1、 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 未经许可，禁止转载未经许可，禁止转载 证 券 研 究证 券 研 究 报 告报 告 华创证券能源革命系列研究（三） 推荐推荐（维持维持） 氢氢当下以原料用途为主，当下以原料用途为主， 能源能源用途用途小荷才露尖小荷才露尖 尖角尖角 氢能源产业链概述氢能源产业链概述： 按照石油和化学工业规划院的统计， 我国氢气产能为 4000 万吨，产量为 3300 万吨，为全球最大的产氢国，主体是煤气制氢，辅以工业 副产蓝氢，绿氢规模依然十分有限；用途上以石油化工原料用氢为主，燃料电 池尚处于起步阶段。按照车百智库的 2020 年发布
2、的预测报告，2050 年氢能在 我国能源体系中的占比约 10%， 氢气需求量 6000 万吨， 年经济产值 12 万亿元， 全国加氢站数量达 1.2 万座。氢经济基本发展成熟，交通运输、工业领域实现 氢能普及应用，燃料电池车年产量达到 3000 万辆。对比国际氢能源发展现状， 我国在氢的储运和燃料电池上仍存在较大的技术差距， 以东岳为代表的一大批 企业正在其中不断耕耘， 旨在通过技术自主来推动国内氢能源基础设施建设的 完善，为氢能源产业的发展准备条件。 三大制氢路线成本对比三大制氢路线成本对比，天然气制氢，天然气制氢属于过渡性选择属于过渡性选择。成本天然气价格在 2.5 元/立方米和动力煤价格
3、 450 元/吨对制氢成本进行测算，每标方氢气对应成本 分别为 1.14 元和 0.87 元/吨，煤制氢气成本优势显著。碱性电解水制氢的成本 关键在于控制电价和电耗水平，以目前的技术水平来看只有将电价控制在 0.1 元/度才能与 250 元/吨煤价下制氢成本持平。 电解水制氢电解水制氢 90%为用电成本，为用电成本，风光平价助力降成本风光平价助力降成本。电解水工艺一般分为碱 性电解法、质子交换膜法和固体氧化物法。目前应用最广泛的碱性电解水法， 一方氢气消耗 5 度电，按照 0.8 元/度测算，电解水制氢成本为 4.3 元/方，远高 于煤制氢成本，企业获得廉价电力是降低成本的关键。光伏和风电已可
4、实现平 价上网，未来还有进一步下降空间。2019 年光伏和风电项目已占我国装机总 容量的 20%， 清洁能源在我国东北、 西北和西南一带可实现接近甚至低于当地 燃煤机组成本的平价上网。根据彭博新能源预测，2025 年我国未来光伏和风 电发电成本将下降至 0.210.32 元/度和 0.180.24 元/度，2050 年将下降至 0.120.18 元/度和 0.130.17 元/度，发展前景广阔。 氢于氢于碳碳减排的重大意义减排的重大意义。一般情况下，生产一吨甲醇需要可产生 2100 方合成 气，气化产生的粗合成气里一氧化碳和氢气分别为 1400 方和 530 方，剩余包 括为二氧化碳和氮气等成
5、分。 送入甲醇合成炉之前的净合成气中一氧化碳和氢 气比例为 1：2.2，这意味着需要将粗合成气中约 800 方一氧化碳置换成氢气。 如果全部使用绿氢替代，按照醇烃比 2.9 计算，吨烯烃需要补充 2320 方氢气， 若导入绿氢理论上可以将过程排碳量降至零值。从化学原理上来看，目前合成 气制甲醇的环节主反应为一氧化碳和氢气反应制备甲醇。 合成气中的二氧化碳 加氢从化学原理上可以实现反应生产甲醇，这将成为固碳的终极解决方案，但 因为反应条件要求较高、经济性较差难以形成规模化生产。无论是石油化工的 补充原料氢，还是工业尾部高纯碳加氢再利用，都于碳减排而言意义重大。 投资建议投资建议：从产业链的格局来
6、看，氢能源大多作为原料使用，对氢能源的基础 设施如储运等要求相对较低，大多属于就地消化的状态，而氢能源燃料电池仍 处于产业初期， 产业链的投资机遇大多预计会集中在制氢和氢燃料电池的核心 部件方面。 风险提示风险提示：燃料电池技术攻关和推广不及预期，绿氢制备成本下降不及预期。 行业基本数据行业基本数据 占比% 股票家数(只) 372 9.26 总市值(亿元) 50,763.68 6.09 流通市值(亿元) 37,693.31 5.9 相对指数表现相对指数表现 % 1M 6M 12M 绝对表现 3.6 16.57 43.47 相对表现 0.41 19.81 40.09 相关研究报告相关研究报告 农
