1、 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 Table_MainInfo 行业研究/煤炭 证券研究报告 行业专题报告行业专题报告 2024 年 02 月 07 日 Table_InvestInfo 投资评级 优于大市优于大市 维维持持 市场表现市场表现 Table_QuoteInfo-12.46%-6.44%-0.43%5.58%11.59%17.61%2023/22023/52023/82023/11煤炭海通综指 资料来源：海通证券研究所 相关研究相关研究 Table_ReportInfo 煤矿安全生产条例解读2024.02.05 国务院出台煤炭安全生产条例，中电联预计 24 年全社会用电量增

2、长 6%2024.02.04 利好政策频出，板块基本面平稳2024.01.28 Table_AuthorInfo 分析师:李淼 Tel:(010)58067998 Email: 证书:S0850517120001 分析师:王涛 Tel:(021)23185633 Email: 证书:S0850520090001 分析师:吴杰 Tel:(021)23183818 Email: 证书:S0850515120001 联系人:朱彤 Tel:(021)23185628 Email: 氢能专题之二氢能专题之二：住行发电住行发电用氢端用氢端及及应用应用开开阔阔之路之路 Table_Summary 投资要点：

3、投资要点：交通用氢：交通用氢：NZE 情景下情景下至至 2030 年交通用氢量有望达年交通用氢量有望达 800 万吨，其中需求最大万吨，其中需求最大的领域为汽车（的领域为汽车（50%）和船舶（）和船舶（45%）。）。1）汽车用氢：）汽车用氢：2022 年全球氢燃料电池汽车保有量同比增长超 40%，韩国和美国为前两大市场，中国主要发展氢能重卡。在美国加州及美国 15 个州承诺协定基础上，26 届联合国气候变化大会达成全球谅解备忘录，共同推动零排放中重型车辆的发展。欧洲地区，建立H2Accelerate 合作组织，分阶段部署目标在 2030s 实现燃料电池卡车的全面工业化；2023 年 9 月 2

4、2 日欧盟将 AFIR 法案正式立为法律，有望加速加氢基础设施的建设。亚洲国家中，日本和韩国均提出燃料电池车的发展目标。2）船舶）船舶用氢：用氢：国际海事组织和部分国家已制定降碳减排的战略，并且从 2024 年起航运将纳入欧盟的碳排放交易系统。目前船舶用氢的示范项目主要在挪威、荷兰、美国等海运较为发达的国家，使用液氢或氢燃料电池提供动力。3）铁路用氢：）铁路用氢：氢燃料电池列车为铁路脱碳提供了解决方案，目前德国较为领先，2023 年 6 月Alstom 的 36 列氢燃料列车率先投入使用，单程已经成功行驶 1175km。4）航）航空用氢：空用氢：2022 年欧盟提升航空可持续再生燃料（SAF）

5、使用份额目标，计划到2030 年航空用 SAF 比例为 2%，目前计划项目的比例仅 0.5%。目前 Universal Hydrogen、ZeroAvia 等初创公司研发氢动力飞机取得突破。氢燃料汽车成本的平准化：氢燃料汽车成本的平准化：未来燃料未来燃料汽车的汽车的成本下降主要由规模提升和技术进成本下降主要由规模提升和技术进步驱动步驱动。规模经济方面，通过规模化生产包括膜电极在内的核心零部件实现成本降低；技术进步方面，可以降低催化剂含铂量、优化膜电极设计等。储氢系统的成本下降速度可能低于燃料电池系统。综合来综合来看，在重卡等领域以及低温、看，在重卡等领域以及低温、续驶里程要求长等特续驶里程要求

6、长等特定场景下，氢燃料定场景下，氢燃料汽车相对更具竞争力。汽车相对更具竞争力。建筑用氢：建筑用氢：NZE 情景下至情景下至 2030 年年建筑建筑用氢用氢量有望量有望达达 100 万吨万吨，短期可能主要，短期可能主要以现有天然气网络掺氢形式发展以现有天然气网络掺氢形式发展，长期用纯氢供暖的需求潜力巨大，长期用纯氢供暖的需求潜力巨大。1）固定燃）固定燃料电池：料电池：2022 年建筑用燃料电池增长较为缓慢，已有装机量前几名为美国（600MW）、日本（315MW）、欧洲（230MW）和韩国（20MW）。日本由于 ENE-FARM 计划的实施，燃料电池微型热电联产（CHP）机组的累计销量已超过 45

7、 万台。2）天然气掺氢：）天然气掺氢：英美澳等国家已经开始天然气掺氢的可行性分析和试验，目前主流供暖市场已经能够实现 3%-5%掺氢，按全球建筑中的天然气供应掺氢 3%将提高清洁氢的年需求量 1200 万吨（目前氢产量的约 17%）。此外，掺氢锅炉的设备标准正逐步建立（包括 100%纯氢锅炉），欧洲于 2022年 2 月发布 UNI/TS11854 标准，涵盖燃烧掺氢高达 20%的甲烷混合物的锅炉。3）纯氢供暖：）纯氢供暖：长期来看较大的商业建筑、建筑综合体、区域电网使用 100%纯氢供暖的成本最低，但需要氢气价格在 1.5-3 美元/kg 范围内纯氢供暖较燃烧天然气和热泵才具备相对竞争力。如

8、果主流市场采用纯氢供暖，至 2030 年全球纯氢供暖氢需求量将达 1200-2000 万吨。发电用氢发电用氢：目前用氢发电仅占全球发电量的不到目前用氢发电仅占全球发电量的不到 0.2%，但未来，但未来潜力较大潜力较大，假设，假设2030 年全球气轮机年全球气轮机 1%实现用氢或氨燃烧实现用氢或氨燃烧对应对应氢需求量氢需求量 450 万吨万吨。2030 年发电用氢电力装机有望超 5.8GW，其中 70%为气轮机掺氢混燃，区域主要集中在亚太（39%）、欧洲（36%）和北美（25%）地区。未来发电用氢的需求潜力未来发电用氢的需求潜力包括：包括：1）煤电厂掺氨混燃：煤电厂掺氨混燃：全球煤电厂实现 20

9、%掺氨混燃可减排约 20%，对应需要 6.7 亿吨低碳氨和 1.2 亿吨氢。2）柔性发电：）柔性发电：氢和氨可以作为气轮机和联合循环燃气轮机的燃料，通过负载平衡和调峰发电提供电力系统灵活性。目前全球可以掺氢燃烧的气轮机机组装机量已经达到至少 70GW。3）大规模长时大规模长时储能：储能：氢可以作为可再生能源份额提高后的灵活性电力系统实现长时大规模储能的潜在选择，放电持续时间在 20-45 小时压缩氢或为储能的最经济选择。风险提示。风险提示。下游需求不及预期，政策推动不及预期。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目录目录 1.交通用氢.7 1.1 汽车用氢.7 1.1.

10、1 小型汽车.8 1.1.2 公共汽车、卡车、叉车等.9 1.1.3 加氢站.10 1.1.4 国家政策和支持项目.11 1.1.5 成本来源及成本降低的潜力.13 1.2 船舶用氢.19 1.2.1 当前使用现状.19 1.2.2 未来需求潜力.20 1.2.3 成本来源及降低成本的潜力.20 1.3 铁路用氢.21 1.4 航空用氢.21 2.建筑用氢.23 2.1 当前使用现状.23 2.1.1 目前研究和试验进展.24 2.1.2 安全评估进展.25 2.1.3 建筑的间接用氢.25 2.2 未来需求潜力.26 2.2.1 天然气掺氢.26 2.2.2 纯氢供暖.26 3.发电用氢.2

11、7 3.1 当前使用现状.28 3.1.1 掺氢和掺氨混燃发电项目.29 3.1.2 固定燃料电池发电.30 3.2 政府政策及目标.31 3.3 电力行业未来需求潜力.32 3.3.1 煤电厂掺氨混燃.32 3.3.2 柔性发电.32 UZZY1XBZTUAUSU9P8QaQtRoOoMmQfQpPoMjMnMvNbRnNyRvPnQrOuOoMtR 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 3 3.3.3 大规模和长时存储.34 4.风险提示风险提示.35 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4 图目录图目录 图 1 2020-2022 年公路用氢需求

12、量分类别.7 图 2 2020-2022 年公路用氢需求量分地区.7 图 3 2019-2023.6 全球氢燃料车保有量分类别.9 图 4 2019-2023.6 全球氢燃料车保有量分地区.9 图 5 2019-2023.6 加氢站数量及车站比.10 图 6 AFIR 法案强制要求推广充电站和加氢站的部署.10 图 7 Nikola 移动加氢站品牌 Hyla.11 图 8 韩国保宁市蓝氢工厂示意图.11 图 9 发展零排放中重型车辆：全球谅解备忘录发展过程.11 图 10 H2Accelerate 研发和部署阶段.12 图 11 戴姆勒卡车自 2021 年起就开始测试氢燃料卡车模型.12 图

13、12 沃尔沃已经开始测试氢燃料卡车模型.12 图 13 韩国氢燃料汽车发展目标（辆）.13 图 14 韩国加氢站数量发展目标（座）.13 图 15 2022-2030 年移动燃料电池产能情况.14 图 16 某 10.5 米级氢燃料电池客车车辆购臵成本.15 图 17 某 10.5 米级氢燃料电池客车全生命周期成本（万元）.15 图 18 某 9 吨氢燃料电池物流车车辆购臵成本.16 图 19 某 9 吨氢燃料电池物流车全生命周期成本（万元）.16 图 20 某 42 吨级港口牵引重卡车辆购臵成本.17 图 21 某 42 吨级港口牵引重卡全生命周期成本（万元）.17 图 22 2025 年不

14、同车型全生命周期成本对比（万元）.17 图 23 2030 年不同车型全生命周期成本对比（万元）.17 图 24 氢燃料电池汽车与同级 ICE 和 BEV 车型等效时所需氢气价格（2025 年）.18 图 25 氢燃料电池汽车与同级 ICE 和 BEV 车型等效时所需氢气价格（2030 年）.18 图 26 2019 年和未来乘用车的全生命周期成本对比.18 图 27 氢燃料乘用车相较电动汽车具备经济性的里程.18 图 28 2019 年和未来长型拖车的全生命周期成本对比.18 图 29 第一艘使用零碳液氢的渡轮 MFHydra.19 图 30 Windcat 和 Damen 合作开发氢动力

15、CSOV 船.19 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 5 图 31 Yara 开发的氨动力油轮示意图.20 图 32 ShipFC 项目目标达到长途零碳航程.20 图 33 目前以及未来散货船不同燃料/动力系统的总成本.21 图 34 德国 Alstom 的 Coradia lLint 氢燃料列车.21 图 35 西门子的氢燃料列车 Mireo Plus H.21 图 36 2021-2022 年区域建筑用燃料电池数量.23 图 37 2021-2050 年 NZE 情境下建筑用氢需求量.23 图 38 美国天然气管道网络.24 图 39 天然气网络掺氢供应链.24 图

16、 40 散货船上燃料/动力系统替代品当前和未来的总成本.27 图 41 日本 2MW 气轮机 IM270.28 图 42 日本气轮机 N2O 集中度和温室气体减排速率.28 图 43 使用氢和氨发电的电力装机量分区域.29 图 44 使用氢和氨发电的电力装机量分技术路径.29 图 45 韩国实现 80MW 气轮机掺氢 60%.29 图 46 三菱 H-25 气轮机系列.29 图 47 荷兰 Magnum 联合循环发电项目.30 图 48 Wartsil 50SG 内燃机产品.30 图 49 2015-2023 年全球固定燃料电池产能.30 图 50 日本计划进行掺氢和掺氨混燃改造投资招标.31

