《氫能行業固態儲氫深度報告:高承載容量、低運營成本固態儲氫開啟規?;?240523(15頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《氫能行業固態儲氫深度報告:高承載容量、低運營成本固態儲氫開啟規?;?240523(15頁).pdf(15頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券1/152024 年年 05 月月 23 日日證券研究報告證券研究報告|產業深度報告產業深度報告高承載容量、低運營成本,固態儲氫開啟規?;犯叱休d容量、低運營成本,固態儲氫開啟規?;饭虘B儲氫深度報告固態儲氫深度報告氫能氫能投資評級:投資評級:推薦推薦(維持維持)分析師:張錦分析師:張錦分析師登記編碼:S0890521080001電話:021-20321304郵箱:研究助理:張后來研究助理:張后來郵箱:銷售服務電話:銷售服務電話:021-20515355行業走勢圖(行業走勢圖(2024 年 5 月 22 日)資料來源:ifind,華寶證券研究創新部相關研究
2、報告相關研究報告1、基于鋼管的地下垂直壓縮儲氫打開氣態儲氫新思路海外氫能動態點評2024-05-092、氫能道路運輸技術規范意見稿出爐,運氫技術有望進一步規范氫能政策點評2024-05-073、20240425【產業研究】新型電力系統系列報告(二):火電靈活性改造電網靈活性增量主體資源2024-04-26投資要點投資要點固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊:固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊:我國氫能行業受限于氫氣在長距離領域應用的局限性、儲氫環節的安全性和經濟性、長距離儲運氫氣的可操作性,需要低損耗、靈活性強的存儲載體來支持儲氫行業的發展。當前,突破氫能行業“卡脖子”的關鍵
3、在于提高儲氫效率和降低成本,相比氣態、液態儲氫,經濟、高效、安全、無需高額儲氫設備的固態儲氫脫穎而出,固態儲氫技術的日漸成熟更加彰顯出其在儲氫密度和本征安全性能方面的巨大優勢,固態儲氫應用場景有望不斷拓寬。固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,其中金屬氫化物有望率先突破技術固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,其中金屬氫化物有望率先突破技術難點:難點:固態儲氫是指在一定溫度、壓力等條件下,利用固態儲氫材料實現可逆存儲與釋放氫氣的技術,分為物理吸附儲氫和化學儲氫兩種形式。物理吸附材料儲氫是指通過范德華力將氫氣分子吸附在固體表面,環境下通常較穩定;化學儲氫材料主要包括金屬氫化物、復合氫化物等,其中,金
4、屬氫化物因其高氫儲存容量和良好的循環穩定性而成為研究和應用前景最廣泛、最深入的材料類型。固態儲氫兼具體積儲氫密度高、吸放氫條件溫和、可逆性和循環壽命高、安全性好、供氫純度高的特點,應用前景廣泛。政策護航、運營成本占優,固態儲氫有望進一步打開規?;瘧弥罚赫咦o航、運營成本占優,固態儲氫有望進一步打開規?;瘧弥罚簢液偷胤綖橹С止虘B儲氫制定實施了相關標準政策,為國內市場的高質量發展提供了基礎和保障。國家發布通信用氫燃料電池固態氫源系統 燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統 鎂基氫化物固態儲運氫系統技術要求等,為固態儲氫提供制度標準化的優勢。同時,固態儲氫無需原料氣壓縮/液化設備投入,運營成
5、本相較高壓儲存與液態儲存具有明顯優勢。目前,所有固態儲氫材料中,鎂基合金儲氫因其儲氫質量密度高、成本低、安全性強的優勢,有望在我國率先獲得規?;瘧?。國內外固態儲氫國內外固態儲氫市場市場動態動態:國內外固態儲氫發展著眼于固定式應用場景和移動式應用場景,國內外就固定式場景開展了百公斤級金屬氫化物儲氫示范與應用,就移動式場景關于車載固態儲氫罐及儲氫材料進行開發研究。國內,固態儲氫行業內部公司不斷加大對固態儲氫技術的研究開發,實現了多項專利產品的落地;各公司探索新的應用場景并著手相關項目的建設生產,固態儲氫領域競爭激烈、充滿發展潛力。投資建議:投資建議:氫能儲運作為整條行業鏈中的“卡脖子”環節,其成
6、本降低空間與氫能存儲效率備受市場關注,固態儲氫在儲氫密度和本征安全性能方面優勢明顯,隨著相關技術的進一步突破,其應用場景有望不斷拓寬,建議關注固態儲氫及其相關上下游行業的投資機會。風險提示:風險提示:技術發展不及預期、下游需求不及預期、政策推進不及預期;本報告提及的上市公司旨在論述行業發展現狀,不涉及覆蓋與推薦。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券2/15內容目錄內容目錄1.固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊.31.1.氫能行業蓬勃發展,需要低損耗、靈活性強的存儲載體.31.2.高效率、低成本成為儲氫行業的未來趨勢.4
7、2.固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,金屬氫化物有望率先突破技術難點固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,金屬氫化物有望率先突破技術難點.63.政策護航、運營成本占優,固態儲氫有望打開規?;瘧弥氛咦o航、運營成本占優,固態儲氫有望打開規?;瘧弥?74.國內外固態儲氫市場動態國內外固態儲氫市場動態.94.1.國內外固態儲氫研發進展.94.2.國內固態儲氫行業動態.115.投資建議投資建議.136.風險提示風險提示.14圖表目錄圖表目錄圖 1:2023 年中國氫氣生產區域結構(%).3圖 2:2023 年中國氫氣消費結構(%).3圖 3:不同儲運方式在不同運輸距離下的成本對比(元/kg).
