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我国AWE制氢行业现状分析:关键材料基本国产化 隔膜国产替代空间较大

1、AWE制氢概述

根据观研报告网发布的《中国AWE制氢行业发展趋势研究与未来投资预测报告(2024-2031年)》显示,碱性电解水技术(AWE/ALK),以30%(质量比)KOH(目前主流)或26%NaOH的水溶液为电解质,用隔膜(PPS膜或复合膜)将阴阳两极分离开,对两个金属(合金)电极通直流电、水分子分解生成氢气和氧气。在直流电作用下,在阴极,水分子被分解为氢离子H+和氢氧根离子OH-,其中H+得到电子生成氢原子、并进一步生成氢分子H2;OH-则在电场作用下穿过多孔隔膜到达阳极、进而失去电子生成水分子H2O和氧分子O2。

我国较早引进了碱性电解水技术,并不断改进和演化。经百年的发展,AWE技术主要优势在于技术成熟和成本较低,且超大规格产品陆续发布、更适用于大规模、连续制氢。

AWE制氢技术演变情况

<strong>AWE</strong><strong>制氢技术演变情况</strong>

资料来源:观研天下整理

2、隔膜、电极与催化剂是AWE制氢的关键

AWE电解槽系统由电解电堆(主机)和辅机设备两部分构成。以1MW级别的AWE电解槽系统为例,辅机和电堆的成本占比均约为50%。在电堆方面,电解电堆包括膜片/电极组件,成本占比57%;多孔传输层,主要为泡沫镍板或镍丝网等材料与结构,成本占比8%;极板成本占比7%,常用铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板;结构层(极框),与极板共同实现对电解小室的结构支撑,成本占比14%。

AWE电解槽系统由电解电堆(主机)和辅机设备两部分构成。以1MW级别的AWE电解槽系统为例,辅机和电堆的成本占比均约为50%。在电堆方面,电解电堆包括膜片/电极组件,成本占比57%;多孔传输层,主要为泡沫镍板或镍丝网等材料与结构,成本占比8%;极板成本占比7%,常用铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板;结构层(极框),与极板共同实现对电解小室的结构支撑,成本占比14%。

数据来源:观研天下整理

其中,膜片/电极组件的制备工艺占其成本的72%,主要是在电极网上涂布催化层;而膜片/电极组件的隔膜、镍基阳极和镍基阴极,分别占成本比重14%、11%、4%。

其中,膜片/电极组件的制备工艺占其成本的72%,主要是在电极网上涂布催化层;而膜片/电极组件的隔膜、镍基阳极和镍基阴极,分别占成本比重14%、11%、4%。

数据来源:观研天下整理

3、AWE制氢关键材料基本国产化,隔膜环节国产替代空间较大

目前,AWE电解槽已基本实现国产化,但产业链部分环节进口依赖度仍较大。具体来看,密封垫片由国内2-3家企业占据大部分市场份额,主要企业包括氟达氢能、科赛新材等。AWE电源是沟通电网与电解槽、将交流电转变为直流电的设备,成本占比较高,挑战在于面对不同能源场景、电网特性、电解槽规格各异的场景下,保证电氢耦合效率,近几年阳光电源、国电南瑞等传统电源企业已有布局,自2023年以来英特利、雷动智创等制氢电源企业分别获得近亿元和千万元级别投资。而隔膜属于国产化程度较低的关键零部件,PPS隔膜由日本东丽占据主要市场份额;新一代的复合隔膜处于商业化验证阶段,自2023年以来中科氢易、刻沃刻科技、碳能科技等复合隔膜企业,获取多轮千万级或单轮亿元级别投融资。

AWE电解槽产业供应链现状和主要的供应链企业

关键零部件

供应链现状

供应链企业

电极

国产化率高,以传统镍基电极为主;部分企业正积极布局多元合金、贵金属等新型电极,暂未实现大规模商业化应用

保时来、莒纳科技、扬州玉峰、德清恒川、盈锐优创、力炽电极、图灵科创、辉瑞丝网等

隔膜

国产化率偏低,PPS隔膜市场日本东丽占据主要份额;复合隔膜市场,国产膜技术还需进一步商业化验证

PPS隔膜:东丽、天津凯瑞、天津津纶、德阳科吉、苏州纳磐等;复合隔膜:爱克发、碳能科技、中科氢易、刻沃刻科技、元泰能材、蓝拓氢能等

极板

完全国产化,电解槽设备企业多委外加工

翌嘉(天津)金属、江苏氢骐科技、常州瓦思特能源、济南章力机械等

密封垫片

完全国产化,2~3家企业占据大部分市场份额

氟达氢能、科赛新材等

制氢电源

完全国产化,多为传统电源企业布局

阳光电源、国电南瑞、中车时代、英特利、科瑞变流、天马电源等

资料来源:观研天下整理

我国AWE电解槽产业供应链的投融资情况

公司

主营业务

获投时间

获投轮次

获投金额

投资方

中科氢易

复合隔膜

2023.02

种子轮

千万级人民币

麟阁创投领投,夯邦资本、华源资本、中信逸佰年跟投

2023.07

天使轮

数千万人民币

国家电投、麟阁创投联合领投

2023.11

Pre-A

数千万人民币

高榕资本领投,招银国际、雄韬股份、阳光照明、崖州湾创投跟投

刻沃刻科技

复合隔膜

2023.02

天使轮

千万级人民币

险峰长青

2023.11

Pre-A

数千万人民币

线性资本领投,险峰长青跟投

大陆制氢

AWE电解槽

2023.06

/

1亿人民币

东方江峡产投、招银国际

英特利

制氢电源

2023.07

A

近亿人民币

朝希资本领投,深高新投、小禾创投等参与投资

碳能科技

复合隔膜

2023.09

A2

1亿人民币

朱雀资产领投,联想之星、力鼎资本跟投

力炽电极

催化电极

2023.11

增资扩股

/

涌铧投资

莒纳科技

催化电极

2023.11

Pre-A

1亿人民币

长江创新领投

泰氢晨

AWE电解槽

2024.1

Pre-A

1.5亿元

高榕资本领投,博裕资本跟投

明阳氢能

AWEPEM电解槽

2024.2

A

超亿元

高领创投领投

保时来

碱性电极

2024.2

股权融资

/

三一氢能

通微新能源

碱性隔膜

2024.3

Pre-A

数千万元

青松基金领投,明德投资、险峰长青跟投

国富氢能

AWEPEM电解槽、储运

2024.3

IPO

/

公开发行

绿萌氢能

AWE电解槽

2024.3

天使轮

/

海鸥股份

毅镁科技

AWE电解槽

2024.5

A

千万元

知能资本

雷动智创

制氢电源

2024.6

A

千万元

保定高新创投、当看同创

隆基氢能

AWE电解槽

2024.6

A

数亿元

朱雀投资、厂发信德、青岛涌氢、隐山资本,陕西基金等

资料来源:观研天下整理(WYD)

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