氢能行业专题报告(二):多种氢储竞相落地,远近长短各有千--国泰君安VIP专享VIP免费

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[Table_MainInfo]
[Table_Title]
2024.01.26
多种储竞相落地,远近长短各有千秋
——氢能行业专题报告(二)
石岩(析师) 庞钧文(分析师) 马铭宏(分析师)
0755-23976068 021-38674703 0755-23976068
shiyan019020@gtjas.com pangjunwen@gtjas.com maminghong027534@gtjas.com
编号 S0880519080001 S0880517120001 S0880523050001
导读:
能储运技术竞相落地,短期内以高压储运、短距离运输为主,长期看管道掺氢、
道经济性显著,适合于远距离运输。
摘要:
[Table_Summary]
投资建议我们认为随着绿氢制取技术成熟,以及风光等可再
装机占比提升,电力成本降低,绿氢成长空间将进一步打开伴随绿
氢制备及应用起量,将带动中游相关系统配套商出货。1)依托集团
资源带来业务订单的公司将最先受益,受益标的石化机械、兰石重装
2)具备核心技术支撑,快速匹配市场需求的公司,受益标的富瑞特
装、中材科技、中复神鹰、冰轮环境
六种路径竞相落地,远近长短各有千秋高压气态储氢技术
熟,在中短期内仍将是储氢的主流方案,但长管拖车输氢的经济距离
不超过 200km,其中人工成本占比较高,在 32%-43%之间,设备折
旧在 11%-15%之间。低温液氢储运成本主要在电费,槽罐拖车经济
运输半径接近 1000km,适合于远距离运输,其中电费是主要的成本
构成,占比在 62%-97%之间。固态储氢终端应用多集中于固定式储
氢以及对重量不敏感的小型移动式应用,目前已进入示范应用阶段,
运输成本在 9.6-21.7 /kg 之间电费是主要的成本构成,占比在 41%-
93%之间掺氢管道和纯氢管道运输适合远距离,成本分别4.79-
8.38 /kg 0.91-6.88 /kg 之间
IV 氢气瓶逐渐走向市场应用碳纤维复合材是成本核心。2023
5月,IV 型储氢瓶标准规范相继发布,车用储氢瓶标准将于 2024
6月开始实施。2023 年国内多家企业在 IV 型瓶方面取得突破性
展,如:彼欧蓝能、未势能源、中氢聚力等。35MPa70MPa 高压储
IV 型瓶的成本分别为 28653488 美元,其中碳纤维复合材料成
分别占系统总成本的 75%78%
氢在短距离、长距离均具有储运经济性。在低于 200km 的输
氢范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>高压气态>
掺氢管道>液态储氢>固态镁基;在 200-450km 范围内,运输氢气
经济性从高到低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>高压气>
固态镁基;在大于 450km 的运输范围内,运输氢气的经济性从高到
低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>固态镁基>高压气态。
风险提示制氢及储运设备成本下降不及预期、政策补贴不及预
[Table_Invest]
评级: 增持
上次评级:
增持
[Table_subIndustry]
细分行业评级
[Table_DocReport]
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新兴能源
题研究
阅读正文之后的免责条款部分 2 of 33
1. 氢能储运:制约氢能发展的关键环节 ........................................... 3
2. 六种储运路径竞相落地,远近长短各有千秋 ................................. 3
2.1. 高压气态储氢:短期内仍是主流路线 ..................................... 3
2.1.1. 储氢瓶:目前已有四种商业化储氢瓶 ............................... 4
2.1.2. IV 型储氢气瓶:逐渐走向市场应用.................................. 5
2.1.3. 储氢瓶生产工艺:内胆成型,缠绕固化............................ 6
2.1.4. 储氢瓶成本结构:主要集中在碳纤维复合材料 ............... 10
2.1.5. 储氢瓶的运输经济范围:适用于短距离运输................... 12
2.2. 低温液态储氢:主要应用于航天领域 ................................... 13
2.2.1. 液氢制取:三种基础循环工艺........................................ 14
2.2.2. 液氢适合远距离运输...................................................... 15
2.3. 有机液态储氢:尚处于研究示范阶段 ................................... 16
2.3.1. 储氢介质:有机液态储氢的核心 .................................... 17
2.3.2. 脱氢模式:湿-干多相态脱氢模式为当前研究重点 .......... 18
2.3.3. 有机液态储氢成本结构:制氢成本占比较大,运输成本有优
18
2.4. 固态储氢:进入示范阶段 ..................................................... 20
2.5. 盐穴储氢:处在发展初级阶段 .............................................. 22
2.6. 管道输氢成本主要在于管道建设 .......................................... 23
2.6.1. 纯氢管道运输成本结构:管道建设费用和电费占比大..... 23
2.6.2. 掺氢管道运输成本:成本高于纯氢管道运输,氢气分离成本
占比大 24
2.7. 管道输氢最具经济性 ............................................................ 25
3. 产业现状:氢储运进入加速布局期 ............................................. 26
3.1. 政策布局:全球多国积极布局氢能 ....................................... 26
3.2. 企业布局:四条路线齐开花 ................................................. 29
4. 投资建议 ................................................................................... 31
5. 风险提示 ................................................................................... 32
题研究
阅读正文之后的免责条款部分 3 of 33
1. 储运:制约氢能发展的关键环节
逐渐成为制约氢能发展的重要一环。氢气的密度小,原子半径
能够穿过大部分肉眼看不见的微孔;爆炸极限宽,范围在 4.0%-75.6%
间;液化温度低至-253℃因为氢气特殊的物理化学性能使其储运
在较大难度。随着上游制氢及下游用氢产业链逐渐完善,成本降低,中
游储运环节愈发显得捉襟见肘,成为制约氢能发展的重要一环。
存储运输是连接氢气生产端与需求端的关键桥梁储氢技术的关键
在于高氢气能量密度。根据氢气的储存状态可将储运方式分为高压
态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等。不同储氢方式各
有优劣,其中气态储氢具有成本低能耗低充放氢速度快能够常温
操作等优点但储氢密度较小不宜远距离运输低温液态储氢能量密
度大加注时间短但成本较高有机液态储氢具有良好的稳定性、安
全性和便利性但也存在成本较高的问题固态储氢在储氢密度和氢气
纯度方面突出目前尚处于技术提升阶段
1态储氢具有成本低、能耗低、充放氢速度快、能够常温操作等优点
储 存 核 心 优点 缺点 术成熟度
高压气态
储存 高压压缩
成本较低
常温操作
储氢能耗低
充放氢速度快
储氢密度小
储存容器体积
存在泄漏和爆风险
技术成熟当前应用最广
低温液态
储存 低温绝热
能量密度大
体积密度大
加注时间短
成本较高
制冷能耗大
绝热要求高
技术成熟主要在航空
领域应用
有机液态
储存
有机储氢介
储氢密度大
稳定性高
安全性好
运输便利
储氢介质可多循环
成本较高
脱氢温度高
能耗大
氢气纯度不高
已无主要技术
固态储存 物理或化学
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
成本高
在约束热交
换较困难放氢需在较
高温度下进行
尚在技术提升段,已在
分布式发电、风电制氢、
规模储氢示范
数据来源:毕马威分析、国泰君安证券研究
2. 储运路径竞相落地,远近长短各有千
2.1. 态储氢:短期内仍是主流路线
,高压气态储氢技术成熟,在中短期内仍将是储氢的主流方案。高
压气态储氢以气罐为储存容器,其优点是成本低、能耗、充放气速度
快,且能够在常温下操作