7、药行业深度研究报告：农药板块 Q4 业绩表 现有望超越季节性，来年春耕行情可期 2021-12-14 基础化工行业周报（20）：明 确看好农资春耕行情，钛白粉龙头淡季涨价提振 市场 2021-12-19 化工新材料行业周报（20）： 氟基新材料价格分化，新能源化学品供需依然紧 张 2021-12-19 -4% 19% 41% 64% 20/12 21/02 21/04 21/06 21/08 21/10 2020-12-142021-12-10 沪深300基础化工(申万) 华创证券研究所华创证券研究所 行业研究行业研究 化工化工 20
8、21 年年 12 月月 21 日日 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 未经许可，禁止转载未经许可，禁止转载 投资投资主题主题 报告亮点报告亮点 本文详述了我国本文详述了我国氢能发展现状氢能发展现状， 与国际先进水平相比在氢的储运和燃料电池上与国际先进水平相比在氢的储运和燃料电池上 存在差距存在差距。我国氢气产能为 4000 万吨，产量为 3300 万吨，为全球最大的产氢 国，主体是煤气制氢，辅以工业副产蓝氢，绿氢规模依然十分有限。按照车百 智库的 2020 年发布的预测报告， 2050 年氢
9、能在我国能源体系中的占比约 10%， 氢气需求量 6000 万吨，年经济产值 12 万亿元。我国在氢的储运和燃料电池上 仍与国际先进水平存在一定差距， 以东岳为代表的一大批企业正在其中不断耕 耘，旨在通过技术自主来推动国内氢能源基础设施建设的完善，为氢能源产业 的发展准备条件。 本文本文详细详细测算电解水成本， 未来化工行业有望凭借不断降低的光伏风电电价实测算电解水成本， 未来化工行业有望凭借不断降低的光伏风电电价实 现绿氢制备。现绿氢制备。氢气是未来碳减排关键，目前煤化制氢成本最低，天然气次之， 电解水制氢成本最高，对于电解水制氢来说电价是主要变量。经过十余年的发 展，光伏和风力发电已占我国
10、总装机容量的 20%以上，在国内西北、东北和西 南等地区已可实现平价上网。根据彭博新能源预测，2025 年我国未来光伏和 风电发电成本将下降至 0.210.32 元/度和 0.180.24 元/度，2050 年将下降至 0.120.18 元/度和 0.130.17 元/度，这将为我国实现碳中和创造必要条件。 氢气于碳减排意义重大，氢气于碳减排意义重大， 本文详细测算了本文详细测算了宝丰能源基于宝丰能源基于现有条件下兼具可行性现有条件下兼具可行性 和经济性和经济性绿氢制备成本绿氢制备成本。宝丰能源凭借企业家前瞻性的布局，在国家提出“双 碳”政策伊始即拿出光伏发电电解水制氢的方案并已开始投产运行，
11、属于业内 首家。公司电解水制氢成本为 1.34 元/方，全部使用绿氢替代下的宁夏基地按 照 20 年实现碳中和路径，预计每年成本增加约 1.8 亿元，对于远期利润百亿 元的宁东基地成本完全可控。 投资投资逻辑逻辑 从产业链的格局来看，氢能源大多作为原料使用，对氢能源的基础设施如储运 等要求相对较低，大多属于就地消化的状态，而氢能源燃料电池仍处于产业初 期，产业链的投资机遇大多预计会集中在制氢和氢燃料电池的核心部件方面。 pOrPnPqOmQzRpNtQwPxPyRaQaO7NnPoOtRnMeRrQtRlOsQnPaQnNxOxNrMnOMYsQoM 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源
12、革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 3 目目 录录 一、氢能源产业链概述一、氢能源产业链概述 . 5 二、不同技术路线制氢成本对比二、不同技术路线制氢成本对比 . 6 （一）三种路线制氢成本对比 . 6 （二）电解水制氢电费占总成本 90%以上 . 8 （三）风光电平价趋势助力绿氢发展 . 10 三、氢于碳减排的重大意义梳理三、氢于碳减排的重大意义梳理 . 13 （一）宝丰能源是国内首家布局碳中和方案的煤化工企业，年化减排 5%成本可控 . 13 （二）二氧化碳再利用，末端减碳是未来发展方向 . 16 四、投资建议四、投资建议 . 1
13、7 五、风险提示五、风险提示 . 17 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 4 图表目录图表目录 图表 1 氢能产业链 . 5 图表 2 中国电动汽车百人会对中国氢能产业发展预测 . 5 图表 3 国内外氢燃料电池产品与技术差距 . 6 图表 4 国内氢气生产构成 . 6 图表 5 天然气与动力煤制氢成本成本测算（元/立方米） . 7 图表 6 天然气制氢成本构成 . 7 图表 7 煤炭制氢成本构成 . 7 图表 8 上海天然气价格 . 8 图表 9 不同煤价、天然气价格假设下氢气价格 . 8
