吳毅芳，施浩，周永智，吳陽(yáng)群，吳芝

（嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，福建廈門(mén)361000）

　　摘要：本文基于氫能戰(zhàn)略背景下的綠氫需求高速增長(zhǎng)的發(fā)展預(yù)期，聚焦與氫能密切相關(guān)的制氫（綠氫）電解槽市場(chǎng)。從市場(chǎng)規(guī)模、市場(chǎng)特點(diǎn)、市場(chǎng)主體等維度，對(duì)制氫電解槽市場(chǎng)的發(fā)展情況進(jìn)行了梳理和總結(jié)；并結(jié)合全國(guó)各地氫能戰(zhàn)略和項(xiàng)目的落地進(jìn)展，提出制氫電解槽裝備市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和裝備企業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)；基于預(yù)判，對(duì)制氫裝備（電解槽）企業(yè)發(fā)展提出相關(guān)建議。

　　《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021～2035年）》提出氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分、是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。在能源安全和碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)雙重需求的推動(dòng)下，發(fā)展以氫為載體的新型儲(chǔ)能（廣義儲(chǔ)能），促進(jìn)可再生能源大規(guī)模消納，以綠電制取綠氫、綠氨、綠醇，支撐工業(yè)、能源（交通、電力、建筑）等各領(lǐng)域深度脫碳，已獲得各界的認(rèn)同和支持。2022年以來(lái)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。綠電制綠氫是可再生能源向其它能源形式和材料轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，相關(guān)技術(shù)、材料和裝備的高水平發(fā)展是氫能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要前提。上游綠氫的制備，是我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根基，綠氫電解槽裝備是上游制氫技術(shù)、材料和器件的系統(tǒng)集成，在氫能發(fā)展需求的推動(dòng)下，該市場(chǎng)正在快速形成，規(guī)模和主體數(shù)量快速增長(zhǎng)。

　　一、氫能戰(zhàn)略背景下綠氫需求高速增長(zhǎng)

　　當(dāng)前，世界主要國(guó)家都在制訂氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，投入巨額資金，積極推動(dòng)先進(jìn)氫能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，搶占國(guó)際氫能科技和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域的制高點(diǎn)[1]。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，全國(guó)各省市出臺(tái)的“十四五”規(guī)劃涉及氫能產(chǎn)值目標(biāo)在2025年和2035年分別達(dá)到1萬(wàn)億和1.9萬(wàn)億（數(shù)據(jù)對(duì)比：光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，2022年全國(guó)行業(yè)總產(chǎn)值首次突破1.4萬(wàn)億）[2]，遠(yuǎn)超國(guó)家層面的規(guī)劃目標(biāo)。

　　根據(jù)氫能生產(chǎn)來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放情況，氫能分為灰氫（化石燃料制氫，高碳排）、藍(lán)氫（灰氫基礎(chǔ)上引入固碳技術(shù)，低碳排）、綠氫（可再生能源電解水制氫，零碳排）[3]，成本決定了各類(lèi)氫能的發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)階段，灰氫占據(jù)市場(chǎng)主流，占比達(dá)到95%；長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著碳排放成本增加(碳關(guān)稅、碳交易)、風(fēng)光發(fā)電規(guī)模應(yīng)用降低用電成本、以及制氫裝備成本的持續(xù)下降，灰氫將不再具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)，綠氫將占據(jù)市場(chǎng)主流，綠電制氫將成為消納風(fēng)光大基地新增發(fā)電量的主要方式之一。據(jù)《中國(guó)2030年“可再生氫100”發(fā)展路線(xiàn)圖》預(yù)測(cè)，2030年我國(guó)氫氣的年需求量將達(dá)到3700萬(wàn)噸左右，其中，綠氫約770萬(wàn)噸，占比21%；2060年我國(guó)氫氣的年需求量將增至1.0億噸～1.3億噸，其中，綠氫約0.75億噸～1.0億噸，占比達(dá)75%，按照未來(lái)每千克綠氫售價(jià)10元計(jì)算，僅綠氫銷(xiāo)售市場(chǎng)年規(guī)模便達(dá)到萬(wàn)億級(jí)。

