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氫能源産業研究報告:中(zhōng)國氫能的挑戰與機遇

1萬億藍(lán)海市場,氫能蓄勢待發1.1氫能源是化石燃料的理想替代品氫資(zī)源豐富、容易獲取,具有可持續發展性。

1 萬億藍(lán)海市場,氫能蓄勢待發

1.1 氫能源是化石燃料的理想替代品

氫資(zī)源豐富、容易獲取,具有可持續發展性。氫是宇宙中(zhōng)含量最多的元素,在地球所有元素儲量中(zhōng)排第三,如此充足的資(zī)源使其具有能源供給的充足性。其次,大(dà)部分(fēn)氫 元素以水的形式存在于大(dà)自然,原料容易獲取。此外(wài),早在1970年,通用汽車(chē)就首次 提出“氫經濟”的概念,其核心就是利用氫的化學性質實現循環利用。氫氣産自于水, 通過和氧氣反應生(shēng)成水釋放(fàng)化學能,而且使用後的産物(wù)仍爲水。整個過程無其他中(zhōng)間 産物(wù),無浪費(fèi),零污染。由此形成一(yī)個可循環閉環系統,具有巨大(dà)的可持續性優勢。在我(wǒ)國“碳中(zhōng)和,碳達峰”的大(dà)背景下(xià),氫能的商(shāng)業化利用逐漸成爲市場關注的熱點。

氫氣熱值高,是現有化石燃料的理想替代品。根據氫氣的化學性質,我(wǒ)們發現它的熱 值是常見燃料中(zhōng)最高的(142KJ/g),約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。這意味着如果消 耗相同質量各種燃料,氫氣所提供的能量是最大(dà)的。熱值高的特點将在交通工(gōng)具實現 輕量化方面發揮重要作用。

1.2 我(wǒ)國氫能産業鏈複雜(zá),理論經濟價值含量大(dà)

氫能産業鏈分(fēn)爲制氫、儲運、加氫站、氫燃料電(diàn)池應用等多個環節。相比锂電(diàn)池産業 鏈而言氫能産業鏈更長,複雜(zá)度更高,理論經濟價值含量更大(dà)。我(wǒ)國氫能産業鏈正處 于導入期,政策扶持顯得尤爲重要,政策扶持下(xià)産業進入“規模化-降本-開(kāi)拓市場” 的量價循環。此外(wài),持續的技術進步也将反哺解決各環節核心技術的成本制約,進一(yī) 步提升商(shāng)業化競争力。

1.2 .1制氫:由“灰氫”向“綠氫”發展,大(dà)規模低成本是發展方向

爲了區分(fēn)制氫途徑的清潔度(碳排放(fàng)量),我(wǒ)們将可再生(shēng)能源電(diàn)解水得到的氫氣稱爲 “綠氫”,包括可再生(shēng)能源制氫和電(diàn)解水制氫等,核心特點爲生(shēng)産過程可以做到零碳 排放(fàng)。“灰氫”是指以化石能源爲原料,通過甲烷蒸氣重整或自熱重整等方法制造的 氫氣,雖然成本較低,但是碳強度較高。清潔度介于“綠氫”和“灰氫”的是“藍(lán)氫”, 其核心技術是在生(shēng)産過程中(zhōng)增加了碳捕捉和貯存環節(CCS),降低了生(shēng)産過程中(zhōng)的碳 排放(fàng)量,但是無法消除所有碳排,是一(yī)種相對适中(zhōng)的制氫方式。

我(wǒ)國光伏風電(diàn)迎來裝機高峰,電(diàn)解水制氫前景廣闊。光伏龍頭隆基股份進軍光伏制 氫,是我(wǒ)國光伏産業探索電(diàn)解水制氫綜合發展道路上标志(zhì)性的一(yī)步。由于電(diàn)費(fèi)占整個 水電(diàn)解制氫生(shēng)産費(fèi)用的80%左右,因此水電(diàn)解制氫成本的關鍵在于耗能問題。一(yī)方面 通過開(kāi)發PEM及SOEC技術可降低電(diàn)解過程中(zhōng)的能耗,另一(yī)方面依靠光伏和風電(diàn)的發展 低成本制氫。據國家能源局統計數據顯示,2020年全年新增風電(diàn)裝機7167萬千瓦、太 陽能發電(diàn)4820萬千瓦,風光新增裝機之和約爲1.2億千瓦。根據國網能源研究院數據, 2019年我(wǒ)國光伏系統度電(diàn)成本約0.29-0.80元每千瓦時,到2025年度電(diàn)成本在0.22- 0.462元每千瓦時。陸上風電(diàn)度電(diàn)成本約0.315-0.565元每千瓦時,且在未來仍有一(yī)定 的下(xià)降空間,預計到2025年度電(diàn)成本在0.245-0.512元每千瓦時。


工(gōng)業副産氫制氫技術成熟且成本低廉,有望成爲近期高純氫氣的重要來源。工(gōng)業副産 氫制氫指利用含氫工(gōng)業尾氣爲原料制氫的生(shēng)産方式,主要包括焦爐煤氣、氯堿副産氣、 煉廠幹氣、合成甲醇及合成氨等,利用效率低,有較高比例的富餘。我(wǒ)國工(gōng)業副産氫 資(zī)源豐富,其中(zhōng)以美錦能源爲代表的煉焦企業正是利用焦爐煤氣來制取灰氫,工(gōng)業副 産氫是短期内最爲經濟可行的制氫方式。

