按动力的根本形状分类，动力可分为一次动力和二次动力。 一次动力，即天然动力，指在自然界现成存在的动力，如 煤、石油、天然气、水能等;二次动力指由一次动力加工 转化而成的动力产品，如电力、煤气、汽油、氢能等。由 于人类现阶段面对严峻的动力危机和环境问题，一次动力 和二次动力范畴的改造势在必行。

  可再生性是一次动力面对的重大问题。一次动力可分为可 再生动力(可不断得到弥补或在较短周期内再生的动力)和非 再生动力(经过亿万年构成、短期无法康复的动力)。现阶段， 咱们运用的动力以非再生的化石动力为主，未来面对干涸 的危机，因而开发风电、光伏等可再生动力尤为重要。

  二次动力的改造是处理碳排放问题的要害。二次动力是联 系一次动力和动力用户的中心枢纽，可分为进程性动力(能 量比较会集的物质运动进程，可直接运用，如电能)和含能 体动力(包含能量的物质，可储存运送，如柴油、汽油等)。 汽油等动力在焚烧进程中会产生二氧化碳和污染物质。解 决动力运用的碳排放问题，就需求开发优质的含能体动力， 如锂电和氢能。

  氢作为动力运用的遍及程度不高，现阶段首要作为工业质料运用。2021年，全球氢气需求超越9400万吨。分区域来看，我国是全 球最大的氢气消费国，需求量约2800万吨，占全球的30%;美国、中东和欧洲别离占有全球14%/12%/9%的需求量。分运用来 看，氢气首要用于化工(组成氨/组成甲醇)和炼油，2021年全球交通运输氢气需求仅3万吨左右，占比较少。我国氢气运用范畴 相同以化工为主，56%的氢气被用于化工组成，9%用于炼油，16%作为尾气直接焚烧，氢作为动力的运用程度不高。

  工业用氢存在巨大的脱碳潜力。2021年，全球工业用氢和炼油用氢绝大部分源于化石燃料制氢，产生的直接二氧化碳净排放量分 别为6.3亿吨和2.0亿吨。工业组成氨、组成甲醇、炼油等均以氢为首要质料，工艺老练，存在绿氢代替灰氢的减碳空间;此外， 全球各地正在探究氢气在钢铁工业范畴的运用，绿氢未来有望逐渐代替焦炭作为复原资料，推进钢铁工业的大规划脱碳(2019年 全球钢铁行业直接碳排放量26亿吨，约占全球碳排放总量的7-8%)。

  方针驱动下，氢能工业链敞开新 篇。我国国家层面日益注重和认 可氢能的战略重要性，加强对氢 能的布局。2022年3月，国家发 改委、动力局发布《氢能工业发 展中长时间规划(2021-2035 年)》，清晰了氢能的战略定 位，并提出了氢能工业一系列发 展方针。方针的注重和认可将推 动氢能工业敞开新篇。

  各地方政府纷繁出台氢能发 展规划方针。2019年以来， 国内至少有18个省级行政区 发布了氢能开展规划方针。 从已发布的规划方针来看， 到2025年，我国将累计至少 建成加氢站762座，燃料电 池车保有量8.8万辆，氢能 工业规划挨近7000亿元。

  三种制氢道路：“本钱”短期限制，“可继续”长时间引领。氢气制备办法首要包含化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三 类。 化石燃料制氢是以煤或天然气为质料复原制氢的传计算划，技能老练、本钱最低，但碳排放量高，且化石燃料不行再生，产能扩 张空间有限，存量产能将逐渐结合CCUS技能，以下降排放。 化工副产氢是氯碱，轻烃运用等化工工艺取得副产氢的计划，本钱较低，但制备规划取决于主产品制备规划，扩张空间有限，可 作为弥补性氢源。 电解水制氢是运用水的电解反响制备氢气的技能，可再生电力制氢称为“绿氢”，是零碳排、可继续的“终极道路”，但现在成 本仍是限制其遍及的瓶颈要素，其规划化运用需求工业链各环节推进降本。