股[Table_industryInfo]新兴能源票研[评Tab级le_:Invest]增持究[Table_Main[2IT0naf2bo4l]e._0T1i.t2le6]多种氢储竞相落地,远近长短各有千秋上次评级:增持行——氢能行业专题报告(二)[细Ta分bl行e_s业ub评In级dustry]业石岩(分析师)庞钧文(分析师)马铭宏(分析师)专题证书编号0755-23976068021-386747030755-23976068shiyan019020@gtjas.compangjunwen@gtjas.commaminghong027534@gtjas.comS0880519080001S0880517120001S0880523050001研本报告导读:究多种氢能储运技术竞相落地,短期内以高压储运、短距离运输为主,长期看管道掺氢、[相Ta关ble报_D告ocReport]纯氢管道经济性显著,适合于远距离运输。新兴能源《氢风已来,产业链降本增量值得期待》摘要:2024.01.24[Tabl投e_S资um建m议ar:y]我们认为随着绿氢制取技术成熟,以及风光等可再生能源新兴能源《电解槽招标需求超预期》装机占比提升,电力成本降低,绿氢成长空间将进一步打开。伴随绿2024.01.22氢制备及应用起量,将带动中游相关系统配套商出货。1)依托集团新兴能源《【国君电新】新能源汽车数据库资源带来业务订单的公司将最先受益,受益标的石化机械、兰石重装;20240115》2)具备核心技术支撑,快速匹配市场需求的公司,受益标的富瑞特2024.01.16新兴能源《2023年新能源汽车销量约950装、中材科技、中复神鹰、冰轮环境。万辆》六种氢储路径竞相落地,远近长短各有千秋。高压气态储氢技术成2024.01.15新兴能源《政策施压节能减碳,开启绿电绿证熟,在中短期内仍将是储氢的主流方案,但长管拖车输氢的经济距离氢促消纳》券不超过200km,其中人工成本占比较高,在32%-43%之间,设备折2024.01.15研旧在11%-15%之间。低温液氢储运成本主要在电费,槽罐拖车经济究运输半径接近1000km,适合于远距离运输,其中电费是主要的成本报构成,占比在62%-97%之间。固态储氢终端应用多集中于固定式储告氢以及对重量不敏感的小型移动式应用,目前已进入示范应用阶段,运输成本在9.6-21.7元/kg之间,电费是主要的成本构成,占比在41%-93%之间。掺氢管道和纯氢管道运输适合远距离,成本分别在4.79-8.38元/kg和0.91-6.88元/kg之间。IV型储氢气瓶逐渐走向市场应用,碳纤维复合材料是成本核心。2023年5月,IV型储氢瓶标准规范相继发布,车用储氢瓶标准将于2024年6月开始实施。2023年国内多家企业在IV型瓶方面取得突破性进展,如:彼欧蓝能、未势能源、中氢聚力等。35MPa、70MPa高压储氢IV型瓶的成本分别为2865、3488美元,其中碳纤维复合材料成本分别占系统总成本的75%和78%。管道输氢在短距离、长距离均具有储运经济性。在低于200km的输氢范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>高压气态>掺氢管道>液态储氢>固态镁基;在200-450km范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>高压气态>固态镁基;在大于450km的运输范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>固态镁基>高压气态。风险提示。制氢及储运设备成本下降不及预期、政策补贴不及预期。请务必阅读正文之后的免责条款部分行业专题研究目录1.氢能储运:制约氢能发展的关键环节...........................................32.六种储运路径竞相落地,远近长短各有千秋.................................32.1.高压气态储氢:短期内仍是主流路线.....................................32.1.1.储氢瓶:目前已有四种商业化储氢瓶...............................42.1.2.IV型储氢气瓶:逐渐走向市场应用..................................52.1.3.储氢瓶生产工艺:内胆成型,缠绕固化............................62.1.4.储氢瓶成本结构:主要集中在碳纤维复合材料...............102.1.5.储氢瓶的运输经济范围:适用于短距离运输...................122.2.低温液态储氢:主要应用于航天领域...................................132.2.1.液氢制取:三种基础循环工艺........................................142.2.2.液氢适合远距离运输......................................................152.3.有机液态储氢:尚处于研究示范阶段...................................162.3.1.储氢介质:有机液态储氢的核心....................................172.3.2.脱氢模式:湿-干多相态脱氢模式为当前研究重点..........182.3.3.有机液态储氢成本结构:制氢成本占比较大,运输成本有优势182.4.固态储氢:进入示范阶段.....................................................202.5.盐穴储氢:处在发展初级阶段..............................................222.6.管道输氢成本主要在于管道建设..........................................232.6.1.纯氢管道运输成本结构:管道建设费用和电费占比大.....232.6.2.掺氢管道运输成本:成本高于纯氢管道运输,氢气分离成本占比大242.7.管道输氢最具经济性............................................................253.产业现状:氢储运进入加速布局期.............................................263.1.政策布局:全球多国积极布局氢能.......................................263.2.企业布局:四条路线齐开花.................................................294.投资建议...................................................................................315.风险提示...................................................................................32请务必阅读正文之后的免责条款部分2of331.氢能储运:制约氢能发展的关键环节行业专题研究氢储运逐渐成为制约氢能发展的重要一环。氢气的密度小,原子半径小,能够穿过大部分肉眼看不见的微孔;爆炸极限宽,范围在4.0%-75.6%之间;液化温度低至-253℃。因为氢气特殊的物理和化学性能,使其储运存在较大难度。随着上游制氢及下游用氢产业链逐渐完善,成本降低,中游储运环节愈发显得捉襟见肘,成为制约氢能发展的重要一环。氢的存储运输是连接氢气生产端与需求端的关键桥梁,储氢技术的关键在于提高氢气能量密度。根据氢气的储存状态可将储运方式分为高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等。不同储氢方式各有优劣,其中气态储氢具有成本低、能耗低、充放氢速度快、能够常温操作等优点,但储氢密度较小,不宜远距离运输;低温液态储氢能量密度大、加注时间短,但成本较高;有机液态储氢具有良好的稳定性、安全性和便利性,但也存在成本较高的问题;固态储氢在储氢密度和氢气纯度方面突出,目前尚处于技术提升阶段。表1:气态储氢具有成本低、能耗低、充放氢速度快、能够常温操作等优点储存方式核心技术优点缺点技术成熟度技术成熟,当前应用最广成本较低储氢密度小泛高压气态高压压缩常温操作储存容器体积大储存储氢能耗低存在泄漏和爆破风险技术成熟,主要在航空等领域应用充放氢速度快已无主要技术障碍低温液态低温绝热能量密度大成本较高储存体积密度大制冷能耗大尚在技术提升阶段,已在加注时间短绝热要求高分布式发电、风电制氢、储氢密度大成本较高规模储氢示范应用有机液态有机储氢介稳定性高脱氢温度高储存质安全性好能耗大运输便利氢气纯度不高储氢介质可多次循环适用安全性好成本高固态储存物理或化学储氢密度大储放氢存在约束,热交吸附储氢氢纯度高,可提纯氢气换较困难,放氢需在较运输便利高温度下进行数据来源:毕马威分析、国泰君安证券研究2.六种储运路径竞相落地,远近长短各有千秋2.1.高压气态储氢:短期内仍是主流路线目前,高压气态储氢技术成熟,在中短期内仍将是储氢的主流方案。高压气态储氢以气罐为储存容器,其优点是成本低、能耗低、充放气速度快,且能够在常温下操作。请务必阅读正文之后的免责条款部分3of33行业专题研究2.1.1.储氢瓶:目前已有四种商业化储氢瓶高压储氢气瓶主要分为五个类型:全金属气瓶(I型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(II型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(III型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(IV型)和无内胆纤维全缠绕型(V型)。I型瓶由金属钢组成,重量最大、成本最低、工艺最简单,适用于压力要求不高的固定应用场景;II型瓶的主要瓶胆材料也是金属钢材,但在外层采用了玻璃纤维复合材料对瓶身进行包裹,因此耐受压力高于I型瓶。目前也多应用于固定式应用场景;III型瓶内胆为金属(通常为铝合金),但厚度有所减薄,外层采用了碳纤维复合材料包裹瓶身,包裹形式为两极铺设或螺旋形铺设。III型瓶具备重量轻、抗压性能好的特点,因此适用于氢燃料电池汽车等移动设备。IV型瓶内胆为高分子材料,外层采用碳纤维复合材料包裹瓶身,包裹形式为两极铺设和螺旋形铺设混合,瓶壁略薄于III型瓶。IV型瓶也主要应用于氢燃料车等移动场景。V型瓶是指不含任何内胆、完全采用复合材料加工而成的压力容器。V型瓶的技术目前市场上尚在起步阶段。图1:IV型瓶内胆为高分子材料数据来源:DT新能源表2:目前IV型储氢瓶承载压力大,储氢密度高,适于上车类材料工作压力储氢密度介质相容性重量体积使用寿命成本市场应用(kg/L)(年)低型(Mpa)(g/L)15加氢站等中等固定式储I纯钢质金属瓶17.5~2014~17有氢脆、有0.9~1.315最高氢腐蚀性20高燃料电池金属内胆(钢质)纤26~3014~17有氢脆、有0.6~1.020汽车II维环向缠绕腐蚀性金属内胆(钢/铝30~70有氢脆、有III质)纤维全缠绕40腐蚀性0.35~1.0IV塑料内胆纤维全缠绕30~70有氢脆、有49腐蚀性0.3~0.8V无内胆纤维全缠绕尚在研发阶段数据来源:上海市氢科学技术研究会、国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分4of33行业专题研究2.1.2.IV型储氢气瓶:逐渐走向市场应用在氢燃料电池和电动汽车的带动下,IV型储氢气瓶成为了当前市场化的热点。目前世界各国都在重点研发IV型储氢瓶,其中日本、韩国、美国与挪威已广泛应用IV型瓶,Hexagon、丰田、佛吉亚等公司具备批量生产能力。我国IV型储氢瓶也逐渐走向市场应用,如天海工业、中集安瑞科、山东奥扬等公司陆续开始建设IV型瓶生产线。2023年5月,IV型储氢瓶标准规范相继发布。