1.2.2儲氫:高壓氣态儲氫已廣泛應用,液态和固态儲氫尚處于研究和示範階段

作爲氫氣從生(shēng)産到利用過程中(zhōng)的橋梁,儲氫技術的核心是将氫氣以穩定形式的能量 儲存起來以便後續的使用。氫氣的儲存主要分(fēn)爲三種方式,包括氣态儲氫、液态儲氫 和固體(tǐ)儲氫。在國内目前高壓氣态儲氫應用相對廣泛,低溫液态儲氫在航天等領域得 到應用,有機液态儲氫和固态儲氫尚處于示範階段。目前國内主要有深冷股份、富瑞 特裝、京城股份、中(zhōng)材科技等企業布局了儲氫環節。

1.2.3運氫:以長管拖車(chē)運輸高壓氣态氫爲主,未來規模化後将向長期管網發展

氫的輸運按其形态分(fēn)爲氣态運輸、液态運輸和固體(tǐ)運輸,其中(zhōng)氣态和液态是目前的主 流運輸方式。目前運氫以高壓氣态運輸短期長管拖車(chē)爲主,但其加壓與運力仍待提高;液态氫運輸在國外(wài)技術成熟地區廣泛運用,我(wǒ)國尚未達到民用水平。

根據氫雲鏈對氫氣管道和天然氣管道的對比分(fēn)析, 輸氫管道在建設現狀、規範标準、 材料選擇、設計制造、事故後果和安全間距等方面存在許多進步空間:

(1)建設現狀:相較于天然氣管道,氫氣管道建設量較少,管道直徑和設計壓力較 低,相關标準體(tǐ)系仍不完善,目前國内仍沒有适用于氫氣長輸管道的設計标準,應重點加強長距離(lí)氫氣管道輸送技術的标準化工(gōng)作。

(2)規範标準:由于環境氫脆的影響,氫氣管道選材具有更嚴格的限制,材料需滿 足高壓氫環境相容性試驗要求,ASMEB31.12—2014推薦使用X42,X52等低強度管線鋼, 且規定必須考慮低溫性能轉變等問題。

(3)材料選擇:爲降低管道發生(shēng)“氫緻失效”的概率,相較于天然氣管道,氫氣管 道設計公式裏增加了“材料性能系數”,提高了管道的整體(tǐ)壁厚水平,同時氫氣管道 對焊前預熱和焊後熱處理的要求更爲嚴格。

(4)設計制造:與天然氣洩漏相比,管道内高壓氫氣洩漏形成的危險雲團較大(dà)且集 中(zhōng),擴散最大(dà)高度增加較快,在近地面區産生(shēng)的危險後果較小(xiǎo),但氫氣影響範圍區間 更廣,更易擴散,且達到同樣火(huǒ)焰熱輻射水平時,氫氣的熱輻射距離(lí)更近,能量相對 更強。

(5)事故後果:氫氣管道最小(xiǎo)埋地厚度與天然氣管道差異較小(xiǎo),但氫氣管道與地下(xià) 其他管道、建築物(wù)之間的最小(xiǎo)間距要求明顯高于天然氣管道,以避免高壓氫氣洩漏事 故發生(shēng)後引發多米諾效應。

我(wǒ)國氫氣運輸管道建設仍處于起步階段。截至2019年,美國已有約2600公裏的輸氫管 道,歐洲已有1598公裏,而我(wǒ)國氫氣管道,仍停留在“百公裏”級别,總裏程約400km, 主要分(fēn)布在環渤海灣、長三角等地,位于河南(nán)省的濟源與洛陽之間的氫氣管道是我(wǒ)國 目前裏程最長、管徑最大(dà)、壓力最高、輸送量最大(dà)的氫氣管道,其管道裏程爲25km, 管道直徑508mm,輸氫壓力4MPa,年輸氫量達到10.04萬噸。按照《中(zhōng)國氫能産業基礎 設施發展藍(lán)皮書(shū)》預計,到2030年,我(wǒ)國氫氣管道将達到3000km。

1.2.4加氫:核心設備依賴進口,國産化進程逐步開(kāi)啓

加氫站的技術路線主要分(fēn)爲站内制氫技術和外(wài)供氫技術,中(zhōng)國加氫站的氫源絕大(dà)部 分(fēn)來自于外(wài)供高壓氫氣。據OFweek統計,當前國内正在運營的加氫站中(zhōng),僅大(dà)連新源 加氫站、北(běi)京永豐加氫站具備站内制氫能力,其餘加氫站的氫氣主要來源于外(wài)部供氫, 使用氫氣長管拖車(chē)(運輸高壓氣态氫)、液氫槽車(chē)(運輸低溫液态氫)往返加氫站與 氫源之間。站内制氫技術又(yòu)包括天然氣重整制氫和電(diàn)解水制氫。其中(zhōng),電(diàn)解水制氫已 經應用廣泛且技術已十分(fēn)成熟,爲大(dà)多數的歐洲加氫站所采用。

