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2023氢能产业链发展现状及行业重点公司分析报告.pdf

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2023氢能产业链发展现状及行业重点公司分析报告.pdf

1、2023 年深度行业分析研究报告 目目 录录1.氢能:零碳终极能源,政策利好加速产业发展.31.1.清洁零碳可持续理想能源,实现碳中和重要路线.31.2.全球氢能发展提速,多国已纳入战略规划.41.3.国内利好政策频出,加速氢能产业发展.62.氢能产业链初具规模,下游应用前景广阔.92.1.氢能覆盖制储运加用,产业链发展初具规模.92.2.氢能助力工业、交通、电力等多领域深度脱碳.103.绿氢发展动力充足,上游制氢设备先行.143.1.三种制氢工艺并存,电解水为制氢终极路线.143.2.电解槽招标高景气,设备厂商加速布局.174.氢气储运加注空间广阔,国产化之路道阻且长.224.1.氢气储运贯

2、穿全产业链,高压储氢瓶有望放量.224.2.加氢站发展任重道远,核心设备国产化道阻且长.275.燃料电池加速渗透,设备国产化稳步提升.325.1.燃料电池市场空间广阔,有望加速渗透.325.2.氢燃料电池平稳降本,设备国产化水平稳步提升.346.行业重点公司.386.1.华电重工:华电集团持续赋能,碱性+PEM 双向发力.386.2.华光环能:环保能源双轮驱动,碱性电解槽量产在即.396.3.隆基绿能:光伏龙头企业,进军绿氢培育光伏制氢.406.4.冰轮环境:冷链设备龙头,氢能压缩机技术领先.416.5.京城股份:储氢技术国内领先,募投扩产高压储氢瓶.426.6.厚普股份:国内加气站设备龙头,

3、深度布局加氢业务.426.7.亿华通:燃料电池发动机系统龙头,产销量快速提升.437.投资建议.448.风险提示.458.1.国内企业技术研发进度不及预期的风险.458.2.氢能下游需求增长不及预期的风险.458.3.国家或地方政策调整的风险.458.4.市场竞争加剧的风险.45Table_DirectoryOYdUnXgVkWbYCXfWgV6McM7NpNrRpNoNeRoOpQlOrQmN9PoPoPwMsRrONZmNwP1.氢能:零碳终极能源,政策利好加速产业发展氢能:零碳终极能源,政策利好加速产业发展1.1.清洁零碳可持续理想能源,实现碳中和重要路线清洁零碳可持续理想能源,实现碳中

4、和重要路线氢能是氢能是 21 世纪终极能源,是实现双碳目标的重要路线。世纪终极能源,是实现双碳目标的重要路线。氢能是利用氢元素在物理或化学变化中释放出的能量的清洁能源,氢燃烧不产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及粉尘颗粒等危害环境的负外部性产品,也被称为 21 世纪的终极能源。氢能可以实现能源体系从骨干到终端应用的脱碳,为各行业碳中和提供重要支撑,是实现双碳目标的理想解决方案。氢能优势显著氢能优势显著,应用前景广阔应用前景广阔,同时氢能发展也面临挑战同时氢能发展也面临挑战。氢是宇宙中最广泛的元素,可以从水、天然气、生物质等多种资源中提取,是可再生的二次能源;氢气热值高、燃烧性能好、且燃烧无污

5、染物;氢燃料电池具有较高的发电效率,同时氢能也可以有效地平衡电网负荷和可再生能源供给,减少风光弃用率,在多个领域应用前景广阔。但同时发展氢能也面临着诸多挑战,包括氢气扩散系数大、安全风险高、价格高昂、储运难度大等。表表 1:氢能应用价值突出,同时也存在挑战氢能应用价值突出,同时也存在挑战优优点点来源广泛来源广泛氢可以以水为原料制取,储量丰富,且理论上可循环制取清洁零碳清洁零碳燃烧或电化学反应终产物只有水,不产生污染物和碳排放能量密度高能量密度高 热值 142MJ/kg,是汽油的 3 倍,酒精的 3.9 倍,焦炭的 4.5 倍燃烧性能好燃烧性能好 点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,燃烧速度快

6、。高效性高效性氢燃料电池将化学能直接转换为电能,发电效率可以达到 50以上承接弃风弃光承接弃风弃光 风电、光伏电解水制氢可解决弃风弃光的消纳问题缺缺点点生产难度大生产难度大 主要以化合态的形式出现,分离的难度较大扩散系数大扩散系数大 氢气扩散系数约 6.1110-5m2/s,高于天然气、汽油蒸汽等储运难度大、储运难度大、成本高成本高密度仅为空气的四分之一,极易挥发,储存、运输难度大且成本高安全风险大安全风险大氢气化学性质活泼,燃点较低,爆炸极限宽,体积浓度在4%-75%时遇到明火或剧烈震动时容易发生爆炸数据来源:国际能源网、国泰君安证券研究图图 1:氢气热值普遍高于常见燃料:氢气热值普遍高于常

7、见燃料数据来源:中国产业信息网、国泰君安证券研究表表 2:氢气相比于常见燃料化学性质更活跃,应用安全性要求苛刻氢气相比于常见燃料化学性质更活跃,应用安全性要求苛刻燃料燃烧极限自燃参数体积分数下限体积分数上限最小点火能量/mJ最低自燃温度/直径 0.4cm热空气流自然温度/镍铬合金丝自燃温度/绝热火焰温度/K热辐射氢气氢气4.0%75.0%0.0258567075023185%10%甲烷5.3%15.0%0.295401220l220215810%33%丙烷2.1%9.5%0.264878851050219810%50%汽油1.0%7.8%0.242284%50%燃料爆

8、炸极限流动参数体积分数下限体积分数上限最大燃烧速度/ms-1化学计量浓度燃烧速度/(ms-1)扩散系数/(cm-2s-1)黏度/(10-5gcm-1s-1)密度(kgm3)氢气氢气11%18%59.0%3.4629.5%2.370.61890.0838甲烷6.3%13.5%0.439.5%0.420.1611.70.6512丙烷3.1%7.0%0.474.1%0.460.12801.87汽油1.1%3.3%0.42-数据来源:氢能产业链及储运技术研究现状与发展趋势、国泰君安证券研究氢气产量稳步提升,中国增速领跑世界。氢气产量稳步提升,中国增速领跑世界。根据 IEA 统计,2021 年全球氢气总

9、产量达到 9423 万吨/+5.5%,全球氢能市场规模达到 1250 亿美元,预计 2030 年氢气产量将达到 17998 万吨,年复合增速约 7.5%。根据中国煤炭工业协会,2022 年中国氢气产量 3781 万吨/+13.1%,保持稳健增长,增速领先全球。图图 2:全球氢气产量预计:全球氢气产量预计 22-30 年年 CAGR 约约 7.5%图图 3:22 年中国氢气产量年中国氢气产量 4004 万吨万吨/+19.8%数据来源:IEA、国泰君安证券研究数据来源:中国煤炭工业协会、国泰君安证券研究1.2.全球氢能发展提速,多国已纳入战略规划全球氢能发展提速,多国已纳入战略规划全球氢能产业加速

10、发展全球氢能产业加速发展,多因素共同促进产业提速多因素共同促进产业提速。全球主要发达国家高度重视氢能产业发展,关键技术趋于成熟,基础设施建设加速,产业规模逐步提升,区域性供应网络逐渐形成。在能源安全、气候变化、技术进步三重因素共同作用下,世界各国纷纷加快推进氢能产业发展,将氢能作为应对气候变化和加快能源转型的重要举措。多国出台氢能战略规划,形成四类典型发展模式多国出台氢能战略规划,形成四类典型发展模式。全球超过 26 个国家已出台氢能规划,超过世界经济总量的 60%,其中美国、日本、韩国和欧盟等发达经济体在氢能技术创新、市场推广和国际合作方面领先于其他国家。各国资源结构、能源规划、发展战略各有

11、不同,大体形成以欧盟、日韩、澳加、美国为代表的四类典型氢能发展模式。表表 3:全球已形成四类典型氢能发展模式:全球已形成四类典型氢能发展模式发展模式发展模式典型国家典型国家现状现状特点特点欧盟德国、法国致力于探索氢能的综合应用,在氢气生产端,利用可再生电力能源电解水制取低碳氢燃料,从而构建规模化绿色氢气供应体系。将绿色氢气用于天然气掺氢、分布式燃料电池发电或供热、氢能炼钢、化工和氢燃料电池汽车等多个领域。深度减碳重要工具日韩日本、韩国依赖海外进口,应用聚焦于车用和家用领域,在氢能技术、材料和设备等方面拥有非常明显的优势,已基本打通氢燃料电池产业链,打造了东丽株式会社(碳纤维)和川崎重工业株式会

12、社(液氢储运技术和装备)等龙头企业。新兴产业制高点澳加澳大利亚、加拿大出于经济可持续发展考虑,探索新兴市场氢能需求,拓宽出口渠道,提出发展多元化低碳氢能,既包括可再生能源电解水制氢,也包括化石能源(尤其是煤炭)制氢(碳捕捉)与储运技术,加快完善氢能供应链,扩大供应能力并降低成本。资源出口创汇新增长点美国美国重点考虑氢能在实现本土“碳中和”目标中发挥的作用,重视“制-储输-加-用”环节的研发和规模化示范,研究氢能关键核心技术,打通氢能产业技术链、产业链和供应链。中长期战略技术储备数据来源:国内外氢能产业政策与技术经济性分析、国泰君安证券研究欧洲欧洲:氢能多元化发展氢能多元化发展,构建协作伙伴关系

13、构建协作伙伴关系。2019 年第二代欧盟燃料电池和氢能联合组织发布了欧洲氢能路线图,为大规模部署氢能和燃料电池指明方向;2020 年欧盟发布欧洲氢能战略,规划 2025-2030年安装不少于 40GW 可再生氢能电解槽,生产 1000 万吨可再生氢能,并通过碳关税支持氢能发展;同年发布气候中性的欧洲氢能战略政策文件,并宣布建立欧盟氢能产业联盟,目前已有 15 个欧盟国家将氢能纳入其经济复苏计划;2022 年欧盟委员会推出 Repower EU 计划,提升氢能产能目标,同时公布欧洲能源供应调整计划,目标到 2030 年在欧盟生产 1000 万吨可再生氢,并进口 1000 万吨可再生氢,可再生氢产

14、能达到 2000 万吨。日本日本:打造氢能产业链打造氢能产业链,发展海上运输链发展海上运输链。2017 年日本发布基本氢能战略,旨在构建全球“氢能社会”,成为全球首个制定国家层面氢能发展战略的国家。2018 年日本丰田汽车、日产汽车等 11 家公司联合成立了 JHyM,目标在 2023 年度之前建设 80 个加氢站;2019 年日本政府发布氢能利用进度表,提出在氢能应用、氢能供应和全球化氢能社会的具体目标和措施。受限于自然资源与土地资源,日本制氢成本较高,搭建全球供应链主要依靠海上运氢,打造液化氢+甲基环己烷运输链。韩国韩国:构建构建“清洁氢清洁氢”为主的生态圈为主的生态圈。2018 年韩国发