2023年5月中国国家标准管理委员会正式发布《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》,并将于2024年6月1日开始实施,为我国IV型储氢瓶产业提供了明确指引,并在大容积钢质无缝瓶、高压储氢瓶阀门、内胆等方面规定了适用范围及检测规则与方法。表3:我国发布一系列IV型储氢瓶标准规范标准名称发布时间要点工作压力上限由30MPa提高为35MPaGB/T33145-2023大2023/5/23增加“公称容积大于3000L且小于等于4200L的钢瓶,工作压力大于容积钢质无缝瓶30MPa且盛装液化气体时,公称水容积不应大于3000L”钢瓶公称直径上限由610mm提高为720mmGB/T42536-2023车2023/5/23规定车用高压储氢瓶组合阀门的基本型式、技术、试验方法、合格指标、用高压储氢气瓶组合检验规则、标志、包装、运输、贮存等要求阀门适用于公称工作压力不大于70MPa、工作温度为-40℃~85℃、固定在道路车辆上用作燃料箱的车用储氢气瓶用组合阀门GB/T42610-2023高2023/5/23规定高压氢气瓶塑料内胆氢气相容性试验的通用要求、试验条件、试验压氢气瓶塑料内胆和方法和实验报告氢气相容性试验方法适用于贮存介质为氢气、工作温度为-40℃~85℃的高压氢气瓶用塑料内胆和氢气的相容性试验GB/T42612-2023车2023/5/23规定车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶的型式、参数、分类和型用压缩氢气塑料内胆号、技术要求和试验方法、检验规则等要求碳纤维全缠绕气瓶GB/T42626-2023车规定车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶的定期检验、评定基本法和技术要求用压缩氢气纤维全缠2023/5/23适用于按照GB/T35544和GB/T42612设计制造的气瓶,公称工作压力绕气瓶定期检验与评不超过70MPa、公称水容积不大于450L、贮存介质为压缩氢气、工作定温度为-40℃~85℃数据来源:全国气瓶标准化技术委员会、国泰君安证券研究2023年多家企业发布新品,产线建成。2023年上半年,国内众多布局IV型瓶的企业分别在新品发布、产线建成、项目落地等方面取得突破性进展,如:彼欧蓝能、未势能源、中氢聚力等。2023年未势能源IV型瓶进入试生产阶段,预计2025年彼欧蓝能第一条IV型瓶生产线建成投产。表4:IV型储氢瓶企业项目进展顺利企业时间项目内容请务必阅读正文之后的免责条款部分5of33行业专题研究彼欧蓝能2023年6月彼欧与蓝能氢能科技合资企业彼欧蓝能(PO-Rein)正式投入运营,将在上海市嘉定区建设生产基地,IV型高压储氢容器第一条生产线将于2025年投产。未势能源2023年4月IV型储氢瓶生产线在保定工业园正式落成,并进入试生产阶段。2023年5月第二代70MPa-57LIV型储氢瓶公开亮相,质量储氢密度达到6.1wt%中氢聚力2023年2月中氢聚力携手风润智能装备股份有限公司、登封市国有企业新登集团,落地总投资2亿元的四型储氢瓶项目,一期投资6000万元。中复神鹰2023年4月新品SYT55S-24K、SYT45S-48K亮相,其中SYT55S-24K适用于航空航天、储2023年5月氢气瓶领域,兼具小丝束工艺性能及大丝束成本优势。西宁年产2.5万吨高性能碳纤维项目全面投产,成为目前全球海拔最高、单体最大的高性能碳纤维生产基地。数据来源:公司公告、国泰君安证券研究2.1.3.储氢瓶生产工艺:内胆成型,缠绕固化储氢气瓶由内至外包括内衬材料、过渡层、纤维缠绕层、外保护层、缓冲层。由于氢原子半径小、氢气在高压下具有很强的渗透性,所以储罐的内衬材料需要有良好的阻隔功能,防止气体泄漏。图2:IV型储氢瓶结构包括内衬、纤维缠绕层、外保护层、缓冲层等数据来源:上海市氢科学技术研究会储氢瓶的生产可大致分为内胆成型和缠绕固化两个主要环节。生产过程中存在工艺技术难度大、工艺参数多、装备精准度控制、检验检测技术和装备要求高等问题,因此具有较高的技术壁垒。图3:储氢瓶生产工艺主要包括内胆成型和缠绕固化两个环节请务必阅读正文之后的免责条款部分6of33行业专题研究数据来源:上海市氢科学技术研究会(1)内胆成型IV型储氢瓶采用高分子材料做内胆,一般包括聚酰胺(PA6)、高密度聚乙烯(HDPE)以及聚酯塑料(PET)等复合材料,这些材料一般具有的特性:耐氢气渗透性和耐热性。由于氢气的强渗透性,内胆选材需重点考察氢气阻隔性能;氢气压缩过程中,瓶内温度也会升高,因此还需要良好的耐热性。低温力学性能。氢气在充入瓶内之前一般会冷却至-40℃,因此内胆材料需要具备良好的低温力学性能,防止低温下发生破裂。良好的工艺性。塑料内胆成型技术包括注塑成型、滚塑成型、吹塑成型等,因此其材料需要具备良好的工艺性。图4:IV型储氢瓶内胆为高分子材料数据来源:上海市氢科学技术研究会IV型瓶内胆成型工艺主要为注塑、滚塑和吹塑成型。注塑是指将塑性材料熔融后注入模具后冷却成型,具有密封结构设计自由、耐冲击、耐环请务必阅读正文之后的免责条款部分7of33行业专题研究境等优点,但良品率低,且不适合大尺寸成型;滚塑是指对装入模具的粉状塑料进行旋转加热,使其粘附在膜腔后冷却定型,该方法制品壁厚均匀且工艺简单,但致密性、生产效率偏低;吹塑是指利用压缩空气吹胀半熔融状态的塑料型胚,该方法生产效率高,但嵌件成形存在一定难度。目前,丰田、现代已量产的IV型瓶均为注塑+焊接工艺,该种成型方法成本低、运用较广泛、但良品率也较低,且必须配合后续的焊接工序。表5:IV型瓶内胆成型工艺主要为注塑、滚塑和吹塑成型工艺技术流程优点缺点需要焊接工艺支撑将塑性材料熔融,然后注入膜制品尺寸稳定、结构设计自由良品率低大尺寸成型困难注塑腔,熔融的塑料进入模具中冷成本低致密性低尺寸稳定性差、易产生缺陷却,最终成型冲击韧性和耐环境开裂性好对材料熔体流动速率要求高生产效率偏低滚塑将粉状塑料装入模具,然后旋转制品壁厚均匀壁厚均匀性差的同时进行加热,模内粉料逐渐成型工艺简单嵌件成形困难熔融粘附于模腔,经冷定型成本低对熔体流动指数要求高可制造大型零件在闭合模具内利用压缩空气,将生产效率高吹塑挤出或注射成型得到的半熔融状成本较低态的塑料型胚吹胀冲击韧性和耐环境开裂性好数据来源:上海市氢科学技术研究会、国泰君安证券研究(2)缠绕固化缠绕方式主要有环向缠绕和螺旋缠绕。环向缠绕是沿容器圆周方向进行的缠绕。环向缠绕的特点是缠绕只能在筒身段进行,不能缠到封头,邻近纱片间相接而不重叠,纤维的缠绕角通常在85°~90°之间。螺旋缠绕也称测地线缠绕,芯模绕自己轴线匀速转动,同时导丝头按特定速度沿芯模轴线方向往复运动,缠绕在筒身段和封头上均进行,缠绕角约为12°~70°之间。为保证缠绕后的气瓶满足使用的压力要求,其缠绕方式一般选择环向缠绕和螺旋缠绕相结合的方式。图5:储氢瓶缠绕方式一般为环向和螺旋相结合数据来源:上海市氢科学技术研究会8of33请务必阅读正文之后的免责条款部分行业专题研究碳纤维缠绕成型工艺可分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕。干法缠绕是指将预浸带在缠绕机上加热软化至粘流态后缠绕到芯模上,该方法能够严格控制纤维和树脂的含量比例,生产效率较高,缠绕速度为100~200m/min;湿法缠绕是指将浸渍处理后的碳纤维丝束在张力控制下直接缠绕到芯模上,该方法具有成本低、工艺设备简单、气密性好、纤维排列平行度好等优点,缠绕速度可达200m/min。半干法缠绕是指在浸胶碳纤维缠绕到芯模之前通过烘干设备将浸胶碳纤维纱线中的溶剂除去,提高制品质量,缠绕速度最快可达240m/min。与干法缠绕相比,省去了预浸胶工序,缩短了烘干所耗的时间;相对于湿法缠绕而言,只是增加了一套烘干设备,却可以大幅降低制品中的气泡含量以及孔隙。表6:碳纤维缠绕成型工艺包括干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕工艺技术流程图示优点干法以经过预浸胶处理的预专业生产的预浸纱线/带,可以保证严格控制纤维和缠绕浸带为原料,在缠绕机树脂(精确至2%以内)含量比例,产品质量好且稳定上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上生产效率高,缠绕速度可达100~200m/min缠绕设备及生产环境卫生整洁,便于清理,缠绕机的湿法将碳纤维丝束在特定浸缠绕胶装置中浸渍处理后,使用寿命也更长再在张力控制下直接缠生产成本较低,工艺设备比较简单,原材料要求相对绕到芯模上,最后经过固化成型较低产品气密性好,在缠绕过程中,通过张力控制可以使半干在浸胶碳纤维缠绕到芯法缠模之前通过烘干设备将多余的树脂胶液将气泡挤出,并填满空隙浸胶碳纤维纱线中的溶碳纤维表面浸渍的树脂胶液可有效减少纤维磨损绕剂除去,提高制品质量纤维排列平行度好缠绕速度可达200m/min与干法缠绕相比,省去了预浸胶工序,减少了设备,缩短了烘干所耗的时间。相对于湿法缠绕而言,只是增加了一套烘干设备,却可以大幅降低制品中的气泡含量以及孔隙。缠绕速度可达240m/min数据来源:上海市氢科学技术研究会、国泰君安证券研究干法缠绕具有更高的强度和刚度,湿法缠绕则具有更好的耐腐蚀性和减重效果。干法缠绕碳纤维制品的强度和刚度通常较高,能够满足高强度、高刚度的需求。此外,干法缠绕碳纤维制品的重量较轻,具有较好的轻量化效果。然而,干法缠绕碳纤维制品的耐腐蚀性能可能较差,需要采取额外的防护措施。湿法缠绕碳纤维制品的耐腐蚀性和减重效果通常较好。由于浸渍了树脂,湿法缠绕碳纤维制品能够更好地抵抗化学腐蚀和环境因素对性能的影响。此外,湿法缠绕碳纤维制品的重量也较轻,具有较好的轻量化效果。然而,湿法缠绕碳纤维制品的强度和刚度可能略低于干法缠绕碳纤维制品。表7:干法缠绕具有更高的强度和刚度,湿法缠绕则具有更好的耐腐蚀性和减重效果性能比较干法缠绕湿法缠绕半干法缠绕3000-6000MPa拉伸强度2000-7000MPa1000-5000MPa请务必阅读正文之后的免责条款部分9of33行业专题研究拉伸模量200-700GPa100-400GPa150-600GPa断裂伸长率1-2%1-4%介于干法缠绕和湿法缠绕之间弯曲强度碳纤维干法缠绕的弯曲强度相对较高,湿法缠绕的弯曲强度相对较低,而半干法缠绕的弯曲强度则介于二者之间弯曲模量碳纤维干法缠绕的弯曲模量相对较高,湿法缠绕的弯曲模量相对较低,而半干法缠绕的弯曲模量则介于二者之间疏散性干法缠绕的纤维排列更加紧密和均匀,疏散性较差;湿法缠绕的纤维排列相对较好,疏散性较好;而半干法缠绕则可以在一定程度上调整纤维的疏散性数据来源:碳纤维/氰酸脂树脂复合材料缠绕工艺与性能研究,国泰君安证券研究表8:国内企业在三个技术路径中均有布局干法缠绕湿法缠绕半干法缠绕主要厂商国内:中复神鹰碳纤维股份有限公司、光威国内:光威复材、中简科中复神鹰复材、吉林化纤、中国建材、中国中车、中技。国商飞和航天科工等。国外:日本东丽、美国赫国外:日本东丽、美国赫氏氏数据来源:公司官网,国泰君安证券研究2.1.4.储氢瓶成本结构:主要集中在碳纤维复合材料成本结构主要由原材料、设备折旧、人工、能源费用等构成,原材料占比最大。