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1、 1/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 氫能氫能行業行業深度:驅動因素、深度:驅動因素、發展壁壘發展壁壘、產業產業鏈鏈及相關公司深度梳理及相關公司深度梳理 作為未來理想的清潔能源,氫能正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一,并在推動實現“雙碳”目標和促進能源轉型方面扮演著至關重要的角色。當前,我國在政府、企業、研究機構和社會各界的共同努力下,氫能產業將不斷突破瓶頸,實現從示范應用到商業化推廣的跨越,為構建清潔、低碳、安全、高效的能源體系貢獻力量。在此基礎上,我國將持續加大研發投入,攻克核心關鍵技術,降低成本,完善產業鏈
2、,提高氫能應用普及率,最終推動氫能產業走向成熟,助力我國在全球能源變革中發揮引領作用。在本文中,我們將深入探討氫能行業,分析推動其發展的關鍵因素,并討論當前制約氫能發展的壁壘。隨后,我們將梳理氫能產業鏈,細致剖析產業鏈中的各個節點及其發展趨勢,并列舉可能從中獲益的企業。在此基礎上,我們還將對氫能行業的未來發展趨勢進行展望,期望這些內容能夠增進大家對氫能行業的認識和理解。目錄目錄 一、行業概述及現狀.1 二、驅動因素.4 三、氫能發展的壁壘.13 四、產業鏈分析.14 五、相關公司.38 六、未來展望.43 七、參考研報.44 一、一、行業概述行業概述及現狀及現狀 1、氫能概念及分類、氫能概念及
3、分類 氫能逐步成為全球能源轉型的重要載體。氫能逐步成為全球能源轉型的重要載體。氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,能幫助可再生能源大規模消納,實現電網大規模調峰和跨季節、跨地域儲能,加速推進工業、建筑、交通等領域的低碳化。如今,氫能正逐步成為中國乃至全球能源轉型發展的重要載體之一,是實現雙碳目標的重要抓手,被寄予厚望。按生產來源劃分,氫能源可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。其中,綠氫,綠氫是唯一具有全鏈路零碳排放的核心優勢的氫氣。是唯一具有全鏈路零碳排放的核心優勢的氫氣。但但當前以灰氫為主,與中長期氫源的低碳轉型需求存在當前以灰氫為主,與中長期氫源的低碳轉型需求存在矛盾,
4、給低碳氫源帶來發展機遇矛盾,給低碳氫源帶來發展機遇 2/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、氫能源屬于清潔能源,未來主要應用于工業、交通、電力和建筑四大氫能源屬于清潔能源,未來主要應用于工業、交通、電力和建筑四大領域領域 氫能的有效利用既可以減少碳排放,又可以降低對化石能源的依賴,應用場景豐富,包括工業、交通、電力和建筑四大領域。在工業領域,氫能可直接為煉化、鋼鐵、冶金等行業提供原料、還原劑和高品質的熱源,有效減少碳排放。在交通領域,通過燃料電池技術應用于汽車、軌道交通、船舶和航空器等領域,可降低長距離高負荷交通對石油和天然氣的依賴。在建筑領域,
5、氫能可用于分布式發電,為家庭住宅、商業建筑等供熱供電,或通過天然氣摻氫為園區或居民提供供暖。在電力領域,氫儲能可作為支撐高比例可再生能源發展,可發揮調峰調頻作用,保證電力系統穩定運行。根據中國氫能聯盟預測,到2030 年氫能需求超 3700 萬噸,到 2060 年中國氫能需求將超 1.3 億噸。3/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、我國氫能產業發展的關鍵節點我國氫能產業發展的關鍵節點 我國氫能產業發展經歷了三個階段。第一個階段,我國氫能產業還很薄弱,正處于科技攻關與市場探索的階段,此時無論是投資規模還是企業數量、產業實力都處于起步階段,主要是一
6、些科技型企業進行有限的投資。第二個階段,隨著能源技術革命創新行動計劃(20162030 年)對氫能與燃料電池產業的戰略性地位的確立,我國開始成系統地推動氫能產業的布局,央國企等國家隊開始下場投資氫能產業和項目。前瞻研究院報告顯示,在 2017 年之前,氫能產業每年能拿到的投資不到 10 筆,總額不超過 15 億元;但從 2017 年開始,每年投資基本保持在 25 筆左右,投資金額也逐年走高。2021 年,僅氫燃料電池產業鏈,就有超過 20 家企業獲得資本的支持,融資總金額超過 40億元。在 50 家重點氫能與燃料電池汽車創業項目中,有 36 家于 2021 年度獲得融資,占比 72%。其中,3
7、0 家為燃料電池汽車產業鏈企業,占比 83%;6 家為氫能產業鏈企業,占比 17%。第三個階段,2022 年 3 月,國家發展改革委、國家能源局公布氫能產業發展中長期規劃(20212035 年),明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分后,我國多個地方政府積極發揮各自的產業優勢,開始縱深布局氫能產業集群,形成了制氫、儲氫、運氫、用氫的產業格局,除了 5 大城市群,湖北武漢、山西呂梁、新疆喀什紛紛建設成氫能產業集群。經過十多年來的縱深推進,我國氫能產業正在形成從中央到地方,從央企到民營企業全面布局,多元化應用的發展格局,走出了通往“雙碳”之路的氫能路徑。4、氫能需求旺盛,中國需求占比全球第一氫能
8、需求旺盛,中國需求占比全球第一 2022 年全球氫能需求量年全球氫能需求量 9500 萬噸,中國占比約萬噸,中國占比約 29%。根據 IEA,2022 年全球氫能需求量 9500萬噸,分領域來看,煉化行業需求 4100 萬噸,工業領域需求 5300 萬噸;分地區來看,中國、北美、中東、歐洲分別占比 29%、17%、13%、8%,明顯低于風電、光伏、儲能等其他新能源產業,未來有提升的空間。根據根據 IEA 預測,到預測,到 2030 年全球氫氣需求量將達到年全球氫氣需求量將達到 1.5 億噸,并且在電力、交通、合成原料億噸,并且在電力、交通、合成原料等領域產生新的增量需求。等領域產生新的增量需求
9、。4/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 二、驅動因素二、驅動因素 1、氫能為全球脫碳減排不可或缺的能源構成氫能為全球脫碳減排不可或缺的能源構成 全球脫碳長期趨勢已為強共識。全球脫碳長期趨勢已為強共識。2020 年 9 月聯合國大會上習近平主席宣布在我國 CO2 碳排放力爭2030 年和 2060 年前分別實現碳達峰及碳中和的目標,2021 年 11 月聯合國氣候變化框架公約第26 次締約方大會各國就巴黎協定實施細則達成共識,并在此背景下為達成脫碳階段性承諾目標加速推進各項政策與技術的執行落地,目前已有超過 100 個國家提出碳中和目標,如歐洲已實施
10、碳排放配額交易多年且減排措施逐年趨嚴。對于長期的減排脫碳趨勢,全球各國已達成較強的共識。5/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 氫能為脫碳減排的最后拼圖,將成為能源體系重要部分。氫能為脫碳減排的最后拼圖,將成為能源體系重要部分。根據 IEA 統計,全球最主要的碳排放領域為能源發電、交通運輸及工業生產,2022 年 CO2 碳排量達 318 億噸,合計占總排放量的 86%,因此以上三個領域的脫碳減排為實現碳中和凈零排放的關鍵。盡管近年來風電與光伏發電裝機與新能源車銷量持續攀升有效推動了以上領域的脫碳減排進程,但某些特定領域的能源應用需要擁有更高的能量密
11、度或通過燃燒產生更高的熱值,如建筑供熱領域、公路重載貨運與航空航運等交通領域以及金屬冶煉等工業生產領域,僅依靠基于清潔電能無法直接進行減排替代,減排問題依舊亟待解決,同時如風光等可再生能源發電的波動性、間歇性與資源分布不均又催生資源利用效率不足及電力系統效率下降等問題。作為來源廣泛、清潔環保的二次能源,氫氣具備高能量密度及熱值,可真正意義上實現交通運輸、工業生產等領域大規模、全面深度脫碳,同時可作為長時儲能媒介,與風光等可再生能源耦合,實現能源的跨地域、跨季節調用存儲,提升能源利用效率并優化配置,達到穩定電網的作用。目前全球各主要經濟體均認可氫能在實現低碳能源結構轉型過程中的重要性,目前包括有
12、美國、日本、歐洲各國與歐盟整體等超過 20 個國家地區已制定了氫能發展戰略,并積極發力燃料電池汽車與綠氫產業發展。作為脫碳減排的最后一塊拼圖,有望成為未來清潔能源體系的重要部分,HydrogenCouncil 預測到 2050年氫能將占全球終端能源需求的 22%。6/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、能源安全背景下我國高度重視氫能發展、能源安全背景下我國高度重視氫能發展 我國氫能資源稟賦優勢顯著,能源自主可控需求將驅動氫能行業快速發展。我國氫能資源稟賦優勢顯著,能源自主可控需求將驅動氫能行業快速發展。我國現有能源體系中主要消耗的能源為煤炭、石油
13、與天然氣,分別占 55%/18%/8%,而工業與交通運輸業合計占原油消費總量超70%,占天然氣消費總量近 80%。從能源供給的角度,目前我國整體能源的對外依存度較高,截至2023H1,我國石油對外依存度 72.8%,天然氣對外依存度 39.5%,在國際形勢復雜多變背景下我國能源安全問題將面臨嚴峻考驗。根據前述,氫能可配合其他清潔能源在諸多領域最大限度地替代我國目前對外依存度較高的化石能源,完善我國能源體系且提升能源利用效率,同時我國氫氣資源稟賦優勢顯著,2023 年我國氫氣產量約 3686 萬噸,占全球氫氣總產量超 1/3,為全球最大的產氫國家,因此我國具備氫能產業大規模發展的基礎。(1)中央