14、 图表 10 不同电解水制氢技术对比 . 8 图表 11 碱性电解水制氢成本测算 . 9 图表 12 碱性电解水制氢工作原理 . 10 图表 13 不同电价下电解水制氢成本 . 10 图表 14 2010-2019 我国新能源发电装机总容量和占比 . 10 图表 15 2019 年国内电源装机构成 . 10 图表 16 2019 年各省光伏发电成本地图 . 11 图表 17 2019 年各省风力发电成本地图 . 11 图表 18 2019 年光伏发电投资成本构成 . 11 图表 19 2019 年陆上风电投资成本构成 . 11 图表 20 2019 年各省光伏发电利用小时数前五（小时） . 1
15、2 图表 21 2019 年各省份风电利用小时数前五（小时） . 12 图表 22 3MW 光伏和风力发电成本测算 . 12 图表 23 2025-2050 年国内光伏发电成本预测 . 13 图表 24 2025-2050 年国内风力发电成本预测 . 13 图表 25 宝丰能源光伏发电+电解水制氢项目成本测算（元/立方米） . 13 图表 26 宝丰能源光伏发电成本构成 . 14 图表 27 宝丰能源电解水制氢生产成本构成 . 14 图表 28 宝丰能源宁东基地 220 万吨煤制烯烃绿氢替代测算 . 14 图表 29 新闻联播报道宝丰能源电解水制氢项目 . 15 图表 30 甘肃省长会见宝丰集
16、团董事长 . 15 图表 31MoS2 催化剂有 3000 小时以上工业生产潜力 . 16 图表 32 二氧化碳转化率在 12.5%、甲醇选择性为 94% . 16 图表 33 二氧化碳加氢制芳烃反应流程 . 17 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 5 一、氢能源产业链概述一、氢能源产业链概述 按照石油和化学工业规划院的统计， 我国氢气产能为 4000 万吨， 产量为 3300 万吨， 为全球最大的产氢国；原料结构上，其中 59%为煤制氢，焦化副产氢占 20%，天然气制 氢和炼厂干气制氢占比
17、 16%，其余是甲醇制氢、烧碱电解副产氢、轻质烷烃制烯烃副产 尾气含氢等，电解水制氢和生物制氢囿于经济性和技术问题依然很低，但弃水、弃风、 弃光、弃核发电制氢可以形成一定规模。 用途上，30%用于合成氨，28%用于没制甲醇烯烃，15%是焦化气综合利用（已扣除 氨醇避免重复计算），12%是炼厂用氢，10%是煤间接液化、煤直接液化、煤制天然气、 煤制乙二醇的中间原料氢，其他方式氢气利用占比约 5%，传统石油化工生产补氢属于氢 原料性质的用途，作为能源或者燃料氢能源更多指向的是燃料电池。 图表图表 1 氢能产业链氢能产业链 资料来源：车百智库、华创证券 按照车百智库的 2020 年发布的预测报告，2
18、050 年氢能在我国能源体系中的占比约 10%，氢气需求量 6000 万吨，年经济产值 12 万亿元，全国加氢站数量达 1.2 万座。氢经 济基本发展成熟，交通运输、工业领域实现氢能普及应用，燃料电池车年产量达到 3000 万辆。 图表图表 2 中国电动汽车百人会对中国氢能产业发展预测中国电动汽车百人会对中国氢能产业发展预测 资料来源：程一步等中国氢能产业 2020 年发展综述及未来展望，华创证券 上游：氢生产与供应中游：燃料电池及核心零部件下游：燃料电池应用 氢 制 取 氢 储 运 加 氢 站 化石重整（煤、天然气） 工业副产（焦炉气、 化肥氯碱轻烃） 变压吸附PSA装置 电解 水 高压气氢
19、拖车储氢瓶 液氢槽车管道气氢 压缩机 站控系统、管 道及阀门 储氢气瓶 卸氢机加氢机 氮气汇流排 燃 料 电 池 电 堆 质子交换膜 燃 料 电 池 系 统 配 件 碳纸/碳布 铂基催化剂膜电极 双极板密封垫片 空气压缩机压力调节阀 各种电磁阀及 管路 稳压阀 氢气循环泵或引 射器 加湿器 DC/DC 传感器储氢瓶增湿器 交 通 领 域 工业 及能 源领 域 加 氢 站 固定式电源/电站 天然气 掺氢 氢能冶金 专用车物流车乘用车 重型卡车大型客车 飞机 有轨电车船舶 天然气掺氢 微型热电联供 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文