廣東河北(běi)湖北(běi)包攬前三,大(dà)型加氫站仍然匮乏。據GGII不完全統計,截至2020年12月 31日,全國在建和已建加氫站共181座,已經建成124座,其中(zhōng)2020年總計建成加氫站 55座。在2020年國内建成的124座加氫站中(zhōng),105座有明确的加注能力。而進一(yī)步分(fēn)析 這105座加氫站,大(dà)多數爲加氫能力500kg/d(12h)的加氫站,共50座,占比47.26%;1000kg/d(12h)的加氫站有20座,占比19.05%,加氫能力超過1000kg/d(12h)的加 氫站有僅有7座,占比6.67%。截至2021年3月,我(wǒ)國加氫站布局數量最多的前三名爲 廣東、河北(běi)和湖北(běi),在運數量分(fēn)别爲61/44/36座。


從加氫站的功能來看,國内合建站占比逐年提高。根據《加氫站技術規範(國标 GB50516-2010)》,加氫站可以單站建設, 但具有需要重新選址、投入成本高等弊端而 建設綜合加注站可以降低運營成本。國内目前正積極探索“油、氫、氣、電(diàn)”的聯合 建設運營模式,中(zhōng)石油、中(zhōng)石化等央企已開(kāi)始進行相關的研發和建設。

1.2.5燃料電(diàn)池:進入産業化初期,具有廣闊發展前景

國家能源集團、中(zhōng)石化、中(zhōng)石油等二十餘家大(dà)型央企紛紛跨界發展氫能産業。截止 2020年底,我(wǒ)國燃料電(diàn)池汽車(chē)保有量7352輛,我(wǒ)國燃料電(diàn)池汽車(chē)已進入商(shāng)業化初期。

電(diàn)堆占據燃料電(diàn)池系統的一(yī)半成本,國産化仍然存在短闆。根據美國能源部的測算, 系統成本中(zhōng)最核心的部分(fēn)是燃料電(diàn)池電(diàn)堆和空壓機。對80KW系統的成本測算,在年産 50萬套的規模化條件下(xià),電(diàn)堆占據了燃料電(diàn)池系統成本的44%,而空壓機占比超過四 分(fēn)之一(yī)。電(diàn)堆和空壓機兩部分(fēn)也是降低燃料電(diàn)池系統綜合成本的關鍵。催化劑、質子 交換膜、膜電(diàn)極等核心零部件未實現國産化,生(shēng)産效率較低,成本居高不下(xià),仍然是 燃料電(diàn)池發展中(zhōng)的核心問題。


燃料電(diàn)池系統基本性能滿足需求,降低成本是未來的發展重點。對比《節能與新能源 汽車(chē)技術路線圖(2016年)》提出的技術目标,目前我(wǒ)國乘用車(chē)、商(shāng)用車(chē)用燃料電(diàn)池 系統的研發和性能已滿足使用需求,但成本距離(lí)目标要求依然還有很大(dà)差距,仍然制 約着燃料電(diàn)池汽車(chē)的商(shāng)業化進程。根據美國能源部對燃料電(diàn)池汽車(chē)成本的預估,生(shēng)産 規模的擴大(dà)化将使燃料電(diàn)池系統的成本将大(dà)幅下(xià)降。基于2020年的技術水平,在年産 50萬套80kW電(diàn)堆的規模下(xià),質子交換膜燃料電(diàn)池系統成本可降低到40美元/kW,即80kW 燃料電(diàn)池汽車(chē)的電(diàn)池系統總價約3200美元(約2萬人民币)。

2 道阻且長行則将至,中(zhōng)國氫能的挑戰與機遇

2.1 頂層設計逐漸清晰,燃料電(diàn)池商(shāng)業化路徑進一(yī)步明确

國家能源局發布的《能源法(征求意見稿)》将氫能與煤、石油、天然氣和風能等傳 統能源歸類爲能源範疇。年12020 月,《新時代的中(zhōng)國能源發展》白(bái)皮書(shū)指出,開(kāi)發 利用非化石能源是推進能源綠色低碳轉型的主要途徑。未來将加速綠氫的制取、儲運 和應用等氫能産業鏈技術裝備的發展,推動氫能燃料電(diàn)池技術鏈和氫燃料電(diàn)池汽車(chē) 産業鏈的發展。“十四五”規劃綱要中(zhōng)将氫能及儲能作爲未來産業進行前瞻規劃,從國家戰略高度引領氫能産業未來發展。而國務院發布的《新能源汽車(chē)發展規劃(2021— 2035年)》和中(zhōng)國汽車(chē)工(gōng)程學會發布的《節能與新能源汽車(chē)技術路線圖(2.0版)》更 是爲我(wǒ)國氫能發展道路提出了更爲明确的要求與指引。随着國家“碳中(zhōng)和”、“碳達峰” 任務的推進,氫能這一(yī)綠色能源受到國家的重視和大(dà)力推動。上述文件,對于氫氣的 “制”,“儲”,“運”,“加”,“用”各環節都有所布局。核心利好的闆塊包括 風光能電(diàn)解水制氫,加氫站等基礎設施建設,氫燃料電(diàn)池汽車(chē)等。