其中,原材料成本占比30%-50%;设备投资成本占比20%-30%;人工费用占比20%-30%;能源成本占比10%-20%。对于具有300英里行驶里程的氢能源汽车,将需要约5公斤的氢气,对应的35MPa、70MPa高压储氢III型瓶的成本分别为3084、3921美元,其中碳纤维复合材料成本分别占系统总成本的62%和66%。35MPa、70MPa高压储氢IV型瓶的成本分别为2865、3488美元,其中碳纤维复合材料成本分别占系统总成本的75%和78%。图6:储氢瓶成本集中在碳纤维复合材料请务必阅读正文之后的免责条款部分10of33行业专题研究数据来源:《碳纤维高压储氢气瓶系列专题论述:III型、IV型气瓶成本对比》、国泰君安证券研究图7:2011-2022年中国碳纤维进口及国产供应量不断增加数据来源:艾瑞咨询、国泰君安证券研究碳纤维国产化将大大降低储氢瓶成本。我国碳纤维工业经历了长期自主研发,打破了国外技术装备封锁,碳纤维国产化取得了巨大突破。自2017年始,国产碳纤维产能扩张加速,2022年国产碳纤维供应量达到4.5万请务必阅读正文之后的免责条款部分11of33行业专题研究吨,首次高于进口量。随着碳纤维国产化程度的提高,将大幅降低储氢瓶成本。2.1.5.储氢瓶的运输经济范围:适用于短距离运输高压气态长管拖车输氢的经济距离不超过200km。在运输距离50~1000km,以满载350kg氢气,20MPa的长管拖车为例,随着运输距离增加,单位质量氢气的运输成本从2.4元/kg增加至36.2元/kg。按照储运成本控制在10元/kg以内,20MPa长管拖车经济运输半径不超过200km。从成本结构看,人工成本占比较高,在32%-43%之间,设备折旧在11%-15%之间,油费和过路费在28%-37%之间,四项成本占比在72%-95%之间。表9:高压气态长管拖车输氢的经济距离不超过200km距离km501002003004005006007008009001000满载氢气质量,kg280280280280280280280280280280280往返次数5.002.501.250.830.630.500.420.360.310.280.25可运输氢气量,kg140070035023317514011610087.577.870.0人工成本(元/kg)0.781.573.134.706.267.839.3911.012.514.115.7设备折旧(元/kg)0.270.551.101.642.192.743.293.844.384.935.48油费(元/kg)0.290.581.161.742.322.903.484.064.645.225.80过路费(元/kg)0.380.761.532.293.053.824.585.356.116.877.64电费(元/kg)0.60.60.60.60.60.60.60.60.60.60.6车辆保养费(元/kg)0.050.110.210.320.430.540.640.750.860.961.07合计成本(元/kg)2.44.27.711.314.818.422.025.629.132.736.2数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究注:满载氢气350kg(20MPa)残余率20%,365天,日工作时长15h,充卸氢气时长5h,平均行驶速度50km/h;设备折旧10年;百公里油耗25L,6.5元/L;车辆保养费用0.3元/km,过路费2.138元/公里;氢气压缩耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh。图8:高压气态长管拖车输氢中人工成本占比较高数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究12of33请务必阅读正文之后的免责条款部分行业专题研究2.2.低温液态储氢:主要应用于航天领域目前,我国液氢主要应用在航天领域。液氢是一种高能、低温的液态燃料,沸点为-252.65℃,密度为0.07g/cm³,其密度是气态氢的845倍。低温液态储氢属于物理储存,将氢气压缩后冷却到-252℃以下,使之液化并存放在绝热真空储存器中。我国液氢技术主要应用在航天领域,民用领域尚处于起步阶段,氢液化系统的核心设备仍然依赖于进口。(1)优势储氢密度大、汽化纯度高。液氢相比于气态储氢的最大优势是密度大,常温常压下,液氢密度是氢气的845倍,优异的储氢量使得液氢更加适用于氢的规模化储存运输;通过液氢气化得到的氢气不含其他杂质气体,也没有副产物生成,因此纯度要高于其他储氢方式,能够满足部分领域对高纯氢的需求。(2)劣势技术难度大、能耗高、材料性能要求高。液态储氢设备复杂、环境温度难以控制,同时氢气气化一般会造成1%左右的损失,如何减少此类损失也是亟待解决的技术难点;氢气的液化需要消耗大量能量,损失的能量约为储氢能量的一半,大大增加了液态储氢成本;为了避免氢气挥发,液态储氢对储氢容器的耐低温性和绝热性都提出了较高的要求。我国液氢标准规范仍需进一步完善。目前,相比国外,我国液氢相关的标准化机构、规范标准、应用规范等方面均存在很多不足。1)我国的标准主要集中在军事和航空领域,而民用领域则较少;2)已有的标准大多都是采用或参考国外标准,未来需结合自身发展制定适用于本国国情的规则;3)部分尚未研发出的产品缺少标准规范,因此不利于企业的产品研发。未来在液氢压力容器标准、液氢球形储罐标准、液氢罐车标准、氢气液化装置标准等方面都需要继续完善。表10:我国液氢储运相关标准主要集中在军事和航空领域名称类型内容液氢包装贮存运输要求军用标准提出了液氢包装、储运、应急处理、安全距离等规定液氢安全应用准则军用标准提出了液氢质量、储运、加注等方面的技术规定和安全要求氢氧发动机试验用液氢生产安全规行业标准规定了液氢生产的技术与安全要求程液氢贮存和运输技术要求规定了民用液氢储运过程中固定式储罐的设置、移动式罐车国家标准的运输、容器吹扫置换和安全操作等方面的规定氢能汽车用燃料液氢国家标准规定了氢能汽车用燃料液氢的技术指标、储存运输等要求液氢生产系统技术规范规定了民用液氢制取系统的基本配置要求、氢液化装置、储国家标准罐配置、氢气排放及其他相关设施的要求固定式真空绝热液氢压力容器专项对固定式真空绝热液氢压力容器的材料、设计、制造、检验技术要求团体标准与试验等方面提出了专项技术要求移动式真空绝热液氢压力容器盛装液氢介质的汽车罐车、罐式集装箱等移动式真空绝热压行业标准力容器的材料、设计、制造、检验与试验等方面的技术要求数据来源:《我国液氢储运标准建设思考》,国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分13of33行业专题研究2.2.1.液氢制取:三种基础循环工艺目前,常用的氢液化基本工艺主要有三种:利用Joule-Thompson效应节流膨胀的简易Linde-Hampson法、Claude法(氦制冷)和氦气逆Brayton法(氢制冷)。Linde-Hampson循环:在采用液氮等低温介质将压缩氢气预冷至转变温度以下后,利用Joule-Thomson效应节流制冷,使氢气在J-T节流阀中等焓膨胀降温,实现一部分高压气态氢的液化,液态氢进入绝热储罐,未发生气液转化的冷态气氢进入回流路再次进行节流膨胀。Claude循环:在L-H循环的基础上,引入低温透平膨胀机,采用等熵膨胀降温方式。将一部分高压原料氢气分流作为制冷介质,经透平膨胀机膨胀对外输出功,获取冷量,经换热器对其余原料氢进行降温。膨胀机等熵膨胀过程较J-T节流等焓膨胀能产生更多冷量,得到温度更低的氢,使循环具有更高液化效率。氦气逆Brayton循环:在Claude循环基础上,采用氦气代替氢气作为低温制冷介质,形成独立于原料氢路的氦气制冷循环。氦气预冷后,通过多级透平膨胀机使氦气膨胀降温至液氢温区,通过换热器向原料氢提供冷量,将高压气态氢冷却至沸点以下,得到液氢。图1:常用的氢液化基本工艺主要Linde-Hampson法、Claude法和氦气逆Brayton法数据来源:《规模化氢液化装置现状及未来技术路线分析》液氢储运技术路线分为被动绝热和主动制冷两种。由于液氢沸点低、易蒸发的特点,为防止超压风险和放空损失,容器储运环节须采用严格的减小漏热的技术手段。目前,液氢储运主要采用减小热传导的被动绝热技术和在此基础上叠加的主动制冷技术,以减小漏热或产生额外冷量。图10:液氢储运技术路线分为被动绝热和主动制冷两种请务必阅读正文之后的免责条款部分14of33行业专题研究数据来源:全球氢能、国泰君安证券研究目前,全球规模化液氢产能集中在美洲。对全球规模化液氢生产装置产能和状态进行梳理统计(截至2021年),目前在运行装置总产能达358.9t/d,美洲地区液氢产能占全球总产能83.6%,亚洲占9.6%,欧洲占6.8%。表1:全球现有规模化液氢生产装置产能统计区域/国家产能(t/d)状态运行美国214运行运行加拿大81运行法属圭亚那5运行运行美洲(运行)300运行日本27.3运行运行中国4.5印度2.7亚洲(运行)34.5法国10荷兰5德国9.4欧洲(运行)24.4总计(运行)358.9数据来源:《规模化氢液化装置现状及未来技术路线分析》、国泰君安证券研究2.2.2.液氢适合远距离运输液氢储运成本主要在电费,适合远距离运输。当运输距离在50-1000km之间,以满载3000kg液氢的槽罐拖车为例,随着运输距离增加,单位质量氢气的运输成本从6.8元/kg增加至10.7元/kg。按照储运成本控制在10元/kg以内,槽罐拖车经济运输半径接近1000km,适合于远距离运输。成本结构上,电费是主要的成本构成,占比在62%-97%之间。表12:液氢储运成本主要在电费,适合远距离运输距离km501002003004005006007008009001000氢气质量,kg30003000300030003000300030003000300030003000往返次数5.002.501.250.830.630.500.420.360.310.280.25请务必阅读正文之后的免责条款部分15of33行业专题研究可运输氢气量,kg150007500375025001875150012501071937833750人工成本(元/kg)0.070.150.290.440.580.730.881.021.171.321.46设备折旧(元/kg)0.060.130.260.380.510.640.770.891.021.151.280.050.110.160.220.270.330.380.430.490.54油费(元/kg)0.03过路费(元/kg)0.040.070.140.210.290.360.430.500.570.640.71电费(元/kg)6.66.66.66.66.66.66.66.66.66.66.6车辆保养费(元/kg)0.010.