西南证券:绿电制绿氢是趋势,氢能产业链发展加速VIP专享VIP免费

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行业深度研究 | 其他电源设备Ⅱ
绿电制绿氢是趋势,氢能产业链发展加速
氢能源行业深度报告
核心结论
行业评级
超配
前次评级
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评级变动
首次
近一年行业走势
相对表现
1个月
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1.57
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沪深 300
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-2.53
相关研究
核心观点:绿氢行业高速发展,看好氢能产业链长期投资机会。氢能在工业、
冶金、交通等领域应用广阔。在“双碳”大背景下,新能源蓬勃发展,配套
绿氢项目就地消纳新能源电力有助于减少其对电网波动性影响绿电制备绿
氢趋势有望加速。我们预计 22 全球电解槽新增约 1GW26/30 年分别达
30/127GW22-30 CAGR=83%对应电解水系统市场规模 22 年约 31
亿元,26/30 年分别达 761/2420 亿元,22-30 CAGR=72%制备绿氢规
22 年约 8.9 万吨,26/30 年分别266/1949 万吨,22-30 CAGR=96%
我们看好氢能产业链发展,首次覆盖给予行业“超配”评级。
逻辑 1绿氢示范性项目规模庞大,助力行业发展走向成熟。2022 年国内电
解槽招标量约 800MW,同比+100%以上,其中中石化库车一期项目招标量
就达到 260MW占比约 1/3中石化新疆库车绿氢示范项目是全球最大光伏
绿氢生产项目,一期项目绿氢设计产能2万吨/年。绿氢大型示范性项目符
合双碳长期战略,大型石化及电力央企示范性项目助力行业快速发展。
逻辑 2绿电制绿氢成为储能补充解决方案,助力解决新能源电力消纳问题。
光伏及风电等发电呈现较高的不稳定性,并且带来消纳问题突出电解水制
氢相当于就地进行可再生能源的消纳,用于化工产业园及加氢站等领域,
可作为长时储能或通过管道运输作为基础能源替代天然气。电解水制氢装置
具备成本优势且安全性高,使用周期长,有望成为绿电消纳的重要途径。
逻辑 3政策刺激叠加产业链成本下降推动氢燃料车销量高增。2022 年氢燃
料车销量达 4782 辆,同比+155.2%,其中氢能重卡销量达 2465 ,同比
+216%占氢燃料车销量比达 52%氢能重卡在续航、使用便捷性优于纯电
重卡,成为替代燃油重卡,降低交通领域碳排放的重要方式。
逻辑 4:海外绿氢市场广阔,中国电解水制氢设备厂商具备成本技术优势。
中国在碱性电解槽技术上处于世界领先水平且一直有出口海外市场。随着
中国与中东及一带一路国家经贸合作日益紧密,以及海外绿氢项目持续放
量,中国电解水制氢产业链公司有望持续受益
投资建议:建议关注三条主线:一是直接受益绿氢项目优质电解槽厂商,
隆基绿能、阳光电源、华电重工、华光环能、昇辉科技、双良节能,氢能
项目龙头吉电股份二是关键材料及零部件公司,关注氢能阀门厂江苏
神通氢能压缩机厂商开山股份、冰轮环境、雪人股份氢能储运厂商中材
科技、兰石重装、京城股份、中集安瑞科等;三是关注氢燃料车放量受益公
司,氢燃料车龙头美锦能源,电池龙头亿华通-U氢能自行车龙永安行等。
风险提示:绿氢项目开工不及预期;产业政策支持力度下滑;氢能产业链成
本下降不及预期;氢燃料车销量不及预期。
-11%
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7%
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2022-05 2022-09 2023-01 2023-05
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证券研究报告
2023 05 24
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2023 05 24
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索引
内容目录
一、 行业:氢能应用场景广阔,绿氢发展潜力巨 ............................................................... 8
1.1 氢能介绍:清洁能源零碳排放,符合双碳战略大有可为.............................................. 8
1.2 政策梳理:产业支持政策不断出台,全球绿氢项目激增............................................ 10
1.2.1 中国:政策扶持力度大,产业发展环境较好 ..................................................... 11
1.2.2 美国:发展路线明确,绿氢补贴丰厚 ................................................................ 12
1.2.3 日本:政策导向明确,政企、科研合力推动氢能产业化 ................................... 13
1.2.4 欧洲:氢能将高速增长,战略目标宏伟 ............................................................ 14
二、 产业链:制氢环节是核心,储运及应用环节快速发展 .................................................. 15
2.1 上游:制氢环节 ......................................................................................................... 15
2.1.1 煤制氢 ............................................................................................................... 15
2.1.2 天然气制氢 ........................................................................................................ 16
2.1.3 工业副产氢 ........................................................................................................ 17
2.1.4 电解水制氢 ........................................................................................................ 18
2.1.5 不同技术制氢技术路线成本对比 ....................................................................... 25
2.2 中游:氢能储运 ......................................................................................................... 30
2.3 下游需求:化工需求为主,工业及交通领域需求潜力巨大 ........................................ 31
三、 发展逻辑:政策催化叠加产业链降本,绿氢发展加速 .................................................. 35
3.1 政策催化:大型绿氢示范项目放量,电解水制氢走向成熟 ........................................ 36
3.1.1 重点项目介绍——中国石化新疆库车绿氢示范项目 .......................................... 36
3.1.2 其他大型绿氢示范项目 ...................................................................................... 37
3.2 可再生能源配套需求:绿氢项目助力解决储能及消纳问题 ........................................ 38
3.3 交通需求:氢燃料车销量高增,制氢加氢一体站模式提升绿氢需求 ......................... 40
3.4 出口需求:海外项目需求量大,国内氢能业务厂商前景广阔 .................................... 44
3.5 碳税:灰氢制备成本端承压,绿氢生产优势逐步显现 ............................................... 48
3.5.1 全球可持续发展理念深入人心,碳税征收应运而生 .......................................... 48
3.5.2 我国碳税出台势在必行,绿氢优势有望逐步显现 .............................................. 51
3.6 电解槽需求:预计 26/30 年新增装机 30/127GW,市场规模 761/2420 亿元 ............ 53
四、 投资建议:关注优质电解槽厂商及核心设备材料公司 .................................................. 54
4.1 制氢环节:设备厂商最受益,看好具备制造技术优势电解槽厂商 ............................. 54
4.1.1 隆基绿能 ............................................................................................................ 54
4.1.2 阳光电源 ............................................................................................................ 55
4.1.3 华电重工 ............................................................................................................ 56
4.1.4 华光环能 ............................................................................................................ 58
XVBYuNqNoNrQtNmPnQsNpO6McM6MmOrRpNsRfQpPqNjMpNqN6MqQxPNZmPnOxNmRyR
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2023 05 24
3 | 请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声
4.1.5 昇辉科技 ............................................................................................................ 59
4.1.6 双良节能 ............................................................................................................ 60
4.1.7 吉电股份 ............................................................................................................ 61
4.2 材料及零部件:看好具备核心技术和产品优势的细分赛道龙头 ................................. 62
4.2.1 江苏神通 ............................................................................................................ 62
4.2.2 开山股份 ............................................................................................................ 63
4.2.3 冰轮环境 ............................................................................................................ 65
4.2.4 雪人股份 ............................................................................................................ 66
4.2.1 中材科技 ............................................................................................................ 67
4.2.2 兰石重装 ............................................................................................................ 69
4.2.3 京城股份 ............................................................................................................ 70
4.2.4 中集安瑞科 ........................................................................................................ 71
4.3 氢燃料车:看好具备核心技术及新应用场景龙头公司 ............................................... 72
4.3.1 美锦能源 ............................................................................................................ 73
4.3.2 亿华通 ............................................................................................................... 74
4.3.3 永安行 ............................................................................................................... 76
五、 风险提示 ....................................................................................................................... 77
图表目录
1:未来制氢路线展 .......................................................................................................... 9
22021 年全球氢气产量结 ............................................................................................. 9
32021 年中国氢气销量结 ............................................................................................. 9
4:煤气化制氢流程 ........................................................................................................ 16
5:天然气制氢成本变化趋势 (横坐标为天然气价格:元/kg ....................................... 17
6:碱性电解水制氢工作原理 ............................................................................................. 20
7:碱性电解槽示意 ........................................................................................................ 20
8:碱性电解槽系统成本结构 ............................................................................................. 20
9:质子交换膜电解水制氢工作原 .................................................................................. 21
10PEM 电解槽内部结构示意图 ...................................................................................... 22
11:阳光电源发布全国最大功率 PEM 电解槽 ................................................................... 22
12PEM电解槽成本明细构成 ......................................................................................... 23
13:固态氧化物电解示意图 .............................................................................................. 24
14BLOOM 正式推出 SOEC 电解槽 ............................................................................... 24
15AEM 电解水设备示意图 ............................................................................................. 25
16:卧龙与 Enapter 签署“建立氢电解槽中国合资公司备忘录” .................................... 25
17:煤制氢成本测算(褐煤价格=600 /吨) .................................................................. 26
18:煤制氢成本对煤炭价格敏感性测算 ............................................................................ 26
19:天然气制氢成本测算(天然气价格=2.5 /m³ ........................................................ 27
1请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明行业深度研究其他电源设备Ⅱ绿电制绿氢是趋势,氢能产业链发展加速氢能源行业深度报告核心结论行业评级超配前次评级--评级变动首次近一年行业走势相对表现1个月3个月12个月其他电源设备Ⅱ1.57-3.2137.97沪深300-3.10-4.97-2.53分析师杨敬梅S0800518020002021-38584220yangjingmei@research.xbmail.com.cn相关研究核心观点:绿氢行业高速发展,看好氢能产业链长期投资机会。氢能在工业、冶金、交通等领域应用广阔。在“双碳”大背景下,新能源蓬勃发展,配套绿氢项目就地消纳新能源电力有助于减少其对电网波动性影响,绿电制备绿氢趋势有望加速。我们预计22年全球电解槽新增约1GW,26/30年分别达到30/127GW,22-30年CAGR=83%;对应电解水系统市场规模22年约31亿元,26/30年分别达761/2420亿元,22-30年CAGR=72%;制备绿氢规模22年约8.9万吨,26/30年分别达266/1949万吨,22-30年CAGR=96%。我们看好氢能产业链发展,首次覆盖给予行业“超配”评级。逻辑1:绿氢示范性项目规模庞大,助力行业发展走向成熟。2022年国内电解槽招标量约800MW,同比+100%以上,其中中石化库车一期项目招标量就达到260MW,占比约1/3。中石化新疆库车绿氢示范项目是全球最大光伏绿氢生产项目,一期项目绿氢设计产能达2万吨/年。绿氢大型示范性项目符合双碳长期战略,大型石化及电力央企示范性项目助力行业快速发展。逻辑2:绿电制绿氢成为储能补充解决方案,助力解决新能源电力消纳问题。光伏及风电等发电呈现较高的不稳定性,并且带来消纳问题突出。电解水制氢相当于就地进行可再生能源的消纳,用于化工产业园及加氢站等领域,也可作为长时储能或通过管道运输作为基础能源替代天然气。电解水制氢装置具备成本优势且安全性高,使用周期长,有望成为绿电消纳的重要途径。逻辑3:政策刺激叠加产业链成本下降推动氢燃料车销量高增。2022年氢燃料车销量达4782辆,同比+155.2%,其中氢能重卡销量达2465辆,同比+216%,占氢燃料车销量比达52%。氢能重卡在续航、使用便捷性优于纯电重卡,成为替代燃油重卡,降低交通领域碳排放的重要方式。逻辑4:海外绿氢市场广阔,中国电解水制氢设备厂商具备成本技术优势。中国在碱性电解槽技术上处于世界领先水平,且一直有出口海外市场。随着中国与中东及一带一路国家经贸合作日益紧密,以及海外绿氢项目持续放量,中国电解水制氢产业链公司有望持续受益。投资建议:建议关注三条主线:一是直接受益绿氢项目优质电解槽厂商,关注隆基绿能、阳光电源、华电重工、华光环能、昇辉科技、双良节能,氢能项目龙头吉电股份等;二是关键材料及零部件公司,关注氢能阀门厂商江苏神通,氢能压缩机厂商开山股份、冰轮环境、雪人股份,氢能储运厂商中材科技、兰石重装、京城股份、中集安瑞科等;三是关注氢燃料车放量受益公司,氢燃料车龙头美锦能源,电池龙头亿华通-U,氢能自行车龙头永安行等。风险提示:绿氢项目开工不及预期;产业政策支持力度下滑;氢能产业链成本下降不及预期;氢燃料车销量不及预期。-11%-2%7%16%25%34%43%2022-052022-092023-012023-05其他电源设备Ⅱ沪深300证券研究报告2023年05月24日行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日2请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明索引内容目录一、行业:氢能应用场景广阔,绿氢发展潜力巨大...............................................................81.1氢能介绍:清洁能源零碳排放,符合双碳战略大有可为..............................................81.2政策梳理:产业支持政策不断出台,全球绿氢项目激增............................................101.2.1中国:政策扶持力度大,产业发展环境较好.....................................................111.2.2美国:发展路线明确,绿氢补贴丰厚................................................................121.2.3日本:政策导向明确,政企、科研合力推动氢能产业化...................................131.2.4欧洲:氢能将高速增长,战略目标宏伟............................................................14二、产业链:制氢环节是核心,储运及应用环节快速发展..................................................152.1上游:制氢环节.........................................................................................................152.1.1煤制氢...............................................................................................................152.1.2天然气制氢........................................................................................................162.1.3工业副产氢........................................................................................................172.1.4电解水制氢........................................................................................................182.1.5不同技术制氢技术路线成本对比.......................................................................252.2中游:氢能储运.........................................................................................................302.3下游需求:化工需求为主,工业及交通领域需求潜力巨大........................................31三、发展逻辑:政策催化叠加产业链降本,绿氢发展加速..................................................353.1政策催化:大型绿氢示范项目放量,电解水制氢走向成熟........................................363.1.1重点项目介绍——中国石化新疆库车绿氢示范项目..........................................363.1.2其他大型绿氢示范项目......................................................................................373.2可再生能源配套需求:绿氢项目助力解决储能及消纳问题........................................383.3交通需求:氢燃料车销量高增,制氢加氢一体站模式提升绿氢需求.........................403.4出口需求:海外项目需求量大,国内氢能业务厂商前景广阔....................................443.5碳税:灰氢制备成本端承压,绿氢生产优势逐步显现...............................................483.5.1全球可持续发展理念深入人心,碳税征收应运而生..........................................483.5.2我国碳税出台势在必行,绿氢优势有望逐步显现..............................................513.6电解槽需求:预计26/30年新增装机30/127GW,市场规模761/2420亿元............53四、投资建议:关注优质电解槽厂商及核心设备材料公司..................................................544.1制氢环节:设备厂商最受益,看好具备制造技术优势电解槽厂商.............................544.1.1隆基绿能............................................................................................................544.1.2阳光电源............................................................................................................554.1.3华电重工............................................................................................................564.1.4华光环能............................................................................................................58XVBYuNqNoNrQtNmPnQsNpO6McM6MmOrRpNsRfQpPqNjMpNqN6MqQxPNZmPnOxNmRyR行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日3请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明4.1.5昇辉科技............................................................................................................594.1.6双良节能............................................................................................................604.1.7吉电股份............................................................................................................614.2材料及零部件:看好具备核心技术和产品优势的细分赛道龙头.................................624.2.1江苏神通............................................................................................................624.2.2开山股份............