20、号：证监许可（2009）1210 号 6 对比国际氢能源发展现状，我国在氢的储运和燃料电池上仍存在较大的技术差距， 以东岳为代表的一大批企业正在其中不断耕耘，旨在通过技术自主来推动国内氢能源基 础设施建设的完善，为氢能源产业的发展准备条件。 图表图表 3 国内外氢燃料电池产品与技术差距国内外氢燃料电池产品与技术差距 资料来源：程一步等中国氢能产业 2020 年发展综述及未来展望，华创证券 二、不同技术路线制氢成本对比二、不同技术路线制氢成本对比 （一）三种路线制氢成本对比（一）三种路线制氢成本对比 氢能一方面可以作为优良的储能材质在电力领域发挥作用，另一方面做为清洁能源 在工业生产中和交通运输
21、中取代碳排放较高的化石能源。目前，工业领域实现工艺成熟 且实现规划化生产氢气的方式主要有三种：第一类是以煤炭和天然气化石原料制氢；第 二类是工业副产氢气，比如焦炭副产的焦炉气、丙烷脱氢和乙烷裂解装置都可以在主反 应进行的过程中副产一定比例的氢气；第三类是电解水制氢。其中工业副产氢气受主装 置产能制约，生产的氢气数量一定且氢气大多在企业内部自用，不具备大批量向外部供 应的条件。我们接下来讨论的重点在于煤炭制氢、天然气制氢和电解水制氢成本比较。 图表图表 4 国内氢气生产构成国内氢气生产构成 资料来源：黄格选化石原料制氢技术发展现状与经济性分析，华创证券 天然气制氢是中东和北美主要采用的制氢路线，
22、这两地油气资源丰富，天然气开采 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 7 成本较低，而我国工业氢气主要来源于煤制法。比较而言，煤制氢投资较大，装置规模 大， 单位生产成本低， 原料自给率高且供给稳定性有保障， 缺点在于二氧化碳排放量大， 生产 1 标方的氢气排放的二氧化碳量是天然气的一倍以上。天然气主要成分是甲烷，与 水反应后产出的氢气比例较高，且装置投资较小，劣势在于天然气对外依存度较高，价 格呈现强季节性特征，供需紧张的时候某些区域的工业用气存在断供的风险，对于企业 生产稳定性较差。 我们以
23、按天然气价格在 2.5 元/立方米和动力煤价格 450 元/吨对制氢成本进行测算， 每标方氢气对应成本分别为 1.14 元和 0.87 元/吨，煤制氢气成本优势显著，这也是我国 超六成的工业氢气来源有煤炭的主要原因。 图表图表 5 天然气与动力煤制氢成天然气与动力煤制氢成本成本测算（元本成本测算（元/立方米）立方米） 天然气天然气 动力煤动力煤 原料 0.838 0.34 氧气 0.21 辅料 0.014 0.043 燃料动力 0.184 0.069 制造费用 0.077 0.147 财务 0.029 0.06 合计合计 1.142 0.869 资料来源：张彩丽煤制氢与天然气制氢成本分析及发展
24、建议，华创证券 从成本构成的角度来看， 天然气制氢中原料成本占比超 70%， 原料+燃料口径合计占 比约 90%，这意味原材料和燃料价格波动对于制氢成本影响明显。煤制氢气里原料成本 只有 39%，加上燃料费用也不到 50%，原材料价格波动对于制氢成本影响小于天然气。 以我国资源本身属性来看，煤炭供应相对稳定，近五年内剔除今年上半年极端情况产地 5500 卡动煤价格多在 250-450 元/吨范围，对应煤制氢气成本在 0.73-0.87 元/吨。天然气 制氢要想达到这样的成本需要将天然气成本压在 1.25-1.67 元/方。 从近年工业用天然气价 格水平来看，几乎是一件不可能的事情，除非公司有自
25、己油气田，纯外购天然气制氢价 格是煤炭价格的一倍以上，而且还要面临用气高峰时受限的风险。 图表图表 6 天然气制氢成本构成天然气制氢成本构成 图表图表 7 煤炭制氢成本构成煤炭制氢成本构成 资料来源：张彩丽煤制氢与天然气制氢成本分析及发展建议， 华创证券 资料来源：张彩丽煤制氢与天然气制氢成本分析及发展建议， 华创证券 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 8 图表图表 8 上海天然气价格上海天然气价格 图表图表 9 不同煤价、天然气价格假设下氢气价格不同煤价、天然气价格假设下氢气价格 资料来源
