電力行業氫能系列報告（一）制氫篇：副產氫已占先機綠氫有望開新局-211214（21頁）.pdf

1、 氫能系列報告（一）制氫篇 副產氫已占先機，綠氫有望開新局 行 業 深 度 報 告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 行 業 報 告 電力 2021 年 12 月 14 日 中性中性（維持維持） 行情走勢圖行情走勢圖 平安觀點： 氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇。氫能已經成為應對氣候變 化、建設脫碳社會的重要能源。歐、美、日、韓等發達國家紛紛制定氫能 路線圖，加快推進氫能產業技術研發和產業化布局。氫能產業已成為我國 能源戰略布局的重要組成。氫能可以以“二次能源、能源載體、

2、低碳原料” 三種角色助推能源轉型進程。2050 年全社會綠氫需求或將接近 1 億噸。 我國氫氣生產以西北、華北為主，主要來自化石能源。我國氫氣生產以西北、華北為主，主要來自化石能源。從區域分布看，氫 能生產主要在西北和華北地區。按生產來源劃分，可以分為“灰氫” 、 “藍 氫”和“綠氫”三類。目前，我國氫氣主要來自灰氫。工業副產氣制氫在 技術經濟環境方面具有顯著優勢。未來與大規模光伏發電或風力發電配套 的電解水制綠氫將成為發展趨勢。 副產氫是近期理想氫源。副產氫是近期理想氫源。我國氯堿、煉焦以及化工等行業有大量工業副產 氫資源，足以滿足近期和中期氫氣的增量需求。相對來說，丙烷脫氫、乙 烷裂解等獲

3、取的氫氣濃度較高。到 2022 年，丙烷脫氫和乙烷裂解項目副 產氫氣每年可供約 36 萬輛氫燃料電池車行駛，工業副產氫幾乎可以覆蓋 京津冀、長三角和廣東地區，與氫能示范區域匹配，可以提供相對低成本 的氫能。 綠氫綠氫將將逐步走上前臺逐步走上前臺。電解水制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高以及 副產高價值氧氣等特點，但其單位能耗約在 4-5 千瓦時/立方氫，電價占到 總成本的 70%以上。若采用現有電力生產，制氫成本約為 30-40 元/公斤。 一般認為當電價低于 0.3 元/千瓦時具備較好經濟性。目前，電解水制氫技 術主要有堿性水電解槽（AE） 、質子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化 物水電解

4、槽（SOE） 。其中，堿性電解槽技術最為成熟，生產成本較低。 氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部分。氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部分。我國已經成為全球最大的 氫氣生產國，但是目前氫氣主要來自灰氫（化石燃料） ，但化工過程副產氫 成本低、產量大，且與氫能示范城市匹配，是短期最現實的氫源；隨著碳 市場的推進，綠氫的需求逐步增加，未來大規模光伏發電或風力發電配套 電解水生產綠氫將成為趨勢。隨著氫能產業逐步用于汽車和工業，氫能的 利用量將逐步增長，關注丙烷脫氫和乙烷裂解副產氫氣的應用，建議關注 金能科技、 東華能源， 綠氫產業的發展將推動電解槽及新能源裝備的需求， 新能源運營商也將受益，推

5、薦隆基股份和三峽能源。 風險提示：風險提示：1）碳中和政策實施不及預期；2）氫能價格難以大幅下降；3） 燃料電池成本下降不及預期；4）氫能冶金等工業應用發展不及預期。 氫能系列報告（一）制氫篇 副產氫已占先機，綠氫有望開新局 行 業 深 度 報 告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 行 業 報 告 電力 2021 年 12 月 14 日 證 券 研 究 報 告 VWhZiXbWiYbWxUzWaQbPbRoMqQpNmNfQnMpNlOmNqN6MrRvMMYtPsQNZtQmN 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，

6、如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 2/ 23 股票名稱股票名稱 股票代碼股票代碼 股票價格股票價格 EPS P/E 評級評級 2021-12-13 2020A 2021E 2022E 2023E 2020A 2021E 2022E 2023E 三峽能源 600905.SH 7.29 0.13 0.17 0.29 0.35 56.1 42.9 25.1 20.8 強烈推薦 隆基股份 601012.SH 87.68 1.58 2.02 2.56 3.11 55.5 43.4 34.3 28.2 推薦 東華能源 002221.SZ 13

7、.05 0.73 0.97 1.25 1.70 17.9 13.5 10.4 7.7 未評級 金能科技 603113.SH 16.87 1.04 1.92 2.41 2.69 16.2 8.8 7.0 6.3 未評級 資料來源：未評級公司采用wind一致性預測 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 2/ 23 正文目錄正文目錄 氫能產業鏈氫能產業鏈制氫制氫 . 4 一、氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇一、氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇. 4 1.1 氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部