　　二、政策推動(dòng)下制氫電解槽市場(chǎng)加快形成

　　電解水制氫作為綠氫上游產(chǎn)業(yè)，是綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，電解槽作為電解水制氫的核心設(shè)備，是綠氫上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。按照不同的技術(shù)路線(xiàn)[4]，電解水制氫包括堿性電解水制氫（ALK）、質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）、固態(tài)氧化物電解水制氫（SOEC）、陰離子交換膜電解水制氫（AEM），其中堿性電解水制氫技術(shù)成熟度最高，成本最低，是目前國(guó)內(nèi)可再生能源制氫項(xiàng)目的主流路線(xiàn)，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；質(zhì)子交換膜電解水制氫相比于堿性電解水制氫，電流密度高、體積小重量輕，目前設(shè)備和催化劑材料成本較高，處于商業(yè)化初期階段，未來(lái)隨著成本的下降，將成為主流制氫技術(shù)。

　　近二年，我國(guó)進(jìn)一步明確氫能發(fā)展定位和路線(xiàn)，氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展，多地出臺(tái)氫能發(fā)展規(guī)劃和補(bǔ)貼細(xì)則，綠氫示范項(xiàng)目加快立項(xiàng)和建設(shè)，在政策支持和示范項(xiàng)目帶動(dòng)下，以堿性電解槽為代表的電解槽市場(chǎng)初期商業(yè)化模式基本形成，電解槽需求快速增長(zhǎng)?；凇吨袊?guó)2030年“可再生氫100”發(fā)展路線(xiàn)圖》，按照目前主流堿性電解槽年平均運(yùn)行4000小時(shí)計(jì)算，電解槽裝機(jī)規(guī)模在2030年和2060年預(yù)計(jì)達(dá)到108GW和1050GW；若電解槽實(shí)現(xiàn)年平均運(yùn)行6000小時(shí)，2030年和2060年裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到72GW和933GW。

　　根據(jù)光伏、鋰電池的市場(chǎng)形成和發(fā)展規(guī)律，2022年至2025年將是電解槽市場(chǎng)尤其是堿性電解槽市場(chǎng)快速崛起的重要時(shí)間窗口，市場(chǎng)呈現(xiàn)的發(fā)展特點(diǎn)如下：

　　1.從全國(guó)范圍來(lái)看，2022年被廣泛認(rèn)為是國(guó)內(nèi)氫能發(fā)展元年，相應(yīng)的電解槽需求和市場(chǎng)快速跟進(jìn)。根據(jù)公開(kāi)的中標(biāo)信息統(tǒng)計(jì)顯示，2022年市場(chǎng)中標(biāo)電解槽規(guī)模達(dá)到613MW，較2021年（111MW）提高了452%；2023年1～6月，中標(biāo)電解槽約597MW，同比增長(zhǎng)近30%，受新疆維吾爾自治區(qū)庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目電解槽中標(biāo)260MW拉動(dòng)2022年同期基數(shù)較大。

　　2.從地域分布來(lái)看，電解槽主要用于可再生能源制氫項(xiàng)目，集中于可再生能源豐富的“三北”地區(qū)，其中內(nèi)蒙古項(xiàng)目最多、投資最大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年各地立項(xiàng)的51個(gè)制氫項(xiàng)目，有17個(gè)項(xiàng)目擬建在內(nèi)蒙古，項(xiàng)目占比33%；內(nèi)蒙古項(xiàng)目合計(jì)投資金額約270億，投資占比29%。

　　3.從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，電解槽應(yīng)用領(lǐng)域與氫能一致，工業(yè)和交通是電解槽的主要應(yīng)用場(chǎng)景，這也是目前可再生能源制氫示范項(xiàng)目的主要涉及領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年全國(guó)審批立項(xiàng)的綠氫合成氨、甲醇等工業(yè)場(chǎng)景的示范項(xiàng)目共28個(gè)（部分項(xiàng)目為多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景疊加），用于加氫站等交通領(lǐng)域的示范項(xiàng)目共22個(gè)（部分項(xiàng)目為多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景疊加），涉及綠氫發(fā)電的項(xiàng)目共12個(gè)（部分項(xiàng)目為多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景疊加）。