................................................................................................634.2.3冰轮环境............................................................................................................654.2.4雪人股份............................................................................................................664.2.1中材科技............................................................................................................674.2.2兰石重装............................................................................................................694.2.3京城股份............................................................................................................704.2.4中集安瑞科........................................................................................................714.3氢燃料车:看好具备核心技术及新应用场景龙头公司...............................................724.3.1美锦能源............................................................................................................734.3.2亿华通...............................................................................................................744.3.3永安行...............................................................................................................76五、风险提示.......................................................................................................................77图表目录图1:未来制氢路线展望..........................................................................................................9图2:2021年全球氢气产量结构.............................................................................................9图3:2021年中国氢气销量结构.............................................................................................9图4:煤气化制氢流程图........................................................................................................16图5:天然气制氢成本变化趋势(横坐标为天然气价格:元/kg).......................................17图6:碱性电解水制氢工作原理.............................................................................................20图7:碱性电解槽示意图........................................................................................................20图8:碱性电解槽系统成本结构.............................................................................................20图9:质子交换膜电解水制氢工作原理..................................................................................21图10:PEM电解槽内部结构示意图......................................................................................22图11:阳光电源发布全国最大功率PEM电解槽...................................................................22图12:PEM电解槽成本明细构成.........................................................................................23图13:固态氧化物电解示意图..............................................................................................24图14:BLOOM正式推出SOEC电解槽...............................................................................24图15:AEM电解水设备示意图.............................................................................................25图16:卧龙与Enapter签署“建立氢电解槽中国合资公司备忘录”....................................25图17:煤制氢成本测算(褐煤价格=600元/吨)..................................................................26图18:煤制氢成本对煤炭价格敏感性测算............................................................................26图19:天然气制氢成本测算(天然气价格=2.5元/m³)........................................................27行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日4请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图20:天然气制氢成本对天然气价格敏感性测算.................................................................27图21:甲醇制氢成本测算(甲醇价格=2.5元/kg)...............................................................28图22:甲醇制氢成本对甲醇价格敏感性测算.........................................................................28图23:ALK制氢成本测算.....................................................................................................29图24:PEM制氢成本测算....................................................................................................29图25:ALK电解水制氢单位成本(元/kg,单位电耗=5Kwh/Nm³).....................................30图26:ALK电解水制氢单位成本(元/kg,单位电耗=4Kwh/Nm³).....................................30图27:2030-2050年全球氢气产量预测(单位:万吨)......................................................32图28:2012-2021年我国氢气产量.......................................................................................32图29:2021年全球氢气需求结构.........................................................................................33图30:2020年中国氢气需求结构.........................................................................................33图31:2050年全球氢能需求结构预测..................................................................................33图32:氢气利用结构.............................................................................................................34图33:氢能建筑用燃料电池热电联供技术示意图.................................................................35图34:氢储能技术及应用路线图...........................................................................................38图35:2015-2022年全球燃料电池汽车销量........................................................................41图36:2022年全球燃料电池汽车车辆类型销售占比............................................................41图37:2022年各国燃料电池汽车销售占比...........................................................................41图38:2017-2022年中国燃料电池汽车销量及增速(单位:辆)........................................42图39:2017-2022年中国燃料电池汽车保有量及增速(单位:辆)....................................42图40:2022年中国燃料电池汽车车辆类型销售占比............................................................42图41:2017-2022年中国加氢站数量(单位:座)..............................................................44图42:2050年预计氢能在能源中占比................................................................................45图43:不同制氢方式下氢量预测(百万吨).........................................................................45图44:2025-2050年绿氢占比预测.......................................................................................47图45:电解槽占1MW碱性电解水系统成本比重..................................................................47图46:全球变暖持续进行......................................................................................................49图47:全球每日二氧化碳排放量总量(单位:Mt).............................................................49图48:碳税等碳定价工具全球分布.......................................................................................50图49:部分发达经济体碳税税率情况(单位:美元/吨二氧化碳当量)................................51图50:2020-2050年各类技术路线制氢成本趋势预测..........................................................52图51:2023-2030年全球电解水制氢规模及市场测算..........................................................53图52:模块化电解槽制氢设备..............................................................................................55图53:全新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品发布会...........................................55图54:阳光电源碱性电解槽..................................................................................................56图55:阳光电源PEM电解槽................................................................................................56图56:1500Nm3/h的碱性电解槽...........................................................................................57图57:1500Nm3/h的碱性电解槽下线公告...........................................................................58行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日5请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图58:公司业务领域.............................................................................................................58图59:1500Nm3/h的碱性电解槽.........................................................................................59图60:1000标方电解槽产品................................................................................................60图61:氢气纯化装置.............................................................................................................60图62:绿电制氢智能系统......................................................................................................60图63:绿电制氢智能系统核心部分.......................................................................................60图64:大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目效果图..........................................................61图65:中韩示范区“可再生能源+PEM制氢+加氢”一体化场站..........................................61图66:2022年公司主营构成................................................................................................63图67:公司高压氢气球阀......................................................................................................63图68:2017-2022年公司螺杆机销量(万台).....................................................................64图69:2018-2023Q1公司营业总收入(亿元)....................................................................64图70:冰轮环境产品布局覆盖全压力宽温区.........................................................................65图71:冰轮环境氢能压缩机..................................................................................................66图72:2022年公司主营构成................................................................................................67图73:2018-2023Q1公司总营收(亿元)...........................................................................67图74:35MPa和70MPaⅢ型燃料电池储氢气瓶................................................................68图75:3000m³球罐工程—山东滨华项目..............................................................................69图76:超高强度、高压储氢用材料及装备研究项目通过中期评审........................................69图77:京城股份新一代车载储氢气瓶IV型瓶.......................................................................71图78:京城股份船用罐项目..................................................................................................71图79:中集安瑞科储运氢装备..............................................................................................72图80:中集安瑞科液氢储罐..................................................................................................72图81:首批30辆49吨氢燃料电池牵引车下线仪式.............................................................74图82:氢能自行车................................................................................................................76表1:氢能与其他燃料对比......................................................................................................8表2:氢的分类与特点.............................................................................................................8表3:不同制氢方法对比........................................................................................................10表4:主流制氢技术路线成本对比(单位:元/kg)...............................................................10表5:2020-2023年国家层面氢能产业相关政策...................................................................11表6:部分地区氢能相关政策................................................................................................12表7:美国氢能发展相关政策................................................................................................12表8:日本氢能政策规划........................................................................................................13表9:欧盟氢能政策目标梳理................................................................................................14表10:欧盟氢能政策目标梳理..............................................................................................14表11:工业副产氢制氢综合成本及供应能力.........................................................................17表12:国内主流电解槽企业产能...........................................................................................18行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日6请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表13:四种电解槽材料对比..................................................................................................18表14:三种电解水技术路线总结比较...................................................................................19表15:碱性电解水制氢BOP辅助系统组成..........................................................................21表16:PEM电解水制氢BOP辅助系统组成.........................................................................22表17:碱性水电解制氢和PEM水电解制氢技术对比...........................................................23表18:各国主要SOEC研发项目投入..................................................................................24表19:中国AEM相关企业动态............................................................................................25表20:各类副产氢成本.........................................................................................................28表21:焦炉煤气制氢成本测算..............................................................................................28表22:不同储氢技术对比......................................................................................................30表23:不同储氢技术未来发展重点.......................................................................................31表24:部分世界组织碳减排与制氢规定................................................................................32表25:中国工业领域氢能应用概览及企业推荐.....................................................................34表26:主要氢冶金示范项目梳理...........................................................................................34表27:中国石化新疆库车绿氢示范项目基本信息项目基本信息............................................36表28:其他国内大型绿氢示范项目介绍................................................................................37表29:储能方式分类.............................................................................................................39表30:不同储能方式对比......................................................................................................39表31:氢燃料重卡与纯电动重卡对比...................................................................................40表32:燃料电池车示范城市群申报情况................................................................................42表33:2021-2022年部分省份氢能产业发展规划梳理..........................................................43表34:2022年以来中东及阿拉伯国家重要氢能合作项目.....................................................45表35:2022年主要厂商的电解槽产量..................................................................................47表36:欧盟氢能项目梳理......................................................................................................48表37:碳税政策分类.............................................................................................................50表38:部分国家(地区)碳税开征年份及税率.....................................................................50表39:碳税相关政策.............................................................................................................51表40:灰氢制备成本(含碳税)测算...................................................................................52表41:2019-2022年阳光电源氢能项目................................................................................55表42:25GW风电离网制氢一体化项目................................................................................57表43:2022-2023年氢能项目..............................................................................................57表44:公司氢能阀门产品......................................................................................................62表45:公司全球核心制造基地及子公司布局.........................................................................64表46:2020-2023年公司项目订单情况................................................................................64表47:压缩机产品谱系.........................................................................................................66表48:中材科技各个基地生产的产品类型及其产能..............................................................68表49:中材科技(苏州)的氢能领域相关的部分核心专利信息............................................68表50:中材科技氢能规划......................................................................................................69行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日7请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表51:兰石重装氢能源领域研发新合作及市场新项目..........................................................70表52:2025/2035年兰石重装氢能装备产业规划.................................................................70表53:中集安瑞科氢能板块相关产品及业务.........................................................................71表54:公司氢能第二个五年“五个一”战略.........................................................................73表55:公司旗下飞驰科技创多个行业第一............................................................................74表56:飞驰科技氢燃料电池汽车生产制造技术的更新迭代...................................................74表57:公司主要氢燃料电池发动机产品参数.........................................................................75表58:2018-2021年氢燃料电池车辆批量商业化运营地区推广进度....................................75表59:2013-2021年公司先后与福田、宇通、申龙等30多家主流车企实现合作................76表60:公司主要共享氢能自行车产品参数............................................................................76表61:永安行小功率燃料电池和微型太阳能制充氢一体机...................................................77行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日8请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明一、行业:氢能应用场景广阔,绿氢发展潜力巨大发展氢能是达到全球“双碳”目标的重要途径。