8、4圖 4:隨運輸距離變化氫氣成本構成的占比(%).4圖 5:固態儲氫應用場景.5圖 6:固態儲氫方式及材料分類.6圖 7:固態儲氫的基本原理.6表 1:主流儲氫技術對比.4表 2:幾種代表性固態儲氫材料的技術參數.6表 3:固態儲氫行業標準、政策及內容.7表 4:氣態/液態/固態儲氫運營成本對比.9表 5:鎂基合金儲氫性能.9表 6:全球固定式場景固態儲氫開發情況.10表 7:全球移動式場景固態儲氫開發情況.10表 8:固態儲氫行業公司項目進展及產品專利總結.13eZbUaYdXeZbUfVeU7NaO7NmOmMtRmQeRrRmRiNtRpQ7NnNzQuOoOtPwMoNtM產業深度報告
9、產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券3/151.固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊固態儲氫行業位于氫能產業鏈中游,發展空間廣闊1.1.氫能行業蓬勃發展,需要低損耗、靈活性強的存儲載體氫能行業蓬勃發展,需要低損耗、靈活性強的存儲載體我國氫氣產量規模逐年擴大我國氫氣產量規模逐年擴大,但大量的氫氣只能用于短距離消納但大量的氫氣只能用于短距離消納。根據中國氫能聯盟發布的數據,2023 年全國氫能產量約 3550 萬噸,中國氫能聯盟預計到 2050 年,我國氫氣需求量將接近 6000 萬噸,產業鏈年產值達到 12 萬億元。根據賽迪顧問的統計,2023 年我國氫能資源呈現出“北多南少”
10、的特征,且我國氫氣消費的最大應用依然集中在石油精煉、甲醇制取、合成氨等短距離消納領域,交通等需要較長距離的其他領域應用市場尚處于推廣階段,氫氣消費僅占比 0.1%。圖 1:2023 年中國氫氣生產區域結構(%)圖 2:2023 年中國氫氣消費結構(%)資料來源:賽迪研究,華寶證券研究創新部資料來源:賽迪研究,華寶證券研究創新部儲存環節關系氫能使用的安全性和經濟性儲存環節關系氫能使用的安全性和經濟性,也是產業發展的瓶頸所在也是產業發展的瓶頸所在。國家能源局在 2023年 5 月 6 日題為著力破解綠氫輸送難題中指出,氫能運輸網絡的建設是一項系統性工程,應根據市場需求特點,合理匹配各類儲運方式,逐
11、步提高氫氣儲存和運輸能力,為構建新型能源體系提供有力支撐。然而氫氣在常溫常壓下具有密度小、易燃易爆等特性,因此氫儲運難度較大。此外金屬材料在含氫介質中長期使用時,材料由于吸氫或氫滲而造成機械性能嚴重退化,易發生“氫脆”現象,因此還需注意儲氫材料及運氫環境,以保證氫氣在運輸過程中的安全性?;跉淠軕门c氫能制取的區位差異基于氫能應用與氫能制取的區位差異,需要遠距離需要遠距離、大容量大容量、低損耗的氫能儲運方式低損耗的氫能儲運方式。氫氣儲運主要分為氣態儲運(高壓氣態儲運和管道運輸)、固態儲運車、液氫槽罐車三種方式,其中高壓氣態運輸成本隨著距離的增加而大幅上升,固態儲運車和液氫槽罐車的運輸成本對于距
12、離本身不敏感,在加氫站建設不完備的情況下具有長距離運輸的成本優勢。管道運輸的成本主要來自與輸送距離正相關的管材折舊及維護費用,在當前加氫站未全面普及的情況下,管道運氫受運輸半徑影響難以大面積鋪設。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券4/15圖 3:不同儲運方式在不同運輸距離下的成本對比(元/kg)資料來源:SMM 氫能源、張軒等氫能供應鏈成本分析及建議,華寶證券研究創新部1.2.高效率、低成本成為儲氫行業的未來趨勢高效率、低成本成為儲氫行業的未來趨勢當前氫氣成本過高的原因在于運輸環節成本占比過大,占到總成本的當前氫氣成本過高的原因在于運輸環節成本占比過大,占到總成本的 3
13、0-40%,提高儲氫,提高儲氫效率和降低成本成為突破氫能行業效率和降低成本成為突破氫能行業“卡脖子卡脖子”的關鍵的關鍵。根據張軒等在氫能供應鏈成本分析及建議中的測算,以煤制氫、管道運輸形式的燃料電池車為例,當運輸距離突破 200km 時,氫能儲運在氫氣成本中的占比突破 20%,并隨著運輸距離的增加而加速增長。圖 4:隨運輸距離變化氫氣成本構成的占比(%)資料來源:張軒等氫能供應鏈成本分析及建議,華寶證券研究創新部與氣態與氣態、液態儲氫相比液態儲氫相比,固態儲氫經濟固態儲氫經濟、高效高效、安全安全,不需要價格昂貴的儲氫設備不需要價格昂貴的儲氫設備,運輸運輸方便。方便。目前主流的儲氫模式分為氣態、
14、液態、固態三種,其中氣態儲氫通常通過壓縮氫氣至高壓罐中實現,是目前最常見的儲氫方式,但高壓儲存對容器的安全性和穩定性要求較高,且運輸途中存在較大的損耗風險;液態儲氫通過冷卻氫氣至其沸點以下,使其轉變為液態,這種方法適合大規模儲氫,但液態儲氫對于能耗和儲氫設備的要求均較高;固態儲氫通過吸附或化合物的形式將氫氣儲存在固態材料中,安全性較高,并且可以在接近環境的溫度和壓力下進行,對能耗和設備的要求較低,運輸方便。表 1:主流儲氫技術對比儲氫技術儲氫技術低溫液態儲運氫低溫液態儲運氫高壓氣高壓氣態態35MPa 儲氫儲氫高壓氣高壓氣態態70MPa 儲儲氫氫稀土系合稀土系合金固態儲金固態儲氫氫鈦鐵系合鈦鐵系
