，占比17%；仍處于規(guī)劃的產(chǎn)能為333萬噸，占比82%?？紤]到國家和各省份（自治區(qū)）產(chǎn)能規(guī)劃的進(jìn)度，預(yù)計未來兩年電解水制氫項目將迎來開工潮。

七、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）氫能需求增加為電解水制氫帶來廣闊的發(fā)展空間

隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注加深，各國紛紛提出低碳、零碳發(fā)展目標(biāo)。氫能作為一種清潔、高效的能源載體，在減少溫室氣體排放、實現(xiàn)碳中和目標(biāo)方面具有重要意義。近年來，國家積極推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括財政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、研發(fā)支持等。而電解水制氫作為氫能產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，其市場需求隨著氫能應(yīng)用場景的增加而增加?，未來發(fā)展空間巨大。

（2）技術(shù)水平不斷提高

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電解水制氫的技術(shù)水平得到了顯著提升。例如，電解槽是電解水制氫的核心設(shè)備，其設(shè)計和材料的選擇直接影響制氫效率。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，新型的電極材料如貴金屬催化劑、碳基材料、過渡金屬氧化物等被應(yīng)用于電解槽中，這些材料具有更高的催化活性和穩(wěn)定性，能夠降低電解過程中的能耗，提高電流密度和制氫效率??。

（3）應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展

電解水制氫的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從傳統(tǒng)的工業(yè)合成氨、合成甲醇、煉油等，到未來的交通、電力、建筑等領(lǐng)域。特別是在交通領(lǐng)域，氫能汽車、氫能船舶等新型交通工具的研發(fā)和推廣，帶動了氫能需求的快速增長。電解水制氫作為氫能生產(chǎn)的重要方式之一，市場需求也隨之增加。

2、不利因素

（1）生產(chǎn)成本高企

盡管電解水制氫技術(shù)不斷進(jìn)步，但目前的生產(chǎn)成本仍較高。電解水制氫的主要成本包括電力成本和設(shè)備投資，其中電力成本通常占總成本的70%以上，這主要是因為電解水制氫是一個高能耗的過程，每生產(chǎn)一定量的氫氣都需要消耗大量的電能；而設(shè)備投資也占據(jù)較高的比重，不僅包括初始投資成本，還涉及到后續(xù)的折舊和維護(hù)費(fèi)用。雖然可再生能源價格逐漸下降，但電解槽和相關(guān)設(shè)備的成本仍然較高。高昂的生產(chǎn)成本是電解水制氫技術(shù)廣泛應(yīng)用的一大障礙。

（2）能源供應(yīng)的穩(wěn)定性

電解水制氫依賴于穩(wěn)定的電力供應(yīng)。雖然可再生能源在增長，但其間歇性和不穩(wěn)定性可能會導(dǎo)致電解過程中的電壓和電流波動，進(jìn)而影響氫氣的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，如何保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性并有效管理能源波動，是電解水制氫行業(yè)需要解決的重要問題。

（3）存儲和運(yùn)輸氫氣的問題

氫氣的密度低，需要在高壓或低溫的條件下存儲和運(yùn)輸，這無疑增加了其應(yīng)用的難度和成本。雖然研究人員已經(jīng)開發(fā)出了許多種高效的儲氫材料和技術(shù)，但在實際應(yīng)用中，仍然面臨許多問題，如安全問題是儲氫技術(shù)在實際應(yīng)用中面臨的首要挑戰(zhàn)。由于氫氣具有易燃易爆的特性，一旦在存儲、運(yùn)輸或使用過程中出現(xiàn)泄漏，就可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

八、競爭格局

從企業(yè)競爭格局來看，電解水制氫行業(yè)市場集中度較高，根據(jù)數(shù)據(jù)，2023年國內(nèi)電解水制氫行業(yè)CR3（即市場份額前三名的企業(yè)合計占比）達(dá)到了72%，表明行業(yè)內(nèi)少數(shù)幾家企業(yè)占據(jù)了大部分市場份額。目前，電解水制氫行業(yè)正處于發(fā)展階段，市場競爭激烈但尚未達(dá)到白熱化階段。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低，未來將有更多企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)域，市場競爭將進(jìn)一步加劇。目前，行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)包括陽光電源、隆基綠能、寶豐能源、新天綠能、華光環(huán)能等。

九、發(fā)展趨勢

未來，電解水制氫行業(yè)市場需求將持續(xù)增長，這主要得益于“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出，氫能在工業(yè)、交通、儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，電解水制氫行業(yè)的需求量將不斷增加。同時，質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）技術(shù)因其高電流密度、快速響應(yīng)和與可再生能源的良好適配性，被認(rèn)為具有更大的發(fā)展?jié)摿?。隨著PEM電解槽核心組件和關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，其成本將逐步降低，市場份額將逐漸提高。此外，電解水制氫項目逐漸大型化也是未來發(fā)展重要方向。隨著氫能逐漸成為各地產(chǎn)業(yè)布局的新亮點(diǎn)，作為氫能產(chǎn)業(yè)源頭，上游制氫環(huán)節(jié)成為各方參與者角逐的重要戰(zhàn)場，未來，電解水制氫項目將大規(guī)模上馬，并逐漸大型化發(fā)展。