8、分 . 4 1.2 國家和地方均出臺氫能政策支持產業發展. 5 1.3 氫能在能源轉型中的角色 . 7 1.4 2050 年氫能（綠氫）的市場需求超過 1 億噸 . 7 二、當前中國氫氣生產集中在北方，以灰氫為主二、當前中國氫氣生產集中在北方，以灰氫為主. 7 2.1 氫能分布在西北和華北 . 7 2.2 氫氣來源現以化石燃料為主，未來向綠氫過渡 . 8 2.3 不同技術制氫的技術經濟環境性分析 .11 三、副產氫是近期理想氫源，綠氫逐步走上前臺三、副產氫是近期理想氫源，綠氫逐步走上前臺. 13 3.1 工業副產氫是近期最現實氫源 . 13 3.2 可再生能源制氫是實現碳中和的必然選擇. 16

9、 五、投資建議五、投資建議 . 19 六、風險提示六、風險提示 . 19 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 3/ 23 圖表圖表目錄目錄 圖表 1 氫能產業鏈制氫 . 4 圖表 2 氫能替代主要領域. 5 圖表 3 國家層面氫能相關的主要政策 . 5 圖表 4 各地出臺的氫能產業政策. 6 圖表 5 國內燃料電池汽車主要政策 . 6 圖表 6 從區域分布看，氫能生產主要分布在西北和華北地區（萬噸） . 8 圖表 7 從氫的來源看可分為灰氫、藍氫、綠氫. 9 圖表 8 2020 年我國氫氣主要來源占

10、比 . 9 圖表 9 2020 年我國氫氣主要消費途徑占比 . 9 圖表 10 當前中國氫氣生產和消費主要工藝 . 10 圖表 11 副產氣制氫在經濟性、碳排放等方面具有綜合優勢.11 圖表 12 副產氣制氫能源效率最高 . 12 圖表 13 以現狀電力結構看，電解水制氫碳排放最高. 12 圖表 14 工業副產氫成本最低 . 13 圖表 15 丙烷脫氫工藝流程圖 . 13 圖表 16 中國 PDH 副產氫項目表（不完全統計） . 14 圖表 17 部分中國 PDH 副產氫項目圖 . 15 圖表 18 部分中國乙烷裂解副產氫項目圖 . 16 圖表 19 電解水制氫技術對比 . 17 圖表 20

11、堿性電解槽（AE）電解水制氫示意圖 . 18 圖表 21 質子交換膜（PEM）電解水制氫示意圖. 18 圖表 22 水電解制氫工藝流程圖. 18 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 4/ 23 氫能氫能產業鏈產業鏈制氫制氫 圖表圖表1 氫能產業鏈氫能產業鏈制氫制氫 資料來源：平安證券研究所 一、氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇一、氫能是替代化石能源實現碳中和的重要選擇 1.1 氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部分氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部分 氫能（氫的能源生產和利用）受到全球廣

12、泛關注，成為應對氣候變化、建設脫碳社會的重要產業方向。歐、美、日、韓等發 達國家紛紛制定氫能路線圖，加快推進氫能產業技術研發和產業化布局。當前，我國氫氣生產利用主要在以石化化工行業為 主的工業領域，以“原料”利用為主，“燃料”利用為輔。我國發展氫能具有良好基礎，也面臨諸多挑戰。綠氫供應、氫儲運路徑 和基礎設施建設、氫燃料電池核心技術裝備、氫燃料電池汽車技術裝備等均待逐一攻破，必須實事求是、客觀冷靜、積極創 新，爭取少走彎路，開創氫能技術突破和產業化新局面。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 5/

13、23 氫能產業已成為我國能源戰略布局的重要部分。2020 年，氫能被納入能源法 （征求意見稿） 。2021年，氫能列入國民 經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要未來產業布局。 氫能產業發展初期，依托現有氫氣產能、就近提供便捷廉價氫源，支持氫能中下游產業發展，降低氫能產業起步難度，具有 積極的現實意義。 綠氫在“碳中和”中可以用在綠電無法發揮作用的領域實現互補， 如氫冶金、 化工、重卡交通燃料、 供熱等。 面向未來，當綠氫成為穩定足量的低價氫源時，綠氫在促進工業脫碳方面將更好地發揮氫能價值。 圖表圖表2 氫能替代主要領域氫能替代主要領域 資料來源：清華大學，平安證券研究所

