本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。1行业及产业行业研究/行业深度证券研究报告环保2022年03月09日氢能应用催生千亿储运市场看好碳纤维储罐与液氢突破看好——氢能源行业系列报告之储运氢篇相关研究证券分析师郑嘉伟A0230518010002zhengjw@swsresearch.com傅浩玮A0230522010001fuhw@swsresearch.com研究支持傅浩玮A0230522010001fuhw@swsresearch.com联系人傅浩玮(8621)23297818×转fuhw@swsresearch.com本期投资提示：⚫氢气有四大储氢方式，并且氢储运环节发展催生氢能承压设备引来发展契机，车载高压储氢瓶将迎来黄金十年。我国氢能源供应中心和消费中心呈逆向分布，在资源上“西富东贫，北多南少”，而在需求上恰恰相反，这就决定了储运氢环节在整个氢能产业链的重要性。按照储氢状态来分，储氢方式可以分为气态储氢、液态储氢以及固态储氢，按照具体方式不同，液态储氢又可分为低温液态储氢和有机液态储氢。相关的氢能承压设备种类繁多，车载高压储氢瓶成长确定性较大，目前技术已经成熟，受下游燃料电池车的带动，我们认为2030年累计市场空间将突破千亿。⚫在目前氢气短距离运输的应用场景下，高压气态储氢技术应用是我国主流的氢气储运方式。高压气态储氢是指将氢气压缩在储氢容器中，通过增压来提高氢气的容量，满足日常使用。这是一种低成本、应用广泛，并且灌装和使用操作简单的储氢方式。高压气态储氢应用领域主要包括运输、加氢站、燃料电池车：1）运输端：高压氢气的运输主要指将氢气从产地运输到使用地点或者加氢站。采用汽车运输，设备主要为大型高压无缝气瓶或“K“瓶装氢；2）加氢站端：加氢站用高压储氢容器是氢储存系统的重要组成部分。目前高压氢气加氢站所用的存储容器多为高强钢制无缝压缩氢气储罐；3）燃料电池车端：高压气态储氢是目前燃料电池车的主要储氢方式，车载储氢瓶大多使用的是III型和IV型，使用压力主要为35MPa和70MPa。碳纤维作为高压储氢瓶的关键材料，随着其国产化替代的进程加速，我国储氢罐将不断提升高压复合储氢罐的承压能力和质量储氢密度，使之向高压力及轻量化的趋势发展。长期来看，随着氢能产业的发展，下游应用场景的不断丰富，大规模长距离运氢成为必然，此时高压气氢拖车不具备经济性，管网运输是最好的解决方案。⚫低温液态储氢是氢储运的未来趋势，固态储氢仍处试验阶段，未来有望丰富短距离运氢途径。低温液态储氢属于物理储存，是一种深冷的氢气存储技术。目前该技术已有应用，主要集中在航空航天军用领域，民用液氢正处于初期阶段，从无到有。出于液氢自身体积能量很高的原因，在大规模、远距离的氢能储运中具有极低的成本优势，因此液氢的制备和输送在我国发展将成为必然。低温液氢可采用液氢槽车、液氢驳船等方式运输，液氢槽车运输可使用于大规模、中长距离运输（>300km），具有经济性，将在氢能产业发展中期成为主流运输方式，而液氢驳船主要使用远洋运输，跨国贸易。固态储氢材料的应用和输送，目前仍处于实验室阶段，已有示范应用，是未来极具潜力的一种方式，对于燃料电池车的应用场景需抱有想象空间。⚫投资逻辑：受益于燃料电池的带动，我们认为高压储氢罐在短中期极具成长性，建议关注具有高压储氢罐生产能力的国富氢能、中材科技、斯林达、未势能源、奥扬科技。碳纤维作为高压储氢罐的关键材料，并且具备下游丰富的应用场景，有望被提升至新高度，建议关注中复神鹰、光威复材。液氢产业链将引来突破，液氢制取是最重要的环节，氢气液化设备国产化值得关注，建议关注中科富海、国富氢能、厚普股份、冰轮环境、深冷股份、中泰股份、嘉化能源、鸿达兴业。⚫风险提示：政策节奏低于预期、氢气液化设备技术突破低于预期、氢能下游需求低于预期请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。2行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第2页共42页简单金融成就梦想投资案件结论和投资分析意见我们认为由于氢能供应和需求呈逆向分布，氢储运环节的重要性不容小觑。短期看，我们认为高压气氢储运仍然是最主要的氢储运方式，尤其适用于当下国内短距离运氢的场景。中期看，我们认为液氢储运将会成为主流方式，液氢储运成本对于运输距离不敏感，故而更加适用于中长距离的氢储运。长期看，管网运输是氢能产业发展到成熟阶段的主流运输方式，届时对于大规模、长距离运氢的需求迫切，管网运输是良好的解决方案。我们认为车载高压储氢瓶确定性较大，建议关注国富氢能、中材科技、斯林达、未势能源、奥扬科技。碳纤维作为高压储氢瓶的主要材料，并且具备下游丰富的应用场景，碳纤维产业将会被提升至新高度，建议关注中复神鹰、光威复材。氢气液化作为液氢产业链最重要一环，技术壁垒较高，建议关注中科富海、国富氢能、厚普股份、冰轮环境、深冷股份、中泰股份、嘉化能源、鸿达兴业。原因及逻辑总体来看，氢能的供应中心和消费中心呈逆向分布，在资源上呈现“西富东贫，北多南少”的格局，而在需求上恰恰相反，这就决定了氢储运环节在氢能产业链中的重要性。在众多氢储运方式中，我们认为高压气氢和低温液氢机会最大，也是最具确定性的两类方式。通过对高压气氢的挖掘，综合下游燃料电池车应用的发展，我们认为高压储氢瓶将会快速发展，而碳纤维作为高压储氢瓶的关键材料，我们认为碳纤维的需求将会被进一步激发，高压储氢瓶也将会成为碳纤维的一大主要应用。通过对液氢产业链的挖掘，氢气液化环节是液氢成本较高的原因，一方面由于高昂的设备成本、另一方面由于液化能耗高，这也意味着液氢若想降本，需从液化环节入手。氢气液化设备核心技术一直掌握在外企手中，我国已经取得一定进展，相信不久将会形成质的飞跃，一旦形成技术突破，成本降低，液氢储运的运用端需求将被打开。综合国外液氢现状，我们认为我国液氢的需求将会大幅上升，因此我们认为液氢产业链各个环节都值得关注，首当其冲的是氢气液化设备。有别于大众的认识市场可能低估了氢储运在氢能产业链中的重要性。我们认为氢储运环节实际上是目前最制约氢能产业发展的一个环节，相比于氢能产业相对发达的地区，我国氢储运技术相对简单，仅仅是高压气氢较为成熟，但仍和国际领先技术有差距。事实上，我们若想在二十一世纪迎接氢能社会，必须重视氢储运环节，如何选用合适方式应对不同应用场景是决定氢能最终成本的一大关键因素，丰富储运方式，并尽可能地降低各类方式的成本是储运氢环节不容忽视的。市场可能低估了液氢未来发展的潜力。液氢在我国一直以来应用于航天航空等军用领域，民用领域基本为零，直到2020年民用液氢领域从无到有，目前已有多家企业对液氢产业链进行布局，综合液氢在氢能产业相对发达地区的地位，液氢在中长距离储运氢的适用性，以及2021年颁布的有关液氢的三项国家标准对于液氢行业的规范作用，我们认为液氢极具发展潜力。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。3行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第3页共42页简单金融成就梦想1.储氢：四大方式，各有千秋..............................................61.1高压气态储氢：当前最成熟的储氢技术，占绝对主导地位..................81.2低温液态储氢：尚处起步阶段，未来大规模用氢的良好解决方案....101.3有机液态储氢：最具发展潜力的氢气低价储运技术之一....................121.4固态储氢：尚处示范阶段..........................................................................152.运氢：与储氢方式密不可分，方式多样..........................172.1气氢输送：高压气氢运输与管网运输将成为未来短距离与长距离运输的主要途径..........................................................................................................182.2液氢输送：液氢槽车运输及LOHC运输将成中期大规模、长距离运输主要途径..............................................................................................................202.3固氢输送：仍处试验阶段、未来有望丰富短距离运氢途径................223.氢储运设备空间巨大，关注储氢瓶及碳纤维...................233.1未来10年加氢站扩充10倍，车载储氢瓶迎来黄金十年...................233.2车载储氢瓶蓄势待发，推动碳纤维产业进入新高度.............................264.液氢产业链突围在即，关注民用液氢领域的突破............294.1液氢制取：液氢产业链核心环节..............................................................294.2液氢储运：确保液氢优越性......................................................................324.3液氢加氢站：氢气大规模发展必经之路.................................................334.4民用液氢项目快速布局，2030年氢液化设备空间近千亿..................364.5相关公司情况整理.......................................................................................395.燃料电池步入快车道，储运氢各领域龙头强者恒强........406.风险提示........................................................................41目录本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。4行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第4页共42页简单金融成就梦想图表目录图1：氢能全产业链示意图...............................................................................6图2：装载高压无缝气瓶的氢气长管拖车..........................................................9图3：北京飞驰竞力加氢站大容积全多层高压储氢容器.....................................9图4：低温液氢生产流程图.............................................................................10图5：大型液氢球型储罐................................................................................11图6：LNG罐式集装箱..................................................................................11图7：氢气有机液态储运过程示意图...............................................................13图8：有机物储氢在可再生能源储能中的角色.................................................14图9：固体储氢材料分类................................................................................15图10：氢能运输结构图.................................................................................17图11：不同运量、运距对于储运方式选择的影响（美元/kgH2）..................