氢能行业深度：氢风徐来，静待产业链落子花开-广发证券.pdf-solarbe文库

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识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 1 / 43 [Table_Page] 深度分析 |专用设备证券研究报告 [Table_Title] 氢能行业深度氢风徐来，静待产业链落子花开 [Table_Summary] 核心观点  碳中和政策背景下，氢成为确定性发展方向。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源，能够有利推动传统化石能源的清洁高效利用和支撑可再生能源的大规模发展，是实现多领域大规模深度脱碳的最佳选择。 2022 年 3 月，发改委发布氢能产业发展中长期规划（ 2021–2035），将氢能作为国家能源体系重要组成部分，战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。  氢能的应用场景丰富，当前正处于快速发展的早期，未来发展潜力较大。制氢端，根据中国氢能产业发展报告 2022， 2021 年，全球已有约 70 个在建的绿氢项目，已在规划中的 GW 级绿氢项目产能达到 144.1GW。从用氢端来看，根据 ofweek， 2021 年，全球主要国家共销售氢燃料电池汽车 1.6 万台，同比增长 68。随着各国对碳中和目标的推进，以及多国支持氢能源发展政策的实施，氢燃料电池汽车的发展环境有望得到改善，发展速度将加快。  氢能产业链不断发展完善，未来氢能渗透率有望随能源成本下降而快速提升。从能源端来看，我国从制氢至用氢的氢能产业链逐渐完备，其中上游氢气制取工艺中电解水制氢为重要发展反向；运输方面，运氢技术不断朝着规模化和高密度前行；加氢站是氢能大规模应用的关键性基础设施，虽中国加氢站技术已趋于成熟，当前运营成本仍然较高。根据中国氢能产业发展报告，由于产业链规模相对较小，当前用氢成本约 35 元至 80 元 /kg，相对较高，未来随成本的下滑，氢能渗透率有望快速提升。  从终端应用来看，氢燃料电池系统技术走向成熟，降本空间较大。氢燃料电池系统的核心部件是电堆，其主要由膜电极、双极板、密封圈构成，我国正在努力追赶海外材料上的先进性。对比氢燃料车、电车与燃油车，当前在氢能产业链未发展成熟，规模较小的阶段，氢燃料与系统的成本皆较高，当前产业的发展对于政策推动的依赖性较大，未来随着产业技术的发展，规模化下有望迎来成本的下降，逐渐形成由市场力量主导的良性产业发展，成为我国能源的重要组成部分。  建议关注氢燃料电池系统龙头标的，亿华通；具备质子交换膜全产业链能力，东岳集团；燃料电池系统配套辅件产品标的，冰轮环境、雪人股份、欣锐科技；上游制氢环节，隆基股份 *、阳光电源 *；氢运储环节，中集安瑞科、京城股份、富瑞特装；加氢站环节，厚普股份；实验室研发与产线测试设备，推荐科威尔。（注标注 *的公司为电新组覆盖标的）  风险提示技术迭代风险；竞争加剧；研发失败风险。 [Table_Grade] 行业评级买入前次评级买入报告日期 2022-07-04 [Table_PicQuote] 相对市场表现 [Table_Author] 分析师代川 SAC 执证号 S0260517080007 SFC CE No. BOS186 021-38003678 daichuangf.com.cn [Table_Contacts] 联系人范方舟 fanfangzhougf.com.cn -27 -18 -8 1 10 19 07/21 09/21 11/21 01/22 03/22 05/22 专用设备沪深 300 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 2 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备 [Table_impcom] 重点公司估值和财务分析表股票简称股票代码货币最新最近评级合理价值 EPS元 PEx EV/EBITDAx ROE 收盘价报告日期（元 /股） 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E 2022E 2023E 科威尔 688551.SH CNY 38.93 2022/03/06 买入 62.31 1.04 1.57 37.43 24.80 31.46 20.49 7.80 10.60 数据来源 Wind、广发证券发展研究中心备注表中估值指标按照最新收盘价计算识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 3 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备目录索引一、碳中和政策背景下，氢成为确定性发展方向 . 