17、 图 51 韩国 SK 能源充电站的氢燃料电池.31 图 52 氢 CCGT 与其他柔性发电技术的成本对比.33 图 53 氢和天然气发电提供电网负载平衡的平准化成本情况.33 图 54 放电持续时间的平准化成本.34 图 55 NextEra Energy 绿氨工厂项目.34 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 6 表目录表目录 表 1 氢和衍生产品在交通应用中的潜在用途.7 表 2 2023 年全球氢燃料电池车销量.8 表 3 全球汽车用氢倡议和进展.8 表 4 全球氢燃料电池车主要车型.9 表 5 H2Accelerate 项目测试车型.12 表 6 某 10.5

18、米级氢燃料电池客车购臵成本.15 表 7 某 9 吨氢燃料电池物流车细分成本.16 表 8 某 42 吨级港口牵引重卡细分成本.16 表 9 建筑供热用氢的潜在途径.23 表 10 正在进行或计划中的氢气混合主要示范项目.24 表 11 部分国家的纯氢技术应用.25 表 12 2017 年全球建筑在热量生产中的天然气库存和份额.26 表 13 2030 年全球建筑供热中的天然气需求量和对应氢需求量.27 表 14 氢基产品在发电中的作用.28 表 15 固定电源用燃料电池技术.31 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 7 1.交通交通用氢用氢 氢长期以来一直被作为一种潜在

19、的交通燃料，可以作为石油和天然气的替代品以及电力和生物燃料的补充品。根据 IEA 2022 年Global Hydrogen Review，2021 年全球交通用氢总需求量超 3 万吨，同比增长超 60%。但目前交通用氢量只占氢总需求量的 0.03%，氢作为交通燃料仅占交通用能的 0.003%。至至 2030 年交通用氢量有望达年交通用氢量有望达 800 万吨，其中需求最大的领域为万吨，其中需求最大的领域为汽车（汽车（50%）和船）和船舶（舶（45%）。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，在碳中和（NZE）情境下至2030年交通部门用氢需求量将达到800万吨

20、，其中需求量最大的领域为汽车（50%）和船舶（45%）。此外，还将有 800 万吨氢有望用于生产氨和其他可再生燃料，用于船舶和航空领域。表表 1 氢氢和衍生产品在和衍生产品在交通交通应用中的潜在用途应用中的潜在用途 类型类型 当前现状当前现状 需求需求 未来发展未来发展 机遇机遇 挑战挑战 轿车和小型货车 截至 23H1 氢燃料电池汽车保有量超 6.3 万辆 全球汽车存量预计将继续增长；氢燃料电池汽车预计占据市场部分比例 加氢时间短，储存能源重量少，零尾气；氢燃料电池的比锂电池物质足迹更低 专属车队可以帮助克服加氢站低利用率的问题；长途和重型车辆更具竞争力 加氢站初期的低利用率增加了燃料成本，

21、当前氢燃料电池储存成本较高 氢的液化需要消耗大量能量 氨的腐蚀性和危险性使得需要专配专业人员使用 卡车和公共汽车 截至 2022 年底，氢燃料电池卡车保有量超 7100 辆 截至 23H1 全球约有 7000辆氢燃料公交车 预计增长强劲；氢气在重型车辆领域具备较好应用前景 船舶 2023 年 3 月第一艘使用零碳液氢的渡轮 MFHydra 开始在挪威运营 到 2030 年，海上货运活动有望增长约 45%。鉴于 IMO 对其他燃料使用的限制，氢和氨或是国内和国际航运减少温室气体排放的最佳燃料 储存成本高于其他燃料 由于氢和氨的低能量密度造成储存货物体积损失 铁路 2023 年 7 月德国 Als

22、tom 开发的氢燃料列车单程成功行驶 1175km 铁路是许多国家的主要交通工具 氢气列车在铁路货运（网络利用率低的区域线路和跨境货运）方面可能最具竞争力 铁路是最电气化的交通方式 很多区域，部分线路的电气化列车都可以取代非电气化列车 航空 Universal Hydrogen公司开发的氢动力飞机于 2023 年成功完成试飞行 可能增长最快的客运方式 Power to liquid：目前现有分配、经营和设施难以改变；氢可以结合电池为港口和飞机滑行供能 液体成本高：目前比煤油贵4-6倍，长期内降到1.5-2倍，价格上升可能造成需求下降 资料来源：IEAThe Future of Hydrogen

23、，海通证券研究所 1.1 汽车汽车用氢用氢 2022 年全球公路用氢需求量增长年全球公路用氢需求量增长 45%，国内占比超过一半，因氢燃料重卡占主导。，国内占比超过一半，因氢燃料重卡占主导。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，2022 年公路用氢需求量增长 45%，国内主要聚焦于氢燃料重卡的推广，因此尽管 2022 年氢燃料汽车（FCEVs）数量占全球的 20%，但汽车用氢需求量占全球逾半。根据 IEA，未来几年汽车仍将为交通用氢需求的主要来源。图图1 2020-2022 年年公路用氢需求量分类别公路用氢需求量分类别 资料来源：IEA，海通证券研究所 图图2

24、 2020-2022 年公路用氢需求量分地区年公路用氢需求量分地区 资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 8 2023 年年全球全球氢燃料车销售表现较为疲软，多次欧洲国家的氢燃料汽车氢燃料车销售表现较为疲软，多次欧洲国家的氢燃料汽车的注册量稳的注册量稳中有降。中有降。根据 Hydrogen Insight 统计的全球氢燃料车销量数据，尽管多个国家计划新建氢燃料电池汽车加氢站（HRS），并且欧盟新立法规定到 2027 年必须新建数百个加氢站，但 2023 年多数欧洲市场的氢燃料电池汽车（FCEV）注册量仍在下降，除三个国家外其他欧洲国家的 F

25、CEV 注册量都出现了停滞或下降，其中欧洲最大的氢能汽车市场德国的 2023 年 FCEV 新注册量减少了近 70%。表表 2 2023 年全球氢燃料电池车销量年全球氢燃料电池车销量 洲洲 国家及地区国家及地区 加氢站加氢站（HRS）数量数量 氢燃料电池车氢燃料电池车（FCEV）销量销量 车站比车站比 欧洲 德国 88 263 2.99 荷兰 19 29（仅 1-9 月）1.53 瑞士 15 38 2.53 法国 11 306 27.82 比利时 7 12 1.71 奥地利 6 10 1.66 瑞典 5 2（仅小汽车）0.4 英国 5 65 13 丹麦 4*1 0.25 捷克 2 21（仅小汽

26、车）10.5 挪威 2 2 1 冰岛 2 1 0.5 拉脱维亚 1 0 0 意大利 1 0 0 亚洲 日本 175 422 2.41 韩国 167（包括私人加氢站）4635 27.75 中国 88 6000*68.18 美洲 美国加州 61（包括私人加氢站）2,979 48.83 澳洲 澳大利亚 8 6 0.75 资料来源：Hydrogen Insight，海通证券研究所*注：1）丹麦的 4 个加氢站目前都面临技术问题；2）中国的氢燃料电池车销量为估计值。1.1.1 小型汽车小型汽车 2022 年年全球全球氢燃料电池汽车氢燃料电池汽车保有量保有量同比增长超同比增长超 40%，韩国和美国为前两大

27、市场，韩国和美国为前两大市场，中国主要集中在氢能重卡。中国主要集中在氢能重卡。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，2022 年底全球氢燃料电池汽车保有量超过 5.8 万辆，同比增长超 40%，23H1 氢燃料电池汽车保有量超 6.3 万辆。2022 年全球燃料电池汽车销量约 1.5 万多辆，其中韩国占增量的2/3。目前韩国为氢燃料电池汽车第一大国家，截至 23H1 保有量达 3.2 万辆，但销量有所放缓，23H1 销量约 3000 辆（22H1 为 4900 辆）。其次为美国，截至 23H1 保有量约 1.6 万辆。国内主要集中在重卡领域，截至 23H1 已

28、有超过 800 辆氢燃料重卡投入使用，占全球超半。表表 3 全球汽车用氢倡议全球汽车用氢倡议和进展和进展 汽车类型汽车类型 主要内容主要内容 小型汽车 目前领先的氢燃料电动汽车制造商是丰田和现代。丰田宣布在 2020 年后，每年生产 3 万+辆燃料电池电动汽车，现代宣布到 2030 年年产能增加到 70 万辆，其中公路用氢燃料汽车占 70%。公共汽车 中国：正在生产数千辆燃料电池电动公共汽车，并在 2020-2025 年内投入使用。欧美：欧洲的燃料电池和氢气联合企业及美国国家燃料电池巴士计划在推进公共交通领域的氢能化。韩国：计划到 2040 年部署 4 万辆氢燃料电池汽车，2.6 万辆天然气动

29、力公交车也可以转化为用氢。日本：为 2020 年东京夏季奥运会配备燃料电池电动公交车。卡车 几家知名卡车制造商（现代、斯堪尼亚、丰田、大众、戴姆勒和 PSA 集团）正在开发氢燃料卡车车型。1600 辆现代燃料电池卡车将在 2025 年部署在瑞士和其他欧洲国家。现代汽车和尼古拉都密切参与供应氢气，以确保满足客户的燃料需求。丰田正在与加州空气资源委员会、洛杉矶港和长滩港合作，试用其生产的 8 级卡车。此外，联邦快递、UPS 和DHL 等快递公司也正在试用氢燃料电池卡车。资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 9 图图3 2019-2023.6 全

30、球氢燃料车保有量分类别全球氢燃料车保有量分类别 资料来源：IEA，海通证券研究所 图图4 2019-2023.6 全球氢燃全球氢燃料车保有量分地区料车保有量分地区 资料来源：IEA，海通证券研究所 1.1.2 公共汽车、卡车、叉车等公共汽车、卡车、叉车等 在重型汽车运输领域，中国始终占据着主导地位，且未来增速依旧强劲；欧洲、美在重型汽车运输领域，中国始终占据着主导地位，且未来增速依旧强劲；欧洲、美国的燃料电池卡车和公交车正在试验和初步部署阶段。国的燃料电池卡车和公交车正在试验和初步部署阶段。卡车：卡车：2022 年全球年全球氢燃料卡车氢燃料卡车保有量增长超保有量增长超 60%，其中，其中中国较

31、为领先，中国较为领先，自自 2021年底至年底至 23H1 增长超增长超 5 倍。倍。根据 IEAGlobal Hydrogen Review 2023，截至 2022 年底，氢燃料电池卡车保有量超 7100 辆，同比增长超 60%，其中中国销量占比超 95%，氢燃料重卡销量自 2021 年底至 23H1 增长超 5 倍。国外也在积极发展燃料电池卡车市场，主要集中在韩国和欧洲地区。国外也在积极发展燃料电池卡车市场，主要集中在韩国和欧洲地区。国外的燃料电池卡车市场也在积极发展，现代的 Xcient 产品自 2020 年起在瑞士的运行里程超过 500万公里，目前在德国、韩国、新西兰均有布局。欧洲也