17图12：高压气氢运输流程..............................................................................19图13：氢气管道对比.....................................................................................19图14：液氢公路槽车.....................................................................................21图15：LOHC大宗储运的方式.......................................................................22图16：LOHC的跨洋运输与国际氢贸易.........................................................22图17：储氢承压设备体系..............................................................................23图18：输氢承压设备体系..............................................................................24图19：2015-2020年我国碳纤维应用总量（吨）.........................................26图20：2020年全球碳纤维应用分布..............................................................27图21：2020年我国碳纤维应用分布..............................................................27图22：700bar，IV型，5.6kg储氢罐成本拆分............................................28图23：2018～2021H1中复神鹰压力容器用碳纤维售价情况........................28图24：液氢产业链........................................................................................29图25：不同氢液化方法的能耗.......................................................................30图26：氢膨胀制冷氢液化循环流程................................................................31图27：氦膨胀制冷氢液化循环流程................................................................31图28：气氢加氢站与液氢加氢站工作流程......................................................33本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。5行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第5页共42页简单金融成就梦想图29：中科富海1.5TPD氢液化装置............................................................38图30：中科富海5TPD氢液化装置...............................................................38表1：储氢技术对比.........................................................................................7表2：氢气压缩机对比......................................................................................8表3：储氢瓶组类别.........................................................................................9表4：有关液氢的三项国家标准......................................................................12表5：几种典型的有机物储氢介质的储氢性能.................................................13表6：有机物储氢介质三大体系优缺点对比....................................................14表7：各类储氢合金的代表性氢化物及一些性能参数......................................15表8：一些典型碳材料的储氢性能..................................................................16表9：高压气氢、液氢、镁基固态储氢运营段经济性对比................................22表10：高压储氢瓶市场空间测算....................................................................25表11：高压储氢罐用碳纤维需求测算.............................................................28表12：高压气氢和液氢储运成本对比.............................................................32表13：加氢站投资成本拆分...........................................................................34表14：液氢泵优点........................................................................................36表15：美国加州规划的111座加氢站成本.....................................................36表16：氢液化生产线分布..............................................................................36表17：液氢最新进展.....................................................................................37表18：氢液化装置市场空间测算....................................................................38表19：液氢非上市公司情况介绍....................................................................40表20：可比公司估值表.................................................................................41本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。6行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第6页共42页简单金融成就梦想1.储氢：四大方式，各有千秋氢储运承上启下，方式多样，主要包括气态储氢、液态储氢和固态储氢。氢能产业链包含三个关键环节：氢的制取、氢的储运以及氢的应用。氢的储运作为承上启下的一个环节，必须解决该环节中的技术和经济问题，氢能才能真正走进人们的日常生活。在氢经济中，制氢环节结束后，需要远程输送或者直接储存起来。由于标准状态下氢气的体积能量密度很低，是汽油的1/3000，因此实现氢经济的一个先决条件是在较高的体积能量密度下输送和储存氢气。氢的储存方式根据其存在状态可以分为三大类：气态储氢、液态储氢和固态储氢。其中，固态储氢方式很多，分为物理吸附储氢、金属氢化物储氢、复杂氢化物储氢、直接水解制氢（即储氢与产氢一体化）等多种类型。开发不同储氢方式的宗旨是在安全且经济的情况下，尽可能降低氢气的体积，获得高的体积储氢密度和质量储氢密度。图1：氢能全产业链示意图资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》，申万宏源研究四大储氢方式各有千秋。通过对比4种储氢技术，高压气态储氢是目前应用最广，技术最为成熟，但是在安全性和储氢密度方面天然存在瓶颈；低温液态储氢技术在单位质量和单位体积储氢密度具有绝对优势，但是由于在液化过程中能耗大，以及对储氢容器的绝热性能要求极高等原因，储存成本过高；有机液态储氢安全性更高，能够在常温常压下满足长期、长距离、大规模的氢气储运需求，并且能够借助已有的油品储运设备设施，与石油石化产业协同发展，但是目前由于脱氢能耗偏高、脱氢催化剂开发难度大、有机物随着本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。7行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第7页共42页简单金融成就梦想循环次数增加储氢性能下降等问题，距离大规模商业化还有一段时间；固体材料储氢拥有巨大潜力，但目前还处于研究阶段。表1：储氢技术对比储氢方式体积储氢密度（kg/m3）质量储氢密度/%压力/bar温度/K优点缺点发展现状气态储氢高压气态储氢约3313800298技术成熟；结构简单；充放氢速度快；成本及能耗低；运输方便体积储氢密度低；安全性能较差技术最为成熟，目前主要应用：普通钢瓶；少量储存；轻质高压储氢罐；多用于氢燃料电池液态储氢低温液态71约40121单位体积储氢密度大，单位质量热值高；远距离输运成本低；加注效率高；安全性相对较好氢液化能耗大；储氢容器要求高大量、远距离储运，主要用于火箭低温推进剂等航空航天领域；关键设备和系统仍依赖进口，由于民用成本过高，目前在运营的民用液氢工厂较少，且单套产能较小，多为示范应用工程。有机液态6.18～7.29-1常温液氢纯度高；单位体积储氢密度大；运输十分便利；安全性高成本高；能耗大；操作条件苛刻应用少，仍处于技术攻关阶段固态储氢物理吸附储氢150<31298单位体积储氢密度大；能耗低；安全性高；操作简单，便于运输技术不成熟；单位质量储氢密度低；充放氢效率低应用少，仍处于技术攻关阶段金属氢化物储氢2047065复杂氢化物储氢150181298直接水解制氢>100141298资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》、《液氢储运技术及标准化》、《氢能储存与输运》、申万宏源研究本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。8行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第8页共42页简单金融成就梦想1.1高压气态储氢：当前最成熟的储氢技术，占绝对主导地位高压气态储氢是目前工程化程度最高的储氢技术，储氢密度、安全性、成本相互制约。高压气态储氢是指将氢气压缩在储氢容器中，通过增压来提高氢气的容量，满足日常使用。这是一种应用广泛、灌装和使用操作简单的储氢方式，其优点是设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快，是目前占绝对主导地位的储氢方式。其缺点是储氢密度低，安全性较差。通过加压的方式可以提升储氢密度，但是并非压力越高越好，压力越高，对储氢罐材质、结构要求也随之升高，成本会大幅增加，安全性也难以保障。高压气态储氢关键环节在于压缩和储存。