14、補貼中央補貼+政策扶持,推進氫能產業全面發展政策扶持,推進氫能產業全面發展 2024 年上半年,中央氫能政策全面加速務實落地,多個政策文件大力鼓勵氫能全產業鏈發展,加快推年上半年,中央氫能政策全面加速務實落地,多個政策文件大力鼓勵氫能全產業鏈發展,加快推進綠色低碳改造,全面拓展氫能應用場景,氫能產業備受重視。進綠色低碳改造,全面拓展氫能應用場景,氫能產業備受重視。中央多項政策圍繞石化化工、鋼鐵、交通、儲能、發電等領域用氫需求,旨在大力推進綠氫等原料替代,謀劃布局氫能等未來能源和未來制造產業發展,實現工業減碳。2024 年 2 月,國家發展改革委等 10 委在綠色低碳轉型產業指導目錄(2024
15、年版)中提出氫能相關產業指導共 6 項,包括含氫冶金、氫能船舶制造、工業氫氣回收利用、氫能“制儲輸用”全鏈條裝備制造、氫能基礎設施建設和運營、氫能等可再生能源互補系統建設和運營等。2024 年 3 月,國務院在政府工作報告中明確 2024年政策取向包含大力發展綠色金融,將推動傳統產業綠色轉型、積極培育新興產業和未來產業,包括鞏固擴大智能網聯新能源汽車等產業領先優勢,加快前沿新興氫能等產業發展。此外,國家發放資金補助,特別支持燃料電池汽車的購置和運營,燃料電池產業的商業化正在緩緩展開。此外,國家發放資金補助,特別支持燃料電池汽車的購置和運營,燃料電池產業的商業化正在緩緩展開。2024 年 4 月
16、,財政部發布關于提前下達 2024 年節能減排補助資金預算的通知,包含第一年度燃料 7/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 電池汽車示范應用獎勵共 11.42 億元,共覆蓋 10個省級行政區 23 市區,省級獎勵金額 TOP5 分別是上海 3.04 億元、北京 2.98 億元、河南 2.38 億元、河北近 1.72 億元、廣東近 0.77億元。據 2024年度節能減排補助資金整體績效目標表,2024年度預撥 110.81 億元,包含對符合條件的城市開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予獎勵。2024年 5 月,國務院在2024-2025
17、 年節能降碳行動方案中部署了重點任務,包括化石能源消費減量替代行動、非化石能源消費(包含氫能)提升行動、鋼鐵與石化化工行業節能降碳行動等 10方面行動 27 項任務 6 項保障措施,其中 5 處提及氫能:將統籌推進氫能發展加強氫冶金等低碳冶煉技術示范應用,鼓勵可再生能源制氫技術研發應用,支持建設綠氫煉化工程,逐步降低行業煤制氫用量。第一年度燃料電池汽車示范應用獎勵資金不得用于支持燃料電池汽車整車生產投資項目和加氫基礎設施建設,即用于支持燃料電池汽車的購置和運營。8/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 9/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業
18、行業|深度深度|研究報告研究報告 (2)地方政策:地方頂層設計相繼出臺,配套政策快速推進地方政策:地方頂層設計相繼出臺,配套政策快速推進 地方政府工作報告:地方政府工作報告:2024 年初的地方兩會上,氫能被寫入 21 個省市的政府工作報告,首次寫入的有 1?。êD希?,詞頻同比提升的有 9 個省市。地方頂層規劃:地方頂層規劃:2024年以來海南、江蘇氫能頂層設計出爐,截至 2024 年 6月,共有 30 個省/直轄市/自治區(除西藏外)針對氫能源發展提出量化目標,目標年份主要集中于 2022-2025 年,部分拓展至2030-2035 年。若以 2025 年為節點,則 30 個省/直轄市/自治
19、區可統計的主要目標數據總計可達到:1)培育龍頭企業數量 175家(17 省市);2)推廣氫燃料電池汽車數量 115,820 輛(25 省市);3)建設加氫站數量約 1264 座(27 省市);4)氫能源產業鏈產值突破 11,495億元(19 省市)。10/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 產業配套政策快速推進,邊際變化主要體產業配套政策快速推進,邊際變化主要體現在:現在:1)更多省市出臺政策推動非化工區制氫松綁、?;S)更多省市出臺政策推動非化工區制氫松綁、?;S可松綁;可松綁;2)五類綠氫補貼加速出臺,政策主要集中在西北、西南等非城市群地區)五類
20、綠氫補貼加速出臺,政策主要集中在西北、西南等非城市群地區;3)山東、四川成)山東、四川成都率先對氫能車輛免收高速公路通行費。都率先對氫能車輛免收高速公路通行費。強調氫能的能源屬性,更多省市出臺政策推動非化工區制氫松綁、?;S可松綁。強調氫能的能源屬性,更多省市出臺政策推動非化工區制氫松綁、?;S可松綁。2024 年 2 月內蒙古指出允許在化工園區外建設風光制氫項目及制氫加氫一體站,且風光制氫項目不需要取得?;钒踩a許可,此前已有吉林、河北、山東、廣東等地積極松綁。11/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 五類綠氫補貼加速出臺,政策主要集中在西北、
21、西南等非城市群地區,推動電解水制氫降本。五類綠氫補貼加速出臺,政策主要集中在西北、西南等非城市群地區,推動電解水制氫降本。截至2024 年 1 月,多省市發布針對綠氫的補貼政策,其中僅有廣東省和深圳市屬于燃料電池汽車推廣示范城市群地區,非示范城市群地區尤其是化工業發達的地區,擁有足夠的現場制氫用氫場景,推廣綠氫的成本較低。從綠氫的補貼政策來看,主要分為五類:購置成本優惠、生產補貼、電價優惠、配套獎勵和消納補貼。購置成本優惠:購置成本優惠:內蒙古對制氫關鍵設備進口免關稅;遼寧沈陽對不同方式制氫的固投給予 10%30%的投資獎勵;寧夏寧東按綠氫生產設備投資額 6%/7%給予一次性補助。生產補貼:生
22、產補貼:以吉林省、濮陽市等地區為例,其政策主要針對制氫廠采取綠氫的直接生產補貼,首年補貼15 元/kg,后續退坡,連續 3 年每年最高補貼 500 萬元。電價優惠:電價優惠:電價優惠主要有兩種形式,一種以廣東地區為代表的蓄冷電價政策,同時谷電用電量超 50%的免收基本電費,另一種四川地區為代表的采用地區低價電并給予一定的電費支持。配套獎勵:配套獎勵:目前已發布政策的配套獎勵有風光指標和土地優惠,如湖北 1000標方/時的綠氫制氫產能獎勵 50MW 風光指標,濮陽市也給予一定的指標獎勵。消納補貼:消納補貼:內蒙古鄂爾多斯和新疆克拉瑪依市對落地該地且氫氣產能大于 5000 噸/年的風光制氫一體化項
23、目主體,按綠氫實際銷售量給予補貼,2024年補貼為 3000 元/噸。寧夏寧東基地對在寧東基地實施綠氫替代的化工項目,按 5.6元/公斤標準給予用氫補貼。12/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 山東、四川成都率先對氫能車輛免收高速公路通行費。山東、四川成都率先對氫能車輛免收高速公路通行費。1)2 月 29 日,山東省推出國內首個對氫能車輛免收高速公路通行費的政策,為全國各省份推廣氫車做出示范引領。2)4 月 16 日,成都市在全市范圍內放寬氫燃料電池商用車市區通行限制,免除部分高速路上氫燃料電池商用車高速公路通行費。非示范城市群若沒有低成本氫氣,燃
24、料電池車全生命周期難以具備經濟性,山東、四川成都優惠政策的出臺也 13/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 為其他區域探索支持氫能車輛應用提供了寶貴思路,未來仍可以進一步提升氫能車輛路權等形式予以非補貼支持(不會增加財政負擔),或帶動燃料電池車銷量進一步提升。三三、氫能發展的壁壘、氫能發展的壁壘 目前氫能發展面臨成本高企、專利壁壘、全球標準認定不同及由此延伸的貿易壁壘三大瓶頸,也對應未來主要成長動力。1、認定標準未統一、認定標準未統一 目前主要氫能參與經濟體歐盟、美國、中國、日本均未統一氫能類型的認定標準。目前主要氫能參與經濟體歐盟、美國、中國、日本
25、均未統一氫能類型的認定標準。主要體現在:1)在碳排放核算環節方面,歐盟、美國均以原料到運輸環節為核算范圍,即涵蓋原材料獲取、運輸,氫氣生產、現場儲運、運輸至終端環節等全生命周期。而中國、日本則以原料到生產為核算范圍,即涵蓋原料獲取、運輸、氫氣生產、現場儲運環節,但不包括氫氣運輸至終端環節,核算范圍相對寬松。但是,日本對于境外生產氫氣的碳排放核算,則要求涵蓋長途運輸環節。2)在碳排放強度方面,歐盟、美國、中國、日本給定的范圍分別是不超過 3.4、4、4.9、3.4kgCO2/kgH2o。3)不同于歐盟和中國,將綠氫可再生氫的生產方式定義為可再生能源電解水制氫美國和日本僅依據制氫的碳排放做出具體劃
26、分,但在生產方式的定義上較為寬泛。美國的制氫方式包括但不限于藍氫、乙醇和甲醇等氫載體燃料制氫、可再生能源電解水制氫、核能制氫等。日本對于制氫方式無明確規定。4)在制氫電源認定方面,歐盟規定較為明確、更為嚴格。對于網電的使用,需要在可再生能源比例超 90%的地區,或者在低碳排放限制地區簽訂可再生能源購電協議。中國則將制氫電源劃定為可再生能源,但未限制使用網電或提出配備綠證等要求。美國、日本對于制氫電源無具體要求。2、成本高企、成本高企 14/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 未來氫的總需求和制氫減排需求提升后,未來氫的總需求和制氫減排需求提升后,成本
27、控制將成關鍵且依賴中國。成本控制將成關鍵且依賴中國。據 IEA 預測,2030年全球氫需求的 1.5 億噸中,低碳氫源的產量將突破 6900萬噸、占氫氣總產量 46%,其中藍氫和綠氫產量分別為 1800 萬噸和 5100萬噸、占比 12%和 34%。細分到煉油、合成氨制甲醇等三大氫氣應用領域,2030年低碳氫源的使用占比將分別達到 20%、15%、20%?,F階段低碳氫源尚未形成大規模生產,藍氫對地質條件或原材料供應的要求苛刻、產能存在上限,而綠氫放量不受地質條件和原材料限制,但現階段制綠氫成本高、缺少經濟性。據彭博新能源財經,中國制氫電解設備的系統成本比歐美低,未來氫能最重要的推動力量仍然將依