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,能帮助可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能,加快推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。目前全球氢能发展如火如荼,中国国家发改委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》确定了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,海外对绿氢的重视程度也越来越高,2020年欧盟发布了《欧盟氢能战略》,旨在推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用;同年美国发布《氢能计划发展规划》,指定多项关键技术经济指标,期望成为氢能产业链中的市场领导者。我们认为氢能的开发和利用有望引发深刻的能源革命,必须重视氢能行业的发展和投资机会。1.1氢能介绍:清洁能源零碳排放,符合双碳战略大有可为氢能清洁低碳、热值高、来源多样、储运灵活,有望成为21世纪的“终极能源”。氢能是指以氢及其同位素为主体的反应中或氢状态变化过程中所释放的能量。与其他燃料不同,氢能可以利用化石燃料生产,也可以利用可再生能源来进行生产,其燃烧仅生成水,不会产生污染环境的物质,而且燃烧产生的热值较高,能通过能源载体和循环碳经济可以实现可持续的氢利用。表1:氢能与其他燃料对比能量来源储量热值MJ/kg每1万大卡二氧化碳排放量kg性质氢能可电解制取1430可再生天然气211万亿立方米50.802.217不可再生标准煤1万亿吨29.3074.763不可再生原油2406.9亿吨41.8163.370不可再生注:天然气热值按照36.44MJ/Nm³折算。资料来源:《全球油气储量报告》、蓝焰高科、西部证券研发中心根据氢能生产来源和生产过程中的碳排放情况,可将氢分为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢是指通过化石燃料燃烧产生的氢气。蓝氢是指在制氢过程中增加CCUS(CarbonCapture,UtilizationandStorage)碳捕捉、利用与储存技术产生的氢气。绿氢是利用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源制备出的氢气,制氢过程完全没有碳排放。表2:氢的分类与特点类别时期特点灰氢早期阶段(2020-2030)碳基能源制取,可近似理解为工业副产氢,单个装置规模难以实现较为经济的碳捕捉、利用和封存。蓝氢中期过渡阶段(2025-2035)碳基能源制取结合二氧化碳捕捉、利用与封存。通过大规模煤炭、天然气制氢,可以较为经济地实现CCUS。绿氢最终目标(2030-2050)可再生能源、核能电解水制取,实现全过程100%绿色,为终端部门深度脱碳奠定基础资料来源:国家能源局、西部证券研发中心目前氢能主要以灰氢方式制取,绿氢占比有望快速提升。目前的氢气主要是灰氢,约占全行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日9请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明球氢气产量的95%,灰氢在制备过程中会排放较多的二氧化碳。绿氢在制备过程中完全零排放且可以与可再生能源耦合,未来占比有望不断提高,逐步取代灰氢。图1:未来制氢路线展望资料来源:IEA,《中国氢能产业发展报告2020》、西部证券研发中心氢能制备方式多种多样,绿氢主要通过电解水制氢。目前全球制氢主要技术方式有煤制氢、天然气制氢、工业富产氢等。从全球来看,天然气制氢占据主要位置,2021年份额达62%,煤制氢占19%,工业副产氢占比18%,而电解水制氢仅占0.04%。从国内看,煤制氢是我国主要的制氢来源,2021年份额占制氢总量的64%,工业副产氢占比21%,天然气制氢占比14%,而电解水制氢仅占1.52%。煤制氢技术较为成熟、产量大且分布广、排碳量大,吨煤制氢0.11~0.13吨。天然气制氢耗水量小,氢气产率高,蒸汽重整制氢较为成熟,排碳量大,吨天然气制氢0.23吨。工业副产氢是指在生产化工产品的同时得到氢气,主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、合成氨醇等副产工艺。由于其显著的减排效果和较高的经济性优势,吨焦炭制氢0.017吨。电解水制氢主要工艺路线为碱性电解、PEM电解和SOEC电解。其中碱性电解槽技术最为成熟,生产成本较低;PEM电解水流程简单、能耗较高,启停速度快能较好配合风光的波动性,已经实现初步商用。图2:2021年全球氢气产量结构图3:2021年中国氢气销量结构资料来源:Renewablehydrogenforthechemicalindustry、西部证券研发中心资料来源:Renewablehydrogenforthechemicalindustry、西部证券研发中心62%19%18%0.70%0.04%天然气煤工业副产品石油电解水64%14%21%1.54%煤制氢天然气制氢工业副产氢电解水制氢行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日10请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表3:不同制氢方法对比制氢方法优点缺点化石燃料制氢技术成熟,可满足近期所需原料属不可再生能源,储量有限,有CO₂、污染物排放生物质制氢属可再生能源,资源分布广、储量大产氢速率慢,产氢生物种类单一电解水制氢技术比较成熟,工艺简单,无污染,可制备高纯度氢电耗巨大,能量利用效率只有20-30%光解水制氢无污染,有工业应用潜力光能转化率和产氢速率低,离实用距离尚远热化学循环水分解制氢反应温和,可匹配核能、太阳能作为热源等,热效率较高,可实现大规模工业化步骤较多,流程复杂,需研制耐腐蚀高温材料和设备光热化学循环水分解制氢国际首创,反应温度低,操作简单易行,兼具光化学热化学优势研究刚起步,反应机理需要更加深入阐明资料来源:《氢能产业发展报告(2020)》、西部证券研发中心制氢成本是制约氢能源发展的主要因素。化石能源制氢技术成熟,成本较低,煤制氢成本普遍在10.1-13.4元/kg,天然气制氢成本为13.4-16.8元/kg,甲醇制氢成本约为16.8-22.4元/kg。工业副产氢具有经济优势和减少碳排放优势,但是排放过程中含有腐蚀性气体会造成一定环境污染,制氢成本约为11.2-16.8元/kg。电解水制氢成本目前普遍在16.8-33.6元/kg左右,相比化石能源制氢和副产氢成本较高,主要系消耗电量较大,但整个工艺过程简单无污染。生物制氢原材料成本低,但是氢含量较低,目前应用较少。表4:主流制氢技术路线成本对比(单位:元/kg)技术原料优点缺点生产成本(元/kg)化石/化工原料制氢煤技术成熟,成本较低环保性差,储量有限10.1-13.4天然气技术成熟环保性差,储量有限13.4-16.8甲醇技术成熟环保性较差,受价格影响较大16.8-22.4电解水制氢水、电工艺过程简单无污染消耗电量大16.8-33.6化工副产制氢氯碱、合成氨化肥工农业、炼钢水煤气成本低排放含有腐蚀性气体11.2-16.8生物制氢农作物、藻类等原材料成本低氢含量较低/资料来源:前瞻产业研究院、西部证券研发中心现阶段电解水制氢成本较高主要是由于电解槽设备成本较高以及电费较高。未来随着技术进步,电解槽成本有望进一步下降,同时伴随风能,太阳能发电技术的不断提升,未来电费有望进一步下降。综合来看,电解水制氢是未来制氢的主流路线。1.2政策梳理:产业支持政策不断出台,全球绿氢项目激增全球多地出台政策助力氢能产业的发展,绿氢市场认可度逐步提高。世界各国为了更好应对气候变化以及实现能源结构转型,愈加重视氢能产业的发展,不断出台各项政策引领产业发展,加大政府扶持力度,降低制氢成本。根据国际能源署数据显示,自2021年2月以来,全球启动了超131个大型氢能开发项目,并预计2030年全球氢能领域投资总额将达5000亿美元。尽管各国都在加快部署氢能产业,但布局方式略有不同。中国、欧洲、美国等地已经将绿氢纳入国家氢能发展战略中,未来发展前景可期。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日11请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1.2.1中国:政策扶持力度大,产业发展环境较好国家政策持续发力,大力推动氢能全产业链发展。从2020年氢能被列入能源范畴以来,氢能在低碳发展的战略地位愈加凸显。国家能源局等部门出台氢能相关政策,引领氢能产业快速发展,各地方政府也陆续出台政策大力发展氢能。陕西、吉林、江苏等地引发的推动氢能发展的政策,涉及氢能基础设施的建设、燃料电池汽车的推广、氢能产业生态体系的构建等多个领域。以《南京市加快发展储能与氢能产业行动计划(2023-2025年)》和《郑州市主城区燃料电池汽车加氢站布局专项规划(2022-2025年)》等为代表的地方氢能产业发展文件,均提出未来2025年发展目标,引导各地方氢能产业有序健康的发展。表5:2020-2023年国家层面氢能产业相关政策时间部门政策相关内容2020年4月国家能源局《中华人民共和国能源发(征求意见稿)》氢能被列入能源范畴2021年3月国务院《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确将氢能列为前沿科技和产业变革重要领域,谋划布局一批未来产业2021年9月国务院《关于完整准确全面贯彻发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》推动加氢站建设;加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用2021年10月国务院《2030年前碳达峰行动方案的通知》从应用领域、化工原料、交通、人才建设等多个方面支持氢能发展2021年12月工信部《"十四五"工业绿色发展规划》指出加快氢能技术创新和基础设施建设,推动氢能多元利用2022年3月发改委、国家能源局《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、总体要求和发展目标2022年4月工信部等六部委《“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》要加快突破“绿氢”规模化应用等关键技术,推进炼化、煤化工与“绿电”、“绿氢”等产业耦合示范。2022年7月国家市场监管总局、发改委、工信部等16部委《贯彻实施〈国家标准化发展纲要〉行动计划》加强新型电力系统标准建设,完善风电、光伏、输配电、储能、氢能、先进核电和化石能源清洁高效利用标准。2022年8月工信部、国家发展改革委、生态环境部《工业领域碳达峰实施方案》推进氢能制储输运销用全链条发展。2022年10月国家能源局《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》开展氢制备、氢储存、氢输运、氢加注、氢能多元化应用等技术标准研制,支撑氢能“制储输用”全产业链发展。2023年1月国家能源局《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》交通领域大力推动新能源、氢燃料电池汽车全面替代传统能源汽车。资料来源:GGII、西部证券研发中心行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日12请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表6:部分地区氢能相关政策时间城市政策相关内容2023年1月西安市《西咸新区氢能产业发展三年行动方案》2025年西咸新区氢能产业链企业数量达到100家,形成梯度层次分布企业结构;燃料电池系统生产能力5000套/年,产值规模突破300亿元2023年2月四平市《四平市能源发展“十四五”规划》计划到2025年,全省风电规模达到2200万千瓦,光伏发电规模达到800万千瓦2023年2月南京市《南京市加快发展储能与氢能产业行动计划(2023-2025年)》到2025年,南京市力将建成3座加氢站,推广300辆燃料电池汽车2023年2月郑州市《郑州市主城区燃料电池汽车加氢站布局专项规划(2022-2025年)》规划至2025年,主城区建设不少于100座加氢站;远景展望至2035年,主城区建设不少于230座加氢站资料来源:GGII、西部证券研发中心1.2.2美国:发展路线明确,绿氢补贴丰厚美国设定氢能长远发展目标,加强氢能全产业链技术储备,多项政策为其保驾护航。美国从1990年开始制定各项政策为氢能发展提供方向,并通过拨款研发费用、提供税收抵免等方式大力发展氢能产业。2022年11月美国能源部发布《国家清洁氢能战略和路线图(草案)》提出到2050年清洁氢能将贡献约10%的碳减排量,到2030、2040和2050年美国清洁氢需求将分别达到1000、2000和5000万吨/年。同时美国还通过了《通胀削减法案》(IRA)和《两党基础设施法》(BIL)。IRA为每公斤绿氢提供3美元的补贴,降低制氢成本;BIL提供给100亿美元构建和完善氢能产业链各环节。表7:美国氢能发展相关政策阶段时间标志性政策主要内容美国第一阶段:氢能论证和构建形成“制、储、运、用”技术链1990-2001年1990年的《氢研究、开发及示范法案》和1996年的《氢能前景法案》,标志着美国政府确定氢能为未来能源发展的方向之一,开始开展氢能技术研究制定氢能研发5年管理计划;投入1.6亿美元用于氢能生产、储运和应用技术研发;重点论证氢能技术的可行性第二阶段:氢能技术发展方向遴选和重点领域(交通)关键核心技术研发2002-2012年2002年的《国家氢能发展路线图》,标志着美国氢能产业开发进入行动阶段;2003年,发布《总统氢燃料倡议》;2004年,发布《氢立场计划》;2005年,通过《能源政策法案》计划在5年内投资12亿美元研发氢能生产和储运技术,促进氢燃料电池汽车技术及相关技术设施在2015年前实现商业化;开展氢能与燃料电池项目;明确氢能产业发展要经过研发示范、市场转化、基础建设和市场扩张、建立氢能社会等4个阶段第三阶段:氢能燃料电池及其他配套技术的研发和推广应用2013-2020年2014年《全面能源战略》,确定氢能在交通转型中的引领作用2013年政府预算中,有63亿美元拨给美国能源部用于氢能、燃料电池、车用替代燃料等清洁能源研发,并对美国境内氢能基础设施实行30%-50%的税收抵免;在2019年实施的氢能计划中,拨4000万美元资助氢能技术研发,旨在通过技术早起应用推进氢能和燃料电池技术突破第四阶段:在碳中和目标下,2020-2030年2020年11月,美国能源部发布《氢提出未来10年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日13请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明全面推动氢能发展,重点关注绿氢技术的研发和应用推广能计划发展规划》2022年11月,美国能源部发布《国家清洁氢能战略和路线图(草案)》略框架,明确氢能发展核心技术领域、需求和挑战,提出氢能技术主要经济目标,首次明确氢能在实现碳中和目标中的作用;到2050年清洁氢能将贡献约10%的碳减排量,到2030、2040和2050年美国清洁氢需求将分别达到1000、2000和5000万吨/年资料来源:美国能源部、西部证券研发中心1.2.3日本:政策导向明确,政企、科研合力推动氢能产业化在保证本国能源安全的前提下,构建全球氢能产业链。日本最早从1973年开始氢能的相关研究,并于2013年将氢能发展上升为国策,2014年提出“氢能社会”的概念。2017年,日本发布的《氢能源基本战略》成为世界上首个国家层面的氢能发展政策,设立了在2030年左右建造商业规模的氢能产业链的目标。根据2019年修订的《氢能和燃料电池发展战略路线图》,计划未来10年投入3700亿日元扶植氢能产业;到2030年实现氢能年供应量300万吨,2050年实现氢能年供应量达到2000万吨。而日本逐渐意识到,氢能产业链的构建仅靠本国有限的资源难以实现。因此2021年《第六次能源基本计划》提出,建立国际氢能供应链,在全球范围内不断创造氢能需求。随着氢能战略的不断修改完善,发展方向愈加明晰,引导政府部门、企业和研究机构大力推进氢能发展利用。表8:日本氢能政策规划发布时间政策规划日本1973年开展氢能生产、储运和利用相关技术研究,并为其提供财政支持2013年《日本再复兴战略》把发展氢能提升为国策2014年日本《第四次能源基本计划》将氢能定位为与电力和热能并列的核心二次能源,提出建设“氢能社会”2014年6月《氢能和燃料电池发展战略路线图》,制定了“三步走”发展计划,并于2016年、2019年进行了两次修订,明确了具体的发展路线,量化了发展目标,进一步细化和降低了成本目标值2017年12月《氢能基本战略》,提出到2030年实现每年30万吨的氢能产量,成本降至每标准立方米30日元;实现100万千瓦的发电装机规模,发电单价降至17日元/千瓦时;实现加氢站扩建至900所,氢燃料电池汽车、氢燃料电池巴士分别增至80万辆、1200辆,以及向530万家庭普及“家用燃料电池热电联供系统”(ENE-FARM)2018年7月日本《第五次能源基本计划》提出了日本国内能源供求结构以及节能技术创新趋势,为2030年新能源政策和2050年进一步发展提供基础2019年11月修订《氢能和燃料电池发展战略路线图》,计划未来10年投入3700亿日元扶植氢能产业;到2030年实现氢能年供应量300万吨,2050年实现氢能年供应量达到2000万吨;建设稳定的氨供应链,2030年前普及“20%氨、80%煤炭”混燃发电,2050年实现纯氨发电2020年12月日本公布《绿色增长计划》,提出在2030年代中期以电动汽车取代新型汽油动力汽车的目标,旨在2050年前实现碳中和目标2021年10月日本发布《第六次能源基本计划》,提出建立国际氢能供应链,推动氢能在制造业中的应用和生产方式转型,提升社会对氢能的需求资料来源:日本政府官网、西部证券研发中心行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日14请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1.2.4欧洲:氢能将高速增长,战略目标宏伟大规模部署绿氢,能源结构改革,实现脱碳经济。2020年欧盟发布的《欧洲氢能战略》,提出了未来30年渐进式的氢能发展路径,并将战略分成三个阶段,旨在2030年实现绿氢年产量超1000万吨,2050年前实现氢能的大规模部署以及应用,并让各行业实现脱碳。而俄乌冲突的发生使欧洲能源价格激增,加快了欧洲各国在氢能产业上的进程。欧盟于2022年发布的“RepowerEU”计划,再次强调了在2030年氢能产量要实现每年1000万吨国内可再生氢能的生产和1000万吨绿氢进口的目标,并于2023年通过可再生能源指令要求的两项授权法案,推动氢能产业的发展。与此同时,为了解决制氢成本高等问题,欧盟专门成立了欧洲氢能银行,并投资30亿欧元助力欧洲氢能的发展。欧盟各国相继颁发国家氢能战略,德法等五国集体解锁绿氢产能。在《欧洲氢能战略》颁布后几个月内,德国、法国、意大利等国相继发布《国家氢能战略》,对未来氢能产业、燃料电池产业等设立政策框架和目标。德国通过《国家氢能战略》,不仅计划在2030年达到5GW的电解槽容量,即14TWh的绿氢生产,还积极寻找海外氢能供给,并与多国签订氢能项目合作协议。法国于2020年9月发布《国家氢计划》,预计在未来10年投入72亿欧元助力氢能产业研发生产,致力成为全球绿氢产业引领者。法国、德国、荷兰、葡萄牙和西班牙在内的五个欧盟成员国的整体目标是,到2030年在低生产情景下达到20.5GW的绿氢产能,在高生产情景下达到22GW的绿氢产能,共同助力欧洲氢能战略的完成。表9:欧盟氢能政策目标梳理政策发布时间目标/内容2024年2030年2050年欧洲氢能战略2020年7月全欧的绿氢制备总功率将达到6GW,绿氢年产量超过100万吨安装至少40GW可再生电解槽,欧盟的绿氢年产能将超过1000万吨注重氢能在能源密集产业的大规模应用,覆盖所有难以脱碳的行业“RepowerEU”计划2022年5月1000万吨国内可再生氢能生产和1000万吨进口绿氢可再生能源指令要求的两项授权法案2023年2月规定了三种可以被计入可再生能源的氢气:直接连接新的可再生能源发电机所产生的氢气,在可再生能源比例超过90%的地区采用电网供电所生产的氢气,以及在低二氧化碳排放限制的地区签订可再生能源电力购买协议后采用电网供电来生产氢气资料来源:欧盟委员会、西部证券研发中心表10:欧盟氢能政策目标梳理国家绿氢产能氢燃料电池车目标氢产业结构资金规模法国到2030年电解槽产能将达到6.5GW到2028年将达到2-5万辆乘用车和轻型商务车,800-2000辆重型汽车;到2028年将达到400-1000个加氢站到2023年,绿氢在氢气中的比例将达到10%;到2028年将达到20-40%2020-2030年将投资70亿欧元发展绿色氢能德国到2030年达到5GW的电解槽容量,即14TWh的绿氢生产;到2040年将达到10GW的电解槽容量到2050年本土钢铁生产转型对绿氢的需求将超过80TWh;到2050年精炼业和氨气生产转型对绿氢需求达到22TW70亿欧元用于升级氢气相关技术;36亿欧元用于清洁汽车购买;34亿用于加油和充电基础设施建设意大利到2030年达到5GW的电解槽容量到2030年氢燃料电池长途汽车将达到4000辆,同时逐步用氢燃料火车到2030年氢气将占最终能源需求的2%;到2050年氢能在全部能源供应的绿氢项目投资金额为50亿-80亿欧;交通领域投入20亿-30行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日15请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明国家绿氢产能氢燃料电池车目标氢产业结构资金规模取代柴油火车占比提升至20%亿欧元荷兰到2025年将达到0.5GW的电解槽容量;到2030年将达到3-4GW的电解槽容量到2025年将达到1.5万辆氢燃料电池汽车和3000辆重型汽车;到2025年将达到50个加氢站;到2030年将达到30万辆氢燃料电池汽车葡萄牙到2030年,电解槽容量将达到2-2.5GW到2030年,公路运输中的氢能占燃料消耗的5%;到2030年国内海上运输中氢能占燃料消耗的3-5%;到2030年达到50-100个加氢站到2030年,最终能源消耗中绿氢占比1.5%-2%;到2030年,向天然气网络中注入10%-15%的绿氢到2030年将有70-90亿欧元投资绿氢项目西班牙到2030年,电解槽容量将达到4GW到2023年,计划150-220辆氢燃料电池公共汽车;5000-7500辆轻型和重型燃料电池汽车;100-150个加氢站到2030年,绿氢占氢气总消耗量的25%到2030年绿氢项目投资额约为90亿欧元资料来源:StratasAdvisors、HyResource、西部证券研发中心二、产业链:制氢环节是核心,储运及应用环节快速发展氢能产业链分为上游制氢环节,中游储运氢环节以及下游应用环节。对于上游制氢环节而言,电解槽是核心装置,电解槽厂商也是行业内主要玩家,本报告对上游目前主要制氢路径以及成本进行了详细梳理和拆分,电解水制氢目前成本仍然偏高,但是考虑未来碳税的征收以及绿氢成本持续降低,绿氢与灰氢成本差距有望逐步收敛。随着氢能产业链的发展,氢能储运如储氢瓶、氢能压缩机、氢能阀门,下游氢燃料电池企业、氢能自行车等领域均迎来较大的发展机遇,值得长期关注。2.1上游:制氢环节灰氢成本优势明显,绿氢零碳排放具备发展潜力。目前氢气的制备主要技术工艺有热化学制氢和水电解制氢,其中热化学制氢技术主要有化石能源制氢及化工原料制氢。化石能源制氢包括水煤气制氢、天然气重整制氢等,目前已经进行工业生产,技术相对成熟,但用此法制氢发电,能量转换效率低,经济性差,CO2排放量大。根据中国氢能联盟研究院研究显示,2019年我国氢气生产中有超过60%的氢气是煤制氢。在未来一段时期内,由于资源禀赋和新制氢技术尚未成熟,煤制氢仍是我国氢气的主要来源。2.1.1煤制氢以煤为原料制氢气的方法主要有两种:一是煤气化制氢。煤气化是指在高温常压或高温高压条件下,煤与水蒸气或氧气(空气)反应转化为以氢气和CO为主的合成气,再将CO经水气变换反应得到氢气和CO₂的过程。煤气化制氢工艺成熟,目前已实现大规模工业化。传统煤制氢采用固定床、流化床、气流床等工艺,碳排放较高。二是煤超临界水气化制氢,是新型煤制气工艺。超临界水气化过程是在水的临界点以上(温度大于647K,压力大于22MPa)进行煤的气化,主要包括造气、水气变换、甲烷化三个变换过程。可以有效、清洁地将煤转换为H2和纯二氧化碳。2022年8月南控集团下属景隆公司与新锦盛源公司签约开展煤炭超临界水气化制氢项目合作。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日16请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图4:煤气化制氢流程图资料来源:公司官网、西部证券研发中心煤制氢成本优势明显,但其碳排放量高,环保压力大。2021年我国煤制氢产量约2100万吨。产出的氢气主要应用于汽油加氢、粗柴油加氢、燃料加氢脱硫以及合成氨等。在不考虑碳价的情况下,当前煤气化制氢的成本最低,在无CCS(碳捕捉和储存)技术的情况下每公斤氢气制取成本为11元,在结合CCS技术的情形下每公斤氢气制取成本为20元。但是煤气化制氢每生产一公斤H2的碳排放水平为19.94kgCO2~29.01kgCO2,相当于天然气重整制氢碳排放水平的两倍。在全球碳中和的目标导向下,煤气化制氢成本优势恐难持续,据IEA预计,在考虑碳价的情况下,煤制氢的成本优势将逐渐消失。2.1.2天然气制氢天然气制氢是以天然气为原料,用水蒸气作为氧化剂,来制取富氢混合气。制氢包含两个过程:天然气脱硫过程和甲烷蒸汽转化过程。与煤制氢相比,天然气制氢温室气体排放量相对较少。天然气制氢的本质是以甲烷中的碳取代水中的氢,碳起到化学试剂作用并为置换反应提供热量,产生的氢大部分来自水,小部分来自天然气本身。根据《考虑碳排放的化石能源和电解水制氢成本》研究,天然气制氢的CO₂的排放量约为0.43kg/(Nm³H₂)。天然气制氢缺乏原料保障和政策支持,且不具备经济性。天然气制氢是目前全球氢气的主要来源,已成为欧美、中东等天然气资源丰富地区的主流制氢工艺。然而,我国天然气资源较贫瘠,国内目前天然气约40%依赖进口,在国际局势复杂多变的背景下,天然气制氛缺乏原料保障和政策支持。再有,根据天然气价格的变化,天然气制氢成本在7.5元/kg~24.3元/kg之间,不具备经济优势。近几年部分天然气制氢项目的投资强度在0.6万元/Nm3.H-1.4万元/Nm3.H,如需要达到高纯氢4N级标准且具备加氢能力,参照中石化茂名氢燃料电池项目投资强度,预计投资强度达到2.9万元/Nm3.H左右。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日17请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图5:天然气制氢成本变化趋势(横坐标为天然气价格:元/kg)资料来源:《中国氢能产业发展报告2020》、车百智库、西部证券研发中心2.1.3工业副产氢我国工业副产氢规模有一定的提升潜力。工业副产氢是指在生产化工产品的同时得到的氢气,主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用(丙烷脱氢、乙烷裂解)、合成氨合成甲醇等工业的副产氢,工艺路线和制氢综合成本具体如下。1、氯碱副产制氢:氯碱工业生产以食盐水为原料,利用隔膜法或离子交换膜法等生产工艺,生产烧碱、聚氯乙烯(PVC)、氯气和氢气等产品。2、焦炉煤气制氢:焦炉煤气是炼焦的副产品,焦炉煤气制氢工序主要有:压缩和预净化、预处理、变压吸附和氢气精制。3、合成氨和合成甲醇副产气:根据《中国氢能产业发展报告2020》,目前中国氢气消耗结构中用于合成氨、合成甲醇的氢气消耗量占比达50%以上。