压缩过程的关键在于氢气压缩机的选用，氢气压缩机有往复式、膜式、离心式、回转式、螺杆式等类型。不同的压缩机流量、吸气及排气压力等参数不同。压缩机可以视为一种真空泵，它将系统低压侧的压力降低，并将系统高压侧的压力提高，从而使氢气从低压侧向高压侧流动。工程上，氢气的压缩有两种方式:1）直接用压缩机将氢气压缩至储氢容器所需的压力后存储在体积较大的储氢容器中;2）先将氢气压缩至较低的压力(如20MPa)存储起来，需加注时，先引入一部分气体充压，然后启动氢压缩机以增压，使储氢容器达到所需的压力。表2：氢气压缩机对比氢气压缩机类型压缩比工作原理应用场景特征往复式压缩机3:1-4:1利用气缸内的活塞来压缩氢气；曲轴的回转运动转变为活塞的往复运动。压力在30MPa以下的压缩机流量大，但单级压缩比较小，运转可靠度较高，并可单独组成一台由多级构成的压缩机膜式压缩机20:1靠隔膜在气缸中做往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机；隔膜沿周边由两限制板夹紧并组成气缸，隔膜由液压驱动在气缸内往复运动，从而实现对气体的压缩和输送。压力在30MPa以上容积流量较小压缩比高；压力范围广；密封性好；无污染；氢气纯度高；但流量小离心式压缩机通过叶轮转动，将离心力作用于氢气，迫使氢气流向叶轮外侧，压缩机壳体收集氢气，并将其压送至排气管，氢气流向外侧时会在连接有进气管的中心位置形成一个低压区域。大型氢气压缩机组本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。9行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第9页共42页简单金融成就梦想螺杆式压缩机容积式压缩机的一种，氢气从进口处进入至出口处排出，完成一级压缩大型氢气压缩机组回转式压缩机容积式压缩机的一种，采用旋转的盘状活塞将氢气挤压出排气口主要用于小型设备系列只有一个运动方向，没有回程与同容量的往复式压缩机相比，体积要小得多效率极高，几乎没有运动机构资料来源：《氢气储存和输运》、申万宏源研究储氢容器通过对其内部的结构和材料的迭代来提升单位质量储氢密度。高压氢气通常用圆柱形高压气罐或者气瓶灌装。高压储氢容器技术的发展历史主要由金属储氢容器、金属内衬环向缠绕复合储氢容器、金属内衬环向+纵向缠绕复合储氢容器、螺旋缠绕容器以及全复合塑料内衬储氢容器等阶段组成。目前，高压气态储氢容器主要分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）及塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）。回顾储氢容器的演变过程，其本质是通过改变结构及材料，提升单位质量储氢密度。与最早的金属储氢容器不同的是，II、III、IV代高压储氢容器通过在内胆外缠绕多种纤维固化后形成增强结构，通过不改善内衬材料及纤维缠绕模式，不断提升高压复合储氢罐的承压能力和质量储氢密度。表3：储氢瓶组类别类型I型瓶II型瓶III型瓶IV型瓶材质铬钼钢钢制内胆纤维环向缠绕铝内胆纤维全缠绕塑料内胆纤维全缠绕工作压力(MPa)17.5-2026.3-3030-7030-70应用情况加氢站等固定式储氢应用国内车载国际车载资料来源：《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》、申万宏源研究高压气态储氢应用领域主要包括运输、加氢站、燃料电池车。1）运输端：高压氢气的运输主要指将氢气从产地运输到使用地点或者加氢站。采用汽车运输，设备主要为大型高压无缝气瓶或“K“瓶装氢。2）加氢站端：加氢站用高压储氢容器是氢储存系统的重要组成部分。目前高压氢气加氢站所用的存储容器多为高强钢制无缝压缩氢气储罐。3）燃料电池车端：高压气态储氢是目前燃料电池车的主要储氢方式，车载储氢瓶大多使用的是III型和IV型，使用压力主要为35MPa和70MPa。图2：装载高压无缝气瓶的氢气长管拖车图3：北京飞驰竞力加氢站大容积全多层高压储氢容器本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。10行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第10页共42页简单金融成就梦想资料来源：《氢气储存和运输》、申万宏源研究资料来源：《氢气储存和运输》、申万宏源研究1.2低温液态储氢：尚处起步阶段，未来大规模用氢的良好解决方案低温液态储氢属于物理储存，是一种深冷氢气存储技术。氢气经过压缩后，深冷到21K（约-253°C）以下，使之变为液氢，然后存储到特制的绝热真空容器(杜瓦瓶)中。该方式的优点是氢的体积能量高，液氢密度达到70.78kg/m3，是标准情况下氢气密度的850倍左右，即使在高压下，例如80MPa复合高压储氢的体积储氢密度约为33kg/m3，也远远低于液氢的体积储氢密度。但是液氢的沸点极低（-252.78°C），与环境温差极大，对储氢容器的绝热要求很高。对于大规模、远距离的氢能储运，低温液态储氢有较大优势。图4：低温液氢生产流程图本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。11行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第11页共42页简单金融成就梦想资料来源：《21世纪的能力：氢与氢能》，申万宏源研究低温液氢的存储技术关键在于液氢储罐。液氢的体积密度大、质量储氢效率比其他储氢形式都大，但是沸点低（20.3K）、潜热低、易蒸发，因此液氢的存储需使用具有良好绝热性能的液氢储罐。液氢储罐有多种类型，根据其使用形式可分为1）固定式：固定式液氢储罐可采用多种形状，常用的包括球形储罐和圆柱形储罐，一般用于大容积的液氢存储；2）移动式：由于移动式运输工具的尺寸限制，移动式液氢储罐厂采用卧式圆柱形，结构、功能与固定式液氢储罐并无明显差别，但需具有一定抗冲击强度，以满足运输过程中的速度要求；3）罐式集装箱：液氢罐式集装箱与液化天然气罐式集装箱类似，可实现液氢工厂到液氢用户的直接储供，减少了液氢转注过程的蒸发损失，且运输方式灵活。按照绝热方式可分为普通堆积绝热和真空绝热两大类。低温液氢存储的研究热点是无损储存，无损储存的关键在于液氢储罐绝热性能的提升：由传统的被动绝热方式向主动绝热技术转变，将更低导热率、更高低温性能的材料应用于液氢储罐。因此，我们认为大容积、低蒸发率液氢储罐的研发是液氢存储技术发展的重要方向。图5：大型液氢球型储罐图6：LNG罐式集装箱资料来源：StuartHowes、申万宏源研究资料来源：中化集团、申万宏源研究我国低温液氢目前尚处于起步阶段，主要应用于航天航空领域。氢的能量密度高，是普通汽油的3倍，这意味着燃料的自重可降低2/3，这对飞机来讲是极为有利的。与常用的航空煤油相比，用液氢作航空燃料，能够大幅改善飞机各类性能参数。液氢燃料在航天领域是一种难得的高能推进剂燃料，氢氧发动机的推进比冲I=391s，除了有毒的液氟外，液氢的比冲是最高的，因此在航天领域得到重要应用。此外，液氢由于能够大幅提高氢气的纯度，在液氢温度下，氢气中绝大多数有害杂质将被固化去除，从而得到纯度达99.9999%以上的超纯氢气，完全能够满足氢燃料电池的使用标准。此外，液氢还可应用在高端制造、冶金、电子等产业领域，但由于目前低产能导致的液氢成本过高，除了航空航天领域，在其他领域基本处于空白阶段。技术封锁严重限制我国液氢的发展，期待技术突破带动产业化放量。液氢是未来氢能源大规模应用的重要解决方案，能够使下游用户既便宜又便捷地使用氢能源。美国、欧洲、本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。12行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第12页共42页简单金融成就梦想日本从液氢的储存到使用，包括加氢站全部都有了比较规范的标准和法规，液氢发展产业链比较完备，因此国外将近有1/3的加氢站为液氢加氢站。作为液氢生产大国的美国一直对中国采取“严格禁运，严禁交流”的策略，同时还限制其同盟国的公司，例如法液空、林德公司等向中国出售设备和技术。国内之前还存在技术标准和政策规范缺失的问题，但在2021年5月，我国国家标准委正式发布了三项有关液氢的国家标准，这意味着我国液氢产业的发展终于有法可依，涉足民用液氢领域的企业正逐步增多。国内目前液氢的问题主要是成本高，关键设备和系统仍依赖进口，成本过高也导致了目前民用液氢工厂较少，多为示范应用工程。国内的大型氢液化装置主要需要突破低温氢工况材料选用，氢、氦透平膨胀机研制和正仲氢转化催化剂等技术难题，随着未来技术突破，大型氢液化装置的国产化将快速推进液氢成本下降。表4：有关液氢的三项国家标准国家标准实施时间主要内容使用范围《氢能汽车用燃料液氢》2021/11/1规定了氢能汽车用燃料液氢的技术指标、试验方法以及包装、标志、贮存及运输的要求适用于贮罐贮存、管道或罐车输送的质子交换膜燃料电池汽车用燃料液氢《液氢生产系统技术规范》2021/11/1规定了液氢生产系统的基本技术要求、氢液化装置、液氢贮存、氢气排放、自动控制与检测分析、电气设施、防雷防静电及保护接地、辅助设施、安全防护的要求适用于新建、改建、扩建的液氢生产系统的设计《液氢贮存和运输安全技术要求》2021/11/1规定了液氢贮存和运输过程中液氢贮罐的设置、罐车和罐式集装箱的运输、吹扫与置换、安全与防护、事故处理的要求适用于液氢贮罐、液氢运输车和罐式集装箱的贮存和运输的技术要求资料来源：国家标准化管理委员会、申万宏源研究1.3有机液态储氢：最具发展潜力的氢气低价储运技术之一有机液态储氢（LOHC）属于化学储存，能够实现常温常压下氢气储运。有机液态储氢是通过加氢反应将氢气与甲烷（TOL）等芳香族有机化合物固定，形成分子内结合有氢的甲基环乙烷（MCH）等饱和环状化合物，从而可在常温和常压下，以液态形式进行储存和运输，并在使用地点在催化剂作用下通过脱氢反应提取出所需量的氢气。有机液态储氢的优点是可在常温常压下以液态输运，储运过程安全、高效，可使用储罐、槽车、管道等已有的油品储运设施，且安全监管部门和公众对LOHC的忧虑相比低温液氢和高压气氢要小得多。但LOHC还存在脱氢技术复杂、脱氢能耗大、脱氢催化剂技术亟待突破等技术瓶颈。若能解决上述问题，液态有机物储氢将成为氢能储运领域最有希望取得大规模应用的技术之一。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。13行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第13页共42页简单金融成就梦想图7：氢气有机液态储运过程示意图资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》，申万宏源研究有机液态储氢（LOHC）的关键在于有机物储氢介质的选择。选择有机物储氢介质重点考虑的性能指标包括：1）质量储氢和体积储氢性能高；2）熔点合适，能使其常温下为稳定的液态；3）成分稳定，沸点高，不易挥发；4）脱氢过程中环链稳定度高，不污染氢气，释氢纯度高，脱氢容易；5）储氢介质本身的成本；6）循环使用次数多；7）低毒或无毒，环境友好等。各国对于有机物储氢介质的选取不同，国内主要研究方向为N-乙基咔唑、二甲基吲哚等，武汉氢阳能源控股有限公司已完成了千吨级N-乙基咔唑装置的示范；德国Hydrogenious公司主要研究方向为二苄基甲苯，已进展到应用示范阶段；日本在此方面处于领先地位，日本千代田化建公司主要研究方向为甲基环己烷，在2020年实现了全球首次远洋氢运输。上述三类方法是目前最主要走向商业化的三大体系。表5：几种典型的有机物储氢介质的储氢性能储氢介质化学组成常温状态熔点/°C沸点/°C能⼒/%质量储氢体积储氢能⼒/(kgm3)脱氢温度/°C脱氢产物产物化学组成产物常温状态环己烷C6H12液态6.580.747.255.9300~320苯C6H6液态甲基环己烷CH14液态-126.6100.96.247.4300~350甲苯C7H8液态十氢萘C10H18液态-30.4反式185.57.365.4320~340萘C10H8固态十二氢咔唑C12H21N固态766.7150~170咔唑C12H9N固态十二氢乙基咔唑C14H25N液态-84.5(TG)5.8170~200乙基咔唑C14H13N固态十八氢二苄基甲苯C21H38液态-343956.257260~310二苄基甲苯C21H20液态八氢1，2-二甲基吲哚C10H19N液态<-15>260.55.76170~2001，2-二甲基吲C10H11N固态本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。