　　4.從制氫技術(shù)路線(xiàn)來(lái)看，基于運(yùn)行穩(wěn)定性、設(shè)備成本和維護(hù)成本等綜合考量，產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目普遍選擇技術(shù)較為成熟、成本較低的堿性電解槽，通過(guò)整理2022年公開(kāi)的電解槽中標(biāo)信息顯示，堿性電解槽占比達(dá)到了95%以上；基于技術(shù)研究和初步驗(yàn)證需求，高校和部分能源領(lǐng)域央企、國(guó)企，會(huì)在科研和小型示范項(xiàng)目中選擇PEM電解槽或堿性電解槽、PEM電解槽按比例混合搭配，目前大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)PEM電解槽裝機(jī)規(guī)模最大的示范項(xiàng)目，PME裝機(jī)50MW,與195MW堿性電解槽共同用于綠電制氫。

　　5.從項(xiàng)目投資方來(lái)看，國(guó)內(nèi)氫能示范項(xiàng)目投資單位主要來(lái)自發(fā)電和新能源領(lǐng)域，央企、國(guó)企、民企都有涉及。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年至2023年6月底，全國(guó)共立項(xiàng)可再生能源制氫項(xiàng)目102個(gè)，其中“五大四小”發(fā)電集團(tuán)（國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)華電、中國(guó)華能、國(guó)家電投、大唐集團(tuán)以及華潤(rùn)電力、國(guó)投電力、中廣核集團(tuán)、三峽集團(tuán)）及其子公司和控股公司作為投資單位的項(xiàng)目有35個(gè)，占比達(dá)34%。

　　三、制氫電解槽市場(chǎng)主體概況與市場(chǎng)變化趨勢(shì)

　　在發(fā)展氫能的政策導(dǎo)向和迅速放量的電解槽市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)下，電解槽裝備市場(chǎng)主體經(jīng)歷著從寡少走向多元、從壟斷走向競(jìng)合的快速變化，目前各主體在需求擴(kuò)張和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的雙重壓力下，正逐步從競(jìng)合走向各自成團(tuán)發(fā)展，競(jìng)價(jià)圈地的白熱化競(jìng)爭(zhēng)模式將緊跟市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)加快形成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，制氫電解槽設(shè)備和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)注冊(cè)數(shù)量已超200家[5]，但整體仍呈現(xiàn)較為明顯的梯度分布和發(fā)展特色。據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所披露（見(jiàn)表2）[6]，2022年市場(chǎng)電解槽出貨量前三（中船派瑞氫能、考科利爾競(jìng)力和隆基氫能）的企業(yè)占據(jù)電解槽總市場(chǎng)的80%，結(jié)合對(duì)千里馬招標(biāo)網(wǎng)2021年～2023年6月期間公開(kāi)發(fā)布的制氫電解槽（不含EPC承包項(xiàng)目）中標(biāo)主體的跟進(jìn)，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)前10的主體主要有三類(lèi)，一類(lèi)是早期入場(chǎng)、以氫能裝備為主營(yíng)業(yè)務(wù)且具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)的傳統(tǒng)公司，前期主要通過(guò)定向項(xiàng)目合作占領(lǐng)市場(chǎng)，如中船七一八所、中船派瑞氫能、考科利爾競(jìng)力等；第二類(lèi)是從光伏、風(fēng)電等新能源電力行業(yè)跨界入局的公司，從與綠氫示范應(yīng)用相關(guān)的新能源項(xiàng)目和關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)入手，迅速破局獲得一定的市場(chǎng)空間，如陽(yáng)光電源；第三類(lèi)是裝備企業(yè)與示范項(xiàng)目投資方存在股權(quán)關(guān)系，投資方采用單一來(lái)源采購(gòu)，通過(guò)示范項(xiàng)目為裝備企業(yè)提供訂單支持，如深圳市凱豪達(dá)制氫設(shè)備有限公司。

　　作為高技術(shù)制造業(yè)，研發(fā)、銷(xiāo)售、產(chǎn)能是市場(chǎng)主要競(jìng)爭(zhēng)主體關(guān)注的三大重點(diǎn)：