32、有一些氢燃料卡车订单逐步落地，德国能源公司 GP Joule 预定 100 辆 Nikola Tre 的氢燃料卡车，其中 30 辆在 2024 年交付；挪威科技工业研究所（SINTEF）参与的 H2Accelerate 项目计划在欧洲部署 150 辆氢燃料卡车；H2X Global 计划在瑞典哥德堡提供用于废物处理的氢燃料卡车。公交车：公交车：2022 年全球氢燃料年全球氢燃料公交车公交车保有量增长保有量增长约约 40%，截至截至 23H1 全球保有量约全球保有量约7000 辆，其中辆，其中 85%都在国内。都在国内。根据 IEAGlobal Hydrogen Review 2023，2022

33、 年氢燃料公交车保有量同比增长约 40%，截至 23H1 全球约 7000 辆氢燃料公交车，其中85%都在国内，其次为欧洲、韩国和美国。2022 年中国氢燃料公交车增长约 1300 辆。表表 4 全球氢燃料电池车主要车型全球氢燃料电池车主要车型 制造商制造商 车型车型 里程里程（km）发布年限发布年限 Hyundai XCIENT 400 2019 Hyzon Hymax 400-680 2021 Hyzon FCET 8 800 2021 Dayun E8 310 2021 Dayun E9 430 2021 Skywell TP11 500 2021 FAW J7 700 2022 Fei

34、chi FSQ4250 500 2022 King Long KL Q4250FCEV3 510 2022 SAIC CQ1180FCEVEQ 2022 Shaanxi X5000 2022 Dongfeng LZ5180 460 2022 Hyundai HDC-6 1280 2023 Kenworth T680 480 2023 Nikola Tre 800 2023 Nikola Two 1450 2024 资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 10 1.1.3 加氢站加氢站 从加氢站数量来看，从加氢站数量来看，根据 IEA 2023

35、 年Global Hydrogen Review，2022 年全球加氢站数量超1000个，截至23H1全球共有约1100个加氢站（hydrogen refuelling stations，HRS），其中中国有超过 300 个，其次为欧洲（250）、韩国（180）和日本（180）。从车站比来看，从车站比来看，截至截至 23H1 美国美国（240）和韩国和韩国（180）的的车站比车站比较高较高，中国，中国、日本、日本和欧洲和欧洲仅不到仅不到 50。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，美国自 2019 年以来加氢站数量增幅仅为 10%，并且由于燃料汽车的快速增长，

36、车站比（燃料汽车数量/加氢站数量）快速上升，截至 23H1 车站比达到 240。韩国自 2019 年至 23H1的车站比则维持在 140 和 200 之间。包括中国、日本和欧洲在内的其他主要国家车站比则不到 50。图图5 2019-2023.6 加氢站数量及车站比加氢站数量及车站比 资料来源：IEA，海通证券研究所 2023 年年 9 月月 22 日日欧盟欧盟将将 AFIR 法案法案正式立为法律，正式立为法律，强制要求到强制要求到 2030 年在年在 TEN-T核心网络沿线每核心网络沿线每 200 公里部署一个加氢站公里部署一个加氢站，有望加速加氢基础，有望加速加氢基础设施的建设设施的建设。2

37、023 年 3月欧洲议会和欧盟理事会提出 AFIR（Alternative Fuels Infrastructure Regulation）法案，将在欧盟主要交通走廊和枢纽增加公共充电站和加氢站的数量，并在 2023年 9 月正式通过成为法律。该法案强制要求在在所有城市节点和 TEN-T 核心网络沿线每 200 公里部署一个加氢站，以确保一个足够密集的加氢网络，允许氢燃料汽车在整个欧盟范围内行驶。图图6 AFIR 法案强制要求推广充电站和加氢站法案强制要求推广充电站和加氢站的部署的部署 资料来源：欧盟官网，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 11 各地纷纷

38、布局加氢站的建各地纷纷布局加氢站的建设布局。欧洲地区，设布局。欧洲地区，TotalEnergies 和 Air Liquide 成立合资公司，计划在比荷卢法德部署超 100 个加氢站供重型汽车使用。H2 Mobility 计划在现有 90 个加氢站的基础上在德国和奥地利增加 210 个加氢站。意大利则资助建设 36 个加氢站。但在部分区域也有加氢站的退出，如壳牌在英国关闭 3 个加氢站。美国地区，美国地区，氢燃料和电动卡车制造商 Nikola 在加州建立 6 个加氢站（获得政府资助4200 万美元），可供 80-100 个卡车加氢，2023 年还推出一个 700bar 的移动加氢站，可储存约

39、1 吨的氢气，计划至 2060 年建设超 60 个加氢站。亚洲地区，亚洲地区，韩国 SK E&S和普拉格能源成立合资公司SK Plug Hyverse，计划在韩国建设约40个加氢站。图图7 Nikola 移动加氢站品牌移动加氢站品牌 Hyla 资料来源：Hyla 官网，海通证券研究所 图图8 韩国韩国保宁市保宁市蓝氢工厂蓝氢工厂示意图示意图 资料来源：韩国先锋日报，海通证券研究所 1.1.4 国家政策和支持项目国家政策和支持项目 美国加州是美国加州是首个和唯一首个和唯一通过约束性法规要求销售零排放重型车的地区。通过约束性法规要求销售零排放重型车的地区。2020 年通过的先进清洁卡车法规（Adv

40、anced Clean Trucks）要求制造商增加零排放货车的销售占比：2024 年，2b-3 类卡车、4-8 类卡车和 7-8 类卡车新车中的零排放车辆占比分别为 5%、9%和 5%，且该比例逐年上升。同时加州制定了一个非约束性目标，要求截至 2035 年所有新出售的客车达到零排放标准、在 2045 年道路上行驶的所有重型车（包括销售的新车和全部存量车）均实现零排放。在加州及美国在加州及美国 15 个个州州承诺协定基础上承诺协定基础上，26 届联合国气候变化大会达成全球谅解备届联合国气候变化大会达成全球谅解备忘录，共同推动忘录，共同推动零排放零排放中重型车辆的发展中重型车辆的发展。2021

41、 年 11 月，在第 26 届联合国气候变化大会(COP26)上，发展零排放中重型车辆：全球谅解备忘录（Global Memorandum of Understanding on Zero Emission Medium-and Heavy-Duty Vehicles）签署，目标是在 2030 年之前实现零排放中重型卡车的销售占比达到 30%，2040 年之前实现零排放中重型卡车的销售占比达到 100%，以促进 2050 年实现零碳排放。图图9 发展零排放中重型车辆：全球谅解备忘录发展零排放中重型车辆：全球谅解备忘录发展过程发展过程 资料来源：ICCT（国际清洁交通委员会）官网，海通证券研究所

42、 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 12 欧洲地区，欧洲地区，建立建立 H2Accelerate 合作组织，合作组织，分阶段部署目标在分阶段部署目标在 2030s 实现燃实现燃料电池料电池卡车的全面卡车的全面工业工业化。化。2020 年底欧洲建立 H2Accelerate 合作组织，旨在通过氢生产商、基础设施运营商和汽车制造商之间的合作，实现和推广氢在欧洲长途重型卡车运输中的应用。2023 年 5 月 30 日，H2Accelerate 合作组织发布最新白皮书，支持在欧洲长途卡车运输中使用氢气，通过三个阶段的研发和部署为 2030s 实现燃料电池卡车的全面工业化作准备。

43、图图10 H2Accelerate 研发和部署阶段研发和部署阶段 资料来源：H2Accelerate 白皮书，海通证券研究所 图图11 戴姆勒卡车戴姆勒卡车自自 2021 年起就开始测试年起就开始测试氢燃料卡车氢燃料卡车模型模型 资料来源：H2Accelerate 白皮书，海通证券研究所 图图12 沃尔沃已经开始测试氢燃料卡车模型沃尔沃已经开始测试氢燃料卡车模型 资料来源：H2Accelerate 白皮书，海通证券研究所 戴姆勒、依维柯和沃尔沃率先戴姆勒、依维柯和沃尔沃率先在欧洲在欧洲 9 个城市个城市部署部署 150 辆重型氢燃料卡车，通过辆重型氢燃料卡车，通过H2Accelerate 为期

44、六年的项目实现最终的批量制造为期六年的项目实现最终的批量制造。通过 H2Accelerate 合作组织，领先制造商戴姆勒卡车、依维柯集团和沃尔沃集团获得清洁氢伙伴关系（Clean Hydrogen Partnership）的资助资金，将在 9 个欧洲国家率先部署 150 辆燃料电池卡车，并且均选取续航里程至少 400 公里的最重车型，通过为期六年的项目推动高性能氢燃料卡车的批量制造。表表 5 H2Accelerate 项目测试车型项目测试车型 戴姆勒卡车戴姆勒卡车 沃尔沃集团沃尔沃集团 依维柯集团依维柯集团 卡车类别 4x2 4x2 和 6x2 6x2 氢储存方式 液氢 700bar 气态氢

45、700bar 气态氢（兼容 350bar）用途 长途拖车 长途拖车 长途拖车 总重量 40 吨 41-44 吨 44 吨 加满氢时间 1000km 600km 储氢重量（kg）80(sLH2)最多 80 可用 70 资料来源：H2Accelerate 白皮书，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 13 亚洲国家中，亚洲国家中，日本和韩国均提出包括燃料电池车日本和韩国均提出包括燃料电池车发展发展目标。目标。日本政府计划到 2030年，将小型商用车新车中，纯电动车和氢燃料电池车的比例提升至 20%30%；到 2040年，小型商用车新车销量将 100%来自纯电动车

46、、氢燃料电池车，以及合成燃料车。韩国目标到 2040 年公共部门的氢燃料公交、出租车、货运卡车分别达到 4 万辆、8 万辆和 3 万辆；商用氢燃料汽车到 2025 年实现商业化量产和 100%本土化，到 2025 年产量达 10 万辆，到 2040 年实现氢燃料汽车国内消费量和出口量分别为 290 万辆和 330 万辆；到 2040 年加氢站数量扩大至 1200 座。图图13 韩国氢燃料汽车韩国氢燃料汽车发展目标发展目标（辆）（辆）资料来源：韩国氢能发展路线图，海通证券研究所 图图14 韩国加氢站数量发展目标韩国加氢站数量发展目标（座）（座）资料来源：韩国氢能发展路线图，海通证券研究所 1.1

47、.5 成本来源及成本降低的潜力成本来源及成本降低的潜力 燃料电池系统燃料电池系统成本成本 我们认为我们认为未来燃料电池成本下降主要由规模提升和技术未来燃料电池成本下降主要由规模提升和技术进步进步驱动驱动，从而能够降低氢，从而能够降低氢燃料汽车使用的综合成本燃料汽车使用的综合成本。规模经济方面，规模经济方面，通过规模化生产包括膜电极在内的核心零部件实现成本降低。通过规模化生产包括膜电极在内的核心零部件实现成本降低。燃料电池的系统成本约一半在双极板、膜、催化剂和气体扩散层，其中膜电极为最主要的成本部件。据未势能源的数据，以当前技术条件下 100 万片/年的产量，膜电极量产成本约350 元/片(约