  现在全球氢气出产以化石燃料制氢为主， 清洁制氢存在代替空间。 2021年全球氢气总产值为9400万吨，其间 化石燃料制氢占80%以上，清洁制氢(电解 水/化石燃料+CCUS)占比不到1%。 现阶段，我国氢气产能约4100万吨/年，产 量约3300万吨，产能规划全球抢先，但同 样以化石燃料制氢为主(近80%)，清洁制 氢存在宽广的代替空间。 未来清洁制氢计划将成为首要增量。IEA预 测，到2030年，全球氢气产值将抵达1.8亿 吨，较2021年的0.94亿吨翻倍添加。其间， 首要的增量产值将由电解水制氢满意，电 解水制氢产值将从2021年的不到4万吨大幅 添加至6170万吨;耦合CCUS的化石燃料制 氢产值将从2021年的60万吨添加至3300万 吨，清洁制氢计划将成为干流。

  咱们预算，基准景象下碱性和PEM电解水制氢单位成 本别离为21.85和25.29元/kg，电耗本钱别离占总本钱 的86%和70%。假定阐明如下： 电价：假定用电价格为0.35元/kWh。单位电耗：假定碱性电解为4.8kWh/Nm3;PEM功率较 高，假定为4.5kWh/Nm3。 设备(含电解槽及配套设备)单价：参阅相关文献， 别离取2000元和9000元/kW。 运转时长：若每天运转9小时、每年运转330天，则运 行总时长约3000小时。

  项目概略。中石化新疆库车光伏制氢项目是2022年投标规划最大的绿氢项目，归于演示项目，商业模式具有参阅价值。项目建造 光伏电场300MW，配备52台1000标方碱性电解槽。光伏发电时段，电解槽及其它用电设备选用光伏供电;光伏不发电时段，外购 绿电供部分电解槽接连运转。制得的氢气经过管道输送至塔河炼化运用。 本钱测算：中石化库车项目制氢本钱理论上可降至12.93元/kg，已具有推行的经济性。咱们依据项目环评陈述、招投标等信息，测 算其单位制氢本钱为12.93元/kg，进程及假定见下页。这一单位本钱与工业副产氢比较已具有经济性，挨近煤制氢本钱。

  煤气化制氢和天然气蒸汽重整(SMR)制氢是化石燃料制氢的两种干流计划。煤气化制氢是煤在气化炉中与水蒸气产生分步反响 制备的氢气。其原理为：煤(C)在气化炉中与水蒸气反响生成CO和H2，CO进一步与水反响生成H2和CO2。天然气制氢首要为天然气 中的甲烷与水蒸气产生分步反响生成的H2 ，反响前一般需对天然气进行脱硫处理，避免催化剂中毒。

  我国化石燃料制氢以煤制氢为主。一方面，我国的化石动力储量出现“富煤少气” 特色，煤储量更为丰厚;另一方面，我国天然 气含硫量高，预处理工艺杂乱，导致在我国天然气制氢经济性低于煤制氢。

  煤制氢道路中，制备环节设备出资增量或许有限。煤制氢的中心设备是煤气化炉，为大型设备，固定本钱高，适用于大规划会集 化出产。现阶段存量煤气化炉的制氢潜力较足够，在氢能运用的过渡阶段可提供弥补氢源，但不扫除产生增量设备出资的或许。

  提纯、碳捕集环节带来宽广的潜在设备需求。化石燃料制氢需经过提纯工序，方可在燃料电池中运用;制氢反响产生很多二氧化 碳，需求结合CCUS(碳捕集、封存和运用)技能，以下降碳排放。提纯和碳捕集环节存在较为宽广的设备出资空间。

  工业副产氢指出产化工产品时一同得到的副产物氢气，本钱 介于化石燃料制氢和电解水制氢之间。焦炉煤气、氯碱化 工、轻烃运用(丙烷脱氢、乙烷裂解)、组成氨组成甲醇等 工业均会产生副产物氢气。现在，国内工业副产氢部分作为 化工原资料或锅炉燃料运用，也存在部分放空，全体运用效 率不高。工业副产氢经济效益优秀，制取本钱在9.3元-22.4 元/kg之间，低于电解水制氢，可作为制氢的过渡道路。工业副产氢扩产取决于主产品需求，部分道路存在添加空 间。现在我国工业副产氢供给潜力超越450万吨，每年可供 应公交车近100万辆，首要产能来自于焦炉煤气副产氢。目 前，焦炭和氯碱工业处于老练期，产能规划稳步下降，但体 量较大，弃氢存在提纯运用空间;轻烃运用工业处于生长 期，产能不断爬高，且副产氢纯度高，存在增量出资需求; 组成氨组成甲醇工业较为老练，但跟着氢能的推行，氨和甲 醇有望作为燃料或储氢介质加以运用，未来存在添加空间。 从首要参与者来看，用于丙烷脱氢、乙烷裂解的成套设备， 以及PSA提纯相关的成套配备存在出资时机。

