（報告出品方/作者：國信證券,，樊金璐）

1.政策支持綠氫綠電與工業(yè)耦合

國家層面政策：綠氫可以助力交通、化工,、鋼鐵,、石化等多領域深度脫碳，2022年3月國家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃 (2021-2035年)》提到氫能正逐步成為全球能源轉型發(fā)展的重要載體之一,，氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,，是用能終端實現綠 色低碳轉型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點發(fā)展方向，規(guī)劃明確提到2025年可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年,。工信部 等三部委印發(fā)《工業(yè)領域碳達峰實施方案》,，鼓勵有條件的地區(qū)利用可再生能源制氫，優(yōu)化煤化工,、合成氨,、甲醇等原料結構?！丁笆?五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》《關于“十四五”推動石化工行業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》等政策提出綠氫與化工耦合,。

西部地區(qū)的政策側重于綠氫在工業(yè)領域的應用

據勢銀統(tǒng)計，目前內蒙古自治區(qū),、甘肅省,、寧夏回族自治區(qū)和四川省成都市都在相應的政策中明確了2025年可再生能 源制氫產量，合計年產量約80萬噸,。這超過了國家發(fā)改委在國家氫能規(guī)劃中提及的2025年可再生能源制氫年產量目標,， 也體現出了中國可再生能源制氫的巨大潛力。

由于不同產業(yè)存在地域性分布的差異,，各省市對可再生能源制氫的應用規(guī)劃也存在顯著的差異,。東部地區(qū)，例如上海 和廣東等,，對于可再生能源制氫在交通領域,，尤其是制氫加氫一體站的應用更為關注。西部地區(qū)的政策更加側重于強 調可再生能源制氫在工業(yè)領域的應用,。在內蒙古,、寧夏等地區(qū)，既擁有大量的可再生能源,，也匯聚了大量的高碳排放 企業(yè),，例如煉化企業(yè)、化工企業(yè)和鋼鐵企業(yè)等,，電解水制氫技術的應用為這些高碳排放企業(yè)提供了低碳解決方案,。

2025年，內蒙古綠氫制備能力超過50萬噸/年:《關于促進氫能產業(yè)高質量發(fā)展的意見》,，到2025年前,，開展“風光儲+ 氫”“源網荷儲+氫”等綠氫制備示范項目15個以上，綠氫制備能力超過50萬噸/年,；鼓勵工業(yè)副產氫回收利用,，工業(yè)副 產氫利用超過100萬噸/年，基本實現應用盡用,；探索綠氫在化工,、冶金,、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等領域的示范應用,，打 造10個以上示范項目,；培育或引進50家以上包括15-20家裝備制造核心企業(yè)在內的氫能產業(yè)鏈相關企業(yè)，電解槽,、儲氫 瓶,、燃料電池等裝備的關鍵材料及部件制造取得技術突破。

《鄂爾多斯市“十四五”能源綜合發(fā)展規(guī)劃》和《鄂爾多斯市氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（2022年6月）,，提出在2025年底前 形成40萬噸/年的綠氫供應,，在2030年底前達到100萬噸/年的綠氫制造規(guī)模。2025年,，整個內蒙古的綠氫產能規(guī)劃目標 是48萬噸,，鄂爾多斯相當于是整個內蒙古的80%。規(guī)劃分三個階段進行,，每個階段在氫源,、制氫裝備、應用場景等方面 做了詳細的布局,。在推動可再生氫在煤化工行業(yè)的規(guī)?；瘧梅矫妫隽诉m應鄂爾多斯當地產業(yè)特色的安排,，具體包括 可再生氫＋煤化工生產烯烴,、天然氣,、油品及化工品,，以及可再生氫＋二氧化碳生產甲醇及下游產品等。對氫能產業(yè) 的規(guī)劃提出了5年建設28個氫能項目,、投資1584.47億元,。

2.綠氫和工業(yè)分布決定工業(yè)綠氫先行

氫能在能源轉型中的角色

氫能（綠氫）與電力（綠電）均為二次能源，是雙碳目標戰(zhàn)略下的必然選擇,。氫氣的利用由來已久,，但并非是當前備 受關注的交通和電力領域，而主要作為生產原料應用于工業(yè)領域,。綠能來自于綠電,，從能源效率的角度來說，優(yōu)先使 用電力,，電力解決不了的問題再制氫,，能源載體、低碳原料是氫能工業(yè)領域的核心用途,。