28、賴中國實現設備和氣體制備兩方面降本。3、專利壁壘、專利壁壘 全球氫能專利主要由歐盟全球氫能專利主要由歐盟(德國、法國、荷蘭德國、法國、荷蘭)與日本主導,美國專利占比居前但份額出現下滑,韓國與日本主導,美國專利占比居前但份額出現下滑,韓國和中國則嶄露頭角。和中國則嶄露頭角。20112020年間歐盟、日本、美國、韓國、中國的電解水制氫國家專利占比分別為28%、24%、20%、7%、4%。在制氫、儲運、終端應用等領域,歐盟、日本、美國地區均居于前三位,在制儲用三大環節歐日美的合計占比分別 67%、78%、74%。韓國和中國緊隨其后,在各環節的專利合計占比均 10%上下。相對優勢指數表現上,歐、日在各
29、環節均位居前兩位。美、中在各環節的相對優勢指數均小于 1,但韓國則在終端應用領域較突出。歐美日韓的頭部企業和研究機構主導了氫能國際專利申請。其中在成熟技術基礎上的工藝改進由歐美化工企業主導,日韓車企則在氣候中和驅動型專利創新中領先。法國的專利優勢在于研究機構而非企業。四、產業鏈分析四、產業鏈分析 根據氫氣的應用鏈條可將氫能產業鏈整體劃分為氫氣生產、氫氣儲運與氫氣終端利用三大環節:根據氫氣的應用鏈條可將氫能產業鏈整體劃分為氫氣生產、氫氣儲運與氫氣終端利用三大環節:上游與中游的氫氣“制-儲-運”環節主要基于不同的技術路線存在劃分,下游氫氣的終端應用場景較為廣泛,全球現有氫氣的最大應用場景為石油煉化
30、中的加氫裂化環節,占全球氫氣消耗量的 44%,同時氫氣也作為合成氨/甲醇生產等化工領域的原材料、電子儀器及粉末冶金工業等領域的還原劑或保護氣體,以及航天等領域的燃料。相較于傳統應用場景,未來氫能將在全球碳中和大勢之下著重發力于交通運輸、長時調峰儲能、合成燃料以及綠氨與冶金工業的脫碳減排以及建筑采暖供熱等領域。15/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 1、制氫:減排趨勢下綠氫放量在即,電解槽降本空間大、需求潛力旺盛制氫:減排趨勢下綠氫放量在即,電解槽降本空間大、需求潛力旺盛 綠氫契合脫碳減排趨勢,極具發展潛力。綠氫契合脫碳減排趨勢,極具發展潛力。目前成
31、熟的氫氣制取技術路線主要包括利用煤炭/石油/天然氣等化石能源重整制氫、利用焦爐煤氣/氯堿尾氣/合成氨尾氣/丙烷脫氫等工業副產提純制氫、電解水制氫三大類別,以及生物質/光解水制氫等實驗階段技術路線。根據碳排放對產出氫氣進行分類,氫氣分為灰/藍/綠氫?;覛渫ㄟ^化石能源/工業副產制備,排放大量二氧化碳;藍氫在灰氫基礎上通過 CCUS技術(Carbon Capture,Utilizationand Storage,碳捕集、利用與封存技術)減少碳排放;綠氫通過可再生能源電解水制取,可真正意義上實現零碳排放,符合綠色氫能的發展路徑,同時其具有生產靈活、產氫純度高以及副產氧氣價值高的優勢,是未來發展潛力較大
32、的制氫方式,有助于加速實現全球各國脫碳減排的目標。16/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 灰氫主導當前氫源,綠氫長期需求增長空間廣闊?;覛渲鲗М斍皻湓?,綠氫長期需求增長空間廣闊?,F階段灰氫占據全球氫氣產量超 95%,灰氫生產技術相對成熟且成本較低,煤制氫或天然氣制氫成本僅 10-15 元/kg,而可再生能源電解水制取綠氫的成本超過 30 元/kg,由于成本遠高于灰氫導致尚未普及。氫氣供給結構方面,2022 年化石能源制氫主導全球氫氣供給,占比 84%,與工業副產氫共同歸屬灰氫合計占比達 99%,電解水制綠氫占比僅不到 1%,IEA 預測到 2030
33、 年灰氫占比將降至 53%,電解水制氫占比有望提升至全球氫氣總供應的 33%。氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年計劃到 2025 年我國可再生能源制氫規模 10-20萬噸/年,到2035 年可再生能源制氫占能源總消耗比重將顯著提高,中國氫能源及燃料電池產業白皮書也預測到 2050 年我國氫氣需求中可再生能源制氫占比將達 70%,未來隨著各國全球政策的持續推動,疊加可再生能源電價下行與碳價提升等因素將共同驅動綠氫成本下降,綠氫有望逐步走向平價,長期需求增長空間廣闊。堿性電解水制氫為當前主流技術路線。堿性電解水制氫為當前主流技術路線。電解水制氫目前有 4 種技術路線,分別為堿性(ALK
34、)、質子交換膜(PEM)、固體氧化物(SOEC)以及陰離子交換膜(AEM)電解水制氫技術,其中 ALK 技術最成熟,為現階段應用最廣泛的電解水技術,其投資成本較低,但由于電流/功率密度較低增加了系統尺寸和制氫成本,此外還存在產出氫氣純度不足等問題。PEM 技術相較 ALK 在電流/功率密度、產出氫氣純度與能量轉化效率等方面都有較大提升,且可靈活快速啟停,市場關注度較高,目前主要的瓶頸在于貴催化劑和氟化膜材料導致設備投資成本大幅提升,同時由于技術尚不成熟,其使用壽命低于 ALK。SOEC 與 AEM 技術尚未實現工業化應用。17/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究
35、報告研究報告 電解槽價值量高,為核心電解水制氫系統核心設備。電解槽價值量高,為核心電解水制氫系統核心設備。目前 ALK 與 PEM 兩種技術路線的電解水制氫系統的構成主要包括電解槽主體、BOP 輔助系統,其中在電解槽上二者有所區分,ALK 電解槽主要由極板、電極、隔膜、密封墊圈等構成,而 PEM 電解槽主要由質子交換膜、催化劑、氣體擴散層和雙極板組成。BOP 輔助系統由供電設備(電源、變壓器、整流器)、氣液分離設備、干燥純化設備及其他設備構成。以 1MW 電解水制氫系統為例,ALK 電解水系統成本中電解槽/供電設備/氣液分離與干燥純化設備/其他 BOP 設備分別占比總成本的 50%/15%/1
36、5%/20%,而 PEM 電解水系統成本中電解槽/供電設備/氣體分離純化設備/其他設備分別占比總成本 60%/15%/10%/15%,其中由于質子交換膜、催化劑成本較高導致 PEM 系統中電解槽的成本占比高于 ALK。18/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 成本優勢帶動成本優勢帶動 ALK 出貨占優,出貨占優,PEM 降本空間大,電解槽長期需求潛力旺盛。降本空間大,電解槽長期需求潛力旺盛。由于 ALK 電解槽技術相對成熟,其成本與售價相較 PEM有較大的優勢,1,000Nm ALK 電解槽設備售價約 600-800萬元,與200Nm PEM 電解槽
37、價格相近,二者單位成本相差 3-4倍。成本優勢帶動 ALK 電解槽出貨高增,2022年全球 ALK 電解槽出貨 775MW,占比 76%。目前我國 ALK 電解槽已實現規?;a,2022 年國內95%以上的電解槽出貨為 ALK 技術路線,PEM 電解槽由于質子交換膜、催化劑等核心材料依賴進口,目前仍處于發展初期。PEM 路線相較 ALK 路線在啟停響應速度、效率衰減等方面優勢顯著,同時體積更小具有更廣泛的應用場景,未來有望通過規?;a以及降低貴金屬催化劑用量等方式實現降本,預計 2030 年 PEM 電解槽單位成本有望降低至 63-234/kW,降幅近 80%,降本潛力空間較大。平價化趨勢
38、加速綠氫放量,長期電解槽市場空間廣闊、需求潛力旺盛,預計 2027 年全球范圍電解槽年裝機功率有望達 9.3GW,5 年 CAGR56%,我國電解槽年裝機功率有望達 7.3GW,占全球年裝機功率近 80%。PEM 電解槽將在持續降本推動下實現快速滲透,2027 年全球 PEM 電解槽裝機功率有望增長至 3.1GW,5 年 CAGR66%。19/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 中國制氫行業參與者眾多,市場份額較為分散。中國制氫行業參與者眾多,市場份額較為分散。其中,中國石化每年氫產量超過 350 萬噸,市場份額約14%左右,國家能源集團年生產超過
39、400 萬噸的氫氣,市場份額約 16%,兩者合計占比約 30%。按注冊資本劃分,注冊資本大于 100億元的企業有中國石油、國家能源集團、中國石化、寶武集團、河鋼集中國石油、國家能源集團、中國石化、寶武集團、河鋼集團團;注冊資本在 10-100 億元的企業有寶豐能源、美錦能源寶豐能源、美錦能源等;注冊資本在 10 億以下的企業包含華昌化華昌化工、凱美特氣工、凱美特氣等企業。2、儲運儲運:國產化替代推進氫瓶降本,:國產化替代推進氫瓶降本,IV 瓶應用有望加速落地瓶應用有望加速落地 目前氫氣儲運成本占終端用氫成本構成比例約 30%,因而儲運環節的技術發展對于氫能產業鏈整體的降本發展趨勢至關重要。儲氫
40、方式根據氫氣儲存的形態可分為氣態儲氫、液態儲氫、固體儲氫三種儲氫方式根據氫氣儲存的形態可分為氣態儲氫、液態儲氫、固體儲氫三種:氣態儲氫主要以高壓氣態儲氫瓶為容器,結構簡單且充放氫速度快,是現階段的主要儲氫方式,液態儲氫包括低溫液氫及利用不飽和有機液體儲氫兩種方式,儲氫密度較高,但充放需要增加液化/氣化或吸氫/脫氫環節,能耗高且需要較高的設備投入成本,導致成本遠高于氣態儲氫,故目前僅有少量應用場景采用低溫液態方式儲氫;固態儲氫是以氫化物或納米材料等作為儲氫載體,通過物理與化學吸附的方式實現儲氫的方式,由于技術成熟度相對較低,仍處于實驗開發階段。氣態儲運領域代表企業包括中集安瑞科、中材科技中集安瑞
41、科、中材科技等,液態儲運領域包括富瑞特裝、航天晨光富瑞特裝、航天晨光等,固態儲運領域包括有研集團有研集團等。20/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 35MPa III 型瓶已型瓶已批量應用,批量應用,70MPa IV 型瓶尚待突破。型瓶尚待突破。氣態儲氫瓶主要分為純鋼制金屬瓶(I 型)、鋼制內膽碳纖維半纏繞瓶(II 型)、鋁內膽碳纖維全纏繞瓶(III 型)和塑料內膽碳纖維全纏繞瓶(IV型)四代產品,通過高強度纖維與塑料替代金屬瓶身與內膽已達到減重降本進而提升儲氫密度為主要的技術迭代趨勢。同時根據使用場景不同,儲氫瓶適用的儲氫壓強亦有區分,目前主流車