　　1.研發(fā)方面，通過(guò)對(duì)高工產(chǎn)研鋰電研究所和千里馬發(fā)布的市場(chǎng)主要16家主體專(zhuān)利數(shù)據(jù)（智慧芽）的搜索顯示，16家企業(yè)的專(zhuān)利涵蓋了制氫（堿性和PEM）、儲(chǔ)氫過(guò)程中的關(guān)鍵材料、器件和控制系統(tǒng)，專(zhuān)利申請(qǐng)總數(shù)達(dá)到2204個(gè)，其中電解、制氫、電解水技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)占比近30%，中船七一八所的專(zhuān)利申請(qǐng)涉及了所有16家企業(yè)的專(zhuān)利技術(shù)分類(lèi)，在業(yè)內(nèi)具備相對(duì)完整的技術(shù)儲(chǔ)備，但更側(cè)重制氫材料和器件，國(guó)富氫能在液氫、儲(chǔ)氫專(zhuān)利儲(chǔ)備上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這些技術(shù)成果在應(yīng)用上更多體現(xiàn)為制氫經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、以及同可再生能源電力系統(tǒng)的兼容性等，體現(xiàn)在單臺(tái)套產(chǎn)氫量、直流每標(biāo)方產(chǎn)氫能耗、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍、特定條件下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)等指標(biāo)，單臺(tái)套產(chǎn)氫量因較為直觀和便于比較，受到較為廣泛地關(guān)注。據(jù)公開(kāi)報(bào)道，目前國(guó)內(nèi)最大單臺(tái)套產(chǎn)氫量來(lái)自七一八所子公司中船派瑞氫能，最大單臺(tái)套產(chǎn)氫量達(dá)到2000Nm³/h。

　　2.銷(xiāo)售方面，依托于完備的技術(shù)積累、較早的市場(chǎng)布局，以及與產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)建立的密切合作，考克利爾競(jìng)立、中船七一八所（含派瑞氫能）、西安隆基、大陸制氫、中電豐業(yè)等市場(chǎng)份額前五的主體通過(guò)定向供貨、競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目、出口設(shè)備等方式，在傳統(tǒng)市場(chǎng)格局下建立了相對(duì)穩(wěn)定的市場(chǎng)供給模式，定向供貨和競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目是制氫裝備企業(yè)的主要銷(xiāo)售方式。在定向供貨方面，市場(chǎng)份額前五的主體多通過(guò)與政府、項(xiàng)目投資方和建設(shè)方建立戰(zhàn)略合作、以及通過(guò)與供應(yīng)鏈相關(guān)企業(yè)深度綁定等方式，對(duì)相關(guān)項(xiàng)目和企業(yè)進(jìn)行定向供貨。在競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目方面，前五企業(yè)憑借示范項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模生產(chǎn)的成本優(yōu)勢(shì)，在大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項(xiàng)目、新疆庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目等多個(gè)大型示范項(xiàng)目的競(jìng)標(biāo)中成功中標(biāo)，共同獲得大額電解槽訂單。出口設(shè)備方面，中船派瑞氫能、西安隆基、陽(yáng)光電源等均已開(kāi)啟國(guó)際市場(chǎng)，業(yè)務(wù)范圍涉及美國(guó)、歐洲、東亞、非洲等地，未來(lái)隨著國(guó)外氫能基建的提速，以及國(guó)內(nèi)企業(yè)更多地參與到項(xiàng)目建設(shè)，出口設(shè)備將成為裝備重點(diǎn)企業(yè)的一大重要渠道。

　　3.產(chǎn)能方面，基于對(duì)市場(chǎng)制氫裝備需求將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)的預(yù)判，各主要裝備企業(yè)自2022年起加快了產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)規(guī)劃，以滿(mǎn)足同時(shí)供應(yīng)多個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)能需求。如，中船（邯鄲）派瑞氫能科技有限公司在河北邯鄲啟動(dòng)建設(shè)八條制氫（氧）裝備生產(chǎn)線(xiàn)（堿性），預(yù)計(jì)到2025年，將形成年產(chǎn)1000套系列水電解制氫裝置生產(chǎn)能力；陽(yáng)光氫能科技有限公司在安徽合肥建設(shè)年產(chǎn)600MW制氫裝備（堿性）生產(chǎn)線(xiàn)；康明斯恩澤（康明斯和中國(guó)石化共同出資成立）在廣東佛山對(duì)標(biāo)PEM制氫設(shè)備全球燈塔工廠(chǎng)，建設(shè)年產(chǎn)500MW，未來(lái)可擴(kuò)展至1000MW制氫裝備生產(chǎn)線(xiàn)（PEM）；天津市大陸制氫設(shè)備有限公司在河北、天津啟動(dòng)產(chǎn)線(xiàn)二期擴(kuò)建項(xiàng)目，建成后制氫裝備（堿性）年產(chǎn)能達(dá)到320套/年。