氫能的發(fā)展可以從“二次能源,、能源載體,、低碳原料”這3個角度切入，助推能源轉型進程：

角度1 氫氣可作為高效低碳的二次能源：氫氣本身是一種高能源密度的二次能源（單位質量）,，同時也具有較強的 電化學活性,、可通過燃料電池進行發(fā)電。因此氫氣可應用于燃料電池汽車從而替代傳統(tǒng)燃油汽車,，節(jié)約石油消費,；也 可以用于家用熱電聯(lián)產，減少電力和熱力需求,；還可以直接將氫氣摻入到天然氣管網直接燃燒,。

角度2 氫氣可作為靈活智慧的能源載體：通過電解水制氫技術及氫氣與其他能源品種之間的轉化，可提高可再生能 源的消納,、提供長時間儲能,、優(yōu)化區(qū)域物質流和能量流，進而建立多能互補的能源發(fā)展新模式,。比如,，在區(qū)域電力冗 余時，可通過電解水制氫將多余電力轉化為氫氣并儲存起來,；在電力和熱力供應不足時,，氫氣可以通過電化學反應發(fā) 電、熱電聯(lián)供,、直接燃燒等方式來實現電網和熱網供需平衡,。

角度3 氫氣可作為綠色清潔的工業(yè)原料：國際能源署、麥肯錫等機構都認為氫能將實現工業(yè)部門的深度脫碳,，主要 方式為應用氫能革新型工藝,，可以大規(guī)模使用“綠氫”替代“灰氫”。氫氣直接還原鐵是氫能革新型工藝的典型代表,， 該工藝使用氫氣作為還原劑,，將鐵礦石直接還原為海綿鐵，之后進入電爐煉鋼,，從而節(jié)省了焦炭的使用,、減少了因原 料帶來的二氧化碳排放?！熬G氫”替代“灰氫”是使用來自可再生能源的氫氣,，來替代合成氨、甲醇生產過程中的化 石能源制氫,，進而實現深度脫碳,。

氫氣來源現以灰氫為主，基本全部用于工業(yè)領域

我國的氫源結構目前仍是以煤為主,，來自煤制氫的氫氣占比約62%,、 天然氣制氫占19%,，電解水制氫僅占1%，工業(yè)副產占18%,。就消費情 況看,，目前的氫能基本全部用于工業(yè)領域，其中,，生產合成氨用氫 占比為37%,、甲醇用氫占比為19%、煉油用氫占比為10%,、直接燃燒 占比為15%,、其他領域占比為19%。

新建工業(yè)項目配綠氫,、存量項目進行綠氫置換逐漸成為發(fā)展趨勢,。 基于需求側產業(yè)的發(fā)展和產業(yè)鏈的完善，從灰氫逐步過渡到綠氫是 較好的方式,，優(yōu)先使用副產氫,，實現資源綜合利用。

西部風光資源豐富,，發(fā)展綠氫具有優(yōu)勢

在風能資源方面,，21年20我國東北地區(qū)西部和東北 部、華北北部,、內蒙古中東部,、新疆北部和東部、 西北地區(qū)西北部,、西藏大部,、華東東南部沿海等地 等地高空70米風力發(fā)電機常用安裝高度的風能資源 較好，有利于風力發(fā)電,。

21年20,，新疆、西藏,、西北中部和西部、西南西 部,、內蒙古中部和西部,、華北西北部、華南東南 部,、華東南部部分地區(qū)年水平面總輻照量超過 1400kWh/m,，其中，西藏大部,、四川西部,、內蒙古 西部,、青海西北部等地的局部地區(qū)年水平面總輻 照量超過1750kWh/m，太陽能資源最豐富,。

3.綠氫與工業(yè)耦合示范項目及經濟性

綠氫成本接近煤制氫,，光電氫化耦合整體項目具備經濟性

以化工企業(yè)作為氫能消納場景，發(fā)揮上下游產業(yè)帶動作用 ,。借助西北地區(qū)光伏資源和產業(yè)集群優(yōu)勢,，將光伏制氫用于化工原料或燃料，打通 “光伏制氫+化工”生態(tài)鏈,，解決光伏棄電嚴重問題,，同時帶動下游化工產業(yè)。

光伏棄電嚴重,，經濟效益受損,。 盡管西北地區(qū)擁有豐富的光伏資源，但是存在嚴重棄光現象,，大量光伏發(fā)電因為 消納不足只能成為“垃圾電” ,，影響企業(yè)經濟效益。而“光伏制氫+化工”生態(tài) 鏈,，則可將額外的光伏電力用于制氫，實現光電的充分利用,。

氫能在傳統(tǒng)煤基能源面對碳中和行動轉型發(fā)展中可以起到 重要作用,，它是架起煤基能源與新能源之間的橋梁。在雙 碳目標下,，應充分發(fā)揮煤炭資源富含碳的原料優(yōu)勢,，將可 再生能源制氫與之結合，在相同產品產量的情況下,，可大 幅降低煤炭消費總量,，同時大幅減排由于水煤氣變換過程 產生的大量高純CO2，使得碳資源得到充分利用,，可以實 現煤化工產業(yè)CO2低排放,、甚至零排放，大幅削減碳稅成 本,，系統(tǒng)能量利用效率將得到全面提升,。