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10合计成本(元/kg)6.87.07.47.88.28.69.19.59.910.310.7数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究注:槽罐车价格约为350万元/辆,以10年进行折旧,折旧方式为直线法;液化过程耗电11kwh/kg,电价0.6元/kwh;过路费按2.138元/公里计费,车辆保养费用按0.3元/km。图11:液氢储运中电费占据总成本的62%-97%数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究2.3.有机液态储氢:尚处于研究示范阶段有机液态储氢液态主要包括储氢、运氢和脱氢三个环节。有机物储氢技术是指通过烯烃、炔烃或芳香烃等储氢剂和氢气发生可逆反应来实现加氢和脱氢。有机液态储氢的储氢密度在5%-10%,具有储氢量大、可实现常温常压运输、方便安全的优点。表13:有机液态储氢技术在不同环节均具备一定优势环节技术流程优势氢气通过催化反应被加到液态储氢载体中,形成可储氢量大,储氢密度高,储氢密度高达60g/L,可逆储氢量可达5.6wt%。加氢在常温常压条件下稳定储存的储氢有机液体化合更加安全,适合长距离运输。可使用普通的管道物。或槽罐车运输,到用户端后采用类似汽油加注的泵送形式,成本较低,也不会产生氢气损失。加氢后的储氢有机液体(氢油),通过普通的槽罐车运脱氢速度快,纯度较。储氢载体可重复使用,有机液态储氢的具有高度可逆性,脱氢反应装置运氢输到用户端后,采取类似汽柴油加注的泵送形式,安全、简单、快速地加注到储氢有机液体储罐中。脱氢储氢有机液体(氢油)通过计量泵输送至脱氢反应装置,在一定温度条件下发生催化脱氢反应,反应请务必阅读正文之后的免责条款部分16of33产物经气液分离后,氢气输送至燃料电池等用氢行业专题研究端,脱氢后的液态载体进行热量交换后进行回收,循环利用。中,在一定温度条件下发生催化脱氢反应,氢气数据来源:氢启未来网、氢能观察、国泰君安证券研究输送至用氢端,脱氢后的液态载体回收再利用。图12:有机液态储氢系统示意图数据来源:DT新能源2.3.1.储氢介质:有机液态储氢的核心液态有机氢载体是有机液体储氢技术的核心,也是重要突破方向。储氢介质的性能指标包括储氢性能、稳定性、成本低、无毒、脱氢环节不污染氢气等。理论上含有不饱和键的有机物都可以作为储氢介质,但实践中有很多难点。首先,有机载体的储氢密度各有不同,对应所需的催化剂和反应条件也不同,在运用中还需要考虑环保节能等问题,因此实现商业化应用的载体只是少数;其次,部分载体随着反应次数的增加,储氢性能也会下降,使用寿命受到限制。因此,选择效率更高、能耗更低、储氢量更大、寿命更长且成本较低的载体,是未来的研究重点。(1)全碳骨架芬芳族化合物有机液态储氢的研究最早集中在全碳骨架芳香族化合物,如苯、甲苯、萘等。这些化合物具有常温时为液态、储氢密度大、化学性质稳定等优点,但沸点较低,且具有较高的脱氢焓。该类介质多用于长距离氢气储运。(2)氮杂环有机物氮杂环有机物主要包括咔唑、吲哚、喹啉、吩嗪等。该类化合物具有沸点较高的优点,同时还可以降低氢化有机物脱氢过程中的活化能,实现较低温度放氢。目前最为成功的氮杂环类储氢介质为N—乙基咔唑,熔点为68℃,沸点为166℃,可实现完全加、脱氢,无副产物生成,具有良好的可逆性,是理想的储氢介质。(3)小分子直链含氮有机物近年来,一些小分子直链含氮有机物也成为了研发热门。清华大学刘强课题组进行的N,N’-二甲基乙二胺和甲醇的酰胺化反应实现了小分子直链含氮有机物的加、脱氢,其理论质量储氢密度为5.3%,是液态有机物储氢材料的新发展方向。请务必阅读正文之后的免责条款部分17of33行业专题研究表14:有机液体储氢材料性质及储氢量各不相同储氢介质熔点/℃沸点/%理论储氢量/%7.19苯5.580.16.186.20甲苯-95.0110.67.307.30甲基环乙烷-126.6101.06.705.80顺式-十氢化萘-43.0193.0反式-十氢化萘-30.4185.0咔唑244.8355.0乙基咔唑68.019.0(1.33kPa)数据来源:《氢燃料电池车储氢技术及其发展现状》、国泰君安证券研究2.3.2.脱氢模式:湿-干多相态脱氢模式为当前研究重点目前主要的脱氢反应模式包括气相脱氢模式、液相脱氢模式和湿-干多相态脱氢模式。从目前不同脱氢反应模式的脱氢效率来看,湿-干多相态脱氢模式为最优选择,也是近年来的研究重点,但其目前的技术应用仍处于实验室小规模试验阶段。表15:湿-干多相态脱氢模式为当前研究重点脱氢反应工作原理优点缺点模式类型气固相反应效率不高气相脱氢固定床位反应器,催化剂固定在催操作简单,反应条件易控需大量供能达到反应条件模式化床上,储氢介质为气相,被载气产物不能及时分离受有机物沸点限制,导致反应带入反应器完成脱氢反应效率较低液相脱氢储氢介质为液态,依据催化剂含量过热液膜态的过热状态利操作复杂,只能间歇进行模式与反应料液配比从低到高分为悬浮于氢气溢出,利于反应正向进行,可提高脱氢效率操作复杂,需严格控制进料速态、过热液膜态和沙俗态率、反应温度和催化剂用量湿-干多非稳态喷射进料,储氢介质呈液膜可提高反应物与催化剂的相态脱氢态分散于催化剂表面脱氢接触面积和反应速率模式气化瞬间可对催化剂吹扫净化,延长催化剂寿命数据来源:《氢燃液态有机物储氢技术发展历程与问题分析》、国泰君安证券研究2.3.3.有机液态储氢成本结构:制氢成本占比较大,运输成本有优势制氢费用在有机液态储氢成本中占比较大,运输成本是有机液体氢能储运技术的优势。有机液态储运成本主要包括氢源价格、储氢载体成本、加氢成本、运输成本、脱氢成本等。氢源价格依赖于制氢成本及当地的氢能市场供需情况,储氢载体成本依赖于所需原料价格及加工费用;加氢和脱氢成本主要包括水、电、气等公用工程消耗、储氢载体损耗、加氢损失及人工成本等,其中公用工程消耗是重点。在500公里以内,有机液态储氢成本不超过0.8美元/kg,但算上脱氢成本,有机液态氢运输成本可达2.8美元/kg。请务必阅读正文之后的免责条款部分18of33行业专题研究以工业副产氢为原料的氢气,通过有机液体储运加氢站到站氢价达到27.5-35.0元/kg。以山西长治某焦炉煤气副产氢为氢源,氢出厂价格8.44元/kgH2,河南郑州为供氢的目的地,运输往返距离约1000km为分布式脱氢加氢一体化站应用场景,根据《有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景》中的加氢与脱氢的能耗成本数据,结合目前普通液体化学品吨公里的市场运输成本,加氢站到站氢价达到27.5-35.0元/kg。表16:不同载氢装置下有机液态载氢成本项目氮乙基咔唑装置甲苯装置二苄基甲苯装置备注氢气(元/kgH2)8.448.44加氢(元/kgH2)0.962.758.44储氢载体运输(元/kgH2)4.104.50脱氢(元/kgH2)7.0013.98生产成本,不2.51考虑载体损耗4.20气氢运输(元/kgH2)7.007.0012.80城市短途管束7.00车运氢费用34.95加氢站到站氢价(元/kgH2)27.5436.27数据来源:《有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景》、国泰君安证券研究以甲苯装置运输,终端氢能应用成本在21.93-34.95元/kg,脱氢成本占据成本结构的36.6%-58.4%。在50-1000km的运输范围内,氢源成本和脱氢成本占据有机液态氢能成本结构的60%-97%,其中氢源成本占总成本的24.1%-38.5%,脱氢成本占比36.6%-58.4%。表17:以甲苯储运氢气为例,终端成本在21.93-34.95元/kgH2距离km5010020030040050060070080090010008.448.448.448.44氢源价格8.448.448.448.448.448.448.441.762.012.262.51加氢0.130.250.500.751.001.261.512.93.43.84.212.8012.8012.8012.80储氢载体运输0.20.40.81.31.72.12.54.905.606.307.00脱氢12.8012.8012.8012.8012.8012.8012.8030.8432.2133.5834.95气氢运输0.350.701.402.102.803.504.20合计成本21.9322.6123.9825.3526.7228.1029.47数据来源:《有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景》、国泰君安证券研究图13:氢源和脱氢成本占据成本结构的60%-97%请务必阅读正文之后的免责条款部分19of33行业专题研究数据来源:《有机液体载氢储运技术研究进展及应用场景》、国泰君安证券研究脱氢反应中的能源消耗是脱氢成本的重点,开发新型有机储氢介质/催化剂有望降低成本。脱氢反应是吸热反应,需提供热源,热源成本是脱氢成本的重点,也是综合成本中节能降耗的关键,如利用就近的副产蒸汽作为脱氢热源,则可大幅度降低有机液态储运的综合成本。目前脱氢反应中,催化剂容易被中间产物毒化导致活性不稳定,从而限制了脱氢反应的效率。在前端吸氢、后端脱氢提纯过程中,有几率发生副反应,导致氢气纯度不高,产生损耗。未来,随着催化剂的优化和新型有机储氢介质的发展,有望提高催化剂的使用率和脱氢效率,从而降低脱氢成本。2.4.固态储氢:进入示范阶段固态储氢包括物理吸附和化学反应吸附。具体是指利用氢气与储氢材料之间的物理吸附或化学反应,将氢气储存在固态材料中,从而实现氢气的储存及运输。物理吸附材料主要包括活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维碳基材料、金属有机框架物(MOFs)、共价有机骨架(COFs)等,通过其物理性质,吸附或捕捉氢气。但受制于储氢量相对较低,应用有较大局限。化学吸附材料主要包括金属氢化物、配位氢化物和化学氢化物等,目前以金属氢化物为主。氢气先在其表面催化分解为氢原子,氢原子再扩散进入到材料晶格内部空隙中,以原子状态储存于金属结晶点内。固态储氢终端应用多集中于固定式储氢以及对重量不敏感的小型移动式应用。固态储氢多采用金属氢化物和铝合金氢罐,致使固态储氢罐较重,其终端应用大多在固定式储氢和对重量不敏感的小型移动式场景。近年,国内固态储氢已逐步应用于卡车和备用电源的能量供应,随着技术研发迭代,固态储氢将应用于更多领域。图14:固态储氢应用领域请务必阅读正文之后的免责条款部分20of33行业专题研究数据来源:云道资本、国泰君安证券研究2.4.1固态储氢的成本结构:电耗所占比例最大固态储氢运输成本在9.6-21.7元/kg之间。假设单车储氢量为1t,365天都可工作,每日工作时长16h,平均时速50km/h;设备价格800万元/辆,以10年进行折旧,残值率为85%;人工成本为两名驾驶员和两名装卸员,人员费用共40万元/年,车辆保险费用1万元/年,车辆保养费用0.3元/km;百公里耗油量33升,柴油价格7.5元/升;充放氢过程耗电15kwh/kg,电价0.6元/kwh;车辆过路费按1.3元/公里计费。