14行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第14页共42页简单金融成就梦想哚资料来源：《液体有机氢载体储氢体系筛选及应用场景分析》，申万宏源研究表6：有机物储氢介质三大体系优缺点对比体系优点缺点甲基环己烷体系常温下为液体、使用方便，价格低廉加氢和脱氢需要较高温度二苄基甲苯体系常温下为液体，加氢和脱氢温度较低价格相对甲基环己烷较高N-乙基咔唑体系加氢和脱氢温度较低且速率高常温下为固体（熔点67°C，加氢产物为液体），价格三者中最高，储氢能力最弱资料来源：《液体有机氢载体储氢体系筛选及应用场景分析》，申万宏源研究有机液态储氢（LOHC）技术有望在未来新型能源体系中扮演重要角色，氢储能值得关注。双碳背景下，未来可再生能源使用比例逐渐增加，亟需解决可再生能源的波动性和不稳定性的问题，氢储能是一种良好的解决方案。通过可再生能源电力电解水制氢，通过氢气实现能量的储存和运输，而LOHC储氢方式是诸多储氢方式中稳定性最高、日常维护量最小、长周期储存成本最低的一种方式。此外，LOHC储氢能够实现可再生能源、电网、大型发电和分布式发电、氢气加注市场等不同领域的交互应用，更适合大规模、长时间的储存。图8：有机物储氢在可再生能源储能中的角色资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》，申万宏源研究本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。15行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第15页共42页简单金融成就梦想1.4固态储氢：尚处示范阶段固态储氢是指利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢气储存在固体材料当中。固态储氢一般可以做到安全、高效、高密度。根据固态材料储氢机制的差异，主要可将储氢材料分为物理吸附型储氢材料、金属氢化物基储氢合金，复杂氢化物等。目前在所有固态储氢材料中，研究最集中、最广泛，目前也最具有实用化前景的是金属氢化物基储氢合金。图9：固体储氢材料分类资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》，申万宏源研究金属氢化物储氢未来潜力巨大，尤其适合燃料电池汽车上使用。金属氢化物是金属合金与氢发生可逆反应时生成的一类氢化物，以金属氢化物形式吸附氢，然后加热氢化物释放氢。在实际储氢应用中要求金属氢化物在数千个循环中保持其反应性和容量。因此金属氢化物种类很多，但只有少数适用于储氢应用。目前金属氢化物的主要研究方向为LaNi5、Mg2Ni和FeTi等金属氢化物的改性。金属氢化物储氢具有储氢体积密度大、操作容易、运输方便、成本低、安全性好、可逆循环好等优点，但是质量效率低，如果质量效率能够有效提高的话，这种储氢方式非常适合在燃料电池汽车上使用，未来潜力较大。表7：各类储氢合金的代表性氢化物及一些性能参数组成典型氢化物合金晶体结构氢与金属原子比（H/M)吸氢量（质量分数）/%本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。16行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第16页共42页简单金融成就梦想A2BMg2NiH4Mg2Ni1.33.62ABTiFeH2CsCl1.01.911AB2ZrMn2H3C141.01.48ZrV2H4.5C151.52.3AB5LaNi5H6CaCu51.01.38CaNi5H6CaCu51.01.78资料来源：《氢气储存和运输》、申万宏源研究物理吸附储氢仍处实验室阶段。物理吸附储氢是利用微孔材料物理吸附氢分子，依靠氢气分子与储氢材料间较弱的范德华力进行储氢的一种方式。其在特定条件下对氢气具有良好的、可逆的热力学吸附、脱附性能。这类储氢方式所使用的储氢材料具有高比面积、低温储氢性能好等优势，但是常温或高温储氢性能差的缺点也制约了物理吸附储氢的发展。目前大量的多阔材料包括多孔炭、沸石、金属有机骨架等，都一直被人们认为是不错的储氢介质。其中多孔碳基材料比表面积和孔容较高，化学稳定性和热稳定性好且密度低，更重要的是可用来重复存储，所以备受关注。碳质材料吸附储氢，是近年来根据吸附理论发展起来的储氢技术，是指用碳质材料作为储氢介质的吸附储氢。美国能源部专门设立了研究碳质材料储氢的财政资助。我国也将高效储氢的纳米碳质材料研究列为重点研究项目。表8：一些典型碳材料的储氢性能序号材料储氢条件储氢量1Sc功能化石墨烯391K8.00%2碳纤维296K,105bar0.70%3纳米石墨300K,10bar7.40%4热还原氧化石墨烯300K,50bar0.32%5CO2活化碳纳米管20.1K,125bar1.00%6碳纳米管薄膜室温，大气压8.00%7微孔炭77K,1bar2.01%8生物质碳材料77K,200bar6.00%9生物质碳材料298K,200bar1.22%10介孔碳纤维303K,100bar0.80%资料来源：《氢气储存和运输》、申万宏源研究固态储氢已有示范应用，未来广泛的场景应用可期。近年来，关于固态储氢出现了众多示范项目，以固态储氢为能源供应的大巴车、卡车、冷藏车、备用电源等在我国相继问世。世界各国在固态储氢应用和新型储氢材料的研发上取得了诸多进展，成熟的储氢材料已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用，德国HDW公司甚至将开发的TiFe系固态储氢系统用于燃料电池AIP潜艇中。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。17行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第17页共42页简单金融成就梦想2.运氢：与储氢方式密不可分，方式多样氢气的运输往往和氢气的储存状态息息相关。根据氢气运输时的状态，我们可以将氢气的运输方式分为三种：气氢输送、液氢输送和固氢输送。针对不同的氢气状态选用不同的运输手段。气氢输送：气氢输送往往采用长管托车和管道运输两种。液氢输送：液氢输送采用液氢罐车或者专用液氢驳船运输，LOHC可依托油品储运设施。固氢输送：通过金属氢化物存储的氢气可以采取更加丰富的运输手段，驳船、大型槽车等运输工具均可以用以运输固态氢。图10：氢能运输结构图资料来源：《氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用》，申万宏源研究运量和运距决定储运的方式。各种储运方式都有自己的特点。我们认为，在当下氢能产业仍处初期发展阶段，对于大规模、长距离运氢的需求不大，高压气态运氢最具性价比。但随着氢能产业快速发展，下游应用场景逐渐丰富，对于大规模、长距离运氢的需求将逐渐增加，此时液氢输送的优势将会显现，并成为主流方式。在氢能发展的最终阶段，各类储氢技术将更为成熟，我们认为将会形成多种氢储运路径并行的局面。图11：不同运量、运距对于储运方式选择的影响（美元/kgH2）本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。18行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第18页共42页简单金融成就梦想资料来源：ETC《MakingtheHydrogenEconomyPossible》，申万宏源研究注：成本包括储存、运输、转换成本；假设管网运输方式为盐洞储存；虽然LOHC成本比低温液氢成本更低，但是目前还未完全商业化。2.1气氢输送：高压气氢运输与管网运输将成为未来短距离与长距离运输的主要途径高压气氢拖车是当下氢气短距离运输的主要途径。从我国当下氢能产业的发展状况来看，氢气的短距离异地运输主要通过集装管束运输车进行。例如，化工富余氢气经过脱水、脱氧等净化流程后，经过氢压缩机压缩至20MPa，由装气柱充装入集装管束运输车。经运输车运至目的地后，通过高压卸车胶管把集装管束运输车和卸气柱相连接，卸气柱和调压站相连接，20MPa的氢气由调压站减压至0.6MPa并入氢气管网使用。在加氢站日需求500kg的情况下，高压气氢拖车运输节省了成本与管道建设前期投资成本，在一定储运距离以内经济性最高。高压储氢容器自重大，氢气的密度又很小，装运的氢气质量只占总运输质量的1%～2%左右，因此气态氢的拖车运输仅适用于将制氢厂的氢气输送到距离不太远，同时需用氢气量不太大的用户。轻量化、高压力是未来高压气氢拖车的发展方向。我国当下用于高压气氢拖车运输的运输气瓶主要以工作压力20MPa的纯钢制I型瓶为主，单车运输氢气约380kg。与国外领先技术仍有一定差距，国外采用45MPa纤维全缠绕高压氢瓶长管托车运氢，单车运输氢气可达700kg。为了提高运输效率和适应70MPa压力等级加氢站的建设需求，我们认为高压气氢拖车未来将继续向轻量化、高压力方向发展。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。19行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第19页共42页简单金融成就梦想图12：高压气氢运输流程资料来源：《集装管束运输车在氢气运输中的应用》，申万宏源研究管道输送是最经济、最节能的大规模长距离输送氢气的方式。管道运输压力一般为1.0～4.0MPa，输氢量大、能耗低，但是建造管道一次性投资较大。在管道运输发展初期，可以积极探索掺氢天然气方式。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》披露，截至2019年，美国已有2500公里的输氢管道，欧洲已有1598公里的输氢管道，我国则仅有100公里的输氢管道。2021年6月，中国石油天然气管道工程有限公司中标河北定州至高碑店氢气长输管道可行性研究项目，管道全长约145公里，设计输氢量10万吨/年，是国内目前规划建设的最长氢气管道。氢-天然气混合气的管网运输。研究表明，使用已有管网输送氢气是低成本长距离输送大量氢气的优选方法之一。直接把天然气管网变成氢-天然气混合气（含氢量约15%），仅需对原有管网进行适当的改造即可。但是，如果要进行纯氢输送，则需要对天然气管网进行实质性的改造，包括材料和重要部件的更换、安全性措施升级等。利用天然气管网输送天然气混合气和升级改造天然气管网来输送纯氢，这两个方面的技术分析和研发工作也是美国能源部氢能发展计划中的主要内容。图13：氢气管道对比本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。20行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第20页共42页简单金融成就梦想资料来源：HydrogenCouncil《MakingtheHydrogenEconomyPossible》，申万宏源研究2.2液氢输送：液氢槽车运输及LOHC运输将成中期大规模、长距离运输主要途径液氢槽车运输适合运距较远，运量较大的场景。液氢的运输、储存容器需使用特殊合金和碳纤维增强树脂等，而且还必须使用应对自然蒸发的液态氢用浸液泵和高隔热容器等特殊设备和技术。制氢厂制得的氢气，经过液化后，可方便地进行公路运输，到达加氢站后可直接给液氢用户加氢，或者通过气化、加压后给高压氢罐用户加氢。槽车是液氢车运的关键设备，常用水平放置的圆筒形低温绝热槽罐。汽车用液氢储罐其存储液氢的容量可以达到100m3，铁路用特殊大容量的槽车甚至可运输120~200m3的液氢。液氢存储密度和损失率与储氢罐的容积有较大关系，大储氢罐的储氢效果要比小储氢罐好。液氢槽车输送在我国发展将成必然。液氢当下痛点问题在于短距离运输成本较高，现有技术条件下，液化过程的能耗和固定投资较大，液化过程的成本占整个液氢储运环节的90%以上，而这也造就了液氢运输成本对于距离不敏感。未来，由于液化设备的规模效应和技术升级，液化能耗和设备成本还有较大的下降空间。鸿达兴业在内蒙古自治区投资建设我国首个规模化的民用液氢项目，年产3万吨液氢。此外，国富氢能、嘉化能源、中科本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。