14、1.2國家和地方均出臺氫國家和地方均出臺氫能能政策政策支持產業發展支持產業發展 氫能成為“十四五”期間重點產業， “十四五”規劃綱要將氫能及儲能設立為未來產業，將實施未來產業孵化與加速計劃。各 地搶抓氫能產業布局，目前已有包括京津冀、長三角、珠三角、四川、山東等 30 余個省市級的氫能發展規劃相繼出臺。在 “十四五”期間通過加強對氫能相關產業的支持，推動氫能形成規模產業。 圖表圖表3 國國家層面氫能相關的家層面氫能相關的主要政策主要政策 時間時間 政策政策 主要內容主要內容 2021 年 12 月 1日 “十四五”工業綠色發展規劃 指出加快氫能技術創新和基礎設施建設，推動氫能多元利用 2021

15、 年 11 月 關于加強產融合作推動工業綠色發展的指 導意見 引導企業加大可再生能源使用、推動電能、氧能、生物質能替代化石燃 料；加快充電樁、換電站、加氫站等基礎設施建設運營 2021 年 11 月 關于深入打好污染防治攻堅戰的意見 明確提到推動氫燃料電池汽車示范應用，有序推廣清潔能源汽車 2021 年 10 月 2030 年前碳達峰行動方案的通知 從應用領域、化工原料、交通、人才建設等多個方面支持氫能發展 2021 年 10 月 關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳 達峰碳中和工作的意見 籌推進氫能制儲輸用全鏈條發展；推進可再生能源制氫等低碳前沿技 術攻關；加強氫能生產儲存、應用關鍵技術研發

16、、示范和規?；瘧?2021 年 8 月 對十三屆全國人大四次會議第5736號建 議的答復 將積極配合相關部門制定氫能發展戰略，研究推動將氫氣內燃機納入其 中予以支持 2021 年 3 月 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十 四個五年規劃和2035年遠景目標綱要（草 案） 在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加 速計劃，謀劃布局一批未來產業 2021 年 2 月 關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟 體系的指導意見 提升可再生能源利用比例，大力推動風電、光伏發電發展，因地制宜發 展水能、地熱能、海洋能、氫能、生物質能、光熱發電 2020 年 11 月 新中國的中國能源

17、發展規劃（2021- 2035） 加速發展綠氫制取、儲運和應用等氫能產業技術裝備，促進氫能燃料電 池技術鏈、氫燃料電池汽車產業鏈發展 2020 年 9 月 關于發展燃料電池汽車示范應用的通知 采取“以獎代補”方式，對符合條件的城市群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，示范期為 4 年 2020 年 6 月 2020 年能源工作指導意見 制定實施氫能產業發展規劃，組織開展關鍵技術裝備攻關，積極推動應 用示范 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 6/ 23 2020 年 6 月

18、中華人民共和國能源法 正式將氫能列入能源范疇，2020年成為氫能發展元年 2019 年 3 月 政府工作報告 首次寫進政府工作報告 ，推動充電、加氫等設施建設 資料來源：政府官網，平安證券研究所 圖表圖表4 各地出臺的氫各地出臺的氫能產業能產業政策政策 區域區域 政策名稱政策名稱 京 津 冀 北京市氫燃料電池汽車產業發展規劃 天津市氫能產業發展行動方案（2020-2022 年） 河北省氫能源產業中長期發展規劃 長 三 角 上海市燃料電池車發展規劃 江蘇省氫燃料電池汽車產業發展行動規劃 浙江省加快培育氫能產業發展的指導意見 安徽六安氫能產業發展規劃（2020-2025）銅陵市氫能與燃料電池產業發

19、展規劃河北省 2020 年氫能產業 重點項目清單（第一批） 珠 三 角 關于粵港澳大灣區氫能產業先行先試力爭上升為國家戰略的提案廣州市氫能產業發展規劃（2019-2030 年） 佛山市南海區氫能產業發展規劃(2020-2035 年)茂名市氫能產業發展規劃 其 他 山東省氫能產業中長期發展規劃（2020-2030 年）關于加快膠東經濟圈一體化發展的指導意見濰坊市氫能 產業發展三年行動計劃(2019-2021 年) 山西省氫能源產業中長期發展規劃 內蒙古自治區氫能源產業中長期發展規劃 吉林省氫能源產業中長期發展規劃 重慶市氫燃料電池汽車產業發展指導意見 武漢氫能產業發展規劃方案 四川新能源與智能汽

20、車產業 2020 年度工作要點成都市氫能產業發展規劃（2019-2023 年） 江西省新能源產業高質量跨越式發展行動方案 河南省氫燃料電池汽車產業發展行動方案 寧夏氫能產業發展指導意見 資料來源:政府官網，平安證券研究所 圖表圖表5 國內燃料電池汽車主要政策國內燃料電池汽車主要政策 時間時間 政策政策 主要內容主要內容 2001 年 ”863 電動汽車重卡科技專 項” 發展三縱三橫發展體系，包含燃料電池汽車和燃料電池汽車系統的開發。 2014 年 關于新能源汽車充電設施建 設獎勵的通知 符合標準的加氫站獎勵 400 萬元。 2016 年 “十三五”國家戰略性新興產 業發展規劃 到 2020 年