26、：wind，华创证券 资料来源：张彩丽煤制氢与天然气制氢成本分析及发展建议， 华创证券测算 （二二）电解水）电解水制氢制氢电费占总成本电费占总成本 90%以上以上 电解水制氢从工艺路线上主要分为三种，分别是碱性电解法、质子交换膜法和固体 氧化物法。碱性电解水技术已经在国内商业化应用，但受限于工业用电价格没有大规模 推广应用。质子交换膜法显著减少了电解槽的体积和重量，并且在能耗方面较碱性法有 一定优势，缺点在于采用贵金属催化剂和较高的投资成本，正处于商业化推广阶段。固 体氧化物法电耗较碱性法省去近半，电流密度和收率显著高于前两种办法，要求的反应 条件较高，目前近年来研究较多的电解水技术，一旦技术
27、成熟实现规模化生产预计可以 显著降低电解水生产成本。 图表图表 10 不同电解水制氢技术对比不同电解水制氢技术对比 碱性电解碱性电解 质子交换膜电解质子交换膜电解 固体氧化物电解固体氧化物电解 电解质/隔膜 KOH/石棉膜 纯水/质子交换膜 固体氧化物 电流密度（A/cm2） 12 0.20.4 110 电解槽能耗（KWH/m3） 4.55.5 3.85.0 2.63.6 系统效率（%） 6075 6782 8589 运行温度（摄氏度） 7090 7080 7001000 氢气纯度（%） 99.8 99.99 设备体积 1 1/3 单机规模（m3/h） 0.51000 0.01500 启停速度
28、 快 较快 不便 系统寿命（年） 1020 1020 污染情况 存在污染 无污染 无污染 产业化程度 技术成熟 商业化阶段 试验阶段 资料来源：苗军氢能的生产工艺及经济性分析、华创证券 我们以碱性电解法进行分析，这种工艺发展时间较长，技术原理相对简单，是目前 市面上发展最成熟、最容易实现量产的电解水工艺。我们按照单台设备投资 1200 万元， 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 9 安装和土建成本分别为设备资金的 4%和 13.5%，70%项目贷款，贷款利率为 6%并按照 等额本息的方式还款。
29、由于工艺流程简单生产过程只需耗用水和电解质，除电费外的制 造成本较少。在 0.8 元/度的工业用电价格下，电解水制氢生产成本约为 4.3 元/方，与煤 制氢和天然气制氢相比完全不具有产品竞争力。 即是在 0.5 元/度的电价水平下成本也 2.8 元/方，其中电费成本占到了近 90%。 需要说明的是，电解水反应还可生产相当于氢气一半的氧气，即年产 800 万方氢气 的装置可以年产 400 万方氧气。这部分氧气即可以外售也可以输送至其他环节中自用。 图表图表 11 碱性电解水制氢成本测碱性电解水制氢成本测算算 项目项目 金额金额 总投资（万） 1410 设备（万元） 1200 设备安装（万元） 4
30、8 土地厂房（万元） 162 折旧费用（万元）折旧费用（万元） 133 年产氢气（万立方米） 800 产氢能力（h/m3） 1000 利用小时数 8000 电价（元/度） 0.8 电费电费（万元）（万元） 3200 财务费用（万元）财务费用（万元） 33 人工费用（万元）人工费用（万元） 50 制造费用（万元）制造费用（万元） 24 合计成本合计成本 3440 每标方氢气成本（元每标方氢气成本（元/m3） 4.3 资料来源：王周天然气制氢、甲醇制氢与电解水制氢的经济性对比探讨、华创证券测算（注释：制 造费用包括维修和材料费） 碱性电解水制氢的成本关键在于控制电价和电耗水平，以目前的技术水平来看
31、只有 将电价控制在 0.1 元/度才能与 250 元/吨煤价下制氢成本持平。在国家整个自备电厂审批 收紧的环境下，企业再想新拿发电成本较低的火电厂难度非常大。以光伏和风能为代表 的清洁能源发电行业在成本不断下降的趋势中为电解水制氢接近煤制氢提供了可能的解 决方案。 以往没有政策支持并且运行成本较高难以形成内生增长，电解水工艺发展缓慢。未 来在大量资本的投入和政策支持下行业内部会加大技术研发力度和工艺迭代速度，电解 水工艺在能耗、催化剂和电解槽容积上都有突破的可能。从中长期的角度来看，双碳约 束下碳排放价格上涨会不断抬升煤制氢的生产成本，清洁能源制氢的成本也会在技术演 进中不断下降最终和煤制氢形
32、成平衡。 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 10 图表图表 12 碱性电解水制氢工作原理碱性电解水制氢工作原理 图表图表 13 不同电价下电解水制氢成本不同电价下电解水制氢成本 资料来源：谭静煤气化、生物质和电解水制氢比较，华创证券 资料来源：王周天然气制氢、甲醇制氢与电解水制氢的经济性对 比探讨，华创证券测算 （三三）风光电平价趋势助力绿氢发展风光电平价趋势助力绿氢发展 经过十余年的发展，我国新能源发电取得长足的进步，以光伏和风力发电的口径统 计，我国新能源装机总容量从 2010 年底的