48、850 元/W)，当年产规模达到 1000 万片时，量产成本约 200 元/片(约 500元/kW)，成本降幅达到 43%，其中由规模化生产带来的成本降幅占比达到 58%。根据IEA 数据，通过将核心零部件生产规模从年产 1000 台增加到 10 万台，燃料电池系统总成本可以降低 65%到 50 美元/kW；当规模继续增加到 50 万台时，燃料电池系统成本可以继续下降 10%至 45 美元/kW。随着随着燃料电池需求不断增长，产能规模效应有望提速。燃料电池需求不断增长，产能规模效应有望提速。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，2023 年现代汽车在中国广州开

49、设了韩国以外的第一家氢燃料电池工厂。全球氢燃料电池零部件制造产能也相应扩大，如德国 EKPO 在接到大额双极板订单后将投资建设新的生产基地；Hexagon Purus 在美国开设了一家新的储氢瓶工厂，并在加拿大准备建设一家新的小型工厂；巴拉德目标通过投资加拿大工厂，将下一代双极板的成本降低至高 70%，同时还计划在上海建立膜电极组装厂供货给西门子等客户。2022 年燃料电池的产能继续增加，与到 2030 年 NZE 情景的差距继续缩小，目前燃料电池制造商可以在 2030 年满足其 70%的需求。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 14 图图15 2022-2030 年移动

50、燃料电池产能情况年移动燃料电池产能情况 资料来源：IEAGlobal Hydrogen Review 2023，海通证券研究所 技术进步方面，技术进步方面，可以通过可以通过降低催化剂含铂量、优化膜电极设计等方式降低催化剂含铂量、优化膜电极设计等方式降低燃料电池降低燃料电池成本成本，比如增加催化剂活性降低铂含量，或者开发无铂催化剂等。此外可以优化膜电极组件的设计、降低双极板成本、BOP 辅助设施的成本等。储氢系统成本储氢系统成本 储氢系统的成本下降速度可能低于燃料储氢系统的成本下降速度可能低于燃料电池系统。电池系统。根据 IEA 数据，当产量规模在 1万套时氢燃料汽车的储氢系统（包括配件、阀门和

51、调节器）的成本约为 23 美元/kWh，当规模提升至 50 万套时成本能够降低至 14-18 美元/kWh。美国能源部的最终目标是 8美元/kWh，对于运行里程 600km 的氢燃料乘用车而言，这意味着储能 225kWh 的氢罐成本要从目前的 3400 美元下降到 1800 美元；对于运行里程 700km 的氢燃料重卡而言，这意味着储能 1800kWh 的氢罐成本要从目前的 2.77 万美元下降到 1.67 万美元。全生命周期成本全生命周期成本 现阶段国内氢燃料电池汽车尚不具备成本现阶段国内氢燃料电池汽车尚不具备成本优势，短期还需要政府支持来促进市场竞优势，短期还需要政府支持来促进市场竞争力的

52、提升。争力的提升。根据中国电动汽车百人会 2020 年联合发布的氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析，氢燃料电池汽车的全生命周期成本包括车辆购臵成本、能源使用成本、维修养护成本、车辆报废残值，以氢燃料电池客车、物流车和重卡为例（以下成本数据均来自氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析），目前国内氢燃料电池汽车的全生命周期成本较电动车仍然相对较高，主要由于燃料电池的部分零部件还需要进口、年销量仅在千辆级别规模效应尚未体现、氢气终端销售价格较高造成能源使用成本较高。我们认为未来仍然需要政府和行业合作规划氢能产业链和加氢站网络，通过对氢气销售端给予支持、设立零部件的补贴激励机制等方式来鼓励发展。氢燃料电池

53、客车氢燃料电池客车 以某 10.5 米级氢燃料电池客车为例，2020 年该款氢燃料电池客车的整车购臵成本为 195 万元。其能源转换与储存系统由 46 kW 燃料电池系统、109 kWh 磷酸铁锂蓄电池系统、6 个水容积 140L 储氢罐组成。其中，燃料电池系统/蓄电池系统/储氢系统的成本分别为 103/16/23 万元，占比分别为 52.8%/8.2%/11.8%。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 15 表表 6 某某 10.5 米级氢燃料电池客车购臵米级氢燃料电池客车购臵成本成本 一级分类一级分类 二级二级分类分类 成本成本（万元）（万元）整车合计整车合计 195

54、燃料电池系统 电堆 50 氢循环系统 5 空气系统 25 附件（DC/DC、散热器、冷却器等）23 蓄电池系统 电池芯 13 箱体及管理系统附件 3 储氢系统 储氢罐 11 气瓶阀 4 管路及附件 8 驱动系统 20 车身及其他设施 除上述子系统外 33 资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引中通客车、车百智库，海通证券研究所 在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时，按照车辆氢耗 7kg/100km、年运行里程 7.2 万公里、运营使用期限 8 年计算，其全生命周期的能源使用成本分别为 121 万元和 242 万元，对应的全生命周期成本分别为

55、327 万元和 448 万元。图图16 某某 10.5 米级氢燃料电池客车车辆购臵成本米级氢燃料电池客车车辆购臵成本 资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引中通客车、车百智库，海通证券研究所 图图17 某某 10.5 米级氢燃料电池客车米级氢燃料电池客车全生命周期全生命周期成本成本（万元）（万元）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引车百智库，海通证券研究所 氢燃料电池氢燃料电池物流物流车车 以某 9 吨氢燃料电池物流车为例，2020 年该款氢燃料电池物流车的整车成本为 130万元。其能源转换与储存系统由 32kW 燃料电池系统、26.6

56、3kWh（锰酸锂电池）蓄电池系统、3 个水容积 140L 储氢罐组成。其中，燃料电池系统、蓄电池系统、储氢系统的成本分别为 75/6/14 万元，占比分别为 57.7%/4.6%/10.8%。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 16 表表 7 某某 9 吨氢燃料电池物流车细分成本吨氢燃料电池物流车细分成本 一级分类一级分类 二级分类二级分类 成本成本（万元）（万元）整车合计整车合计 130 燃料电池系统 75 蓄电池系统 电池芯 4 箱体及管理系统附件 2 储氢系统 储氢罐 7.5 气瓶阀 3.5 管路及附件 3 驱动系统 5 车身及其他设施 除上述子系统外 30 资料来

57、源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引中通客车、车百智库，海通证券研究所 在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时，按照车辆氢耗 2.8kg/100km、日运行里程 150km 年运行 300 天、运营使用期限 8 年计算，其全生命周期的能源使用成本分别为 30.2 万元和 60.5 万元，对应的全生命周期成本分别为 170 万元和 200 万元。图图18 某某 9 吨氢燃料电池物流车吨氢燃料电池物流车车辆购臵成本车辆购臵成本 资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引中通客车、车百智库，海通证券研究所 图图19 某某 9 吨氢

58、燃料电池物流车吨氢燃料电池物流车全生命周期全生命周期成本成本（万元）（万元）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引车百智库，海通证券研究所 氢燃料电池氢燃料电池重卡重卡 以某42吨级港口牵引重卡车型为例，2020年该款氢燃料电池重卡的整车成本为150万元。其能源转换与储存系统由 80kW 燃料电池系统、100 kWh 磷酸铁锂蓄电池系统、10 个容积 140L 储氢罐组成。其中，燃料电池系统/蓄电池系统/储氢系统的成本分别为80/15/25 万元，占比分别为 53.3%/10%/16.7%。表表 8 某某 42 吨级港口牵引重卡细分成本吨级港口牵引重卡细分成本 分类

59、分类 成本成本（万元）（万元）整车合计整车合计 150 燃料电池系统 80 蓄电池系统 15 储氢系统 25 驱动系统 10 车身及其他设施 20 资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引中通客车、车百智库，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 17 在氢气销售价格分别为 30 元/kg 和 60 元/kg 时，按照车辆氢耗 8.7kg/100km 计算，其全生命周期的能源使用成本分别为 190 万元和 381 万元，对应的全生命周期成本分别为 344 万元和 535 万元。图图20 某某 42 吨级港口牵引重卡吨级港口牵引重卡车辆

60、购臵成本车辆购臵成本 资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引上海捷氢科技、车百智库，海通证券研究所 图图21 某某 42 吨级港口牵引重卡吨级港口牵引重卡全生命周期全生命周期成本成本（万元）（万元）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引车百智库，海通证券研究所 我们认为综合来看我们认为综合来看在在重卡等领域以及低温、续驶里程要求长等重卡等领域以及低温、续驶里程要求长等特定场景下，氢燃料特定场景下，氢燃料电池汽车电池汽车相对更具竞争力相对更具竞争力。氢燃料电池相对更适合特定场景如低温环境无法接受长时间充电、续驶里程要求长的场景等。并且我们认

61、为随着燃料电池技术的不断进步和规模的不断提升，氢燃料电池汽车全生命周期成本有望快速下降。根据氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引捷氢科技的预测，到 2025 年和 2030 年，在 18 吨重卡领域，氢燃料电池汽车（FCV）相比纯电动汽车（BEV）和燃油汽车（ICE）均具备经济性。图图22 2025 年年不同车型全生命周期成本对比（不同车型全生命周期成本对比（万元万元）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引上海捷氢科技，海通证券研究所 图图23 2030 年年不同车型全生命不同车型全生命周期成本对比（周期成本对比（万元万元）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽

62、车全生命周期经济性分析援引上海捷氢科技，海通证券研究所 根据氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引捷氢科技的预测，到 2025 年氢气价格下降到约 25 元/kg 时，氢燃料电池汽车在 18 吨重卡领域相比纯电动汽车和燃油车均具备竞争力。到 2030 年氢气价格下降到 20 元/kg 时，氢燃料电池汽车和燃油车相比在中卡领域也相对具备竞争力。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 18 图图24 氢燃料电池汽车与同级氢燃料电池汽车与同级 ICE 和和 BEV 车型等效时所需氢气车型等效时所需氢气价格价格（2025 年）年）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经

63、济性分析援引上海捷氢科技氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引上海捷 图图25 氢燃料电池汽车与同级氢燃料电池汽车与同级 ICE 和和 BEV 车型等效时所需氢气车型等效时所需氢气价格（价格（2030 年）年）资料来源：中国电动汽车百人会氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引上海捷氢科技氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析援引上海捷 对乘用车而言，氢燃料汽车可能更适合对续航里程要求高的消费者。对乘用车而言，氢燃料汽车可能更适合对续航里程要求高的消费者。目前氢燃料电池汽车相较电动汽车的成本较高，主因燃料电池和储罐成本仍相对较高。根据 IEA 2019年的测算，当燃料电池成本下降到 50 美元/kW

64、 时，续航里程 400km 的氢燃料汽车使用成本相较电动汽车才具备竞争力；当燃料电池成本下降到 75 美元/kW 时，续航里程500km 的氢燃料汽车使用成本相较电动汽车才具备竞争力，因此我们认为氢燃料汽车可能更适合对续航里程要求高的消费者。图图26 2019 年年和未来乘用车的全生命周期成本对比和未来乘用车的全生命周期成本对比 资料来源：IEA 2019，海通证券研究所 图图27 氢燃料乘用车相较电动汽车具备经济性的里程氢燃料乘用车相较电动汽车具备经济性的里程 资料来源：IEA 2019，海通证券研究所 对中重型车辆而言，氢燃料汽车对中重型车辆而言，氢燃料汽车的经济性主要取决于使用里程以及终