42、載儲氫瓶壓強為35MPa 與 70MPa,加氫站固定式儲罐與拖車長管容器壓強在 15-30MPa。目前我國商業化應用的主流車載儲氫瓶為大口徑 35MPa III 型瓶,而海外已具備 70MPa IV 型瓶批量供應能力。IV 型瓶對于內膽材料與瓶身密封性要求苛刻,技術壁壘高且生產難度大,我國現階段技術發展進程相對滯后于海外,同時由于早年 IV 型瓶引起安全事故后限制使用導致相關行業法規標準缺失,直至 2020 年 9 月車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全纏繞氣瓶團體標準發布后才放開生產限制,因此目前 IV 型瓶仍處于小規模推廣階段,未來重卡等應用端對儲氫密度要求逐步增加將推動儲氫瓶高壓/輕量化趨勢,我
43、國 70MPa IV型瓶商業化應用有望提速。碳纖維為氫瓶核心原材料,國產化率提升推動降本與前沿技術落地。碳纖維為氫瓶核心原材料,國產化率提升推動降本與前沿技術落地。從成本結構來看,碳纖維復合材料為高壓儲氫瓶的核心原材料,在 35MPa III 型瓶中成本占比超過 60%,而在全纏繞 70MPa IV 型瓶中成本占比接近 80%。目前我國碳纖維材料整體進口依賴度較高,其中 T800級別以上高端碳纖維普遍依賴日本東麗集團,近年來隨著中復神鷹等企業技術持續突破,我國碳纖維國產化比例已由 2017-2019 年約30%提升至 2023 年 77%,預計將帶動高壓儲氫瓶成本穩固下降,同時也將推動 70M
44、Pa IV 型的批量應用。21/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 與儲存環節基本一致,氫氣輸運環節可分為氣與儲存環節基本一致,氫氣輸運環節可分為氣-液液-固三種形態并以交通或管道的形固三種形態并以交通或管道的形式輸運:式輸運:以交通形式的運輸主要以搭載高壓氣氫與低溫液氫容器的車輛進行運輸,其中高壓氣氫長管拖車為我國目前主要的氫氣交通運輸形式,在中短途區域性氫能運輸中具備一定經濟性,但隨運輸距離增長而邊際遞減,中長距離交通運氫主要通過液氫槽車完成,海外部分加氫站使用該方式運輸。管道的形式輸運目前主要以氣氫直接輸運或氫氣摻混天然氣的方式進行,可實現氫能
45、的連續性、規?;?、長距離點對點輸送,單位運輸成本低但前期資本支出較高,目前全球輸氫管道總里程已超 6,000km,國內總里程約 400km,相較國外仍處于發展初期階段。根據氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年),未來我國將進一步推動低溫液氫儲運產業化應用,并開展摻氫天然氣管道、純氫管道示范試點以加快降低氫氣儲運成本,我們認為隨著未來氫能應用場景逐漸豐富,各儲運技術將基于各自特性而適用于不同情形,各氫能儲運技術將并行發展。目前氫能產業鏈儲運環節的需求主要為儲氫容器,2023 年全球高壓儲氫瓶銷量為 64.8 萬個,其中中國銷量 37.2 萬個,占比 57%,預計到 2025/2028
46、年全球高壓儲氫瓶銷量有望達 163/995 萬個,中國銷量有望達 92/670 萬個。22/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、加氫站:隨著加氫站:隨著政策松綁,基礎設施加氫站建設有望提速政策松綁,基礎設施加氫站建設有望提速 能源法(草案)將氫能列入能源范疇,有望推動全國放開加氫站的報批和建設限制,推動加氫站加速建設。根據北京、廣東、上海等 26 省/市規劃數據,到 2025 年加氫站數量將達到約 1264 座,其中廣東省規劃建成 200座,遠超其他地區。隨著上游制氫和下游燃料電池車的快速發展,中游的加氫站建設有望鋪開。截至 2023 年我國已建
47、成加氫站 407 座,較 1264 座目標仍有較大增長空間。數量數量:根據高工產研氫電研究院(GGII)數據,2020-2023 年我國新建成加氫站數量分別為 59 座、108 座、100 座、62 座;截至 2023 年底政府支持力度較大的廣東已建成 59 座,遙遙領先。23/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 建站類型:建站類型:根據 GGII 數據,截至 2022 年末,中國累計建成的加氫站中,單一站占比達 62%,為主要建站類型;而 2023 年新建成加氫站以合建站為主,占比 72%,在加氫站盈利困難的背景下,合建站以“油”養氫的模式獲得市場
48、青睞。建站氫氣加注能力:建站氫氣加注能力:根據 GGII 數據,2023 年新建成加氫站中加注能力在 1000kg/d 及以上的企業合計超 51%,占主要地位。加注能力在 2000kg/d 及以上的代表性加氫站有重慶石油長壽經開區綜合能源母站(含加氫功能)、華久新能源綜合能源站、匯能正和加氫加氣(LNG)一體站、金馬氫能固定式加氫站等,氫氣日加注能力分別為 6400kg/d、2000kg/d、3000kg/d、2000kg/d。加氫站建設投資主體加氫站建設投資主體:加氫站建設領域代表企業包括中國石化、中國石油中國石化、中國石油等。2023 年新建成加氫站的建設主體以國企為主,占比近 72%,民
49、企占比 17%,另有少數外企,如殼牌及美國 AP 等,占比不足4%。其中,中石化建站數量最多,共建成 17 座,其次為中石油,共建成 5 座。4、應用場景應用場景(1)工業用氫是消納主陣地,降本工業用氫是消納主陣地,降本疊加減碳催化規模應用疊加減碳催化規模應用 1)電價低于電價低于0.25元元/kWh時綠氨具備競爭力時綠氨具備競爭力 相比于傳統原料合成氨,綠氫合成氨工藝精簡,碳排量小。相比于傳統原料合成氨,綠氫合成氨工藝精簡,碳排量小。我國傳統合成氨以煤或天然氣為原料,通過造氣爐制得半水煤氣后依次經過脫硫、變換、脫碳、醇烴化等工序得到凈化氣,再在高溫高壓下經催化合成氨,合成氨經過冷凍系統液化后
50、儲存。由于主要使用灰氫或藍氫,所以碳排放量較大。按照每噸合 24/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 成氨能耗基準平均值 1405kg 標煤,中國合成氨每年二氧化碳排放量約 1.87 億噸。而電解水制得的綠氫采用哈伯-博世法工藝合成氨的技術路徑成熟,工藝流程更加精簡??紤]碳稅后,考慮碳稅后,綠氫合成氨成本優勢更大,具有競爭力。綠氫合成氨成本優勢更大,具有競爭力。2023 年全國合成氨產量 6765 萬噸,其中約六成用于尿素合成。2022 年合成氨市場均價范圍在 37585110 元/噸,以煤或天然氣為原料的合成氨利潤8002000元/噸。綠氫合成氨的
51、成本主要在于電價,在不計算碳稅、以中國目前市場上碳排放成本 50元/噸計算和以國外市場上碳排放成本 50 美元/噸計算的 3 種情景下,合成氨市場價格在 27005000元/噸,能承受的電價在 0.220.42 元/kWh 之間,在考慮碳排放成本之后,能承受的電價都相應提高。當電價為 0.25 元/kWh 以下時,合成氨價格在 3000元/噸時,綠氨具備競爭力。2)電價低于電價低于0.15元元/kWh時,綠色甲醇具有經濟效益時,綠色甲醇具有經濟效益 甲醇在體積和質量能量密度上占據優勢。甲醇在體積和質量能量密度上占據優勢。氫能的質量能量密度在所有燃料中最高,但體積能量密度最低,對于汽車來說,由于
52、空間有限,承載的能量越大是合適的發展方向。目前氫能儲運以及車端商業化應用主要以高壓氣態為主,氣態儲氫技術相對成熟,但儲氫密度低。而氫氣在常壓下低于-253時可實現液化,但是大規模液氫存儲和輸運能耗和成本很高。甲醇常溫常壓下為液態,常溫下 1 升液氫只有 72 克氫氣,1 升甲醇跟水反應可放出 143g 氫氣,1 升甲醇的產氫量是 1 升液氫的 2 倍,因此甲醇可作為一種液態的儲氫載體,從而實現氫能的安全、低成本存儲和運輸,在陸上管路運輸和海上運輸都有巨大的優勢。甲醇下游應用廣泛,超過五成用于制備烯烴。目前國內外主要以化石燃料制甲醇,成本約為 2430 元/t,當電價低于當電價低于 0.15 元
53、元/kWh 時,綠色甲醇具有經濟效益。時,綠色甲醇具有經濟效益。在技術進步和碳稅的雙重推動下,二氧化碳+綠氫制甲醇成本將具有競爭性。不考慮碳稅情況下,煤價 800 元/噸時,煤制甲醇的成本約為 2430 元/噸。以綠電制綠氫為原材料的成本測算中,當電價低于 0.15 元/kWh 時,綠色甲醇的成本接近煤制甲醇的成本,疊加綠色溢價具有競爭優勢。25/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3)國內外加快綠電綠氫一體化煉化項目布局國內外加快綠電綠氫一體化煉化項目布局 全球煉油用氫超全球煉油用氫超 4100 萬噸,以自供為主。萬噸,以自供為主。2022 年全球
54、煉油用氫量超過 4100 萬噸,其中 80%是在煉油廠現場生產的,約 20%是外購的。在煉油廠自產氫氣中約 55%是通過專門的制氫裝置生產,以煤制氫為主,約 45%是煉油廠其他環節的工業副產氫,如石腦油裂解產生的副產氫等。根據 IEA 預測,由于在凈零排放的要求下需要扭轉對于化石燃料的需求,因此導致煉油量減少,預計到 2030 年煉油用氫量將低于 3500萬噸。氫氫氣在石油化工領域的主要作用包括加氫精制和加氫裂化。氣在石油化工領域的主要作用包括加氫精制和加氫裂化。加氫精制主要包括脫硫脫硝、保護催化劑等,在石油煉制過程中,煉油用氫氣主要用于石腦油加氫脫硫、粗柴油加氫脫硫、燃料油加氫脫硫、改善飛機