33、2978 万千万增加至 2019 年的 41477 亿千万， 年复合增速超过 33%，占国内装机总容量的比重由 3.1%提升至的 20.6%。2019 年光伏并 网发电容量为 20472 万千万，风电并网容量为 21005 万千万，分别占全部并网发电容量 的 10.2%和 10.4%。作为清洁能源的代表，光伏和风电在每年的新增装机容量占比较大， 2019 年占全年总新增容量的 58%。 图表图表 14 2010-2019 我国新能源发电装机总容量和占比我国新能源发电装机总容量和占比 图表图表 15 2019 年国内电源装机构成年国内电源装机构成 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报
34、告，华创 证券 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 从经济性的角度来看，2019 年陆上风电度电成本为 0.320.57 元/度，平均度电成本 月为 0.39 元/度。在风电消纳较好且利用小数较高地区已可实现平价上网，东北、西南和 东南地区的大部分省风力发电成本低于当地燃煤基准电价，中东部一带度电成本接近燃 煤基准电价，西北和华北等富煤地区高于当地燃煤基准电价。2019 年光伏发电成本约为 0.290.8 元/度，平均发电成本 0.39 元/度。光伏发电价格区间大于风力发电，主要原因 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投
35、资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 11 在于各地日照时间长度和土地使用成本差异巨大，西北、华北和东北大部分省市光伏发 电成本地区接近甚至已达到平价上网水平，且成本小于风力发电；在四川和云南这两个 水利发电大省较燃煤电厂发电成本低一些，但比起更具优势的水利发电仍显不足。 图表图表 16 2019 年各省光伏发电成本地图年各省光伏发电成本地图 图表图表 17 2019 年各省风力发电成本地图年各省风力发电成本地图 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 从投资的角度来看，光伏发电中组件成本
36、占比为 37%，建安和接网成本分别占比为 29%和 18%，其他成本包括前期开发成本和土地成本等。除了设备成本外，其他三项地 区差异较大，且各地利用小时数差别显著，最终体现到度电成本上为西北和东北等地广 人稀综合成本较低并且利用小时数较长的地区发电成本较低，2019 年内蒙光伏利用小时 数约 1600 小时， 度电成本 0.29 元为全国最低。 风力发电中设备成本占比超 60%， 接网、 建安和其他成本不足 40%。三北地区开发成本较低，但由于天气原因维护成本较高。西 南一带由于丘陵和高原等地形较为复杂投资成本高于三北地区，但可通过利用小数和较 好消纳环境来弥补投资高的劣势，2019 年云南风
37、电利用小时数为 2808 小时，度电成本 0.32 元为全国最低。 图表图表 18 2019 年光伏发电投资成本构成年光伏发电投资成本构成 图表图表 19 2019 年陆上风电投资成本构成年陆上风电投资成本构成 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 12 图表图表 20 2019 年各省光伏发电利用小时数前五（小时）年各省光伏发电利用小时数前五（小时） 图表图表 21
38、2019 年各省份风电利用小时数前五（小时）年各省份风电利用小时数前五（小时） 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创 证券 我们以单晶 PERC 组件和陆上风电 3MW 装机容量进行测算，光伏发电利用小时数 选用 2019 年全国集中式平均 1260 小时，风电发电选取中东部地区 2000 利用小时。通过 测算后可以发现， 集中式单晶硅发电成本约为 0.38 元/度， 陆上风电成本约为 0.34 元/度。 其中单折旧这个非现金科目占到了光伏和风电度电成本接近五成，财务成本占度电成本 的三分之一，运行成本和运营成