65、端氢气价格的经济性主要取决于使用里程以及终端氢气价格。根据美国能源署援引美国能源部 2019 年的测算，当产量达到 10 万辆时，氢燃料重型卡车的燃料电池系统成本可以降低至 95 美元/kW，在终端氢气价格在 7 美元/kg 时，续航里程 600km 的氢燃料重卡成本相较电动汽车具备竞争力；在终端氢气价格下降至 5 美元/kg 时，续航里程 600km 的氢燃料重卡成本相较柴油车才具备竞争力。图图28 2019 年年和未来长型拖车的全生命周期成本和未来长型拖车的全生命周期成本对比对比 资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 19 1.2 船舶

66、用氢船舶用氢 海运为降低碳排放的重要海运为降低碳排放的重要部门，部门，全球海事论坛确定全球海事论坛确定的的降碳技术包括氨、甲醇降碳技术包括氨、甲醇、氢作、氢作为为船运船运燃料燃料。根据 IEAThe Future of Hydrogen，海运贸易约占全球石油需求的 5%。根据 IEA 援引 IMO 在 2014 年的估计，全球实物贸易的 90%通过海运，而其中运输的1/3 为包括原油在内的能源产品。国际船舶碳排放量占全球碳排放量的约 2.5%。全球海事论坛（Global Maritime Forum）已经确定了零排放船舶技术的试点和示范项目，其中50 多个项目侧重于氨燃烧和氢燃料电池，30 个

67、项目侧重于甲醇，25 个项目侧重于氢燃烧。1.2.1 当前使用现当前使用现状状 目前目前海海运中运中使用使用氢燃料氢燃料相对相对有限有限，根据根据 IEA 2022 年和年和 2023 年年Global Hydrogen Review，主要的示范项目主要的示范项目集中集中在挪威、荷兰、美国等海运较为发达的国家在挪威、荷兰、美国等海运较为发达的国家，使用液，使用液氢或氢燃料电池提供动力氢或氢燃料电池提供动力。挪威：挪威政府计划到 2030 年将国内航运的排放量减少 50%，将通过建造 5 个生产氢的氢枢纽，并为 35-40 艘船舶提供基础设施。2023 年 3 月，第一艘使用零碳液氢的渡轮 MF

68、Hydra 开始在挪威运营，PowerCell 签署了一项协议，为挪威另外两艘渡轮提供氢燃料电池系统，预计将于 2024 年底交付。德国：一艘氢燃料推压船已经开始测试，预计将于 2023 年投入使用。加拿大：计划推出第一艘氢燃料娱乐用港口游轮。美国：2023 年 3 月，氢燃料渡轮 SeaChange 成为美国第一艘由氢燃料电池提供动力的商业渡轮。荷兰：2023 年 5 月荷兰 FPS（Future Proof Shipping）公司的首艘氢燃料驳船 H2 Barge 1 在鹿特丹成功下水，并且计划进行第二次改造；Damen 造船厂还将生产两艘用于海上风电场建设的氢动力船舶，预计将于 2025

69、 年交付。图图29 第一艘使用零碳液氢的渡轮第一艘使用零碳液氢的渡轮 MFHydra 资料来源：Offshore Energy，海通证券研究所 图图30 Windcat 和和 Damen 合作开发氢动力合作开发氢动力 CSOV 船船 资料来源：FuelCellworks，海通证券研究所 氨氨作为燃料作为燃料比氢更适合大型、深海、长途船舶比氢更适合大型、深海、长途船舶，目前欧洲技术发展较为领先，目前欧洲技术发展较为领先。根据IEA 2022 年 Global Hydrogen Review，目前开发氨动力船舶的主要项目包括：Enova资助 Yara 清洁氨公司（Yara Clean Ammoni

70、a）和北海集装箱航运公司（North Sea Container Line）进行深海氨动力油轮的开发。NoGAPS 项目正在试验生产一种氨动力的船舶，而 ITOCHU 和合作伙伴也启动了一项关于氨作为补充燃料的联合研究。ShipFC项目计划于 2023 年在近海船舶安装氨燃料电池系统，并将对在其他类型船舶的适用性进行研究，并获得了欧盟的资助。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 20 图图31 Yara 开发的氨动力开发的氨动力油轮示意图油轮示意图 资料来源：Yara 官网，海通证券研究所 图图32 ShipFC 项目项目目标达到长途零碳航程目标达到长途零碳航程 资料来源：

71、ShipFC 官网，海通证券研究所 甲醇在运输方面比氢或氨具有更高的技术准备水平甲醇在运输方面比氢或氨具有更高的技术准备水平，适用于适用于大型远洋船舶大型远洋船舶作作燃料燃料，可能率先进入大规模应用可能率先进入大规模应用。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，甲醇作为一种碳氢化合物燃料能量密度较高，非常适合长途航行。包括马士基（Maersk）在内的公司正在积极努力开发大型长途集装箱船，马士基计划在 2024 年推出 8 艘能够使用碳中和的甲醇航行的大型远洋集装箱船。1.2.2 未来需求潜力未来需求潜力 国际航运量的增加可能造成碳排放上升，为此国际海事组织和部分

72、国家已制定国际航运量的增加可能造成碳排放上升，为此国际海事组织和部分国家已制定降降碳碳减排的战略减排的战略，并且从，并且从 2024 年起航运将纳入欧盟的碳排放交易系统年起航运将纳入欧盟的碳排放交易系统。根据 IEA The Future of Hydrogen，到 2050 年国际航运量预计有望增加两倍以上，可能导致海运部门对石油产品的日需求增加 50%。为减少与石油使用相关的排放，国际海事组织（IMO）已经制定减少硫和温室气体排放的战略。包括瑞典和挪威在内的一些国家也制定了国内航运中的低碳替代目标。此外，欧盟的排放交易系统（The EU Emissions Trading System，E

73、TS）规定从 2024 年起，航运将会被纳入管理。欧盟通过新法规欧盟通过新法规 FuelEU Maritime 对船舶用低碳氢提供特别激励。对船舶用低碳氢提供特别激励。2023 年 7 月，欧盟通过了一项新法规 FuelEU Maritime，以增加航运中低碳燃料的使用，提出到 2025年和 2050 年航运部门的碳排放量分别降低 2%和 80%，并对低碳氢等可再生非生物燃料（renewable fuels of non biological origin，RFNBO）提供特别激励计划。1.2.3 成本来源及降低成本的潜力成本来源及降低成本的潜力 考虑到基础设施建设成本，目前氢基燃料的船舶运行

74、成本相对较高考虑到基础设施建设成本，目前氢基燃料的船舶运行成本相对较高，因此未来发展，因此未来发展离不开碳税、低碳燃料标准等政策的支持离不开碳税、低碳燃料标准等政策的支持。Taljegard 等人（2014）测算液氢基础设施比液化天然气贵 30%，并且是在没有考虑前期开发氢相关基础设施成本的情况下。成本结构中主要为存储成本和储存设备成本，可能需要和用氢的船舶数量相匹配。目前氢基燃料中，氨已经开始全球贸易和相关基础设施的陆续建设中，但储氨设备和氨的规模化生产还需要进一步建立和配套。从长期来看，满足现有的航运需求需要 5 亿吨氨，这是目前全球氨产量的 3 倍、氨贸易量的 30 倍。因此我们认为未来

75、发展船舶用氢离不开政策的支持，不管是通过碳税的直接方式还是低碳燃料标准（low-carbon fuel standards，LCFS）等间接方式。目前目前从经济性角度看从经济性角度看发展前景较好的为发展前景较好的为长途航运长途航运用氢，因为其用氢，因为其燃料系统成本和存储燃料系统成本和存储成本可以更好地被长距离平摊成本可以更好地被长距离平摊，但，但氢氢燃料电池或燃料电池或者者燃料燃料储存空间储存空间相对相对较大较大。另外的问题是燃料电池的空间需求，特别是对于较小的船舶（2025）H21 网络创新竞赛项目（NIC-2018）固定燃料电池和热电联产 提供多种能源服务；需求侧响应潜力大 投资于燃料电

76、池或热电联产技术；研发提高设备使用效率 日本的 ENE-FARM 项目（2009）；德国的能源效率激励计划（2016）资料来源：IEA，海通证券研究所 2.1 当前使用现状当前使用现状 截至 2023 年 9 月，目前的全球的建筑用氢项目包括：日本日本：ENE-FARM 项目是一个大规模的燃料电池示范和商业化项目，旨在提供建筑用高效低廉的燃料电池技术。首个系统于 2009 年在日本的一个住宅楼中引入，到 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 24 2020 年已有近 30 万套投入使用。目前 ENE-FARM 项目对天然气或液化石油气进行改造，为燃料电池提供氢气。热电联产产

77、品每单位的初始成本从 2009 年的超 3.5万美元下降到 2018 年的 0.9 万美元，下降了约 75%。目前日本计划到 2030 年实现微型热电联产系统安装量 530 万套，但燃料没有明确是氢气。此外，2020 年东京奥运会的奥运村使用了 100%的氢燃料电池；2021 年 10 月，松下推出了一款商用的 5kW 纯氢燃料电池发电机。英国英国：英国北部的 H21 项目是全球最大的氢气供暖项目，计划通过管道向建筑提供100%纯氢，2016年完成重新利用现有管道的可行性分析，目标是到2025年和2035年分别达到年供 18 万吨和 200 万吨的氢气。欧洲欧洲：2022 年 1 月，由欧洲绿

78、色协议（European Green Deal）资助“郁金香”（Tulips）项目启动，测试一种通过电解制氢为燃料电池提供电热的系统。ENE 示范项目于2012 年启动，目前已为 11 个国家的住宅和商业建筑安装了 1000 多个小型固定燃料电池系统，并计划将其增加到 2800 套。其中德国的消费者可以获得政府资金，以降低建筑中燃料电池电器的购臵成本。2.1.1 目前目前研究研究和试验和试验进展进展 英美澳等国家已经开始天然气掺氢的可行性分析和试验。英美澳等国家已经开始天然气掺氢的可行性分析和试验。一些国家已经开始准备天然气网络掺氢，如英国准备在 2023 年开始在部分天然气网络准备进行 20

79、%掺氢；澳大利亚的 Hydrogen Park SA 项目实现向 700 户家庭供应掺杂 5%氢气的混合气体；美国能源部通过 HyBlend 评估天然气网络掺氢的机会、成本和风险，利用 H-Mat 实验室的高压测试设施评估氢气对管道材料耐久性的影响。图图38 美国天然气管道网络美国天然气管道网络 资料来源：EIA，海通证券研究所 图图39 天然气网络掺氢供应链天然气网络掺氢供应链 资料来源：EIA，海通证券研究所 表表 10 正在进行或计划中的氢气混合主要示范项目正在进行或计划中的氢气混合主要示范项目 国家国家 主要内容主要内容 英国 2022 年，英国 HyDeploy 项目成功实现天然气网

80、络掺氢 20%的测试，包括 668 处住宅物业、一所小学、一座教堂和几家小型企业。2023 年开始，部分天然气网络准备进行 20%掺氢 意大利 计划从 2022 年开始在撒丁岛为居民和工业用户进行电力向气体（power to gas）转换测试 美国 2021 年在南加州的闭环系统中成功进行 20%氢混合实验。在受控的现场环境中，研究证明混合天然气掺氢 20%不会对现有的天然气基础设施和家庭设备构成风险 美国能源部通过 HyBlend 项目评估天然气掺氢的机会、成本和风险 澳大利亚 Hydrogen Park SA 向 700 户家庭供应掺杂 5%氢气的混合气体 德国 E.ON 的子公司 Ava