55、燃料的無火焰高度和加氫裂化等方面;另外在煉油和化工工藝中,很多地方要用到催化劑,而一些非金屬化合物和金屬化合物會導致催化劑中毒,使催化劑失去活性,如 S、N、O、砷、鋅、鉛等,需要使用高純氫保護催化劑。加氫裂化主要用于 C3 餾分加氫、汽油加氫、C6-C8餾分加氫脫烷基以及生產環己烷等方面,將不飽和的烴通過加氫轉化為飽和烴從而提高輕質油的收率和產品飽和度并且降低雜質。煉化行業碳排放占比大,國內外明確規劃應用綠氫煉化。煉化行業碳排放占比大,國內外明確規劃應用綠氫煉化。煉化行業作為國民經濟的支柱產業,也是碳排放大戶,我國原油加工量約 7.5 億 t/a,排放的二氧化碳總量約 5 108t,CO2
56、排放量占全國碳排放總量的 13%,占工業部門的 17%。國內外企業加快國內外企業加快“綠電綠電綠氫綠氫煉化煉化”一體化部署。一體化部署。國外大石油石化公司明確提出了凈零碳排放目標和低碳發展戰略,加快部署“綠電綠氫煉化”一體化示范項目,積極推進綠色低碳轉型。如 BP 公司與海上風電開發商合作,將在德國 Lingen 煉油廠大規模應用綠氫。殼牌公司現已公布 7 個碳中和綠氫項目;2021 年 7 月,開始建設歐洲最大的質子交換膜電解槽,可年產 130 噸綠氫,用于德國萊茵蘭煉廠加氫 26/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 裝置。2023 年 8 月,國
57、內規模最大的光伏發電制綠氫項目新疆庫車綠氫示范項目全面建成投產,年生產的 2 萬噸綠氫全部就近供應中國石化塔河煉化公司,實現煉油產品綠色化。4)氫冶金實現鋼鐵行業綠色低碳轉型氫冶金實現鋼鐵行業綠色低碳轉型 我國鋼鐵行業碳排放占全國碳排我國鋼鐵行業碳排放占全國碳排 15%,占全球鋼鐵碳排,占全球鋼鐵碳排 60%。鋼鐵行業是我國工業的支柱性產業,其二氧化碳排放量巨大,據中國鋼鐵協會統計,2020 年,我國鋼鐵行業二氧化碳排放量約 18億噸,占全國二氧化碳排放總量的 15%,占全球鋼鐵行業二氧化碳排放總量 60%以上。麥肯錫統計,為實現巴黎氣候變化協定中“21 世紀末全球平均氣溫上升不超過 1.5”
58、的約定,到 2050 年我國鋼鐵行業減排近100%。在鋼鐵行業中如果大規模使用氫代替焦炭作為還原劑,源頭降碳,可實現鋼鐵行業的大幅度減碳,推動鋼鐵行業碳中和目標實現。氫冶金分為高爐噴吹焦爐煤氣和氫氣氣基豎爐直接還原鐵兩種,均具有顯著減排能力。氫冶金分為高爐噴吹焦爐煤氣和氫氣氣基豎爐直接還原鐵兩種,均具有顯著減排能力。由于國內以高爐轉爐長流程為主的工藝結構特點短時間內不會改變,因此現有工藝結構的優化調整和新工藝的研發應用是國內鋼鐵工業碳減排的主要技術發展方向,其中高爐噴吹焦爐煤氣中焦炭煤氣可為高爐提供氫氣作為還原劑,降低二氧化碳排放,具有設備簡單、技術可靠的優點;富氫氣基豎爐采用無焦直接還原鐵,
59、可大幅降低煉鐵過程中的碳排放,減排能力可達 50%-95%。27/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 隨著綠氫成本下降和碳排放成本上漲,氫冶金將具有成本優勢。隨著綠氫成本下降和碳排放成本上漲,氫冶金將具有成本優勢。以氫氣直接還原鐵和長流程高爐煉鐵比較,只考慮氫氣和焦炭的成本時,根據日本鋼鐵協會估算,目前生產一噸鐵需焦炭 340kg,成本為 680元,二氧化碳排放量為 1.25 噸;生產一噸鐵需氫氣 89kg,氫成本為 15 元/kg,成本共為 1335 元,則當相應碳稅為 524元/噸時成本保持持平。根據百人會氫能中心預測,到 2030年碳稅為 20
60、0-250元/噸,氫氣成本小于 10.4511.15 元/kg 時,綠氫有望具備與傳統焦炭煉鐵方式相當的成本優勢。國內鋼鐵企業大舉布局氫冶金路線。國內鋼鐵企業大舉布局氫冶金路線。中國鋼鐵企業自 2019 年起開始積極探索氫能冶金技術,主要參與者包括寶武集團、河鋼集團寶武集團、河鋼集團和中國鋼研中國鋼研等。寶武集團采用焦爐煤氣制氫-氣基豎爐氫冶金技術路線,氫冶金規模達到 30萬 t/a,河鋼集團采用焦爐煤氣零重整-氣基豎爐氫冶金路線,工程規模達到 120萬 t/a,是全球首例 120萬噸焦爐煤氣零重整“氫冶金示范工程”項目,成為世界鋼鐵史上由傳統“碳冶金”向新型“氫冶金”轉變的一個重要里程碑,標
61、志著冶金工藝綠色變革進入成熟期。28/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (2)燃料電池:應用廣泛,核心組件降本可期燃料電池:應用廣泛,核心組件降本可期 燃料電池具有悠久的發展歷史,應用場景廣泛。燃料電池具有悠久的發展歷史,應用場景廣泛。燃料電池是通過化學反應將燃料及氧化劑中蘊含的化學能轉化為電能的裝置。燃料電池可廣泛用于多種場景,如交通(商用車、電動車、無人機、船舶)、固定/分布式電源(熱電聯產 CHP、不間斷供電系統 UPS、分布式發電)等。PEM 適用于交通,適用于交通,SOFC 適用于分布式發電。適用于分布式發電。燃料電池技術根據電解液的不同
62、可以分為 5 大類:PEM、AFC、PAFC、SOFC、MCFC,其中 PEM能夠在 50-100下運行,啟動時間短,空氣可作為氧化劑來源,因而成為交通能源的首選技術路徑。而 SOFC 及 MCFC 運行溫度較高,可將空氣作為氧化劑,更適用于大型分布式發電。1)燃料汽車新品覆蓋全領域,核心組件降本可期燃料汽車新品覆蓋全領域,核心組件降本可期 預計預計 2030 年中國燃料電車銷量超過百萬輛。年中國燃料電車銷量超過百萬輛。根據 SNE,2023 年全球燃料電池銷量 1.44 萬輛,同比下降 30.2%。2023 年中國氫燃料電池汽車銷量超 5508臺,同比增長 64%,燃料電池裝機超 750MW
63、,同比增長 49%。2024 年 1-4 月中國燃料電池汽車銷量 1082 輛,同比增長 10%,燃料電池裝機 179MW,同比增長 291%。根據氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年),到 2025 年我國燃料電池汽車保有量達到 5 萬輛。根據勢銀預測,到 2030 年燃料電池汽車銷量將超過 40 萬輛,保有量超過百萬輛,主要應用于牽引車、公交車、物流車等商用車領域。29/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2023 年工信部發布 296 款燃料電池汽車新品,覆蓋汽車全領域。2023 年,工信部共發布 296 款燃料電池汽車,其中燃料電池
64、貨車 254 款,客車 38 款,乘用車 4 款。燃料電池系統及核心零部件降幅已達燃料電池系統及核心零部件降幅已達 80%。根據中國汽車工程學會及灼識咨詢,燃料電池系統和電堆成本分別從 2017 年的 1.50/1.01 萬元/kW 下降至 2022 年 0.31/0.18 萬元/kW,降幅分別達到79.5%/82.2%;核心部件膜電極和雙極板成本分別從 2017 年的 0.68/0.29 萬元/kW 下降至 2022 年的0.12/0.06 萬元/kW,降幅達到 82.4%/79.3%。預計到 2025 年燃料電池系統和電堆成本將繼續下降近50%,燃料電池汽車產業鏈將受益于核心零部件及系統的
65、降價。根據氫燃料電池汽車、純電動汽車和傳統燃油汽車的購置成本、政府補貼、燃料成本等相關數據,測算三類車型在低運行里程和高運行里程下的全生命周期成本。關鍵假設包括:(1)在低運行里程下汽車報廢殘值回收按 6%計算,在高運行里程下汽車報廢殘值回收按 5%計算,車輛使用年限為 6 年。(2)氫氣價格按 35 元/kg 計算,商用車電價按 1.15 元/kWh,油價按 7.25 元/kg 計算。(3)燃料電池汽車補貼采用國補、市補和區補三重補貼形式計算,且補貼比例為 1:1:1。30/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 在低運行里程下,重卡應用場景是氫燃料電
66、池的優勢場景。在低運行里程下,重卡應用場景是氫燃料電池的優勢場景。在低運行里程下,不考慮補助的情況下,燃料電池汽車全生命周期總成本遠大于純電動汽車和傳統燃油汽車??紤]國補、市補和區補三重補助的情況下,與其他技術路線相比,氫燃料電池乘用車、客車的全生命周期成本仍要比其他路線高。與其他車型相比,重卡 49t 重卡經濟性與其他類型重卡較為接近,成本差額不足 4萬元。31/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 高運行里程下氫氣價格低于高運行里程下氫氣價格低于 30 元元/kg 時燃料重卡具有經濟性優勢。時燃料重卡具有經濟性優勢。在高運行里程下,不考慮補貼的情況
67、下,燃料電池汽車難以與其他類型汽車競爭。在考慮補貼下,燃料電池乘用車、客車和 18t 洗掃車的全生命周期成本與其他兩種技術路線相比,全生命周期成本較高,差額較大。而在三重補貼下,燃料電池輕卡和重卡與最為經濟性的技術路線相比相差不大。且當氫氣價格下降至 30 元/kg 時,燃料電池重卡經濟性優于燃油重卡,當氫氣價格下降至 25 元/kg 時,燃料電池重卡經濟性優于純電重卡,屬于經濟性最佳選擇。32/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2)建筑用氫:熱電聯供優選建筑用氫:熱電聯供優選SOFC 燃料電池是微型熱電聯產合適的路線。燃料電池是微型熱電聯產合適的
68、路線。電能可以實現遠距離傳輸,但是熱量輸送范圍有限,因此在家庭、商業區、工業園區、數據中心、港口等地區布局熱電聯供項目既能減少電能損失,也可以提供熱量供應。目前熱電聯產技術路線有內燃機、微型燃氣輪機、燃料電池等。其中,燃料電池具有能量轉換效率高、燃料選取范圍廣、功率密度高、安靜無污染等特征。美日等國美日等國 SOFC 熱電聯供發展較為成熟,我國處于積極拓展階段。熱電聯供發展較為成熟,我國處于積極拓展階段。微型熱電聯供用于家庭或小型商業建筑同時提供熱量和電力,系統發電時產生的余熱可為用戶提供熱水及采暖系統,以避免長距離運輸電力的約 6-8%能量損失,達到節能效果。目前美日已實現了燃料電池微型熱電