39、本占比较小。需要说明的是，我们这一测算结果仅为全 国平均水平的概算，实际生产过程中不同地域间利用小时数、土地成本、建安成本各要 素差异明显。 图表图表 22 3MW 光伏和风力发电成本测算光伏和风力发电成本测算 集中式光伏（单晶）集中式光伏（单晶） 风电风电 每千瓦投资（元） 4420 6540 总投资（万元） 1326 1962 每瓦投资（元） 4.42 6.54 每瓦运行费用（元） 0.05 0.04 每瓦折旧（元） 0.22 0.33 每瓦财务费用（元） 0.15 0.23 发电小时数 1260 2000 度电折旧（元） 0.18 0.16 度电财务费用（元） 0.12 0.11 度电运
40、行费用（元） 0.04 0.02 度电运营费用（元） 0.04 0.04 度电成本（元） 0.38 0.34 资料来源：国网研究院2020中国新能源发电分析报告，华创证券测算（注释：总投资按70%项目贷 款，年利率为5%测算，运营成本一般指的是调峰成本） 对于光伏和风力发电来说，因总投资额带来的折旧和财务费用占据了度电成本的 80%。降低总成本的核心在于降低投资费用，投资费用可分为设备费用和非设备费用。 设备费用依赖于行业规模不断扩大、行业技术不断进步带来的生产成本不断降低，对于 企业而言可控制的地方主要在于非设备费用。这里面包括建设区位的选择，不同地区的 利用小时数、地方电网接网费用、财税补
41、贴、土地和人工成本都会带来显著差异。根据 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 13 彭博新能源财经预测结果，2025 年我国未来光伏和风电发电成本将下降至 0.210.32 元 /度和 0.180.24 元/度，2050 年将下降至 0.120.18 元/度和 0.130.17 元/度，除了必要 的调峰机组外，基本实现新能源发电平价上网。这也为清洁能源在其他领域的应用创造 出良好的条件。 以现有条件来看，光伏和风力发电各有千秋，光伏稳定性较高但在夜间难以发电， 风力发电可以 24 小时运行但受
42、天气条件制约较大。 对于想利用清洁能源制氢的企业来说， 无论是采用光伏还是风电亦或二者搭配运行均具备可行条件。企业可根据地域区位特点 和公司本身条件来决定方案构成。 图表图表 23 2025-2050 年国内光伏发电成本预测年国内光伏发电成本预测 图表图表 24 2025-2050 年国内风力发电成本预测年国内风力发电成本预测 资料来源：彭博新能源财经，华创证券 资料来源：彭博新能源财经，华创证券 三、三、氢于碳减排的重大意义梳理氢于碳减排的重大意义梳理 （一）（一）宝丰能源是宝丰能源是国内首家布局碳中和方案的煤化工企业，年化减排国内首家布局碳中和方案的煤化工企业，年化减排 5%成本可控成本可
43、控 宝丰能源 2018 年就与清华大学合作开展绿色低碳发展和应对全球气候变化的相关 研究，推动清洁、低碳能源项目布局。2019 年启动了 200MW 光伏发电及 2 万标方/小时 电解水制氢储能及综合应用示范项目，2020 年上半年 90MW 光伏发电项目投产，2021 年上半年电解水制氢项目部分投产。目前已可稳定产出绿氢，项目生产初期，每标方绿 氢需要消耗 5.2 度电，对应绿氢生成成本约为 1.34 元/方。如果按照电解水行业平均 5 度 电计算，对应绿氢生产成本为 1.3 元/方。 需要说明的是，这里仅计算了每标方氢气的生产成本，没有计算副产氧气，氧气无 论是外售还是自用到前端装置里都会
44、抵扣一部分氢气生产成本。公司采取将氧气输回至 气化装置内，以减少空分装置制氧负荷，降低燃料煤使用量。 图表图表 25 宝丰能源宝丰能源光伏发电光伏发电+电解水制氢项目成本测算（元电解水制氢项目成本测算（元/立方米）立方米） 单位（元）单位（元） 90KW 初期初期 90KW 稳定期稳定期 假设假设 1 假设假设 2 每瓦投资 3.5 3.5 3 2 每瓦运行费用 0.04 0.04 0.04 0.04 每瓦折旧 0.18 0.18 0.15 0.10 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 14
45、单位（元）单位（元） 90KW 初期初期 90KW 稳定期稳定期 假设假设 1 假设假设 2 每瓦财务费用 0.12 0.12 0.11 0.07 发电小时数 1700 1700 1700 1700 度电折旧 0.103 0.103 0.088 0.059 度电财务费用 0.072 0.072 0.062 0.041 度电运行费用 0.014 0.014 0.014 0.014 度电调峰费用 0.023 0.023 0.023 0.023 度电成本 0.21 0.21 0.19 0.14 电解水其他成本 0.24 0.24 0.24 0.24 一标方氢气电耗 5.2 5 5 5 一标方氢气成本