81、con 从 2021 年 12 月开始在萨克森-安哈尔特地区的天然气子电网中实现 20%掺氢 资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 25 掺掺氢锅炉的设备标准氢锅炉的设备标准正正逐步建立逐步建立（包括（包括 100%纯氢锅炉纯氢锅炉），目前欧洲发展标准体系），目前欧洲发展标准体系较为领先较为领先。掺氢锅炉的设备标准正在发展，以允许各种掺氢比例的锅炉运行。如欧洲于2022 年 2 月发布 UNI/TS11854 标准，涵盖燃烧掺氢高达 20%的甲烷混合物的锅炉。预计从 2023 年到 2025 年，英国燃气锅炉标准将逐步纳入允许掺氢，将有利于

82、天然气锅炉易于改造适用于燃烧 100%的氢气。目前的纯氢锅炉既适用于家庭应用，也适用于高温应用。表表 11 部分国家的纯氢技术应用部分国家的纯氢技术应用 国家国家 主要内容主要内容 荷兰 Hoogeven 氢气区于 2022Q3 开工建设 Stad AanT Haringvliet 一个示范房屋已经用氢气供暖，从 2025 年开始一个示范项目将为约 600 户家庭供暖 将天然气电网改造为 100%纯氢网络，供 Lochem 的 10 个旧住宅使用 英国 H21 项目的 2b 阶段已在现有的天然气网络中进行了纯氢测试 100%氢气网络的 H100 Fife 项目计划于 2023 年开始运行 氢混

83、合热泵于 2022 年在英国成功测试，该测试将氢燃料锅炉与电气热泵相结合 西班牙 太阳能光伏设施将与电解装臵相结合生产氢，并在一家医院运行纯氢锅炉 Green Hysland 氢气项目计划利用太阳能光伏发电电解制氢，并利用其为酒店和电动巴士提供燃料 瑞士 开发了一种由氢驱动的催化扩散燃烧器，目前该技术还没有准备好进入市场 资料来源：IEA，海通证券研究所 2.1.2 安全评估进展安全评估进展 建筑建筑用氢需要用氢需要确保确保泄露和燃烧等泄露和燃烧等安全问题，以安全问题，以使得使得消费者可接受。消费者可接受。英国的北方天然气网络（Northern Gas Networks）和政府正在就 H21

84、和 Hy4Heat 项目进行合作。DNV GL 的 HyStreet 实验设施中建造了房屋来评估可靠性和安全问题，包括泄漏和燃烧可能引发的情况以及家用电器的下游风险。在 Hy4Heat 项目的安全评估结果显示，小型泄漏（6.5mm）可能引起大房屋的大面积燃烧。因此气体安全工程师应接受在建筑用氢的有效培训，包括安装、测试、检查和维护一系列流程。荷兰的 Hydelta 项目就有针对氢安全的专业工作培训。2.1.3 建筑的间接用建筑的间接用氢氢 目前超过 90%的地区供热网络都依赖于化石燃料的使用，氢气的间接使用可以为人口密集的城市地区提供低排放热量，从而有利于该领域的脱碳。目前全球使用案例包括：美

85、国：美国：2023 年，一个氢燃料热电联产系统为明尼苏达州圣保罗的地区网络提供电力和热量，从而支持区域供热行业增加灵活性和实现脱碳。日本：日本：2017 年，日本一座以氢气和天然气为燃料的 1MW 燃气轮机示范厂竣工。2018年，该工厂成功使用以 100%纯氢为燃料的热电联产系统，为附近的四个设施提供电力和热量。欧洲欧洲：Everfure 公司于 2021 年底与 TVIS 地区供暖公司签署了一项协议，由 20MW的氢电解槽提供多余的热量，为 500-600 户家庭提供供暖。按照 REPowerEU 计划于本土生产 1000 万吨绿氢，利用电解槽产生余热的 5%-10%供给区域供热网络，可为

86、11.5-52.5 万户家庭提供热量，可能减少欧盟目前对地区取暖的化石燃料需求近 3%。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 26 2.2 未来需求潜力未来需求潜力 未来未来建筑用氢的建筑用氢的需求潜力主要来自天然气掺氢以及纯氢供暖的技术前景需求潜力主要来自天然气掺氢以及纯氢供暖的技术前景，如果能够，如果能够实现推广潜力较大实现推广潜力较大，根据根据 IEA 在在The Future of Hydrogen的测算，的测算，全球全球天然气掺天然气掺氢氢 3%将将对应对应 1200 万吨的氢气需求，万吨的氢气需求，主流市场采取纯氢供暖将产生主流市场采取纯氢供暖将产生 1200-

87、2000 万吨的万吨的氢气需求氢气需求。虽然建筑中的用氢具备诸多优势，但目前许多因素制约着建筑用氢，包括现有的天然气基础设施、氢的能量密度、安全考虑、高成本、消费者接受度、政策相关的问题等。我们认为未来的需求增量主要表现在两个方面：1）在现有的天然气网络中进行氢气混合，2）在建筑中直接使用 100%纯氢供暖。建筑用氢的优势包括 1）氢混合物或直接用氢进行区域供暖和冷却，可以利用现有的基础设施。2）在建筑中使用氢气可以与现有的能源供应系统产生协同效应，从而使其在低碳总系统成本方面具有吸引力。而热泵可能会造成电力需求的巨大季节性波动，从而对能源储存能力要求较高；生物质的问题则在于无法满足需求量，如

88、 2016 年欧盟天然气供热的热量相当于生物质年产燃烧的 90 倍。表表 12 2017 年全球建筑在热量生产中的天然气年全球建筑在热量生产中的天然气库存库存和份额和份额 区域区域 房屋面房屋面积（亿平方米）积（亿平方米）人均热量需求（兆瓦时）人均热量需求（兆瓦时）天然气在供热中的份额天然气在供热中的份额 2050 年现有建筑的估计份额年现有建筑的估计份额 北美 370 7.6 61%55%欧盟 290 7.2 43%57%其他发达经济体 130 4.9 33%53%俄罗斯 50 10.7 35%55%中国 580 2.2 17%50%印度 210 0.4 4%17%非洲 210 0.3 10

89、%18%拉丁美洲 120 1.0 27%32%其他新兴经济体 390 1.2 44%31%世界 2350 2.4 41%39%资料来源：IEA，海通证券研究所 2.2.1 天然气掺氢天然气掺氢 目前主流供暖市场已经能够实现目前主流供暖市场已经能够实现 3%-5%掺氢，掺氢，假设假设全球建筑中的天然气供应全球建筑中的天然气供应量量掺掺氢氢 3%将提高清洁氢的年需求量将提高清洁氢的年需求量 1200 万吨万吨（目前氢产量（目前氢产量的的约约 17%）。在加拿大、美国和西欧等主要供暖市场，将 3%-5%的氢混合到供应的天然气中，对锅炉和燃气炉灶等终端设备影响较小。在荷兰 14 栋建筑的示范项目中，掺

90、氢 20%没有发现泄漏、回燃或燃烧问题，掺氢 30%也没有管道或加热设备的问题。如果全球建筑的天然气供应中掺氢3%，将使清洁氢的年需求量提高 1200 万吨，相当于目前全球氢产量的 17%。2.2.2 纯氢供暖纯氢供暖 从成本的角度来看，从成本的角度来看，较大的商业建筑、较大的商业建筑、建筑综合体建筑综合体、区域电网、区域电网使用使用 100%纯氢纯氢的的成成本本最低最低。燃料电池、联产装臵或其他混合动力系统可配备储能，以满足供暖、制冷和电力需求，改善电力系统的全年平衡，避免季节性失衡。使用纯氢配合大规模的热泵也有利于提升建筑整体供热的效率。氢气价格在氢气价格在 1.5-3 美元美元/kg 范

91、围内范围内纯氢供暖纯氢供暖较燃烧天然气和热泵较燃烧天然气和热泵才具备相对竞争力。才具备相对竞争力。对建筑用氢供暖而言，转换用氢需要考虑技术成本和氢气成本，根据 IEA The Future of Hydrogen，对大多数市场而言，氢气价格在 1.5-3 美元/kg 范围内才能够接近燃烧天然气和使用电动热泵的成本，而对于如加拿大等气价较低的国家，氢气价格需要低于 1美元/kg 才具备竞争力。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 27 图图40 散货船上燃料散货船上燃料/动力系统替代品当前和未来的总成本动力系统替代品当前和未来的总成本 资料来源：IEA，海通证券研究所 纯氢供

92、暖对氢需求的潜力巨大，纯氢供暖对氢需求的潜力巨大，如果主流市场采用纯氢供暖，至如果主流市场采用纯氢供暖，至 2030 年年全球全球纯氢纯氢供暖供暖氢需求量将达氢需求量将达 1200-2000 万吨万吨，加上天然气掺氢总建筑用氢，加上天然气掺氢总建筑用氢需求量将有望达需求量将有望达1400-2400 万吨万吨。根据 IEAThe Future of Hydrogen，如果纯氢供暖相对的资本和运营成本相对具备竞争力，有望打开氢气需求市场。根据巴黎协定下的路径，到 2030 年供热用能将占建筑用能的一半，如果欧美中日韩等主要市场采取适用于氢气的燃气锅炉，全球供暖用氢需求量将达 1200-2000 万

93、吨，加上天然气掺氢的需求量全球建筑用氢需求量将有望达 1400-2400 万吨。表表 13 2030 年全球建筑年全球建筑供热供热中的中的天然气需求量天然气需求量和和对应氢需求量对应氢需求量 区域区域 天然气需求天然气需求量量（Mtoe）用氢用氢平准平准价格范围价格范围（美元（美元/kgH2）氢需求量氢需求量（MtH2）加拿大 21 0.8-1.2 0.7-1.1 美国 147 1.2-1.5 5.1-7.7 西欧 80 2.0-3.0 0.5-0.7 俄罗斯 43 1.5-1.8 1.5-2.2 中国 51 1.2-1.4 1.8-2.7 日本 14 2.0-3.5 0.4-0.6 韩国 1

94、1 0.9-1.9 2.8-4.2 资料来源：IEA，海通证券研究所 3.发电用氢发电用氢 目前用氢发电主要来自钢厂、炼油厂、石化厂中的含氢混合气体发电，目前用氢发电主要来自钢厂、炼油厂、石化厂中的含氢混合气体发电，但未来但未来内燃内燃机和机和气轮机气轮机燃氢和含氢混合体发电燃氢和含氢混合体发电具备商业化应用前景。具备商业化应用前景。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，目前用氢发电仅占全球发电量的不到 0.2%，并且主要来自钢铁生产、炼油厂和石化厂中的含氢混合气体发电，但我们认为未来用氢发电技术具备商业化应用前景。目前一些项目已经实现通过内燃机和气轮机燃烧富

95、氢气体甚至纯氢发电，如日本于 2022 年成功示范运行燃烧 100%纯氨的 2MW 气轮机，较燃烧天然气的气轮机能够实现 99%的温室气体（包括 CO2和 N2O）排放，并正在研发燃烧纯氨的 40MW 气轮机。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 28 表表 14 氢基产品在氢基产品在发电发电中的作用中的作用 类型类型 当前现状当前现状 需求需求 未来发展未来发展 机会机会 挑战挑战 燃煤电厂联合烧氨 到目前为止还没有部署；在日本的一家商业燃煤电厂已经证明了联合点火 到 2030 年，全球燃煤电厂20%的共燃份额可能导致氨需求高达670Mt，或相应的氢需求 120Mt 近期