合成氨、合成甲醇在生产过程中会有含氢气的合成放空气(降低惰性气体含量的气体)和驰放气(随液氨夹带的不凝性气体)排出,氢气含量在18%-55%之间。4、轻烃裂解制氢:主要有丙烷脱氢(PDH)和乙烷裂解等2种路径。轻烃裂解的氢气杂质含量低于焦炉气制氢,纯度较高。5、合成氨和合成甲醇副产气:合成氨、合成甲醇企业可回收利用合成放空气和驰放气实现氢气外供。当前工业副产氢基本为各企业自产自用,较难统计。根据中国电动汽车百人会统计,从工业副产氢的放空现状看,当前供应潜力可达到450万吨/年,能够支持超过97万辆公交车的全年运营。表11:工业副产氢制氢综合成本及供应能力工业副产制氢方式制氢综合成本(元/kg)现有年制氢能力氯碱副产13.4-20.233万吨焦炉煤气9.3-14.9271万吨轻烃裂解PDH14.0-20.2乙烷裂解15.1-20.230万吨7.511.715.920.124.30510152025301元/Nm32元/Nm33元/Nm34元/Nm35元/Nm3行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日18请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明工业副产制氢方式制氢综合成本(元/kg)现有年制氢能力合成氨和合成甲醇14.6-22.4118万吨合计450万吨资料来源:中国化工信息、西部证券研发中心2.1.4电解水制氢电解水制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气,分别从电解槽阳极和阴极析出。根据工作原理和电解质的不同,电解水制氢技术通常分为四种,分别是碱性电解水技术(ALK)、质子交换膜电解水技术(PEM)、高温固体氧化物电解水技术(SOEC)和固体聚合物阴离子交换膜电解水技术(AEM)。电解水制氢技术以碱性电解为主,PEM电解次之。“双碳”目标提出后,国内电解水制氢项目规划和推进逐步加快,2022年国内碱性电解槽企业已披露产能接近11GW,碱性电解水制氢技术已完成商业化进程,产业链发展成熟,且具备成本优势,已实现大规模应用;PEM电解水技术则处于商业化初期,产业链国产化程度不足,电解槽双极板、膜材料以及铂、铱等贵金属催化剂材料成本更高且极度依赖进口;高温固体氧化物电解水技术和固体聚合物阴离子交换膜电解水技术还处于研发示范阶段,未实现商业化应用。表12:国内主流电解槽企业产能电解水装备企业2022年产能中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司1.5GW(碱性+PEM)西安隆基氢能科技有限公司1.5GW考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司1GW天津市大陆制氢设备有限公司1GW阳光氢能科技有限公司1GW苏州希倍优氢能源科技有限公司1GW资料来源:各政府网站、势银、西部证券研发中心水电解制氢四种技术基本原理相同,但在电解槽材料和电解反应条件上存在差异。四者都在氧化还原反应过程中,阻止电子的自由交换,将电荷转移过程分解为外电路的电子传递和内电路的离子传递,从而实现氢气的产生和利用,技术成熟度、运行温度、电流密度等材料及反应条件各异。表13:四种电解槽材料对比类型碱性电解槽(AWE)质子交换膜电解槽(PEM)固体氧化物电解槽(SOEC)阴离子交换膜电解槽(AEM)电解液氢氧化钾(KOH)PFSA膜氧化钇稳定氧化锆(YSZ)苯乙烯类聚合物(DVB)电极/催化剂(氧侧)镀镍穿孔不锈钢氧化铱钙钛矿(如LSCF、LSM)镍铁合金电极/催化剂(氢侧)镀镍穿孔不锈钢铂炭黑镍-钇稳定的氧化锆镍阳极多孔传输层镍网镀铂多孔金属钛粗镍网或泡沫镍/阴极多孔传输层镍网烧结多孔钛或碳布//双极板阳极镀镍不锈钢镀镍钛//双极板阴极镀镍不锈钢镀金钛镀钴不锈钢/框架和密封PSU,PTFE,EPDMPTFE,PSU,ETFE玻璃陶瓷/资料来源:国际可再生能源署、《中国氢能产业发展报告》、《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》、西部证券研发中心行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日19请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表14:三种电解水技术路线总结比较类型碱性电解槽(AWE)质子交换膜电解槽(PEM)固体氧化物电解槽(SOEC)固体聚合物阴离子交换膜电解槽(AEM)技术成熟度大规模应用小规模应用试验研发、尚未商业化试验研发、尚未商业化运行温度70-90℃70-80℃600-1000℃40-60℃电流密度0.2-0.4A/cm21.0-2.0A/cm21.0-10.0A/cm21.0-2.0A/cm2单台装置制氢规模0.5-1000Nm3/h0.01-500Nm3/h//电解槽能耗4.5-5.5kWh/Nm33.8-5.0kWh/Nm32.6-3.6kWh/Nm34.5-5.5kWh/Nm3系统转化效率60-75%70-90%85-100%/系统寿命已达10-20年已达10-20年//启停速度热启停:分钟级冷启停:>60分钟热启停:秒级冷启停:5分钟启停慢启停快动态响应能力较强强较弱/电源质量需求稳定电源稳定或波动电源稳定电源/负荷调节范围15-1000%额定负荷0-160%额定负荷//系统运维有腐蚀液体,后期运维复杂,运维成本高无腐蚀性液体,运维简单,运维成本低目前以技术研究为主,尚无运维需求目前以技术研究为主,尚无运维需求占地面积较大较小//电解槽价格2000-3000元/kW(国产)6000-8000元/kW(进口)7000-12000元/kW//与可再生能源的结合适用于稳定电源的装机规模较大的电力系统适配波动性较大的可再生能源发电系统适用于产生高温、高压蒸汽的光热发电系统/商业特点技术成熟,商业化程度高,投资少国外已经商业化,国内小规模应用,投资高处于实验室研发阶段,尚未产业化处于实验室研发阶段,尚未产业化优点技术成熟、成本低、易于实现大规模应用电流密度高、体积小重量轻、无碱液带来的腐蚀、产品气体纯度较高,间歇性电源适应性高、易于实现与可再生能源结合。高温电解能耗低、可采用非贵金属催化剂,转化效率高,单机容量大,无腐蚀性电解液。纯水体系无腐蚀,可低温电解和低成本阳极析氧催化剂,无污染缺点电流密度低、体积和重量大、碱液有腐蚀性,电能消耗较大、需要稳定电源设备成本较高,催化剂成本高且稀缺。装置体积较大,存在电机材料稳定性问题、需要额外加热,高温限制材料选择。低电压下无法实现稳态性能和高稳定性,活性贵金属成本高资料来源:国际可再生能源署、西部证券研发中心1)碱性电解水制氢碱性电解水制氢是指在碱性电解液环境下进行电解水制氢的过程,电解液一般为KOH或NaOH水溶液。将电解质溶液置于电解槽内,通过隔膜将槽体分为阴、阳两室,各电极置于其中,电流在一定电压下通过电极将水分解,在阳极产生氧气,在阴极产生氢气,以此达到制氢目的。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日20请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图6:碱性电解水制氢工作原理图7:碱性电解槽示意图资料来源:势银、西部证券研发中心资料来源:碳能科技、西部证券研发中心碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP辅助系统。碱性电解槽由电极、电解液、隔膜及极板、垫片等零部件组成,其中隔膜通常为石棉或者为高分子复合材料,电极一般采用镍基金属材料,极板通常采用铸铁金属板、镍板或不锈钢金属板。碱性电解槽工作温度一般为70-90℃,产生的氢气纯度在99%以上,经分离后的氢气需要脱除其中的水分和碱液。一般电解槽需要降低电压增大电流以提高转化效率,成本与其制氢能力有关,制氢能力越大,成本越高。碱性电解水制氢装置BOP辅助系统包括八大系统:电源供应系统、控制系统、气液分离系统、纯化系统、碱液系统、补水系统、冷却干燥系统及附属系统。碱性电解水制氢是目前发展最为成熟的制氢技术,具备槽体结构简单、安全可靠、运行寿命长、操作简便、售价低廉等优点,是市场上主要的电解制氢方式,广泛应用于冶金、医药、储能、食品等行业。图8:碱性电解槽系统成本结构资料来源:艾邦氢能源技术网、西部证券研发中心电源电源去离子水循环系统…氢气处理氢气处理冷却系统冷却系统多孔传输层多孔传输层结构层结构层小组件小组件双极板双极板电堆组装和端板电堆组装和端板膜片/膜电极组件…BOP辅助系统BOP辅助系统碱性电解槽碱性电解槽行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日21请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表15:碱性电解水制氢BOP辅助系统组成系统设备作用电源供应系统整流器、变压器将交流电转化为稳定的直流电源控制系统制氢控制系统、PLC控制柜实时监测装置内温度、压力、流量、气体纯度等气液分离系统气液分离罐、捕滴器、气体冷却器将氢气和氧气分别与碱液分离纯化系统纯化设备气体提纯碱液系统碱液箱、碱液过滤器、碱液循环泵保证碱液的稳定、连续供给补水系统补水泵、水箱保证水源的稳定、连续供给冷却干燥系统换热器、冷却器降温或冷却从干燥器出来的再生气体附属系统氮气吹扫系统、附属框架、管阀件调节阀、氢气纯度检测仪、氧气纯度检测仪、液位计、压力表、流量计等资料来源:各政府网站、势银、西部证券研发中心2)质子交换膜电解水制氢(PEM)质子交换膜电解水制氢技术简称PEM(Protonexchangemembrane),和碱性电解水制氢的区别是,PEM电解制氢使用质子交换膜作为固体电解质替代碱性电解槽使用的隔膜和碱性电解液,避免了潜在的碱液污染和腐蚀问题,安全性更高。质子交换膜电解水制氢同样是是纯水发生电化学反应分解产生氧气和氢气的过程。电解水的能源则利用太阳能、风能和水力发电等零碳能源,制氢过程无污染排放,是最清洁环保的“绿氢”。图9:质子交换膜电解水制氢工作原理资料来源:势银、西部证券研发中心PEM电解水制氢系统由PEM电解槽和辅助系统(BOP)组成。PEM电解槽结构与燃料电池类似,主要部件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、双极板等。其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极,是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所,膜电极特性与结构直接影响电解槽的性能和寿命。PEM电解水制氢装置辅助系统包括四大系统:电源供应系统、氢气干燥纯化系统、去离子水系统和冷却系统。质子交换膜电解槽被认为是极具发展前景的水电解制氢技术。采用高分子聚合物质子交换行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日22请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明膜替代了碱性电解槽中的隔膜和液态电解质,具有工作电流密度更高,总体效率更高,氢气体积分数更高,产气压力更高,动态响应速度更快等优势,能适应可再生能源发电的波动性。很多电解制氢项目开始选择PEM技术,已在加氢站现场制氢、风电等可再生能源电解水制氢、储能等领域得到示范应用并逐步推广。图10:PEM电解槽内部结构示意图图11:阳光电源发布全国最大功率PEM电解槽资料来源:国际可再生能源署、中国节能协会氢能专业委员会、西部证券研发中心资料来源:公司官网、西部证券研发中心表16:PEM电解水制氢BOP辅助系统组成系统设备作用电源供应系统电流传感器、变压器将交流电转化为稳定的直流电源干燥纯化系统氢气纯化设备及相关仪表阀门对生产的氢气进行干燥和纯化去离子水系统氧气分离器、循环泵及相关仪表阀门为电解槽提供达标的去离子水冷却系统换热器、冷却泵、冷凝器降温或冷却从干燥器出来的气体资料来源:各政府网站、势银、西部证券研发中心投资和运行成本高仍然是PEM电解水制氢亟待解决的主要问题。过去5年,PEM电解槽成本已下降了40%,但由于商业化时间不够长,PEM电解槽制造成本仍远高于碱性电解槽,为相同规模碱性电解槽的3-5倍。由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行,因此设备极度依赖价格昂贵的铱、铂、钛等贵金属;质子交换膜作为PEM电解槽的核心零部件之一,性能好坏直接影响电解槽的运行效率和寿命,其生产技术长期被欧美和日本垄断,十分依赖进口,这些都是可能制约国内PEM电解水制氢产业链发展的问题。PEM电解槽成本存在下降空间。随着氢能行业的发展,氢气需求的增加,以及技术的进步,叠加可再生能源电力成本的下降和产氢数量的增加,PEM电解槽成本或将逐步下降。如果考虑用地面积,即土地成本,PEM电解槽更加紧凑,同等规模下PEM占地面积几乎为碱性装置的一半,在土地昂贵的地区PEM电解槽优势更加明显,结合其效率高、能耗少、响应快、负载高等优势,PEM电解槽将是未来电解制氢的主流方向。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日23请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图12:PEM电解槽成本明细构成资料来源:艾邦氢能源技术网、西部证券研发中心表17:碱性水电解制氢和PEM水电解制氢技术对比技术经济指标碱性水电解PEM水电解现在状态未来目标现在状态未来目标电流密度/(A·cm-2)0.2-0.4<0.81-21.5-3压力/Mpa<36<310系统效率/%62-8267-8774-8782-93H2电耗/(kWh·m-3)4.5-6.54.3-5.74.5-5.54.1-4.8电解系统额定功率/MW150-10-20100单堆产氢量/(m3·h-1)760-1000150030250堆寿命/h9000090000<50000<60000系统寿命/a20-303010-2020-30氢气纯度/%99.90->99.99-动态响应速度/s<60-数秒-投资/(美元·kW-1)850-15008002000-3000800-1300资料来源:中国节能协会氢能专业委员会、西部证券研发中心3)高温固态氧化物电解水制氢(SOEC)高温使得制氢过程电化学性能提升,效率更高。高温固态氧化物电解水制氢简称为SOEC(SolidOxideElectrolysisCell),采用固体氧化物为电解质材料,工作温度800-1000℃,制氢过程电化学性能显著提升,效率更高。在高温下,SOEC电解设备会减少对电能的需求,转而提升对废热的利用率,因此热能资源丰富的地区或废热较多的额工业区是SOEC示范项目的理想场地,未来当可再生能源或先进核能供应充足时,SOEC可能成为大规模制氢的路线之一。目前SOEC电解水制氢技术仍处于实验阶段,商业化产品较少,国外推出的产品相对较双极板双极板气体扩散层GDL(PTL)气体扩散层GDL(PTL)密封部件密封部件端板和组装端板和组装膜电极(MEA)膜电极(MEA)电源电源去离子水循环系统去离子水循环系统制氢干燥纯化系统制氢干燥纯化系统冷却系统冷却系统PEM电解槽PEM电解槽BOP辅助系统BOP辅助系统行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日24请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明多。国内中科院大连化学物理研究所、清华大学、中国科技大学在该领域进行研究探索,而国外SOEC技术研究集中在美国、日本和欧盟,主要机构包括三菱重工、东芝、京瓷、爱达荷国家实验室、BloomEnergy、托普索等,研究聚焦在电解池电极、电解质、连接体等关键材料与部件以及电堆结构设计与集成方面。固态氧化物电解具有高效、环境友好、可与可再生能源结合等优点,但也面临着制备工艺、材料稳定性等挑战。SOEC电解槽电极采用非贵金属催化剂,阴极材料选用多孔金属陶瓷Ni/YSZ,阳极材料选用钙钛矿氧化物,电解质采用YSZ氧离子导体,全陶瓷材料结构避免了材料腐蚀问题。高温高湿的工作环境使电解槽选择稳定性高、持久性好、耐衰减的材料受到限制,也制约SOEC制氢技术应用场景的选择与大规模推广。图13:固态氧化物电解示意图图14:BLOOM正式推出SOEC电解槽资料来源:中国节能协会氢能专业委员会、西部证券研发中心资料来源:BLOOM官网、西部证券研发中心表18:各国主要SOEC研发项目投入投资主体时间投资金额项目内容美国康明斯2021年9月500万美元SOEC电堆自动化组装、生产研发欧盟2020年1月975万欧元旨在五年内将SOEC的技术成熟度由TRL7提升至TRL8,并制定如下KPI:-系统电能消耗(标准工作状况)≤39kW/kgH2-电堆衰减速率≤1.2%/1000小时-可运营时间≥98%-单位投资成本(日产1公斤氢气产能)≤2,400欧元-年运行、维护成本(日产1公斤氢气)≤120欧元德国Sunfire与15家由其领导的合作伙伴2022年6月3300万欧元SOEC电解槽系统优化、制造工艺和批量生产资料来源:政府官网、公司官网、西部证券研发中心4)固体聚合物阴离子交换膜电解水制氢(AEM)AEM(AnionExchangeMembrane)是固体聚合物阴离子交换膜水电解的简称。AEM电解水设备运行时,水从阴极参与还原反应生成氢气和氢氧根离子,氢氧根离子通过聚合物阴离子交换膜到达阳极参与氧化反应生成氧气和水。AEM综合了碱性电解水技术和PEM电解水技术的优势,较碱性电解水技术响应速度更快、电流密度更高,较PEM电解水技术制造成本更低。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日25请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明AEM电解水技术研发示范项目较少。AEM电解水技术是目前较为前沿的电解水技术之一,在世界范围内仅有少数公司在尝试将其商业化,相关应用及示范项目也极少。Enapter公司是少数生产出商业化AEM制氢设备的企业,2021年推出AEM电解水制氢系统,系统由420个制氢模块组成,制氢规模达到0.5Nm3/h,同年开始AEM产线建设,每月可产1万台AEM水电解标准化模块。2023年初,国内卧龙集团与Enapter公司在意大利签署合作备忘录,将在中国同步开展氢电解槽及相关业务。国内在AEM制氢领域布局的公司相对较少,北京未来氢能科技和稳石氢能是其中比较有代表性的企业。图15:AEM电解水设备示意图图16:卧龙与Enapter签署“建立氢电解槽中国合资公司备忘录”资料来源:势银、西部证券研发中心资料来源:卧龙集团公司官网、西部证券研发中心表19:中国AEM相关企业动态企业名称相关动态北京未来氢能科技于2022年8月开始建设AEM制氢设备中试基地,包含阴离子交换膜、金属双极板和催化剂等关键部材产线稳石氢能自主研发的AEM电解水制氢系统由多个电解模块组成,可以满足1-200Nm3/h的制氢需求资料来源:公司官网、西部证券研发中心2.1.5不同技术制氢技术路线成本对比1)煤制氢的成本测算——单位成本约11元/kg,考虑碳捕集20元/kg煤制氢的主要影响因素为煤炭的价格,当褐煤价格为600元/吨时,煤制氢的成本约为11元/kg,此时煤炭成本约占总成本41%。煤制氢成本测算的关键假设如下:1.制氢规模:假设制氢装置规模为90000m³/h。2.总投资:建设投资共13.5亿元,折旧年限10年,折现率0%,年修理费3%,采用线性折旧。3.煤炭成本:煤炭不含税价格为600元/吨,假设每立方米氢气所需煤炭为0.67kg。4.其他原料成本:假设氧气外购价格0.6239元/m³,电价0.5元/度;假设每立方米氢气所需氧气0.42m³,电0.048度。5.人工费用:10人,每人每年工资费用12万元。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日26请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明经测算:在煤炭价格为600元/吨的情况下,煤制氢成本约为10.94元/kg,此时煤炭成本约占总成本41%。煤炭价格区间450-700元/吨时,煤制氢成本变化区间9.81-11.69元/kg。CCUS碳捕集成本为375元/吨,制备1kg氢气对应约24kg二氧化碳排放,增加成本9元/kg。考虑CCUS碳捕集成本后,成本变化区间为18.81-20.69元/kg。图17:煤制氢成本测算(褐煤价格=600元/吨)图18:煤制氢成本对煤炭价格敏感性测算资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心2)天然气制氢成本测算——单位成本约15元/kg,考虑碳捕集19元/kg天然气制氢的主要影响因素为天然气的价格。当天然气价格为2.5元/m³时,天然气制氢的成本约为15元/kg,此时天然气成本约占总成本的74%。天然气制氢成本测算的关键假设如下:1.制氢规模:假设制氢装置规模为3000m³/h。2.总投资:建设总投资共2400万元,折旧年限20年,残值率5%,年修理费3%,采用线性折旧。3.天然气成本:假设天然气不含税价格2.5元/m³,假设每立方米氢气所需天然气为0.4m³,对应每千克氢气生产需要天然气成本11.2元。4.其他原料成本:假设去离子水价格0.04元/kg,电价0.5元/度,冷却水价格为0.003元/kg;假设每立方米氢气所需去离子水1.3kg,电0.35度。5.人工费用:10人,每人每年工资费用12万元。经测算:在天然气价格为2.5元/m³的情况下,天然气制氢成本约为15.21元/kg,此时天然气成本约占总成本74%。天然气价格区间为1.5-4元/m³时,天然气制氢成本变化区间10.73-21.93元/m³。CCUS碳捕集成本为375元/吨,制备1kg氢气对应约11.675kg二氧化碳排放,增加成本4.38元/kg;考虑CCUS碳捕集成本后,成本变化区间为14.13-25.33元/kg。参数大小单位工厂规模90000Nm³/h年运行小时数8000h年产能72000万Nm³投资强度1.5万元/Nm³h工厂总投资135000万元运行时间10年折现率0%每年折旧费用13500万元单位折旧0.188元/Nm³维修费0.056元/Nm³人工10人工资12万元/人年单位人工0.002元/Nm³氧气0.42Nm³/Nm³单价0.6239元/Nm³氧气费用0.262元/Nm³辅材费用0.043元/Nm³电耗0.048Kwh/Nm³电价0.5元/Kwh电费0.024元/Nm³褐煤0.67kg/Nm³单价0.6元/kg褐煤费用0.402元/Nm³0.98元/Nm³10.94元/kg褐煤成本4.50占比41%非褐煤成本6.43占比59%固定成本可变成本合计制氢成本项目规模9.8110.1910.5610.9411.3111.6918.8119.1919.5619.9420.3120.690510152025450元500元550元600元650元700元煤制氢成本(元/kg)煤制氢+CCUS成本(元/kg)行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日27请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图19:天然气制氢成本测算(天然气价格=2.5元/m³)图20:天然气制氢成本对天然气价格敏感性测算资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心3)甲醇制氢成本测算——单位成本约23元/kg,考虑碳捕集28元/kg甲醇制氢的主要影响因素为甲醇的价格。当甲醇价格为2.5元/kg时,甲醇制氢的成本约为23元/kg,此时甲醇成本约占总成本的69%。甲醇制氢成本测算的关键假设如下:1.制氢规模:假设制氢装置规模为2600m³/h。2.总投资:建设总投资共4680万元,折旧年限20年,残值率5%,年修理费3%,采用线性折旧。3.甲醇成本:假设甲醇不含税价格2.5元/kg,假设每立方米氢气所需甲醇为0.58kg,对应每千克氢气生产需要甲醇成本16.24元。4.其他原料成本:假设除盐水价格0.04元/kg,电价0.5元/度,冷却水价格为0.003元/kg;假设每立方米氢气所需除盐水0.375kg,电0.7度。5.人工费用:10人,每人每年工资费用12万元。经测算:在甲醇价格为2.5元/kg的情况下,甲醇制氢成本约为23.48元/kg,此时甲醇成本约占总成本69%。甲醇价格区间为1.5-4元/kg时,甲醇制氢成本变化区间16.99-33.23元/kg。CCUS碳捕集成本为375元/吨,制备1kg氢气对应约11.675kg二氧化碳排放,增加成本4.38元/kg;考虑CCUS碳捕集成本后,成本变化区间为21.37-37.61元/kg。参数大小单位工厂规模3000Nm³/h年运行小时数8000h年产能2400万Nm³投资强度0.8万元/Nm³h工厂总投资2400万元运行时间20年折现率5%每年折旧费用140万元单位折旧0.058元/Nm³维修费0.005元/Nm³人工10人工资12万元/人年单位人工0.050元/Nm³去离子水1.3Kg/Nm³单价0.04元/Kg去离子水费用0.052元/Nm³冷却水6Kg/Nm³单价0.003元/Kg冷却水费用0.018元/Nm³电耗0.35Kwh/Nm³电价0.5元/Kwh电费0.175元/Nm³天然气0.4Nm³/Nm³单价2.5元/Nm³天然气费用1.000元/Nm³1.36元/Nm³15.21元/kg天然气成本11.20占比74%非天然气成本4.01占比26%项目规模固定成本可变成本合计制氢成本10.7312.9715.2117.4519.6921.9314.1316.3718.6120.8523.0925.330510152025301.5元2元2.5元3元3.5元4元天然气制氢成本(元/kg)天然气制氢+CCUS成本(元/kg)行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日28请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图21:甲醇制氢成本测算(甲醇价格=2.5元/kg)图22:甲醇制氢成本对甲醇价格敏感性测算资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心4)工业副产氢成本测算——单位成本约9-22元/kg工业副产氢成本主要包括生产成本和提纯成本,各类副产氢综合成本介于9-22元/kg之间。焦炉煤气制氢在工业副产氢中具备成本优势,单位制氢成本约9-15元/kg,由于其显著的减排效果和较高的经济性优势,在电解水绿氢成本达到或接近平价以前,副产氢是过渡阶段的较优途径。表20:各类副产氢成本工艺原料气中氢气体积分数(%)提纯后产氢纯度生产成本(元/NM³)提纯成本(元/NM³)综合成本(元/kg)焦炉煤气约44大于99.99/0.4-0.79.30-14.90氯碱化工98.5大于99.991.1-1.40.1-0.413.44-20.16丙烷脱氢(PDH)99.899.9991-1.30.25-0.514.00-20.16乙烷裂解95大于99.991.1-1.30.25-0.515.12-20.16合成氨和合成甲醇18-55大于99.990.8-1.50.514.56-22.40资料来源:《中国氢能产业发展报告2020》、西部证券研发中心表21:焦炉煤气制氢成本测算焦炉煤气价格(元/NM³)提纯制氢转化制氢0.39.5210.640.410.6411.760.511.7612.880.612.8814.000.714.0015.120.815.1216.24参数大小单位工厂规模2600Nm³/h年运行小时数8000h年产能2080万Nm³投资强度1.8万元/Nm³h工厂总投资4680万元运行时间20年折现率5%每年折旧费用273万元单位折旧0.131元/Nm³维修费0.003元/Nm³人工10人工资12万元/人年单位人工0.058元/Nm³除盐水0.375Kg/Nm³单价0.04元/Kg除盐水费用0.015元/Nm³冷却水30Kg/Nm³单价0.003元/Kg冷却水费用0.090元/Nm³电耗0.7Kwh/Nm³电价0.5元/Kwh电费0.350元/Nm³甲醇0.58kg/Nm³单价2.5元/kg甲醇费用1.450元/Nm³2.10元/Nm³23.48元/kg甲醇成本16.24占比69%非甲醇成本7.24占比31%项目规模固定成本可变成本合计制氢成本16.9920.2323.4826.7329.9833.2321.3724.6127.8631.1134.3637.6105101520253035401.5元2元2.5元3元3.5元4元甲醇制氢成本(元/kg)甲醇制氢+CCUS成本(元/kg)行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日29请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:中国化工信息、西部证券研发中心5)电解水制氢——成本约21元/千克,电价降至0.15元/度时与灰氢平价电解水制氢的主要影响因素为电价成本,年运行小时数及电耗。目前主流的电解水制氢路径是碱性电解水(ALK)以及质子交换膜纯水电解制氢(PEM)两种技术路径。我们对比ALK与PEM两种技术路径下的制氢成本:①ALK:在假设年运行小时数为5000h,电价为0.3元/度,电耗为5Kwh/Nm³时,电解水制氢成本为21.07元/kg,其中电费成本为16.80元/kg,占比达80%。②PEM:在假设年运行小时数为8000h,电价为0.3元/度,电耗为4.8Kwh/Nm³时,电解水制氢成本为21.34元/kg,其中电费成本为16.13元/kg,占比达76%。考虑目前国内90%以上项目都是用ALK技术路线,我们ALK路线对电价在0.1-0.5元/Kwh以及年有效利用小时数在2000-8000h进行分别测算,在目前单位电耗=5Kwh/Nm³条件下,电价在0.2元/Kwh以内,电解槽年有效利用小时数达到6000h以上,制氢成本则控制在15元/Nm³以内,接近灰氢成本水平。长远看,随着技术进步单位电耗有望逐步降低,我们假设远期单位电耗=在目前单位电耗=4Kwh/Nm³条件下,电价在0.25元/Kwh以内,电解槽年有效利用小时数达到6000h以上,制氢成本则控制在15元/Nm³以内,接近灰氢成本水平。电价下降、提高电解槽年运行小时数以及技术进步降低电耗是促进电解水制氢成本下降的关键因素。图23:ALK制氢成本测算图24:PEM制氢成本测算资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心测算资料来源:国家煤化工网、西部证券研发中心测算参数大小单位工厂规模1000Nm³/h年运行小时数5000h年产能500万Nm³投资强度1.3万元/Nm³h工厂总投资1300万元运行时间15年折现率0%每年折旧费用87万元单位折旧0.173元/Nm³维修费0.08元/Nm³人工5人工资12万元/人年单位人工0.120元/Nm³脱盐水2Kg/Nm³单价0.002元/Kg脱盐水费用0.004元/Nm³KOH0.0004Kg/Nm³单价10元/kgKOH费用0.004元/Nm³电耗5Kwh/Nm³单价0.3元/Kwh电费1.500元/Nm³1.88元/Nm³21.07元/kg电费成本16.80占比80%非电成本4.27占比20%项目规模固定成本合计制氢成本可变成本参数大小单位工厂规模1000Nm³/h年运行小时数8000h年产能800万Nm³投资强度5.28万元/Nm³h工厂总投资5280万元运行时间8.13年折现率0%每年折旧费用293万元单位折旧0.367元/Nm³维修费0.005元/Nm³人工6人工资12万元/人年单位人工0.090元/Nm³脱盐水1Kg/Nm³单价0.002元/Kg去离子水费用0.002元/Nm³净水树脂1000L/年单价10元/L净水树脂费用0.001元/Nm³电耗4.8Kwh/Nm³单价0.3元/Kwh电费1.440元/Nm³1.90元/Nm³21.34元/kg电费成本16.13占比76%非电成本5.21占比24%可变成本项目规模固定成本合计制氢成本行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日30请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图25:ALK电解水制氢单位成本(元/kg,单位电耗=5Kwh/Nm³)资料来源:Wind、西部证券研发中心测算图26:ALK电解水制氢单位成本(元/kg,单位电耗=4Kwh/Nm³)资料来源::Wind、西部证券研发中心测算2.2中游:氢能储运主流高压气态储氢安全隐患大,固态储氢或成为未来技术热点。从技术路线上看,氢能储运主要有四种形式:高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢和有机液体储氢。