21、實現燃料電池汽車批量生產和規劃化示范應用。 2019 年 中國氫能源及燃料電池產業 白皮書 2050 年氫能源占比約 10%，氫能需求量接近 6000 萬噸，加氫站達到 1000 座以上 2020 年 9 月 關于完善新能源汽車推廣應 用財政補貼政策的通知 將購置補貼調整為選擇示范城市或區域，重點圍繞關鍵零部件的技術攻關 和產業化應用開展示范。示范為期 4 年，采取“以獎代補”方式對示范城市給 予獎勵。 2020年10月 節能與新能源汽車技術路線 圖（2.0 版） 提出 2030-2035 年實現氫能及燃料電池汽車的大規模的應用，燃料電池汽 車保有量達 100 萬輛左右。 資料來源：政府官網，

22、平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 7/ 23 1.3 氫能氫能在能源轉型中的角色在能源轉型中的角色 氫能（綠氫）與電力（綠電）均為二次能源，是雙碳目標戰略下的必然選擇。氫氣的利用由來已久，但并非是當前備受關注 的交通和電力領域，而主要作為生產原料應用于工業領域。 為了實現我國能源系統的多元化、清潔化和低碳化轉型，氫能的發展可以從“二次能源、能源載體、低碳原料”這 3個角度 切入，助推能源轉型進程。 （1） 氫氣可作為高效低碳的二次能源。） 氫氣可作為高效低碳的二次能源。 氫氣本身是

23、一種高能源密度的二次能源 （單位質量） ， 同時也具有較強的電化學活性、 可通過燃料電池進行發電。因此氫氣可應用于燃料電池汽車從而替代傳統燃油汽車，節約石油消費；也可以用于家用熱電聯 產，減少電力和熱力需求；還可以直接將氫氣摻入到天然氣管網直接燃燒。 （2） 氫氣可作為靈活智慧的能源載體。） 氫氣可作為靈活智慧的能源載體。 通過電解水制氫技術及氫氣與其他能源品種之間的轉化， 可提高可再生能源的消納、 提供長時間儲能、優化區域物質流和能量流，進而建立多能互補的能源發展新模式。比如，在區域電力冗余時，可通過電解 水制氫將多余電力轉化為氫氣并儲存起來；在電力和熱力供應不足時，氫氣可以通過電化學反應發

24、電、熱電聯供、直接燃燒 等方式來實現電網和熱網供需平衡。 （3）氫氣可作為綠色清潔的工業原料。）氫氣可作為綠色清潔的工業原料。國際能源署、麥肯錫等機構都認為氫能將實現工業部門的深度脫碳，主要方式為應 用氫能革新型工藝，可以大規模使用“綠氫”替代“灰氫” 。氫氣直接還原鐵是氫能革新型工藝的典型代表，該工藝使用氫 氣作為還原劑，將鐵礦石直接還原為海綿鐵，之后進入電爐煉鋼，從而節省了焦炭的使用、減少了因原料帶來的二氧化碳排 放。 “綠氫”替代“灰氫”是使用來自可再生能源的氫氣，來替代合成氨、甲醇生產過程中的化石能源制氫，進而實現深度脫 碳。 1.4 2050 年年氫能氫能（綠氫）的市場需求超過（綠氫

25、）的市場需求超過 1 億噸億噸 在加速推進能源轉型過程中，氫能將有望全面融入能源需求側的各個領域。以下內容我們參考發改委能源所的相關預測。 工業領域，工業領域，氫能將從原料和能源“雙管齊下” 。原料方面，氫能將廣泛應用于鋼鐵、化工、石化等行業，替代煤炭、石油等化 石能源；能源方面，氫能將通過燃料電池技術進行熱電聯產，滿足分布式工業電力和熱力需求。預計預計 2050年工業領域氫能年工業領域氫能 需求將超過需求將超過 3500萬噸。萬噸。 交通領域，交通領域，氫燃料電池汽車將與鋰電池汽車“各司其職、各盡所長” ，共同推動新能源汽車對傳統燃油汽車的替代作用，在 交通領域掀起新能源變革浪潮；由于氫燃料

