海通6月16日发布氢能深度研报:制氢——如何从风光过剩、利用小时和度电成本看电解槽未来机会

报告认为,制氢端(电解槽)机会来自于三条路,步步进阶:

**1)"0电成本"型:弃风弃光型。**弃风弃光率或放开,风光进一步过剩,"无成本"电带来氢能产品消纳机会。假设2030年弃风率20%,弃光率10%,则对应理论电解槽数403GW。

**2)"0设备成本"型:配储政策型。**部分省份出台政策,如新疆等,将氢能等同于储能设备,在配储要求高的省份,如新疆25%,4小时,电解槽利用小时数在2000h时,氢能设备成本与储能设备成本相近,经济性主要看卖绿氢产品和卖储能的电哪个收入高(此时氢能设备折旧相当于不用考虑,因为本身配储也要相同成本,相当于"0设备成本"型)。

**3)经济性或走通型:风光成本下降型。**风光成本进一步下降,离网制氢也有经济性。23年年末-24年初,风光出现低价标(2023年11月,宁夏光伏项目EPC中标价有低至为2067元/kW;2024年3月,内蒙古风电EPC有低至2152元/kW),据我们测算,当电解槽利用小时3000h,度电成本0.12元及以下(陆风造价约2600元/W),离网制氢经济性或走通,当电解槽利用小时达4000h,度电成本0.15元及以下,海风离网制氢经济性或走通。据我们测算在2030年前后,海风度电成本降至0.15元/度电左右,陆风+光的度电成本降至0.12元/度电以下,离网制氢经济性或走通。但在部分风光竞争激烈地区,如三北(陆风造价2600元/kW,年利用小时2325h,光伏造价2000元/kW,光伏利用小时数1600h),此步伐会更快,或2025年走通。建议:建议关注华电重工、华光环能、昇辉科技和双良节能。

图2

图3

图4

图5

采用弃风弃光制氢,有经济性。假设采用弃风弃光,发电零成本,电解槽价格750万,寿命10年,每千克氢气折旧约为4.2元,单位人工等其他费用为2.35元/kg(规模不大,张轩等《电解水制氢成本分析》中,每千克人工2.24元,每千克原材料0.11元),总计6.44元/kg。若为光伏电站,利用小时数在1200h左右,弃光率5%左右,则对应每千克氢气折旧约为7元,单位人工等其他费用为2.35元/kg,总计9.35元/kg。

如何才能利用弃风弃光?风光规模大+电解槽波动性匹配足。以目前的集中式风光规模,单场站弃风弃光率达5%后则能支撑至少一台电解槽的安装。从单个场站规模来说,据我们测算,若一台1000标方的电解槽利用小时数在2000h,对应100MW的电站,弃风率在5%左右;若为光伏电站,利用小时数在1200h左右,弃光率5%。由于弃风弃光一般发生在风电/光伏大发时,虽然碱性电解槽匹配风光波动性不如PEM,但是在风光大发时,碱槽随着技术进步,或能较好匹配波动性,目前主要要看示范项目的具体落地情况。

弃风弃光带来的理论电解槽数不小,主要看未来场站的弃风弃光率(越高,布局电解槽可能性越大)、电解槽波动性匹配程度,同时,或需要管理的智能化水平提升。

图6

**"0设备成本"型在高配储省份或有可能性。**高比例配储地区,配氢初始投资与配储持平,但利用小时数是决定因素。新疆配储是25%功率配比,配4小时。假设要建设40万千瓦光伏/风电,则需配置40万千瓦时储能或者是1万吨氢。假设4小时储能EPC单价约为1元/Wh,则需4亿。假设电解槽利用小时数能达2000h(光伏新疆I类利用小时数1500h左右,II类1400h左右,风电I类在2700h左右,II类在2300h左右),每1000标方电解槽EPC对应750万元,则对应投资额4.2亿,与配储初始投资持平。

投资额持平,两者经济性对比主要看1万吨氢气价值和制氢所用的电直接上网,哪个经济效益更强。新疆4月3日(上海有色网)绿氢价格1.46元/立方米,1万吨对应1.6亿。假设1标方对应5度电,1万吨所需电5.6亿度电,新疆风光上网的目标电价0.262元/度电,对应1.5亿元收入。卖绿氢的价格高于卖电,有利可图。我们认为,随着各省配储要求提升,未来绿氢代替储能的经济性或有体现。

**风光耦合离网制氢,平价化可期。**风光成本下降+风电耦合提升离网制氢经济性。电价和利用小时数是决定风光制氢成本的关键性因素。风光耦合制氢能发挥风光互补优势,假设制氢在风光资源较好的西北地区,风利用小时超2500h,光利用小时超1500h,风光互补后利用小时有望站上3000h,往4000h看。风光离网制氢中,单靠碱性电解槽可能性不大,我们预计碱槽:PEM=8:2组成系统,1000标方的碱槽+PEM的系统成本约960万元。据我们测算,在电价0.12元以下时,风光离网制氢或有经济性(对应煤价700元)。沿海地区可考虑海风制氢,若年利用小时在4000h,则度电0.15元,即对应煤制氢有经济性。据我们测算在2030年前后,海风度电成本降至0.15元/度电左右,陆风+光的度电成本降至0.12元/度电以下,离网制氢经济性或走通。