财政部等五部委聯合發文,“以獎代補”推動氫燃料電(diàn)池汽車(chē)發展。《關于開(kāi)展燃料 電(diàn)池汽車(chē)示範應用的通知(zhī)》規定的燃料電(diàn)池汽車(chē)城市群示範目标和積分(fēn)評價體(tǐ)系分(fēn) 兩個方面:在燃料電(diàn)池汽車(chē)推廣應用領域,考核的關鍵指标是推廣應用車(chē)輛技術和數 量;在氫能供應領域,考核的關鍵指标爲氫能供應及經濟性。“以獎代補”示範政策 核心:以中(zhōng)重型商(shāng)用車(chē)、以城市群爲引領,強化燃料電(diàn)池産業鏈的強鏈、補鏈。以往 補貼政策下(xià),燃料電(diàn)池汽車(chē)的應用落地主體(tǐ)主要爲車(chē)企,此次《通知(zhī)》将發展的核心 任務交給了示範城市群。《通知(zhī)》還指出示範城市群還可獲得更多獎勵,示範結束後 超額完成任務的超額完成部分(fēn)予以額外(wài)獎勵。以上種種政策極大(dà)地鼓舞了各省市對氫能行業的發展和對申請成爲示範城市群的動力。氫燃料電(diàn)池汽車(chē)示範城市群政策 發布後,全國有近20個城市群申報氫燃料電(diàn)池汽車(chē)示範,國内多地掀起氫電(diàn)産業發展 熱。随着未來示範城群名單的公布,氫能行業的發展将更上一(yī)層樓。

2.2 地方氫能政策相繼發布,各省政府對氫能行業熱情高漲

受到國家大(dà)方向的指引,以及“以獎代補”等有關激勵政策的出台,各地政府也紛紛 響應國家号召,發布相關的氫能政策指導工(gōng)作。其中(zhōng)2021年第一(yī)個季度,有不少地方 政府紛紛對未來幾年内氫能行業發展提出具體(tǐ)規劃。

2.3 中(zhōng)國減排任務艱巨,雙碳承諾爲氫能發展帶來機遇

根據我(wǒ)國的承諾,到2030年和2060年,将分(fēn)别實現“碳達峰”和“碳中(zhōng)和”兩個宏大(dà) 目标。然而就目前來看,中(zhōng)國的減排任務依然十分(fēn)艱巨。根據聯合國《Emission Gap Report 2020》數據,2019年中(zhōng)國碳排放(fàng)約140億噸,從總量看,占全球總排放(fàng)量的1/4 以上,仍是全球排名第一(yī)的碳排放(fàng)國。爲應對全球氣候變化,履行《巴黎協議》中(zhōng)碳 減排目标,據國家可再生(shēng)能源中(zhōng)心測算,我(wǒ)國既定能源政策仍需降低化石能源使用占比來達成氣候變化低于2℃的目标。由此可見,構建清潔低碳、安全高效的現代能源 體(tǐ)系迫在眉睫。

氫電(diàn)耦合是構建我(wǒ)國現代能源體(tǐ)系的重要途徑。目前,我(wǒ)國能源發展逐步從重量擴張 向提質增效轉變,能源效率、能源結構、能源安全已經成爲影響我(wǒ)國能源高質量發展 的三大(dà)關鍵所在。相比其他轉型方式,氫能與電(diàn)能結合将成爲構建現代能源體(tǐ)系的重 要途徑。

我(wǒ)國兼具發展氫能的産業基礎和應用市場。根據中(zhōng)國氫能聯盟的預計,到2030年,中(zhōng) 國氫氣需求量将達到3,500萬噸,在終端能源體(tǐ)系中(zhōng)占比5%。到2050年氫能将在中(zhōng)國 終端能源體(tǐ)系中(zhōng)占比至少達到10%,氫氣需求量接近6,000萬噸,可減排約7億噸二氧 化碳,産業鏈年産值約12萬億元。其中(zhōng),交通運輸領域用氫2,458萬噸,約占該領域 用能比例19%,相當于減少8,357萬噸原油或1,000億立方米天然氣;工(gōng)業領域用氫 3,370萬噸,建築及其他領域用氫110萬噸,相當于減少1.7億噸标準煤。

2.4 制運氫成本高企是我(wǒ)國氫能普及所面臨的首要挑戰

氫氣的大(dà)規模、低成本生(shēng)産是降低氫氣價格的首要解決難題。根據能鏈的數據,當前 德國氫價爲9.5歐/kg(折合人民币約74.4元/kg),而油價情況則是1.53美金/升(折 合人民币10.85元/升)。美國目前氫氣價格15美金/公斤(折合人民币約106.35元/kg)。高價的核心原因在于隻有33%的氫目前來源于二次能源,67%的氫還是要被征收碳稅, 而油價情況美國目前是0.77美金/升(折合人民币5.46元/升)。日本當前的氫氣價格 爲70元人民币/kg。國内目前氫氣出售價格每公斤約60-70元(均價、無補貼),公交 車(chē)跑100公裏,需要約8公斤,也就是480-560元。對比使用柴油的100公裏隻需220元, 使用氫氣成本仍然較高。而普通乘用車(chē)跑100公裏需要約1公斤氫氣,相對應就是60- 70元,與普通汽油車(chē)成本差不多。

運氫成本是中(zhōng)國加氫站成本的重要一(yī)環,也是降低加氫價格的關鍵。 根據 《International Journal of Hydrogen Energy》對上海加氫站成本的研究,站内制 氫的加氫站與外(wài)供高壓氫氣的加氫站相比,加氫的成本更低,主要原因是運送到加氫 站的“原料”工(gōng)業氫卡車(chē)的成本相對較高,這也是發達國家加氫價格較低的原因之一(yī)。由于中(zhōng)國大(dà)部分(fēn)加氫站沒有站内制氫的能力,因此充分(fēn)利用長管拖車(chē)的運輸能力變 得十分(fēn)重要。降低運氫成本可以彌補與發達國家的成本差距,使加氫的價格降低。