69、聯產商業化,美國 BE 公司生產的固體氧化物燃料電池發電系統(SOFC)主要用于數據中心和辦公樓宇等商業用戶,日本通產省自 2005 年起啟動 ENE-FARM 計劃,由松下、東芝、愛信精機等生產商負責開發 700-750W 家用燃料電池熱電聯供系統。中國燃料電池微型熱電聯產處于起步階段,潮州三環牽頭承擔“可再生能源與氫能技術”重點專項項目“固體氧化物燃料電池電堆工程化開發”于 2019 年啟動,此外,濰柴動力、佛燃集團也相繼布局該技術路線。目前,河北省、天津市、廣州市、上海市等多地計劃推出燃料電池熱電聯供試點項目。33/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研
70、究報告 SOFC 不局限于氫氣燃料,發電排氣溫度高更適于熱電聯供。不局限于氫氣燃料,發電排氣溫度高更適于熱電聯供。SOFC是一種先進的燃料電池技術,具有發電效率高、不使用貴金屬等特有優勢,此外,所需的氫氣可以通過外部或內部重整技術從天然氣等碳氫化合物中提取,因此燃料可以是氫氣或者甲烷等含碳氣體。由于 SOFC 發電的排氣溫度很高,具有較高利用價值,不僅可提供天然氣體重整所需熱量,而且可以用來生產蒸汽,更可以和燃氣輪機組成聯合循環,因此在大型集中供電、中型分電、小型家用熱電聯供等民用領域作為固定電站,以及作為船舶動力電源、交通車輛動力電源等移動電源,具有廣闊的應用前景。3)氫動力飛機受益政策驅動
71、氫動力飛機受益政策驅動 國內氫燃料電池飛機主要應用于植保、貨運,將受益政策驅動。國內氫燃料電池飛機主要應用于植保、貨運,將受益政策驅動。2023 年 10 月,工業和信息化部等四部門發布關于印發綠色航空制造業發展綱要(2023-2035 年),到 2025 年,國產民用飛機節能、減排、降噪性能進一步提高,使用可持續航空燃料的國產民用飛機實現示范應用,氫能源飛機關鍵技術完成可行性驗證。到 2035年,建成具有完整性、先進性、安全性的綠色航空制造體系,新能源航空器成為發展主流。國內氫燃料電池飛機早在 2012 年已有產品發布,主要是應用于植保、貨運的無人機,目前氫航科技的大載重貨運無人機已實現最大
72、載重 174kg,續航 1h 的飛行。34/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4)氫舟首航拉開燃料電池船舶序幕氫舟首航拉開燃料電池船舶序幕 氫燃料船舶包括氫燃料船舶包括 PEMFC 和和 SOFC 兩種類型。兩種類型。目前氫燃料船舶進入商業化運營階段,發展趨勢為逐步由內河、沿海船舶到遠洋船舶,功率逐步由百千瓦到數兆瓦,燃料電池的類型包括 PEMFC 和 SOFC。PEMFC 船舶適用于內河船舶適用于內河/近海中小型船舶,近海中小型船舶,SOFC 適用于內河適用于內河/近海近海/遠洋等中大型船舶。遠洋等中大型船舶。在船用發電系統領域,受限于現有裝置儲
73、氫密度,PEMFC 技術適用于以純氫為燃料、零排放、中短航程、頻繁啟停運行的內河/近海中小型船舶,作為主動力。SOFC 技術則因兼顧氫、氨、LNG、LPG 等多種燃料、發電效率更高,適用于清潔排放、遠航程、需要熱電聯供的內河/近海/遠洋等中大型船舶,作為輔助動力或主動力,燃料綜合利用率達 80%95%。國內首艘氫燃料電池動力船舶“三峽氫舟 1 號”已完成下水和系泊試驗,額定輸出功率 500kW,最高航速可達到 28 公里/小時,續航里程最高可達 200 公里,氫舟首航有望帶動我國氫能船舶產業發展。氫燃料電池船舶在近遠洋中因空間、重量優勢均具有競爭力。氫燃料電池船舶在近遠洋中因空間、重量優勢均具
74、有競爭力。根據中國船舶資料,無論是內河運輸船、沿海運輸船還是遠洋運輸船,氫燃料電池均具有儲能空間小、重量輕、設備成本低的優勢。35/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 (3)電力:氫儲能度電成本下探至電化學儲能成本區間電力:氫儲能度電成本下探至電化學儲能成本區間 風光發電占比逐步提升,裝機量在風光發電占比逐步提升,裝機量在 2023 年超過煤電,發電量在年超過煤電,發電量在 2035-2040 年超過煤電。年超過煤電。隨著風光等新能源發電快速發展,非化石能源發電在電力裝機總量中的占比持續提高。國家能源局數據顯示,2023年可再生能源已成為我國保障電力
75、供應的新力量,裝機達到 14.5 億 kW,占全國發電總裝機超過 50%,歷史性超過火電裝機。到到 2030 年風光裝機占比提高導致功率調節缺口達年風光裝機占比提高導致功率調節缺口達 1200GW。風光等可再生能源發電具有隨機性、間歇性、能量密度低等特點。不同于冷、熱等其他形式的能源需求,電力具有供需實時平衡以及大規模存儲的特點。大規??稍偕茉窗l電并網加劇了電力系統供需兩側的雙重波動性與不確定性,系統調峰難度大。當全國非水可再生能源裝機達到 1500-2000GW以上時,傳統的電力系統調節優化手段將遭遇天花板,在極端情況下,即使全部煤電機組全部用于為可再生能源發電調峰,也難以滿足電力系統安全
76、可靠,傳統調峰方式失效。隨著可再生能源發電裝機規模擴大,為平滑電力系統波動性問題的儲能需求也將提高,到 2030 年可再生能源功率調節缺口將達到 1200GW,到 2050 年缺口將達到 2600GW。36/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 氫儲能可在氫儲能可在 TWh 以上,響應短至秒級別,長至跨季度級別。以上,響應短至秒級別,長至跨季度級別。氫能兼具清潔二次能源與高效儲能載體的雙重角色,是實現大規模儲運的最佳整體解決手段,利用富余的可再生能源電解制氫再將氫能輸送到能源消費中心多元化利用,可有效解決風光等可再生能源不穩定及長距離輸運問題。氫儲能是
77、少有的儲存能量可以在太瓦時以上,響應時長可以短至秒級別,儲能時長可以適用于分鐘級或跨季度的新型儲能方式。氫儲發電項目的度電成本預計在氫儲發電項目的度電成本預計在 0.75-0.90 元元/kWh。以我國正在建設的全球最大的氫儲能發電項目張家口 200MW/800MWh 氫儲能發電工程項目為例,該項目發電裝機容量為 200MW/800MWh,整個發電區由 80 套 1000Nm3/h 大型堿性電解水制氫裝置、96 套吸放氫金屬固態儲氫裝置 384臺640kW燃料電池模塊、以及逆變、升壓電氣設備組成。測算該項目每年氫發電量約 2.9 億 kwh。從預計運行情況測算,該氫儲能項目的度電成本預計在 0
78、.750.9 元/kWh 左右。項目規模對度電成本影響較大。項目規模對度電成本影響較大。將規模較小的安徽六安兆瓦級氫能科技示范工程進行對比,該項目由1MW 質子交換膜(PEM)電解水制氫裝置、1MW 質子交換膜燃料電池發電裝置、200kg 儲氫裝置組成。測算該項目的生命周期度電成本情況,該項目的氫儲能度電成本為 2.19 元/kWh,假設制氫方式與張家口 200MW/800MWh 氫儲能發電工程項目相同,均為 ALK 電解水裝置,其度電成本下降至 1.63元/kWh,但仍與張家口 200MW/800MWh 氫儲能發電工程項目的度電成本差距較大。37/44 2024 年年 8月月 12 日日 行
79、業行業|深度深度|研究報告研究報告 子系統的技術路線選擇將影響氫儲發電度電成本,其中堿性電解槽及高壓氣態儲氫系統成本最低。子系統的技術路線選擇將影響氫儲發電度電成本,其中堿性電解槽及高壓氣態儲氫系統成本最低。氫儲能發電系統的子系統包括多種技術路線,其中,制氫系統包括堿性和 PEM電解水制氫,儲氫系統包括固態儲氫、高壓氣態和低溫液態儲氫。子系統的技術路線選擇將影響氫儲發電度電成本。例如,在張家口 200MW/800MWh 氫儲能發電工程項目中,假設將堿性電解水制氫裝置替換成為 PEM 電解水制氫裝置,測算其度電成本將增加至 1.3 元/kWh;假設將固態儲氫裝置替換成為高壓氣態儲氫,測算其度電成
80、本將降至 0.74 元/kwh,二者的替換對成本的影響不大;而當前固定式液態儲氫成本均遠高于二者,不具備成本優勢。氫儲能的度電成本比抽水儲能略高,但已經下探到電化學儲能的成本區間,具氫儲能的度電成本比抽水儲能略高,但已經下探到電化學儲能的成本區間,具備規?;瘧没A。備規?;瘧没A。抽水蓄能產生的度電成本為 0.21-0.25 元/kWh,是目前成本最低廉的儲能方式之一,但是受限于水資源分布的區位特點,在風光發電的大基地難以實現抽水蓄能。電化學儲能的度電成本整體高于抽水儲能,度電成本在 0.61-1.26 元/kWh 之間,不同電化學儲能的度電成本存著一定的差距。對比抽水儲能和電化學儲能,當
81、前氫儲能的度電成本比抽水儲能仍然偏高,但已經下探到電化學儲能的成本區間,開始具備大規模商業化應用的基礎。而且與電化學儲能相比,氫儲能的儲能容量增加的同時,其成本的增加遠低于電化學儲能,更適用于規?;瘍δ軋鼍?。38/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 五、相關公司五、相關公司 1、科威爾:前瞻布局燃料電池及氫能測試科威爾:前瞻布局燃料電池及氫能測試 公司布局燃料電池及氫能測試領域產品。公司布局燃料電池及氫能測試領域產品。根據公司投資者關系活動記錄表,公司在燃料電池及氫能測試領域的產品可分為三大類:(1)燃料電池測試系統,包括電堆測試系統、MEA 測試系
82、統、發動機測試系統等,主要應用于實驗室,少部分用于產線;(2)制氫領域,主要是電解水制氫,公司較看好電解水制氫商業化的應用,所以提前進行布局;(3)產線專屬測試設備,通過聯合行業內頭部企業和知名高校研究所進行共同開發,面向未來規?;a提供下線專屬測試設備,從實驗室延伸到產線??仆栐跉淠茴I域技術及市場持續深耕:科威爾在氫能領域技術及市場持續深耕:1)在制氫領域,公司電解槽測試設備可覆蓋 500W-5MW功率段,2023 年已交付的 2.5MWPEM 電解槽測試系統以及中標的 5MW堿性電解槽測試設備,都是目前國內功率最大的電解槽測試設備,下游客戶主要以陽光電源、華電重工、國家能源集團、天津大