21行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第21页共42页简单金融成就梦想富海等多家企业也在积极拓展液氢市场，叠加2021年出台的三项关于液氢的国家标准为液氢的发展提供了政策导向，民用液氢规模化趋势已成必然。2020年12月，鸿达兴业完成全国首车长距离民用液氢运输，其自主生产的液氢跨越2500多公里，是国内液氢长距离运输的重要里程碑。图14：液氢公路槽车资料来源：Linde，申万宏源研究液氢驳船运输适用于跨国运氢。液氢还可使用驳船运输，这和运输液化石油气相似，不过需要更好的绝热材料，使液氢在长距离运输过程中保持液态，驳船上装载容量很大的存储液氢的容器。用于船运的液氢储罐容积可达1000m3以上，且无需经过人口密集区域，相较于陆运更加安全、经济。日本川崎重工建造的全球首艘液氢运输船“SUISOFRONTIER“于2021年5月24日在神户市面向媒体公开，12月24日开启首航，从日本驶往澳大利亚，提取第一批货物，船上搭载了川崎重工播磨工厂制造的氢气储罐，这种长25米、高16米的椭圆形储罐能够储存1250m3的液氢。液氢驳船运输的发展将由未来当地制氢成本的高低决定。采用液氢驳船运输的氢气往往是进口的，这部分船舶进口的氢能源将与当地生产的氢能源直接竞争，当地的制氢成本水平及其降本潜力将成决定性因素。就液氢驳船运输较为领先的日本而言，未来液氢驳船运输将抢占日本近半氢气运输市场。日本政府提出，到2050年日本的氢气用量大约为2千万吨，约为2020年的5000倍。川崎重工表示，计划在2050年，用80艘船舶运输日本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。22行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第22页共42页简单金融成就梦想本国内所需2千万吨氢气中的900万吨。川崎重工将斥资5.78亿美元建造全球首艘大型液化氢运输船，改传将配备4个可分别储存4万m3液化氢的储罐，预计2026年完工。液体有机氢（LOHC）输送可依托已有的油品储运设施，有望在大规模储运氢方面担任重要角色。氢气的大规模运输除了利用管道运输，还可利用LOHC的方式，依托已有的管道、储罐、接卸设施、槽车、火车罐车、油船等油品储运设施实现大宗的储存和运输。新建氢气管道需要大量的前期投入成本，利用已有天然气管道掺氢的方式运输，到达目的地后，还需分离氢气，实施的复杂性和挑战性较大。我们认为在氢气输送管网尚未广泛建设之前，LOHC输送有望在大规模储运氢方面担任重要角色。图15：LOHC大宗储运的方式图16：LOHC的跨洋运输与国际氢贸易资料来源：《液体有机氢载体储氢体系筛选及应用场景分析》、申万宏源研究资料来源：《液体有机氢载体储氢体系筛选及应用场景分析》、申万宏源研究2.3固氢输送：仍处试验阶段、未来有望丰富短距离运氢途径固氢输送仍处研究阶段，未来有望丰富短距离运氢途径。固态氢的运输是指用固体储氢材料通过物理、化学吸附或形成氢化物储存氢气，目前最具实用化价值的是使用储氢合金储存氢气，然后运输装有储氢材料的容器。轻质储氢材料（如镁基储氢材料）兼具高的体积储氢密度和重量储氢率，作为运氢装置具有较大潜力。将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用，加热介质和装置固定放置于充氢和用氢现场，可以实现氢的快速充装及其高密度高安全输运，提高单车运氢量和运氢安全性。但是由于储氢合金价格高（通常几十万元/吨），放氢速度慢，还需要加热，并且储氢合金本身很重，长距离运输不具备经济性。目前尚未有固态氢气运输的案例，各类储氢材料大都处于研究阶段。我们认为在未来固氢运输有望成为一种短距离氢气运输的途径。表9：高压气氢、液氢、镁基固态储氢运营段经济性对比本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。23行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第23页共42页简单金融成就梦想储运方式运营成本支出点原料气充装车辆加氢站高压气氢增压设备折旧&能耗（+）充装设备折旧&能耗（+）长管拖车折旧&运营成本（+++）增压设备折旧&能耗（+）液氢液化设备投入&能耗（+++++）充装设备投入&能耗（+）液氢槽车折旧&运营成本（+）增压设备折旧能耗（+）镁基固态无充装设备投入&能耗（+）固态储氢车折旧&运营成本（+）放气及增压设备折旧&能耗（++）资料来源：香橙会研究院、申万宏源研究注：应用“+”的数量来比较各环节成本情况3.氢储运设备空间巨大，关注储氢瓶及碳纤维3.1未来10年加氢站扩充10倍，车载储氢瓶迎来黄金十年氢能承压设备受到加氢站与燃料电池汽车需求带动，有望快速增长。截至2019年底，中国已经建成和在建的加氢站有130座以上，其中61座已经建成，加氢站数量全球排名第三，储氢压力容器（含缓冲罐等）将近1000台，氢燃料电车汽车累计销售6164辆，商用车保有量全球第一，车载高压氢气瓶已经超过2.5万只。据《中国氢能产业发展报告2020》，到2030年，我国加氢站将达1800座，燃料电池汽车超过100万辆，车载高压氢气瓶将超过300万只。储氢承压设备可根据氢的状态分为气态储氢设备，液态储氢设备，固态储氢设备和复合储氢设备。1）气态储氢设备：主要用于储存高压氢气，包括固定式储氢压力容器和高压氢气瓶，具有充氢、放氢速度快，设备结构简单等优点，缺点是体积储氢密度较低，并且需要高压力储存，以增大储氢密度。目前，气态储氢设备技术相对成熟，市场需求的主流储氢方式。2）液态储氢设备：主要用于储存液氢，包括固定式液氢储罐和液氢瓶的优点是储氢密度高，缺点是氢气液化能耗高、长时间存放液氢存在蒸发损失的问题。在我国目前主要应用于航空航天领域，民用领域正在提速。3）固态储氢容器：固态储氢是通过氢与材料发生化学反应或者物理吸附将氢储存与固体材料中，优点是储氢压力较低、体积储氢密度高、可纯化氢气；缺点是质量储氢密度低、充放氢需要热交换。我国固态储氢容器已在通讯基站、加氢站有应用。4）复合储氢容器：为了提高储氢密度，近年出现了高压固态复合储氢气瓶和高压深冷复合储氢气瓶。图17：储氢承压设备体系本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。24行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第24页共42页简单金融成就梦想资料来源：《中国氢能承压设备风险分析和对策的几点思考》，申万宏源研究输氢承压设备主要用于将气氢或者液氢从产地运输到终端用户，主要分为气态输氢设备和液态输氢设备。1）气态输氢设备：主要用于输送、分配氢气，包括运氢设备和氢气管道。运氢设备主要有氢气长管拖车和氢气管束式集装箱，通常采用钢制大容积无缝高压气瓶和钢制内胆碳纤维环向缠绕气瓶。氢气管道主要有输氢管道和配氢管道。2）液态输氢设备：主要用于输送液氢，包括液氢铁路加注运输车、液氢汽车罐车、液氢罐式集装箱和液氢管道等。图18：输氢承压设备体系本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。25行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第25页共42页简单金融成就梦想资料来源：《中国氢能承压设备风险分析和对策的几点思考》、申万宏源研究车载高压储氢瓶受燃料电池车带动，2030市场空间破千亿。车载高压储氢瓶是目前众多储氢设备中，技术相对成熟，已经具备商业化程度的一种储氢设备。我们认为车载高压储氢瓶在未来十年将迎来快速发展期。车载高压储氢瓶的发展与氢燃料电池汽车的发展正相关，据《中国氢能产业发展报告2020》，2022/2025/2030年氢燃料电池车保有量为1/10/100万辆，氢燃料电池车将在客车、重卡、物流车等车型领域快速放量，由于商用车和乘用车在氢耗和系统成本等方面差距较大，我们对燃料电池汽车进行拆分计算，综合《中国氢能产业发展报告2020》中的氢燃料电池汽车渗透率，我们合理估计2022/2025/2030年氢燃料电池汽车商用车占比100%/90%/80%。据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，2025年氢燃料电池商用车要求里程续航≥500km，其中客车百公里氢耗≤5.5kg，2030年要求续航里程≥800km，其中重卡百公里氢耗≤10kg；2025年氢燃料电池乘用车要求历程续航≥650km，百公里氢耗≤1kg，2030年要求续航里程≥800km，百公里氢耗≤0.8kg。综合《中国氢能产业发展报告2020》，我们对百公里氢耗与续航里程进行合理估计，最终测算得出2022/2025/2030年高压储氢瓶累计市场空间达20/119/1118.4亿元，2026～2030年单年市场空间有望超过200亿。表10：高压储氢瓶市场空间测算指标2022E2025E2030E燃料电池车保有量（万辆）110100燃料电池商用车保有量（万辆）19.590本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。26行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第26页共42页简单金融成就梦想燃料电池乘用车保有量（万辆）0110商用车百公里氢耗（kg/100km）876乘用车百公里氢耗（kg/100km）111商用车续航里程（km）500500800乘用车续航里程（km）650650800商用车储氢系统价格（元/kg）500035002500乘用车储氢系统价格（元/kg）1200081006000高压储氢瓶市场（亿元）20.0119.01118.4资料来源：《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，《中国氢能产业发展报告2020》、申万宏源研究高压储氢瓶将迎黄金十年，2022-2030年均复合增长率超过60%，“卡脖子”难题有望突破。我国在高压储氢瓶方面与国际领先技术仍有一定差距，差距主要在于对于IV型储氢瓶的应用，我国主要应用III型储氢瓶，IV型储氢瓶对于我国氢能产业仍属“卡脖子”难题。目前IV型储氢瓶基本处于测试阶段，2020年12月，斯林达车用IV型储氢瓶通过“三新”评审，成为国内首家通过“三新”评审的IV型储氢瓶制造厂家。奥扬科技的IV储氢瓶产品指标已经通过欧盟、加拿大等第三方测试认证，产品各项性能指标良好，预计2021年年底前可完成产品的型式试验。氢能用高压储氢瓶强调安全性与成本的结合，技术壁垒较高，推荐关注国富氢能、中材科技、斯林达、京城股份等。3.2车载储氢瓶蓄势待发，推动碳纤维产业进入新高度碳纤维行业存在明显的供不应求特征，国产化正提速。据赛奥碳纤维技术《2020年全球碳纤维复合材料市场报告》，2020年中国碳纤维总需求为48851吨，其中国产量仅18500吨，预计2025年我国碳纤维需求约为15万吨，2025年全球碳纤维需求约为20万吨，2030年全球碳纤维需求约为40万吨。2020年国产18500吨销量，相比2019年的12000吨，增长率为54.2%，并且连续四年增长率超过30%。应用方面，风电叶片为最主要的应用，占比超过40%，高压储氢罐应用仅占4%。图19：2015-2020年我国碳纤维应用总量（吨）本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。27行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第27页共42页简单金融成就梦想资料来源：中国化学纤维工业协会，申万宏源研究图20：2020年全球碳纤维应用分布图21：2020年我国碳纤维应用分布资料来源：《2020年全球碳纤维复合材料市场报告》，申万宏源研究资料来源：《2020年全球碳纤维复合材料市场报告》，申万宏源研究储氢瓶的痛点在于成本，储氢瓶成本下降关键在于碳纤维成本的下降。据DOE数据，目前车载储氢瓶成本在16美元/kwh～21美元/kwh，而未来目标为8美元/kwh，仍有超过50%的成本下降空间，目前700bar的IV型瓶成本中，碳纤维成本占总成本52%，要想达到储氢瓶8美元/kwh的最终目标，碳纤维的成本需要下降至13美元/kg。目前我国储氢瓶用碳纤维主要供应商为中复神鹰，然而受目前碳纤维行业严重供不应求的影响，碳纤维用压力容器售价大幅上升，2021年上半年售价上升至151.55元/kg，同比上升19.42%。