目前最常用的是高压气态储氢,即利用高压将氢气压缩到高压容器中,其技术成熟度最高,氢气压缩能耗低,另外氢气储存多采用钢瓶,结构简单、充放气速度快,但存在较大的安全隐患;低温液态储供模式下,液氢体积能量密度大,因此储运简单安全、运输成本低,但把氢气液化耗能较大,液化1kg的氢气需要耗电4-10千瓦时,且液氢的存储容器需要具有抗冻、抗压以及严格绝热的特性,因此综合成本较高,目前主要用于航天航空领域。固态储氢是利用储氢材料与氢气反应生成稳定化合物,相比于高压气态和低温液态两种储氢方式,具有操作容易、运输方便、成本低、安全性高等明显优势,长期来看发展潜力最大。有机液体储氢是通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应来实现储氢,目前仍有较多的技术难题尚未攻克,导致费用较高、氢气纯度不够,但是有机液体储氢能够在常温下运输,安全性较高,并且可以利用现有加油站设施进行加注,在未来极具应用前景。表22:不同储氢技术对比储氢技术技术原理储氢密度优点缺点高压气态储氢将氢气压缩于高压容器中,储氢密度与储存压力、储存容器类型相关1.0-5.7设备结构简单、能耗低;技术成熟、充放气速度快储氢密度低、容器耐压要求高;存在泄露爆炸隐患,安全性能较差低温液态储氢低温(20K)条件下对氢气进行液化5.7-10.0密度高,体积比容量大,储运简单制冷能耗大,成本高,易挥发电价(元/kWh)\年有效利用时长20003000400050006000700080000.1014.812.110.79.99.38.98.60.1517.614.913.512.712.111.711.40.2020.417.716.315.514.914.514.20.2523.220.519.118.317.717.317.00.3026.023.321.921.120.520.119.80.3528.826.124.723.923.322.922.60.4031.628.927.926.726.125.725.40.4534.431.730.329.528.928.528.20.5037.234.533.132.331.731.331.0电价(元/kWh)\年有效利用时长20003000400050006000700080000.1013.710.99.68.88.27.87.50.1515.913.211.811.010.410.19.80.2018.215.414.113.212.712.312.00.2520.417.716.315.514.914.514.20.3022.619.918.517.717.216.816.50.3524.922.120.820.019.419.018.70.4027.124.423.022.221.621.321.00.4529.426.625.324.423.923.523.20.5031.628.927.526.726.125.725.4行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日31请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明储氢技术技术原理储氢密度优点缺点液氨/甲醇储氢利用液氨、甲醇等液体材料在特定条件下与氢气反应生成稳定化合物,并通过改变反应条件实现氢的释放5.0-7.2储氢密度大、安全性好技术操作复杂、含杂质气体氢化物/LOHC吸附储氢利用金属合金、碳质材料、有机液体材料、金属框架物等对氢的吸附储氢和释放的可逆反应实现1.0-4.5安全性高、储存压力低、运输方便价格高、寿命短资料来源:《中国氢能源及燃料电池白皮书》、西部证券研发中心表23:不同储氢技术未来发展重点高压气态储氢氢能瓶的技术方向:耐压和减重,发力塑料内胆纤维缠绕瓶(VI型)现阶段储氢瓶主要采用35MPa,未来70MPa逐渐商用落地,氢能瓶走向更加高效的VI型瓶。技术难题:缠绕瓶由内胆和碳纤维缠绕层组成,碳纤维为核心材料。高压储氢瓶用碳纤维主要采用T700级及以上规格,这部分成本占总成本的70%以上,目前主要来源于日本东丽。规模化生产:国产化程度低,规模化应用还未实现。T700级、T800级碳纤维产品主要力学性能与国际同类产品相当,建成干吨级干喷湿防高性能碳纤维生产线,2020年碳纤维国内销量3652吨,市占率7.43%。低温液态储氢低温液态储氢技术重点:低温绝热技术突破1)实现低温液体储存的核心技术手段在于低温绝热技术;2)常见的储罐外型有球型和柱形两类,球型表面积最小,应力分布均匀、机械强度好,但大尺寸的球型储罐造价昂贵,制造难度大,且对储氢材料有很苛刻的要求。航天六院101所是国内液氢产能和用量最大单位,2021年陇西液氢生产及碳减排示范基地项目来气,计划建设2座液氢生产基地(预计年产6500吨液氢)。航天六院101所介质储氢介质储氢:尚未实现商业化,镁基固态储氢落地最快提升储氢材料储氢量:传统的金属氢化物材料虽然具有较高的体积储氢密度,但在温和条件下有效储氢容量大多低于3%(质量分数)。降成本:主要是金属氢化物等材料成本,同时节约贵重金属。镁基储氢合金质量轻、密度小、储氢容量高、资源丰富、价格低廉,理论储氢质量分数可达7.7%。规划建设全球首座35MPa+70MPa镁基固态储氢加氢站示范项目,牵头起草《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》团体标准。资料来源:香橙会、亿华通官网、艾瑞咨询、西部证券研发中心2.3下游需求:化工需求为主,工业及交通领域需求潜力巨大全球能源结构转型加快,氢能成为重点关注对象。受全球气候变暖、保障能源安全、保护生态环境等方面因素的影响,全球能源结构持续向低碳化转型。随着《巴黎气候协定》的签署,二氧化碳减排计划的实施更为紧迫。氢能以其清洁无污染、来源广、可再生、可储存等优势,成为化石能源的重要替代品,是许多国家能源转型的战略选择,全球已有超过20个国家或联盟发布或制定了《国家氢能战略》。据国际氢能委员会预测,2050年全球能源消费结构中,氢能占比有望达18%,同时还将创造3000万个工作岗位,减少60亿吨二氧化碳排放量,产值达2.5亿美元。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日32请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明表24:部分世界组织碳减排与制氢规定组织名称政策目标基准碳排放强度减排阈值规定制氢来源CERTIFHY(欧盟)可再生能源发展和减少温室气体排放天然气重整制气的碳排放强度碳排放强度降低60%所有可再生能源BEIS(英国)减少二氧化碳排放-根据终端使用场景给定不同阈值-TÜVSÜD(德国)减少二氧化碳排放天然气重整制气的碳排放强度根据生产过程和时段不同,实现35%-75%的相对减排可再生电解水、甲烷重整、甘油重整AFHYPAC(法国)可再生能源发展-100%可再生所有可再生能源CaliforniaLowCarbonFuelStandard减少空气污染和二氧化碳排放“从油井到车轮(WelltoWheel)”的石油消费排放强度温室气体降低30%,氮氢化合物排放降低50%可再生电解水生物甲烷催化重整、生物质热解资料来源:中国氢能联盟、西部证券研发中心全球氢能市场前景可观,规模有望持续增长。全球氢能需求自2000年以来强劲增长,2020年全球氢气需求大约为9000万吨。根据预测,到2030年,全球氢气产量将从2021年的9400万吨增长至1.43亿吨,并于2050年突破6.6亿吨。其中我国氢气产量预计在2030年达到4361万吨,占世界总产量的30%。图27:2030-2050年全球氢气产量预测(单位:万吨)资料来源:IEA、McKinsey、西部证券研发中心图28:2012-2021年我国氢气产量180024003100350040005200540062007200900014000385006600001000020000300004000050000600007000019751980198519901995200020052010201520202030E2040E2050E年氢气产量(万吨)年氢气产量(万吨)0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%35.0%40.0%050010001500200025003000350040002012201320142015201620172018201920202021年氢气产量(万吨)YoY行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日33请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:中国氢能联盟、中国煤炭工业协会、西部证券研发中心氢能需求主要集中于精炼环节和工业用途。2020年精炼环节消耗3,840万吨的氢气作为原料,并且氢气也满足一部分燃料需求。在工业合成领域,2020年氢气消耗量超3000万吨,大部分作为原料使用。据IEA的预测,2050年燃料电池、能源发电和合成燃料的需求将成为未来氢能应用的重要领域,氢能消耗将分别占到全球氢能总需求的23.2%,19.2%和14.2%,精炼环节和工业合成领域,在2050年将下滑至5.9%、21.9%,氢能其它领域的应用仍有较大发展潜力。图29:2021年全球氢气需求结构图30:2020年中国氢气需求结构资料来源:中国煤炭工业协会、势银、西部证券研发中心资料来源:中国煤炭工业协会、势银、西部证券研发中心图31:2050年全球氢能需求结构预测资料来源:IEA、西部证券研发中心中国未来氢能工业领域的应用场景主要为氢能冶金和绿氢化工,氢能冶金是钢铁行业低碳转型的重要方向,绿氢化工推动化工行业深度脱碳。中国钢铁行业碳排放占全国碳排放的16%,是工业制造领域碳排放量最高的行业,也是“两高一剩”行业之一,降低生产过程的能耗和污染迫在眉睫。中国目前主要采用长流程高炉—转炉炼铁工艺,该工艺采用焦炭还原铁矿石,过程产生碳排放约占钢铁生产全流程碳排放总量的90%,通过利用氢气取代焦炭还原剂,能够大幅度减少钢铁行业碳排放水平。《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》明确提出,要加大氢冶金、低碳冶金等先33%27%10%4%26%石油炼化合成氨合成甲醛钢铁其他37%19%10%15%19%合成氨合成甲醛炼油直接燃料其他23%19%14%6%22%17%燃料电池能源发电合成燃料精炼工业合成其他行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日34请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明进工艺的研发力度,力争研发投入达1.5%,80%以上钢铁产能完成低碳排放改造。传统合成氨、甲醇等化工产品利用煤气化产生的氢气合成,而煤气制氢过程碳排放约14kg.CO2/kg.H2,通过利用风力、太阳能等可再生能源电解水,能够实现零碳排放制氢,推动化工行业脱碳生产。《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》明确提出,要发展“以气代煤”燃料格局,增加富氢原料比重,合理开发利用缘氢,推进炼化、煤化工与“绿电”、“绿氢“等产业耦合示范。表25:中国工业领域氢能应用概览及企业推荐应用场景原理企业推荐氢能冶金氢代替焦炭作为钢铁冶炼的还原剂,包括高炉富氢还原炼铁和气基竖炉直接还原炼铁两种路线中国宝武、河钢集团绿氢化工绿氢代替灰氢作为原料或燃料合成氨、甲醇、甲烷、尿素等化工产品、参与石油加氢精制和加氢裂化过程宝丰能源、亚联高科资料来源:中国氢能联盟、西部证券研发中心表26:主要氢冶金示范项目梳理企业名称地区规模项目状态宝钢股份湛江年产百万吨在建中中国钢研、日照钢铁日照年产50万吨在建中张宣高科张家口年产120万吨工程一期全线贯通安宁铁钛攀枝花年产100万吨完成签约资料来源:各政府网站、西部证券研发中心到2050年含钢铁、化工的工业领域氢能消费总量将超过1.6亿吨标准煤。工业领域氢能消费增量主要源自钢铁行业。根据中国氢能联盟预测,到2030年钢铁领域氢能消费量将超过5000万吨标准煤,到2050年进一步增加到7600万吨标准煤,将占钢铁领域能源消费总量的34%。图32:氢气利用结构资料来源:中国氢能联盟、西部证券研发中心氢建筑应用仍处于导入阶段,未来存在较大市场空间。氢能建筑,是近年发展起来的一种60%31%9%工业领域交通运输建筑及其他行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日35请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明绿色建筑新理念。它以氢能完全或部分替代市政电网、天然气等传统能源,满足建筑对冷、热、电、生活热水等各种能源的需求,在提高建筑用电可靠性的同时,还有助于优化国内的能源结构、降低电网整体投资和减少问题气体排放。目前全球建筑供热和电力需求约占全球能源需求的1/3。全球多个国家积极探索氢能在建筑领域应用,利用氢气通过发电、直接燃烧、热电联产(CHP)等形式为居民住宅或商业区提供电热水冷多联供。如氢可与天然气混合(氢气掺混比例为0~20%),通过基于燃气轮机或燃料电池的CHP技术,利用现有建筑和能源网络基础设施提供灵活性和连续性的热能、电力供应,从而取代化石燃料CHP。此外,100%的纯氢可通过氢锅炉用于建筑供热,但氢气价格需低至1.5~3.0美元/kg时,才能与天然气锅炉和电动热泵竞争。而对于分布式供暖,氢能是少数几种可以与天然气竞争的低碳替代品,随着制氢成本和氢锅炉、燃料电池成本的下降,以及氢气利用现有天然气管道输送能力的提升,预计到2030年,CHP中氢锅炉与氢燃料电池的成本为900~2000美元/(户·年),建筑热电联供的氢能需求量为3万~9万t/年。目前,日本已经推广超30万余套SOFC家用系统,保有量位居全球第一,预计到2030年,使得日本有20%的家庭用上氢能源。我国建筑普遍存在耗能大、效率低、围护结构的保温隔热性能不高等问题,氢建筑应用还处于导入阶段,但天然气重整制氢用于燃料电池热电联产,未来具有较大的市场发展空间。图33:氢能建筑用燃料电池热电联供技术示意图资料来源:北极星氢能网、西部证券研发中心三、发展逻辑:政策催化叠加产业链降本,绿氢发展加速绿氢行业发展主要受政策、新能源电力消纳需求推动。我们梳理目前绿氢行业主要项目发现大型绿氢示范项目放量对于行业发展起到了非常大的助力作用,2022年中石化库车项目占全年国内装机量的1/3左右,这些大型的绿氢示范项目助力电解水制氢行业走向成熟。此外新能源特别是光伏、风电的发展产生了大量不稳定的电力,这些电力目前需要配套大量的储能解决调峰调频的问题,绿氢可以解决新能源电力就地消纳问题且利于长时储能。我们认为随着光伏风电等新能源发展导致电力不稳定性日益突出,利用绿电制绿氢有望成为行业发展的必然选择。此外,交通领域氢燃料车的放量、海外市场需求的高速增长都为国内的氢能产业链带来了巨大的发展机遇。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日36请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明3.1政策催化:大型绿氢示范项目放量,电解水制氢走向成熟政策是推动绿氢产业发展的重要因素。双碳目标的建立对电解水制氢项目在工业领域的应用起到了极大的推动作用,据统计,大多数绿氢项目都启动于2020年之后,比如中国石化新疆库车绿氢示范项目、中国石化“绿电制绿氢”项目、由清华四川能源互联网研究院牵头的“十万吨可再生能源电解水制氢合成氨示范工程,还有宁夏宁东基地的国家级太阳能电解水制氢综合示范项目等。这些项目涵盖了能源、交通、化工等多个领域,通过这些示范项目的运营与实践,绿氢产业的生产、应用和推广将得到进一步发展。3.1.1重点项目介绍——中国石化新疆库车绿氢示范项目中国石化新疆库车绿氢示范项目是政策催化下的典型示范项目。该项目于2021年11月30日正式启动,是深入贯彻习近平总书记关于碳达峰、碳中和绿色低碳发展重要指示精神的有力行动,同时也是落实第三次中央新疆工作座谈会精神和第八次全国对口支援新疆工作会议精神,进行企地合作新的重大战略成果,对推动绿氢产业链发展、推进能源产业转型升级、促进新疆地区经济社会发展、保障国家能源安全具有重要意义。中国石化新疆库车绿氢示范项目是中国在建项目中,制氢规模最大的可再生能源制氢项目。项目位于库车经济技术开发区,占地面积约500亩,总投资近30亿元。将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,年产能2万吨的电解水制氢厂(包含52台1000Nm3/h的碱性电解槽),储氢规模约21万标立方米的储氢球罐,输氢能力每小时2.8万标立方米的输氢管线及配套输变电等设施。项目第一期预计2023年六月能够建成投产,是中国石化第一个贯通风光发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运、绿氢炼化等绿氢生产利用全流程的典型示范项目。中国石化新疆库车绿氢示范项目对地区、行业、企业发展具有重大意义。项目投产后预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨,将为当地GDP年均贡献1.3亿元、创造税收1800余万元。生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化,替代现有天然气化石能源制氢,开创绿氢炼化新发展路径,对炼化企业大规模利用绿氢实现碳减排具有重大示范效应。同时,项目的重大设备机械、核心材料将全部实现国产化,特别是项目所用的光伏组件、电解水制氢“心脏”电解槽、储氢罐、输氢管线等重大设备机械及核心材料全部实现国产化,对促进国内制氢设备产业快速发展具有重大意义。表27:中国石化新疆库车绿氢示范项目基本信息项目基本信息中国石化新疆库车绿氢示范项目基本信息项目名称中国石化新疆库车绿氢示范项目项目类型大型绿氢示范项目项目地点新疆库车绿氢示范项目位于库车经济技术开发区项目投资规模占地面积约500亩,总投资近30亿元合作方中国石化与新疆库车政府项目建设内容光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢项目优势资源丰富、绿色低碳、规模应用、技术突破项目目标新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,年产能2万吨的电解水制氢厂(包含52台1000Nm3/h的碱性电解槽),储氢规模约21万标立方的储氢球罐,输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。项目预计投产时间项目一期预计2023年6月建成投产行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日37请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明项目规划一期一期总投资9.6亿元,装机容量300MW、年均发电量6.18亿千瓦时。二期暂未有公开资料项目进展2022年6月5日,完成了土建基础施工,进行项目结构施工。2022年9月3日,新疆库车绿氢示范项目首台电解槽吊装就位。制氢车间进入设备安装阶段,该制氢厂由7个厂房、52台电解槽及成套设备组成,单台电解槽生产能力为1000m3/h。2022年11月20日,最后一台电解槽(50t)吊装就位,项目制氢厂大型设备吊装完毕,进入主要设备安装阶段。2022年11月27日,根据华夏能源网报道,库车中石化一期300MW光伏制氢项目遭遇罕见13级沙尘暴,灾害造成光伏电站损失约200MW。2023年1月,项目完成土建基础施工,动静设备全部安装就位,项目工艺管道焊接完成96.21%,水电解制氢装置主要设备全部吊装就位,10台氢气球罐建造完成。整体施工进度完成80%,完成投资22.11亿元,项目计划今年6月底建成投产。”2023年3月31日,项目220千伏绿氢变电站送电成功。中石化董事长马永生表示国内最大2万吨/年的库车示范项目所产的绿氢与塔河炼化耦合,实现减碳目标。项目意义经济意义项目生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化,替代现有天然气化石能源制氢。预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨,将为当地GDP年均贡献1.3亿元、创造税收1800余万元。社会意义项目对推动能源转型、促进新疆社会经济发展、保障我国能源安全具有重大意义。资料来源:中石化官网、北极星氢能网、西部证券研发中心3.1.2其他大型绿氢示范项目政策催化下越来越多的大型绿氢示范项目得到了落地。这些示范项目规模大、涵盖领域广、与地区政府合作紧密,对地区及整个绿氢行业的发展起到了很大的推动作用。据统计,接近75%的绿氢项目坐落于三北地区,尤其在宁夏、新疆、内蒙古等地,多个大型绿氢示范项目今年将持续发力,推动绿氢行业进一步发展。绿氢作为一种非常环保、可再生的能源,被视为未来能源体系的重要组成部分,具有广阔的应用前景和市场潜力。表28:其他国内大型绿氢示范项目介绍序号项目名称地区项目简介建设日期总投资制绿氢量1000标方电解槽需求(台)1国家级太阳能电解水制氢综合示范项目宁夏银川该项目由宝丰能源组织实施,包括20万千瓦光伏发电装置和产能为2万标方/小时的电解水制氢装置2019年4月-2021年4月14亿元1.6亿立方米/年302圣圆能源制氢加氢一体化项目内蒙古鄂尔多斯采用铁路边坡分布式光伏项目发电制氢,涵盖光伏绿色发电、绿氢制取、运氢、加氢、以及绿色储能2021年11月-2022年9月12.4亿元200吨/年123中石化新疆库车绿氢示范项目新疆库车采用光伏和风电等可再生能源发电制氢——全球最大绿氢项目,将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站,年产能2万吨的电解水制氢厂等,一期预计2023年6月建成投产2021年11月-2023年6月30亿元2万吨/年524达拉特旗光储氢车零碳生态链示范项目内蒙古鄂尔多斯国内光储氢车零碳示范类项目已批准备案项目中系统化集成度最高、技术先进性最前沿的标杆项目2022年8月-2023年39.82亿元0.93万吨/年305准格尔旗纳日松光伏制氢产业示范项目内蒙古鄂尔多斯市三峡集团在氢能领域的首个项目。包括光伏电站及制氢厂两部分,光伏电站总装机规模为400兆瓦2022年8月-2023年10月28.3亿元1万吨/年166海水制氢产业一体化示辽宁省大连利用普兰店区滩涂光伏资源优势,尝试风光耦合及大2023年1月-30亿元2000吨/年12行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日38请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明序号项目名称地区项目简介建设日期总投资制绿氢量1000标方电解槽需求(台)范项目(一期)市规模不受上网指标限制的孤网运行模式的氢能源产业一体化示范项目2023年10月(一期)7乌审旗风光融合绿氢化工示范项目内蒙古鄂尔多斯总规划制氢产能3万吨/年,分二期建设。一期工程投资26亿元,总占地10.652km^2,建设制氢产能1万吨/年,配套建设270MW光伏发电和49.5MW风力发电工程2023年3月-2024年6月57亿元3万吨/年588伊犁州伊宁市光伏绿电制氢源网荷储一体化项目新疆伊宁市全疆首个利用可再生光伏能源来制绿氢,主要建设100万千瓦光伏电站;2000立方米/小时制氢厂;2吨加氢站等2023年3月-2025年81.46亿元2万吨/年709大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目吉林省大安市吉林省和国家电投集团将其列为2022年重点项目,按照“绿氢消纳绿电、绿氨消纳绿氢、源网荷储一体化”全产业链设计2023年4月-2024年4月63.32亿元46000标方/h3910包头市达茂旗风光制氢绿色化工一体化项目内蒙古包头用绿色灵活化工技术,能够协同利用电制氢设备的灵活调节能力,将新能源发电转化为绿氢,进一步转化为绿氨2023年6月-2024年12月45亿元22321吨/年251110万吨/年液态阳光-二氧化碳加绿氢制甲醇技术示范项目内蒙古鄂尔多斯建设10万吨/年二氧化碳加绿氢制甲醇装置及15万吨/年二氧化碳捕集精制装置2023年6月-2025年5月49亿元2.1万吨/年46.2资料来源:同花顺、各政府官网、西部证券研发中心3.2可再生能源配套需求:绿氢项目助力解决储能及消纳问题新能源消纳问题突出,光伏制氢助力储能需求。风电、光伏发电受制于天气、气候等因素,具有间歇性和波动性的问题,容易对电网安全稳定性造成冲击。储能是解决光伏、风电等新能源间歇性及波动性,促进消纳、减少弃风、弃光的重要手段。在此背景下,多个省份相继出台相关文件要求光伏、风电等新能源电站加装储能系统,要求配储比例不少于10%/2h,且呈不断上升的趋势。强制配储带来了成本负担,据中国光伏行业协会数据,假设100MW项目配置10%/2h储能系统,会使电站成本增加0.3元/瓦及以上,若继续提高配储比例,储能比例每增加10%,电站成本将增加约0.3元/瓦。图34:氢储能技术及应用路线图资料来源:《氢储能技术及其电力行业应用研究综述及展望》、西部证券研发中心行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日39请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明除传统配套储能系统外,电解水制氢成为解决储能问题的解决方案之一。“光伏+制氢”的基本思想在于使用储氢替代储电,主要包含电解槽、储氢罐和燃料电池等装置。当可再生能源充足但无法上网时,将多余电力投入制氢并储存氢气,避免弃光、弃风;当电能需求大时,使用储存的氢能进行发电,转换为电能输送上网,弥补电力缺口。表29:储能方式分类分类储能技术优势劣势机械储能抽水蓄能大功率,大容量,低成本受地域限制压缩空气储能大功率,大容量,低成本受地域限制、需要燃气飞轮储能高功率、长寿命高成本、低能量密度电磁储能超导储能高功率、长寿命,高效率高成本、低能量密度超级电容储能高功率、长寿命,高效率低能量密度电化学储能铅酸电池成本低寿命短钠硫、锂离子电池高能量密度、高效率高成本、安全性问题液流电池大容量、长寿命低能量密度氢储能电解水制氢储能边际成本低、大容量、长寿命系统结构较复杂资料来源:西部证券研发中心与其他储能方式相比,氢能更能满足大规模、长时间消纳需求。与抽水储能、锂电池储能等方式相比,其具有边际成本低、能量密度大、无自衰减等优势,能够实现跨周、跨季储能。但其实际应用需要经过光伏发电到制氢再由储氢发电的两次转换,短期内储能效率较低。锂电储能的效率更高,适用于日度调峰;氢能更针对于大规模储能和季度调峰,扩容只需要增加储氢设备,边际成本更低。表30:不同储能方式对比储能效率储能时长响应时间功率初始投资(元/kWh)建设周期(月)循环寿命(次)储能成本(元/kWh)锂离子电池90%1~2hs级百kW~百MW1500~20003~6约5000~0.5抽水蓄能75%6~12h分钟级GW1000~150048~6015000~20000~0.25压缩空气储能约50%4h~数日分钟级百MW1500~200018~24约20000~0.3重力储能约85%2~12hs级MW~GW3500~45008~10>30000~0.3钠离子电池约90%1~2hs级百kW~百MW<20003~6约2000~0.4液流电池约75%4h~数日s级百kW~百MW3500~45006~12约12000~0.6铅炭电池约75%1~3hs级百kW~百MW<10003~6约2000~0.3氢储能30%~40%数日~数月s级百kW~百MW约1400012~18约10000~1.2资料来源:零碳中国蓝皮书、西部证券研发中心国内少量氢储能项目已正式运行或试运行。安徽六安兆瓦级制氢综合利用示范工程利用1MW质子交换膜电解制氢和余热利用技术,成为国内首座兆瓦级氢储能电站,实现电解制氢、储氢、售氢、氢能发电等功能。宁夏宝丰一体化太阳能电解水制氢储能及综合应用示范项目为全球单厂规模最大、单台产能最大的电解水制氢项目,采用新能源发电‒电解水制绿氢‒绿氧直供煤化工的模式,包括2×105kW光伏发电装置和产能为每小时2×104m3的电解水制氢装置,项目投产后每年可减少二氧化碳排放约4.45×105t,将涉及太阳能电解水制氢、氢气储运、加氢站、氢能交通示范应用、与现代煤化工耦合制高端化工新材料等多个领域。大陈岛氢能综合利用示范工程是全国首个海岛“绿氢”综合能源示范项目,通行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日40请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明过构建基于100%新能源发电的制氢‒储氢‒燃料电池热电联供系统,实现清洁能源百分百消纳与全过程零碳供能。3.3交通需求:氢燃料车销量高增,制氢加氢一体站模式提升绿氢需求氢燃料电池可以缓解传统燃油发动机高碳排放问题,同时解决锂电池续航时间短的缺点。由于锂电池能量密度的限制,纯电动汽车续航与车重成正比,以一辆载重30吨、续航200公里的纯电动重卡为例,当锂电池容量是400kWh,质量能量密度是300Wh/kg时,电池的自重将会高达1.3吨,且仅能续航200公里,如果把续航提升到800-1000公里,那么该锂电池的自重将高达6吨以上,而氢燃料电池车续航可以轻松达到500km以上,整车重量也远低于纯电动重卡,而且加氢跟加油/气方式类似,一般加注时间在10分钟以内,远低于纯电动卡车的充电时间,并且能够克服低温环境适应性差的问题。在充能时间、工作环境、续航里程的角度,氢燃料重卡都具有明显优势。表31:氢燃料重卡与纯电动重卡对比名称整车重量(t)最大功率(kw)续航里程(km)充电时间(min)纯电动重卡中电骏途图灵T14320012045达夫纯电动CF4024010090奔驰纯电动eActors25126200120陕汽轩德E61818020090氢燃料重卡NikolaOne8.1-9.114711900<10-15三一氢燃料牵引车10.6->500XCIENTFuelCell36350>400江铃威龙FCV-250>400资料来源:各公司官网、西部证券研发中心全球燃料电池汽车销量稳步增长,中国销量位居世界第二。氢燃料电池作为全球能源可持续发展和战略转型的重要路径,目前已成为交通领域改革创新的重要支撑,许多国家都在大力推动氢燃料电池汽车绿色环保产业的发展。2022年全球燃料电池汽车销量达到20258辆,同比增长14.7%,近五年全球销量总体呈稳步攀升态势。按车辆类型来看,乘用车占据主导地位,2022年销量占比超过七成,其中丰田Mirai和现代NEXO占据市场绝对主导地位,在2022年两者的销量分别达到了11166和3684辆,而客车和专用车的占比仅为7.07%、17.91%。按国别来看,在2022年,中国已经成为全球燃料电池汽车第二大销售国。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日41请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图35:2015-2022年全球燃料电池汽车销量资料来源:GGII、西部证券研发中心图36:2022年全球燃料电池汽车车辆类型销售占比图37:2022年各国燃料电池汽车销售占比资料来源:GGII、西部证券研发中心资料来源:GGII、西部证券研发中心中国燃料电池汽车销量增速明显,商用车占据主导地位。2016-2019年我国燃料电池汽车销量持续增长,2020年受疫情和补贴政策退坡等因素的影响,燃料电池汽车销量出现下降,而在2021年燃料电池汽车销量恢复增长,到2022年底,我国燃料电池汽车销量达到5006辆,同比增长164.17%。国内燃料电池汽车保有量持续增长,2022年达到12306辆,同比增长37.68%。根据《中国氢能产业发展报告2022》,预计至2025年,中国燃料电池汽车保有量将发展到5-10万辆,预计至2030年,燃料电池汽车将实现商业化运营。从车型类别来看,2022年,我国燃料电池汽车销量中,商用车占据主导地位,乘用车占比仅为4.47%。根据国际能源署统计数据,在国内燃料电池客车和商用车政策推动下,我国在全球燃料电池公交车和商用车领域中占据主导地位。-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%450%050001000015000200002500020152016201720182019202020212022全球燃料电池汽车销量(辆)同比增长75.55%7.07%17.91%乘用车客车专用车51.02%24.71%13.37%4.19%3.87%2.84%韩国中国美国日本德国其他行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日42请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图38:2017-2022年中国燃料电池汽车销量及增速(单位:辆)资料来源:GGII、西部证券研发中心图39:2017-2022年中国燃料电池汽车保有量及增速(单位:辆)图40:2022年中国燃料电池汽车车辆类型销售占比资料来源:GGII、前瞻产业研究院、中汽协、西部证券研发中心资料来源:GGII、西部证券研发中心启动燃料电池汽车示范城市,氢车蓄势待发。