26、電池汽車具有行駛里程長、燃料加注時間短、能量密度高、耐低溫等優勢，在寒 冷地區的載重貨運、長距離運輸、公共交通甚至航空航天等領域更具有推廣潛力；預計預計 2050 年交通領域氫氣需求將接近年交通領域氫氣需求將接近 4000 萬噸。萬噸。 建筑和其他領域，建筑和其他領域，家用氫燃料電池、燃料電池應急電源等技術設備也有望實現規?；瘧?，預計預計 2050 年氫氣需求將接近年氫氣需求將接近 2000 萬噸。萬噸。 綜上所述，綜上所述，2050年全社會氫氣需求或將接近年全社會氫氣需求或將接近 1億噸（折合約億噸（折合約 3.8億噸標準煤） 。億噸標準煤） 。發改委能源所發改委能源所測算，若實現“測算，

27、若實現“2”的碳減”的碳減 排情景，排情景，氫能需求還將進一步增加至氫能需求還將進一步增加至 1.5億噸水平甚至更高，增幅超過億噸水平甚至更高，增幅超過 50%。 二、當前中國氫氣生產二、當前中國氫氣生產集中在北方，以灰氫為主集中在北方，以灰氫為主 2.1 氫能分布在西氫能分布在西北和華北北和華北 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 8/ 23 2019 年以來，國家、各級地方政府對氫能產業發展高度重視，陸續出臺了多項規劃和發展目標，眾多企業和科研機構紛紛 開展技術攻關。中國煤炭加工利用協會統計，

28、2020 年我國氫能產量和消費量均已突破 2500萬噸， 已成為世界第一大制氫大 國。 從區域分布看， 氫能生產主要在西北和華北地區， 根據 2019 年數據， 產量超過 400 萬噸的省份有內蒙和山東， 產量超過300 萬噸的省份有新疆、陜西和山西，產量超過 200萬噸的省份有寧夏、河南和河北，產量超過 100萬噸的省份有江蘇、安徽、 四川、遼寧和湖北。 圖表圖表6 從區域分布看，氫能生產主要分布在西北和華北地區（萬噸）從區域分布看，氫能生產主要分布在西北和華北地區（萬噸） 資料來源：清華大學，平安證券研究所 2.2 氫氣來源氫氣來源現以現以化石燃料為主化石燃料為主，未來向綠氫過渡，未來向綠

29、氫過渡 氫能源按生產來源劃分，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類?！盎覛洹笔侵咐没剂鲜?、天然氣和煤制取氫氣，制氫 成本較低但碳排放量大；“藍氫”是指使用化石燃料制氫的同時，配合碳捕捉和碳封存技術，碳排放強度相對較低但捕集成本 較高；“綠氫”是利用風電、水電、太陽能、核電等可再生能源電解制氫，制氫過程完全沒有碳排放，但成本較高。目前，我 國氫氣主要來自灰氫。 從來源看，我國的氫源結構目前仍是以煤為主，來自煤制氫的氫氣占比約 62%、天然氣制氫占 19%，電解水制氫僅占 1%， 工業副產占 18%。就消費情況看，目前的氫能基本全部用于工業領域，其中，生產合成氨用氫占比為 37%、甲醇

30、用氫占比 為 19%、煉油用氫占比為 10%、直接燃燒占比為 15%、其他領域占比為 19%?；谛枨髠犬a業的發展和產業鏈的完善，從 灰氫逐步過渡到綠氫是較好的方式，優先使用副產氫，實現資源綜合利用。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 9/ 23 圖表圖表7 從氫的來源看可分為灰氫、藍氫、綠氫從氫的來源看可分為灰氫、藍氫、綠氫 資料來源：清華大學，平安證券研究所 圖表圖表8 2020 年我國氫氣主要來源占比年我國氫氣主要來源占比 圖表圖表9 2020 年我國氫氣主要消費途徑占比年我國氫氣主要消費途

31、徑占比 煤制氫 62% 天然氣制氫 19% 電解水制氫 1% 工業副產氫 18% 生產合成 氨用氫 37% 甲醇用氫 19% 煉油用氫 10% 直接燃燒 15% 其他 19% 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 10/ 23 資料來源：中國煤炭加工利用協會，平安證券研究所 資料來源：中國煤炭加工利用協會，平安證券研究所 圖表圖表10 當前中國氫氣生產和消費主要工藝當前中國氫氣生產和消費主要工藝 資料來源：石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 （1）以煤為原料制氫）以煤為原料制氫 煤制氫的本質是以煤中

32、碳取代水中的氫，最終生成氫氣和二氧化碳。這里，碳起到還原作用并為置換反應提供熱。 以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種： 一是煤的焦化（或稱高溫干餾）一是煤的焦化（或稱高溫干餾） ，煤在隔絕空氣條件下，在 900-1000制取焦炭，副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組份中含氫 氣 55%-60%(體積） 、甲烷 23%-27%、一氧化碳 5%-8%等。每噸煤可得煤氣 300-350m3，作為城市煤氣，亦是制取氫氣的 原料。 二是煤的氣化二是煤的氣化，使煤在高溫常壓或加壓下，與水蒸汽或氧氣（空氣）等反應轉化成氣體產物。氣體產物中氫氣的含量隨不同 氣化方法而異。 （2）天然氣制氫）天然氣制氫 天然氣的主