15、合金固態儲金固態儲氫氫鎂合金固態儲運鎂合金固態儲運氫氫儲氫質量5.735.51.51.87.6產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券5/15儲氫技術儲氫技術低溫液態儲運氫低溫液態儲運氫高壓氣高壓氣態態35MPa 儲氫儲氫高壓氣高壓氣態態70MPa 儲儲氫氫稀土系合稀土系合金固態儲金固態儲氫氫鈦鐵系合鈦鐵系合金固態儲金固態儲氫氫鎂合金固態儲運鎂合金固態儲運氫氫分數(%)體積儲氫密度(kg/立方米)7023.5401049694-100運輸方式專用特種槽車依據規模選擇固態儲氫車裝載量(KG/車)360-4300目前單車最大1200溫度(攝氏度)20202020205-290應用
16、情況國外應用廣泛,國內目前僅用于航天及軍事領域廣泛應用于國內燃料電池車廣泛應用于海外,國內有審批阻礙項目示范持續改進項目示范持續改進試驗階段優勢體積比容量大,運輸裝載量大,氫純度高充、放氫速率快,發展應用成熟充、放氫速率快,發展應用成熟放氫平臺更低,動力學性能好成本低儲氫密度大,可快速充、放氫,運輸方便劣勢能耗高,設備要求高,成本高,國內民用還未形成能耗高;安全性隱患高,加氫站成本高能耗高;安全性隱患高,加氫站成本高成本高放氫動力學性能較弱熱交換較困難,鎂基合金固態儲氫需要在較高溫度下進行資料來源:SMM 氫能源、中國工程院,華寶證券研究創新部隨著固態儲氫技術的逐漸成熟隨著固態儲氫技術的逐漸成
17、熟,固態儲氫在儲氫密度和本征安全性能方面優勢明顯固態儲氫在儲氫密度和本征安全性能方面優勢明顯,應用應用場景有望不斷拓寬場景有望不斷拓寬。近年來鎂基、鈦鐵系、釩系固態儲氫技術日趨成熟,示范應用取得突破,部分行業頭部企業建成千噸級鎂基儲氫材料生產線,產業鏈上中下游合作加強,不斷拓寬固定式、移動式細分應用場景。圖 5:固態儲氫應用場景資料來源:李海波固態儲氫技術現狀與發展趨勢分析,華寶證券研究創新部產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券6/152.固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,金屬氫化物有望率先固態儲氫技術具有穩定、載量大的優勢,金屬氫化物有望率先突破技術難點突破技術難點固
18、態儲氫是指在一定溫度固態儲氫是指在一定溫度、壓力等條件下壓力等條件下,利用固態儲氫材料實現可逆存儲與釋放氫氣的利用固態儲氫材料實現可逆存儲與釋放氫氣的技術技術。固態儲氫主要分為物理吸附儲氫和化學儲氫兩種形式,具有體積儲氫密度高、吸放氫條件溫和、可逆性和循環壽命高、安全性好、供氫純度高等特點。圖 6:固態儲氫方式及材料分類圖 7:固態儲氫的基本原理資料來源:李海波固態儲氫技術現狀與發展趨勢分析,華寶證券研究創新部資料來源:上海燃氣工程設計研究公司,華寶證券研究創新部物理吸附材料儲氫是指通過范德華力將氫氣分子吸附在固體表面物理吸附材料儲氫是指通過范德華力將氫氣分子吸附在固體表面,由于吸附作用較弱由
19、于吸附作用較弱,物物理吸附儲氫系統在環境條件下通常比較穩定理吸附儲氫系統在環境條件下通常比較穩定。物理吸附儲氫可利用的材料較多,其中活性炭因其多孔結構和高比表面積而成為一種傳統且廣泛使用的物理吸附材料,是氫儲存的理想介質;碳納米管因其獨特的結構和優異的機械性能而受到極大關注;金屬-有機框架(MOFs)作為一種新興材料,具有極高的比表面積(高達 7000 m2/g)和可調的孔結構,成為物理吸附氫儲存領域最有前景的材料之一;此外,一類被稱為共價有機框架(COFs)的新興材料與 MOFs 在結構上具有相似之處,因此也被認為具有物理吸附氫儲存應用的潛力。通常物理吸附材料的高比表面積和多孔結構有助于提高
20、氫氣的吸附量,且物理吸附儲氫通常在接近環境的溫度和壓力下進行,部分材料(如活性炭等)成本低廉,為高效、安全的氫儲存和利用提供了更多的途徑。然而,物理吸附材料在環境溫度和壓力下的氫儲存容量(2 wt.%)對它們在固態氫儲存系統中的應用依然存在限制?;瘜W儲氫材料種類較多,主要包括金屬氫化物、復合氫化物等。其中,金屬氫化物因其高金屬氫化物因其高氫儲存容量和良好的循環穩定性而成為研究和應用前景最廣泛氫儲存容量和良好的循環穩定性而成為研究和應用前景最廣泛、最深入的材料類型最深入的材料類型。根據化學組成,金屬氫化物可以進一步細分為 AB5 型(如 LaNi5)、AB2 型(如 ZrV2)、AB 型(如 T