15、布创新发展战略投资计划,将氢能产业列为三大战略投资方向之一;2019 年韩国发布氢经济发展路线图,提出到 2030 年实现清洁氢能产量提高到 100 万吨,将氢燃料电池汽车增加到 62 万辆等目标;2021 年发布氢能经济实施方案,从生产、流通、应用、管理四个方面制定了推进细则,提出构建“清洁氢”为主的生态圈;2022 年韩国政府公布氢经济发展战略,计划到 2030 年普及 3 万辆氢能商用车。澳大利亚:打造全球氢能供应大国,发展国际氢能伙伴关系。澳大利亚:打造全球氢能供应大国,发展国际氢能伙伴关系。2019 年澳大利亚发布澳大利亚氢能战略,计划创建氢能枢纽与大规模氢气需求的集群并生产全球 1

16、/3 的清洁氢气,氢能项目规模到 2025 年/2030年分别达到 300 MW/1000 MW。同时,澳大利亚政府积极与新加坡、德国、日本、韩国及英国发展国际氢能伙伴关系。美国美国:提升氢能水平提升氢能水平,加快绿氢发展与降本加快绿氢发展与降本。1990 年起,美国采取了从政策评估到方案制定、从技术研发到示范推广的一体化思路,推动氢能的生产、流通、应用和创新。2020 年发布了氢能计划发展规划,提出未来十年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架;2022 年8 月美国参议院通过降低通货膨胀法案,将在 10 年内对低碳氢提供最多 3 美元/公斤的税收抵免;2023 年 6 月美国发布国家

17、清洁氢战略与路线图,规划到 2030/2040/2050 年分别生产 1000/2000/5000 万吨清洁氢能源,并提出了短期、中期、长期氢能发展目标,计划到 2026 年电解水制氢成本降至 2 美元/kg,2031 年降至 1 美元/kg。1.3.国内利好政策频出,加速氢能产业发展国内利好政策频出,加速氢能产业发展国家政策持续加大氢能产业发展力度国家政策持续加大氢能产业发展力度。2011 年中国相关政策就已涉及制氢、储氢等配套设施的发展;2014 年提出对新建加氢站给予奖励;2019年首次在政府工作报告中提出“推动充电、加氢等设施建设”。根据氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)

18、,我国计划到 2025 年部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到 10-20 万吨/年;到 2030 年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系;到 2035年形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。表表 4:国家政策推动氢能快速发展:国家政策推动氢能快速发展时间时间部门部门文件文件内容内容2019/11发改委、工信部等关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见推动氢能产业创新、集聚发展,完善氢能制备完善氢能制备、储运储运、加注等设施加注等设施和服务和服务。2020/09工信部、发改委、能源局等关于开展燃料电池汽车示范应用的通知将对燃料

19、电池汽车的购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,形成布局合理形成布局合理、各有侧重各有侧重、协同推进协同推进的燃料电池汽车发展新模式的燃料电池汽车发展新模式,示范期暂定四年。2020/11国务院新能源汽车产业发展规划(2021-2035)攻克氢能储运攻克氢能储运、加氢站加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支挥技术车载储氢等氢燃料电池汽车应用支挥技术;提高氢燃料制储运经济性。因地制宜开展工业副产氢及可再生能源工业副产氢及可再生能源制氢技术应用制氢技术应用。2021/03发改委“十四五”规划纲要在氢能与储能等前沿

20、科技和产业变革领域在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。2021/10国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知加快氢能技术研发和示范应用加快氢能技术研发和示范应用,探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。2021/11中共中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见推动氢燃料电池汽车示范应用推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。2021/12国务院国资委关于推进中央高质量企业发展碳达峰做好碳中和工作的指导意见鼓励传统加油站、加气站建设油气电氢一体化综合交通能源服务油气电氢一体化综合交通能源服务站站;稳步构建氢能产业

21、体系,完善氢能制氢能制、储储、输输、用一体化布局用一体化布局2022/03发改委、能源局氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)到 2025 年,基本掌握核心技术和制造工艺,部署建设一批加氢站部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到可再生能源制氢量达到 10-20 万吨万吨/年年,实现二氧化碳减排 100-200万吨/年;到 2030 年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系;到 2035 年,形成氢能多元应用生态,可再可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。2022/03能源局2022 年能源工作指导意见因地制宜开展

22、可再生能源制氢示范可再生能源制氢示范,探索氢能氢能技术发展路线和商业化应用路径;加快新型储能、氢能氢能等低碳零碳负碳重大关键技术研究。2022/06发改委、能源局等“十四五“可再生能源发展规划推动可再生能源规模化制氢利用;开展规模化可再生能源制氢示范,在可再生能源发电成本低、氢能储输用产业发展条件较好的地区,推进可再生能源发电制氢产业化发展推进可再生能源发电制氢产业化发展,打造规模化的绿氢生产基打造规模化的绿氢生产基地地。2022/08工信部、财政部加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划加快制氢加快制氢、氢燃料电池电堆等技术装备研发应用氢燃料电池电堆等技术装备研发应用,加强氢燃料电池加强氢燃料电

23、池关键零部件以及长距离高管道输氢技术攻关。关键零部件以及长距离高管道输氢技术攻关。2022/09能源局能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划开展氢制备开展氢制备、氢储存氢储存、氢输运氢输运、氢加注氢加注、氢能多元化应用等技术标氢能多元化应用等技术标准研制准研制,支撑氢能支撑氢能“制储输用制储输用”全产业链发展全产业链发展。重点围绕可再生能源制氢、电氢耦合、燃料电池及系统等领域,增加标准有效供给。建立健全氢能质量、氢能检测评价等基础标准.2023/03能源局新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)交通领域大力推动新能源、氢燃料电池汽车全面替代传统能源汽交通领域大力推动新能源、氢燃料电池汽车全面替代传统能

24、源汽车。车。2023/04能源局2023 年能源工作指导意见加快攻关新型储能关键技术和绿氢制储运用技术加快攻关新型储能关键技术和绿氢制储运用技术,推动储能和氢能推动储能和氢能规模化应用规模化应用数据来源:国家发改委、国家能源局、工信部、财政部、国泰君安证券研究各地方政府出台发布氢能发展规划目标各地方政府出台发布氢能发展规划目标。在国家政策推动下,各地陆续出台规划支持氢能产业发展。2018 年以来地方政府针对氢能源基础设施建设的扶持政策接踵而至,2019-2023 年将氢能写入政府工作报告的省市及自治区数量由 9 个提高到了 19 个,氢能发展步入快车道。图图 4:2023 年年 19 个省市及

25、自治区将氢能写入政府工作报告个省市及自治区将氢能写入政府工作报告数据来源:中国氢能联盟研究院五大示范城市群推广应用五大示范城市群推广应用,氢燃料电池汽车探索进行时氢燃料电池汽车探索进行时。截至 2022 年,我国已经批准包括京津翼城市群、上海城市群、广东城市群、河南城市群和河北城市群在内的五大示范城市群,这些地区具有氢燃料电池产业链发展基础,通过政策支持,有望带动氢燃料电池汽车快速商业化。表表 5:我国已形成:我国已形成五大氢能产业示范城市群五大氢能产业示范城市群示范示范城市群城市群牵头牵头城市城市城市构成城市构成目标目标22 年实际推广年实际推广燃料电池汽车燃料电池汽车数(辆)数(辆)目标完

26、成度目标完成度京津冀城市群北京大兴北京七区(大兴、海淀、经开、房山、延庆、顺义、昌平)、天津滨海新区、唐山、保定、淄博、滨州等 6 个城市(区)示范期间,8 项核心零部件取得技术突破和产业化,推广车辆不少于推广车辆不少于 5300 辆辆,新建加新建加氢站不低于氢站不低于 49 座座119722.6%上海城市群上海上海、淄博、南通苏州、嘉兴、宁东化工基地、鄂尔多斯等 7 个城市(地区)规划建设加氢站加氢站 100 座,产出规模达座,产出规模达 1000亿元,推广燃料电池汽车亿元,推广燃料电池汽车 10000 辆辆103720.7%广东城市群佛山佛山、广州、深圳、珠海、东莞、中山阳江、云浮、福州、

27、六安、包头、淄博等 12 个城市实现 8 大关键零部件技术自主可控,达到自主知识产权配套应用,推广超过 10000 辆燃料电池汽车,建成建成 46 万吨的供氢体系,建万吨的供氢体系,建成成 200 座以上加氢站座以上加氢站,氢气售价降至氢气售价降至 35 元元/公斤以下。公斤以下。2782.8%河北城市群张家口张家口、雄安新区、保定、定州、辛集、邯郸、唐山、秦皇岛、上海奉贤区、郑州、淄博、聊城乌海、厦门等 14 个城市区到 2025 年,河北省累计建成加氢站累计建成加氢站 100 座座,燃料电池汽车规模燃料电池汽车规模 10000 辆。辆。2703.5%河南城市群郑州郑州、新乡、洛阳、安阳、开

28、封、焦作、上海(嘉定、奉贤、临港区)、烟台、淄博、潍坊等 15 城市(地区)到 2025 年,河南省推广氢燃料电池汽车推广氢燃料电池汽车超超5000 辆辆,建成加氢站建成加氢站 80 个以上个以上,氢燃料电氢燃料电池汽车产值规模突破池汽车产值规模突破 1000 亿元亿元88017.6%数据来源:中国汽车工业信息网、汽车总站网、国泰君安证券研究多省份氢能项目加速布局落地多省份氢能项目加速布局落地。据氢云链统计,2023 年 9 省份氢能产业项目涉及 35 个项目,总投资超 650 亿元,覆盖整个产业链,尤其以制氢、产业园和燃料电池相关产业为主。各地区立足于自身区位优势,因地制宜发展氢能,加快推动

29、氢能的商业化发展。表表 6:2023 年年 9 省氢能项目超过省氢能项目超过 35 个个省份省份项目项目广东广东康明斯恩泽质子交换膜电解槽制氧设备研发生产基地项目(一期)国电投华南氢能产业基地(一期)安钢湛江钢铁氢基竖炉系统项目(一步)东莞塘厦东益新能源汽车产业项目绿色化工和氢能产业园基础设施建设项目明阳智慧源集团总部基地项目广州石化安全绿色高质量发展技术改造项目现代汽车氢燃料电池系统/电堆建设项目江苏江苏常熟未势能源氢能总部项目如东国华光氢储一体化项目四川四川成都市新都区厚普国际氢能产业集群一期项目泉港固态储氢系统活化及应用项目宁夏宁夏宁夏宝丰能源股份有限公司太阳能电解制氢储能及应用示范扩建