33、要成分是甲烷 （CH4） ， 本身就含有氫。 和煤制氫相比， 用天然氣制氫產量高、 加工成本較低， 排放的溫室氣體少， 因此天然氣成為國外制造氫氣的主要原料。其中天然氣蒸汽轉化是較普遍的制造氫氣方法。 （3）重油部分氧化制造氫氣）重油部分氧化制造氫氣 重油是煉油過程中的殘余物，可用來制造氫氣。重油部分氧化過程中碳氫化合物與氧氣、水蒸氣反應生成氫氣和二氧化碳。 該過程在一定的壓力下進行，可以采用催化劑，這取決于所選原料與過程。 （4）水電解制造氫氣）水電解制造氫氣 水電解制得的氫氣純度高，操作簡便，但需耗電。水電解制氫的效率一般在 75%-85%，一般生產 1m3氫氣和 0.5m3氧氣的 電耗為

34、 4-5kWh。根據熱力學原理，電解水制得1m3氫氣和 0.5m3氧氣的最低電耗要 2.95 度電。 根據石油和化學工業規劃院統計，我國電解水制氫裝置約 1500-2000 套，產量約 10-20 萬噸。與大規模光伏發電或風力發 電配套的電解水制氫裝置正在進行小規模示范。 項目：河北建投張家口沽源風電制氫綜合利用示范項目項目：河北建投張家口沽源風電制氫綜合利用示范項目 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 11/ 23 河北省沽源縣建設的世界最大的風電制氫綜合利用示范項目已于 2016 年 9 月全部

35、并網發電，隨后于 2019年 3月完成制氫 設備的安裝。制氫站于 2016年 9月中旬開工建設，該項目采用從麥克菲公司引進 4MW 風電制氫裝置的技術設計方案和整 套生產設備。 投資方：河北建投新能源有限公司 建設規模：200MW 風電場、10MW 電解水制氫和氫氣綜合利用系統 制氫能力：1752 萬標準立方米 制氫規模：一期 4MW 電解水制氫+2400Nm3/h 中壓水電解制氫設備 總投資：20.3 億元 年銷售收入：2.6億元 （5）生物質制造氫氣）生物質制造氫氣 家庭、農業、林業等產生的生物質可用于生產氫氣。原料包括楊樹、柳樹和柳枝，以及來自厭氧消化或垃圾填埋所產生的沼 氣等。生物質可

36、以使用成熟的技術進行氣化，甚至在氣化過程中與煤或廢塑料共同反應，如果與碳捕獲技術結合，就有可能 生產出負碳氫。沼氣有額外的凈化要求，可以通過類似于蒸汽甲烷重整（SMR）的過程進行改造以產生氫氣。 （6）工業副產氫氣凈化）工業副產氫氣凈化 焦爐氣、氯堿、丙烷脫氫制丙烯和乙烷裂解制烯烴副產的粗氫氣可以經過脫硫、變壓吸附和深冷分離等精制工序后作為燃料 電池車用氫源，成本遠低于化工燃料制氫、甲醇重整制氫和水電解制氫等路線。 2.3 不同技術制氫的技術經濟環境性分析不同技術制氫的技術經濟環境性分析 氫氣生產方式較多，氯堿副產氣、 干氣、焦爐煤氣、乙烷裂解副產氣、甲烷、煤炭、天然氣、電解水等多種制氫方式。

37、其中， 氯堿副產氣、干氣、焦爐煤氣、乙烷裂解副產氣等副產氣制氫在能源效率、污染排放、碳排放、成本方面占據優勢。各地區 發展氫能產業鏈時，應充分結合區域能源結構，優先使用副產氫氣和富余能源進行利用。 圖表圖表11 副產氣制氫在經濟性、碳排放等方面具有綜合優勢副產氣制氫在經濟性、碳排放等方面具有綜合優勢 制氫方式制氫方式 優點優點 缺點缺點 能源效率（能源效率（%） 氫氣價格氫氣價格 （元（元/kgH2） ） 氫氣成本氫氣成本 （元（元/Nm3） ） 碳排放 （碳排放 （kgCO2/kgH2） 化石燃料 制氫 天然氣制氫 產量高，成本低 排放溫室氣體 83 13-20 0.6-1.2 10 煤制氫