2021年8月和12月,我国分两批批复了氢燃料电池汽车示范城市群名单,名单包含上海、京津冀、广东、河南、河北五大城市群,有41座城市被纳入其中。这五大城市群分别由上海市、北京市、佛山市、张家口市以及郑州市牵头,形成自上而下,以点带面的发展动能。2023年3月28日,在北京氢能产业大会暨京津冀氢能产业发展高峰论坛上,科学技术部高新技术司能源与交通处处长问斌表示:“当前,全国五大燃料电池汽车示范城市群运行考核良好,氢能产业布局呈现遍地开花局势。”我国氢能产业处于发展初期,但是在政策的驱动下,氢能产业快速发展,燃料电池汽车产业链雏形初步形成,基本掌握部分关键技术,产业发展前景广阔。表32:燃料电池车示范城市群申报情况序号城市群牵头城市参与城市城市群示范目标1上海城市群上海市苏州市、南通市、嘉兴市、淄博市、宁东市、鄂尔多斯市推广车辆数量10000辆,加氢站数量100座2京津冀城市群北京市海淀区、经开区、延庆区、顺义区、房山区、昌平区、天津推广车辆数量5300辆,-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%0100020003000400050006000201720182019202020212022中国燃料电池汽车销量(辆)同比增长0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%02000400060008000100001200014000201720182019202020212022中国燃料电池汽车保有量(辆)同比增长95.53%4.47%商用车乘用车行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日43请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明大兴区滨海新区、唐山市、保定市、滨州市、淄博市加氢站数量49座3广东城市群佛山市广州市、深圳市、东莞市、珠海市、中山市、阳江市、云浮市、福州市、淄博市、包头市、六安市推广车辆数量10000辆,加氢站数量200座4河南城市群郑州市洛阳市、新乡市、开封市、安阳市、焦作市、上海市嘉定区、奉贤区、上海自贸区临港片区、张家口市、保定市、辛集市、烟台市、淄博市、潍坊市、佛山市和宁夏回族自治区宁东镇推广车辆数量5000辆,加氢站数量80座5河北城市群张家口市唐山市、保定市、邯郸市、秦皇岛市、定州市、辛集市、雄安新区、内蒙古自治区乌海市、上海市奉贤区、郑州市、淄博市、聊城市、厦门市推广车辆数量7710辆资料来源:《中国氢能产业发展报告2022》、西部证券研发中心国家及地方政府积极出台氢能产业发展支持政策。2022年3月,国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,要求统筹氢能产业布局,提高氢能在能源消费结构中的比重,到2025年实现燃料电池车保有量约5万辆。为推动我国氢能产业发展,北京、广东、上海等省份也纷纷发布氢能产业发展规划,从推广电动汽车到交通领域,到推广燃料电池车到交通领域,从加氢站到燃料电池系统再到燃料电池车的推广形成了一条龙的政策体系。从规划来看,燃料电池汽车和加氢站发展前景值得期待。表33:2021-2022年部分省份氢能产业发展规划梳理省份规划文件名发布时间规划期限规划加氢站数量规划燃料电池汽车数量山东省《山东省能源发展“十四五”规划(征求意见稿)》2021/5/212021-2025加氢站数量达到100座/河北省《河北省氢能产业发展“十四五”规划》2021/7/192025年前建成加氢站100座10000辆北京市《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》2021/8/162023年前建成加氢站37座3000辆2025年前新增加氢站37座10000辆浙江省《浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发展实施方案》2021/11/8至2025年规划建设加氢站接近50座5000辆内蒙古自治区《内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划》2022/3/11至2025年建成加氢站60座(包括合建站)突破5000辆上海市《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》2022/6/20至2025年建设各类加氢站70座左右保有量突破10000辆山西省《山西省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》2022/7/29至2025年-保有量达到1万辆以上至2030年-保有量达到5万辆以上辽宁省《辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025年)》2022/8/-至2025年30座以上保有量达到2000辆以上至2035年500座以上保有量达到150000辆以上陕西省《陕西省“十四五”氢能产业发展规划》2022/8/15至2025年建成投运加氢站100座左右推广各型燃料电池汽车1万辆左右河南省《河南省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》2022/9/6至2025年-推广各类氢燃料电池汽车5000辆以上吉林省《“氢动吉林”中长期发展规划(2021-2035年)》2022/10/19至2025年建成加氢站10座运营规模达到500辆至2030年建成加氢站70座运营规模达到7000辆行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日44请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明至2035年建成加氢站400座运营规模达到70000辆湖南省《湖南省氢能产业发展规划》2022/11/8至2025年建成加氢站10座推广应用氢燃料电池汽车500辆福建省《福建省氢能产业发展行动计划(2022—2025年)》2022/12/21至2025年建成加氢站40座应用规模达到4000辆资料来源:GGII、西部证券研发中心加氢站布局加快,逐渐形成网络。加氢站等基础设施是否完善是影响消费者购买氢燃料电池汽车热情的主要因素。随着国内氢燃料电池汽车累计销量增加,中石化、中石油等能源央企不断加大加氢基础设施的投资和建设力度,国内加氢站数量呈现快速增长趋势。截至2022年底,我国加氢站累计建成数量达到274座。根据2020年中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划,到2035年加氢站的建设目标为至少5000座,中国未来加氢基础设施的市场规模在2030-2050年将突破千亿。此外,我国加氢站建设参与主体呈现多样化趋势,采取规模化建设或加油/加氢/加气站合建等方式来拓展加氢基础设施网络,单位加注成本也有望下降。图41:2017-2022年中国加氢站数量(单位:座)资料来源:华经产业研究院、香橙会氢能数据库、西部证券研发中心3.4出口需求:海外项目需求量大,国内氢能业务厂商前景广阔全球氢能需求不断增长,国际合作有望开展。国际氢能委员会(TheHydrogenCouncil)则认为,全球将从2030年开始大规模利用氢能,2040年氢能将承担全球终端能源消费量的18%,而到2050年氢能利用可以贡献全球二氧化碳减排量的20%。全球氢能发展领先的地区如美国、欧洲、日韩以及沙特等中东地区也都提出了氢能发展目标。050100150200250300350201720182019202020212022行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日45请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图42:2050年预计氢能在能源中占比图43:不同制氢方式下氢量预测(百万吨)资料来源:Statista、毕马威分析、西部证券研发中心资料来源:IEA、西部证券研发中心中东国家积极寻求能源转型,期望成为可再生能源出口国。由于土地成本较低以及未来对于氢能装备的需求巨大,中东各国政府考虑在本国建立完整的氢能产业链。在中东区域,中国的EPC工程总包公司和部分印度工程总包公司有很大的优势,特别是中国电建在迪拜建设有分公司,已经深入中东市场开拓业务。沙特天然气与太阳能资源充沛,积极发展氢能行业。沙特2016年发布“2030愿景”,提出大力推动能源转型,到2030年力争实现400万吨氢能的年产量和出口量的目标,期望成为全球氢能经济的引领者。沙特天然气与太阳能资源充沛,其东部地区拥有石油天然气生产、炼油化工的完备基础设施,具有发展蓝氢产业的良好基础;西部地区太阳能和风能资源丰富,电力成本低廉,通过电解水制取“绿氢”的成本优势显著。随后,在“绿色沙特倡议”中计划,到2030年实现每年减少2.78亿吨碳排放,到2060年实现温室气体“净零排放”,并致力于推动氢能生产链本地化,成为全球清洁氢能供应商。阿联酋发布了“2050能源战略”,目标到2050年将清洁能源在总能源结构中占比提高到50%,氢能领域占据全球低碳氢市场份额25%。表34:2022年以来中东及阿拉伯国家重要氢能合作项目时间国家/企业进度2022年4月埃及,阿联酋埃及与阿联酋在氢能方面达成战略合作,两国相关公司将在苏伊士运河经济区和地中海沿岸合作开发绿氢工厂,预计到2030年电解槽容量达到4吉瓦,绿氢年产量达48万吨2022年6月埃及苏伊士运河经济区总局埃及苏伊士运河经济区总局与美国氢能公司H2INDUSTRIES签署谅解备忘录,拟在埃及塞得港东港口投资40亿美元建造一座年处理400万吨城市度弃物的垃圾制氢厂,预计氢气年产能达30万吨2022年7月埃及苏伊士运河经济区总局苏伊士运河经济区总局与印度RENEWPOWER签署谅解备忘录,拟投资80亿美元在苏伊士运河苏科纳港(SOKHNA)建立一座绿氢绿氨工业园,至2025年绿氢和绿氨产能分别达到2万吨/年、10万吨/年,工业园全部投产后可年产22万吨绿氢和100万吨绿氨。2022年8月英国ACTIS,印度ACME等1.印度ACME计划投资130亿美元,建设年产220万吨可再生氢工厂;2.英国GLOBALEQ承诺为一个三阶段项目投入110亿美元。3.沙特阿拉伯ALFANOR计划投资40亿美元,建设年产50万吨绿氨工厂;4.阿联酋ALCAZAR提供20亿美元用于年产23万吨绿氨的计划;5.阿联酋K&K计划建设年产23万吨可再生氢工厂;0%5%10%15%20%25%0204060801001201401601802002019202020212030E生物质制氢电制氢工业副产氢化石能源制氢(CCUS)化石能源制氢(无CCUS)行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日46请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明6.埃及地中海能源合作伙伴计划投资2.3亿美元建设年产12万吨绿氨工厂;7.英国ACTIS斥资15亿美元建设年产20万吨绿氨工厂;8.印度RENEWPOWER将耗资80亿美元,建设年产22万吨可再生氢工厂;9.卡塔尔投资局正在考虑在苏伊士运河经济区投资可再生氢和绿氨项目2022年9月卡塔尔能源公司卡塔尔能源公司与卡塔尔工业公司、卡塔尔化肥公司签署合作协议。三方将合作建设AMMONIA-7项目,该项目总投资10亿美元,预计将于2026年一季度投产,年产120万吨蓝氨2022年10月阿联酋1.德国接收首批来自阿联酋的氢,以期推动能源转型、环节国内能源转型,该批氢能源以液氨运送,合计13吨。2.阿联茜ALCAZAR公司计划投资20亿美元在埃及建设绿色燃料工业综合体,总产能为23万吨/年3.阿联酋K&K集团将在埃及建设年产能为23万吨的绿氢工厂2022年10月埃及1.1.埃及苏伊士运河经济区、埃及主权基金、埃及电力传输公司及新能源和可再生能源管理局与来自沙特阿拉伯、阿联酋等公司签署谅解备忘录,其中沙特ALFANA公司计划投资40亿美元在埃及建设年产能为50万吨的绿色燃料工厂2.2.地中海能源合作伙伴(MEP)计划投资2.5亿美元建设年产能为12万吨的绿氨工厂2022年11月沙特阿拉伯德国政府决定与私营部门合作在汉堡建设一个绿色氨进口码头。从2026年起,该码头将从沙特阿拉伯进口绿色氨2022年11月埃及3.埃及与挪威共同启动埃及可再生氢生产项目第一阶段。项目将在埃及红海沿岸城市艾因苏赫纳建立100兆瓦可再生氢工厂。4.全球电力公司GLOBELEQ与苏伊士运河经济区总管理局、埃及投资与发展主权基金、新能源和可再生能源管理局以及埃及输电公司签署合作协议,拟在未来12年内分三期在埃及开发总装机为3.6吉瓦的绿氢项目,所产部分绿氢将用于绿氨制造并出口欧洲和亚洲,绿氨年产能为10万吨。阿联酋阿联酋典型氢能项目为MBR太阳能公园绿氢项目。目前,该项目已实现部分投入使用,预计到2030年,将有5吉瓦太阳能投入使用;白天,项目利用阿勒马克图姆太阳能公园光伏电力通过电解生产绿氢,夜间,绿氢转化为电力,为城市提供可持续能源。资料来源:索比氢能网、西部证券研发中心中阿氢能合作进一步加强,氢能业务厂商出海步伐加快。2022年12月7日,沙特阿美和山东能源集团签署战略合作协议,范围涉及氢能、可再生能源和碳捕集技术。12月8日,中国与沙方签署氢能和鼓励两国直接投资谅解备忘录,沙方表示欢迎中国企业积极参加沙特重大基础设施建设和能源项目合作。随着中阿在氢能方面的合作不断促进,短期内将促进氢能设备制造厂商出海,长期有助于氢能全产业链的出海。中国电解槽成本优势明显,中阿合作集中在绿氢制取环节。氢能能否大力推广的主要原因是氢能的成本,而电解水设备是制取“绿氢”的主要成本。中国目前电解水设备价格显著低于其他国家,据BNEF、IEA和香橙会数据,中国碱性电解槽设备成本仅为欧美供应商的25%-40%,目前国内碱性电解槽产能逐步扩张,碱性电解槽设备成本已普遍降至1500~2000元/kw,具备成本竞争力。全球大规模制造技术中至少60%的制造能力来自中国,电解槽制造能力也有40%来自中国。另据彭博新能源财经统计,目前电解槽产能一半在中国,另一半在世界其他地区。基于此,认为沙特氢能的发展会促进中阿氢能合作,进一步加快氢能制造设备厂商出海,同时,氢能储运公司或将受益于跨国合作。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日47请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图44:2025-2050年绿氢占比预测图45:电解槽占1MW碱性电解水系统成本比重资料来源:中国氢能联盟、IEA、西部证券研发中心资料来源:《中国氢能与燃料电池产业年度蓝皮书2022》、西部证券研发中心根据彭博新闻预测2022年底预期年生产力全球前20家电解槽生产商中,年生产量共计14GW,其中8家企业来自中国,隆基氢能以1.5GW产能位列榜首。2023年底预期年生产力全球前20家电解槽生产商中,年生产量共计26.4GW,其中共9家企业来自中国。表35:2022年主要厂商的电解槽产量地区企业名称年产量(GW)中国隆基1.5中国派瑞氢能1.5中国阳光电源1.1比利时考克利尔竞立1德国蒂森克虏伯1中国奥扬科技1英国ITMPower1美国普拉格能源1美国Ohmium1美国康明斯0.6挪威Nel(耐欧)0.6中国中电丰业0.5中国国富氢能0.5德国西门子0.3中国瑞麟科技0.3挪威HydrogenPro0.3中国凯豪达0.3德国Sunfire0.3法国麦克菲0.1丹麦GreenHydrogenSystems0.1合计14资料来源:北极星氢能网、西部证券研发中心0%10%20%30%40%50%60%70%80%2025E2030E2035E2040E2045E2050E未来绿氢占比未来绿氢占比39%28%12%11%4%电解槽电源去离子水循环系统氢气处理冷却系统行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日48请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明欧洲推进氢气管道建设项目,大力发展可再生能源。2022年12月9日,法国、西班牙、葡萄牙三方表示将协同推进“H2Med”清气管道建设,从欧洲西部发力,为欧洲各国提供氢气;加之二二五冲突导致欧洲能源短缺问题日益突出,阿拉伯国家能够从欧洲东部和南部发力。而中国与沙特签订的合作协议有助于中国的氢能源产业链从阿拉伯国家对欧洲的能源供应中受益。2022年5月欧盟委员会在官网公布“REPowerEU”能源计划,到2030年欧盟将实现可再生氢气生产1000万吨、进口1000万吨;2022年9月欧盟通过了《可再生能源发展法案》,明确2030/2035年非生物基可再生能源制氢在终端用氢中的占比达到40%/70%,2030年低碳氢(含绿氢)在氢能中的占比不低于50%。表36:欧盟氢能项目梳理项目所在地区状态规模开发商计划时间绿色氢开发项目亚洲可再生能源中心(AREH)澳大利亚待建26GW规模的太阳能和风电,160万吨绿氢或900万吨氨/年英国石油公司BP哈萨克斯坦20GW绿色氢能项目哈萨克斯坦待建20GW绿氢,满负荷年产200万吨德国SvevindEnergyGroup2030年初投产,2032年满产海上风电可再生氢工厂荷兰建设中20MW电解槽,年产氢气2万吨壳牌2025正式投产荷兰北部海岸3-4GW风力发电厂荷兰待建3-4GW风力发电厂,并计划于2040年将发电量增加到10GW,预计绿氢年产量可达100万吨壳牌、荷兰天然气网络运营商Gasunie和格罗宁根海港2030年前建设海上风电大型制氢项目荷兰待建200MW,对应年产2万吨;该公司目标到2030年制氢产能达到3GW(对应30万吨绿氢)法国Lhyfe最早2026投产Cepsa财团绿色氢能产业项目2025年达500MW的绿色氢产能,到2030年达到2GW(对应20万吨绿氢),最终目标为4GW西班牙能源公司Cepsa等普埃托利亚诺绿氢生产厂西班牙建设中规模100MW,预计首年将生产3000吨绿氢。2027年,绿氢的年产量将达到4万吨;目前该项目已投资1.5亿欧元,总投资额将达到18亿欧元伊维尔德罗拉电力公司2027年满产费利克斯托港绿氢项目英格兰待建预计将生产100MW能源,从2026年开始为大约1300辆氢燃料卡车提供动力,预计耗资1.22-1.83亿美元苏格兰电力公司2026年投入运营HyGreenTeesside制氢项目英格兰建设中初始氢气产能约为60MW。到2030年氢气产能将达500MW英国石油公司BP预计2023年建成,2025年投产可再生能源制氢基地Masshylia法国建设中装机超过100兆瓦的太阳能电站和装机40兆瓦的电解槽,电解槽将安装在道达尔LaMede生物燃料工厂,为该工厂的运营生产供气道达尔和恩吉公司2024年投入运营海上绿氢工厂法国试运营漂浮的风力涡轮机产生的电力将为试点项目提供电力,每天将产生多达400公斤的可再生氢绿氢生产商Lhyfe绿色能源港口威廉港扩建新氢枢纽计划德国待建项目设有氨裂解器装置,从2028年起,每年可从绿氨中提供多达13万吨绿氢,且可利用已有油气设施运输氢气英国石油公司BP2028年投产总计(截至2030年)年产绿氢约470万吨资料来源:《氢能洞察2022》麦肯锡、西部证券研发中心3.5碳税:灰氢制备成本端承压,绿氢生产优势逐步显现3.5.1全球可持续发展理念深入人心,碳税征收应运而生气候变化对全球构成极大威胁,低碳减排成为世界共识。世界气象组织发布《2022年全球气候状况》指出,全球变暖仍在继续,2013年至2022年的10年平均气温估计比工业行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日49请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明化前高出1.14℃。其中,温室气体是导致全球气候变化的主要原因之一,碳排放则是最主要的一种。目前,各国正携手应对全球气候变化挑战,包括我国在内的197个国家加入《巴黎协定》,为了将全球升温控制在1.5℃以内,各国在2030年前必须在2010年水平上至少将排放量减少45%,到2050年实现净零。图46:全球变暖持续进行资料来源:WMO、西部证券研发中心图47:全球每日二氧化碳排放量总量(单位:Mt)资料来源:CarbonMonitor、西部证券研发中心碳税政策已累计丰富实践经验,全球覆盖范围广泛。20世纪90年代,欧洲国家便开始通过征收碳税等环境税来降低劳动和资本的税负。近年来,南非、新加坡等亚非国家也相继开始实施碳税。世界银行的统计表明,截至2021年1月,全球共有35个国家开征碳税,其中涉及27个全国性征收方案,8个地方性的征收方案。截至2022年4月,全球已投入运行的碳税、碳排放交易体系碳定价工具共计68种,共覆盖了全球约23%温室气体排放。0204060801001201402019/1/12019/7/12020/1/12020/7/12021/1/12021/7/12022/1/12022/7/1行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日50请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图48:碳税等碳定价工具全球分布资料来源:世界银行《2022年碳定价发展现状与未来趋势》、西部证券研发中心表37:碳税政策分类政策种类模式特点代表国家征税环节直接对碳排放量或碳含量征税能够直接反映排放主体的排放量,但对计量技术要求较高,实施成本较高波兰、捷克等少数国家采用根据燃料消耗总量或其含碳量计征较为简便芬兰、丹麦、英国、日本等,为大多数国家采用征税依据仅在化石燃料生产端征税便于征管,能够减少社会阻力,但价格信号难以有效传导给消费者,限制了碳税的调节作用冰岛、日本、加拿大各省仅在化石燃料消费端征税符合税收公平原则,也有利于唤起企业和消费者节能减排的意识,但纳税人较为分散,不便于管控波兰、英国同时对化石燃料的生产端和消费端征税-荷兰资料来源:《国际税收》、西部证券研发中心表38:部分国家(地区)碳税开征年份及税率国家(地区)开征时间(年)碳税税率(美元/吨二氧化碳当量)国家(地区)开征时间(年)碳税税率(美元/吨二氧化碳当量)卢森堡202140.12(柴油)、23.49(所有化石燃料)墨西哥20140.36-3.18荷兰202135.24英国201324.8墨西哥塔毛利帕斯州202112.72日本20122.61加拿大新布伦瑞克省202031.83乌克兰20110.36加拿大201931.83爱尔兰201039.35加拿大爱德华王子岛省201923.88冰岛201034.83(化石燃料)、19.79(含氧气体)加拿大纽芬兰与拉布拉多省201923.88列支敦士登2008101.47加拿大西北地区201923.88瑞士2008101.47南非20199.15哥伦比亚200835.81新加坡20193.71拉脱维亚200414.1阿根廷20185.54爱沙尼亚20002.35墨西哥萨卡特卡斯州201712.23斯洛文尼亚199620.32行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日51请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明国家(地区)开征时间(年)碳税税率(美元/吨二氧化碳当量)国家(地区)开征时间(年)碳税税率(美元/吨二氧化碳当量)哥伦比亚20175.00丹麦199228.14(化石燃料)、23.65(含氧气体)智利20175.00瑞典1991137.24葡萄牙201528.19挪威19913.87-69.33法国201452.39芬兰199072.83(交通燃料)、62.25(其他化石燃料)西班牙201417.62波兰19900.08资料来源:《国际税收》、西部证券研发中心各国碳税税率走势逐步高升,强化引导企业绿色转型。碳税体系下,政府针对企业造成二氧化碳排放的商品或服务,依照排放量来征收环境税,通过税收手段促使企业采取更加环保的行为,如减少能源消耗、转向清洁能源,实行更高效的制造工艺等。碳税的推出,一方面可以用来协助企业转型,以更有效率的方式使用能源;另一方面,能够有效降低温室气体排放量,减缓全球气候变化的速度。现阶段,一些国家正在规划更为严苛的碳税政策,加拿大碳税税率预计十年内增长超100美元,于2030年提升至136美元/吨二氧化碳。图49:部分发达经济体碳税税率情况(单位:美元/吨二氧化碳当量)资料来源:OECD官网、西部证券研发中心3.5.2我国碳税出台势在必行,绿氢优势有望逐步显现我国碳交易市场扬帆起航,碳税政策箭在弦上。虽然我国暂未实施碳税政策,但已经初步建立碳交易市场并制定实施了节能减排相关政策。未来,我国可以充分借鉴国外的碳税经验,采取融入型碳税,将碳税作为成本的一部分直接融入到商品或服务价格中,由市场上的生产者和消费者共同分担,以温和的方式在节约立法成本的同时实现减排目标。绿氢制备零碳排放占优,碳税出台将释放利好信号。传统灰氢制备通过石油、天然气、煤炭等化石燃料燃烧制备,碳排放量高,是目前主要的制氢来源。绿氢则通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源电解水制氢,在制氢过程中基本上不会产生温室气体。虽然绿氢制备仍存在转化率低、成本高的缺点,但碳税出台将进一步缩小其与灰氢的成本差距。表39:碳税相关政策相关政策出台时间主要内容“中国碳税税制实施框架设计”方案2010提出了我国碳税制度的实施框架,包括碳税与相关税种的功能定位、我国开征碳税的实施路线图,以及相关的配套措施建议23.881731145950135.32313145200900.0050.00100.00150.00200.00250.00加拿大西班牙日本瑞典挪威法国20202030E行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日52请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明相关政策出台时间主要内容《中华人民共和国环境保护税法》2018向环境排放应税污染物的企业事业单位和其他生产经营者征收环境保护税《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》2021提出加快研究碳税等碳减排相关税收政策资料来源:政府官网、西部证券研发中心图50:2020-2050年各类技术路线制氢成本趋势预测资料来源:国际氢能委员会、西部证券研发中心碳税助力绿氢灰氢成本加速收敛,2030年有望持平。根据测算结果,将2020年水平作为基准,假定灰氢初始制备成本为0.9-1.4美元/公斤,绿氢制备成本维持4.0-4.5美元/公斤。若我国推出碳税,且碳税税率达到50美元/吨二氧化碳及以上水平,绿氢与碳排放量较高、制备灰氢的传统制氢企业的成本差距有望降至2.0美元以下。叠加可再生能源制氢成本下降等因素,未来绿氢制备成本将以较快速度收敛于灰氢水平。表40:灰氢制备成本(含碳税)测算二氧化碳排放量(公斤)碳税税率(单位:美元/吨二氧化碳当量)碳税成本(美元/公斤)灰氢总制备成本(美元/公斤)与绿氢的成本差距(假定绿氢制备成本维持4.0-5.5美元/公斤区间)10100.101.00-1.503.00150.151.05-1.552.95200.201.10-1.602.90250.251.15-1.652.8510250.251.15-1.652.85150.381.28-1.782.72200.501.40-1.902.60250.631.52-2.022.4810500.501.40-1.902.60150.751.65-2.152.35201.001.90-2.402.10251.252.15-2.651.85行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日53请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明10750.751.65-2.152.35151.132.03-2.531.97201.502.40-2.901.60251.882.78-3.281.22101001.001.90-2.402.10151.502.40-2.901.60202.002.90-3.401.10252.503.40-3.900.60资料来源:西部证券研发中心3.6电解槽需求:预计26/30年新增装机30/127GW,市场规模761/2420亿元我们对电解槽需求测算如下:图51:2023-2030年全球电解水制氢规模及市场测算注:本表所测算电解槽市场规模为以电解槽为核心的电解水系统整体市场规模。资料来源:IEA、西部证券研发中心光伏风电装机量持续高增,配套电解槽装机有望快速提升。我们预计2022年全球光伏风电新增装机容量336GW,其中光伏/风电分别新增240/96GW;预计2030年全球光伏风电新增装机容量1546GW,22-30年CAGR=21%,其中光伏/风电新增装机分别为202020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E风光装机容量(GW)全球光伏及风电总装机容量(GW)227.0241.0335.8483.1610.1771.6909.81055.51206.61366.81545.7YoY29%6%39%44%26%26%18%16%14%13%13%中国分布式装机预测15.429.154.075.698.3127.8153.3180.9209.9241.3277.5中国集中式光伏装机预测32.825.836.055.071.593.0109.7128.3150.1174.2202.0海外分布式装机预测36.232.956.479.0102.6133.4156.1181.1206.5233.3261.3海外集中式光伏装机预测49.667.293.6140.4182.5237.3284.7336.0389.7448.2515.4中国陆上风电新增装机预测54.041.444.770.080.090.0103.5115.9127.5137.7148.7中国海上风电新增装机预测3.014.55.210.014.020.026.031.235.940.244.2海外陆上风电新增装机预测33.035.040.045.250.255.258.561.463.966.468.4海外海上风电新增装机预测3.04.06.08.011.015.018.020.723.125.528.0氢配比中国分布式光伏0.05%0.09%0.25%0.30%0.36%0.41%0.48%0.55%0.63%0.72%0.83%中国集中式光伏0.35%0.65%1.20%2.40%3.84%5.76%7.49%8.99%10.78%12.94%14.23%海外分布式光伏0.06%0.06%0.05%0.06%0.07%0.09%0.10%0.12%0.15%0.18%0.21%海外集中式光伏0.10%0.12%0.17%0.51%1.28%2.55%4.59%6.43%8.35%10.44%11.49%中国陆上风电0.23%0.25%0.30%0.60%1.20%2.40%3.60%5.04%6.55%8.52%10.22%中国海上风电0.30%0.60%1.00%2.00%3.60%5.40%7.02%9.13%10.49%11.54%12.12%海外陆上风电0.02%0.03%0.03%0.06%0.12%0.24%0.48%0.96%1.73%3.11%4.98%海外海上风电0.01%0.02%0.02%0.05%0.15%0.38%0.83%1.49%2.38%3.56%4.99%全球电解槽新增装机(GW)0.330.491.003.067.3416.2329.6546.6268.4797.76127.26YoY32%47%104%205%140%121%83%57%47%43%30%电解水制氢规模测算光伏年有效利用时长(h)16541736182319141991207121122154219722412286风电年有效利用时长(h)35703606364236793715375237903828386639053944其他电解水制氢有效利用时长(h)40004000400040004000400040004000400040004000生产效率(Nm³/MWh)200200200200200200200200200200200氢气体积质量比(Nm³/kg)11.211.211.211.211.211.211.211.211.211.211.2中国光伏制氢规模(万吨)0.71.43.38.720.142.677.2126.9198.2299.3432.2中国风电制氢规模(万吨)1.22.43.77.817.639.577.4137.6222.7339.0487.2海外光伏制氢规模(万吨)0.40.71.44.112.836.186.7172.4304.8499.9753.8海外风电制氢规模(万吨)0.10.20.20.41.02.25.211.322.943.878.1其他电解水制氢规模(万吨)0.00.00.41.13.28.619.338.669.4118.8197.8全球电解水制氢规模(万吨)2.44.78.922.154.6129.0265.8486.8817.91300.91949.1YoY161%93%90%147%147%136%106%83%68%59%50%全球电解槽市场规模(亿元)12.317.131.389.9205.0431.8761.31119.21531.42026.72420.4YoY18%39%83%187%128%111%76%47%37%32%19%行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日54请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明1256/289GW,22-30年CAGR分别为23%/15%。