96、减少现有燃煤电厂的碳排放影响 依赖于低成本的氨供应，需要注意氮氧化物的排放；可能需要进一步的氮氧化物处理；只是一个过渡性措施仍然会造成大量的二氧化碳排放 灵活性发电 很少有使用富含氢气体的商用燃气轮机。已安装了 363000 台燃料电池单元（1600 MW）假设到 2030 年，全球燃气发电能力的 1%依靠氢气运行，这将达到25GW，发电量90TWh，消耗 450Mt H2 支持在电力系统中实现 VRE 的集成，一些燃气轮机的设计已经能够在高氢气含量的气体中运行 低成本和低碳氢的供应和氨。与其他灵活的生成选项以及其他灵活性选项（如需求响应、存储）的竞争 备用电源和离网电源 村镇电气化示范项目；

97、燃料电池系统与存储器相结合 随着电信业务的不断增长，对可靠电力供应的需求也在不断增长 燃料电池系统与存储相结合，作为柴油发电机的低成本和低污染的替代品，比电池系统更稳定。与柴油发电机相比，初始投资需求往往更高 长期、大规模的储能系统 在美国和英国各有三个储存氢气的盐洞位点 从长期来看，VRE 份额非常高，需要大规模和长期存储以应对季节性失衡的能源供应 由于氢的能量含量高，储存本身的CAPEX 成本相对较低。很少有针对长期和大规模存储的替代技术。如果储存的氢气或氨气可以直接用于终端应用，则可以减少转换损失。高转换损失；储盐库的地质可用性；枯竭的油气田或含水层很少（例如污染问题）资料来源：IEA，

98、海通证券研究所 图图41 日本日本 2MW 气轮机气轮机 IM270 资料来源：IHI，海通证券研究所 图图42 日本气轮机日本气轮机 N2O 集中度和温室气体减排速率集中度和温室气体减排速率 资料来源：IHI，海通证券研究所 3.1 当前使用现状当前使用现状 2030 年发电用氢电力装机有望超年发电用氢电力装机有望超 5.8GW，其，其中中 70%为为气轮机气轮机掺掺氢氢混燃混燃，区域主要区域主要集中在亚太、欧洲和北美集中在亚太、欧洲和北美。根据 IEA 2023 年Global Hydrogen Review，目前已宣告的使用氢和氨发电的项目到 2030 年装机量有望达 5.8GW，其中

99、70%的项目为在气轮机中掺氢混燃发电，10%为在燃料电池用氢发电，另外 3%为在煤电厂中掺氨混燃发电。分地域来看，主要集中在亚太（39%）、欧洲（36%）和北美（25%）地区。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 29 图图43 使用氢和氨发电的电力装机量分区域使用氢和氨发电的电力装机量分区域 资料来源：IEA，海通证券研究所 图图44 使用氢和氨发电的电力装机量分技术路径使用氢和氨发电的电力装机量分技术路径 资料来源：IEA，海通证券研究所 3.1.1 掺氢和掺氨混燃掺氢和掺氨混燃发电项目发电项目 目前全球可以目前全球可以掺氢燃烧的掺氢燃烧的气轮机气轮机机组装机量已经达到

100、至少机组装机量已经达到至少 70GW，未来掺氢和掺氨未来掺氢和掺氨混燃可以降低碳排放量和提供电力系统灵活性混燃可以降低碳排放量和提供电力系统灵活性。掺氢和掺氨混燃可以降低现有燃煤电厂的碳排放量，并且长期来看可以配合大规模长时储氢提供电力系统的灵活性。根据 IEA 2023 年 Global Hydrogen Review，目前煤电机组的掺氢比例可以达到 10%到 100%，全球可以掺氢燃烧的气轮机机组装机量已经达到至少 70GW，亚太地区部分电厂已经实现掺氨混燃示范。根据 IEA 2022 年Global Hydrogen Review，按照按照 500MW 氢燃氢燃气气轮机轮机掺氢掺氢 15

101、%燃烧发电测算，年需用氢量约燃烧发电测算，年需用氢量约 3.5 万吨，按照利用率万吨，按照利用率 50%估计对应电解估计对应电解槽装机量槽装机量 400MW。目前全球掺氢和掺氨混燃发电的示范项目包括：韩国：韩国：2023 年 7 月，韩国的 Hanwha Impact 在 80MW 的气轮机中实现混合 60%燃氢，为目前中大型气轮机混氢燃烧的最高比例。日本：日本：2023 年电力巨头 JERA 在碧南（Hekinan）电厂进行 20%混氨燃烧的示范项目（比计划提前一年），项目结束期为 2024 年 3 月；2023 年 4 月，日本九州电力在 Reihoku 煤电厂进行混氨燃烧的示范项目；三菱

102、计划在 2025 年开发能够燃烧100%纯氨的气轮机。图图45 韩国实现韩国实现 80MW 气轮机气轮机掺氢掺氢 60%资料来源：Hydrogen Insight，海通证券研究所 图图46 三菱三菱 H-25 气轮机系列气轮机系列 资料来源：三菱重工官网，海通证券研究所 中国：中国：2023 年 4 月，皖能电力所属的皖能铜陵对 300MW 燃煤机组进行为期 3 个月高比例掺氨混燃实验，掺氨比例最高达 35%，未来将对 1GW 机组进行 50%掺氨混燃的示范和推广。欧洲：欧洲：2023 年 7 月，奥地利一家热电厂的 395MW 气轮机实现混氢燃烧首次试验，并希望在未来试验中实现 15%混氢燃

103、烧；荷兰 1.4GW Magnum 联合循环发电项目有望采用掺氢混燃发电。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 30 美国：美国：2023 年美国一个示范项目中 753MW 的联合循环发电厂实现 38%混氢燃烧。Wartsil和 WEC 能源实现内燃机混氢 25%燃烧的示范。图图47 荷兰荷兰 Magnum 联合循环发电项目联合循环发电项目 资料来源：RWE 官网，海通证券研究所 图图48 Wartsil 50SG 内燃机内燃机产品产品 资料来源：Fuelcellworks，海通证券研究所 3.1.2 固定燃料电池发电固定燃料电池发电 固定燃料电池用氢发电电力效率可固定燃料

104、电池用氢发电电力效率可达达 50%-60%，有利于提供电力系统灵活性。，有利于提供电力系统灵活性。燃料电池可以将氢气转化为电能和热量，能够达到 50%-60%的电力效率，且在部分负载（part load）运行条件下效率也较高，因此在为电力系统提供灵活性方面具备优势。2007-2021 年全球固定燃料电池累计装机年全球固定燃料电池累计装机 2.5GW，但仅约，但仅约 90MW 用氢作为燃料。用氢作为燃料。根据 IEA 2022 年Global Hydrogen Review，2021 年全球固定燃料电池产能增加约348MW，自 2007 年至 2021 年全球固定燃料电池累计装机容量约 2.5

105、GW，但其中仅约90MW 使用氢作为燃料，剩下多数使用天然气。图图49 2015-2023 年全球年全球固定燃料电池固定燃料电池产能产能 资料来源：IEA，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 31 表表 15 固定电源用固定电源用燃料电池技术燃料电池技术 类型类型 主要内容主要内容 聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs）工作温度相对较低（100以下），启动时间快；需要纯氢作为燃料，如果使用天然气则需要外部重整器。目前 PEMFCs 被用作微型热电联产装臵，在住宅建筑中通过混合燃烧天然气或液化石油气运行。磷酸燃料电池（PAFCs）以磷酸为电解质，目前被用作固

106、定发电机，输出功率在 100-400kW 范围。除了发电，还能产生 180 C 左右的热量，有可能用于空间和水加热。熔融碳酸盐燃料电池（MCFCs）在 600 C 温度下运行，使得其可以燃烧不同的碳氢化合物，而不需要外部提供氢气。用于 MW 规模的发电（由于其低功率密度，导致尺寸相对较大）。所产生的热量可用于建筑和工业应用中的加热或冷却用途。固体氧化物燃料电池（SOFCs）在 800-1000 C 高温下运行，也可用于建筑和工业应用中的加热或冷却用途。通常用于 kW 规模的发电，如微型联产装臵或离网供电。资料来源：IEA，海通证券研究所 3.2 政府政策及政府政策及目标目标 越来越越来越多的多

107、的国家国家开始开始明确明确在电力部门使用氢或氢基燃料的目标在电力部门使用氢或氢基燃料的目标，其中，其中日韩的计划目日韩的计划目标较为领先和明确标较为领先和明确。日本计划在 2030年实现大型燃气轮机 30%掺氢混燃、燃煤电厂 50%掺氨混燃，韩国计划到 2030 年现有天然气和燃煤发电厂氢氨混燃发电量达 13TWh，使用天然气或氢气的固定燃料发电量达 16TWh。日本：日本：2023 年 6 月，日本修订 2017 年版本的氢能基本战略，重申其在电力部门使用氢和氨的目标，到 2030 年实现大型燃气轮机 30%掺氢混燃、燃煤电厂 50%掺氨混燃。2021 年，日本在第六次战略能源计划中提出到

108、2030 年氢氨发电占总发电量 1%的目标。日本还在 2023 年 4 月宣布脱碳电力拍卖，首批招标计划于2023 年 10 月启动，以对现有燃煤电厂进行改造，以及在新建和现有燃气发电厂中实现掺氢和掺氨混燃。韩国：韩国：2023 年初提出 第十个电力供需基本能源计划，修订后的目标包括到 2030年现有天然气和燃煤发电厂氢氨混燃发电量达 13TWh，使用天然气或氢气的固定燃料发电量达 16TWh，预计到 2036 年氢和氨发电量将达 47TWh。韩国还宣布对用氢发电进行招标，2023 年 6 月启动 650GWh 氢能发电的首次招标，计划于 2025年交付，包括 5 家发电厂的 715GWh 电

109、力中标。“清洁”氢招标计划（发电量3000-3500GWh）计划于 2024 年开启，并于 2027 年交付。在技术方面，韩国的目标是到 2025 年在气轮机中实现 50%的掺氢混燃、燃煤电厂 20%掺氨混燃。长期目标包括开发气轮机燃烧 100%纯氢、燃煤电厂 50%掺氨混燃的技术。图图50 日本日本计划进行掺氢和掺氨混燃改造投资招标计划进行掺氢和掺氨混燃改造投资招标 资料来源：日本资源能源厅关于长期脱碳电力拍卖，海通证券研究所 图图51 韩国韩国 SK 能源充电站的氢燃料电池能源充电站的氢燃料电池 资料来源：Korea JoongAng Daily，海通证券研究所 越南越南：在 电力发展总体

110、规划 VIII 中制定了电力部门用氢的长期目标，目标到 2050年将燃气发电厂从家用天然气或液化天然气转换为氢气，实现燃氢的电力装机量达到约 23-28GW，占总装机容量的 4.5-5%。另外氨也被提及作为到 2050 年逐步淘 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 32 汰燃煤发电的一种选择，但没有提出具体目标。美国：美国：环境保护署(EPA)于 2023 年提出了气轮机 CO2排放的新标准，其中建议在中高容量涡轮机中使用 30%的氢气混合物作为 2032 年的合规选项。墨西哥：墨西哥：能源部在其2023-2037 年国家电力系统发展计划中设定目标，到 2036年将联合循