38、 產量高，成本低，商 業化技術成熟 排放溫室氣體 63 10-15 1-1.2 20-25 工業副產 物制氫 焦爐氣制氫 利用副產物，成本低 焦爐氣具有污染性， 建設地點受制于原料 供應 焦爐氣提取制氫 80； 焦爐氣轉化制氫 60 6-11 1.2 5 氯堿制氫 產品純度高，原料豐 富 建設地點受制于原料 供應 80 10-17 1.3-1.5 5 電解水制氫 環保，產品純度高 耗電量大，成本高 45-55 13-46 3-5 25-30 資料來源：石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 從能源效率來看，從能源效率來看，氯堿副產氣制氫、干氣制氫、焦爐煤氣提取制氫能源效率均在 80%以上，天然氣

39、制氫、乙烷裂解副產氣制 氫、PDH 副產氣制氫、甲醇制氫、焦爐煤氣轉化制氫能源效率 60%-80%，煤制氫能源效率在 50%-60%，電解水制氫能源 效率在 50%以下。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 12/ 23 圖表圖表12 副產氣制氫能源效率最高副產氣制氫能源效率最高 資料來源：石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 從污染物排放來看從污染物排放來看，排污強度由小到大分別為：電解水制氫天然氣制氫甲醇制氫副產氣制氫煤制氫。 從碳排放來看從碳排放來看，副產氣制氫天然氣制氫干氣制氫甲醇制氫煤制氫

40、電解電解水制氫（基于現有電網電力結構） ，如果考 慮清潔能源（光伏、風電、水電等） ，清潔能源電解水碳排放接近為零。 圖表圖表13 以現狀電力結構看，電解水制氫碳排放最高以現狀電力結構看，電解水制氫碳排放最高 資料來源：石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 從成本來看從成本來看，制氫成本與原料價格關系最大，控制氫能價格需要控制原料價格；根據設定的價格范圍，從平均成本看，焦爐 煤氣制氫煤制氫其他副產氣制氫甲醇制氫天然氣制氫水電解制氫。因地制宜，選擇合適原料制氫，氫氣出廠價格可低 于 15 元/kg，可與煤制氫成本相當。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使

41、用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 13/ 23 圖表圖表14 工業副產氫成本最低工業副產氫成本最低 資料來源：石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 注：水電制氫低電價情景包括棄電、部分資源地自發電、燃煤電廠邊際成本、部分省份谷電 三三、副產氫是近期理想氫源，綠氫逐步走上前臺副產氫是近期理想氫源，綠氫逐步走上前臺 3.1 工業副產氫工業副產氫是近期最現實氫源是近期最現實氫源 我國氯堿、煉焦以及化工等行業有大量工業副產氫資源，足以滿足近期和中期氫氣的增量需求。但因渠道、價格、信息等原 因，這些副產氫很大一部分被用來直接燃燒甚至排空。因此，未來應探索將工業副產氫高值化利用的商業

42、模式，將副產氫提 純并運輸至氫氣需求側，更好的發揮氫能價值。相對來說，丙烷脫氫、乙烷裂解等獲取的氫氣濃度較高。 （1）丙烷脫氫制丙烯副產氫）丙烷脫氫制丙烯副產氫 丙烷脫氫制丙烯工藝中，生成產品丙烯的同時，副產同等摩爾量的氫氣，混合在乙烷、乙烯、一氧化碳、甲烷等的混合尾氣 中，如采用適當的分離手段，可獲得大量的高純度氫氣，作為產品出售能獲取更大經濟效益。 圖表圖表15 丙烷丙烷脫氫脫氫工藝工藝流程圖流程圖 資料來源:石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 14/ 23

43、 圖表圖表16 中國中國 PDH副產氫項目表副產氫項目表（不完全統計）（不完全統計） 序號 投產年份 地區 公司 項目進展 丙烯產能（萬噸/年） 1 2013 天津 天津渤化石化有限公司 投產 60 2 2014 浙江 浙江衛星石化股份有限公司（一期） 投產 45 3 2014 浙江 寧波海越新材料有限公司（一期） 投產 60 4 2014 浙江 浙江三圓 投產 45 5 2015 山東 京博石化 投產 13 6 2015 山東 神馳石化 投產 21 7 2015 山東 煙臺萬華 投產 75 8 2015 江蘇 張家港揚子江石化有限公司 投產 60 9 2016 山東 齊翔騰達（一期） 投產

44、10 10 2016 浙江 東華能源（寧波）新材料有限公司 （一期） 投產 66 11 2016 河北 河北海偉交通設施集團有限公司 投產 50 12 2017 山東 東明石化 投產 12 13 2019 浙江 浙江衛星石化股份有限公司（二期） 投產 45 14 2019 廣東 東莞巨正源一期 投產 60 15 2019 遼寧 恒力石化 投產 50 16 2019 陜西 延長石油 投產 12 17 2020 浙江 浙江石化 投產 60 18 2020 浙江 浙江華泓 投產 45 19 2021 福建 福建美得石化有限公司 投產 66 20 2021 浙江 東華能源（寧波）新材料有限公司 （二期