30、项目宁夏鲲鹏清洁能源有限公司绿色制氢项目宁夏永利电子新材料有限公司光电制绿氢绿胺溶剂产业链延伸示范项目中广核灵武 100 万千瓦新能源离网制氢项目山东山东山东凯信重机有限公司制氢装备及关键零部件智能制造项目博远(山东)新能源科技发展有限公司年产 300 万套氢燃料电池金属双极板智能制造项目氢装上阵(昌乐)物联科技产业园项目山东东岳未来氢能材料股份有限公司 500 万 m2/a 全氟质子膜与 2000t/aETFE 及其配套化学品产业化项目鲁西化工集团股份有限公司氢能综合利用项目烟台东德实业有限公司氢能核心装备产业园临沂钢投新能源有限公司氢能产业基地项目济南绿动氢能科技有限公司黄河流域氢能产业基

31、地崔寨产业园一期项目天津天津华电重工机械 C03 车间转产氢燃料电池关键材料产线技术改造项目天津东丽氢能产业园及综合服务配套提升项目河北河北液化空气天津氢能源供应基地项目临港氢能产业低碳示范基地河北润丰低温高压储氢容器项目沧州天瑞航天氢能装备制造基地项目国华新能源风光氢储 100 万千瓦风光项目国电投涞源县 300MW 光伏制氢项目滦州美锦新能源 14000Nm/h 焦炉煤气制氢项目河北正元煤炭清洁高效综合利用项目上海上海彼欧新能源(上海)有限公司数据来源:氢云链、国泰君安证券研究2.氢能产业链初具规模,下游应用前景广阔氢能产业链初具规模,下游应用前景广阔2.1.氢能覆盖制储运加用,产业链发展

32、初具规模氢能覆盖制储运加用,产业链发展初具规模氢能产业链涵盖制氢、储运、加氢和用氢等多个环节,氢能产业链涵盖制氢、储运、加氢和用氢等多个环节,各环节均有不各环节均有不同的技术路径和发展方向同的技术路径和发展方向。(1)源头:制氢环节)源头:制氢环节。可以利用化石能源、工业副产气或电解水等原料进行制氢,电解水制氢作为清洁低碳的制氢方式,是未来的重点发展方向,具有广阔的发展前景。(2)关键:储运环节)关键:储运环节。氢气运输可以采用道路车辆、铁路、船舶或管道等不同的运输工具和方式,我国已经掌握了压缩气体、液化气体和固态材料等多种运输技术,正向着规模化和高密度的方向发展,高压气态储氢和低温液态储氢已

33、经步入商业化应用阶段。(3)桥梁:加氢环节)桥梁:加氢环节。加氢站是连接供需两端的重要基础设施,需要考虑安全性、效率和成本等因素,我国加氢站技术已经较为成熟,加氢站数量居全球首位,但运营成本仍有待降低。(4)终端:用氢环节)终端:用氢环节。氢能在交通、工业、电力、建筑等多个领域有着广泛的应用潜力,有助于实现能源结构优化、清洁低碳转型和碳中和目标的达成。图图 5:氢能产业链涉及制取、储运、加注及应用各环节:氢能产业链涉及制取、储运、加注及应用各环节数据来源:车百智库、中国氢能产业发展报告 2020、国泰君安证券研究制氢、氢燃料电池、氢能装备是产业链中规模最大的环节。制氢、氢燃料电池、氢能装备是产

34、业链中规模最大的环节。从 2021 年氢能产业投资数量来看,制氢环节是氢能产业中的主导环节,占据 29%的投资项目比例,制氢与新能源项目和化工等工业项目形成联动,吸引了中石化、东方电气、华润电力等央企和光伏巨头投资;氢燃料电池环节虽然投资金额不及制氢环节,但其数量密集、空间广阔,吸引了众多央企巨头和燃料电池系统相关企业的参与;制氢环节和加氢站建设的快速发展也带动了氢能装备需求的增长,促使国内氢能装备企业投资扩产。图图 6:2021 年制氢、氢燃料电池、氢能装备投资项目数量合占年制氢、氢燃料电池、氢能装备投资项目数量合占 73%数据来源:氢云链、国泰君安证券研究2.2.氢能助力工业、交通、电力等

35、多领域深度脱碳氢能助力工业、交通、电力等多领域深度脱碳目前目前氢能应用主要氢能应用主要集中于集中于工业和交通领域工业和交通领域,未来未来有望助力有望助力建筑建筑、发电和发电和供热等供热等多多领域领域深度脱碳深度脱碳。据中国氢能联盟预测,到 2060 年,中国氢气的年需求量将增至 1.3 亿吨左右,在终端能源消费中的占比约为 20%。其中工业和交通领域将分别消耗 60%和 31%的氢气,电力和建筑领域消耗 5%和 4%的氢气。多领域、多场景的推广应用将为氢能产业链的规模化、商业化发展提供持续动力。图图 7:2060 年我国氢气需求量有望达到年我国氢气需求量有望达到 1.3 亿吨亿吨图图 8:20

36、60 年中国工业领域氢气消费预计占比年中国工业领域氢气消费预计占比 60%数据来源:“双碳”目标下我国低碳清洁氢能进展与展望、中国氢能联盟、国泰君安证券研究数据来源:中国氢能联盟、国泰君安证券研究(1)交通领域:氢燃料电池是需求主力)交通领域:氢燃料电池是需求主力氢能在交通领域应用包括汽车氢能在交通领域应用包括汽车、航空和海运等航空和海运等,氢燃料电池汽车是现阶氢燃料电池汽车是现阶段主要需求来源段主要需求来源。“十四五”期间,中国氢能应用的需求增量主要来自于交通运输领域,氢燃料电池汽车的推广是关键驱动力。燃料电池汽车是一种以车载燃料电池装置产生电力作为动力的汽车,目前处于产业发展初期。燃料电池

37、车能量转换效率可达 60%,是燃油或压缩天然气车效率的 23 倍。相较于纯电动汽车和传统燃油车,燃料电池汽车具有温室气体排放低、续航里程长、加注时间短、续航里程高等优势,发展潜力巨大。表表 7:氢燃料电池车环境友好程度高、技术发展潜力大:氢燃料电池车环境友好程度高、技术发展潜力大项目电动车参数氢燃料电池车参数燃油车参数乘用车货车乘用车货车乘用车货车100km 整车电耗/氢耗15 kWh120 kWh1 kg5 kg约 8L22L100km 用能成本/CNY2419240200约 60165燃料加注时间30min2h5min15min5min15min受环境温度的影响程度较大较小较小使用寿命充电

38、 2000 次50008000h810 a显性/隐形环境成本一般较低较高技术进步/成本下降潜力一般较高较低设施使用便利性较高一般较高数据来源:国内外氢能产业政策与技术经济性分析、国泰君安证券研究国内氢燃料电池汽车高增速国内氢燃料电池汽车高增速,市场空间广阔市场空间广阔。根据中汽协数据,2022 年全国氢燃料电车产销量量达到 3626 辆、3367 辆,再创新高,同比分别增长 104.1%、112.3%。根据氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)预测,到 2025 年我国氢燃料电池车辆的保有量将达到 5 万辆左右,2030年保有量达到 10 万辆,据此测算 2023-2025 年期间氢

39、燃料电池车辆保有量将达到 56%的年复合增长率。图图 9:22 年中国氢燃料电池产销量均突破年中国氢燃料电池产销量均突破 3000 辆辆图图 10:25 年我国燃料电池车保有量预计达年我国燃料电池车保有量预计达 5 万辆万辆数据来源:中汽协、国泰君安证券研究数据来源:香橙会研究院、氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)、国泰君安证券研究乘用车占比较低乘用车占比较低,商业化之路机遇挑战并存商业化之路机遇挑战并存。燃料电池汽车对低温性能有较高的要求,动力系统成本较高。受技术、成本、基础设施完备程度以及下游应用限制,燃料电池汽车的企业数量和市场规模较小,发展依赖政府补贴和政策扶持,尚未实现

40、大规模推广。目前国家对燃料电池汽车产业的政策倾向于支持商用车的发展,国内市场的氢燃料电池车集中在客车和重卡等领域,乘用车占比不足 1%。乘用车市场空间广阔,对燃料汽车而言机遇与挑战并存。图图 11:我国燃料电池车以专用车、重卡、客车为主,乘用车占比较低:我国燃料电池车以专用车、重卡、客车为主,乘用车占比较低数据来源:工信部、国泰君安证券研究氢燃料电池在船舶氢燃料电池在船舶、有轨电车等交通领域亦有广阔应用前景有轨电车等交通领域亦有广阔应用前景。船舶方面船舶方面,2022 年 5 月,中国首个内河氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟 1 号”开工建设,为中国首个获中国船级社(CCS)分类的氢燃料电池动力

41、工作船;2022 年 8 月,辽宁省发布了 辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025 年),规划到 2025 年氢燃料电池船舶的保有量达到 50 艘以上,到 2035 年保有量达到 1,500 艘以上,为氢动力船舶发展带来良好示范作用。有轨电有轨电车方面车方面,2017 年广东省佛山市高明区推出中国首列氢燃料电池有轨电车;2022 年 10 月全球首辆氢动力胶轮数字轨道电车在上海下线,是中国首条氢动力中等运量的有轨电车线路,有效推动绿色公共交通网及绿色城市建设。(2)工业领域:工业脱碳带来氢能需求增量)工业领域:工业脱碳带来氢能需求增量工业是碳排放的主要来源工业是碳排放的主要来源,双碳目标下

42、对氢气需求将大幅增加双碳目标下对氢气需求将大幅增加。化石能源作为工业燃料,燃烧本身会释放二氧化碳,同时作为工业原料参与生产过程也会形成碳排放,因此工业也成为当前脱碳难度最大的领域之一。氢能作为清洁能源,其应用将助力工业脱碳。据中国氢能联盟预测,在氢冶金、合成燃料、工业燃料等需求推动下,预计 2060 年工业部门对氢气年需求量将达到 7794 万吨。氢在钢铁领域可应用于氢治金氢在钢铁领域可应用于氢治金、燃料等多个方面燃料等多个方面,其中氢治金规模最大其中氢治金规模最大。传统高炉炼铁是以煤炭为基础的冶炼方式,煤炭燃烧碳排放占比高达70%,而氢治金通过使用氢气代替碳在治金过程中的还原作用,实现源头降

43、碳。根据中国氢能产业发展报告 2022,预计到 2030 年氢冶金产量可达 0.21-0.29 亿吨,约占全国钢铁总产量 2.3-3.1%;到 2050 年氢冶金产量约 0.96-1.12 亿吨,对应氢气需求约 852-980 万吨,其中 83%将来自绿氢,以实现钢铁行业深度脱碳。氢气在化工领域应用广泛氢气在化工领域应用广泛。氢气在合成氨、合成甲醇、石油精炼和煤化工等行业中是不可或缺的原料,根据中国氢能联盟统计,2020 年化工行业氢气需求中,上述领域占比分别为 32%、27%、25%、16%。当前化工用氢主要来源是灰氢,2030 年国内部分地区有望实现绿氢平价化,绿氢将逐渐成为化工生产常规原