111、环燃气轮机(CCGT)工厂中的掺氢比例提高到 30%，并通过转换1024MW 装机量实现 30%掺氢混燃。德国：德国：在修订后的热电联产(CHP)法案中，德国激励超过 10MW 的新建热电联产电厂适用于用氢发电，且转换成本不超过建设成本的 10%。德国政府正在制定电力行业战略，其中包括要求新燃气发电厂必须做好适用于氢气的准备。此外，政府还计划对氢电厂和可转换用氢电厂进行三轮招标，前两次招标容量各为 4.4GW，适用于能够直接用氢的发电厂，并将通过德国可再生能源法案提供支持，第三次招标容量为 15GW，适用于新建或现有发电厂，最初可用天然气，但必须在 2035年之前转换为用氢。4.4GW 招标的

112、创新之一为针对将可再生能源发电与氢气生产和储存以及再转化为电力相结合。3.3 电力行业未来需求潜力电力行业未来需求潜力 我们认为我们认为氢和氢基燃料氢和氢基燃料（氨氨、合成天然气合成天然气）发电需求潜力巨大发电需求潜力巨大。1）氨可以在燃煤电厂中混燃，以减少煤的使用从而降低电厂的碳排放量。2）氢和氨也可以用作气轮机、联合循环燃气轮机及燃料电池的燃料，从而提供灵活的低碳发电方式。3）基于氢的燃料也可以作为大规模和长时储能方式，以平衡电力需求的季节性变化以及波动的可再生能源。3.3.1 煤电厂掺煤电厂掺氨氨混燃混燃 煤电厂煤电厂进行掺氨混燃的规模取决于低成本氨的可得性进行掺氨混燃的规模取决于低成本

113、氨的可得性，如果全球煤电厂，如果全球煤电厂实现实现 20%掺掺氨混燃氨混燃可减排约可减排约 20%，对应需要，对应需要 6.7 亿吨亿吨低碳氨和低碳氨和 1.2 亿吨氢亿吨氢。根据 IEA The Future of Hydrogen，到 2030 年全球仍有在役煤电厂 1250GW，且平均寿命还将持续超过 20年。这些煤电厂如果能够实现 20%掺氨（低碳氨）混燃，将能够将年排放的 6Gt 碳排放量减少 1.2Gt（减幅 20%），对应氨需求量 6.7 亿吨（超目前氨年产量 3 倍），所需氢需求量 1.2 亿吨。3.3.2 柔性柔性发电发电 氢氢和氨和氨可以作为可以作为气轮机气轮机和和联合循环

114、燃气轮机联合循环燃气轮机的燃料的燃料，从而实现，从而实现柔性柔性发电发电。根据 IEAThe Future of Hydrogen，目前多数气轮机已经可以实现 3-5%掺氢混燃，有些还可以实现 30%或更高比例的氢气混燃。到 2030 年，将能提供燃烧 100%纯氢的标准气轮机。目前氨可以在功率为 300 kW 的微型气轮机中使用。另一种方式是首先将氨气分解为氢气和氮气，然后在气轮机的燃烧室中燃烧氢气，但分解反应需要在 600-1000高温下实现，总体发电效率可能相对较低。燃料电池也可以作为一种燃料电池也可以作为一种柔性柔性发电技术发电技术，我们认为我们认为未来发展潜力主要取决于安装规未来发展

115、潜力主要取决于安装规模和成本下降情况模和成本下降情况。根据 IEAThe Future of Hydrogen，目前氢燃料电池的电力效率范围约 50-60%，与联合循环燃气轮机（CCGT）相似，但未来效率有望进一步提升。然而，目前燃料电池相比气轮机寿命较短，固定燃料电池输出功率相对较小（目前最高50MW），比较适合分布式发电；相比之下，CCGT 机组容量可达 400MW。未来氢燃料电池发电潜力主要取决于安装规模以及学习率和规模效应产生的成本降低。在乐观条件下，估计到 2030 年氢燃料电池的 CAPEX 可以降至 425 美元/kW，目前 1MW PEMFC燃料电池机组的 CAPEX 为 16

116、00 美元/kW，CCGT 为 1000 美元/kW。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 33 图图52 氢氢 CCGT 与其他与其他柔性柔性发电发电技术技术的的成本对比成本对比 资料来源：IEA，海通证券研究所 注：CAPEX：没有CCS的CCGT和燃氢CCGT-$1000/kW，有CCS的CCGT-$1870/kW，沼气发动机-$2000/kW；总效率（LHV）：没有 CCS 的 CCGT 和燃氢 CCGT-61%，有 CCS 的 CCGT-53%，沼气发动机-45%；经济寿命假设为 25 年。氢氢与天然气与天然气发电在负载平衡和调峰发电方面的竞争力取决于天然气价格和

117、碳价发电在负载平衡和调峰发电方面的竞争力取决于天然气价格和碳价水水平。平。根据 IEAThe Future of Hydrogen，如在负载系数为 15%、天然气价格为 7 美元/MBtu 的情况下，氢气价格为$1.5/kg 时，CO2价格需要达到$100/t，氢发电较天然气才具备竞争力；氢气价格为$2/kg 时，CO2价格需要达到$175/t，氢发电较天然气才具备竞争力。图图53 氢和天然气发电提供电网负载平衡的平准化成本情况氢和天然气发电提供电网负载平衡的平准化成本情况 资料来源：IEA，海通证券研究所 注：CAPEX：GT-$500/kW，没有 CCS 的 CCGT 和燃氢 CCGT-$

118、1000/kW，FC-$1000/kW；总效率（LHV）：GT-42%，没有 CCS 的 CCGT 和燃氢 CCGT-61%，FC-45%；经济寿命：GT 和 CCGT-25 年，FC-20 年。假设容量系数为 15%。假设假设 2030 年年全球全球气气轮机轮机 1%实现实现用用氢或氨氢或氨燃烧燃烧（装机量（装机量 25GW），将产生将产生 450 万万吨氢需求量，相当于约吨氢需求量，相当于约 2300 万辆燃料电池汽车的年需求量，将有利于扩大氢的需求和万辆燃料电池汽车的年需求量，将有利于扩大氢的需求和加快基础设施建设发展加快基础设施建设发展。根据 IEAThe Future of Hydr

119、ogen，假设到 2030 年全球气轮机的 1%用氢或氨燃烧（对应装机量 25GW），则在 40%负载系数下年发电量将达到约 90TWh，对应氢气需求量为 450 万吨（或氨需求量 3000 万吨），我们认为有利于扩大氢的需求和供应基础设施的发展，有望为交通或建筑等其他潜在氢用户创建氢枢纽。因为 25GW 氢发电厂的用氢年需求量相当于约 2300 万辆燃料电池汽车的年需求量；单个 500MW 发电厂的用氢需求相当于 45.5 万辆燃料电池汽车或英国 22.1 万户家庭供热的用氢需求。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 34 3.3.3 大规模和长时大规模和长时存储存储 氢

120、可以作为可再生能源份额提高后的灵活性电力系统氢可以作为可再生能源份额提高后的灵活性电力系统实现长时大规模储能实现长时大规模储能的潜在的潜在选择。选择。可再生能源的份额提升对电力系统灵活性提出更高要求，因为可再生能源产生长时季节性储能需求，可以在风力或太阳能较小时提供电力，氢就可以作为长时大规模储能的潜在选择。放电持续时间在放电持续时间在 20-45 小时压缩氢成为储能的最经济选择。小时压缩氢成为储能的最经济选择。根据 IEA The Future of Hydrogen，就不同储能方式对比来看，对于低于几个小时的较短放电时间，氢和氨储能比抽水蓄能或电池储能昂贵得多。随着放电持续时间的延长，氢和

121、氨储能变得更具吸引力，这主要得益于其相对较低的储能资本成本（主要通过开发地下盐穴或储罐储存）。在不同存储技术中，对于放电持续时间在 20-45 小时压缩氢成为储能的最经济选择。图图54 放电持续时间放电持续时间的的平准化平准化成本成本 资料来源：IEA，海通证券研究所 注：CAPEX：没有CCS的CCGT和燃氢CCGT-$1000/kW，有CCS的CCGT-$1870/kW，沼气发动机-$2000/kW；总效率（LHV）：没有 CCS 的 CCGT 和燃氢 CCGT-61%，有 CCS 的 CCGT-53%，沼气发动机-45%；经济寿命假设为 25 年。此外，氢作为电力储能方式可以和氢的其他用

122、途相结合此外，氢作为电力储能方式可以和氢的其他用途相结合以提高整体使用效率以提高整体使用效率。如CF Industries 和 NextEra Energy Resources 在美国俄克拉荷马州签署谅解备忘录（MoU），计划通过绿氢结合可再生能源实现绿氨的生产。该项目计划在 the Verdigris Complex 部署 450MW 的可再生能源装机以及配套 100MW 的制氢电解槽，最终能够达到年产 10 万吨绿氨产能。图图55 NextEra Energy 绿氨工厂项目绿氨工厂项目 资料来源：Hydrogen Central，海通证券研究所 行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披

123、露和法律声明 35 4.风险提示风险提示 下游需求不及预期，政策推动不及预期。行业研究煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 36 信息披露信息披露 分析师声明分析师声明 李淼 煤炭/农业行业 王涛 煤炭行业 吴杰 公用事业/煤炭/电力设备与新能源 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息，本人不保证该等信息的准确性或完整性。分析逻辑基于作者的职业理解，清晰准确地反映了作者的研究观点，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。分析师负责的股票研究范围分析师负责的股票研究范围 重点研究上市公司

124、：中煤能源,神火股份,华阳股份,山煤国际,郑煤机,云鼎科技,兖矿能源,电投能源,天地科技,海大集团,山西焦煤,潞安环能,平煤股份,中国神华,陕西煤业,淮北矿业,龙软科技,新集能源,温氏股份,圣农发展,禾丰股份,中国旭阳集团 投资投资评级评级说明说明 1.投资评级的比较和评级标准：投资评级的比较和评级标准：以报告发布后的 6 个月内的市场表现为比较标准，报告发布日后 6 个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期市场基准指数的涨跌幅；2.市场基准指数的比较标准：市场基准指数的比较标准：A 股市场以海通综指为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普 500 或纳斯达克综合指数为基准。类别

125、类别 评级评级 说明说明 股票投资评股票投资评级级 优于大市 预期个股相对基准指数涨幅在 10%以上；中性 预期个股相对基准指数涨幅介于-10%与 10%之间；弱于大市 预期个股相对基准指数涨幅低于-10%及以下；无评级 对于个股未来 6 个月市场表现与基准指数相比无明确观点。行业投资评行业投资评级级 优于大市 预期行业整体回报高于基准指数整体水平 10%以上；中性 预期行业整体回报介于基准指数整体水平-10%与 10%之间；弱于大市 预期行业整体回报低于基准指数整体水平-10%以下。法律声明法律声明 。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构

126、成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。市场有风险，投资需谨慎。本报告所载的信息、材料及结论只提供特定客户作参考，不构成投资建议，也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需要。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况。在法律许可的情况下，海通证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。本报告仅向特定客户传送，未经海通证券研究所书面授权，本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。如欲引用或转载本文内容，务必联络海通证券研究所并获得许可，并需注明出处为海通证券研究所，且不得对本文进行有悖原意的引用和删改。根据中国证监会核发的经营证券业务许可，海通证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。