3 海闊憑魚躍天高任鳥飛,下(xià)半年氫能産業中(zhōng)的投資(zī)機會

3.1 氫燃料電(diàn)池汽車(chē)銷量将爆發式增長,2021 或成爲氫燃料電(diàn)池發展元年

2020年受疫情和政策影響,自2016年連續4年增長的氫燃料電(diàn)池汽車(chē)迎來了首次産銷 下(xià)降。據中(zhōng)汽協數據顯示,2020年全年燃料電(diàn)池汽車(chē)生(shēng)産1199輛,銷售1177輛,同比 分(fēn)别下(xià)降57.5%和56.8%。數據顯示,今年2月,汽車(chē)産銷分(fēn)别完成150.3萬輛和145.5 萬輛,環比分(fēn)别下(xià)降37.1%和41.9%,同比分(fēn)别增長4.2倍和3.6倍。其中(zhōng),新能源汽車(chē) 産銷分(fēn)别完成12.4萬輛和11萬輛,同比分(fēn)别增長7.2倍和5.8倍,新能源汽車(chē)已連續8 個月刷新當月産銷曆史記錄。

随着疫情散去(qù)以及燃料電(diàn)池政策示範通知(zhī)政策在下(xià)半年的出台,預計全國燃料電(diàn)池 汽車(chē)産銷量将有較大(dà)幅度提升。2020年之前,由于燃料電(diàn)池持續在補貼政策不明朗, 市場的觀望态度明顯。下(xià)半年氫能示範城市群的正式公布,将會大(dà)力促進當地燃料電(diàn) 池汽車(chē)産業鏈的快速發展,零部件國産化研發進程也會得到獎勵政策等的有力支撐。而在基礎建設支撐方面,就目前各地公布的在建拟建加氫站數量來看,預計2021年加 氫站數量将有新的突破,或将達到150-200座,也給氫燃料電(diàn)池汽車(chē)提供了“血液”。

氫燃料電(diàn)池汽車(chē)産銷數據的增長潛力有望在下(xià)半年爆發。因爲氫燃料電(diàn)池全産業鏈 一(yī)般在第一(yī)、二季度與下(xià)遊廠商(shāng)商(shāng)讨技術方案、制定商(shāng)務合同、訂單備貨,第三季度 采購生(shēng)産第四季度确認交付。若“十城千輛”政策在三季度能順利落地,2021年氫燃 料電(diàn)池汽車(chē)有突破1萬輛的潛力。從車(chē)型來看,氫燃料客車(chē)與重卡将占據2021年氫燃 料電(diàn)池汽車(chē)市場的主要份額。這主要是由于2021年我(wǒ)國将爲2022年北(běi)京冬奧會做準 備,我(wǒ)們預計氫燃料重卡将在2021年下(xià)半年開(kāi)始逐步落地進行示範運營。

3.2 賽道廣闊前景明朗,挖掘細分(fēn)環節中(zhōng)的經濟價值

氫能供應端市場空間廣闊,擁有千億級市場潛能。氫能供應端包括氫氣的制、儲、運。根據中(zhōng)國氫能聯盟的預計,到2030年,中(zhōng)國氫氣需求量将達到3500萬噸,在終端能源 體(tǐ)系中(zhōng)占比5%。到2050年氫能将在中(zhōng)國終端能源體(tǐ)系中(zhōng)占比至少達到10%,氫氣需求 量接近6000萬噸。

我(wǒ)國目前灰氫占比高,未來将被綠氫藍(lán)氫取代。根據全國能源信息平台的調研顯示, 我(wǒ)國目前制氫原料超過90%均來源于對傳統能源的化學重整。其中(zhōng),48%來自于天然氣 重整、30%來自于醇類重整、18%來自于焦爐煤氣重整,僅有約4%來自于電(diàn)解水。我(wǒ)們 預計随着環保監管的逐步提高,未來無CCUS技術的化石燃料制氫(灰氫)将逐步被電(diàn) 解水制氫(綠氫)和結合碳處理CCUS技術的化石燃料制氫(藍(lán)氫)所取代。

綠氫方面預測:

我(wǒ)國光伏風電(diàn)迎來裝機高峰,電(diàn)解水制氫前景廣闊。由于電(diàn)費(fèi)占整個水電(diàn)解制氫生(shēng)産 費(fèi)用的80%左右,因此水電(diàn)解制氫成本的關鍵在于耗能問題。一(yī)方面通過開(kāi)發PEM及 SOEC技術可降低電(diàn)解過程中(zhōng)的能耗,另一(yī)方面依靠光伏和風電(diàn)的發展低成本制氫。當 用電(diàn)價格低于0.50元每千瓦時,電(diàn)解水制備的氫氣成本才可與汽油相當。目前電(diàn)價下(xià), 電(diàn)解水制氫的成本在20-40元每千克,随着我(wǒ)國光伏及風電(diàn)的逐漸擴張,電(diàn)解水制氫 在未來有望達到平價,當電(diàn)價下(xià)降到0.1-0.2元每千瓦,電(diàn)解水制氫成本可下(xià)降至10- 20元每千克。根據國網能源研究院數據, 2019年我(wǒ)國光伏系統度電(diàn)成本約0.29-0.80 元每千瓦時,到2025年度電(diàn)成本在0.22-0.462元每千瓦時。陸上風電(diàn)度電(diàn)成本約 0.315-0.565元每千瓦時,且在未來仍有一(yī)定的下(xià)降空間,預計到2025年度電(diàn)成本在 0.245-0.512元每千瓦時。我(wǒ)們預測30/40/50年綠氫成本分(fēn)别爲21.56/14.46/9.70元每千克。