21、iFe)、A2B 型(如 Mg2Ni)等。它們通常由一個具有強烈吸氫活性的元素(A)和一個吸氫活性較弱的元素(B)組成。在脫氫過程中,這兩種元素協同作用,調節氫的結合力。A 通常選自稀土元素(如 La、Ce)、鎂(Mg)、鈦(Ti)等,而 B 則選自過渡金屬(如 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni)。復合氫化物指的是含有配位鍵的復合氫化物,如氨硼烷(NH3BH3)、鋰硼氫化物(LiBH4)等,它們通過配體與金屬中心的相互作用形成多步可逆脫氫反應,但通常需要在 200C 以上的環境中進行脫氫。表 2:幾種代表性固態儲氫材料的技術參數材料材料氫存儲密度氫存儲密度(wt.%)釋放溫度釋放溫度()脫氫壓
22、力脫氫壓力(MPa)產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券7/15材料材料氫存儲密度氫存儲密度(wt.%)釋放溫度釋放溫度()脫氫壓力脫氫壓力(MPa)LaNi51.8250.1-0.3CaNi51.4250.1ZrMn21.5-2.025-1000.1-1TiCr2225-1000.1-1TiFe1.81001-2ZrNi1.625-1001-3Mg2Ni3.6250-3500.1-0.3NaAIH45.61500.1-1LiNH210.51500.1-1資料來源:Yaohui XuResearch Progress and Application Prospects o
23、f Solid-State Hydrogen StorageTechnology,華寶證券研究創新部3.政策護航、運營成本占優,固態儲氫有望打開規?;瘧弥氛咦o航、運營成本占優,固態儲氫有望打開規?;瘧弥穱液偷胤綖橹С止虘B儲氫制定實施了相關標準政策,為國內市場的高質量發展國家和地方為支持固態儲氫制定實施了相關標準政策,為國內市場的高質量發展提供了基提供了基礎和保障礎和保障。自2010 年以來,國家完善固態儲氫的技術標準,發布通信用氫燃料電池固態氫源系統燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統 鎂基氫化物固態儲運氫系統技術要求,為固態儲氫提供了標準化體系,同時出臺政策文件新能源汽車產業發展
24、規劃(2021-2035 年)氫能產業發展中長期規劃(20212035 年)等支持了固態儲氫的長久發展。2022 年以來,地方政府相應中央,基于中央政策,落實到具體省級、市級層面因地制宜制定地方政策,包括內蒙古發布做好現代能源經濟這篇文章 做大做強國家重要能源基地、寧夏回族自治區發布寧夏回族自治區氫能產業發展規劃,中央結合地方共同推動產業升級和可持續發展。表 3:固態儲氫行業標準、政策及內容發布時間發布時間發布單位發布單位發布文件發布文件內容內容2024/5/10無錫市發展和改革委員會無錫市氫能和儲能產業發展三年行動計劃(2023-2025)推進核心技術攻關。支持企業開展液氨儲氫、有機液體儲氫
25、、固態儲氫、液態儲氫等復合儲氫及移動加氫、車載換瓶關鍵技術研究2024/2/23內蒙古自治區能源局做好現代能源經濟這篇文章 做大做強國家重要能源基地大力發展綠氫產業,投運世界首條固態低壓儲氫生產線。2023/12/29合肥市人民政府合肥市新型儲能發展規劃(2023-2027 年)重點推動氫儲能技術攻關。加快推動光伏制氫和儲氫、甲醇、天然氣等高效燃料電池關鍵技術和裝備攻關,推進儲氫(氨)材料、容器、車載儲氫系統、氫能發電和摻氨燃燒發電技術研發,支持制氫、儲氫、用氫等系統集成技術開發及應用。2023/9/1內蒙古包頭市人民政府包頭市氫能產業發展規劃(20232030 年)堅持創新驅動,推進高安全高
26、體積密度的固態儲氫技術的發展;開展制氫、固態儲氫、高壓氣態儲氫等核心裝備及關鍵材料制造產業的布局;打造新型固態儲氫材料及裝備制造產業集群。2022/11/11寧夏回族自治區發展改革委寧夏回族自治區氫能產業發展規劃著力開展核心技術攻關。探索開展液氫儲運、氨氫、有機液態儲氫、合金固態儲氫等技術研發和成果轉化。2022/11/7南通市工信局南通市氫能與燃料電池汽車產業發展指導意見(2022-2025 年)推動核心技術創新。聚焦氫氣制儲運加環節,攻關高壓儲運氫設備技術、高效液氫制備與儲運技術、固態儲氫技術,力爭在關鍵裝備領域實現重點突破。2022/10/14北京市經濟技術 北京經濟技術開發區 鼓勵企業
27、開展顛覆性領跑技術研發,推進先進可再生能源制氫、產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券8/15發布時間發布時間發布單位發布單位發布文件發布文件內容內容開發區管委會關于促進氫能產業高質量發展的若干措施液氫儲運、固態儲供氫等領域首臺(套)技術突破、應用示范和系統集成,推動重大創新成果實現產業化。2022/9/7海鹽縣人民政府海鹽縣加快推進氫能產業發展若干政策意見(征求意見稿)支持企業氫能儲運。在儲氫補貼方面,對新建高壓氣態、低溫液態、有機液體及固態等儲氫項目,給予設備(含軟件)實際投資總額 10%的補貼,單個項目補貼限額 1000 萬元。2022/8/5遼寧省發改委遼寧省氫能產