14.3%35.0%48.1%50.0%54.2%0%10%20%30%40%50%60%0100002000030000400005000060000201520162017201820192020进口量国产量碳纤维应用量增速（右轴）国产碳纤维应用量增速（右轴）风电叶片29%航空航天15%体育休闲14%汽车12%混配模成型9%压力容器8%碳碳复材5%建筑4%其他4%风电叶片41%体育休闲30%碳碳复材6%建筑补强5%压力容器4%航天航空4%混配模成型3%电子电气2%汽车2%其他3%本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。28行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第28页共42页简单金融成就梦想图22：700bar，IV型，5.6kg储氢罐成本拆分图23：2018～2021H1中复神鹰压力容器用碳纤维售价情况资料来源：DOE，申万宏源研究资料来源：公司公告，申万宏源研究储氢罐将成碳纤维主要应用场景，2030年占比有望超30%。碳纤维是储氢瓶的关键材料，据DOE数据，碳纤维占储氢系统成本超过50%。据中科院宁波材料所特种纤维事业部数据，乘用车碳纤维用量约为75kg/辆，商用车碳纤维用量约为320kg/辆。据此测算2022/2025/2030年储氢罐用碳纤维累计用量为0.32/3.12/29.55万吨，我们估算2022/2025/2030年储氢罐用碳纤维年需求量为0.2/1.21/9.52万吨，据《2020年全球碳纤维复合材料市场报告》，未来五年全球范围内压力容器用碳纤维CAGR为20%。综合《2020年全球碳纤维复合材料市场报告》对于我国碳纤维需求预测，我们预测储氢罐用碳纤维2025/2030占碳纤维总需求的比例为8%/31.7%。推荐关注中复神鹰、光威复材。表11：高压储氢罐用碳纤维需求测算指标2022E2025E2030E燃料电池车保有量（万辆）110100燃料电池商用车保有量（万辆）19.590燃料电池乘用车保有量（万辆）0110商用车碳纤维用量（kg/辆）320320320碳纤维52%辅助设施和组装34%其他零部件10%树脂4%115.94119.69126.91151.553.23%6.03%19.42%0%5%10%15%20%25%0204060801001201401602018201920202021H1销售单价（元/kg；左轴）同比增长（%；右轴）本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。29行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第29页共42页简单金融成就梦想乘用车碳纤维用量（kg/辆）757575储氢罐用碳纤维累计需求量（万吨）0.323.1229.55储氢罐用碳纤维年需求量（万吨）0.21.219.52资料来源：中科院宁波材料所特种纤维事业部，《中国氢能产业发展白皮书》，申万宏源研究4.液氢产业链突围在即，关注民用液氢领域的突破4.1液氢制取：液氢产业链核心环节液氢产业链可分为液氢制取、液氢储运和液氢加注三个部分。液氢制取环节是液氢产业链中最为核心的环节，据《中国氢能产业发展报告2020》，在现有技术下，液化过程的能耗和固定投资较大，液化过程的成本占到整个液氢储运环节的90%以上。未来，由于液化设备的规模效应和技术升级，液化能耗和设备成本还有较大的下降空间。液氢储运环节对于储罐的要求于高压气氢储罐的要求不同，前者对于隔热技术要求很高，后者对于承压要求很高，液氢储罐通常采用多层真空隔热技术。液氢加注环节中液氢加氢站技术的核心在于液氢泵，中国在液氢加氢站的推广中相对落后，液氢泵的技术领域相对空白。图24：液氢产业链资料来源：未势能源，申万宏源研究液氢制取环节是液氢产业链中最为核心的环节。液氢能否快速发展决定因素在于液氢的制取（氢气的液化过程）能否快速降本，能否快速降本的决定性因素在于液氢的制取能本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。30行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第30页共42页简单金融成就梦想否扩大规模，因为液氢生产工厂的建设成本高，能耗高，只有提高生产规模才能降低单位成本，提高液氢竞争力。而能否实现液氢的大规模生产，取决于我国能否实现大型氢液化装置的国产化突破。氢气液化能耗下降空间巨大。理想状态下，氢气液化耗能为3.92kWh/kg，然而实际生产过程中却无法达到。目前的氢气液化主要是通过液氮冷却和压缩氢气膨胀实现，耗能为13~15kWh/kg，几乎是氢气燃烧所产生低热值(产物为水蒸气时的燃烧热值，33.3kWh/kg)的一半，而氮气的液化耗能仅为0.207kWh/kg，因此降低氢气液化耗能至关重要。一个有效的方法就是扩大液氢的制备规模，通过大规模设备，可以将氢气液化能耗降低到5~8kWh/kg；调整工艺也是一个有效方法，比如欧洲联盟的IDEALHY项目使用He-Ne布雷顿法制备液氢，能耗为6.4kWh/kg。另外，发达国家正通过创新氢液化流程和提高设备工艺及效率的方法，提高氢液化装置的效率和降低能耗。一些采用高性能换热器、膨胀机和新型混合制冷剂的氢液化创新概念流程的能耗最低已至4.41kWh/kg。图25：不同氢液化方法的能耗资料来源：《氢气制备和储运的状况与发展》、申万宏源研究大规模氢液化装置复杂，氢透平膨胀机技术是关键。氢的液化最早由英国的JamesDewar于1898年通过J-T节流实现。到1902年出现了Claude循环，Claude循环是如今运行大规模氢液化装置的基础，根据制冷方式的不同又可分为氢膨胀制冷和氦膨胀制冷氢液化流程。氢膨胀制冷循环流程采用氢气自膨胀提供低温区冷量，氦膨胀制冷循环氢液化流程则是利用沸点更低的氦作为制冷剂提供低温区冷量。但是无论是氢膨胀制冷还是氦本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。31行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第31页共42页简单金融成就梦想膨胀制冷，在氢液化流程中，透平膨胀机都是最关键的设备。大冷量氢、氦透平膨胀机的研发生产是目前氢液化系统的难点和急需解决的问题。美国空气产品公司、德国林德集团和法国液化空气集团几乎垄断了氢液化装置的市场和技术领域，已掌握成熟的氢透平膨胀机技术，并有能力提供单个产能超过30TPD的氢液化设备。俄罗斯的深冷机械公司Cryogenmesh也可以生产最大17TPD的氢液化装置，目前已应用于俄罗斯多个航天发射场。图26：氢膨胀制冷氢液化循环流程图27：氦膨胀制冷氢液化循环流程资料来源：《液氢为核心的氢燃料供应链》，申万宏源研究资料来源：《液氢为核心的氢燃料供应链》，申万宏源研究氢的正仲转化器也是一个重要设备。氢具有正、仲氢两种不同的形式，随着温度的降低，正氢会通过正-仲态转化成仲氢，由于正-仲转换放出的热量大于氢气的气化潜热，所以最后的液氢产品必须以仲氢的形式存在，规定要求仲氢含量必须大于95%。所以在氢液化过程中，需要在换热器或者中间加正仲转换器，以保证仲氢的含量达到标准。国内对于正-仲氢转换催化剂研究已经取得一定成绩，北京航天试验技术研究所自制的正仲氢转化催化剂性能已达到国际先进水平。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。32行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第32页共42页简单金融成就梦想4.2液氢储运：确保液氢优越性随着液氢产业链布局深入，液氢贮罐领域国产替代加速。液氢的存储主要问题在于绝热和泄漏，对于储氢容器的要求在于良好的绝热性能。受益于我国航天工业的发展，我国在液氢贮罐制造技术已经取得了一定的成绩，我国已经完全具备了生产液氢贮罐的能力，但是相对于国外领先技术，我国仍处于追赶状态。大容量、低蒸发率是未来液氢贮罐的方向。目前，美国GardnerCryogenics公司、美国Chart公司、日本川崎重工业株式会社和俄罗斯深冷机械公司Cryogenmesh等企业代表了液氢储运的产业前沿。江苏国富氢能技术装备股份有限公司也已经生产出液氢储罐和液氢罐车的样品，未来将应用于国富氢能投建的洛阳液氢生产项目。液氢运输成本远低于高压气氢，中远距离运输成本低弥补氢气高昂液化成本。相较于低温液态储氢，高压气态储氢在长距离运输上十分不具有优势，其运输成本对距离的敏感性高，需要进一步提高储运效率。液氢储运体积密度是高压气态储运的5倍，在中长距离氢气储运中经济性较高，是未来氢储运的重要方向。根据《中国氢能产业发展报告2020》相关数据显示，高压气氢百公里运输费用为5～6元/kg，液氢运输费用为0.5～0.6元/kg；而从气氢转化为液氢的费用包括13度电耗，按照0.3元/kwh计算，电耗费用4元，加上辅助工具折旧摊销6元/kg，液氢成本是10元/kg。据此测算当运输距离大于300km时，液氢储运成本便低于高压气氢储运成本。表12：高压气氢和液氢储运成本对比高压气氢液氢说明单台单趟有效氢气运输量（kg）2802910压缩/液化（元/kg）0.710电价0.3元/kwh，液氢制备能耗13kwh/kg，液氢设备折旧摊销6元/kg设备折旧（元/kg）1.150.35人工（元/kg）3.030.42每辆车配置2司机，冲卸装操作工人各1，平均年薪10万元车辆保险（元/kg）0.120.01每辆车1万元/年耗油（元/kg/km）0.0140.0012百公里耗油25L，柴油价格7元/L过路/保养（元/kg/km）0.00720.0006车辆保养费0.3元/km，过路费0.6元/km运输距离（km）300300合计成本（元/kg）11.3611.32资料来源：《中国氢能产业发展报告2020》，申万宏源研究本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。33行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第33页共42页简单金融成就梦想4.3液氢加氢站：氢气大规模发展必经之路加氢基础设施为燃料电池汽车充装燃料提供专门场所，是燃料电池车应用的重要保障，也是氢能发展利用的关键环节。根据加氢站内氢气储存的形态不同，可分为气氢加氢站和液氢加氢站。相较于高压储氢加氢站，液氢加氢站具有占地面积小、液氢储存量的特点，能够满足大规模的加氢需求。高压储氢加氢站是通过外部供氢或站内制氢获得氢气后，经过调压干燥系统处理后转化为压力稳定的干燥气体，随后在氢气压缩机的输送下进入高压储氢罐储存，最后通过氢气加注机为燃料电池汽车加氢。液氢加氢站是通过液氢槽车将液氢运输至加氢站，与加氢站连接后进人站内的液氢储罐。液氢储罐中的氢通过气化器进行气化，气化后的氢气进入缓冲罐。随后进入压缩机内被压缩，并先后输送至高压、中压、低压储氢罐中分级储存。图28：气氢加氢站与液氢加氢站工作流程资料来源：江苏机械门户网，申万宏源研究气氢加氢站主要包括卸气柱、压缩机、储氢罐、加氢机、管道、控制系统、氮气吹扫装置、放散装置以及安全监控装置等等。其中最为核心的设备为压缩机、储氢罐以及加氢机。液态加氢站是由液氢储罐、高效液氢增压泵、高压液氢气化器及氢气储罐、加氢机和控制系统等关键模块组成。其中液氢泵是液氢加氢站的核心设备，液氢泵相较于气氢加氢站中的压缩机，能耗降低80%～90%。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。34行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第34页共42页简单金融成就梦想表13：加氢站投资成本拆分成本构成价格（万元）占比产品描述（作用、特征等）供应链简述（国产化水平、供应商公司，差异）技术难点土建30025%设备费用压缩机42435%加氢站最为核心的设备，承担了氢气增压的重压作用。目前国内加氢站常用的氢气压缩机主要有隔膜式压缩机、液驱式压缩机，少数加氢站也使用离子液压缩机。其中，隔膜式压缩机和液驱式压缩机主要应用于储氢压力不大于45MPa的加氢站；离子液压缩机主要应用于储氢压力90MPa的加氢。性能参数主要为排气压力（20MPa、45MPa、90MPa）、流量。液驱式压缩机、隔膜式压缩机已具备国产化能力，液驱式压缩机由于耗能过高，在加氢站领域逐渐趋于淘汰，代表性企业有海德利森、康普锐斯；隔膜压缩机是目前加氢站压缩机的主力，约有7成加氢站使用的是隔膜压缩机，代表性公司为中鼎恒盛、北京天高、PDC、豪顿，其中市占率最高的是PDC，但市场份额正在逐渐下滑，国产化替代迅速，中鼎恒盛异军突起，已拥有30%以上的市场份额。