在运输距离50~1000km,以满载1000kg氢气的固态储氢车为例,随着运输距离增加,单位质量氢气的运输成本从9.6元/kg增加至21.7元/kg。成本结构上,电费是主要的成本构成,占比在41%-93%之间,随着运输距离的增加,油费成本逐渐增加。表18:固态储氢运输成本在9.6-21.7元/kg之间距离km50100200300400500600700800900100010001000100010001000100010001000氢气质量kg1000100010001.000.750.600.500.430.380.330.301000750600500429375333300往返次数6.003.001.501.101.461.832.192.562.923.293.650.220.290.370.440.510.580.660.73可运输氢气量kg6000300015001.491.982.482.973.473.964.464.95人工成本0.180.370.730.781.041.301.561.822.082.342.60设备折旧0.040.070.15999999990.240.320.400.480.560.640.720.80油费0.250.500.9912.814.115.416.617.919.220.521.7过路费0.130.260.52电费999车辆保养费0.040.080.16合计成本(元/kg)9.610.311.5数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究充放氢过程的耗电成本占比较高,在41%-93%之间,吸放氢速率慢阻碍固态储氢技术的商业化发展。吸放氢速率慢是阻碍固态储氢技术商业化发展的重要因素。加强吸放氢过程热质传递机理和热管理技术研究等发展有望提升储氢材料的吸放氢速率,从而加速其商业化发展,成本有望进一步降低。请务必阅读正文之后的免责条款部分21of33行业专题研究图15:充放氢过程的耗电成本占比较高,在41%-93%之间数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究2.5.盐穴储氢:处在发展初级阶段盐穴储氢属于地下储氢的一种。地下储氢技术主要有盐穴、枯竭气藏和含水层三种类型,目前,盐穴储存纯氢已成功应用,枯竭气藏和含水层仅有少量混合储氢工业应用,尚无储存纯氢的应用经验。盐穴储氢适合储存纯氢。岩盐对氢的反应是惰性的,不存在产生杂质的风险,而且密封性好,因此氢在盐岩中的扩散损失可以忽略不计,适合储存纯氢。由于盐穴储氢能够在注入与采出间快速转换,可在一年内完成多个注采周期,因此盐穴储氢可用作日调峰。虽然盐穴是理想的储氢构造,但可用于储氢的盐穴在地理分布上有限,其储存容量也小于枯竭气藏或含水层。目前,在全球范围内,已有4个盐穴纯氢储存设施运行。美国德克萨斯州有3个独立的盐穴储氢库用于石化工业,英国的Teesside盐穴储氢库是欧洲唯一一个盐穴储氢库,由3个盐穴组成,总容量超过2万立方米。该储氢库已经运行了50年,储存氢气主要用于合成氨和甲醇生产。表19:全球目前正在运行地下盐穴型储氢设施盐穴项目位置地质构作业公开始运储氢容量/基准压力范围储氢量储能量方式万𝐦𝟑深度/bar(𝟏𝟎𝟓Pa)/t/GW·h名称造司行时间/m70~137Clemens美国德Chevro1986纯氢Dome克萨斯(95%H₂)55~152盐层n年58.01000240081Mass州纯氢Bluss美国德Phillips(95%H₂)克萨斯盐层Praxair200756.612003690123州年请务必阅读正文之后的免责条款部分22of33行业专题研究Spindletop美国德盐层Air2014纯氢68~202克萨斯liquid45年90.613408230274州(95%H₂)Teesside英国英Sabic纯氢1972格兰东盐层Petrole年(95%H₂)21.036581027北部um数据来源:《地下储氢技术研究综述》,国泰君安证券研究中国目前盐穴储油气库有利选址主要集中在经济发达中东部地区,每年平均溶腔约500万m3。最有可能建设盐穴氢能地下储备库的目标地区在江苏、湖北等地。表20:我国目前盐穴储油气库及其特点盐穴名称位置特点规模定远盐穴安徽省腹部地区成分以泥岩为主,盐层夹石虽然较油库建库规模为500万多,但薄且大多含盐m3,建设期为8年,3年建成有效溶腔体积120万m3有众多盐化工企业,卤水处理能力江苏淮安盐穴淮安地区大,新造盐腔速度较快,可加快扩每年可形成盐腔400万m3大盐穴储油库规模周田盐穴江西省会昌—周田断陷交通便利建库规模为1000万m3,建盆地南端的周田盆地设期为10年湖北潜江盐穴江汉盆地潜江凹陷盖层及夹层具有良好的密封性建库区在湖北应城市东湖北云应盐穴马坊和郎君镇内,注采库容规模8.67亿m3,工作站位于应城市槐屋湾村气量规模5.78亿m3附近河南平顶山盐穴舞阳凹陷内下第三系核盐层分布稳定,含盐面积大14亿m3工作气量以上,建桃园组二段上部和核桃设期为8~12年园组一段江苏金坛盐穴金坛市西北部盐矿品质好,夹层少,可塑性和密单体20~30万m3封性良好数据来源:《中国盐穴资源现状与储油气库综合利用(关注盐穴储油(下))》,国泰君安证券研究2.6.管道输氢成本主要在于管道建设2.6.1.纯氢管道运输成本结构:管道建设费用和电费占比大纯氢管道运输成本在0.91-6.88元/kg之间。以济源-洛阳氢气管道的基本参数为例,运输距离50~1000km内,随着运输距离增加,单位质量氢气的运输成本从0.91元/kg增加至6.88元/kg。按照储运成本控制在10元/kg以内,纯氢管道经济运输半径接近1000km,适合于远距离运输。表21:每kg纯氢管道运输成本(元)距离km501002003004005006007008009001000请务必阅读正文之后的免责条款部分23of33行业专题研究管道建设费用0.290.581.161.752.332.913.494.074.655.245.82维护费用0.020.050.090.140.190.230.280.330.370.420.47压缩电费0.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.60合计成本0.911.231.862.483.113.744.375.005.636.256.88数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究注:管道投资成本584万元/km,年输氢能力为10.04万吨,运输过程中氢气损耗率8%;管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的8%计算;氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;管道寿命20年,按直线法折旧。纯氢管道建设费用和压缩氢气所耗电费成本占据纯氢管道运输成本的94%-98%。在50-1000km的运输范围内,随着运输距离的增加,纯氢管道建设费用所占成本比例逐渐增高,从32%上升至85%;压缩氢气所耗电费所占成本比例逐渐减少,从66%下降到9%。图16:纯氢管道建设费用和压缩氢气所耗电费成本占据纯氢管道运输成本的94%-98%数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究2.6.2.掺氢管道运输成本:成本高于纯氢管道运输,氢气分离成本占比大掺氢管道运输成本在4.79-8.38元/kg之间。在运输距离50~1000km内,随着运输距离增加,单位质量氢气的运输成本从4.79元/kg增加至8.38元/kg,略高于纯氢管道运输。按照储运成本控制在10元/kg以内,掺氢管道经济运输半径接近1000km,同样适合于远距离运输。表22:每kg掺氢管道运输成本(元/kg)距离km5010020030040050060070080090010001.051.401.752.102.452.803.153.50管道改造费用(元/kg)0.180.350.700.080.110.140.170.200.220.250.280.60.60.60.60.60.60.60.6维护费用(元/kg)0.010.030.061.732.112.499.643.253.624.004.38电费(元/kg)0.60.60.6合计成本(元/kg)0.790.981.36请务必阅读正文之后的免责条款部分24of33行业专题研究叠加分离成本(元/kg)3.793.984.364.735.115.4912.646.256.627.007.38数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究注:掺氢管道改造成本为350万元/百公里,掺氢比例20%,年输氢量10万吨;管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的8%计算;氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;管道寿命20年,按直线法折旧;终端分离成本为3元/kg。终端分离氢气成本占比48%-84%。与纯氢管道相比,虽然掺氢管道节约初始投资建设成本,但在末端需要进行天然气和氢气分离,成本将会增加3~5元/公斤,随着运输距离增加,终端分离成本从84%下降至48%。除成本较高外,管道本身的材料问题也不容忽视。我国目前的天然气管网受制于钢材材料影响,管道直接输氢将会出现“氢脆”问题,破坏管道材料。因此,研究开发高强度或耐氢脆管材,加快实现氢气管输系统降本增效,是满足当前规模化氢储运需求的重要途径。图17:去除分离成本后管道建设是主要成本项数据来源:九派资本公众号,国泰君安证券研究2.7.管道输氢最具经济性管道输氢在短距离、长距离均具有储运经济性。在低于200km的输氢范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>高压气态>掺氢管道>液态储氢>固态镁基;在200-450km范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>高压气态>固态镁基;在大于450km的运输范围内,运输氢气的经济性从高到低分别为:纯氢管道>掺氢管道>液态储氢>固态镁基>高压气态。图18:管道输氢最具经济性请务必阅读正文之后的免责条款部分25of33行业专题研究数据来源:国泰君安证券研究3.产业现状:氢储运进入加速布局期3.1.政策布局:全球多国积极布局氢能目前已有40多个国家和地区相继制定了国家层面的氢能发展计划和路线图。韩国在2019年制定了《氢经济路线图》,将氢能产业确定为三大创新增长战略投资领域之一;欧盟在2020年发布了《欧洲氢能战略》,对氢能发展分三阶段进行规划;日本在2023年6月最新修改了《氢能基本战略》,确定了2030年和2050年的氢能发展目标,并划分出五大类别和九大部门作为氢能核心战略部门;德国在2023年7月更新了《国家氢能战略》;新加坡在2022年颁布的《新加坡国家氢能战略》中分析了未来氢能发展的不确定性,并提出了五项关键举措。