83、學、同濟大學、武漢理工大學等企業、高校以及第三方質檢機構為主。2)在用氫領域,主要圍繞燃料電池各系統的可靠性展開測試,測試對象涵蓋零部件、各功率等級的電堆和發動機系統等,產品主要包括燃料電池電堆測試系統、燃料電池發動機測試系統、燃料電池 DC/DC 測試系統、燃料電池專用直流回饋式電子負載、燃料電池氫氣循環泵測試系統等。根據投資者關系活動記錄表,燃料電池電堆測試系統及發動機測試系統市占率由 2022 年的 22%進一步提升至 2023 年的 26%,下游客戶基本覆蓋國內氫燃料電池廠商,如國鴻、捷氫、重塑、濰柴等。2023 年科威爾業績快速增長。年科威爾業績快速增長。根據科威爾業績快報,公司 2
84、023 年實現營業收入 5.27 億元,同比增長40.5%;實現歸母凈利潤 1.17 億元,同比增長 88.8%。業績增長主要源自于下游行業持續保持良好發展態勢,以及公司新產品的推出,產品線不斷豐富。根據投資者活動紀要,2023 年公司電源事業部占比約 70%,氫能事業部占比約 20%,功率半導體事業部占比不到 10%,氫能領域產品已成為公司業績貢 39/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 獻的重要部分。根據公司投資者關系記錄表,2023 年氫能領域收入以用氫端燃料電池占主導,占比在60-70%左右 2、蘭石重裝:致力氫能全產業鏈發展蘭石重裝:致力氫
85、能全產業鏈發展 蘭石重裝主營六類產品,分為傳統能源裝備、新能源裝備、工程總包、節能環保裝備、工業智能裝備與蘭石重裝主營六類產品,分為傳統能源裝備、新能源裝備、工程總包、節能環保裝備、工業智能裝備與技術技術服務。服務。1)傳統能源裝備:)傳統能源裝備:產品為各類高端壓力容器,主要用于煉油、化工、煤化工等領域。2)新)新能源裝備:能源裝備:分為核能裝備、氫能裝備、光伏裝備、儲能裝備。3)工業智能裝備:)工業智能裝備:包括快速鍛造液壓機組、航空發動機高空模擬試驗平臺、重載轉序機器人、5G+系列化設備、特種打磨機器人等產品。4)節能環保裝備:節能環保裝備:主要應用于冶煉、發電、化工等行業大氣污染治理,
86、鍋爐除塵、脫硫脫硝以及污水處理。新能源裝備業務階段性承壓,核氫光儲業務穩步推進新能源裝備業務階段性承壓,核氫光儲業務穩步推進。2023 年公司新能源裝備業務實現營收 9.08 億元,同比下降 30.28%。由于光伏硅料利潤下降,設備需求同比減少,公司新能源業務階段性承壓。公司核氫光儲穩步推進,2023 年公司新簽核能訂單 5.17 億元,同比增長 155%。氫能產品已涵蓋“制、儲、用(加)”氫能全產業鏈。蘭石重裝致力布局氫能全產業鏈。蘭石重裝致力布局氫能全產業鏈?;凇半p碳”背景下能源轉型發展的主旨,蘭石重裝立足傳統高端能源裝備制造,聯合母公司蘭石集團與中科院等研究力量,積極拓展氫能裝備制造,
87、推進新技術、新產品研發。1)制氫端:)制氫端:具體產品包括循環流化床加壓煤氣化制氫裝置、POX造氣制氫余熱鍋爐、穩壓吸附制氫反應器、工業脫氫反應器等,成功交付盤錦浩業項目煤制氫裝置,1000Nm/h 堿性電解水制氫裝置已順利下線。2)儲氫端:)儲氫端:擁有高中低壓全系列氣態儲氫容器、儲氫球罐研制能力,45MPa、98MPa 多層包扎式高壓氫氣儲罐已完成產品試制,進入市場化推廣階段。3)用(加)氫端:)用(加)氫端:擁有氨氫綜合利用的技術能力,具體產品包括加氫站用離子液壓縮機及加氫站用微通道換熱器;2023 年 11 月,公司公告設立合資公司廣東蘭石氨氫能源裝備有限公司,主營站用加氫及儲氫設施。
88、3、華電重工:氫能業務快速發展華電重工:氫能業務快速發展 華電重工依托自身工業優勢,迅速發展氫能業務,華電重工依托自身工業優勢,迅速發展氫能業務,公司產品有堿性電解槽、PEM 電解槽、儲氫罐、質子交換膜、氣體擴散層等,氣體擴散層和質子交換膜為燃料電池的組成部分,其中氣體擴散層是支撐催化劑層并提供反應氣體和生成水的通道,質子交換膜則為質子的遷移提供通道。1)產品研發方面,)產品研發方面,2022 年,華電重工自主研發的 1,200Nm/h 堿性電解槽和氣體擴散層(GDL)產品順利下線;2)技)技術研究方面,術研究方面,華電重工聯合高校開展儲氫技術研究,確定儲氫氣瓶技術路線,瞄準國內可再生能源基地
89、建設機遇,協助編制氫能產業規劃;3)項目投資方面,)項目投資方面,華電重工投資并控股深圳市通用氫能科技有限公司,進一步增強公司在氫能材料裝備領域的設計開發與產業化發展能力,簽訂了達茂旗 20 萬千瓦新能源制氫工程示范項目合同。2023 年 3 月金山股份(實際控制人為華電集團)與華電科工(華電重工第一大股東)共同投資 2.78 億元建設 25MW 風電離網制氫一體化項目,并配套電解槽、儲氫罐等設備。根據公司年報,華電重工業務涵蓋六個領域,具體包括物料輸送工程、熱能工程、鋼結構工程、海洋工根據公司年報,華電重工業務涵蓋六個領域,具體包括物料輸送工程、熱能工程、鋼結構工程、海洋工程、工業噪聲治理工
90、程和氫能事業部。程、工業噪聲治理工程和氫能事業部。華電重工主營工程系統設計與系統工程承包,堅持 EPC 總承包、裝備制造和投資運營協同發展相結合,提供工程系統整體解決方案。40/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 蓄勢已發,氫能項目步入落地期。蓄勢已發,氫能項目步入落地期。2024H1 公司電解槽訂單規模 737.3MW,同比增長 27.1%,大項目陸續中標,電解槽價格有望企穩,綠氨、綠醇項目有望打開綠氫項目消納空間。公司依托華電集團,已具備從質子交換膜、擴散層到堿性、PEM 電解槽生產能力,2023 年中標集團內多個項目,技術與經驗兼備,同時華電集
91、團氫能項目規劃充沛,公司有望持續受益。4、石化機械:跟隨集團步伐,多領域布局石化機械:跟隨集團步伐,多領域布局 石化機械主營業務包括油氣開采機械設備、鉆頭鉆具以及油氣鋼管產品和天然氣壓縮機的設計、研發、石化機械主營業務包括油氣開采機械設備、鉆頭鉆具以及油氣鋼管產品和天然氣壓縮機的設計、研發、制造、銷售及租賃,油氣鉆采設備檢測服務及氫能裝備研制銷售等。制造、銷售及租賃,油氣鉆采設備檢測服務及氫能裝備研制銷售等。石化機械借助油氣優勢,跟隨集石化機械借助油氣優勢,跟隨集團步伐,布局氫能領域,涉及制氫、制氫、輸氫環節。團步伐,布局氫能領域,涉及制氫、制氫、輸氫環節。根據公司投資者活動關系記錄表,石化機
92、械跟隨控股股東中石化集團公司潔凈能源戰略,在加氫、制氫、輸氫領域布局,具備加氫站解決方案、制氫加氫一體化解決方案、大排量充裝解決方案、兆瓦級 PEM 制氫解決方案、綠電堿水制氫解決方案、車載供氫系統解決方案等服務能力?;跉淠墚a業市場需求導向,以氫氣壓縮機、堿水制氫裝備和純氫鋼管為突破口,攻堅上游制氫、下游加氫 2 大主力市場,并布局輸氫和用氫領域。項目進展來看,公司積極發展氫能等新興業務,加強與高等院校和科研院所的合作交流,已完成 41/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 90MPa 液驅氫氣壓縮機、22MPa 供氫中心大排量隔膜壓縮機、35MPa
93、加氫機和小型 PEM制氫裝備及純氫輸送鋼管等氫能裝備研制。石化機械主營產品涵蓋鉆采裝備、鉆完井工具、集輸裝備三大領域,石化機械主營產品涵蓋鉆采裝備、鉆完井工具、集輸裝備三大領域,具體包括鉆頭鉆具、鉆井裝備、固井裝備、壓裂裝備、修井裝備、特種作業裝備、提速工具、完井工具、油氣鋼管、天然氣壓縮機、井口及地面裝備等。同時積極培育氫能壓縮機、CCUS 用二氧化碳壓縮機、加氫機和制氫裝備及輸氫鋼管等新業務。氫能裝備訂單繼續突破,成長前景良好。氫能裝備訂單繼續突破,成長前景良好。上半年公司取得一系列系列氫能壓縮機、加氫站及制氫設備訂單,建成國內首座站內堿水制氫加氫一體站和首座萬方級供氫中心,氫能裝備實現新
94、增訂貨 6231 萬元,已經接近公司 23 年全年氫能裝備訂單量 6300萬元。后續有望繼續深化與中石化和中石化體系內研究院的合作,圍繞中石化需求在技術研發和產業化落地上實現突破,在氫能領域領跑其他企業,打造公司新能源業務成長“第二曲線”。5、冰輪環境:壓縮機向氫能領域延展冰輪環境:壓縮機向氫能領域延展 42/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 冰輪環境的業務模塊包括工商制冷、中央空調、節能制熱。冰輪環境的業務模塊包括工商制冷、中央空調、節能制熱。1)工商制冷:)工商制冷:提供螺桿式和活塞式制冷壓縮機組、螺桿式冷水機組、壓縮冷凝機組以及單體速凍及真空
95、凍干裝備等產品,廣泛應用于食品冷凍冷藏、工藝冷卻、氣體液化等領域。2)中央空調:)中央空調:依托頓漢布什集團品牌,提供螺桿式冷水(熱泵)機組和離心式冷水(熱泵)機組以及方形冷卻塔等產品,服務于大型商用場所和工藝冷卻場合。3)節能)節能制熱:制熱:專注于工業余熱利用及城市集中供熱領域,創新冷凝余熱回收及儲能蓄能系統技術,構建可再生綠色能源利用體系。此外,冰輪環境還涵蓋能源化工裝備、精密鑄件、智慧服務等其他業務領域。冰輪環境氫能領域布局主要為壓縮機,產品包括充裝壓縮機、加氫壓縮機、液化壓縮機等,涉及氫氣的冰輪環境氫能領域布局主要為壓縮機,產品包括充裝壓縮機、加氫壓縮機、液化壓縮機等,涉及氫氣的制備
96、、運輸、使用全生命周期。制備、運輸、使用全生命周期。冰輪環境發布 2024年一季報,公司實現營收 16.35 億元,同比增4.46%;歸母凈利潤 1.22 億元,同比增 13.78%;扣非歸母凈利潤 0.94 億元,同比降 3.69%。7、京城股份:積極布局車載儲氫瓶領域京城股份:積極布局車載儲氫瓶領域 京城股份積極布局車載儲氫瓶領域。京城股份積極布局車載儲氫瓶領域。依托氣體儲運的主營業務,公司具備入局車載儲氫瓶市場的研發實力。2013 年,公司即布局車載儲氫設備,開展研發 35MPa 氫燃料儲氣鋁內膽碳纖維復合氣瓶,擴張車用氣瓶產品應用領域。2018 年,公司發布定增公告,擬募集不超過 4.