离子压缩机整个系统非常复杂，成本很高，需要依赖进口，林德是代表性领先企业。压缩机是加氢站中技术壁垒最高的。隔膜压缩机油压的建立和气体流动的控制是关键，对于每张厚度只有0.5mm的3张膜片的形变控制是隔膜压缩机的难点，膜腔曲线的设计与优化就成了隔膜压缩机的核心技术。国内隔膜压缩机的在技术层面上并不存在太大的问题，甚至处于国际领先水平，关键在于核心零部件大多数需要外购，例如设备内部的各种超高压阀门、压力传感器、接头和管件等。目前，国产隔膜压缩机的膜片寿命能够达到连续运行4000小时以上。储氢罐16914%高压储氢设施具有氢气储存和压力缓冲作用，通过压力、温度等传感器对储存介质参数、安全状态等进行监测。35MPa加氢站储氢容器的设计压力一般取45，47，50MPa;70MPa加氢站储氢容器的设计压力通常取82，87.5，98，103MPa。国内站用储氢设备只能用罐，不能用瓶。目前国内能生产储氢罐的只有两家，一家是浙江巨化，另一家是开原维科。从目前情况来看，鉴于加氢车辆少、运营成本高、国内站用储罐技术不成熟等多方因素，现阶段国内加氢站大多没有设储氢罐。国内储氢瓶组的企业有浙江蓝能、东方锅炉。国际领先企业有Hexagon，NPROXX，美国CPI，AP，佛吉亚。技术壁垒也很高，整体而言，国产加氢站用储氢容器尚未真正大规模推向市场，国内加氢站用储氢容器仍然依赖进口。主要技术壁垒是容器壁复合材料制备和成型工艺。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。35行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第35页共42页简单金融成就梦想加氢机746%加氢机的主要功能是为氢燃料电池汽车的车载储氢瓶进行加注。加氢机的基本部件包括箱体、用户显示面板、加氢口、加氢软管、拉断阀、流量计量、控制系统、过滤器、节流保护、管道、阀门、管件和安全系统等。氢气进入加氢机后，通过过滤器、气动球阀（或者高压电磁阀）、单向阀、流量计、拉断阀、软管，最后由加氢枪嘴注入氢燃料电池汽车储氢瓶，从而给氢燃料电池汽车加氢。加氢压力主要有35MPa与70MPa。我国已具备国产化水平，代表性企业有厚普股份、上海舜华，安泰科技，其中厚普股份实现加氢机出口，并且最先推出70MPa加氢机。加氢机相较于压缩机技术难度较低，但也有很多技术挑战，例如工作压力高，对于元件和连接的耐压性和安全可靠性要求非常高；氢气易泄漏，加氢机需要实现无泄漏的氢气密封；金属在高压氢气环境中易发生氢脆，所以选用的金属材料要求抗氢脆性能好。加氢机核心零部件仍然存在进口依赖的情况加氢预冷装置857%主要包括制冷机组、冷却水管路、载冷剂管路及换热器。换热器是预冷装置的关键设备，是预冷装置中唯一与氢气接触的设备。卸气柱645%卸气柱是长管拖车与站内工艺管道间的接口，与拖车车位逐一对应。每组卸气柱上设有一根链接拖车的柔性软管、拉断阀、过滤器、单向止回阀、手动截止阀、安全阀及压力表。顺序控制柜857%顺序控制阀组是实现加氢站加注取气自动化控制的重要组件，由一系列气动阀、电磁间和压力传感器组成。合计1200100%资料来源：EVTank，申万宏源研究液氢泵是提高能效、降低成本并适用于液氢产业市场化和大规模应用的关键核心设备，目前仍为卡脖子难题，依赖进口，国内布局基本空白。对于输送液氢的低温液体泵，主要有离心式和往复式（活塞式）液氢泵两种形式。离心式液氢泵以大型液氢涡轮泵为主，主要用于航天氢氧火箭发动机中氢燃料的输送，现在也逐渐向工业和民用方向发展，但其相对转速较高，机械密封性和安全性问题难以解决；往复式（活塞式）液氢泵具有结构简单可靠，故障率低，转速不高，便于采用串联式机械密封以保证装置不泄漏，提高装置安全性，便于实现变流量运行等优点，因此往复式（活塞式）液氢泵主要用于工业和民用液氢的输送与加注。美国空气产品公司提供的液态氢气压缩泵（CHC）和林德集团提供的液氢泵（Cryopump）是其中的佼佼者，国内企业对于液氢泵的国产化研制仍处在起步阶段，仍需依赖进口。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。36行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第36页共42页简单金融成就梦想表14：液氢泵优点液氢泵基本热力学优势实用优点液氢的高密度高吞吐量利用液氢冷能，加氢站不需要氢气制冷或预冷可连续背靠背运行泵速可调减小活塞应力，提高泵的耐用性直接从杜瓦中泵送成本第，占地面积小加注速度不被传入热量影响最高填充密度（80kg/m3）资料来源：《液氢活塞泵的发展现状与关键技术分析》，申万宏源研究液氢加注有望成为未来主流加氢方式。国外液氢加氢站的应用已较为成熟，已有约1/3的加氢站为液氢加氢站，而国内液氢加氢站刚刚起步，处于规划阶段，重塑集团、佛燃能源、国富氢能、素极动力等多家公司于2021年2月签署合作协议，共同推进液氢储氢加氢站项目。根据国外相关文献，基于H2A模型测算得出，加氢量相同时，液氢加氢站的单位投资要低于高压气氢加氢站，并且建设规模越大，单位投资的优势越明显。因此我们认为，随着未来下游燃料电池汽车市场不断扩大，加氢站单站供应能力势必将会上升，加氢站的规模将逐渐扩大，叠加上游液氢储运，液氢制取的成本不断下降，未来液氢加氢站将会占据一席之地。表15：美国加州规划的111座加氢站成本加氢站类型日加氢量（kg/day）总成本（$'000）单位成本（$/（kg/day）每个加氢机的单位成本（$/(kg/day/加氢机数量）高压气氢加氢站770.0001400.01800.0890液氢加氢站1400-16201900-42001200-3000300-740资料来源：DOE、申万宏源研究注：该数据依据美国加州111座规划的加氢站计算得来，其中63座液氢加氢站4.4民用液氢项目快速布局，2030年氢液化设备空间近千亿我国液氢产业正快速发展，民用液氢完成从0到1。我国液氢工厂有陕西兴平、海南文昌、北京101所和西昌基地等，主要服务于航天发射，并且产能极低，总产能仅有4TPD。民用液氢领域正处于发展初期阶段，鸿达兴业于2020年液氢项目的部分投产，标志着我国民用液氢领域从无到有，从2019年开始各地政府与企业正快速规划有关液氢项目。表16：氢液化生产线分布位置经营者产能（TPD）设备来源建设年份北京一〇一所1林德1996本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。37行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第37页共42页简单金融成就梦想北京一〇一所1法液空2008西昌蓝星化工1法液空2012文昌蓝星化工2.5法液空2014北京一〇一所1.790%国产2021北京中科富海1.5全国产/出口加拿大2021年底北京中科富海5全国产预计2022年底资料来源：中科富海，申万宏源研究表17：液氢最新进展时间设计部门或企业项目介绍2019年7月嘉化能源与浙江省能源集团签订《战略合作框架协议》及《氢液化工厂合作框架》，双方决定联合建立国内第一座商用液氢装置，项目命名为“嘉化氢能综合开发利用项目”，其规模为每小时1立方液氢，约合每天1.5吨。2020年4月鸿达兴业氢液化工厂项目已完成项目建设和安装调试等工作，现已建成投产，年产氢气180吨，未来液氢产能达3万吨2020年6月空气产品公司海盐氢能源基地总投资达数亿美元，项目将分期实施，一期项目预计2022年投产。该氢能源基地分为三个项目，分别涉及氢能源制备和分装、氢能产业关键设备零部件制造、氢能源利用示范城市建设。2020年8月华久氢能、国富氢能、洛阳炼化国富氢能参股公司华久氢能源液氢项目签约启动，国富氢能为华久氢能提供“8.6吨氢液化工艺包与液氢成套设备”。该氢能一体化项目利用洛阳炼化公司的氢气资源，在洛阳吉利石化产业集聚区建设高压氢、液氢项目，项目一期设计高压氢20吨/天，液氢8.5吨/天，计划总投资2.8亿元。一期于2021年12月建成，二期计划2023年6月投产。2020年10月科技部、中科富海科技部发布的《国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项2020年度项目安排公示》中，中科富海《液氢制取、储运与加注关键装备及安全性研究》在列。2020年11月林德、浙江嘉兴港区、上海华谊集团在中国国际进口博览会上，林德公司与浙江嘉兴港区开发建设管理委员会、上海华谊集团签署协议，开启林德在国内首个液氢项目2020年12月中石化巴陵石油化工、湖南核电由岳阳市工信局牵头引进，中石化巴陵石油化工有限公司和湖南核电有限公司共同投资11亿元，建设国内首座液氢工厂，产能60TPD，如果建成，将成为我国产量最大的液氢工厂2021年2月重塑集团、佛燃能源、国富氢能、素极动力四大企业签署合作协议，共同推进“液氢储氢加氢站项目”2021年5月中科富海、定州市人民政府签约定州液氢全产业链示范项目2021年7月航天六院101所与甘肃定西市人民政府签署氢能战略合作协议，协议规定双方将在液氢生产工厂、氢能应用示范区、生态科技创新城等领域推进务实合作，努力推动航天科技创新与定西经济社会发展深度融合，积极支持开展液氢工厂、氢能应用示范区等项目建设。2021年10月东华科技、空气化工产品（中国）投资有限公司东华科技与AP公司就久泰呼和浩特30吨/天液氢项目举行设计开工会，久泰呼和浩特30吨/天液氢项目利用久泰新材料公司的合成气尾氢资源，依托空气化工产品公司先进的氢气提纯液化及储运技术，实现氢气提纯、液化、压缩、液氢贮存、装车等，形成完备的液氢供应链，并在呼和浩特市主城区和托克托县投资建设20座液态加氢站。该项目采用世界先进技术，是目前国内外规模最大的液氢项目，也是AP公司在中国投资的第二个液氢项目。资料来源：各公司公告，申万宏源研究本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。38行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第38页共42页简单金融成就梦想我国氢液化设备和新技术已有一定进展，全面国产化势在必行。氢液化装备主要包括压缩机、透平膨胀机、换热器、正-仲氢转换器。全球范围内，林德和法液空是最具实力的氢液化设备供应商，美国企业也能够提供氢液化设备，但对我国还实施禁运的政策。我国氢液化核心设备还大都依赖进口，这就导致了获取氢液化设备的成本高昂，价格谈判处于被动地位。我国一些企业在此方面已经实现了技术突破，2017年，中科富海开始研发第一套液化能力1.5吨/天的大型氢液化装置，于2019年低完成了所有装备的加工制造集成，目前已具备氦透平膨胀机等氢液化核心工艺及技术，此外中科富海于2019年还承接了北京市科委5吨/天大型氢液化装置磁浮轴氢透平膨胀机研制任务。目前西安交通大学和北京航天试验研究中心正在合作开展大型氢液化装置和高效氢、氦透平膨胀机的研发工作，积极突破这一技术难题。图29：中科富海1.5TPD氢液化装置图30：中科富海5TPD氢液化装置资料来源：中科富海，申万宏源研究资料来源：中科富海，申万宏源研究2030年我国液氢设备空间有望达近千亿。美国的民用液氢占据主流，并且主要用于工业领域。其中33.5%用于石油化工行业，37.8%用于电子、冶金等其他行业，10%左右用于燃料电池汽车加氢站，仅有18.6%的液氢用于航空航天和科研试验。据国富氢能预测，加氢站用氢气2025年液氢会提供10%以上的氢气供应，2030年液氢会提供30%的氢气供应。根据美国能源部对于目前氢液化成本的评估，氢液化装置产能从6TPD~200TPD，对应的投资成本为2.1亿元～34.3亿元，氢液化装置具备规模效应。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划，到2025年我国加氢站的建设目标为至少1000座。据以上数据测算得出2022/2025/2030年，液氢工厂市场空间为4.86/48/900亿元。建议关注中科富海、国富氢能。表18：氢液化装置市场空间测算本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。