28、業發展規劃(2021-2025 年)提出依托鞍山現有的冶金、裝備制造和原材料產業基礎,重點發展燃料電池、鎂合金固態儲氫設備及其他核心部件和產品的研發生產。2022/8/1工信部、國家發展改革委、生態環境部工業領域碳達峰實施方案調整優化用能結構,推進氫能制儲輸運銷用全鏈條發展。鼓勵企業、園區就近利用清潔能源,支持具備條件的企業開展“光伏+儲能”等自備電廠、自備電源建設。2022/6/15阜陽市人民政府阜陽市氫能源產業發展規劃(2021-2035 年(征求意見稿)開展低溫液態儲氫和固態儲氫(儲氫材料)技術研究。研究突破低溫液態儲氫、有機液體儲氫以及固態儲氫技術,推進建設高壓氣態、低溫液態、固態儲氫
29、多種儲氫方式相結合的儲氫體系。2022/3/23國家發展改革委、國家能源局氫能產業發展中長期規劃(20212035 年)穩步構建儲運體系,推動低溫液氫儲運產業化應用,探索固態、深冷高壓、有機液體等儲運方式應用。2021/10/29上海市節能協會、中國節能協會鎂基氫化物固態儲運氫系統技術要求規定了鎂基氫化物固態儲運氫系統的一般要求、充/放氫技術要求、維護與檢查要求、運輸基本要求。2020/11/3國務院新能源汽車產業發展規劃(2021-2035 年)提高氫燃料制儲運經濟性。開展高壓氣態、深冷氣態、低溫液態及固態等多種形式儲運技術示范應用,探索建設氫燃料運輸管道,逐步降低氫燃料儲運成本。2016/
30、12/13中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統規定了燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統的術語和定義、命名、技術要求、試驗與檢測、標志及包裝、技術要求、試驗監測、標志規定、產品隨機文件等。2010/9/29中國通信標準化協會通信用氫燃料電池固態氫源系統規定了通信用氫燃料電池固態儲氫系統的術語和定義、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存2008/11/15ISOTransportablegasstoragedevicesHydrogenabsorbedin reversiblemetalhybride制定了可運輸儲氫
31、裝置金屬氫化物可逆吸附氫的國際標準資料來源:各協會、政府、標準團體官網,華寶證券研究創新部由于無需原料氣壓縮由于無需原料氣壓縮/液化設備投入液化設備投入,固態儲氫的運營成本相較高壓與液態兩種儲存方式具固態儲氫的運營成本相較高壓與液態兩種儲存方式具有明顯優勢。有明顯優勢。根據氫儲科技的測算,在實現規?;\輸的條件下,當運輸半徑為 100 公里時,高壓氣氫的運營成本為 7 元/公斤,液氫為 18 元/公斤,鎂基固態儲氫為 4 元/公斤;當運輸半徑擴大到 300 公里,高壓氣氫的運營成本陡然上升,至 21 元/公斤,對比液氫 20 元/公斤,鎂基固態儲氫 12 元/公斤;當運輸距離擴大到 500 公
32、里時,高壓氣氫的運營成本已經增加到 35元/公斤,液氫增加到 22 元/公斤,鎂基固態儲氫上升至 20 元/公斤。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券9/15表 4:氣態/液態/固態儲氫運營成本對比儲存儲存方式方式從原料氣運送到加氫站中各環節需要的成本從原料氣運送到加氫站中各環節需要的成本100km300km500km高壓氣氫增壓設備折舊&能耗(+)充裝設備析舊&能耗(+)長管拖車折舊&運營成本(+)增壓設備折舊&能耗(+)7 元21 元35 元液氫液化設備投入&能耗(+)充裝設備投入&能耗(+)液氨槽車折舊&運營成本(+)增壓設備折舊&能耗(+)18 元20 元22 元
33、鎂基固態無充裝設備投入&能耗(+)固態儲道車折舊&運營成本(+)放氣及增壓設備折舊&能耗(+)4 元12 元20 元資料來源:氫儲科技,華寶證券研究創新部此外此外,與其他固態儲氫材料相比與其他固態儲氫材料相比,我國鎂基合金儲氫有望率先獲得規?;瘧梦覈V基合金儲氫有望率先獲得規?;瘧?。鎂基儲氫材料體系的質量儲氫密度通常為 4-7.6w%,可以在常溫常壓下進行氫氣的存儲和運輸,典型的固態儲氫罐包括固態儲氫材料、殼體、氣體管道及過濾器、鰭片、金屬泡沫、加熱管等強化傳熱介質,預置空余空間等。此外,與其他固態儲氫材料如鎳、鈦、稀土相比,地球鎂元素儲量豐富,尤其我國鎂資源全球居首,鎂年產量占全球 85
34、%以上。其次,金屬鎂具有比重輕、阻尼性能優、儲氫量大、電化學容量高等特點,與其他儲氫材料相比具有運輸方便、安全性高、儲氫量大、單次儲運效率高、存儲過程中無氫氣衰減的優勢。我國目前的鎂基儲氫方案具有儲氫質量密度高、成本低、安全性強的特性,能夠匹配氫氣運輸、氫冶金、氫儲能、氫化工、分布式發電、氫內燃機交通工具等多元應用場景,相比其他儲氫材料具有更廣泛的應用空間。表 5:鎂基合金儲氫性能合金合金H/(kJmol-1H2)Capacity/wt%Mg2Ni64.53.6Mg2Si36.45Mg2Fe(H6)875.5Mg0.95ln0.0568.15.3Mg3Ag68.22.1Mg3La812.89M