44、料。国际能源署预计到 2050 年,全球超过 30%的氢气将用于合成氨和燃料,对绿氢需求将进一步提升。图图 12:2020 年氢气在化工行业中主要应用于合成氨、甲醇及冶炼化工年氢气在化工行业中主要应用于合成氨、甲醇及冶炼化工数据来源:中国氢能联盟、国泰君安证券研究(3)电力与储能领域:氢能大有可为,降本空间较大)电力与储能领域:氢能大有可为,降本空间较大电力系统领域电力系统领域,氢能可以用于直接发电和燃料电池氢能可以用于直接发电和燃料电池。氢能可以通过燃气轮机或燃料电池技术进行发电。燃气轮机利用氢气或氢气与天然气的混合气作为燃料,驱动电机发电。氢能发电机可以与制氢装置相结合,在用电低谷时段利用

45、可再生能源电力电解水制氢,用电高峰时段再将储存的氢气转化为电能,实现电能的优化利用;燃料电池技术则是通过氢气与氧气(或空气)在电极间发生电化学反应,同时生成水和电能。燃料电池可应用于固定或移动式电站、备用峰值电站、备用电源、热电联供系统等发电设备。当前氢能发电成本仍然较高当前氢能发电成本仍然较高,未来降本空间较大未来降本空间较大。当前燃料电池发电成本在 2.5-3 元/度,远高于其他常见发电形式,主要原因是质子交换膜、电解槽等核心设备依赖进口,叠加原材料铂价格较高,导致投资成本居高不下。未来伴随国产设备替代程度提升,技术迭代,成本存在较大的下降空间。图图 13:燃料电池发电降本空间较大:燃料电

46、池发电降本空间较大图图 14:氢储能成本高于主流储能路线:氢储能成本高于主流储能路线数据来源:中国氢能联盟、国泰君安证券研究数据来源:氢储能在我国新型电力系统中的应用价值、挑战及展望、国泰君安证券研究可再生能源利用带来储能需求可再生能源利用带来储能需求,氢储能应用前景广阔氢储能应用前景广阔。双碳目标下,未来风力、光伏将承担 70%发电量,由于其间歇性和随机性,储能作为有效的互补手段将发挥重要作用。目前主流电力储能方式包括抽水蓄能、锂电子电池、铅蓄电池、压缩空气储能等,相比之下氢储能具有放电时间长、规模化储氢性价比高、储运方式灵活、不会破坏生态环境等优势。但是当前氢储能处于起步阶段,仍存在诸多挑

47、战,比如氢储能的转化效率(约 40%)远低于抽水储能、锂电池储能(约 70%),同时氢储能的投资成本较高,未来随着技术发展迭代、成本下降,有望在储能领域深度推广应用。3.绿氢发展动力充足,上游制氢设备先行绿氢发展动力充足,上游制氢设备先行3.1.三种制氢工艺并存,电解水为制氢终极路线三种制氢工艺并存,电解水为制氢终极路线根据制取过程的碳排放强度,氢气可以分为灰氢、蓝氢和绿氢。根据制取过程的碳排放强度,氢气可以分为灰氢、蓝氢和绿氢。(1)灰氢:)灰氢:灰氢是指通过化石燃料燃烧产生的氢气,在其生产过程中会有大量二氧化碳排放;(2)蓝氢:)蓝氢:蓝氢主要为天然气重整得到,并使用 CCUS 技术固碳以

48、降低碳排放,但当前因固碳成本较高,普及程度较低;(3)绿氢)绿氢:绿氢主要通过可再生能源制造,以电解水制氢为代表,制氢过程无碳排放,未来有望替代灰氢成为主要氢气来源。图图 15:氢能根据制取方式和碳排放量可划分为灰氢、蓝氢、绿氢:氢能根据制取方式和碳排放量可划分为灰氢、蓝氢、绿氢数据来源:毕马威研究、国泰君安证券研究主流制氢工艺包括化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三类。主流制氢工艺包括化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三类。(1)化石燃料制氢:)化石燃料制氢:化石燃料制氢是目前制氢环节的主流方式,原理是利用化石燃料中的碳氢化合物(如天然气、煤等)作为原料,通过化学反应制备氢气;主要优

49、点是技术成熟、成本较低、工艺可靠,但同时存在环境问题和可持续性问题,如碳排放高、存在污染物排放等。(2)工业副产制氢工业副产制氢:工业副产制氢是从工业过程中产生的副产物中获取氢气的一种技术,例如炼钢、氯碱生产等工艺中产生的炉底气、尾气等含氢气体;主要优点是资源利用高效、成本低廉,但是获取的氢气量通常有限,难以大规模应用。(3)电解水制氢电解水制氢:电解水制氢是指通过电解水的方式将水分解成氢气和氧气。电解过程中,通常在电解池中将两个电极分别放入水中,通过加电使水分子分解成离子,进而产生氢气和氧气。电解水制氢技术相对于其它制氢技术,具有环保、简单易行、高效、易于控制等诸多优点,成为制氢的重要手段之

50、一。同时,电解制氢也可以与可再生能源(如风能、太阳能)结合使用,以实现绿氢的生产。表表 8:对比三种制氢技术路线,电解水制氢应用潜力巨大:对比三种制氢技术路线,电解水制氢应用潜力巨大制氢工艺制氢工艺氢气氢气类型类型反应原理反应原理优点优点缺点缺点碳排放量碳排放量(kgCO2/kgH2)化石燃料制氢煤制氢灰氢煤焦化和煤气化技术成熟,资源丰富资源不可再生;产生温室气体10天然气制氢蒸汽转化法为主,部分氧化法及催化裂解成本较低、产量丰富资源不可再生;产生温室气体20-25工业副产制氢焦炉气制氢灰氢部分氧化反应成本低、工业副产制备规模受制于主产品生产规模、空气污染5氯碱制氢电解反应产品纯度高、原料丰富

51、制备规模受制于主产品生产规模5电解水制氢碱性电解(AWE)绿氢直流电分解水技术较为成熟、成本较低产气需要脱碱,需稳定电源-质子交换膜电解(PEM)直流电分解水操作灵活、装备尺寸小成本较高、供应链局限较大-固体氧化物电解(SOEC)直流电分解水转化效率高目前仍处于研发阶段-数据来源:毕马威研究、中国氢能联盟、国泰君安证券研究现阶段电解水制氢成本较高现阶段电解水制氢成本较高、渗透率较低渗透率较低,未来有望成为主流路线未来有望成为主流路线。化石能源制氢技术由于工艺成熟,成本低廉,短期内仍是主力,未来随着煤、天然气市场价格上涨,碳税增加,灰氢成本将逐步提升;现阶段电解水制氢成本较高、在我国渗透率仅占

52、1%。电解水制氢的平均成本约30.1 元/kg,其中电费占 60-70%,未来伴随制氢技术成熟、规模化生产,叠加可再生发电成本下降,电解水制氢优势有望逐步显现。图图 16:全球氢气来源中电解水制氢渗透率约:全球氢气来源中电解水制氢渗透率约 4%图图 17:我国氢气来源中电解水制氢渗透率仅:我国氢气来源中电解水制氢渗透率仅 1%数据来源:中国氢能产业发展报 2022、国泰君安证券研究数据来源:中国氢能产业发展报 2022、国泰君安证券研究图图 18:当前电解水制氢成本远高于其他制氢方式:当前电解水制氢成本远高于其他制氢方式图图 19:绿氢未来将逐步成为主流路线:绿氢未来将逐步成为主流路线数据来源

53、:全球能源观察、国泰君安证券研究数据来源:中国氢能源及燃料电池产业白皮书 2019、国泰君安证券研究可再生能源电价下降和规模化制氢是绿氢重要的降本路线。可再生能源电价下降和规模化制氢是绿氢重要的降本路线。电价大于0.2 元/kWh 时,用电成本占制氢成本的比重超过 50%,以 0.2 元/kWh 为基准,当电价下浮 50%时,制氢成本可下降 24.4%;制氢规模是降低单位投资造价的关键,在一定范围内提高制氢装备数会降低单位投资成本,从而带来制氢成本的下降。此外增加电解槽工作时长、技术改进也会带来制氢成本的下降。图图 20:可再生能源电价下降是制氢降本的重要路线:可再生能源电价下降是制氢降本的重

54、要路线图图 21:制氢成本随制氢的规模化降低:制氢成本随制氢的规模化降低数据来源:新能源电解水制氢技术经济性分析、国泰君安证券研究数据来源:新能源电解水制氢技术经济性分析、国泰君安证券研究根据电解质种类的不同根据电解质种类的不同,可以将电解水制氢分为碱性水电解技术可以将电解水制氢分为碱性水电解技术(ALK)、质子交换膜水电解技术(质子交换膜水电解技术(PEM)、固体聚合物阴离子交换膜水电解技术、固体聚合物阴离子交换膜水电解技术(AEM)和固体氧化物水电解技术()和固体氧化物水电解技术(SOEC)。其中,碱性电解水技术最为成熟,已能够进行大规模制氢应用,目前国内已实现兆瓦级制氢应用;PEM 制氢

55、在过去十年发展迅速,相比于碱性电解水工艺,其占地面积较小,与可再生能源的适配度更高,国内目前已实现规模较小的商业化运作;SOEC 制氢的主要特点是工作温度高、效率高、蒸汽替代液态水,已处于小规模示范阶段;而 AEM 起步较晚,目前尚处在研发测试阶段。表表 4:4 种电解水技术各有特点,目前碱性路线已大规模应用种电解水技术各有特点,目前碱性路线已大规模应用ALKPEMAEMSOEC电解质隔膜30%KOH 石棉膜质子交换膜阴离子交换膜固体氧化物电流密度(Acm-2)0.814120.23电耗/效率/(kWhN-1m-3)4.5-5.54.0-5.0预期效率约为 100%工作温度/908060800

56、产氢纯度99.8%99.99%99.99%相对设备体积11/3操作特征需控制压差,产气需脱碱快速启停,产气杂质仅水蒸气快速启停,产气杂质仅仅水蒸气启停不便,产气杂质仅仅水蒸气可维护性强碱腐蚀强无腐蚀性介质无腐蚀性介质环保性石棉膜有危害无污染无污染发展阶段充分产业化初步商业化实验室阶段小规模示范单机规模/(Nm-3h-1)1000200数据来源:电解水制氢技术研究进展与发展建议、国泰君安证券研究3.2.电解槽招标高景气,设备厂商加速布局电解槽招标高景气,设备厂商加速布局电解槽是电解水制氢的核心设备电解槽是电解水制氢的核心设备。电解槽通常由电极、电解质、电解槽体、管道和液位控制系统等组成。在电解槽