藍(lán)氫灰氫方面:

我(wǒ)國煤制氫技術成熟,已實現商(shāng)業化且具有明顯成本優勢。目前我(wǒ)國煤制氫成本約在 0.8-1.2元/标方,存在大(dà)規模制氫的基礎,且我(wǒ)國煤炭資(zī)源充足,煤制氫是我(wǒ)國當前 主要的制氫方式。我(wǒ)國煤炭資(zī)源主要的格局是西多東少、北(běi)富南(nán)貧。内蒙古、山西原 煤産量領先,煤價也相對偏低。當煤炭價格爲600元時,大(dà)規模煤氣化生(shēng)産氫氣的成 本爲1.1元/Nm3。如果在煤資(zī)源豐富的地區,當煤炭價格降低至200元/噸時,制氫氣 的成本可能降低爲0.34元/Nm3。但由于煤炭價格下(xià)降空間有限,且煤氣化制氫企業已 形成較大(dà)規模,未來煤制氫降成本空間較小(xiǎo)。然而煤制氫也存在碳排放(fàng)問題,雖然未 來CCS有望解決CO2排放(fàng)問題,但也會增加制氫成本。此外(wài),化石燃料制氫技術生(shēng)産的 氣體(tǐ)雜(zá)質成分(fēn)多,如果要應用于燃料電(diàn)池還需要進一(yī)步的提純,增加純化成本。在我(wǒ) 國碳中(zhōng)和、碳達峰的目标下(xià),CCUS技術的應用将逐漸被普及,我(wǒ)們預計2030-2040年 灰氫将逐漸被藍(lán)氫取代,我(wǒ)們預計随着藍(lán)氫滲透率的提升,2020-2050年化石燃料制 氫的綜合制氫成本将逐步提升至18.32元每千克。

根據《2019中(zhōng)國氫能源及燃料電(diàn)池産業白(bái)皮書(shū)》對中(zhōng)國氫氣供給側結構預測,按照綠 氫、藍(lán)灰氫進行歸類,可以得出平均制氫成本。綜合來看,短期内由于藍(lán)氫對灰氫的 替代,制氫成本在2020-2040年有一(yī)定程度上的增長,但随着光伏制氫項目的逐漸投 産與普及,2050年綠氫占比80%的目标若能實現,我(wǒ)國平均制氫成本有望下(xià)降到11.42 元每千克。由于目前行業仍處在導入發展期,氫氣的價格可能受到供需波動的影響, 在此假設毛利率爲10%,預測氫氣平均價值。再結合氫氣需求量,我(wǒ)們預測氫氣供應 端市場空間30/40/50年将有望達到572.75/5850.38/7615.90億元。

加氫站建設勢頭迅猛,市場空間可達千億級别 。根據我(wǒ)國《節能與新能源汽車(chē)技術路 線圖》中(zhōng)對加氫站數量的規劃,2025年預計達到1000座,2035年預計達到5000座,預 測到2050年或将建成10000座加氫站。中(zhōng)商(shāng)産業研究院的數據顯示,氫氣成本約占加 氫價格的70%。依據《節能與新能源汽車(chē)技術路線圖(2.0版)》的要求,預計2050年加氫能力有望達到4000kg每天。我(wǒ)們推測出加氫站的市場空間在25/35/50年分(fēn)别爲 68.26/871.59/2647.43億元。

氫燃料電(diàn)池汽車(chē)規模化有望降低成本,或将打開(kāi)萬億級市場空間。根據我(wǒ)國《節能與 新能源汽車(chē)技術路線圖》中(zhōng)對燃料電(diàn)池汽車(chē)總體(tǐ)技術路線的規劃,2020年,計劃實現 燃料電(diàn)池汽車(chē)在特定地區公共服務用車(chē)領域的小(xiǎo)規模示範應用,達到5000輛規模;2025年在城市私人用車(chē)、公共服務用車(chē)領域實現大(dà)批量應用,達到5萬輛規模;2030 年在私人乘用車(chē)、大(dà)型商(shāng)用車(chē)領域實現大(dà)規模商(shāng)用化推廣,達到百萬輛規模。根據以 上數據,結合我(wǒ)國燃料電(diàn)池汽車(chē)商(shāng)用車(chē)、乘用車(chē)發展現狀,我(wǒ)們預計2050年燃料電(diàn)池 汽車(chē)市場規模将達到500萬輛,假設2020年10000輛全部爲商(shāng)用車(chē),2025年的50000輛 中(zhōng)70%爲商(shāng)用車(chē),2030年的100萬輛中(zhōng)50%爲商(shāng)用車(chē),2050年500萬輛中(zhōng)40%爲商(shāng)用車(chē)。