35、g2CoH5794.5資料來源:張秋雨等鎂基固態儲氫材料研究進展,華寶證券研究創新部4.國內外固態儲氫市場動態國內外固態儲氫市場動態4.1.國內外固態儲氫研發進展國內外固態儲氫研發進展(1)固定式場景固定式應用場景對儲氫系統重量不敏感,但對安全性、壽命和成本要求較高,主要包括可再生能源制氫、儲氫及應用,電網調峰儲能,建筑分布式熱電聯供電源,備用電源等。國內外開展了百公斤級金屬氫化物儲氫示范與應用。2017-2019 年日本環境省資助了“創建氫社會項目”,Hitachi 等企業在光伏、風電制氫儲氫及應用項目中進行儲氫合金材料應用示范。國內進行了電網調峰固態儲氫技術示范,2023 年南方電網建成廣
36、州南沙電氫智慧能源站,實現光伏發電制氫耦合固態儲氫及燃料電池發電應用于電力系統,用電高峰可穩定出力。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券10/15表 6:全球固定式場景固態儲氫開發情況實施單位實施單位儲氫材料儲氫材料儲氫規模儲氫規模/kg案例情況案例情況Japan Steel Works,Ltd.LaNi5120隔里菲斯大學(GriffithUniversity)建造的離網光伏制氫-金屬氫化物儲氫-燃料電池發電系統法國 McPhy鎂基750意大利 Troia Ingrid 可再生能源電解水制氫固態儲氫平臺,5 個HDS150 儲氫模塊,150kg H/模塊,2016 年完
37、成調試澳大利亞 Hydrexia鎂基100澳大利亞 Brisbane 生產設施采用鎂基固態儲氫模塊中國南方電網有限責任公司稀土/鈦合金165廣州南沙電氫智慧能源站由PEM 制氫系統、固態儲氫系統(7 個儲氫模塊)、45 Mpa 靜態增壓系統、35MPa 氫氣加注系統以及 100kW 燃料電池發電系統構成資料來源:李海波固態儲氫技術現狀與發展趨勢分析,華寶證券研究創新部(2)移動式場景叉車、港口及礦區物流車、環衛車等行駛路線相對固定,行駛范圍有限,是固態儲氫移動應用的重要場景。相比高壓氫氣罐,固態儲氫密度和安全性高,續航時間長,固態儲氫罐可減輕叉車配重,適合相對密閉、運行環境清潔的倉儲物流園區。
38、表 7:全球移動式場景固態儲氫開發情況制造商制造商車型車型動力類型動力類型儲氫材料儲氫材料年份年份馬自達Capella內燃機AB,AB2,AB5,鎂合金氫化物1994豐田RAV4FCEV氫燃料電池AB,AB2,AB5,鎂合金氫化物1996本田FCX-V1氫燃料電池AB,AB2,AB5,鎂合金氫化物1999薩凡納河國家實驗室Gator 1燃料電池混合動力Mm(Ni,Al)51998Gator 2燃料電池混合動力Ti(Fe,Mn)1998豐田FCHV-3氫燃料電池AB,AB2,AB5,鎂合金氫化物2001燃料電池推進研究所/桑迪亞國家實驗室礦山機車氫燃料電池(Ti,Zr)(Mn,V,Cr,Fe)2
39、2001通用軍用卡車氫燃料電池低壓金屬氫化物2003STILL GmbH叉車氫燃料電池Ti0.65Zr0.35(Fe,Cr,Mn,Ni)22015科威特科學研究所乘用車氫燃料電池MgH Zr70 Ni20Pd102018產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券11/15制造商制造商車型車型動力類型動力類型儲氫材料儲氫材料年份年份南非先進材料研究所小型摩托車氫燃料電池Ti0.85Zr0.15(Fe,Mn,Cr,Ni,V)22019中國有研科技集團有限公司公交車氫燃料電池AB5 合金2019資料來源:李海波固態儲氫技術現狀與發展趨勢分析,華寶證券研究創新部4.2.國內固態儲氫行業
40、動態國內固態儲氫行業動態固態儲氫行業內部公司不斷加大對固態儲氫技術的研究開發固態儲氫行業內部公司不斷加大對固態儲氫技術的研究開發,實現了多項專利產品的落地;實現了多項專利產品的落地;各公司探索新的應用場景并著手相關項目的建設生產各公司探索新的應用場景并著手相關項目的建設生產,固態儲氫領域競爭激烈固態儲氫領域競爭激烈、充滿發展潛力充滿發展潛力。寶武鎂業:寶武鎂業:項目項目:與氫楓能源與氫楓能源簽訂簽訂上海氫楓能源技術有限公司與寶武鎂業科技股份有限公司戰略合上海氫楓能源技術有限公司與寶武鎂業科技股份有限公司戰略合作協議作協議,開展戰略合作項目,開展戰略合作項目寶武鎂業與氫楓能源在鎂基固態儲氫核心原
41、材料鎂合金的生產制造、加工等環節達成深度合作。雙方將在鎂合金材料生產研發、儲氫性能、鎂丸安全加工以及鎂丸的材料回收開展合作。雙方利用各自的優勢與資源,在鎂基固態儲氫設備市場推廣、應用場景落地等方面展開合作,快速規?;瘜崿F銷售及占領市場,達到互惠互贏互利。產品:鎂基固態儲氫材料產品:鎂基固態儲氫材料目前,寶武鎂業鎂儲氫中試生產線設備逐步安裝到位并進行試產,公司生產的中溫高密度低成本鎂基固態儲氫材料已經具備中批量生產的條件。厚普股份:厚普股份:項目:云南電科院項目:云南電科院 2022 年光伏氫能轉化技術研究與裝置試制項目年光伏氫能轉化技術研究與裝置試制項目厚普股份聯合四川大學中標“云南電科院20