引入“綠氫”的幾個影響： 1.減少空分系統(tǒng)負荷，甚至取消空分,，減少燃料煤消耗,； 2.氫源由煤氣化和綠氫，減少煤氣化規(guī)模,，降低原料煤消耗,； 3.改變變換工藝； 4.由于減少水煤氣變換,、空分符合,，將顯著降低凈化酸性氣 體脫除環(huán)節(jié)裝置負荷； 5.需要進一步示范,，在驗證技術可行的基礎上，解決經濟性 問題,。

4.工業(yè)綠氫應用提升相關設備需求

電解槽：堿性電解水技術占據主導地位

電解水制氫：具有綠色環(huán)保、生產靈活,、純度高（通常在99.7%以上）以及副產高價值氧氣等特點， 但其單位能耗約在4-5千瓦時/立方氫,，制取成本受電價的影響很大,，電價占到總成本的70%以上,。若 采用現有電力生產,，制氫成本約為30-40元/公斤，且考慮火電占比較大,，依舊面臨碳排放問題,。一 般認為當電價低于0.3元/千瓦時（利用“谷電”電價），電解水制氫成本會接近傳統(tǒng)化石能源制氫,。

水電解槽：水電解制氫過程的主要裝置,。目前，電解水制氫技術主要有堿性水電解槽（AE）,、質子 交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOE）,。其中，堿性電解槽技術最為成熟,，生產成 本較低，國內單臺最大產氣量為1400立方米/小時,；質子交換膜電解槽流程簡單,，能效較高，國內單 臺最大產氣量為50立方米/小時,，但因使用貴金屬電催化劑等材料，成本偏高,；固體氧化物水電解槽 釆用水蒸氣電解,，高溫環(huán)境下工作,，能效最高，但尚處于實驗室研發(fā)階段,。

電解槽：綠氫項目建設加快,，未來綠氫成本有望下降

國內的可再生能源制氫項目正在如火如荼地建設中。據勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,，目前國內已有超過百個在建和規(guī)劃中的電解水制氫項目,， 涵蓋了石油煉化、化工合成,、鋼鐵冶煉和交通等多個領域,。在年2020之前，大型電解水制氫設備(1000Nm3/h及以上)主要應用于多晶硅等 極少數領域,，大工業(yè)領域幾乎沒有涉及,；年2020以后，雙碳目標的建立對電解水制氫項目在工業(yè)領域的應用起到了極大的推動作用,，大 多數綠氫項目都啟動于年2020之后,。

在中國，堿性電解水制氫技術已經完成了商業(yè)化進程,，產業(yè)鏈發(fā)展較為成熟,。目前在中國已經發(fā)布的最大單槽制氫規(guī)模為1400Nm3/h，電 解槽直流電耗最低可以達到4.2kWh/Nm,。質子交換膜電解水技術還處于商業(yè)化初期,，賽克賽斯和國電投等國內企業(yè)，都已經具備生產制 氫規(guī)模200Nm3/h的PEM電解槽的能力,，工業(yè)級PEM電解槽產品的制氫能耗大約在5kWh/Nm3,，但產業(yè)鏈仍存在國產化程度不足的問題。首先,， 電解槽中的質子交換膜較大的依賴國外進口;其次,，電解槽使用的催化劑主要由鉑和銥等貴金屬組成，由于全球85%左右的銥由南非提供,， 這意味著催化劑也極度依賴進口供應,。這些都可能成為未來制約中國質子交換膜電解水產業(yè)鏈發(fā)展的問題。

電解槽：堿性電解水技術企業(yè)較多,，單槽規(guī)模較大

從光伏,、風電、電力,、鋼鐵,、石化、燃料電池、房地產行業(yè)跨界入局的企業(yè)較多,，環(huán)保,、焦化、水利,、煤化工,、海洋裝備、氣體,、汽車等 行業(yè)企業(yè)也在布局,。除電解槽生產制造外，相關零部件如電極涂層,，氣體擴散層,，雙極板、隔膜等相關研發(fā)制造企業(yè)也在逐漸增多,。從企 業(yè)發(fā)布的產品來看,，布局堿性電解水制氫技術的企業(yè)數量要比布局PEM電解水制氫技術的企業(yè)數量更多，發(fā)布的電解水制氫設備的單槽制 氫規(guī)模越來越大,。電解槽裝備企業(yè)數量從年2020約10家迅速上升到超百家,。

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