表23:已有40多个国家和地区相继制定了国家层面的氢能发展计划和路线图国家文件时间重点内容日本《氢能基2023年发展目标:未来15年内投资15万亿日元推动氢能应用;2030年,氢气(包本战略》6月6含氨)年供应量300万吨,成本为30日元/标方;2050年,氢气(包含氨)年供应量2000万吨,成本为20日元/标方。日核心战略部门:五大类别和九大产业部门被划分为为氢能核心战略部门。新加《新加坡2022年战略地位:低碳氢可以在电力部门脱碳、减少工业排放和可持续的生产等领坡国家氢能10月26域起到重要作用,有利于加强新加坡的能源安全和弹性。战略》日不确定性:新加坡预计大部分低碳氢必须进口,“氢-氨”能否以安全的方式大规模用于关键的终端用途仍有待验证。韩国《促进氢2020年战略地位:将氢能产业确定为三大创新增长战略投资领域之一,大力发展氢经济和氢2月4能产业,引领全球氢能市场发展。安全管理日发展目标:2040年,氢气年供应量达到526万吨,每公斤价格降至3000韩法》元,使韩国氢燃料电池汽车和燃料电池的国际市场占有率达到世界第一。《氢经济2019年全球首部《氢法》:贸易、工业和能源部制定实施氢经济的基本计划,有效促路线图》1月18进氢经济的实施;培育氢能专业公司,并给予财政支持;完善氢能在贸易、工业、能源等方面供应设施的部署;制定安全管理条例。日请务必阅读正文之后的免责条款部分26of33行业专题研究美国《美国国2023年发展目标:2030年,清洁氢年产量达1000万吨,2040年达到2000万吨,家清洁氢6月52050年达到5000万吨。能战略和路线图》日关键战略:瞄准氢能的战略性和高价值用途;降低氢能成本;重点关注终端区域网络,通过应用规模的扩大促进市场发展。德国《国家氢2023年发展目标:2030年,德国国内电解氢能力达到10GW,对应绿氢自供能力达能战略》7月2680万吨/年;2028年,改造和新建超过1800公里的氢气管道;2030年,连通氢能生产、储运、进口和消费各环节。日战略要点:扩大氢在工业领域的试点项目;推进燃料电池汽车引进;推动供热领域脱碳;加强欧盟内部和国际合作;建立氢能独家网络。战略地位:实现欧盟的能源转型和脱碳目标的必需选择。欧盟《欧洲氢2020年发展阶段:2030年,可再生能源制氢年产量1000万吨;2050年,所有脱碳能战略》7月8难度系数高的工业领域使用氢能代替。日战略要点:通过制定政策框架促进氢能生产规模扩大、制定政策框架促进氢能生产规模扩大、加强研发和技术创新、促进国际合作。数据来源:政府官网、国泰君安证券研究作为全球产氢第一大国,我国已正式将氢能纳入国家能源战略体系。在国家改革委和国家能源局联合发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中,对我国氢能发展现状进行了分析,并明确指出了氢能的战略定位,强调氢能在国家能源战略中的重要地位。在国家各类政策的指引下,多个省市也响应中央号召,制定了因地制宜的氢能发展目标、战略规划和空间布局,争相切入氢能赛道。表24:国内多个省份布局氢能文件级别时间重点内容战略定位:国家能源体系的重要组成部分,绿色低碳转型的重要载体。《氢能产业发展国家2022年重点内容:推动氢能与电能和热能系统融合、用能终端的能源消费转型、中长期规划级3月23(2021-2035核心技术和关键材料突破,促进氢能技术装备取得突破。年)》日发展目标:2025年,建立较为完整的产业链;2030年,形成较为完备《北京市关于支北京2022年的氢能产业技术创新体系;2035年,形成多元氢能应用生态。持氢能产业发展8月11氢能产业建设:建设氢能领域专业孵化器、加氢站、先进氢能设施、产的若干政策措山西内蒙日业链联合体;鼓励在京组建氢能重点实验室、产业创新中心等平台。施》氢能产品产业化:支持氢能产品示范推广并给予资金支持。《山西省氢能产古2022年氢能服务体系:设立氢能产业的投资基金,提供金融服务。业发展中长期规上海8月5日发展目标:2025年,形成较为完善的氢能政策环境和产业链体系;2030划(2022-20352022年年,实现多元规模化应用;2035年,形成国内领先的氢能产业集群。年)》2月28基础设施:搭建氢能技术创新平台,氢气制备、氢能储运体系建设。商业化示范:推进氢能多领域规模化应用;着力提升燃料电池装备水平;《内蒙古自治区日“十四五”氢能发发展目标:2025年,带动氢能产业总产值超过1000亿元。2022年产业布局:“一区六基地一走廊”。展规划》5月8日《上海市氢能产总体目标:2025年,氢能产业规模突破1000亿元;2035年,建成引领业发展中长期规全国氢能产业发展的研发创新中心、关键核心装备与零部件制造检测中划(2022-2035心,建成国际一流的氢能产业高地。年)》空间布局:打造“南北两基地、东西三高地”的氢能产业空间布局。请务必阅读正文之后的免责条款部分27of33《河南省氢能产河南2022年行业专题研究业发展中长期规广东8月26总体目标:2025年,氢能产业年产值突破1000亿元;2035年,形成自划(2022—2035贵州宁夏日主创新能力,实现多领域产业化。年)》规划布局:“一轴带、五节点、三基地”,形成辐射全省和连通陕西“氢能《广东省加快建2022年设燃料电池汽车8月11产业集群”、山东“鲁氢经济带”的黄河中下游氢能产业发展格局。示范城市群行动总体目标:到示范期末,八大关键零部件技术水平进入全国前五,实现日计划(2022-推广1万辆以上燃料电池汽车目标,年供氢能力超过10万吨,建成加2025年)》2022年氢站超200座,车用氢气终端售价降到30元/公斤以下;到2025年末,《贵州省“十四7月13关键零部件研发产业化水平进一步提升,建成具有全球竞争力的燃料电五”氢能产业发池汽车产业技术创新高地。展规划》日总体目标:“十四五”期末,氢能产业总投资规模超100亿元,产业链及《宁夏回族自治相关产业年产值突破200亿元。区氢能产业发展2022年空间布局:打造“一轴、一带、三线”氢能产业发展核心地带。规划(征求意见5月25总体目标:2025年,可再生能源制氢量达到8万吨以上,力争实现二氧化碳减排达到100-200万吨;2030年,形成较为完备的氢能产业技术创稿)》日新体系、制氢及供应体系。空间布局:着力构建“一核示范、多点支撑”的产业发展格局。《陕西省“十四陕西2022年总体目标:2024年,氢能产业生态雏形显现,产业规模突破500亿元以五”氢能产业发8月15上;2025年,全产业链规模达1000亿元以上;2030年,全省形成较为完备的氢能产业技术创新体系和绿氢制备及供应体系。展规划》日空间布局:打造“一核引领,两轴联通,三心支撑”的氢能发展格局。总体目标:2025年,氢能产业总产值达500亿元;2030年,氢能产业《安徽省氢能产安徽2022年总产值达1200亿元;2035年,构建多元氢能应用生态和集聚发展高地。业发展中长期规11月17空间布局:发挥示范城市群引领示范作用,带动两翼地区氢能产业协同发展,积极融入“长三角”氢走廊的建设。划》日发展目标:2025年,全省氢能产业总产值规模突破300亿元;2030年,实现多元化应用;2035年,可再生能源制氢基本实现市场化。《江西省氢能产江西2023年空间布局:建设以“九江-南昌-吉安-赣州”为轴线的“赣鄱氢经济走廊”,业发展中长期规1月30北面融入长江经济带,南面对接粤港澳大湾区。总体目标:2035年,绿氢生产能力达到100万吨,远距离纯氢外输管道划(2023-2035日规划建设取得实质性进展,绿氢全产业链产值达到500亿元。年)》规划布局:构建“一个品牌、一个中心、两个集群、三个基地、五个示范区”的“11235”发展格局。《青海省氢能产青海2023年业发展中长期规1月12发展目标:2025年,培育组建一批国家、省级氢能与燃料电池研发创新平台,实现产值500亿元以上。划(2022-2035日年)》重点任务:氢能发展创新体系、基础设施、示范应用、保障体系。《福建省氢能产福建2022年发展目标:开展氢能利用研究,以先行先试带动推广应用。到2025年业发展行动计划12月21规模达到1500辆,建设多种类型加氢站30座。(2022—2025年)》日《重庆市能源发重庆2022年展“十四五”规划6月15(2021-2025)》日数据来源:政府官网、国泰君安证券研究能源消费与供给之间的地区错位,是我国能源项目实施的重大阻碍。我国优质的能源主要分布在西北地区,但消费却集中在东部和东南部地区。为了解决能源分布与消费不均的问题,神华工程技术有限公司提出“综合能源走廊”概念,具体是指以煤炭、绿电、绿氢、绿氧等请务必阅读正文之后的免责条款部分28of33行业专题研究绿色能源产品为传输介质,以铁路、管道、电网为传输手段,以火电、煤化工工厂、沿线城市等为新能源消纳方和调节方,连接新能源生产区和消费区的综合能源传输通道,是实现能源快速发展和低碳转型的重要支撑。可再生能源可以通过电解转化为绿氢进行输送,长距离氢气管网是未来绿氢大规模应用的必要前提。氢气运输管道主要依托国家铁路和高速路线网开展布局。国家能源集团的综合能源走廊方案将黄河“几字弯”地区作为重点建设区域,比如巴彦淖尔到包头、榆林到康巴什、准格尔旗到呼和浩特将在2025年前建成“氢谷”,而后可以利用罐车将氢气运输到天津港、大家洼港和黄骅港等沿海港口,便于清洁能源产品运输到国内华东华南地区使用,或出口到日韩等国。2023年12月,《共建中国氢能高速行动倡议》在中国燃料电池汽车大会上发布,旨在加快构建以京津冀、上海、广东、郑州和河北五城示范群为基础的氢能高速网络建设,共涉及41个城市,目标是建立一个联通五大示范城市群的氢能高速网络。这一规划包含了对高速运营车辆和高速加氢站给予政策支持的内容,如减免高速通行费以及优化加氢站的建设和运营成本等。图19:氢气运输管道主要依托国家铁路和高速路线网开展布局数据来源:《综合能源走廊——国家能源集体低碳转型的综合建议》3.2.企业布局:四条路线齐开花氢能储运是制约氢能发展的重要的环节。在能源转型的的大环境和政策持续加码的推动下,国内企业加速布局氢能产业链。作为我国氢能发展“卡脖子”的关键——储氢,也迎来了大批企业的研发生产,并取得了一系列技术突破和应用成果。表25:国内各个储氢路线均有企业布局国内企业布局企业重点主要产品产业动态领域请务必阅读正文之后的免责条款部分29of33行业专题研究中集安瑞储氢瓶、运输2023年6月,首台40英尺液氢罐箱成功下线科车、集装箱2023年5月,中标香港首个加氢站项目2023年4月,成功交付全国首台磷烷与氢气混合气管束式集装箱2023年3月,正式开工建造国内首台民用液氢罐车亚普股份气态车载氢系统、2022年12月,自主研发的35MPa储氢系统已经在城市示范群应用中材科技储氢氢气瓶2022年11月,两款储氢系统产品通过型式认证,并投入示范运行2022年7月,“开天”系列首款车用氢气减压阀——“开天锏”研发成功储氢瓶、站用瓶、运氢长2023年3月,已开发70MPA高压储氢瓶待市场爆发管、车载供氢2022年3月,已形成35-70MPa各类型车载高压燃料电池氢气瓶、无人系统机用高压储氢瓶、站用固定及移动式氢能储运装备、轻量化车载高压燃料电池供氢系统等氢能储运全系列产品布局京城股份储氢瓶、储氢2022年7月,70MPaIV瓶已批量应用于氢燃料电池领域系统2022年5月,IV型瓶已取得制造许可证2023年7月,国产首套使用连续型正仲氢转化换热器的氢液化系统已发中国航天吨级氢液化系101所统、液氢加氢往乌兰察布项目现场,预计8月完成现场调试工作。