2023年中国制氢电解槽行业词条报告-摩熵咨询(原药融咨询)

报告内容

AI精读报告

报告摘要

　　电解水是将水分解为氢气和氧气的电化学过程，电解槽是电解水制氢系统的核心，也是电解反应发生的主要场所。根据电解液的不同，目前制氢电解槽技术主要分为四类：碱性电解槽（AWE）、质子交换膜（PEM）电解槽、阴离子交换膜(AEM)电解槽和固体氧化物电解槽（SOEC），其中AWE和PEM电解槽已实现商业化应用，AEM电解槽和SOEC仍处于研发示范阶段。中国制氢电解槽行业呈现出以碱性电解槽（AWE）为主、以质子交换膜（PEM）电解槽为辅的商业应用状态，行业集中度较高，2022年出货量Top3企业市场占有率合计达80%。随着燃料电池技术的不断成熟与质子交换膜国产化的加速突破，长期来看，PEM电解槽的成本将持续降低，市场份额逐渐提高。尽管未来增量空间巨大，制氢电解槽行业目前尚处于发展初期，仍面临着核心组件国产化程度不足与制氢成本高昂的技术设备风险。2020年以后，在“双碳”目标与能源结构优化的驱动下，中国制氢电解槽行业进入蓬勃发展期，出货量呈高速增长趋势，预计至2025年中国制氢电解槽总出货量有望超过2GW，至2026年总出货量接近4GW，行业规模接近50亿。

　　1.制氢电解槽行业定义

　　电解水是将水分解为氢气和氧气的电化学过程，电解槽是电解水制氢系统的核心，也是电解反应发生的主要场所，由若干个电解小室组成，每个电解小室由电极、隔膜和电解质构成。电解液在阳极发生氧化反应产生氧气，在阴极发生还原反应产生氢气，电解水在制氢过程中无二氧化碳排放，因而被认为是未来最为理想的制氢方式。目前电解水制氢主要应用于浮法玻璃、电子等行业。

　　2.制氢电解槽行业分类

　　根据电解液的不同，目前制氢电解槽技术主要分为四类：碱性电解槽（AlkalineWaterElectrolysis,AWE）、质子交换膜（Proton ExchangeMembrane,PEM）电解槽、阴离子交换膜(Anion Exchange Membrane,AEM)电解槽和固体氧化物电解槽（Solid Oxide Electrolysis Cells,SOEC）。其中AWE和PEM电解槽已实现商业化应用，AEM电解槽和SOEC仍处于研发示范阶段。

中心思想

本报告的核心观点是：中国制氢电解槽行业正处于高速发展期，市场规模迅速扩大，预计未来几年将达到数十亿元。然而，行业仍面临核心组件国产化率不足、制氢成本高昂以及行业集中度高等挑战。碱性电解槽（AWE）目前占据主导地位，但质子交换膜电解槽（PEM）凭借其灵活性和未来成本下降的潜力，有望在未来获得更大的市场份额。

中国制氢电解槽行业发展现状及趋势

中国制氢电解槽行业以AWE为主，PEM为辅，行业集中度高，2022年Top 3企业市场占有率达80%。AWE技术成熟，应用广泛，但难以快速启动或变载；PEM电解槽运行灵活，与可再生能源匹配性好，但成本较高，寿命有待提高。AEM和SOEC电解槽仍处于研发阶段。未来，PEM电解槽成本有望下降，市场份额将提升，但核心组件国产化率不足和制氢成本高昂仍是行业面临的主要挑战。

市场规模预测与增长动力

2020年以来，在“双碳”目标和能源结构优化的驱动下，中国制氢电解槽行业快速发展。2022年出货量约800MW，预计2025年将超过2GW，2026年接近4GW，行业规模接近50亿元。增长动力主要来自国家政策支持、可再生能源发展以及氢能产业链的完善。

主要内容

制氢电解槽行业定义及分类

电解水制氢技术是将水分解为氢气和氧气的电化学过程，电解槽是核心设备。根据电解液的不同，电解槽主要分为AWE、PEM、AEM和SOEC四类。AWE和PEM已实现商业化，AEM和SOEC仍处于研发阶段。

各类电解槽技术特点比较

类型	技术特点	优势	劣势	商业化程度
碱性电解槽(AWE)	成熟技术，寿命长，成本低，大规模制氢	安全可靠，寿命长（15年），成本低，大规模制氢	效率较低(70-80%)，启动慢，变载能力差，产气纯度需进一步提高	商业化
质子交换膜(PEM)	效率较高(48-65%)，体积小，响应速度快，产氢纯度高(99.99%以上)，高压输出	运行灵活，与可再生能源匹配性好	成本高，寿命较短(60,000-80,000小时)，依赖进口关键组件	商业化初期
阴离子交换膜(AEM)	研发阶段，兼具AWE和PEM优势，成本低，启动快，耗能少	成本低，启停快，耗能少，产氢纯度高(99.99%以上)	寿命短，制氢规模小	研发示范阶段
固体氧化物(SOEC)	高温电解，效率高(80-90%)，可使用廉价催化剂	效率高，产氢纯度高，可使用廉价催化剂	高温操作，材料热稳定性和密封性挑战大，启动时间长，寿命短	研发示范阶段

制氢电解槽行业特征

中国制氢电解槽行业呈现AWE为主、PEM为辅的格局，行业集中度高，2022年Top 3企业市场占有率达80%。行业发展初期，面临核心组件国产化率不足和制氢成本高昂的挑战。AWE国产化率约95%，但部分阀门和仪表依赖进口；PEM电解槽的质子交换膜和贵金属催化剂依赖进口。制氢成本受电力成本影响较大，AWE制氢成本约1400-2000元/千瓦，PEM更高。