我们根据目前已经披露的绿氢项目以及行业发展速度进行测算,预计2023年全球电解槽新增装机3GW以上,同比增长2倍以上,市场规模约90亿元,同比增长约1.9倍。根据目前行业快速高增趋势,我们测算2026/2030年全球新增电解槽装机约30/127GW,22-30年CAGR=83%,全球电解槽系统市场规模达761/2420亿元,22-30年CAGR=72%。电解槽系统成本有望规模化降本,PEM占比有望逐步提升。我们预计2023年中国ALK/PEM电解槽系统均价分别为1.80/6.84元/W,同比-10%/-15%,海外ALK/PEM电解槽系统均价分别为3.78/5.76元/W,同比-14%/-18%,预计随着电解槽系统装机规模大幅提升,成本有望呈现逐步下降趋势。我们预计2023年中国ALK/PEM电解槽新增装机占比分别为94%/6%,预计到2030年占比分别为85%/15%;预计海外ALK/PEM电解槽新增装机占比分别为30%/70%,预计到2030年占比分别为26%/74%。绿电制绿氢成行业趋势,电解水制氢规模迎来高增。我们预计2022年全球电解水制氢规模约8.9万吨,2023年有望达22.1万吨,同比+147%,随着电解槽装机规模大幅提升,我们预计2026/2030年电解水制氢规模分别达到266/1949万吨,22-30年CAGR=96%,氢能有望逐步成为全球能源结构的重要组成部分。四、投资建议:关注优质电解槽厂商及核心设备材料公司电解槽是产业链核心环节,关键设备及材料公司具备较大发展机会。随着绿氢行业发展,制氢环节率先收益,特别是电解槽厂商会率先放量。在储运氢环节以及应用环节优质龙头公司快速成长,业绩弹性有望逐步得到显现。4.1制氢环节:设备厂商最受益,看好具备制造技术优势电解槽厂商电解槽出货量快速增长,碱性电解槽成市场主流。电解槽是电解水制氢系统中的核心设备,碱性电解槽凭借商业成熟度高、成本低等优势,2021年出货量达到776MW,成为目前制氢行业的首选,目前碱性电解槽可以初步实现绿色制氢大规模应用。2022年全球前20家电解槽企业产量合计达到14GW,2023年规划产能达到26.4GW,根据彭博新能源预测,2030年全球电解槽装机规模将达到242GW。根据BloombergNEF数据,2023年中国电解槽出货量将继续保持高增,出货量有望达到1.4-2.1GW,占当年全球出货量的60%以上,同比增加75%-163%。4.1.1隆基绿能硅片制造企业向氢能新业务全面布局。隆基绿能从2018年开始开展在氢能领域的战略规划,积极与国内外研究机构合作研发电解水制氢装备,并于2021年成立西安隆基氢能科技有限公司,并致力于成为全球领先企业,为全球的减碳降碳提供绿氢解决方案。2021年第四季度,公司首台1000Nm³/h碱性水电解槽成功下线;2022年3月完成了全球首台套4000nm³/h制氢系统的实证测试,氢能装备技术发展迅猛。公司于2021年初步具备500MW电解水制氢装备产能,2022年规划产能达1.5GW,未来五年内产能将达到5-10GW,助力实现“碳中和”目标,共同推动能源转型进程。开启制氢能效1.0时代。公司的碱水制氢系统已实现并达到了世界领先水平:第一,4台1000Nm³/h电解槽对应1台气液分离装备,系统制氢能力达到4000Nm³/h,单台纯化能力达到8000Nm³/h,系统电耗无论实证数据还是设计水平均创造了领先性;第二,实现高电流行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日55请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明密度与高产氢量的完美结合,有效降低了系统投资;第三,适应大规模可再生能源制氢对电能质量和负荷快速响应的特点,系统负荷响应时间为毫秒级;第四,与IGBT电源兼容性高,可出色地应对谐波/功率因数等电能质量和可再生能源匹配性问题。公司还不断加大研发投入,持续推动单位制氢成本LCOH的降低。该子公司推出了新一代碱性电解水制氢设备,直流电耗满载状况下低至4.1kWh/Nm3,在2500A/㎡电流密度下,更可低至4.0kWh/Nm3。实施“绿电+绿氢”战略,氢能业务蓬勃发展。光伏发电已成为全球最具经济性的清洁能源,“绿电+绿氢”将推动制氢成本LCOH(单位制氢成本)的下降,同时有效克服可再生能源间歇性、储存性问题。隆基氢能提供的“绿电+绿氢”解决方案能全面覆盖合成甲醇、合成氨、钢铁冶炼、石油炼化等领域。隆基氢能作为领先企业,在2022年5月成功入围中石化首个万吨级绿氢示范项目,为其提供分布式光伏和光伏地面电站的解决方案,并提供绿氢生产装备以及制氢相关解决方案。万华化学与隆基绿能于2023年达成战略合作,实现产业优势互补,助力“双碳”目标实现。据证券之星披露,隆基绿能拟与可再生和清洁能源开发商Invenergy合作,在美国俄亥俄州建设一处5GW光伏组件工厂。图52:模块化电解槽制氢设备图53:全新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品发布会资料来源:公司官网、西部证券研发中心资料来源:公司官网、西部证券研发中心4.1.2阳光电源前瞻性布局氢能。公司于2019年布局氢能业务,成立了专门的氢能事业部。公司在稳步发展新能源装备业务时,也在氢能领域不断加大研发投入。2021年3月,公司以推出的国内首款可量产功率最大(250kW)和电流密度最高(1.5A/cm2)的SEP50PEM制氢电解槽为标志,正式踏入制氢设备领域。并于2021年6月,公司成立全资子公司——阳光氢能科技公司。公司拥有碱水电解制氢系统技术(ALK)和质子交换膜(PEM)纯水电解制氢技术两种技术路线,以及配套的MW级专用制氢整流电源、智慧氢能管理系统。氢能与储能相互协同。公司联手中国科学院大连化学物理研究所成立PEM电解制氢技术联合实验室,以大功率PEM电解制氢装备的研究开发为核心,加强可再生能源和电解制氢的融合,改善优化制氢系统。利用光伏、风电等可再生能源供电的水电解生产的氢气(绿氢),再通过燃料电池等方式转换为电力,可实现氢储能的“电-氢-电”循环。公司在多地开展了光伏制氢项目,业务扩张迅速。随着可再生能源渗透率提升和电解制氢成本降低,氢能源有望迎来快速发展。未来若氢能实现大规模应用,氢能业务将助力于公司的长期发展。表41:2019-2022年阳光电源氢能项目行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日56请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明时间地点项目2019年7月山西与山西省晋中市榆社县政府签订了300MW光伏和50MW制氢综合示范项目2019年9月山西与山西省屯留区在吾元镇政府签订了200MW光伏发电项目(一期)开工暨二期500MW光伏制氢项目2020年6月安徽国网兆瓦级氢能科技示范项目,200Nm³/hPEM制氢系统2021年安徽阳光产业园光伏制氢示范项目2021年10月吉林分布式发电制氢加氢一体化示范项目,1000Nm³/h碱性水制氢系统2022年3月内蒙古内蒙古圣圆正能制氢加氢一体化项目,计划投资13.96亿元,规划建设6000Nm³/h电解水制氢、200MW光伏发电、2座1000kg/12h以加氢为主的综合能源站项目及配套设施资料来源:公司官网、西部证券研发中心图54:阳光电源碱性电解槽图55:阳光电源PEM电解槽资料来源:公司官网、西部证券研发中心资料来源:公司官网、西部证券研发中心4.1.3华电重工氢能产业布局稳步开展。2020年华电重工正式成立氢能事业部,以可再生能源高效利用、二氧化碳减排利用、工业尾气综合利用为方向,致力于为客户提供制售氢、装备制造、工程总包等一体化服务。2020年氢能业务承接甘电投氢能利用研究课题,签订2个气体扩散层供货合同。公司承担华电集团“揭榜挂帅”项目和国家重点科技攻关项目,在泸定电解水制氢装置试运行成功,氢气纯度大于99.99%,推动包头达茂旗、青海德令哈两个项目落地,同时对多个项目进行跟踪,业务涉及制氨、氢燃料电池汽车、玻璃等多个用氢场景,为公司后续业务开展打下基础。2022年氢能业务突破巨大。2022年5月公司并购深圳通用氢能51%的股权,公司更加看重通用氢能的专家团队,能够为公司在氢产业上的发展提供技术上的支持,目前已在气体扩散层、质子交换膜方面取得重大突破;2022年7月,公司1200Nm3/h碱性电解水制氢装置与气体扩散层产品已成功下线;2022年11月,与内蒙古华电氢能科技有限公司签署了《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》,合同金额为3.45亿元人民币,计划2023年内投产。2023年3月15日金山股份发布公告:公司拟与华电科工(华电重工第一大股东)共同出行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日57请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资建设25GW风电离网制氢一体化项目,并配备2台单机容量1000Nm³/h碱性电解装置,1台2000Nm³/h的氢气纯化装置,2台1500m³储氢罐等装备,预计年产绿氢1230吨,其中金山股份占比70%,华电科工占比30%。图56:1500Nm3/h的碱性电解槽资料来源:西部证券研发中心表42:25GW风电离网制氢一体化项目25GW风电离网制氢一体化项目金山股份出资0.5817亿元华电科工出资0.2493亿元配套设备2台单机容量1000Nm³/h碱性电解装置1台2000Nm³/h的氢气纯化装置2台1500m³储氢罐3台(2用1备)出口压力21MPa、额定流量1000Nm³/h氢气压缩机2支20MPa双枪双计量加氢柱风电设备年利用小时数3000小时,年发电量约7500万千瓦时,全部发电量均用于本项目制取绿氢,预计年产绿氢1230吨资料来源:《沈阳金山能源股份有限公司关于投资建设风电离网制氢一体化项目暨关联交易的公告》、西部证券研发中心表43:2022-2023年氢能项目时间项目碱性制氢2022年7月首套1200Nm3/h碱性电解槽产品下线PEM制氢2022年投资并控股通用氢能发展风光氢等新能源产业2022年7月华电集团与与山西美锦能源签订合作协议政府层面2022年4月30日华电集团与成都市签署战略合作框架协议,在氢能产业生态圈深化合作2022年6月15日华电集团与青海市人民政府签署战略合作协议,推动青海储能、氢能等领域的创新发展2022年11月16日与内蒙古华电氢能科技有限公司签署了《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》2023年3月15日华电科工与金山股份共同出资建设25GW风电离网制氢一体化项目行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日58请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:各政府官网、公司官网、西部证券研发中心4.1.4华光环能与大连理工紧密合作,制氢项目逐一落地。公司业务横跨环保、能源两大领域,涉及装备制造、工程与服务以及项目运营等。背靠无锡国资,公司并入国联环保、市政设计院、国联环科、无锡蓝天、中设国联等多项优质资产。公司作为无锡市氢能联盟理事长单位,与政府相关部门沟通,积极布局无锡氢能产业。2022年公司与大连理工大学合作成立零碳工程技术研究中心,进行电解水制氢、碳捕捉技术等示范项目的开发。公司凭借装备制造方面多年的经验,成功实现了碱性水电解槽制氢技术、装备及系统集成的成功落地历时70天完成了30m³/h制氢设备及系统的研发和生产,设备在程度中试顺利。公司研制的制氢设备,对主副电极结构进行了改进,采用新型环保隔膜材料,大幅提高了电流密度,同等产氢量下,设备体积大幅减小。在此基础上,公司近期计划试制线下大型可商业化应用水电解槽制氢设备,从氢能设备制造到储运装备、投资运营,逐步向下游延伸布局。制氢与公司现有业务实现协同发展。氢能产业链的三大环节为上游制氢、中游储运、下游应用,公司在选择方向时考虑公司自身装备制造的优势,选择在上游制氢环节切入,主攻碱性水电解槽制氢技术、装备及系统集成,同时与现有业务构成协同:制作制氢设备所需的原材料、吊装设备及场地可充分利用公司装备制造的已有资源,且公司研发人员经验丰富、制造人员技术娴熟,能快速熟悉新领域并与大连理工研发人员高效配合。公司投资新设华光碳中和技术发展有限公司,将通过开展碳减排技术梳理、外部合作及技术引进并孵化输出等,带动公司装备制造和工程板块的产业输出,未来公司将积极探索现有业务与氢能等新能源的协同发力的可能性。2023年3月15日,成功研发并下线产氢量1500Nm3/h的碱性电解槽。公司目前已具备500Nm3/h以下、500-1000Nm3/h,1000-2000Nm3/h,多个系列碱性电解水制氢系统制造技术,已有10000m2电解槽水制氢设备制造场地,并同步推进新制造基地的建设。图57:1500Nm3/h的碱性电解槽下线公告图58:公司业务领域资料来源:《无锡华光环保能源集团股份有限公司关于1500Nm3/h碱性电解槽下线的公告》、西部证券研发中心资料来源:公司财报、西部证券研发中心行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日59请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明图59:1500Nm3/h的碱性电解槽资料来源:公司财报、西部证券研发中心4.1.5昇辉科技氢能布局实现强强联合,电解槽研发生产进展迅速。公司充分借助在佛山当地氢能领域的政策先发优势与产业集聚优势,重点聚焦氢能产业,从氢能源车辆运营、制氢设备、氢能核心电气零部件等产业环节进行投资与布局,先后投资氢能产业链企业国鸿氢能、飞驰汽车、鸿基创能及盛氢制氢。昇辉新能源也与佛山市南海区政府、美锦能源达成战略合作,通过高效整合行业及公司资源,强强联合,形成昇辉新能源氢能产业联盟。2022年8月22日,公司旗下广东盛氢制氢设备有限公司推出了首台套100标方碱性电解水制氢设备产品,仅仅120天后,盛氢制氢开发的1000标方制氢设备下线,该设备采用碱性电解水的制氢技术路线,能够实现单槽制氢产量1000标方/小时的水平,氢气纯度达99.9995%,工作压力在1.6Mpa。新产品配套系统具备宽频调谐能力和快速启动能力,有利于实现风光可再生能源离网绿电制氢模式。目前盛氢制氢已经具备年产50台套大功率电解槽的生产能力以及快速交付整体解决方案的能力。成立昇辉新能源作为氢能产业运营实体。自成立以来,昇辉新能源推出两款氢燃料电池发动机,通过国家强制质量检验,达到市场主流技术水平;公司投资建设氢燃料电池关键零部件DC/DC升压变换器产线,提升氢燃料电池零部件自产率;拓展战略客户,与盛丰物流集团有限公司达成合作;公司燃料电池系统的配套车辆申报进入工信部新能源推荐车型公告目录。昇辉新能源构建了“3+3”的氢能战略:一方面战略投资飞驰科技、国鸿氢能、鸿基创能这3家产业链头部企业,携手合作伙伴搭建氢能生态圈和产业联盟;另一方面自主搭建了氢车运营平台、制氢装备、氢能电气零部件3大板块,通过深耕氢链两头构筑强大的氢能竞争优势。昇辉新能源的目标是实现“整车运营/市场推广-稳定氢源-电气核心零部件”的协同发展。结合企业和政策优势,昇辉新能源正在进行应用场景的探索,包括:成立氢能源物流车运营平台,带动燃料电池汽车应用规模的扩大;响应政策推进氢燃料电池物流车(主要围绕高端冷链物流);筹划自用制氢加氢一体站,为区域内氢能车提供不高于35元/kg的终端售价;同时也在依托上市公司现有电气设备的技术积累与经验,快速实现在氢行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日60请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明能核心电气设备领域的能力转化。图60:1000标方电解槽产品图61:氢气纯化装置资料来源:公司财报、西部证券研发中心资料来源:公司财报、西部证券研发中心4.1.6双良节能绿电智能制氢系统下线,制氢迈出一大步。2022年9月,公司举行首套1000Nm3/h绿电智能制氢系统下线仪式,目前双良绿电制氢装备制造车间正在建设中,建成后预计具备1000-1500m³/h电解槽100台套的产能。同时,公司成立氢能研究中心,规划氢能产业链技术研发,布局上游电解制氢技术、储氢技术、以及下游氢气高效利用技术。由双良自主研发的“绿电智能制氢系统”,分为“高性能电解槽、气液分离装置、纯化装置和电源”四大核心部分,具有制备量大、智能、安全、可靠等显著优势,采用高电流密度设计的电解槽最大制备量可达1000Nm3/h,通过气液分离装置将碱液沉降分离后,经过提纯的氢气纯度可达到99.9999%以上,真正实现无污染、零排放、低成本,实现了制氢系统的节能高效与无人值守,可广泛应用于煤化工与石化、钢铁与冶金、合成氨等工业领域与民用领域,减少碳排放,助力用能终端实现“双碳”目标。在电解制氢方面积极投入研发,形成新竞争优势。目前已与上海交通大学等达成合作,承担了“绿电碱性膜电解水制氢电堆关键材料与系统集成”产业化关键技术研究课题项目,以进一步优化电解槽结构和组装工艺,提高电解槽性能、单位面积产氢量并降低制氢能耗等。图62:绿电制氢智能系统图63:绿电制氢智能系统核心部分行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日61请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:公司财报、西部证券研发中心资料来源:公司财报、西部证券研发中心4.1.7吉电股份背靠国电投积极发展新能源,氢能布局行业领先。吉电股份是国电投控股上市公司,主要业务涉及新能源、综合智慧能源、氢能、储能及火电、供热、生物质能、电站服务等领域。公司从2018年开始谋划氢能产业,目前公司开发的白城分布式新能源发电+制氢加氢一体化示范项目、长春中韩示范区“光伏+PEM电解制氢+加氢”一体化示范项目均已投运,大安市化工园区开发的风光制氢合成氨一体化项目正在推进相关工作。公司计划在吉林省氢能规划的框架内,促进白城区域建设千万千瓦新能源制氢基地,在吉林中部长春中韩示范区建设氢能装备研发制造应用基地,并在白城、长春间打通形成制氢、储运和化工产业应用的氢能走廊,促进发展吉林省氢能全产发展。大安风光制氢合成氨一体化项目规模较大,布局制氢环节完善产业链。公司2月份发布大安风光制氢合成氨一体化示范项目招标公告,其中共采购39套水电解制氢设备,该示范项目动态总投资59.56亿元,预计安装PEM制氢设备50套,碱液制氢设备36套,制氢能力46000Nm³/h,储氢装置60000Nm³。根据招标公告,隆基氢能、阳光电源、三一氢能、派瑞氢能拟中标制氢设备,根据要求,制氢设备预计2023年9月底开始陆续供货,并于2024年4月底全部完成,满足现场施工进度要求。公司在制氢环节也在积极参与,其中在长春中韩示范区参与成立了长春绿动氢能科技有限公司,开展PEM制氢设备研发、制造。公司在氢能交通领域示范运营,布局制氢加氢一体站前景广阔。2023年4月,吉电股份长春氢能交通示范线路试运成功,6辆标有“中韩(长春)国际合作示范区”的氢能大巴准时抵达中韩大厦。中韩示范区“可再生能源+PEM制氢+加氢”一体化创新示范项目作为“氢能走廊”起点应运而生——全面应用国家电投自主知识产权的PEM电解水制氢装备,实现加氢站每天加氢500公斤,将在长春氢能交通示范应用中发挥高品质氢气网络母站作用,被列为国家发改委赛马项目。该示范项目开通运营,将为制氢加氢一体化站提供大量实证数据,并为后续吉电股份推广“一体站”发展模式打下坚实基础。图64:大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目效果图图65:中韩示范区“可再生能源+PEM制氢+加氢”一体化场站行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日62请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:公司官网、西部证券研发中心资料来源:公司官网、西部证券研发中心4.2材料及零部件:看好具备核心技术和产品优势的细分赛道龙头氢气特点赋予储运重要意义。在氢能产业链中,氢的储存和运输起到了氢气生产端和需求端之间的重要桥梁作用,对氢能的发展节奏和进度有较大的影响。由于氢气在室温和常压下的密度只有空气的1/14,单位体积储能密度低,加上易燃、易爆等特点,使得氢能源的安全、高效传输与存储带来了面临困难,同样也成为业内厂商突破的难点和竞争着力点。氢能储运发展快速拉动关键设备及材料需求。在实现储运氢过程中,离不开技术和设备的有力支持,例如阀门、压缩机等等。为了保证氢气的安全性,氢能阀门需具备良好的耐高温、耐高压、耐腐蚀性能以及高度可靠性等特点,生产制备技术难度性较高。氢气压缩机为燃料电池工作系统提供必要的压缩气体,在氢燃料电池电动车工作中起着至关重要的作用,在整个氢能产业链中应用广泛,其性能直接影响着整个燃料电池系统的压缩比、效率、噪声等重要性能指标。4.2.1江苏神通阀门龙头拓展氢能新领域。公司专业研究、开发、生产与销售新型特种阀门,产品主要包括蝶阀、球阀、闸阀、截止阀等七个大类145个系列2000多个规格。传统业务为冶金阀门和核电阀门,2019年,公司引进行业专业团队并设立专业子公司南通神通新能源公司,股权占比为35%,布局氢能阀门,专门从事应用于高压氢能源阀门的设计开发,包括储氢、加氢和电堆等系统高压阀门。子公司掌握关键技术,解决问题。目前神通新能源已经完成了车载氢系统产品实现全自主研发,具备70-90MPa高压氢能阀门生产能力,在瓶口阀、合减压阀、电磁阀等核心阀门均已取得资质,解决了高压密封/结构设计、氢气的“腐蚀性”、车载系统环境适应性等问题,开启了新的增长空间,为打破氢能阀门市场被进口垄断的局面作出贡献。表44:公司氢能阀门产品产品名称产品图例压力介质轨道式球阀150Lb~2500Lb;1.6MPa~42MPa催化剂、氢气、气化炉黑水(灰水)等行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日63请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明产品名称产品图例压力介质高压球阀~4500Lb蒸汽、高压氢气、高压氧气等加氢升降式止回阀≤42MPa氢气及油品的混合物加氢截止阀≤42MPa氢气及油品的混合物加氢闸阀≤42MPa氢气及油品的混合物资料来源:公司官网、西部证券研发中心小阀门贡献大能量,助力绿氢发展。公司设计制造的大口径氢气球阀于2022年9月通过检测,用于西北戈壁荒滩的光伏绿氢示范项目上,建设300MW光伏发电厂,为绿氢工厂52台碱性电解槽电解水制氢提供电能,项目建成后预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨,助力国内制氢装备产业快速发展,该批氢气球阀规格为NPS18-CL300,也是目前国内制造的最大口径氢气球阀。图66:2022年公司主营构成图67:公司高压氢气球阀资料来源:公司财报、西部证券研发中心资料来源:公司官网、西部证券研发中心4.2.2开山股份压机业务历史悠久规模可观。公司深耕空气压缩机领域近20年,主营业务螺杆空气压缩机生产规模和技术水平处于行业领先,制造规模亚洲排名第一、全球排名第三。公司位列全球新能源企业500强,分别在美国成立了全资制造、研发基地,在奥地利收购了拥有170年历史的LMF公司,在墨尔本、波兰、孟买、迪拜、胡志明、台中、香港设立了以销售服务为主的营运中心,有2000多家营销网点,14家生产及研发中心,具有完整的制造30.82%22.83%11.22%8.59%8.13%7.44%2.52%1.47%6.98%法兰及锻件蝶阀非标阀门盲板阀节能服务行业球阀闸阀地坑过滤器其他业务行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日64请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明体系和一定的规模经济效应。表45:公司全球核心制造基地及子公司布局制造基地子公司制造基地子公司衢州开山工业园浙江开山压缩机有限公司上海临港开山工业园维尔泰克(上海)压缩空气系统技术有限公司浙江开山离心机械有限公司上海开山冷冻系统技术有限公司浙江开山凯文螺杆机械有限公司上海开山气体压缩机有限公司浙江开山净化设备有限公司上海开山能源装备有限公司浙江开山压力容器有限公司开泰克压缩机(上海有限公司浙江开山能源装备有限公司上海维尔泰克螺杆机械有限公司开山奥地利工厂开山股份-阿拉玛发控股有限公司上海恺雷自控系统有限公司开山压缩机(美国)有限公司阿拉玛发压缩机(中国)有限公司重庆开山流体机械有限公司广东正力精密机械有限公司资料来源:公司官网、西部证券研发中心图68:2017-2022年公司螺杆机销量(万台)图69:2018-2023Q1公司营业总收入(亿元)资料来源:公司财报、西部证券研发中心资料来源:Wind、西部证券研发中心近年多个国内外项目订单,海外业务蓬勃发展。开山拥有自主知识产权的螺杆主机制造核心技术和能力,公司2021年压缩机系列产品占主营76.5%。2022年公司海外压缩机业务收入约9.4亿元,较上年涨幅超过25%。表46:2020-2023年公司项目订单情况时间项目订单情况2020年开山工艺螺杆压缩机首次应用于达涅利海外低碳直接氢还原钢铁项目2021年德国Uniper能源公司及英国国家电网参与的HyNTSFutureGrid项目的价值数百万欧元氢压机订单2022年1月开山集团股份有限公司全资子公司LMF从俄罗斯石油公司(Tatneft)得到四台氢气压缩机的订单,订单折合人民币近7153万元。2022年7月开山工艺气螺杆压缩机为主流程设备,顺利投运鹏湾氢港制氢工厂,为山西省首个制氢项目,为产业配套氢气燃料重卡提供清洁燃料。01234567892017201820192020202120220510152025303540201820192020202120222023Q1行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日65请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明时间项目订单情况2023年3月达涅利低碳直接氢还原钢铁项目订单2023年3月八一钢厂2500立方米富氢碳循环高炉技术改造项目资料来源:公司官网、公司财报、西部证券研发中心4.2.3冰轮环境公司在氢能压缩机领域全面布局。公司主业为气温控制,致力于为客户提供系统解决方案,广泛应用于食品冷链、石化、医药、能源、冰雪体育、大型场馆、轨道交通、核电、数据中心、学校、医院等。在氢能领域,公司中期战略定位是专业设备商,组织专业团队,聚焦全流程压缩机,如充装压缩机、输送压缩机、加氢压缩机、液化压缩机、氢燃料电池车空气压缩机、氢气循环泵等,并持续进步,技术水准保持在行业前列,静待国家氢能应用大规模铺开。公司目前已经完成了22MPa和90MPa隔膜压缩机的设计、试制,未来拟研发完整氢能压缩机型谱,丰富公司产品线。图70:冰轮环境产品布局覆盖全压力宽温区资料来源:公司官网、西部证券研发中心公司在氢能压缩机领域具备技术优势。冰轮环境联合山东大学、西安交通大学等多家在氢能产业技术装备方面有突出优势的高校院所,依托高校技术优势及企业装备制造优势,开行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日66请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明展氢能产业重大装备的应用基础研究及共性关键技术研究,解决目前氢能产业链条中关键装备依赖进口的局面,填补相关产品的国内空白,打破相关知识产权壁垒。图71:冰轮环境氢能压缩机资料来源:公司官网、西部证券研发中心公司主要产品包括氢燃料电池空气压缩机、氢气循环泵、氢气液化压缩机、加氢站用氢气压缩机。氢燃料电池空气压缩机:氢燃料电池的关键部件,是保证燃料电池高效可靠运行的关键设备。根据适配电堆功率及流量等参数的不同,分为10余种型号,燃料电池空压机效率可达到60%以上、寿命可达30000h。氢气循环泵:氢燃料电池的关键部件,可以有效的改善氢循环、灵活性高。提高了氢气的利用率。独有的专利结构设计,保证了氢泵破冰功能。氢气循环泵效率可达到60%以上、噪音≤70dB、寿命可达25000h。氢气液化压缩机:氢气增压、液化的主要压缩设备,采用冰轮自主研发的高性能氦气螺杆式压缩机,配套辅助设备撬装,运行安全可靠,能效比高。加氢站用氢气压缩机:主要采用隔膜式压缩机,作为往复式容积型压缩机,其性能特点决定了它在特殊气体压缩运输上的突出优势。4.2.4雪人股份公司在国际化的同时实现氢能源业务拓展。公司主要从事压缩机及机组、氢燃料电池空气压缩机的研发、生产和销售,目前公司产品的应用领域主要有:水利水电、大型建筑、核电站、新能源汽车、国防军事等。2015年6月,公司收购了瑞典OPCON核心业务两大子公司SRM和OES100%股权。通过并购,公司掌握了先进的螺杆膨胀发电机技术和氢燃料电池空气循环系统核心技术,为后续开展氢能源业务做好充足的铺垫和准备。表47:压缩机产品谱系行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日67请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明螺杆压缩机系列SRMTEC-SRM系列开启式单级螺杆压缩机压缩机组系列SRMTEC-SRM系列开启式单级螺杆压缩机组SRMTEC-SRM系列开启式单机双级螺杆压缩机组SRMTEC-CW系列开启式螺杆盐水机组SRMTEC-SRM系列开启式单机双级螺杆压缩机SRMTEC-SRS系列半封闭单级螺杆压缩机SRMTEC-CS系列开启式船用螺杆压缩机组SRMTEC-SRS系列半封闭单机双级螺杆压缩机SRMTEC-SRS系列半封闭单级螺杆压缩机组SRMTEC-SRH系列开启式高压螺杆压缩机SRMTEC-SRS系列半封闭单机双级螺杆压缩机组SRMTEC-氨移动式制冷站RefComp-134-l系列半封闭变频螺杆压缩机SRMTEC-NATURECO2载冷机组RefComp-SRC-S系列半封闭螺杆压缩机RefComp-CW系列半封闭螺杆盐水机组RefComp-134-S系列半封闭螺杆压缩机RefComp-箱式压缩冷凝机组RefComp-SW3系列半封闭螺杆压缩机RefComp-SW5L系列半封闭螺杆压缩机RefComp-SP系列半封闭活塞压缩冷凝机组RefComp-134-SS5系列半封闭高效变频螺杆压缩机RefComp-SW系列半封闭螺杆压缩冷凝机组RefComp-微通道压缩冷凝机组Powerbox-SRM系列开启式螺杆高温氨热泵机组Powerbox-热源站活塞压缩机系列RefComp-SP系列半封闭活塞压缩机RefComp-SPS系列CO2半封闭亚临界循环活塞压..RefComp-SPM系列船用活塞压缩机RefComp-SPT系列CO2半封闭跨临界循环活塞压..RefComp-SPC系列半封闭活塞压缩机RefComp-SBC系列半封闭双级活塞压缩机资料来源:公司官网、西部证券研发中心公司设备精良,产品质量有保障。从德国、日本等发达国家进口高精度、全自动化、智能化的生产和检测设备使得公司能够实现仿真模拟,在线检测和工艺流程监控。同时公司还设计建造了大型的智能化压缩性综合性能实验室。建成先进的节能制冷压缩机生产线,这些先进的生产设备和仪器确保了公司产品质量。