42、22年光伏氫能轉化技術研究與裝置試制項目”。該項目包括光伏發電部分、PEM 制氫部分、堿水制氫、固態儲氫裝置、氫氣加注站、燃料電池發電(不同規模)、應急發電車等,項目 2022 年底完成,是厚普股份首個光伏-制氫-氫儲能(固態儲氫)-加注-發電一體化的耦合類項目。產品:釩基固態儲氫合金產品:釩基固態儲氫合金厚普股份擁有釩基固態儲氫合金技術專利,并基于釩基固態儲氫合金技術研發的低壓固態儲氫裝備進入合金試生產階段。華碩能源:華碩能源:項目:華碩能源固態儲氫項目項目:華碩能源固態儲氫項目華碩能源固態儲氫項目將在 2024 年于內蒙古呼和浩特開工建設,打造內蒙古綠電消納利用示范區,促進內蒙古清潔能源產
43、業集群產值的進一步提升。產品產品 1:精密儀器用固態儲氫罐:精密儀器用固態儲氫罐華碩能源生產的精密儀器用固態儲氫罐具有能夠在中低壓下充放電、常溫下放氫、小體積產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券12/15大容量、操作安全、可反復使用 4000 次以上的性能優點。產品產品 2:固態儲氫合金粉:固態儲氫合金粉華碩能源生產的固態儲氫合金粉具有在低溫低壓下儲放氫、儲氫容量高、安全高效、方便運輸、可逆吸放氫的性能優點。有研工研院有研工研院項目:突破固態儲氫運用新場景項目:突破固態儲氫運用新場景“一體一鏈式氫氣儲、運、加、用新模式一體一鏈式氫氣儲、運、加、用新模式”有研工研院固態儲氫
44、技術突破新應用場景,構建了一體一鏈式氫氣儲、運、加、用新模式。該新模式包含綠電生產、綠氫制備(PEM 制氫)、常溫常壓加注、常溫常壓運輸(固態金屬儲氫模塊運輸)、安全存儲(固態金屬儲氫)、更換式使用一體化解決方案,突破了固態儲氫技術在工業車輛領域的新應用場景,解決了氫氣“儲、運、加、用”4 個環節的安全、成本和效率問題。產品:氫能應急電源車產品:氫能應急電源車有研工研院基于 100kg 氫氣級固態儲氫系統研制的全國首臺氫能應急電源車,在南沙小虎島電氫智慧能源站試運行,其使用的固態儲氫系統可存儲 100kg 氫氣,體積儲氫密度達到國內領先水平,通過為搭載的4個50kW額定功率質子交換膜燃料電池供
45、氫,可使燃料電池在200kW功率下持續供電 6 小時。鎂源動力:鎂源動力:項目項目 1:鎂源動力尖山工廠項目:鎂源動力尖山工廠項目鎂源動力與尖山新區管理委員會簽署了 高純氫化鎂規?;a及應用項目投資協議,并啟動了鎂源動力尖山工廠項目。項目項目 2:高純氫化鎂規?;a及應用項目高純氫化鎂規?;a及應用項目鎂源動力計劃于 2024 年進行高純氫化鎂規?;a及應用項目的建設。專利專利 1:利用低成本電的鎂基固態循環儲放氫系統及其工作方法技術方案:利用低成本電的鎂基固態循環儲放氫系統及其工作方法技術方案鎂源動力擁有的該專利技術公開了一種利用低成本電的鎂基固態循環儲放氫系統及其工作方法。鎂基固態
46、循環儲放氫系統包括蓄熱裝置、鎂基固態循環儲放氫裝置、導熱介質循環系統。在電力充足且價格低于普通電網平均電價的時段內,將電能轉換成熱量,儲存在蓄熱裝置內部。當鎂基固態循環儲放氫裝置需要熱量時,蓄熱裝置依靠導熱介質向鎂基固態循環儲放氫裝置傳遞熱量。該專利可實現節能環保和無污染。專利專利 2:一種鎂基固態儲氫殼管式換熱器制造技術:一種鎂基固態儲氫殼管式換熱器制造技術鎂源動力擁有的該專利技術公開了一種鎂基固態儲氫殼管式換熱器制造技術,解決不便于對鎂基儲氫材料的填充和替換的問題。永安行:永安行:產品產品 1:儲氫棒:儲氫棒產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券13/15永安行使用的儲
47、氫棒采用低壓固態儲氫技術,使用安全且儲氫密度高,并由其子公司江蘇永安行儲氫科技有限公司提供。產品產品 2:氫能自行車:氫能自行車永安行加強固態儲氫技術在公司生產產品上的應用,公司有序拓展并推進氫能自行車業務,生產的氫能自行車儲氫器采用固態儲氫技術,不同于汽車儲氫的 35Mpa 和 70Mpa 的技術路線,永安行固態儲存器的氫氣壓力只有 1-2Mpa,輸出的氫氣壓力僅為 0.05Mpa。專利專利 1:一種低壓固態儲氫器及其氫動力自行車:一種低壓固態儲氫器及其氫動力自行車永安行申請該項低壓固態儲氫器專利,公開了一種低壓固態儲氫器及其氫動力自行車。此發明通過降低固態儲氫容器在初始條件下儲氫容器的內部
48、壓力和設置溫控部件進而控制儲氫容器內溫度等兩方面來對儲氫容器內部的壓力進行控制。表 8:固態儲氫行業公司項目進展及產品專利總結公司公司固態儲氫項目進展固態儲氫項目進展/產品產品/專利專利寶武鎂業簽訂上海氫楓能源技術有限公司與寶武鎂業科技股份有限公司戰略合作協議,達成在鎂基固態儲氫核心原材料鎂合金的生產制造、加工等環節的深度合作,實現鎂基固態儲氫設備市場推廣、應用場景落地,達成互惠互利。鎂儲氫中試生產線設備安裝到位、進行試產中溫高密度低成本鎂基固態儲氫材料具備中批量生產的條件厚普股份“云南電科院 2022 年光伏氫能轉化技術研究與裝置試制項目”落地基于釩基固態儲氫合金技術研發的低壓固態儲氫裝備進