  电解水制氢首要有碱性电解(ALK)、质子交流膜电解 (PEM)、固体氧化物电解(SOEC)和阴离子交流膜(AEM) 四种办法。 碱性电解(ALK)是在碱性电解质溶液(一般为KOH)中完 成的电解进程，OH-离子经隔阂抵达阳极，失掉电子 产生O2，水在阴极得到电子，产生H2和OH-。 质子交流膜电解(PEM)是对纯水进行电解，H2O分子在 阳极氧化生成氧气和H +离子，H + (质子)在电场效果下 经过质子交流膜搬迁至阴极并产生复原反响生成氢气 的办法。固体氧化物电解(SOEC)是在高温状态下将水蒸气电离 生成氢离子和氧离子，别离在电极上生成氢气和氧气 的进程，其反响温度一般在600 ℃以上，适用于产生 高温、高压蒸汽的光热发电体系。 阴离子交流膜电解(AEM)一般选用纯水或低浓度碱性 溶液作为电解质，反响进程为：OH-经交流膜抵达阳 极生成水和氧气，水分子在阴极生成OH-和氢气。

  电解槽是电解水制氢的中心设备。电解水制氢设备包含主体设备、辅佐设备(BOP，Balance of Plant)及电控设备三部分。主体设 备由电解槽和隶属设备一体化结构组成，电解槽为中心设备;辅佐设备包含水箱、碱箱、补水泵和气体减压分配结构等;电控设 备包含整流柜，配电柜等。电解槽是电解反响产生的首要场所，由多个电解小室堆叠而成，是一种高度模块化的体系。

  碱性电解槽由多个电解小室构成，电极、隔阂和密封垫片是要害资料。碱性电解槽一般呈圆柱形，可选用串联单极性或并联双极 性压滤式结构，由螺栓和两块端压板将极板夹在一同，构成多个分隔的小室，每个小室由电极、隔阂、垫片、双极板组成。电 极、隔阂和密封垫片是碱性电解槽的要害资料。电极一般选用镍网或泡沫镍，其性能对电流密度和电解功率有决定性影响，其成 本约占体系本钱的28%;隔阂用于将南北极隔脱离，要求保证气密性的一同，下降电阻以削减电能损耗;密封垫片用于处理极片之间 的绝缘问题，其绝缘性能对电解功率、安全、体系运用寿命均有影响。

  PEM电解槽要害原资料有待国产化。现在，国内PEM电解槽工业规划较小，首要原因为要害资料质子交流膜出产技能由欧美、日 本等巨子独占，国内电解槽厂商运用的质子交流膜首要向杜邦进口，本钱和供给链均面对必定压力。此外，PEM电解槽运用的贵 金属催化剂也存在进口依赖性。国内PEM电解槽工业的开展，需求国产要害资料环节的进一步打破。

  从出货规划来看，考克利尔竞立、派瑞氢能和隆 基氢能居国内企业榜首队伍。GGII计算，2022年 我国电解水制氢设备出货量722MW(含出口)， 同比添加106%。考克利尔竞立出货230MW，排名 保持榜首;派瑞氢能位居第二，隆基氢能初次跻 身第三。 商场玩家添加，国内商场会集度有所下降。我国 电解槽出货量TOP3厂商2022年算计出货527MW， 市占率算计73%，CR3较2021年下降10个百分点。 这意味着跟着国内电解槽参与者增多，商场会集 度有所下降。值得注意的是，2022年国内出货量 TOP3的电解槽厂商最大订单均来自我国石化新疆 库车绿氢演示项目，该项目共收购52台1000标方 碱性制氢设备。因而，若不考虑大订单，国内电 解槽商场会集度或许进一步下降，商场仍处于高 生长、竞赛格式未确定的阶段。

  我国电力网于1999年正式上线运转，是我国电力开展促进会主办的全国性电力行业门户网站。