57、中,电解液在两个电极间流动,通常使用的是稀硫酸、氢氧化钾等具有良好导电性能和稳定性的电解质。经过电势差的作用,水分子在电极表面发生氧化还原反应,将水分解为氢气和氧气,通过气体分离系统将氢气和氧气筛选出来。图图 22:碱性电解槽结构图:碱性电解槽结构图图图 23:PEM 电解槽结构图电解槽结构图数据来源:氢眼所见微信公众号数据来源:微能网碱性电解槽路线成熟,碱性电解槽路线成熟,PEM 成长迅速,成长迅速,SOEC 具备良好潜力。具备良好潜力。从当前全球电解槽的装机容量来看,碱性电解槽仍然是目前最成熟的技术路径,据 IEA 估算,2022 年全球碱性电解槽安装量大约为 727MW,约占全球总装机规

58、模的 52%;PEM 电解槽安装数量提升迅速,2022 年累计装机达 366MW,同比增长达 200%;SOEC 尚未开启商用,但具有优良的降本增效潜力,未来技术成熟后成本预计将大幅降低,有望实现产业化推广。图图 24:2021 年全球电解槽仍以碱性电解路线为主年全球电解槽仍以碱性电解路线为主图图 25:电解槽投资成本预计未来将显著降低:电解槽投资成本预计未来将显著降低数据来源:IEA、国泰君安证券研究数据来源:中国氢能产业发展报 2022、国泰君安证券研究PEM 材料成本较高材料成本较高,核心部件有待国产化突破核心部件有待国产化突破。由于 PEM 电解需要在强酸环境下进行,使用的金属催化剂属

59、于稀有金属,成本较高;国内 PEM产业规模较小,PEM 制备氢气核心原材料质子交换膜的生产技术被欧美、日本等巨头垄断,原材料主要依赖国外进口,给供应链和成本管理带来了较大压力。未来国内 PEM 产业的发展还需要国内企业在原材料上实现新的突破。图图 26:PEM 稀有金属催化剂稀有金属催化剂-铂族金属主要依赖进口铂族金属主要依赖进口数据来源:中商产业研究院、国泰君安证券研究国内电解槽出货量快速增长国内电解槽出货量快速增长,市场集中度较高市场集中度较高。2022 年中国电解槽设备总出货量 800MW 左右,根据 BloombergNEF 预测,2023 年中国电解槽出货量有望达到 1.4-2.1G

60、W,占全球出货量 60%以上,同比增速约75%-163%。2022 年国内出货量中,考克利尔竞立、派瑞氢能和隆基氢能 CR3 合计占据 80%,市场集中度较高;而国际电解槽市场竞争格局相对分散,CR10 约占 50%。图图 27:2022 年我国电解槽出货量约年我国电解槽出货量约 800MW/同比同比+129%数据来源:TrendBank,BloombergNEF、国泰君安证券研究电解槽招标高景气,电解槽招标高景气,23 年全年有望大幅放量。年全年有望大幅放量。2023 年 1-5 月 15 个电解槽项目公开招标累计规模超过 576MW,已达到 2022 年全年出货量的72%,其中碱性电解槽项

61、目占比 80%。15 个公开项目中有 13 个是绿氢项目,根据全国绿氢项目推进情况,我们认为 2023H2 还会有大量电解槽项目进行招标。在工业化大规模应用的背景下,绿氢的使用成本有望进一步下降,从而加速氢能产业的发展。表表 9:2023 年年 1-5 月国内月国内 15 个电解槽项目招标规模超过个电解槽项目招标规模超过 576MW招标项目招标项目电解槽类型电解槽类型 实际招标规模实际招标规模中标企业中标企业时间时间1 深圳能源库尔勒绿氢制储加用一体化示范项目碱性5MW厚普股份2023/1/62 北元化工制氢电解槽成套装置设备采购项目PEM1MW赛克赛斯2023/2/143 国电投涞源县 30

62、0 兆瓦光伏制氢项目碱性6MW河北工程公司2023/1/164 华能氢能院碱性电解槽采购项日碱性6.5MW中能氢能源2023/1/175 黑龙江 200W 风电制氢联合运行项目碱性7.5MW/2023/1/286华中科技大学质子交换膜电解水制氢及燃料电池设备系统采购项目PEM/中石化石油机械股份有限公司2023/2/37 深能北方光伏制氢项目碱性45MW阳光电源2023/2/168大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目PEM50MW长春绿动氢能科技有限公司2023/2/23大安风光制绿氢合成氨一体化示范项日(标段 5)碱性75MW隆基氢能大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目(标段 6)碱性60MW阳

63、光电源大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目(标段 7)碱性40MW三一氢能大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目(标段 8)碱性20MW派瑞氢能9国能宁东可再生氢碳减排示范区一期项目(标段 1)碱性25MW南通安思卓新能源2023/3/15国能宁东可再生氢碳减排示范区一期项日(标段 2)碱性80MW派瑞氢能10西湖大学 AEM 制氢电解槽采购项目AEM/2023/3/2211华电潍坊氢储能示范项目城性35MW/2023/3/2712绿电制氢及氢能一体化示范项目碱性5MW/2023/3/2813鄂尔多斯市纳日松 40 万千瓦光伏制氢产业示范项目碱性35MW/2023/4/2914张家口风电光伏发电综合

64、利用(制氢)示范项目制氢子项日碱性40MW深瑞航能2023/5/815洁净能源集团海水制氢一体化项目(标段 1)城性20MW阳光电源2023/5/16洁净能源集团海水制氢一体化项目(标段 2)碱性20MW隆基氧能数据来源:香橙会研究院、氢能汇、国泰君安证券研究光伏巨头、设备厂商加速布局电解槽领域,市场参与企业增多。光伏巨头、设备厂商加速布局电解槽领域,市场参与企业增多。国内CR3 中派瑞氢能同时具备 ALK、PEM 两种电解槽技术路径,考克利尔竞立和隆基股份主要专注于 ALK 技术方向。光伏巨头隆基股份、阳光电源以及华电重工等设备厂商也开始布局氢能电解槽领域,电解槽参与企业数量进一步增加,未来

65、市场竞争或将加剧。表表 6:国内电解槽厂商以:国内电解槽厂商以 ALK 路线居多路线居多企业企业产品技术类型产品技术类型单台最大产氢率(单台最大产氢率(Nm/h)考克利尔竞立ALK1500派瑞氢能AlK、PEM2000隆基氢能ALK1000天津大陆ALK1000中电丰业AlK、PEM1000凯豪达氢能ALK1000瀚氢源ALK1100华易氢元科技ALK1350赛克赛斯氢能PEM1200国富氢能AlK、PEM1000奥洋科技ALK1200瑞麟科技ALK500希倍优氢能ALK1400明阳智慧氢能ALK2500中国华电ALK1200亿利氢田时代ALK1000盛氢制氢ALK1000氢氢松松ALK500

66、吉道能源ALK1500江苏双良新能源ALK1000天合元氢ALK1000数据来源:氢能聚焦、国泰君安证券研究全球头部电解槽生产商扩产进行时全球头部电解槽生产商扩产进行时。根据 BloombergNEF 统计,2022 年底年生产力全球前 20 家电解槽生产商产能共计 14GW,其中有 8 家企业来自中国,合计 6.7GW 占比约 48%。按照电解槽类型划分,有 12 家碱性电解槽企业、5 家 PEM 电解槽企业和 3 家碱性/PEM 电解槽企业。预期 2023 年底年生产力全球前 20 家电解槽生产商产能合计约 26.4GW,较 2022 年底提高 89%。表表 10:全球头部电解槽生产商稳步

67、扩产:全球头部电解槽生产商稳步扩产2022 年底预期电解槽产能年底预期电解槽产能 TOP 202023 年底预期电解槽产能年底预期电解槽产能 TOP 20排名排名企业企业年产能年产能(GW)国家国家电解槽电解槽类型类型排名排名企业企业年产能年产能(GW)国家国家电解槽电解槽类型类型1隆基1.5中国ALK1普拉格能源3美国PEM1派瑞氢能1.5中国ALK/PEM2隆基2.5中国ALK3阳光电源1.1中国ALK/PEM2考克利尔竞立2.5比利时ALK4考克利尔竞立1比利时ALK2ITM Power2.5英国PEM4蒂森克虏伯1德国ALK5Ohmium2美国PEM4奥扬科技1中国ALK6康明斯1.6

68、美国PEM4ITM Power1英国PEM7派瑞氢能1.5中国ALK/PEM4普拉格能源1美国PEM7蒂森克虏伯1.5德国ALK4Ohmium1美国PEM9HydrogenPro1.3挪威ALK10康明斯0.6美国PEM9西门子1.3德国PEM10Ncl(耐欧)0.6挪威ALK/PEM11阳光电源1.1中国ALK/PEM12中电丰业0.5中国ALK12奥扬科技1中国ALK12国富氢能0.5中国ALK12国富氢能1中国ALK14西门子0.3德国PEM14Nel(耐欧)0.6挪威ALK/PEM14瑞麟科技0.3中国ALK15中电丰业0.5中国ALK14HydrogenPro0.3挪威ALK15Su

69、nfire0.5德国ALK17凯豪达0.3中国ALK15凯豪达0.5中国ALK17Sunfire0.3德国ALK15希倍优0.5中国ALK19麦克菲0.1法国ALK15昇辉科技0.5中国ALK19Green Hydrogen Systems0.1丹麦ALK15印度瑞来斯实业公司0.5印度ALK2022 年年 TOP 20 合计合计14.0 GW2023 年年 TOP 20 合计合计26.4 GW数据来源:BloombergNEF、国泰君安证券研究国内电解槽市场国内电解槽市场 2025 年有望突破年有望突破 200 亿,亿,2030 年有望突破年有望突破 450 亿。亿。针对国内电解槽市场,我们

70、进行如下假设:1)假设 24 年后我国氢能产量以 2%的增速稳定提升,国内绿氢渗透率由 1%逐步提升至 2025 年的 5%、2030 年的 20%;2)参考主流电解槽技术参数,随着工艺改进、技术进步与规模化应用,假设制氢电耗稳步下降,年利用小时数与能量转换效率稳定提升,设备单价略有下降;3)随着 PEM 技术的成熟,PEM 电解槽在国内占有率预计将逐步提升,假设 2025、2030 年分别达到 10%、20%。以此基础测算,国内电解槽市场规模 2025 年约 213 亿元,其中ALK、PEM 分别为 168.3 亿、44.7 亿;2030 年电解槽市场规模达到 464亿元,其中 ALK、PE

71、M 分别为 312.5 亿、151.5 亿。表表 11:预计:预计 2025 年我国氢电解槽市场规模将突破年我国氢电解槽市场规模将突破 200 亿亿202120222023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E中国氢气产量(万吨)33424004424444684477848734971yoy34%20%6%4%2%2%2%2%2%2%绿氢渗透率1%1%2%3%5%7%10%13%16%20%绿氢产量(万吨)33994新增绿氢产量(万吨)214新增绿氢