46、 1.34 1.30 1.18 0.93 一标方氧气抵减 0.2 0.2 0.2 0.2 抵减后氢气成本 1.24 1.20 1.08 0.83 资料来源：公司公告，华创证券测算（注释：光伏发电按20年折旧、项目投资中贷款比例为70%，利 率为5%，假设1为每瓦投资3元时成本测算，假设2为每瓦投资2元时成本测算） 图表图表 26 宝丰能源宝丰能源光伏发电成本构成光伏发电成本构成 图表图表 27 宝丰能源宝丰能源电解水制氢生产成本构成电解水制氢生产成本构成 资料来源：公司公告，华创证券测算 资料来源：公司公告，华创证券测算（注释：折旧、财务制造和人 工费用仅指电解水工艺部分的，不包含发电部分）
47、一般情况下，生产一吨甲醇需要可产生 2100 方合成气，气化产生的粗合成气里一氧 化碳和氢气分别为 1400 方和 530 方，剩余包括为二氧化碳和氮气等成分。送入甲醇合成 炉之前的净合成气中一氧化碳和氢气比例为 1：2.2，这意味着需要将粗合成气中约 800 方一氧化碳置换成氢气。如果全部使用绿氢替代，按照醇烃比 2.9 计算，吨烯烃需要补 充 2320 方氢气。副产的氧气可以送入气化装置里，降低空分装置制氧成本。 图表图表 28 宝丰能源宝丰能源宁东基地宁东基地 220 万吨煤制烯烃绿氢替代测算万吨煤制烯烃绿氢替代测算 1.34 元氢气元氢气 1.3 元氢气元氢气 1.1 元氢气元氢气 0
48、.9 元氢气元氢气 0.7 元氢气元氢气 电解水氢气成本（元/方） 1.34 1.3 1.1 0.9 0.7 煤制氢成本（元/方） 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 氧气价格（元/方） 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 华创证券能源革命系列研究（三）华创证券能源革命系列研究（三） 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 15 1.34 元氢气元氢气 1.3 元氢气元氢气 1.1 元氢气元氢气 0.9 元氢气元氢气 0.7 元氢气元氢气 吨烯烃氢气替换量（方） 2320 2320 2320 2320 2320 副产氧气量（方） 1160 1160
49、1160 1160 1160 吨烯烃绿氢增加成本（元） 1716.8 1624 1160 696 232 吨烯烃氧气抵减（元） 232 232 232 232 232 吨烯烃成本净增加值（元） 1485 1392 928 464 0 宁夏基地产能（万吨） 220 220 220 220 220 宁夏碳中和成本（亿） 35.9 33.7 22.5 11.2 0.00 年替代 5%成本（亿） 1.8 1.7 1.1 0.6 0.00 资料来源：公司公告，华创证券测算（注释：宁东基地已建成120万吨烯烃产能，在建100万吨产能， 负荷率按110%计算） 按照 1.31.34 元/方绿氢价格测算，吨烯
50、烃增加成本在 1400-1500 之间。这里还未计 算二氧化碳的交易价格，完全绿氢替代可使吨烯烃减排 7 吨左右的二氧化碳，按照目前 的碳交易价格在 50 元/吨测算，碳排放权交易可以抵减 350 元/吨成本。碳达峰总量确定 后，作为稀缺资源，碳交易价格中长期易涨难跌，这也会逐渐拉平碳中和新增成本与现 有煤制氢成本之间的差距。当碳交易价格涨至 150 元/吨以上，光伏电解水制氢成本会与 现有成本相当。 按照宝丰能源在宁夏基地 220 万吨产能每年 5%的碳中和速度计算，年化增加成本 1.8 亿元，这对于公司宁东基地年化近百亿的利润体量来说，成本完全可控。绿氢成本每 下降 0.2 元/方，年化
sgpjbg002
工作日 8:30 - 17:30
会员动态：
报告分类
新质生产力
ChatGPT
新能源汽车
大模型
Sora
机器人
微短剧
芯片
薪酬
白皮书
低空经济
数据要素
创新药
人工智能
AI产业
信息科技
互联网
消费经济
汽车交通
电商零售
传媒娱乐
医药健康
投资金融
能源环境
地产建筑
传统产业
英文报告
其它
扫码登录
手机快捷登录
账号登录