　　市場(chǎng)變化趨勢(shì)：一是市場(chǎng)體量將高速增長(zhǎng)。二是價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)倒逼成本競(jìng)爭(zhēng)加劇。三是制氫裝備納入工程項(xiàng)目EPC采購(gòu)（包含工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工，以及設(shè)備的采購(gòu)、安裝和調(diào)試）的模式被廣泛應(yīng)用。

　　四、制氫裝備企業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

　　首先，區(qū)域性裝備企業(yè)加快搶占新市場(chǎng)，傳統(tǒng)裝備企業(yè)市場(chǎng)份額下降。綠氫項(xiàng)目呈現(xiàn)全國(guó)各地多點(diǎn)散發(fā)和重點(diǎn)地區(qū)集中建設(shè)并行發(fā)展趨勢(shì)，各地加快布局發(fā)展全鏈條氫能產(chǎn)業(yè)，區(qū)域發(fā)展需求和政策利好疊加，地方重點(diǎn)裝備企業(yè)加快成長(zhǎng)，一定程度上擠壓了傳統(tǒng)裝備企業(yè)的發(fā)展空間。

　　其次，大集團(tuán)大公司加快分化裂變，市場(chǎng)割據(jù)加劇行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。在市場(chǎng)爆發(fā)增長(zhǎng)期，細(xì)分市場(chǎng)、業(yè)務(wù)渠道、區(qū)域、技術(shù)路線(xiàn)、團(tuán)隊(duì)，各種因素交織疊加，大集團(tuán)、大公司加快分化裂變，內(nèi)部團(tuán)隊(duì)逐漸分化形成具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的同類(lèi)企業(yè)，加快市場(chǎng)割據(jù)。

　　第三，行業(yè)外部龍頭企業(yè)強(qiáng)勢(shì)入局，業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)發(fā)展空間快速被擠壓。如在綠氫示范項(xiàng)目EPC采購(gòu)模式下，光伏企業(yè)深度參與，業(yè)務(wù)范圍延伸至制氫部分，憑借其在能源領(lǐng)域渠道和資源建立的深厚基礎(chǔ)，傳統(tǒng)大型制氫裝備企業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)能上的優(yōu)勢(shì)難以凸顯，與新入局主體的市場(chǎng)爭(zhēng)奪面臨較大挑戰(zhàn)。

　　第四，中小企業(yè)內(nèi)外壓力增加，發(fā)展形勢(shì)不容樂(lè)觀。在堿性電解槽領(lǐng)域，隨著市場(chǎng)化進(jìn)程加快，成本和渠道成為制氫企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，兩者互為支撐，中小企業(yè)不具備優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，制氫裝備出貨前十企業(yè)供貨能力提升，各主體訂單合作需求趨弱，中小企業(yè)和新入局企業(yè)的發(fā)展將被進(jìn)一步壓制。

　　五、制氫裝備企業(yè)市場(chǎng)發(fā)展建議

　　首先，調(diào)整市場(chǎng)策略，積極應(yīng)對(duì)EPC工程總承包模式對(duì)傳統(tǒng)裝備市場(chǎng)的影響。其次，強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)突破和成本控制，為未來(lái)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)取提供有力支撐。例如基于關(guān)鍵核心指標(biāo)建立科學(xué)的成本測(cè)算模型，為不同的項(xiàng)目定價(jià)提供可靠依據(jù)。第三，推動(dòng)成立制氫裝備行業(yè)協(xié)會(huì)，促進(jìn)行業(yè)有序發(fā)展?；跉淠苎b備市場(chǎng)的快速發(fā)展，亟需集合業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)的力量，加快成立制氫裝備行業(yè)協(xié)會(huì)，以更好集聚行業(yè)力量，推動(dòng)行業(yè)整體水平快速提升。

　　參考文獻(xiàn)：

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