72、体积(亿立方米)11.226.140.762.778.6122.8148.6170.5204.4240.2电耗(kWh/立方米)4.64.64.54.54.44.44.34.34.24.2年利用小时数(h)30003000336003750390040504200能量转换效率74.0%74.5%75.0%75.5%76.0%76.5%77.0%77.5%78.0%78.5%电解槽新增需求量电解槽新增需求量(GW)2.35.37.811.213.219.522.324.227.530.6ALK 电解槽占比98%95%93%92%90%88%86%84%82%80%ALK 电

73、解槽新增出货量(MW)22745058722778ALK 电解槽设备单价(万元/MW)43130128ALK 电解槽新增市场规模(亿元)电解槽新增市场规模(亿元)35.275.9106.2149.0168.3237.6260.0270.0293.3312.5PEM 电解槽占比2%5%7%8%10%12%14%16%18%20%PEM 电解槽出货量(MW)4626654489922PEM 电解槽设备单价(万元/MW)43240638235933

74、73247PEM 电解槽新增市场规模(亿元)电解槽新增市场规模(亿元)2.010.820.832.344.774.293.0108.4130.2151.5电解槽新增市场空间电解槽新增市场空间37.286.7127.0181.2213.0311.8353.0378.3423.5464.0数据来源:中国煤炭工业协会、GGII、北极星氢能网、国泰君安证券研究4.氢气储运加注空间广阔,国产化之路道阻且长氢气储运加注空间广阔,国产化之路道阻且长4.1.氢气储运贯穿全产业链,高压储氢瓶有望放量氢气储运贯穿全产业链,高压储氢瓶有望放量氢气储运方式可根据储存状态分为气态储氢氢气储运方式可

75、根据储存状态分为气态储氢、固态储氢固态储氢、低温液态储氢低温液态储氢、有机液态储氢有机液态储氢。1)高压气态储氢;)高压气态储氢;通过高压将氢气压缩到一个耐高压的容器;2)固态储氢:)固态储氢:利用物理吸附型、金属氢化物等储氢材料能够可逆吸放氢的特性进行储氢,其中金属氢化物储氢是目前最有希望且发展较快的固态储氢方式;3)低温液态储氢:)低温液态储氢:低温液态储氢是先将氢气液化,然后储存在低温绝热真空容器中;4)有机液态储氢:)有机液态储氢:有机液态储氢是利用有机物的碳原子加氢和脱氢反应实现吸放氢。高压气态储氢高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用阶段低温液态储氢已进入商业应用阶段,有机液态储

76、氢有机液态储氢、固固态储氢尚处研发推广阶段。态储氢尚处研发推广阶段。气态储氢成本低、能耗低、操作环境简单,是目前我国最常用的储氢技术;低温液态储氢目前主要应用在航空领域;有机液态储氢技术已相对完善,其存储介质与汽油柴油接近,可以有效利用已有基础设施实现降本,应用前景广阔;固态储氢凭借其储氢密度和安全性上的优势在近年来备受青睐,是未来氢能高效利用的重要路线。表表 12:氢能储存方式主要分为氢能储存方式主要分为 4 种,高压气态储氢应用最广泛种,高压气态储氢应用最广泛储存方式储存方式核心技术核心技术优点优点缺点缺点技术成熟度及应用情况技术成熟度及应用情况高压气态高压气态储氢储氢高压压缩成本较低常温

77、操作储氢能耗低充放氢速度快高压安全隐患大储氢密度小储存容器体积大存在氢气泄漏和容器爆破风险技术成熟,应用最广泛典型应用于钢瓶;轻质高压储氢罐;车用储氢固态储氢固态储氢物理/化学吸附储氢安全性好储氢密度大氢纯度高,可提纯氢气运输便利可快速充、放氢成本高、充放氢效率低储放氢存在约束,热交换较困难,放氢需在较高温度下进行尚处于实验研究阶段在分布式发电、风电制氢、规模储氢中有示范应用低温液态低温液态储氢储氢低温绝热液氢纯度高能量密度大体积密度大加注时间短氢液化能耗大容器要求高、成本较高绝热要求高技术成熟,大量、远距离储运主要用于航空航天,典型应用火箭低温推进剂有机液态有机液态储氢储氢有机储氢介质液氢纯

78、度高储氢密度大稳定性高、安全性好运输便利储氢介质可多次循环适用操作条件苛刻成本较高脱氢温度高能耗大可能发生副反应已无技术障碍,应用前景广阔数据来源:氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用、氢云链、世界能源蓝皮书、国泰君安证券研究受益政策与技术受益政策与技术,储氢瓶市场空间广阔储氢瓶市场空间广阔。随着燃料电池汽车产销量的攀升、政策驱动、高压储氢瓶技术的不断突破,根据头豹研究院预测,预计未来国内高压储氢瓶需求量将保持高速增长,预计 2025 年需求量将达到 40685 台,市场规模将达到 32.9 亿元。图图 28:国内高压储氢瓶需求量:国内高压储氢瓶需求量 2025 年有望达年有望达 4 万

79、台万台图图 29:国内高压储氢瓶规模:国内高压储氢瓶规模 2025 年有望达年有望达 32.9 亿亿数据来源:头豹研究院、国泰君安证券研究数据来源:头豹研究院、国泰君安证券研究商用高压储氢瓶主要分为四大类型,商用高压储氢瓶主要分为四大类型,IV 型瓶成为主流迭代方向。型瓶成为主流迭代方向。商用高压气态储氢容器主要分为型纯钢制金属瓶、型钢制内胆纤维缠绕瓶、型铝内胆纤维缠绕瓶和型铝合金内胆纤维缠绕瓶四类。型瓶具有重容比小、单位质量储氢密度高等优点,技术较为成熟,已广泛应用于氢燃料电池汽车。III 型瓶储氢密度为 3.9%,而 IV 型瓶的储氢密度可以达到 5.5%,单瓶气体容积可达到 375 升,

80、可降低整个系统复杂性。未来随着技术不断突破,IV 型对 III 型储氢瓶的替代是行业发展趋势。表表 13:商用高压储氢瓶包含四大类型,:商用高压储氢瓶包含四大类型,V 型瓶尚处研发阶段型瓶尚处研发阶段型号型号型瓶型瓶型瓶型瓶型瓶型瓶型瓶型瓶V 型瓶型瓶材料工艺材料工艺纯钢质金属质内胆纤维缠绕铝内胆纤维缠绕塑料内胆纤维缠绕无内胆纤维环绕压强压强(Mpa)17.5-2026.3-3030-7070 以上研发中材料密度材料密度(kg/L)0.9-1.30.6-1.00.35-1.00.3-0.8使用寿命使用寿命15 年15 年15-20 年15-20 年储氢密度储氢密度(kg/m)14.28-17.

81、2314.28-17.2340.448.8成本成本低中最高高应用场景应用场景加氢站等固定式储氢车载储氢瓶数据来源:中国氢能联盟、华经产业研究院、国泰君安证券研究车用高压储氢瓶国家标准发布,有望打开车用高压储氢瓶国家标准发布,有望打开 70Mpa 储氢瓶市场。储氢瓶市场。美日等国家燃料电池汽车多携带 70Mpa 压力 IV 型储氢瓶,甚至着手研发 V 型瓶,相比之下我国目前燃料电池示范车辆大部分仍采用 35Mpa 的型瓶,储氢量少且重量更重,受限于技术水平和过往安全事故,国内过去一直未开放 70Mpa 的 IV 型瓶。而车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶(型瓶)、车用高压储氢气瓶组合阀门国家标

82、准于 2023 年 5 月23 日发布,将于 2024 年 6 月 1 日实施,标志着我国正式放开 70MPa 车用储氢瓶市场。国内企业快速布局国内企业快速布局型瓶型瓶,25 年有望实现量产年有望实现量产。国内各大企业已经快速切入型瓶布局,主要分为技术引进和自主研发两种方式进行 IV 型瓶量产准备。其中天海工业、中材科技、中集安瑞科、奥扬科技等企业均参与了上述 IV 型瓶国标制定,代表了现阶段国内顶尖技术水准。当前主流气瓶企业已经由实验研发进入终端协同开发阶段,预计在 2025 年前后陆续走向应用端,实现批量生产。表表 14:国内企业快速布局:国内企业快速布局型瓶市场型瓶市场市场策略市场策略主

83、体主体详情详情技术引进中集安瑞科2020 年,与 Hexagon 签署合作书,计划引入 IV 型储氢瓶在国内市场推广;2021 年,与 Hexagon PurusAS 成立合资公司中集合斯康,计划建立 IV 型储氢瓶生产线,达产后总产能将达到 10 万只/年;2022 年,中集合斯康与汇达交通签订凉解备忘录,中集合斯康初步将为香港首辆氢燃料电池双层巴士提供 IV 型车载储氢瓶及供氢系统。佛吉亚斯林达2021 年 5 月,佛吉亚斯林达取得包含车用 IV 型储氢瓶的特种设备制造许可证,成为国内第一家获得型储氢瓶制造许可的工厂自主开发国富氢能2020 年开始布局 IV 型储氢瓶技术研发;2021 年

84、 3 月 30 日,国富氢能装备产业基地二期项目开工,主要进行 IV 型瓶智能化生产线建设。天海工业2020 年,募集资金进行 IV 型储氢瓶智能化数控生产线建设;2021 年,已建成了一条柔性化 IV 型瓶生产线,目前主要用于存储天然气;其 IV 型储氢瓶进入车型定向开发阶段。中材科技2019 年开始 IV 型气瓶的技术研发,现已建成年产 10 万只氢气瓶智能化缠绕生产线,70MPa IV 型储氢气瓶已经通过全套委托实验并建成柔性自动化产线,70MPa 储氢瓶容积覆盖 28L-66L,35MPa储氢瓶容积覆盖 53L-385L。亚普股份2020 年与高校合作研发 70MPa IV 型储氢瓶。

85、山东奥扬2020 年开始进行 IV 型储氢瓶技术布局;目前工作压力为 35MPa、70MPa 的氢气 IV 型瓶目前已完成首件试制,已完成水压试验、气密性试验等部分产品内部测试,尚未实现 IV 型瓶的量产。中氢聚力2023 年 2 月,风润智能装备股份有限公司携手中氢聚力成功签约“中氢聚力(登封)生产基地项目”,项目总投资 2 亿元,一期投资 6000 万元,生产制造第 4 代 70MPa 碳纤维缠绕储氢瓶。数据来源:公司公告、GGII、索比氢能网、国泰君安证券研究型瓶型瓶中碳纤维复合材料成本占比较高中碳纤维复合材料成本占比较高,国产化率有待提高国产化率有待提高。储氢瓶中碳纤维复合材料成本占比