此外(wài),根據《節能與新能源汽車(chē)技術路線圖》中(zhōng)對單車(chē)成本的規劃,我(wǒ)們采用單車(chē)最 大(dà)成本進行保守估計,即2020年燃料電(diàn)池汽車(chē)商(shāng)用車(chē)、乘用車(chē)成本分(fēn)别爲150萬元、 50萬元;2025年,分(fēn)别爲100萬元、30萬元;2030年,分(fēn)别爲50萬元、20萬元,根據 技術發展情況,我(wǒ)們估計2050年兩種車(chē)型成本将進一(yī)步下(xià)降,分(fēn)别降爲30萬元和10萬 元。以上數據爲基礎,我(wǒ)們對單車(chē)價值量進行了估計,并由此推算出燃料電(diàn)池汽車(chē)的 整車(chē)市場空間。預計21/25/35/50年燃料電(diàn)池汽車(chē)空間規模将達到165/869/3850/9900 億元。

4 三主線布局,賽道龍頭強者恒強

4.1 億華通:燃料電(diàn)池國産替代的領軍企業

億華通是中(zhōng)國氫能産業龍頭标的,專注于氫燃料電(diàn)池發動機系統研發及産業化。公司緻力于成爲國際領先的氫燃料電(diàn)池發動機供應商(shāng),具備自主核心知(zhī)識産權,率先 實現了發動機及電(diàn)堆的批量國産化,形成了以氫燃料電(diàn)池發動機爲核心,多種零部件 共發展的體(tǐ)系。

投資(zī)要點:

冬奧會即将到來,短期業績增長明确:張家口地區在冬奧會期間将有 2000 輛氫 能公交運營,此外(wài)河北(běi)省要求 2022 年全省在運 4000 輛,北(běi)京地區 2023 年氫能 汽車(chē)目标在運量 3000 輛,參考目前億華通的區域地位,僅北(běi)京及張家口地區 2021、 2022 年銷售量将達到 1513、1454 輛,是公司 2019 年總銷量的 3.0 倍、2.9 倍, 未來兩年業績增長确定性高。

配套車(chē)型居行列第一(yī),市占率高龍頭地位穩固:根據 19 年發布的《新能源汽車(chē) 推廣應用推薦車(chē)型目錄》,被納入目錄的燃料電(diàn)池商(shāng)用車(chē)型共 185 款,其中(zhōng)配套 公司生(shēng)産發動機系統的商(shāng)用車(chē)車(chē)型共計 37 款,占比高達 20%,超出第二名國鴻 氫能 8%。公司燃料電(diàn)池發動機市場占有率穩定在 20%左右,2019 年全國燃料電(diàn) 池汽車(chē)銷量 2737 輛,同期億華通燃料電(diàn)池發動機銷量 498 套,龍頭地位穩固。

2020年業績下(xià)降屬于短期因素,長期基本面依然向好:公司業績下(xià)滑主要由于三 個因素。1.2019年公司出售海珀爾新能源公司确認了6345.82萬元投資(zī)收益,而 2020年沒有類似的非經常性損益;2.公司提高了對申龍客車(chē)應收賬款壞賬準備的 計提比例,2019年計提4684.47萬元壞賬準備,2020年6月底增至8068.48萬元;3.2020年計入當期損益的課題項目補貼同比減少。長期看公司重點布局的京津冀 地區有望出現首批示範城市群,未來将加速規模化步伐,進入規模化降本的正向 循環。

4.2 美錦能源:以焦爐煤氣制氫爲核心,全産業鏈布局氫能賽道

美錦能源是中(zhōng)國煉焦産業龍頭,工(gōng)業副産氫資(zī)源充足,從制氫-加氫站-膜電(diàn)極電(diàn)堆-整車(chē)全産業鏈布局氫能闆塊,旗下(xià)飛馳汽車(chē)研發的重卡樣車(chē)已開(kāi)始上路測試, 此外(wài)在青島、嘉興、佛山、廣州、雲浮等多個城市建設氫能産業園,發揮全鏈條布局 的協同效應優勢。

工(gōng)業副産氫及煤炭資(zī)源豐富,具備低成本制氫的潛力:公司煉焦業務的副産物(wù)焦爐氣中(zhōng)工(gōng)業副産氫占比高達 50-55%,通過提純能夠滿足低成本制氫的需求, 發展工(gōng)業制氫充分(fēn)利用了公司傳統煤焦業務的資(zī)源優勢,也符合我(wǒ)國碳中(zhōng)和發展 路線的要求。公司在山西的資(zī)源優勢凸顯,焦爐煤氣成本低,目前現代制氫配套 項目已經開(kāi)工(gōng),二期竣工(gōng)後産能達 1 萬标方每小(xiǎo)時,年産 7800 噸,未來 3-5 年 會産生(shēng)示範性效應。

飛馳汽車(chē)進入分(fēn)拆上市提速期:公司在氫能領域進行了全産業鏈布局。子公司飛 馳汽車(chē)是國内最大(dà)的氫燃料電(diàn)池客車(chē)企業,年産能 5000 台,19 年銷售 376 輛氫 能汽車(chē),廣東地區市占率達 96%,實現營收 5.37 億元,同比增長 24.91%;淨利 潤 3656 萬元,同比增長 12.59%。飛馳汽車(chē)氫能主流産品突破了客車(chē)的範圍,在 8.6 米、11 米、12 米城市客車(chē)之外(wài),還有 12T、18T 物(wù)流車(chē),還有 4.5T、18T 冷 藏車(chē),31T 自卸車(chē)及 49T 牽引車(chē),應用範圍不斷擴大(dà),目前已更名爲飛馳科技。公司在 21 年 6 月 4 日于深交所互動易披露,飛馳科技具備生(shēng)産 5000 台/年新能 源汽車(chē)産能。受疫情和氫能行業相關政策影響,2020 年飛馳汽車(chē)生(shēng)産和銷售各 種類型車(chē)輛合計 324 輛,其中(zhōng)燃料電(diàn)池車(chē)輛 224 輛。預計 2021 年飛馳科技各類 車(chē)型産銷量優于 2020 年,預計 21-23 年飛馳汽車(chē)将進入分(fēn)拆上市提速期。