49、入合金試生產階段。華碩能源2024 年華碩能源固態儲氫項目將于內蒙古呼和浩特開工建設。產品“精密儀器用固態儲氫罐”具有能夠在中低壓下充放電、常溫下放氫、小體積大容量、操作安全、可反復使用 4000 次以上的性能優點。產品“固態儲氫合金粉”具有在低溫低壓下儲放氫、儲氫容量高、安全高效、方便運輸、可逆吸放氫的性能優點。有研工研院構建固態儲氫運用新場景“一體一鏈式氫氣儲、運、加、用新模式”。產品“氫能應急電源車”,在南沙小虎島電氫智慧能源站試運行,其固態儲氫系統體積儲氫密度達到國內領先水平。鎂源動力簽署高純氫化鎂規?;a及應用項目投資協議,啟動鎂源動力尖山工廠項目預計 2024 年進行高純氫化鎂規
50、?;a及應用項目的建設申請專利“利用低成本電的鎂基固態循環儲放氫系統及其工作方法技術方案”申請專利“一種鎂基固態儲氫殼管式換熱器制造技術”永安行產品“儲氫棒”采用低壓固態儲氫技術,使用安全、儲氫密度高。產品“氫能自行車”運用固態儲氫技術,所用儲氫器所需氫氣壓力減小。申請專利“一種低壓固態儲氫器及其氫動力自行車”資料來源:各公司公告,華寶證券研究創新部5.投資建議投資建議氫能儲運作為整條行業鏈中的“卡脖子”環節,其成本降低空間與氫能存儲效率備受市場關注,固態儲氫在儲氫密度和本征安全性能方面優勢明顯,隨著相關技術的進一步突破,其應用場景有望不斷拓寬,建議關注固態儲氫及其相關上下游行業的投資機會。
51、產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券14/156.風險提示風險提示1、技術發展不及預期:固態儲氫依賴于材料的化學性能和可逆存儲轉化能力,若技術研發不及預期則影響行業整體的商業化進程;2、下游需求不及預期:固態儲氫行業的需求主要來自下游,若下游行業的需求不及預期則影響固態儲氫行業的市場空間;3、政策推進不及預期:固態儲運的推進離不開相關政策規劃的推進,若政策推進不及預期則將壓縮行業整體的市場化進展;4、本報告提及的上市公司旨在論述行業發展現狀,不涉及覆蓋與推薦。產業深度報告產業深度報告敬請參閱報告結尾處免責聲明華寶證券15/15分析師承諾分析師承諾本人承諾,以勤勉的職業態度
52、,獨立、客觀地出具本報告,本報告清晰準確地反映本人的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體建議或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。公司和行業評級標準公司和行業評級標準 公司評級報告發布日后的 6-12 個月內,公司股價相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:買入:相對超出市場表現 15%以上;增持:相對超出市場表現 5%至 15%;中性:相對市場表現在-5%至 5%之間;賣出:相對弱于市場表現 5%以上。行業評級報告發布日后的 6-12 個月內,行業指數相對同期市場基準(滬深 300 指數)的表現為基準:推薦:行業基本面向好,行業指數
53、將跑贏基準指數;中性:行業基本面穩定,行業指數跟隨基準指數;回避:行業基本面向淡,行業指數將跑輸基準指數。風險提示及免責聲明風險提示及免責聲明 華寶證券股份有限公司具有證券投資咨詢業務資格。市場有風險,投資須謹慎。本報告所載的信息均來源于已公開信息,但本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的任何建議、意見及推測僅反映本公司于本報告發布當日的獨立判斷。本公司不保證本報告所載的信息于本報告發布后不會發生任何更新,也不保證本公司做出的任何建議、意見及推測不會發生變化。在任何情況下,本報告所載的信息或所做出的任何建議、意見及推測并不構成所述證券買賣的出價或詢價,也不構成對所述金融產品
54、、產品發行或管理人作出任何形式的保證。在任何情況下,本公司不就本報告中的任何內容對任何投資做出任何形式的承諾或擔保。投資者應自行決策,自擔投資風險。本公司秉承公平原則對待投資者,但不排除本報告被他人非法轉載、不當宣傳、片面解讀的可能,請投資者審慎識別、謹防上當受騙。本報告版權歸本公司所有。未經本公司事先書面授權,任何組織或個人不得對本報告進行任何形式的發布、轉載、復制。如合法引用、刊發,須注明本公司出處,且不得對本報告進行有悖原意的刪節和修改。本報告對基金產品的研究分析不應被視為對所述基金產品的評價結果,本報告對所述基金產品的客觀數據展示不應被視為對其排名打分的依據。任何個人或機構不得將我方基金產品研究成果作為基金產品評價結果予以公開宣傳或不當引用。適當性申明適當性申明 根據證券投資者適當性管理有關法規,該研究報告僅適合專業機構投資者及與我司簽訂咨詢服務協議的普通投資者,若您為非專業投資者及未與我司簽訂咨詢服務協議的投資者,請勿閱讀、轉載本報告。