86、约 78%。当前罐体材料已基本实现国产化,但高性能碳纤维材料仍被美、日垄断,日本东丽是全球车载储氢瓶企业碳纤维的主要供应商;碳纤维缠绕设备与高压罐体加工设备等工艺设备仍需进口,整体国产化率约 50%。2021 年日本东丽收紧碳纤维供应,导致国内储氢瓶企业无法正常出货,在军工、航天、机械等领域需求共同推动下,中复神鹰、光威复材、中简科技等一批国内碳纤维材料厂商开启扩产,储氢瓶碳纤维有望实现国产化替代。图图 30:35Mpa 瓶成本瓶成本$2865,碳纤维材料占,碳纤维材料占 77%图图 31:70Mpa 瓶成本瓶成本$3486,碳纤维材料占,碳纤维材料占 78%数据来源:中科院宁波材料所、国泰君

87、安证券研究数据来源:中科院宁波材料所、国泰君安证券研究氢气运输氢气运输:氢能产业链的关键桥梁氢能产业链的关键桥梁。根据氢气状态可分为气态输送、液态输送和固态输送三种方式。1)气态输运:)气态输运:长管拖车运输设备产业成熟,目前应用最广泛,是国内加氢站氢气储运的主要方式;管道运输是实现氢气大规模、长距离输送的重要方式,输氢量大、能耗低,但是建造管道成本较高,在 500km 以上的运输场景下成本优势更加突出。2)液态输运:液态输运:适合远距离、大容量输送,可以提高加氢站单站供应能力。3)固氢输送固氢输送:通过金属氢化物存储的氢能,运输手段更加丰富,驳船、大型槽车等运输工具均可以用于运输固态氢。表表

88、 15:三类氢运输方式适用于不同场景三类氢运输方式适用于不同场景运输方式运输方式运输工具运输工具经济距离(经济距离(km)适用场景适用场景气态储运气态储运长管拖车200城市内配送管道500国际、跨城市与城市内配送液态储运液态储运液态槽罐车200国际、规模化、长距离液态运输船200国际、规模化、长距离固态储运固态储运货车150固定式储氢、配送及加压数据来源:国际氢能网、2022 年中国氢能行业技术发展洞察报告、国泰君安证券研究图图 32:运输距离越远,管道运输的成本优势越明显:运输距离越远,管道运输的成本优势越明显数据来源:国富氢能招股说明书(申报稿)图图 33:氢能运输是连接氢能产业链各环节的

89、桥梁:氢能运输是连接氢能产业链各环节的桥梁数据来源:氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用多因素催化加速我国长距离输氢管网建设多因素催化加速我国长距离输氢管网建设国内首次高压力纯氢管道试验取得成功。国内首次高压力纯氢管道试验取得成功。2023 年 6 月 25 日,国内首次高压力纯氢管道试验在国家管网集团管道断裂控制试验场取得成功,为我国今后实现大规模、低成本的远距离纯氢运输提供了技术支撑。首条首条“西氢东送西氢东送”管道纳入国家规划管道纳入国家规划。2023 年 4 月 10 日,中国石化宣布“西氢东送”输氢管道示范工程已被纳入石油天然气“全国一张网”建设实施方案。“西氢东送”起于内蒙古

90、终于北京,管道全长 400 多公里,是我国首条跨省份、大规模、长距离的纯氢输送管道。一期运力 10 万吨/年,预留 50 万吨/年的远期提升潜力。管道建成后将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,缓解绿氢供需错配问题。国内首条掺氢高压输气管道工程正式动工国内首条掺氢高压输气管道工程正式动工。2023 年 3 月 9 日,国内首条掺氢高压输气管道工程正式动工,总投资 9.1 亿元,全长 258km,最大输气能力可达 12 亿 m3/年,预计 2023 年底完工投用。通过建立风光发电-绿电制氢-氢气管输-炼化与交通用氢的一体化氢产业发展模式,为我国西部地区绿氢跨省市应用提供示范解决方案。

91、输氢管网建设利好氢能全产业链输氢管网建设利好氢能全产业链。大规模纯氢管道建设提速,将率先带来压缩机、管道钢材等配套设备及材料需求,同时也将带动氢气储存装置、加注设备需求。长期来看,伴随国内氢气管网设施的不断完善,绿氢供需错配问题将逐步缓解,有利于氢能产业链成本的降低,加大氢能终端应用规模,全产业链有望充分受益。图图 34:首条纯氢长输管道项目纳入国家规划:首条纯氢长输管道项目纳入国家规划图图 35:包头:包头临河输气管道工程施工示意图临河输气管道工程施工示意图数据来源:澎湃新闻数据来源:新华网4.2.加氢站发展任重道远,核心设备国产化道阻且长加氢站发展任重道远,核心设备国产化道阻且长中国加氢站

92、数量逐年增加中国加氢站数量逐年增加。加氢站是将不同来源的氢气通过压缩机增压,储存在站内的高压罐中,再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气的燃气站,在氢能产业链中起到重要的桥梁作用。我国加氢站数量逐年增加,截至 2022 年底全国已投运加氢站 274 座。全球范围来看,2022 年已投运加氢站数量达到 814 座,其中亚洲国家占比 55.9%,中国、美国、法国、日本均有明确的加氢站发展规划,预计 2030 年前加氢站数量将维持高速增长。图图 36:2022 年中国投运加氢站达到年中国投运加氢站达到 274 座座/+25.7%图图 37:2022 年全球运营加氢站达年全球运营加氢站达 814 座座/

93、+18.8%数据来源:国家能源局、国泰君安证券研究数据来源:H2Stantions.org、国泰君安证券研究图图 38:2022 年底亚洲国家加氢站数量占比约年底亚洲国家加氢站数量占比约 55.9%图图 39:2030 年前全球加氢站数量将保持快速增长年前全球加氢站数量将保持快速增长数据来源:H2Stantions.org、国泰君安证券研究数据来源:各国氢能路线图、国泰君安证券研究加氢站有不同分类加氢站有不同分类,我国加氢站以我国加氢站以 35 MPa、站外制氢搭配高压气体储站外制氢搭配高压气体储氢为主氢为主。根据氢气加注压力的不同,加氢站可分为 35MPa 和 70 MPa 两种类型;根据建

94、设形式不同,分为固定式加氢站和移动撬装式加氢站;根据等级不同,可分为一级站、二级站和三级站;根据储氢方式的不同,可分为气氢加氢站和液氢加氢站等;根据用途不同,可分为自用站、商用站和示范站;根据供氢方式的不同,可分为站外制氢加氢站和站内制氢加氢站。当前我国加氢站以 35 MPa 为主,大多为外供氢加氢站,储氢方式一般是高压气体储氢。表表 16:以上海:以上海 7 座加氢站为例,以固定式、商用站、座加氢站为例,以固定式、商用站、35Mpa 加氢站为主加氢站为主名称类型用途等级加注压力/MPa固定式驿蓝加氢站固定式商用站一级35/70储氢容器安亭加氢站固定式商用站三级35有神力加氢站固定式自用站50

95、00h低温性能低温性能-20-30应用情况应用情况百台级别(在用)数千台级别核心零核心零部件部件膜电极膜电极电流密度约 1.5A/cm2,动态工况寿命约 3000h电流密度达到 2.53.0A/cm2,动态工况寿命达9000h空压机空压机30kW 级实车验证100kW 级实车验证储氢系统储氢系统35MPa 储氢系统-型瓶组7OMPa 储氢系统 IV 型瓶组双极板双极板金属双极板-试制阶段;石墨双极板小规模使用缺少耐久和工程化验证金属双极板技术成熟、完成实车验证;石墨双极板完成实车验证氢循环装置氢循环装置氢气循环泵-技术空白,30kW 级引射器-可量产 100kW 级燃料电池系统用氢气循环泵技术

96、成熟关键原关键原材料材料催化剂催化剂Pt 含量 0.3-0.4g/kW,0.280.40 mg/cm2,小规模生产Pt 含量达到 0.19g/kW,0.15mg/cm2,产品化生产阶段质子交换膜质子交换膜性能与国际相当,中试阶段产品化生产阶段炭纸炭纸/炭布炭布中试阶段产品化生产阶段密封剂密封剂国内相关产品较少产品化批量生产阶段数据来源:国内外氢能产业政策与技术经济性分析、中国氢能源及燃料电池产业白皮书、国泰君安证券研究6.行业重点公司行业重点公司6.1.华电重工:华电集团持续赋能,碱性华电重工:华电集团持续赋能,碱性+PEM 双向发力双向发力主营业务主营业务:华电重工是工程整体解决方案供应商,

97、业务集工程系统设计、工程总承包以及核心高端装备研发、设计、制造于一体,主要为客户在物料输送系统工程、热能工程、高端钢结构工程、海洋与环境工程、煤炭清洁高效利用工程等方面提供工程系统整体解决方案。图图 58:华电重工:华电重工 17-22 年营收年营收 CAGR 11.2%图图 59:华电重工华电重工 17-22 年归母净利润年归母净利润 CAGR 52.4%数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局:氢能布局:华电重工于 2020 年设立氢能事业部,定位于集制售氢、装备制造、工程总包及项目投资、运营为一体的能源服务商。以可再生能源制氢和氢能高效利用为重点,

98、持续强化核心材料、关键设备的技术研发与产业化应用,努力打造绿氢制、储、用产业链条,依托能源大基地布局、增进产业协同发展。公司同时布局碱性电解槽和 PEM 电解槽,首台套 1200Nm3/h 碱性电解槽已成功下线,多项指标达行业领先水平,公司由华电集团持续赋能,电解槽订单具有确定性保障。2022 年公司收购深圳通用氢能 51%股权,已在气体扩散层、质子交换膜方面取得重大突破。2022 年中标达茂旗 20 万 kW 新能源制氢工程示范项目,合同金额 3.45 亿元,计划于 2023 年内投产。表表 24:华电重工氢能业务主要涉及四类产品:华电重工氢能业务主要涉及四类产品系统系统/产品产品说明说明碱

99、性电解水制氢装备开发的碱性电解槽具有高电流密度、高电解效率、大容量、高响应速度的特点,运行平稳、性能先进、结构紧凑,适用于可再生能源规模化制备绿氢场景。气体扩散层产品韧性好,高电导率、高传热性,MD 与 TD 方向具有高抗拉强度的特点,部分指标达到国际先进水平,并通过了国内外多家下游企业的检测。质子交换膜产品具有更高的机械性能及尺寸稳定性、离子交换容量高、膜的保水能力及传输水能力强的特点。内含多种不同功能的自由基捕捉剂,具备更高的耐久性。氢燃料电池分布式供能系统具有“大功率、高效率、智能化、长寿命、环境适应性强”的特点,氢电效率52%,热电联产效率大于 85%。整套装置采用撬装式设计,系统集成