97、62 億元,開始進軍加氫站與供氫設備;其中 5200 萬元計劃用于四型瓶智能化數控生產線建設,主要應用于作為氫能汽車與天然氣汽車中的儲氣裝置;2728.5 萬元用于氫能產品研發,包括 40 尺瓶組式集裝箱運氫車、供氫系統、加氫站。2019 年,子公司北京天海投資伯肯節能,旨在利用伯肯節能在氫能領域的研發優勢進一步拓展公司氫能產業布局;同年成立子公司天海氫能。2021 年,公司 70MPa高壓儲氫氣瓶已批量應用于北京冬奧會服務大巴及北京公交車輛。2023 年,公司具備了 70MPa 加氫站整合能力。京城股份主營氣體儲運產品。京城股份主營氣體儲運產品。氣體儲運板塊,主要產品包括車用液化天然氣氣瓶,
98、車用壓縮天然氣氣瓶,鋼質無縫氣瓶,焊接絕熱氣瓶,碳纖維全纏繞復合氣瓶,ISO 罐式集裝箱,低溫儲罐,燃料電池用碳纖維全纏繞復合氣瓶,LNG 加氣站設備,LNG 氣化站,LNG 撬裝加氣站。自動化制造設備系統板塊,主要產品括地面輸送裝配系統產品、懸掛鏈空中輸送系統產品、機器人集成應用和沖壓連線產品、非標自動化專機產品等。8、大洋電機大洋電機:引領技術創新,氫燃料電池系統開啟新能源應用新篇章引領技術創新,氫燃料電池系統開啟新能源應用新篇章 中山大洋電機股份有限公司致力于成為全球電機及驅動系統行業領袖,為全球客戶提供安全、環保、高效的驅動系統解決方案,是一家擁有“建筑及家居電器電機、新能源汽車動力總
99、成系統、氫燃料電池系統及氫能發動機系統以及車輛旋轉電器”等產品,集“高度自主研發、精益制造、智慧營銷”為一體的高新技術企業。氫燃料電池關鍵零部件開發方面,大洋電機完成了多項氫燃料電池關鍵零部件的產品開發,包括燃料電池 DCDC 變換器(可匹配 30kW-120kW 模組)、羅茨式空壓機(可匹配 30kW-100kW 模組)、低/高壓水泵(可匹配 30kW-120kW模組)等。氫燃料電池模組開發方面,大洋電機完成了30kW-81kW 系列氫燃料電池模組的第三方認證(含冷啟動),并已完成 110kW-120kW 燃料電池模組樣品的開發。產品應用方面,除了氫燃料電池道路車輛應用,大洋電機還與合作伙伴
100、共同拓展氫燃料電池產品在特殊場景下的非道路工程機械、船舶、應急電源等領域的應用。2021 年 1 月,大洋電機研發的51kW 氫燃料電池系統成功搭載于博雷頓科技有限公司發布的全球首臺氫電混合大噸型裝載機上。9、濰柴動力濰柴動力:打造全球最大氫燃料電池基地,引領行業邁向新高峰打造全球最大氫燃料電池基地,引領行業邁向新高峰 濰柴動力股份有限公司是中國內燃機行業首家在香港 H股上市的企業,是首家開展了極寒環境下的燃料電池車隊環境適應性試驗,在零下 34條件下一次起動成功,行業首家實現產品壽命 3 萬小時,引領 43/44 2024 年年 8月月 12 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 了我
101、國燃料電池產業化的進程。2010年開始先后投資 40 多億元,現已建成全球最大、年產量達兩萬臺的氫燃料電池發動機的研發制造基地。2016 年,濰柴戰略投資弗爾賽能源,并與其在氫燃料電池客車、重卡等產品領域展開合作。2019 年,濰柴建成山東省首座加氫站。2020 年,濰柴年產 20000 臺氫燃料電池基地投產。2021 年 10 月 27 日,搭載濰柴 162kW 氫燃料電池系統的中國重汽黃河雪蠟車交付冬奧會,實現了“中國首創、世界領先、完全國產”。2022 年 15-200kW 系列化氫燃料電池系統開始大規模應用。公司在燃料電池全產業鏈的研發方面取得了一大批具有完全自主知識產權的突破性成果,
102、如今,濰柴的產品轉換效率達到了 62.3%,使用時間可達 30000 小時以上,占據世界領先水平。在城市物流車方面,濰柴的 4.5 噸級輕卡經過實際運營驗證,百公里氫耗僅有 2 公斤左右,運營成本基本可以和傳統柴油車持平。在氫能高速方面,全國首座高速公路加氫站在淄博投入運營。配套濰柴動力產品的 49噸燃料電池重卡在濟南泰鋼至青島董家口港區路線運行超 5000 公里。六六、未來未來展望展望 1、綠色制氫推動氫成本走低綠色制氫推動氫成本走低 氫能問題的關鍵是,作為二次能源,并不能反推出來其來源是哪一種一次能源,即便是電解水制氫,也面臨著綠電制氫和火電制氫的問題。因此,無論哪一種制氫方式,都需要從源
103、頭減污降碳。焦爐煤氣制氫如果可以回收爐溫發電,再投入制氫,依舊能夠提高氫能的“含綠”水平;而電解水制氫即便是利用可再生能源發的電完成的,但依舊面臨發電邊際含碳投入、儲運能量流失的“去綠”問題。未來,在綠色發展的大前提下,各地將以更加開明的態度對待氫能的顏色,追求整體的綠色成效。2、氫能應用覆蓋范圍更加廣泛氫能應用覆蓋范圍更加廣泛 當前,隨著氫能制取成本的降低,以及氫燃料電池系統生產成本的降低,氫能作為動力將會覆蓋越來越多的用能產品,推動交通運輸、工程機械、日用電器的氫能化發展,從而形成更加廣闊的產業賽道。全國政協常委、中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示,不要指望氫燃料電池車是終極車輛,將
104、來就不存在電動車了。凡是電池能做的事,就別想著氫。氫是在電做不了、做得不好的地方才用的。電和氫作為能源載體是互補的,也是可以互相轉化的。電可以變氫,氫也可以變電。3、建立國家氫能走廊建立國家氫能走廊 氫是質量最輕的化學元素,無色無味無毒,單位質量的熱值是天然氣的 2.5 倍、汽油的 2.8 倍、焦炭的4.2 倍,燃燒物只有水。因此,發展氫能雖然面臨技術、市場、經濟環境等多因素的考驗,但方向和目標不能變。為此,如何找到一條既面對現實,又通往未來的可行的路就十分關鍵。在氫能產業集群在各地紛紛崛起的背景下,我國氫能產業正呈現多點開花的姿態,具備了穿點成線的條件。氫能產業發展中長期規劃(2021203
105、5 年)指出:在合理布局制氫設施方面,結合資源稟賦特點和產業布局,因地制宜選擇制氫技術路線,逐步推動構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。在焦化、氯堿、丙烷脫氫等行業集聚地區,優先利用工業副產氫,鼓勵就近消納,降低工業副產氫供給成本。在風光水電資源豐富地區,開展可再生能源制氫示范,逐步擴大示范規模,探索季節性儲能和電網44/44 2024 年年 8月月 12 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 調峰。推進固體氧化物電解池制氫、光解水制氫、海水制氫、核能高溫制氫等技術研發。探索在氫能應用規模較大的地區設立制氫基地。在這樣的政策與產業的加持中,如果按照東西、南北的交通通道要求,因地制宜建
106、立 300 公里輻射圈的氫能產業節點城市,最后形成國家氫能走廊,從而有效帶動氫能在全國的精準發力。七、參考研報七、參考研報 1.國泰君安-新興能源行業氫能專題報告:氫潔能源應運而起,中國需求獨占鰲頭2.申萬宏源-機械設備行業氫能產業鏈設備梳理:產業趨勢逐漸明朗,氫能設備迎來機遇3.東興證券-氫能行業系列報告(一):脫碳減排背景下需求空間廣闊,燃料電池重卡環節先行受益4.長江證券-氫能行業 2024 年度中期投資策略:實現零碳重要抓手,產業藍圖大勢漸顯5.中航證券-氫能產業深度報告(1):電解槽專題,氫風徐來,百花綻放,朔源而上,千樹結果6.貝殼財經-氫能行業:2024 氫能產業活力報告7.天風證券-石化機械-000852-國有油服領軍企業,氫能業務前景廣闊免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議。