站2023年3月,自主研发“液态储氢加氢示范系统及其关键设备研制”课题中科富海低温液态液氢、氢液化通过了航天科技集团验收储氢装置2023年6月,首套具有自主知识产权的1.5吨/天氢液化装备调试成功2023年3月,国产首台5TPD氢液化装置大型卧式冷箱产品成功下线2023年2月,中科富海首套工业级国产化1.5TPD氢液化装置开车成功鸿达兴业液氢、加氢站2023年3月,公司已运营3座加氢站2020年4月,建设的中国首条民用液氢生产线顺利投产,并成功探路国内首次液氢长距离运输试验,解决了液氢大规模应用的瓶颈问题武汉氢阳有机有机液态储氢2023年7月,全球首套常温常压有机液体储氢加注一体化示范项目成功聚力氢能液态储氢材料和供完成全流程贯通储氢氢系统、制氢油2022年11月,日产400kg氢气的氢油储供氢撬装装置调试成功有机液态储杭州聚力氢能科技有限公司成立于2014年,是一家致力于新能源技术的氢、氢燃料电开发与产业化推进的科技产业公司。公司以常温常压液态储氢技术为基池、加脱氢催础,从事覆盖全产业链的相关应用技术的开发,包含氢燃料电池设计与化剂生产,新型加脱氢催化剂的研发与生产等。加氢站、加氢2023年6月,与越南TGS签署了加氢站及氢燃料电池车辆购买协议氢枫能源站关键设备、2023年4月,与青岛西海岸新区签约5个氢能与储能项目,将助力新区镁基固态储氢打造国内氢能发展先行先试样板区固态车2023年3月,成功举办吨级镁基固态储运氢车(MH-100T)发布会储氢金属氢化物储2000年成立于北京,国家高新技术企业,从事镍氢电池、燃料电池等新型浩运金能氢装置、储氢电池和相关的能源转换材料及氢制备、储存和应用相关产品的研发和生产。合金、氢气发主导产品为储氢合金、金属氢化物储氢装置、氢净化装置、氢增压装置、纯生器氢除碳机、富氢水机等。数据来源:公司官网、国泰君安证券研究我国氢能相关企业主要集中在东部及中部能源大省。其中,广东、上海、浙江、江苏、山东、河北、北京和陕西地区的氢能企业超100家,处于全国领先水平;中部省份也在集体发力,河南、山西、湖北、安徽等地区的氢能企业超50家;除新疆外,其余省份均有所布局。请务必阅读正文之后的免责条款部分30of33图20:我国氢能企业主要集中在东部及中部能源大省行业专题研究数据来源:氢界4.投资建议目前,氢气储运环节主要参与的公司有中国石化旗下装备制造公司石化机械、兰石重装,储氢瓶及核心碳纤维材料公司京城股份、国富氢能、中材科技、中复神鹰,氢加注机供气系统公司厚普股份、富特瑞装,氢压缩及液化相关公司冰轮环境、雪人股份、中泰股份、汉钟精机。表26:氢气储运环节标的一览代码公司环节布局000852石化机械储运在制、储、运、用氢全产业布局,已开发90MPa液驱氢气压缩机,输氢用钢管,同时有3座加氢站投运603169兰石重装储运具备碱性电解槽、离子液氢气压缩机、固态合金储氢及燃料电池系统生产能力600860京城股份储氢瓶具备碳纤维全缠绕复合气瓶,氢燃料电池用铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶以及低温储罐生产能力A22256国富氢能储氢瓶公司车载储氢瓶市占率行业第一,掌握低温液氢储氢技术002080中材科技储氢瓶率先研发完成国内最大容积320L燃料电池氢气瓶688295中复神鹰储氢瓶公司高性能碳纤维产品在国内储氢气瓶市占率达到80%300471厚普股份储运及加氢主要涉及“低压固态储存氢项目”和加氢站的建设以车载高压供氢系统和加氢站设备为主,开拓了包括氢气制备、300228富瑞特装供气系统加氢站建设、FCV供氢系统研发多块氢能业务深冷技术核心设备商,具有板翅式换热器核心技术300435中泰股份氢液化工商业制冷装备龙头公司,氢能领域涵盖隔膜压缩机、氢气循环泵、氢气液化压缩机、加氢站用氢气压缩机等000811冰轮环境压缩机拥有活塞、螺杆以及离心式压缩机技术,各类压缩机产品系列丰富002639雪人股份压缩机请务必阅读正文之后的免责条款部分31of33002158汉钟精机压缩机行业专题研究已成功完成螺杆空气压缩机的开发,并已交付样机给下游客户数据来源:公司公告,国泰君安证券研究我们认为随着绿氢制取技术成熟,以及风光等可再生能源装机占比提升,电力成本降低,绿氢成长空间将进一步打开。伴随绿氢制备及应用起量,将带动中游相关系统配套商出货。1)依托集团资源带来业务订单的公司将最先受益,受益标的有石化机械、兰石重装。2)具备核心技术支撑,快速匹配市场需求的公司,受益标的富瑞特装、中材科技、中复神鹰、冰轮环境。表27:投资建议一览表代码公司收盘价EPSPE评级2024.1.242024E2024E000852石化机械2023E2025E2023E40.512025E-7.300.110.180.2563.9220.3629.63-0.190.260.3427.3415.6615.19-603169兰石重装5.230.120.420.6556.1010.05-1.612.012.528.907.135.69-300228富瑞特装6.530.520.721.0149.6735.6925.62-0.901.131.3813.3210.618.68002080中材科技14.35688295中复神鹰25.78000811冰轮环境11.98数据来源:Wind,国泰君安证券研究注:盈利预测来自Wind一致预期5.风险提示1)政策落地不及预期。氢能政策是推动产业发展的重要驱动力,若氢能政策落地不及预期,将会影响产业发展。2)制氢降本不及预期。目前制“绿氢”成本仍相对较高,倘若电价、设备等环节的降本不及预期,将会制约制“绿氢”的发展。3)氢气储运降本不及预期。储运是沟通上游制氢以及下游用氢的关键环节,当前氢气储运的成本相对较高,倘若管网输氢等大容量长距离的氢气运输方式发展不及预期,将会制约氢能产业发展。请务必阅读正文之后的免责条款部分32of33行业专题研究本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,保证报告所采用的数据均来自合规渠道,分析逻辑基于作者的职业理解,本报告清晰准确地反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响,特此声明。免责声明本报告仅供国泰君安证券股份有限公司(以下简称“本公司”)的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放,并仅为提供信息而发放,概不构成任何广告。本报告的信息来源于已公开的资料,本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。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、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作为日后的表现依据。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。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户,不构成客户私人咨询建议。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利,不与投资者分享投资收益,也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。投资者务必注意,其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此,投资者应注意,在法律许可的情况下,本公司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或期权并进行证券或期权交易,也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下,本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。市场有风险,投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素,亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前,如有需要,投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。本报告版权仅为本公司所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出处为“国泰君安证券研究”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。若本公司以外的其他机构(以下简称“该机构”)发送本报告,则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议,本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。评级说明股票投资评级评级说明行业投资评级增持相对沪深300指数涨幅15%以上1.投资建议的比较标准谨慎增持相对沪深300指数涨幅介于5%~15%之间投资评级分为股票评级和行业评级。中性相对沪深300指数涨幅介于-5%~5%以报告发布后的12个月内的市场表现为减持相对沪深300指数下跌5%以上比较标准,报告发布日后的12个月内的增持明显强于沪深300指数公司股价(或行业指数)的涨跌幅相对同中性基本与沪深300指数持平期的沪深300指数涨跌幅为基准。减持明显弱于沪深300指数2.投资建议的评级标准报告发布日后的12个月内的公司股价(或行业指数)的涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅。国泰君安证券研究所上海深圳北京地址上海市静安区新闸路669号博华广深圳市福田区益田路6003号荣超商北京市西城区金融大街甲9号金融务中心B栋27层街中心南楼18层场20层518026100032(0755)23976888(010)83939888邮编200041电话(021)38676666E-mail:gtjaresearch@gtjas.com请务必阅读正文之后的免责条款部分33of33

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