100、度高、结构设计模块化,为绿色建筑、新型基础设施、园区、孤岛等提供电力和热电联供服务,可满足多场景应用需求。数据来源:公司公告、国泰君安证券研究6.2.华光环能:环保能源双轮驱动,碱性电解槽量产在即华光环能:环保能源双轮驱动,碱性电解槽量产在即主营业务主营业务:华光环能是我国电站锅炉、工业锅炉、压力容器、烟气脱硫净化设备、燃气轮机余热锅炉(HRSG)、垃圾焚烧锅炉、特种锅炉和水处理设备专业制造公司,也是全国水处理设备科研中心和最大的制造基地。主要围绕环保与能源两大领域开展一体化业务,包括环保领域(主要为固废处置)的专业设计、环保设备制造、工程建设、处置运营的全产业链系统解决方案和综合服务,能源领

101、域的锅炉设计制造、传统及新能源电力工程总包、热电运营、光伏电站运营的全产业链业务。图图 60:华光环能:华光环能 17-22 年营收年营收 CAGR 8.6%图图 61:华光环能华光环能 17-22 年归母净利润年归母净利润 CAGR 12.8%数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局氢能布局:碱性电解槽持续突破碱性电解槽持续突破,制氢装备量产在即制氢装备量产在即。公司以传统锅炉装备制造经验为基础,与大连理工成立“大连理工-华光环能”零碳工程技术研究中心并成功下线碱性电解槽产品。公司具有自主知识产权的双极板和电极催化剂,利用首个自主开发的智能、参数化设计

102、系统,成功开发了产氢量 1500Nm3/h 的碱性电解槽,于 2023 年 4 月 11 日正式下线。公司目前具备 2000 Nm3/h 以下多系列碱性电解水制氢系统技术,具备1GW 电解水制氢设备制造能力且可以实现随时批量化生产交付,并同步建设新制造基地,打造业内一流的智能化、绿色化、数字化特种设备基地。6.3.隆基绿能:光伏龙头企业,进军绿氢培育光伏制氢隆基绿能:光伏龙头企业,进军绿氢培育光伏制氢主营业务主营业务:隆基绿能专注于单晶硅棒、硅片的研发、生产和销售,经过十多年的发展,目前已成为全球最大的太阳能单晶硅光伏产品制造商。公司逐步构建单晶硅片、电池组件、工商业分布式解决方案、绿色能源解

103、决方案、氢能装备五大业务板块,形成支撑全球零碳发展的“绿电+绿氢”产品和解决方案。图图 62:隆基绿能:隆基绿能 17-22 年营收年营收 CAGR 51.1%图图 63:隆基绿能隆基绿能 17-22 年归母净利润年归母净利润 CAGR 33.0%数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局:进军绿氢培育光伏制氢。氢能布局:进军绿氢培育光伏制氢。隆基绿能于 2021 年正式成立子公司,致力于成为全球领先的“绿电+绿氢”解决方案提供商。2022 年公司加快准进氢能等新业务拓展,推动绿色能源解决方案能力的不断提升,成功中标了我国首个万吨级光伏绿氢示范项目“中国石

104、化新星新疆库车绿氢示范项目”。6.4.冰轮环境:冷链设备龙头,氢能压缩机技术领先冰轮环境:冷链设备龙头,氢能压缩机技术领先主营业务主营业务:公司致力于在气温控制领域为客户提供系统解决方案,营造人工环境。主营业务涵盖低温冷冻设备、中央空调设备、节能制热设备、能源化工压缩/液化装备、精密铸件、智能仓储装备、氢能装备等产业集群。主要产品为压缩机和换热装置,广泛应用于食品冷链、石化、医药、能源、冰雪体育,以及大型场馆、轨道交通、核电、数据中心、学校、医院等领域。图图 64:冰轮环境:冰轮环境 17-22 年营收年营收 CAGR 12.1%图图 65:冰轮环境:冰轮环境 17-22 年归母净利润年归母净

105、利润 CAGR 6.3%数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局氢能布局:布局制氢储氢环节布局制氢储氢环节,技术达到国际先进水平技术达到国际先进水平。2019 年公司出资 5000 万成立山东冰轮海卓研究院,突破氢气液化的大型氦气压缩机关键技术;2020 年公司完成了加氢站隔膜压缩机的研发,填补国内技术空白;氢燃料电池空气压缩机及氢气循环泵已获得主流燃料电池厂商批量订单。2021 年度,公司联合有关科研院所研制的氢气输送压缩机、燃料电池空气压缩机、燃料电池氢气循环泵、高压加氢压缩机产品,整体性能达到国际先进水平。2022 年度,公司与黄渤海新区签订了“低

106、碳能源装备技术研发及产业化项目”,在低碳装备关键技术领域持续发力;研制开发系列隔膜压缩机替代进口,在氢能装备领域持续突破。表表 25:冰轮环境氢能装备主要产品技术领先冰轮环境氢能装备主要产品技术领先领域领域产品产品技术地位技术地位氢液化氢液化领域高效氦气螺杆压缩机进入首批能源领域首台(套)重大技术装备项目名单氢储运氢气输送压缩机喷油螺杆氢气输送压缩机填补了国内空白,产品整体性能达到国际先进水平加氢站高压加氢压缩机通过科学技术成果鉴定,整体性能达到国际先进水平氢燃料电池空气压缩机通过科学技术成果鉴定,主要性能指标达到国际先进水平氢气循环泵填补了国内空白,整体性能达到国际先进水平数据来源:公司公告

107、、国泰君安证券研究6.5.京城股份:储氢技术国内领先,募投扩产高压储氢瓶京城股份:储氢技术国内领先,募投扩产高压储氢瓶主营业务:主营业务:京城股份主要产品包括车用液化天然气(LNG)气瓶、车用压缩天然气(CNG)气瓶、钢质无缝气瓶、焊接绝热气瓶、碳纤维全缠绕复合气瓶、ISO 罐式集装箱、低温储罐、燃料电池用铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶、塑料内胆碳纤维全缠绕复合气瓶、加气站设备等。通过对车用 LNG 气瓶、低温贮罐、低温液体运输车、天然气汽车加气站等多方位的技术整合,可为客户提供 LNG/CNG 系统解决方案。图图 66:京城股份:京城股份 22 年营收年营收 13.7 亿亿/+16.0%图图 6

108、7:京城股份京城股份 22 年归母净利润年归母净利润 0.18 亿亿/+178.6%数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局氢能布局:储氢技术国内领先储氢技术国内领先,募投扩产募投扩产型瓶型瓶、型瓶型瓶。京城股份 2014年成功研发 35MPa 和 70MPa 高压氢燃料车用储气瓶,车用高压储氢技术国内领先。子公司北京天海拥有 8 个专业气体储运装备生产基地,是中国金属压力容器制造行业排头兵企业。基于压力容器主营业务的技术储备,京城股份及下属企业已在氢能储运产品领域布局多年,具备成熟的型瓶和型瓶技术能力和生产能力。2022 年第 24 届冬奥会中,公司成

109、功交付冬奥会项目 140 套储氢系统订单,为冬奥会提供火炬储氢系统。2022 年 11 月,公司公告拟非公开募投 11.7 亿元,其中 4 亿投入氢能前沿科技产业发展项目,以提升型瓶、型瓶生产能力,拓展氢能产品范围和产业化能力。6.6.厚普股份:国内加气站设备龙头,深度布局加氢业务厚普股份:国内加气站设备龙头,深度布局加氢业务主营业务主营业务:厚普股份主业涵盖天然气加注成套设备/氢能成套设备的研发、生产和集成;清洁能源领域及航空零部件领域核心零部件的研发和生产;天然气和氢能源等相关工程的 EPC;智慧物联网信息化集成监管平台的研发、生产和集成;以及覆盖整个产业链的专业售后服务等。图图 68:厚

110、普股份:厚普股份 22 年营收年营收 7.1 亿亿/-18.4%图图 69:厚普股份:厚普股份 22 年归母净利润年归母净利润-1.4 亿元亿元数据来源:Wind、国泰君安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究氢能布局:深度布局加氢业务,加氢站解决方案国内领先氢能布局:深度布局加氢业务,加氢站解决方案国内领先。1)氢能加)氢能加注领域:注领域:厚普股份 2013 年起积极开展氢能相关领域业务,为国内箱式加氢站解决方案服务商。公司在加氢站领域已形成了从设计到关键部件研发、生产,成套设备集成、加氢站安装调试和技术服务支持等覆盖整个产业链的综合能力。产品方面,公司先后推出了 45MPa 液压式

111、压缩机、35MPa 氢压缩机橇、液氢真空管、液氢换热器、100MPa 氢气质量流量计、70MPa 加氢机、70MPa 加氢枪等核心产品。2022 年公司自主研发的 45MPa 液压式氢气压缩机已实现推广应用,进一步巩固了公司在氢能设备领域的核心竞争力。2)加氢站领域加氢站领域:厚普股份 EPC 承建了山西鹏飞集团北姚鹏湾氢港项目,北姚鹏湾氢港两座加氢综合能源站,同时具备氢气、LNG 及燃油加注功能,站内配备 4 台 35MPa 加氢机,设计加氢量达 1000Kg/d,能满足 100 辆氢燃料车的加注。同时公司还参与承建中石油广东佛山罗格加油加氢合建站、陕西韩城美源加氢站等多个加氢站项目。6.7

112、.亿华通:燃料电池发动机系统龙头,产销量快速提升亿华通:燃料电池发动机系统龙头,产销量快速提升国内燃料电池发动机系统龙头国内燃料电池发动机系统龙头。亿华通主要产品及服务包括燃料电池系统及相关的技术开发、技术服务,目前主要应用于客车、物流车及重卡等商用车型,公司与国内主流的商用车企业宇通客车、北汽福田等建立了深入的合作关系,搭载公司燃料电池系统的燃料电池车辆已先后在北京、张家口、上海、成都、郑州及淄博等地上线运营。图图 70:亿华通:亿华通 22 年营收年营收 7.4 亿亿/+17.3%图图 71:亿华通:亿华通 22 年归母净利润年归母净利润-1.7 亿亿/-2.8%数据来源:Wind、国泰君

113、安证券研究数据来源:Wind、国泰君安证券研究积极投入燃料电池研发布局积极投入燃料电池研发布局,拓展多元化市场拓展多元化市场。作为我国燃料电池系统研发及商业化的先行者,公司具备燃料电池系统及电堆的量产能力,提前拓展百 KW 级大功率燃料电池系统,并积极与国内主流整车厂合作拓展开发客车、环卫车、牵引车、冷链物流等新车型,扩大了产品市场覆盖度,满足多元化市场需求。受益于行业发展受益于行业发展,燃料电池发动机系统产销量快速提升燃料电池发动机系统产销量快速提升。随着燃料电池示范应用城市群政策的落地实施,公司燃料电池系统产销量大幅提高。2022 年公司燃料电池系统生产量 1683 台/+113.3%、销售量 1537 台/+183.1%,燃料电池系统销售总功率为 161,520KW,同比增长 175.7%。图图 72:2022 年亿华通燃料电池发动机系统产销量大幅增长年亿华通燃料电池发动机系统产销量大幅增长数据来源:公司公告、国泰君安证券研究

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