目前,公司在全球建立了6大技术研发机构,已开发出12个型号的燃料电池系统,为克莱斯勒、奔驰、通用、沃尔沃等多家汽车生产商提供过燃料电池系统。图72:2022年公司主营构成图73:2018-2023Q1公司总营收(亿元)资料来源:公司财报、西部证券研发中心资料来源:Wind、西部证券研发中心4.2.1中材科技中材科技成立于2001年末,在大容积、高压力、轻量化等方面拥有丰厚的技术储备。公38.33%30.00%19.39%11.38%0.90%压缩机(组)油气技术服务制冰产品中央空调系统其他业务0510152025201820192020202120222023Q1行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日68请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明司继承了三个科研院所五十多年的核心技术资源和人才优势,拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链,是我国特种纤维复合材料领域集研发、设计、产品制造与销售、技术装备集成于一体的国家级高新技术企业。公司从2008年就开始从事高压储氢气瓶设计并率先研发完成国内最大容积165L及320L燃料电池氢气瓶,在苏州、成都、九江三个地区均设有气瓶制造基地,各类气瓶年产能共计可达85万只。表48:中材科技各个基地生产的产品类型及其产能基地产品类型年产能苏州基地站用储氢长管1500只成都基地车载压缩天然气气瓶35万只车载储氢瓶10万只九江基地各类工业气瓶40万只资料来源:中材科技(苏州)有限公司官网、西部证券研发中心中材科技35MPa储氢气瓶产品序列全面,率先突破70MPa储氢瓶生产技术。相比于国内其他储氢瓶企业,中材科技的产品型号最多,并且是国内首批将385L储氢气瓶推向市场的厂家。中材科技(苏州)研发中心设立4个部门和1个实验室,在车载储氢领域拥有相关技术专利超30项。此外,中材科技所开发的70MPa储氢气瓶全部使用国产碳纤维,在原材料供应及成本控制方面优势明显。图74:35MPa和70MPaⅢ型燃料电池储氢气瓶资料来源:中材科技(苏州)有限公司官网、西部证券研发中心表49:中材科技(苏州)的氢能领域相关的部分核心专利信息序号专利名称专利号1纤维缠绕复合材料压力容器及其制造方法ZL03134797.52纤维缠绕复合材料压力容器梯度张力施加方法ZL03134798.33悬臂水平固定工装及使用该工装的连续固化装置ZL200810156942.34一种高压储氢气瓶内胆封头成型工艺ZL201010210088.15一种复合材料容器及其复合材料层的成型方法ZL201410438888.76一种氢气瓶缠绕固化自动化上下料输送线ZL202011324830.17一种气瓶热处理工艺设备ZL201910393729.28一种铝瓶旋压收口自动补热机构ZL202011354706.X9一种新能源氢气瓶运输储存装置ZL201922204978.0行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日69请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明序号专利名称专利号10压力容器铝质内胆拉深方法ZL201910913038.011工作压力大于35MPa高压复合材料气瓶的复合内胆ZL201920326426.412一种车用全复合高压储气瓶ZL201721785631.4资料来源:公司财报、西部证券研发中心中材科技在十四五时期的氢能规划将围绕3个方面开展:1)储氢气瓶:具备年产10万只Ⅲ型储氢气瓶制造能力;产品规格1.5L-385L,并根据市场需求持续开发新产品;已完成70MPa塑料内胆全缠绕气瓶(四型气瓶)研发,年产能3万只的生产线已基本建设完毕,将尽早实现批量生产;2)站用及运输用储氢容器:国内首家开发出钢内胆碳纤维长管运气单元;取得国际认证及专利,已实现海外批量应用;已完成加氢站用及运输用储氢容器产品开发,并逐步扩充产品序列。3)供氢系统及关键零部件:具备车载供氢系统自主设计及供应能力;正在开展关键部件国产化研究。表50:中材科技氢能规划方面内容储氢气瓶具备年产10万只Ⅲ型储氢气瓶制造能力;产品规格1.5L-385L,并根据市场需求持续开发新产品;已完成70MPa塑料内胆全缠绕气瓶(四型气瓶)研发,年产能3万只的生产线已基本建设完毕,将尽早实现批量生产站用及运输用储氢容器国内首家开发出钢内胆碳纤维长管运气单元;取得国际认证及专利,已实现海外批量应用;已完成加氢站用及运输用储氢容器产品开发,并逐步扩充产品序列供氢系统及关键零部件具备车载供氢系统自主设计及供应能力;正在开展关键部件国产化研究资料来源:第四届高工氢电产业峰会、西部证券研发中心4.2.2兰石重装兰州兰石重装是重型装备股份有限公司,始建于1953年,是中国石化装备制造业的先行者。其前身是国家“一五”期间前苏联援建中国的156个重点建设项目之一,并且是中国国内首家获得一、二、三类压力容器设计制造许可证的公司。公司已连续七年被评为中国石化装备制造业“五十强企业”,并支撑兰石集团获得“装备中国功勋企业”称号。公司业务涵盖传统能源装备、新能源装备、工业智能装备以及节能环保装备的研发、设计、制造、检测、检维修服务及工程总承包,其中氢能业务方面公司致力于构建“制、储、输、加”一体的氢能全产业链发展模式,目前主要设备为制氢、储氢和加氢站装备。兰石重装“制、储、输、加”一体化布局,氢能相关产品基本涵盖氢能全产业链。1)制氢领域:公司具体产品有循环流化床加压煤气化制氢装置、POX造气制氢余热锅炉、稳压吸附制氢反应器、工业脱氢反应器等,1000Nm3/h碱性电解水制氢装置正在试制中;2)储氢领域:公司可研发制造全系列低压储氢球罐和中高压储氢压力容器,45MPa、98MPa多层包扎式高压氢气储罐已完成产品试制;3)输氢领域:公司正在研发高压储氢装备、高压气固组合储氢容器等;4)加氢领域:公司具体产品有加氢站用储氢容器、微通道换热器(PCHE)等产品。图75:3000m³球罐工程—山东滨华项目图76:超高强度、高压储氢用材料及装备研究项目通过中期评审行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日70请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:兰石重装公司官方公众号、西部证券研发中心资料来源:兰石重装公司官方公众号、西部证券研发中心兰石重装加大氢能源领域研发及市场开拓,加快构建氢能产业新格局。1)公司联合合肥通用机械研究院、中国特检院、中国钢研总院、中国石化等单位开展高压储氢装置材料、制造、检验和评价等关键技术攻关,成功研制高压储氢容器试验罐;2)公司与旗下兰石研究院联合加快推动氢能领域关键核心技术攻关和科技成果转化,如推进电解水制氢装备、核能耦合制氢等可再生能源制氢等项目落地,且“气化制氢成套技术及装备”荣获“中国好技术”“中国好设计”等荣誉奖项;3)公司研制制氢及加氢站配套使用的换热冷却装置——微通道换热器;4)公司与内蒙古宝丰煤基新材料有限公司相继签订总金额6.12亿元的绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目相关合同,约定于2023年底之前完成设备交付。表51:兰石重装氢能源领域研发新合作及市场新项目合作方合作/合同内容机械研究院、中国特检院、中国钢研总院、中国石化等单位开展高压储氢装置材料、制造、检验和评价等关键技术攻关,并成功研制高压储氢容器试验罐兰石研究院加快推动氢能领域关键核心技术攻关和科技成果转化内蒙古宝丰煤基新材料有限公司绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目,签订总金额6.12亿元,并约定于2023年底之前完成设备交付资料来源:兰石重装公司官方公众号、西部证券研发中心表52:2025/2035年兰石重装氢能装备产业规划日期内容到2025年在“制、储、运、用(加)”等产业链关键技术领域取得突破性进展,实现自主设计、自主制造、自主销售的新局面;建设各类加氢站10座左右,建成1-2家国际一流的创新研发平台,氢能产业链产业规模占到公司总体营业收入的20%到2035年产业发展总体达到国内领先水平,建成引领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心,在交通、能源、工业等领域形成丰富多元的应用生态,形成“一带一路”协同创新业态,建成国内一流的氢能科技创新高地、产业发展高地、多元示范应用高地资料来源:兰石重装公司官方公众号、西部证券研发中心4.2.3京城股份北京京城机电股份有限公司,成立于1993年,经过资产重组注入气体储运业务。公司旗行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日71请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明下拥有天海工业、京城压缩机、京城香港三家子公司,其中主营的天海品牌气体储运装备在行业内处于领先地位,多次荣获“中国金属压力容器制造行业排头兵企业”,京城压缩机是世界四大隔膜压缩机制造厂商之一,其产品占据国内隔膜压缩机市场50%以上的份额。公司在气体储运装备行业积累发展二十余年,钢质无缝气瓶产销量已位居世界第一,并于2014年成功研发了35MPa和70MPa高压氢燃料车用储气瓶,技术国内领先。京城股份在氢能板块业务主营气体储运,其主要产品包括:车用液化天然气(LNG)气瓶、车用压缩天然气(CNG)气瓶、钢质无缝气瓶、焊接绝热气瓶、碳纤维全缠绕复合气瓶、ISO罐式集装箱、低温储罐、燃料电池用铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶、塑料内胆碳纤维全缠绕复合气瓶、加气站设备等。其中钢质无缝气瓶占据40%营收,2022年储氢瓶营收占比开始上升。图77:京城股份新一代车载储氢气瓶IV型瓶图78:京城股份船用罐项目资料来源:京城股份公司官方公众号、西部证券研发中心资料来源:京城股份公司官方公众号、西部证券研发中心京城股份生产的70MPa高压铝内胆碳纤维全缠绕复合储氢气瓶已批量应用于氢燃料电池车、燃料电池备用电源领域。2022年公司与北汽集团聚焦氢能源领域,深化合作,共谋产业发展,在当年冬奥会上,京城股份旗下的天海工业成功为赛事用车提供140套70MPa储氢系统,成为国内首批车用大容积70MPa氢燃料系统供应商。4.2.4中集安瑞科中集安瑞科成立于2004年,2006年进入氢能装备领域。公司立足能源、化工、食品装备行业,是国内为数不多的可以自主制造提供储、运、加全套设备的氢能核心装备制造商。公司早在2010年就承担了上海世博会加氢站氢气运输车任务,2013年承担海南文昌航天发射中心液氢储存装备任务。公司在2021年3月初已与挪威的HexagonPurusAS(合斯康)签署合作协议成立合资公司,携手将欧洲已成熟运用的四型储氢瓶技术国产化,为中国及东南亚快速增长的高压氢气储运的市场需求,提供安全、经济、高效的储运解决方案。表53:中集安瑞科氢能板块相关产品及业务领域产品业务制氢领域碱性电解槽装备及纯化系统携手鞍钢推进焦炉气制LNG联产制氢项目;在年初成功下线首台1200N立方米/h碱性电解槽行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日72请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明领域产品业务储运氢领域高压氢气储运装备、液氢储运装备、加氢站及核心装备不断发展高压气氢和低温液氢装备技术,牵头起草了移动式液氢运输容器团体标准应用领域隔膜压缩机装备、车载瓶及供氧系统成功实现了加氢站隔膜压缩机装备的自主研发与应用,成为国内唯一一家可以自主制造生产所有加氢站核心设备的一体化解决方案供应商;持续推进IV型车载储氢瓶及供氢系统的示范应用资料来源:中集安瑞科公司官网、西部证券研发中心中集安瑞科已形成中欧互动、分布合理、互为支持的产业格局。自2007年加入中集集团以来,中集安瑞科已拥有10余个产品品牌,一万多名员工遍布中国、德国、荷兰、丹麦及比利时等国家20多个制造基地和国际领先的研发中心。其营销网络遍布欧洲、南美、北美、中亚、东南亚及中国、泰国、尼日利亚、巴基斯坦、乌兹别克斯坦等一百多个地区和国家。公司的LNG接收站大型储罐、LNG加气站模块化产品及CNG加气站在国内市场占有率均排名前三,公司与HexagonPurusAS的合资公司计划未来年产10万储氢瓶。图79:中集安瑞科储运氢装备图80:中集安瑞科液氢储罐资料来源:中集安瑞科公司官网、西部证券研发中心资料来源:中集安瑞科公司官网、西部证券研发中心4.3氢燃料车:看好具备核心技术及新应用场景龙头公司政策规划稳步推进,氢车产业热度持续增加。2020年中国出台燃料电池汽车补贴政策,旨在提升氢燃料电池汽车产业的制造能力,燃料电池在氢车成本构成中占比最大,一辆氢行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日73请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明能重卡或者大巴车的电池系统占比大约60%,若能实现燃料电池技术自主化与国产化生产,对氢车的降本将具有积极效果。2022年3月发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》提出部署建设一批加氢站,各地纷纷跟进积极布局加氢站建设,如北京、上海、广东、重庆在其能源发展十四五规划中,将推进氢能在交通领域的规模化应用及基础设施建设作为重点任务。工信部2022年推荐车型同比增加29%,同时入围厂商数量和头部企业配套数量均有明显增加。随着氢能产业链的不断完善和政策补贴落地,氢车产业前景值得期待。氢能重卡优先突破,重型商用车规模有望快速扩大。因氢燃料电池自身的性能优势以及国内燃料电池客车和商用车政策推动,氢燃料车在中国的发展格局呈现出商用车先发展、乘用车后发展的特点。2022年氢车产销量从车型结构来看主要是重卡与客车,其中重卡比例从1月的9%增长到了11月的51%。我国在全球燃料电池公交车和商用车领域中占据主导地位。2020年我国拥有全球93%的燃料电池公交车保有量和全球99%的燃料电池商用车保有量。从政策倾向、技术成熟度和市场推广看,氢能重卡仍是我国未来氢能在交通领域的应用重点场景4.3.1美锦能源率先布局氢能全产业链,全面启动“五个一”战略。公司于2017年在氢能产业链领先广泛布局,至2021年完成氢能发展的第一个五年规划,目前已经搭建了上游氢气的“制-储-运-加”氢能供应体系、中游“膜电极-燃料电池电堆及系统-整车制造”核心装备产业链,以及下游六大区域氢能示范应用的三维格局,形成从研发—生产制造—商业化应用的“氢能源全生命周期”创新生态链。2022年,公司启动氢能产业第二个五年计划,确立“五个一”战略。表54:公司氢能第二个五年“五个一”战略公司氢能“五个一”战略“一点”整车制造“一线”燃料电池上下游产业链“一网”综合能源供应网络“一平台”碳资产、大数据管理运营平台“一中心”氢能汽车运营中心资料来源:公司财报、西部证券研发中心具备制氢资源优势,低成本大规模制氢。公司作为全国最大的独立焦炭生产商之一,煤焦化过程中的副产品焦炉煤气中富含氢气55%左右,是目前低成本大规模制氢的重要途径之一。据公司现有715万吨/年焦炭产能粗略计算,可从焦炉煤气中提取氢气6.4万吨/年,可以满足24000台中型卡车或18000台8.6m公交车一年的用量,2021年公司新能源商用车整车生产制造年生产能力10000台。收购飞驰科技,氢燃料电池汽车领域持续发力。公司于2017年收购了佛山飞驰汽车,此后不断增持至42.67%股权,成为第一大股东,并成为“氢能第一股”。飞驰科技是燃料电池汽车的先行者,拥有从6米-12米各种不同类型及型号的客车产品20余个,是目前国内少数具备实际量产能力以及运营调试经验的氢燃料电池整车制造公司。2023年4月,飞驰科技第一批30台全新的49吨氢燃料电池牵引车成功下线。这些车采用氢燃料电池发动机系统,额定功率为110KW,搭载了10支165升35兆帕的储氢瓶。这批氢燃料电池行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日74请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明牵引车可以零下30度低温启动、零下40度低温存放,具备停机自动保护功能,适用于各种运输环境。表55:公司旗下飞驰科技创多个行业第一美锦能源旗下飞驰科技国内第一批获得氢能源汽车整车资质、国内第一批获得氢能源汽车公告的企业国内第一条和第二条氢能公交线路使用飞驰汽车率先运营,从2016年运营至今车辆综合性能稳定2017年建立了全国首个氢能汽车维保中心,建立了国内第一套氢能汽车维保体系标准2019年,向马来西亚出口燃料电池汽车,实现了中国氢能汽车出口“零的突破”国内首家成功研制全球首台4.5T固态储氢燃料电池冷藏车国内首家帮助客户进行碳减排认证和交易的氢燃料汽商用车企业国内第一家自主研发出氢燃料重卡,第一个投入试运营的氢能重卡项目资料来源:公司官网、西部证券研发中心表56:飞驰科技氢燃料电池汽车生产制造技术的更新迭代时间事项2019年4月联合佳华利道成功研制出全球首台固态储氢燃料电池公交车2020年1月成功研发首款氢燃料电池牵引车;2021年4月成功研制出全球首台固态储氢燃料电池冷藏车2021年5月成为国内首家帮助客户进行碳减排认证和交易的氢燃料汽商用车企业;2022年2月旗下三款氢燃料电池汽车在中国最北端也号称“中国最冷的地方”——漠河顺利通过了为期两个多月的极寒试验2022年12月氢燃料客车挑战极限率先通过全国首批高海拔测试2023年4月首批30辆49吨氢燃料电池牵引车下线资料来源:公司官网、西部证券研发中心图81:首批30辆49吨氢燃料电池牵引车下线仪式资料来源:国际氢能网、西部证券研发中心4.3.2亿华通产品覆盖范围广,成长迅速。公司成立于2012年,一直专注于氢燃料电池发动机系统研行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日75请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明发及产业化,于2016年率先实现了发动机系统及燃料电池电堆的批量国产化,成为我国最早实现具有自主知识产权燃料电池及电堆的批量化制造的企业之一。2021年12月公司向市场发布国内首款额定功率达到240kW的车用燃料电池系统,至此公司的燃料电池产品覆盖30kW-240kW。2022年公司实现营业收入7.38亿元,同比增长17.28%。表57:公司主要氢燃料电池发动机产品参数参数M180YHTG80proYHTG120YHTG20+T100额定功率(kW)18080.5120.2241101峰值功率(kW)20082122.2261101额定体积功率密度(W/L)550494662635842额定质量功率密度(W/kg)710/790555701757714.7额定电堆体积功率密度(kW/L)3.453.53.53.54.85冷启动温度(℃)-35-30-30-35-30高压供电电压(V)400-750400-750400-750400-750450~730低压供电电压(V)18-3218-3218-3218-3218-32加/降载速率(kW/s)50/10012/1214/1432/6420/16最高效率(%)6059.1358.76056.15额定点效率(%)524142≥4545系统效率≥50%区间(%)75系统效率≥45%区间(%)7583100100轮廓尺寸(mm)970X865X850797×661×699969×742×7221200×850×8651016×787×805防护等级IP68/1P6K9KIP67IP67IP68IP67适配车型大巴、高铁、货车、乘用车大巴、货车货车大巴资料来源:亿华通官网、西部证券研发中心公司采取一体化发展路线,不断扩大各产线规模。张家口基地主要生产燃料电池系统(2022年8月投产,产能将从2000套/年提升至10000套/年),上海基地主要生产燃料电池电堆并供应给张家口基地,公司拟计划于2024年将上海基地电堆产能提高至6000套/年,从而提升电堆的自供比例。坚持“点-线-面”发展战略,不断夯实下游客户需求,打造新增长引擎。公司紧抓燃料电池汽车示范应用城市群政策释放的有利机遇,不断加强与同行的交流合作,实现互利共赢。2013-2021年先后与福田、宇通、申龙等30多家主流车企实现合作,联合推出客车、物流车、乘用车、叉车、有轨电车、固定电源等全系列产品。公司产品主要面向商用应用(如客车和货车),已经累计向超过19家中国商用车制造商销售超过2,000套燃料电池系统,运营城市包括北京、张家口、上海、成都、郑州及淄博等。未来随着城市群效应的显现,公司有望迎来产品放量,进而转亏为盈。表58:2018-2021年氢燃料电池车辆批量商业化运营地区推广进度年份地区2018年北京、张家口及郑州2019年上海、苏州及成都2020年淄博、马鞍山行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日76请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明年份地区2021年内江、乌海资料来源:Wind、西部证券研发中心表59:2013-2021年公司先后与福田、宇通、申龙等30多家主流车企实现合作年份合作项目2013年联合推出50kW氢燃料电池客车2014年联合推出全球首台低地板电池有轨电车2015年联合推出国内首台氢燃料电池物流车2018年联合发起成立中国氢能联盟2019年与丰田、北汽福田三方合作推出氢燃料电池客车2019年加盟国际氢能委员会2020年联合中国一汽、东风集团、广汽集团、北汽集团、丰田汽车成立联合燃料电池系统研发(北京)有限公司2021年与丰田汽车合资成立华丰燃料电池有限公司2021年与水木明拓、申能能创签订战略合约,开展氢能设备领域产业布局资料来源:亿华通官网、西部证券研发中4.3.3永安行共享氢能自行车先行者,不断完善产品谱系,拓展新应用场景。公司创立于2010,主要发力于智慧交通与智慧生活两大板块。公司先后发展了公共自行车、共享电动车、共享氢能自行车、共享汽车等多种业务,完成从1-300公里全面覆盖的综合共享出行体系建设,截止2021年底,公司已成功在全国300多个城市和地区开展了共享出行服务业务。依托强大的技术储备和业务积累,公司于2018年开始氢能全产业链布局,并以氢能产业作为未来的重点发展方向。2019年第一款氢动车试制成功。2021年底永安行“氢动车系统”在常州正式投运,成为全球首个大规模量产运营的“氢动车系统”。表60:公司主要共享氢能自行车产品参数参数Y200Y400Y600-折叠款Y800-山地款整车重量(KG)323019.523.5续航里程(km)70604540/80行车时速(km/H)2320换氢(s)1010特点采用低压储氢技术,不受寒热天气影响采用低压储氢和换氢技术,智能网联,铝合金架构折叠后占地面积仅0.4m2,便携轻量化,续航里程长资料来源:永安行公司官网、西部证券研发中心图82:氢能自行车行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日77请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源:永安行公司官网、西部证券研发中心差异化竞争策略效果初显,以点到面积极融入长三角氢能产业链。氢能两轮车(氢动车)目前行业内外竞争企业较少,公司率先推出共享氢动车和面向C端市场销售的氢动车。燃料电池也是公司业务的一个发展方向,公司已经形成了小功率燃料电池的规模化生产线,为氢动车、无人机等小功率产品提供服务,未来将开始布局大功率燃料电池产品,为商用车和发电设备等大功率产品提供服务。2022年公司积极响应《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》和市委市政府《关于支持中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢能产业高质量发展的若干政策》,设立了永安行(上海)氢能科技有限公司,建设氢能产业应用终端产品和服务平台。同时公司正在杭州、南京、苏州等地建立氢能产业供应链,加快布局和融入长三角的氢能产业一体化发展。我们预测氢动车业务未来将会大大促进公司的业绩增长。表61:永安行小功率燃料电池和微型太阳能制充氢一体机HE-300图示Q100图示燃料电池类型PEMFC系统输出最大功率300W输出电压范围14-25V输出电流范围0-22A电堆重量1.3Kg电堆尺寸100mm105mm140mm尺寸(长宽高):450mm220mm420mm重量:约15kg制氢方式:PEM制氢制氢量:40L/H制氢纯度:大于99.99%水质:纯净水电源输入:AC220V、(太阳能)设备功耗:200W最大充装时间:6小时充气压力:≤1Mpa使用年限:5-10年资料来源:永安行公司官网、西部证券研发中心五、风险提示1、绿氢项目开工不及预期:氢能产业发展目前主要有大型绿氢示范项目推动,如果绿氢项目开工不及预期则会直接影响行业整体发展,产业链相关公司的产品出货量以及业绩则存在不及预期的风险。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日78请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明2、产业政策支持力度下滑:中国及海外对于氢能行业发展出台了大量的支持政策,这些政策包括对于绿氢项目的土地、电力等成本的补助,也包括对于传统化石能源等碳排放的限制,如果全球政策支持力度下滑,则全球绿氢行业的发展存在不及预期的风险。3、氢能产业链成本下降不及预期:氢能产业链成本的持续下降是绿氢行业发展的关键因素,目前绿电制绿氢成本仍然偏高,相比灰氢特别是煤制氢不具备经济性。氢能产业链的成本下降包括用电成本下降、制氢设备成本下降以及储运氢成本下降等。如果氢能产业链成本下降缓慢,则绿氢渗透率提升存在不及预期风险。4、氢燃料车销量不及预期:氢燃料车目前成本仍然偏高,主要在北京、上海、河南、河北及广东五大氢能示范城市群进行销售,国家及地方政府补贴是维持销量的关键因素。如果补贴力度下滑,用氢成本持续维持高位,则氢燃料车销量存在不及预期的风向,相关产业链业绩增速可能不及预期。行业深度研究其他电源设备Ⅱ西部证券2023年05月24日79请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明西部证券—投资评级说明超配:行业预期未来6-12个月内的涨幅超过市场基准指数10%以上行业评级中配:行业预期未来6-12个月内的波动幅度介于市场基准指数-10%到10%之间低配:行业预期未来6-12个月内的跌幅超过市场基准指数10%以上买入:公司未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数20%以上公司评级增持:公司未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%到20%之间中性:公司未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数变动幅度相差-5%到5%卖出:公司未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数大于5%报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系,基于报告发布日后6-12个月内公司股价(或行业指数)相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中,A股市场以沪深300指数为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500指数为基准。分析师声明本人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。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。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。联系地址联系地址:上海市浦东新区耀体路276号12层北京市西城区丰盛胡同28号太平洋保险大厦513室深圳市福田区深南大道6008号深圳特区报业大厦10C联系电话:021-38584209免责声明本报告由西部证券股份有限公司(已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格)制作。本报告仅供西部证券股份有限公司(以下简称“本公司”)机构客户使用。本报告在未经本公司公开披露或者同意披露前,系本公司机密材料,如非收件人(或收到的电子邮件含错误信息),请立即通知发件人,及时删除该邮件及所附报告并予以保密。发送本报告的电子邮件可能含有保密信息、版权专有信息或私人信息,未经授权者请勿针对邮件内容进行任何更改或以任何方式传播、复制、转发或以其他任何形式使用,发件人保留与该邮件相关的一切权利。同时本公司无法保证互联网传送本报告的及时、安全、无遗漏、无错误或无病毒,敬请谅解。本报告基于已公开的信息编制,但本公司对该等信息的真实性、准确性及完整性不作任何保证。本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告出具日的观点和判断,该等意见、评估及预测在出具日外无需通知即可随时更改。在不同时期,本公司可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。同时,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。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。对于本公司其他专业人士(包括但不限于销售人员、交易人员)根据不同假设、研究方法、即时动态信息及市场表现,发表的与本报告不一致的分析评论或交易观点,本公司没有义务向本报告所有接收者进行更新。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。本公司力求报告内容客观、公正,但本报告所载的观点、结论和建议仅供投资者参考之用,并非作为购买或出售证券或其他投资标的的邀请或保证。客户不应以本报告取代其独立判断或根据本报告做出决策。该等观点、建议并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对客户私人投资建议。投资者应当充分考虑自身特定状况,并完整理解和使用本报告内容,不应视本报告为做出投资决策的唯一因素,必要时应就法律、商业、财务、税收等方面咨询专业财务顾问的意见。本公司以往相关研究报告预测与分析的准确,不预示与担保本报告及本公司今后相关研究报告的表现。对依据或者使用本报告及本公司其他相关研究报告所造成的一切后果,本公司及作者不承担任何法律责任。在法律许可的情况下,本公司可能与本报告中提及公司正在建立或争取建立业务关系或服务关系。因此,投资者应当考虑到本公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。对于本报告可能附带的其它网站地址或超级链接,本公司不对其内容负责,链接内容不构成本报告的任何部分,仅为方便客户查阅所用,浏览这些网站可能产生的费用和风险由使用者自行承担。本公司关于本报告的提示(包括但不限于本公司工作人员通过电话、短信、邮件、微信、微博、博客、QQ、视频网站、百度官方贴吧、论坛、BBS)仅为研究观点的简要沟通,投资者对本报告的参考使用须以本报告的完整版本为准。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可,任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人等任何形式侵犯本公司版权。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“西部证券研究发展中心”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。如未经西部证券授权,私自转载或者转发本报告,所引起的一切后果及法律责任由私自转载或转发者承担。本公司保留追究相关责任的权力。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。本公司具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格,经营许可证编号为:91610000719782242D。

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