45、） 投產 60 21 2021 山東 金能科技股份有限公司 投產 90 22 2021 山東 齊翔騰達（二期） 投產 70 23 2022 江蘇 斯爾邦 在建 70 24 2022 陜西 延長中燃 在建 60 25 2022 浙江 寧波臺塑 在建 60 26 2022 廣東 東華能源（茂名） 在建 60 27 2022 廣東 東莞巨正源二期 在建 60 28 2022 河北 河北海偉蘭航化工有限公司 在建 50 29 2023 江蘇 中化集團 在建 60 30 2023 山東 振華石油 在建 100 31 2023 江蘇 寧波金發 在建 60 32 2023 浙江 浙江衛星石化股份有限公司 在

46、建 80 資料來源：亞化咨詢、石油和化學工業規劃院，平安證券研究所 根據亞化咨詢、相關公司公告及公開信息統計，截至 2021 年 12 月，中國共有 22 個 PDH 項目投產，另有 10 個在建，這 32 個 PDH 項目丙烯總產能達到 1735 萬噸/年， 其中已投產項目 1075 萬噸/年； 按照生產 1噸丙烯， 副產 38千克氫氣計算， 投產產能副產氫氣 40 萬噸/年，假定副產氫一半可以用來外供氫氣，每年可以外供 20 萬噸氫氣。按每輛氫燃料電池車每天 加注 5 公斤氫氣、行駛里程 200公里來算，這些副產氫氣每年可供約 11萬輛氫燃料電池車行駛。隨著在建項目及規劃項目 的陸續投產，

47、未來供氫量會進一步增加。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 15/ 23 圖表圖表17 部分部分中國中國 PDH副產氫項目副產氫項目圖圖 資料來源：亞化咨詢，平安證券研究所 （2）乙烷乙烷裂解裂解副產氫副產氫 蒸汽裂解是生產乙烯使用最廣泛的方法。乙烷在 750-850、150-350kPa 條件下發生脫氫反應生成乙烯，并副產氫氣。 根據亞化咨詢估算，到 2022 年，乙烷裂解項目一共可副產氫氣 92.3 萬噸/年，假定副產氫一半可以用來外供氫氣，每年可 以外供 46.2 萬噸氫氣。按每輛氫燃料電池

48、車每天加注 5 公斤氫氣、行駛里程200 公里來算，這些副產氫氣每年約可供 25.5 萬輛氫燃料電池車行駛。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 16/ 23 圖表圖表18 部分部分中國中國乙烷裂解乙烷裂解副產氫項目副產氫項目圖圖 資料來源：亞化咨詢，平安證券研究所 亞化咨詢認為，由于單個丙烷脫氫和乙烷裂解項目副產氫產能較大， 以液氫運輸的方式更為合適，將可以為半徑 300公里范 圍內的區域供應氫氣，這些副產氫幾乎可以覆蓋京津冀、長三角和廣東地區，與氫能示范區域匹配，可以提供相對低成本的 氫能。 從

49、目前來看，國內化工副產氫的利用是燃料電池行業供氫的較優選擇，國內氯堿、PDH 和快速發展的乙烷裂解行業可提供 充足的低成本氫氣資源，且集中在負荷中心密集的華東地區， 在對這些裝置進行低強度的改造之后可同時解決周邊區域的供 氫和副產氫高效利用的問題，未來化工副產集中式供氫+水電解分散式制氫將會是國內供氫模式的發展方向。 （3）主要公司主要公司 萬華化學：丙烷脫氫裝置產能 75 萬噸/年，乙烯裂解產能 100 萬噸/年。 東華能源：丙烷脫氫裝置產能 180 萬噸/年，茂名首套 60 萬噸/年產能在建設中。 齊翔騰達：丙烷脫氫裝置產能 80 萬噸/年。 金能科技：丙烷脫氫裝置產能 90 萬噸/年。

50、衛星化學：乙烯裂解產能 125 萬噸/年。 3.2 可再生能源制氫可再生能源制氫是實現碳中和的必然選擇是實現碳中和的必然選擇 （1）可再生能源制氫可再生能源制氫 電解水制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高（通常在 99.7%以上）以及副產高價值氧氣等特點，但其單位能耗約在4-5千 瓦時/立方氫，制取成本受電價的影響很大，電價占到總成本的 70%以上。若采用現有電力生產，制氫成本約為 30-40元/公 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 17/ 23 斤，且考慮火電占比較大，依舊面臨碳排放問題。一般認為