39行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第39页共42页简单金融成就梦想指标2022E2025E2030E加氢站数量（座）25010002000加氢站单站加注能力（千克/天）100012001500加氢站用氢气需求（万吨）9.1343.8109.5液氢加氢站占比5%10%30%加氢站用液氢需求（万吨）0.464.3832.85加氢站用液氢占比90%50%10%液氢需求（万吨）0.518.76328.5单日液氢供应量（吨）142409000单座液氢工厂产能（吨）1030100液氢工厂投资成本（亿元/TPDLH2）0.350.20.1液氢工厂市场空间（亿元）4.8648900资料来源：DOE，申万宏源研究4.5相关公司情况整理厚普股份：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、加氢站安装调试和售后服务等覆盖整个产业链的业务能力。2019年公司与法液空合作设立的合资公司液空厚普，依托法液空在全球氢能市场的先进技术，具有液氢等技术的引入通道和国际市场空间，致力于加氢站设备的研发、生产和销售，为氢能产业提供基础设施服务，承建了目前全球规模最大的加氢站——北京大兴国际氢能示范区加氢示范站，单日氢气加注量可达4.8吨。公司产品包括加氢机、加氢枪、压缩氢气加氢机检定装置、加氢质量流量计、加氢橇装设备，49t车载液氢储供系统，其产品均为自研自制。冰轮环境：公司突破了氢气液化的大型氦气压缩机关键技术，新型高效氦气螺杆压缩机入选第一批能源领域首台重大技术装备项目；加氢站用高压加氢压缩机整体性能达到国际先进水平；此外公司还实现了燃料电池两大核心部件——空压机和氢气循环泵的产业化，并在相应细分市场均已占据主流份额。深冷股份：公司已先后取得了制氢、氢液化、液氢储罐的相关专利，已具备制氢、氢液化、氢储运及加注等成套装备的设计、制造一站式解决方案提供能力，具备了提供液氢加氢站装置的技术和装备能力。公司根据国内氢行业政策导向和市场发展的趋势积极进行液氢装置、氢加注站市场推广工作，探索以液氢技术为核心打造制氢、储氢、用氢的氢能源示范产业链，示范产业链的示范目标是实现零排放、碳中和。中泰股份：公司已在氢能源的制氢-储氢-加氢站全产业链有所布局。公司具备成熟的大规模制取高纯度氢的技术以及业绩，在煤制氢的深冷分离工艺段已取得国内领先地位;氢液化领域，公司具备为大规模氢液化提供核心设备的业绩，同时，将借助重组标的公司成熟的加气站网络，利用公司现有技术布局加氢站，在氢能市场化应用时可快速切入市场。值得一提的是，2021年6月，公司与赤峰市松山区人民政府、中船风电，润丰能源签署合作协议，联合投资风电与光伏核心装备制造、风电场与光伏电站开发建设、制氢及氢液化等产业化项目，标志着公司在氢液化领域的布局。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。40行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第40页共42页简单金融成就梦想嘉化能源：围绕“长三角氢能走廊”建设，公司充分利用园区内大规模副产氢优势，与美国空气产品公司(AP)和三江化工签署三方合作协议，利用三江化工的液氮资源和公司副产氢气资源，共同发展液氢产业；公司还与浙能集团共同合作的氢能综合利用项目。建设浙江省内第一座液氢工厂。鸿达兴业：公司是氯碱制氢龙头企业，于内蒙古建设运营了我国首个民用液氢工厂，成为全球屈指可数的能生产液氢的企业之一，并实现了液氢的远途运输。公司已具备高压气态、液态、稀土固态三种不同的储氢路线，尤其是后两种都在进行规模化的技术推广。近年来，鸿达兴业已经先后与北京航天试验技术研究所、日本旭化成株式会社、法国液化空气、日本东芝等相关机构建立战略合作伙伴关系，通过引进国内外先进技术和设备，在氯碱制氢行业不断巩固领先地位，逐渐形成了液氢、高纯氢气、超纯氢气等氢气全业态产能，公司也因此成为国内最早开展液氢生产和储运联动业务的公司，并且正在开展分布式能源的应用和示范。表19：液氢非上市公司情况介绍公司简介国富氢能公司专业从事氢气增压装置与加氢站成套设备、车载供氢系统、液氢储存容器、液氢罐箱等产品的设计、制造和相关的技术及销售服务，并承接氢气液化工厂等工程项目的设计与装备提供。在上游的制氢，中下游的储运、配送和终端供氢装备等领域，以提供清洁能源装备为使命，依靠先进的技术和专业经验，致力成为国内领先的氢能装备全产业链一站式设备提供商。中科富海中科富海作为中科院理化所科技成果孵化企业，是国内第一家、全球第三家具有完全自主知识产权的大型超低温制冷装备制造与系统解决方案供应商。中科富海通过积极布局氢能产业，快速取得了一系列成果，奠定了在液氢制取、储运与加注等液氢应用核心领域内的行业领先地位。目前，中科富海拥有全套自主知识产权，可以独立研发集成制造大型氢液化设备，其研发的氢液化装置国产化率将达到90%以上，在与国外产品的竞争中，更具成本优势。未势能源在国内首次实现了液氢全产业链运营，筹建了1tpd液氢工厂和液氢加氢站，搭建液氢全产业链示范运营项目。搭建了液氢工厂“制”液氢、通过液氢重卡和液氢槽车的“储、运”、液氢加氢站的“加”的全产业链运营。同时，未势能源推动了液氢技术实现重卡场景示范应用。着力开发重载车辆车载液氢系统、液氢加氢技术以及关键零部件研发，预计2022年搭载车辆进行试验验证，将于国内首次实现液氢重卡的运行。推动液氢系统向船舶、商用航空领域的应用。资料来源：各公司官网、申万宏源研究5.燃料电池步入快车道，储运氢各领域龙头强者恒强受益于燃料电池的带动，我们认为高压储氢罐在短中期极具成长性，建议关注具有高压储氢罐生产能力的国富氢能、中材科技、斯林达、未势能源、奥扬科技。碳纤维作为高本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。41行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第41页共42页简单金融成就梦想压储氢罐的关键材料，有望被提升至新高度，建议关注中复神鹰、光威复材。液氢产业链将引来突破，液氢制取是最重要的环节，氢气液化设备国产化值得关注，建议关注中科富海、国富氢能、厚普股份、冰轮环境、深冷股份、中泰股份、嘉化能源、鸿达兴业。表20：可比公司估值表证券代码证券简称股价市值(亿元）EPSPEPB2022/3/82020A2021E2022E2023E2020A2021E2022E2023E300471.SZ厚普股份20.7776-0.46----45---7000811.SZ冰轮环境11.68870.300.450.590.73392620162300540.SZ深冷股份26.25420.08---328---4300435.SZ中泰股份17.92680.52---34---3600273.SH嘉化能源10.061430.91---11---2002002.SZ鸿达兴业5.101590.310.560.660.74169872300699.SZ光威复材66.673461.24-1.982.5254-34268行业平均64.918.421.117.04.1资料来源：Wind，申万宏源研究6.风险提示政策节奏低于预期。短期而言，虽然中央政府已经制定4年期氢能示范城市群发展规划，但由于各个地方政府受到当地财政收入的限制，以及内部对氢能发展路线存在分歧等因素影响，不排除各地政府在推进氢能相关政策的节奏上低于预期。氢气液化设备技术突破低于预期。近年以来氢气储运相关的设备企业已经开始加大对氢气液化设备技术研发的投入，并且已经拥有相关技术储备。但是，企业在氢气液化设备技术的储备向规模化生产过程中仍受制于产品性能的稳定性的约制，导致其可能不能通过量产的过程来优化和突破原有技术。同时，氢液化设备的核心设备技术仍被海外企业封锁，不排除企业技术团队攻关进度低于预期。氢能下游需求低于预期。短期而言，虽然各示范城市群以及下游相关产业在碳中和的大背景下将扩大对氢能的使用需求，但受到国家宏观经济环境与相关行业政策影响较大，因此氢能下游需求可能存在低于预期的情况。本研究报告仅通过邮件提供给中庚基金使用。42行业深度请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明第42页共42页简单金融成就梦想信息披露证券分析师承诺本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的信息，独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。与公司有关的信息披露本公司隶属于申万宏源证券有限公司。本公司经中国证券监督管理委员会核准，取得证券投资咨询业务许可。本公司关联机构在法律许可情况下可能持有或交易本报告提到的投资标的，还可能为或争取为这些标的提供投资银行服务。本公司在知晓范围内依法合规地履行披露义务。客户可通过compliance@swsresearch.com索取有关披露资料或登录www.swsresearch.com信息披露栏目查询从业人员资质情况、静默期安排及其他有关的信息披露。机构销售团队联系人华东A组陈陶021-33388362chentao1@swhysc.com华东B组谢文霓18930809211xiewenni@swhysc.com华北组李丹010-66500631lidan4@swhysc.com华南组陈左茜0755-23832751chenzuoxi@swhysc.com股票投资评级说明证券的投资评级：以报告日后的6个月内，证券相对于市场基准指数的涨跌幅为标准，定义如下：买入（Buy）增持（Outperform）中性(Neutral)减持(Underperform)：相对强于市场表现20％以上；：相对强于市场表现5％～20％；：相对市场表现在－5％～＋5％之间波动；：相对弱于市场表现5％以下。行业的投资评级：以报告日后的6个月内，行业相对于市场基准指数的涨跌幅为标准，定义如下：看好（Overweight）中性(Neutral)看淡(Underweight)：行业超越整体市场表现；：行业与整体市场表现基本持平；：行业弱于整体市场表现。我们在此提醒您，不同证券研究机构采用不同的评级术语及评级标准。我们采用的是相对评级体系，表示投资的相对比重建议；投资者买入或者卖出证券的决定取决于个人的实际情况，比如当前的持仓结构以及其他需要考虑的因素。投资者应阅读整篇报告，以获取比较完整的观点与信息，不应仅仅依靠投资评级来推断结论。申银万国使用自己的行业分类体系，如果您对我们的行业分类有兴趣，可以向我们的销售员索取。本报告采用的基准指数：沪深300指数法律声明本报告仅供上海申银万国证券研究所有限公司（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客户。客户应当认识到有关本报告的短信提示、电话推荐等只是研究观点的简要沟通，需以本公司http://www.swsresearch.com网站刊载的完整报告为准，本公司并接受客户的后续问询。本报告首页列示的联系人，除非另有说明，仅作为本公司就本报告与客户的联络人，承担联络工作，不从事任何证券投资咨询服务业务。本报告是基于已公开信息撰写，但本公司不保证该等信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用，并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向人作出邀请。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。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突，不应视本报告为作出投资决策的惟一因素。客户应自主作出投资决策并自行承担投资风险。本公司特别提示,本公司不会与任何客户以任何形式分享证券投资收益或分担证券投资损失，任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。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。本公司未确保本报告充分考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需要。本公司建议客户应考虑本报告的任何意见或建议是否符合其特定状况，以及（若有必要）咨询独立投资顾问。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构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。市场有风险，投资需谨慎。若本报告的接收人非本公司的客户，应在基于本报告作出任何投资决定或就本报告要求任何解释前咨询独立投资顾问。本报告的版权归本公司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