氫能闆塊布局廣闊,全鏈條協同效應強:公司從制氫-加氫站-膜電(diàn)極-電(diàn)堆-整車(chē) 全産業鏈布局氫能闆塊,發揮全鏈條布局的協同效應優勢。公司在全國各地陸續 建設加氫站,全國各地規劃 100 座次,公司運營的青島首座固定式加氫站已經配 套投運,具備 1000 公斤/天的加氫能力。結合公司在工(gōng)業制氫上的優勢,在加氫 站建設上拿單能力強,公司與河鋼開(kāi)展合作覆蓋生(shēng)産應用及基礎設施建設,并與 河鋼集團全資(zī)子公司河鋼工(gōng)業技術簽訂《河鋼工(gōng)業技術服務有限公司與山西美錦 能源股份有限公司之氫能産業合作框架協議》,明确 4 年内在河北(běi)建設不低于 30 座加氫站,未來 2-3 年内有望成爲公司一(yī)大(dà)業績亮點。公司有望在區域内實現氫 氣現制現用,降低儲運及用氫成本。子公司飛馳汽車(chē)是國内最大(dà)的氫燃料電(diàn)池客 車(chē)企業,年産能 5000 台,20 年 H1 實現營業收入 2.88 億元,淨利潤 1982 萬元公司在 21 年 6 月 4 日于深交所互動易披露,飛馳科技具備生(shēng)産 5000 台/年新能 源汽車(chē)産能。受疫情和氫能行業相關政策影響,2020 年飛馳汽車(chē)生(shēng)産和銷售各 種類型車(chē)輛合計 324 輛,其中(zhōng)燃料電(diàn)池車(chē)輛 224 輛。預計 2021 年飛馳科技各類 車(chē)型産銷量優于 2020 年,預計 21-23 年飛馳汽車(chē)将進入分(fēn)拆上市提速期。控股 公司鴻基創能目前燃料電(diàn)池膜電(diàn)極确定訂單在 50 萬片以上,未來在政策推動下(xià) 營收有望保持三年 10 倍增速,其中(zhōng) 2021 年營收預期爲 1.7 億元。

一(yī)季度業績表現亮眼,焦炭闆塊量價穩步提升:公司21年第一(yī)季度歸屬于上市公 司股東的淨利潤5.5億元至7.5億元,上年同期虧損5887萬元,同比扭虧爲盈。一(yī) 是受焦炭價格持續高位運行的推動;二是國内新冠肺炎疫情已基本控制,公司主 要産品産量較上年同期有所增加;三是年産385萬噸的華盛化工(gōng)項目中(zhōng)的焦炭項 目已陸續投産,量價齊升帶動公司業績增長。

4.3 濰柴動力:氫能重卡龍頭标的

濰柴動力是我(wǒ)國重卡行業龍頭企業,公司以發動機、車(chē)橋、變速箱在内的動力總成系 統爲根基,另外(wài)延伸上遊零部件和下(xià)遊重卡,率先涉足叉車(chē)和智能倉儲。經過多年發 展,已經成功構築起了動力總成、整車(chē)整機、智能物(wù)流等産業闆塊協同發展的格局。

研發助力節能環保,國六大(dà)背景下(xià)龍頭優勢顯著:20 年公司研發投入達 82.94 億元,逐年 10%以上穩步增長,遠高競争對手。公司目前在重卡行業市占率高達 50%。公司發布了全球首款效率達 50.23%的發動機并實現商(shāng)業化應用。按 49 噸 重卡行駛 1 萬公裏估算,可節省 1500 元的油耗。國六大(dà)背景下(xià)公司有望實現市 占率以及毛利率的雙重增長。

全面布局燃料電(diàn)池,傳統能源及新能源齊頭并進:碳達峰将倒逼内燃機行業在節 能減排等關鍵核心技術的升級。公司傳統能源及新能源齊頭并進,目前已建成兩萬套級産能的燃料電(diàn)池發動機及電(diàn)堆生(shēng)産線,截至 20 年 4 月公司已累計配套 300 餘輛氫燃料電(diàn)池車(chē)輛,累計運營超過 600 萬公裏。随着 FCEV 客車(chē)帶來的産業降 本,氫能重卡有望在未來 5-10 年實現全壽命成本平價,氫能重卡将成爲濰柴動 力未來的增長驅動力。

百億定增助力,中(zhōng)長期布局核心技術闆塊:公司于 2020 年發布 130 億非公開(kāi)發行 A 股方案,其中(zhōng) 20 億用于燃料電(diàn)池全産業鏈項目,40 億用于全系列國六及以 上排放(fàng)标準 H 平台道路用高端發動機項目,30 億用于大(dà)缸徑高端發動機産業化項目以及 30 億用于全系列液壓動力總成和大(dà)型 CVT 動力總成産業化項目。



文章轉載自微信公衆号:DT新材料

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