6 （一）能源行业加快转型步伐，氢能不可或缺 6 （二）全球多国将氢能列为国家战略规划，前景可期 . 8 二、氢能应用前景广阔，未来开发潜力较大 11 （一）氢燃料电池应用前景广阔，发展潜力较大 . 11 （二）国内氢能产业亦处早期，产业亟待发展 14 三、从制氢至加氢，国内产业链逐渐完备 17 （一）制氢绿氢成为重要方向 17 （二）氢储运探寻大规模运输技术路线 21 （三）加氢站产业链重要基础设施 . 23 四、氢燃料电池系统不断进步，渗透有望加速 . 25 （一）氢燃料电池系统的构成与工作原理 25 （二）车载储氢瓶高压化，技术不断突破 27 （三）对比各类车型，氢燃料电池车有望在未来建立竞争力 30 五、相关公司主营业务及氢能布局 . 33 （一）氢燃料电池系统及电堆亿华通、东岳集团 . 34 （二）氢燃料系统配套辅件欣锐科技、冰轮环境、雪人股份 . 35 （三）上游制氢隆基绿能、阳光电源 37 （四）中游运储中集安瑞科、京城股份、富瑞特装 38 （五）下游加氢厚普股份 39 六、风险提示 41 （一）技术升级导致的产品迭代风险 . 41 （二）市场竞争加剧的风险 41 （三）研发失败或产品未能满足需求的风险 41 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 4 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备图表索引图 1部分化石燃料及氢元素参考热值 KJ/kg . 7 图 2“氢能”循环示意图 7 图 3国外氢能发展情况时间轴梳理 . 8 图 4中国氢能产业发展方向 10 图 5氢能产业链情况 . 11 图 6氢燃料电池工作原理 12 图 7氢燃料电池在汽车中的应用 . 12 图 8全球各地区电解槽出货量与预测（ MW） 12 图 9 2021 年主要国家氢车销量情况（辆） . 13 图 10 2016-2021 年全球 FCEV 保有量（辆）情况 . 13 图 11 2021 年全球 FCEV 保有量占比 . 13 图 12丰田与现代的累计市场投放情况（截至 2021 年） . 14 图 13目前我国氢能生产和消费格局 . 15 图 14 2016-2021 年我国 FCEV 产销量（辆）情况 . 15 图 15 2021 年中国 FCEV 保有量占比 . 15 图 16中国每年建成的加氢站数量（单位座） . 16 图 17焦炉煤气制氢工艺流程 19 图 18中国工业副产氢制氢综合成本（单位元 /Nm3） . 19 图 19加氢站运营成本折算到氢气销售量的价格（单位元 /kg） 23 图 20氢燃料电池系统构成 25 图 21氢燃料电池电堆板块构成 25 图 22氢燃料电池工作结构图 27 图 23未来国内高压储氢瓶需求量（单位台） . 29 图 24未来高压储氢瓶市场规模（单位亿元） . 29 图 25 35MPa 储氢 Ⅲ 型瓶成本拆分（单位） 30 图 26氢燃料电池系统产业链主要国内企业 33 图 27氢能源产业链主要国内企业 . 34 表 1氢气是石油、煤和天然气等化石燃料的理想替代 . 8 表 2 主要氢燃料电池乘用车技术参数对比 . 14 表 3 预计氢能发展情况 17 表 4 全球与中国的氢气生产结构现状 17 表 5 主要制氢路径及其优缺点 . 18 表 6 典型煤气化技术性能参数 . 18 表 7 国内电解水制氢主要技术路线的性能特点对比 . 20 表 8 中国 2018 年弃风、弃光、弃水电量电解水制氢的潜力 . 21 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 5 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备表 9 电解水制氢与化石能源制氢的碳排放强度对比 . 21 表 10 不同储氢方式的对比 . 21 表 11 不同储运方案的特点 . 22 表 12 不同加注能力的 35MPa 固定式加氢站成本对比（不含土地） 23 表 13 在站碱性电解水制氢项目（产能 500Nm3/h，约合 1000kg/d）成本 24 表 14 目前我国部分加氢站的氢气销售价格 . 24 表 15 车用储氢瓶性能参数比较 . 27 表 16 Ⅲ 型、 Ⅳ 型储氢瓶对比分析 28 表 17 Ⅳ 型与 Ⅲ 型储氢瓶国内外使用现状 . 28 表 18 国内外储氢瓶性能参数对比 29 表 19 高压储氢行业企业分群 . 30 表 20 氢燃料汽车、电动汽车、燃油车每百千米成本对比 . 31 表 21 氢燃料汽车、电动汽车、燃油车价格对比 31 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 6 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备一、碳中和政策背景下，氢成为确定性发展方向（一）能源行业加快转型步伐，氢能不可或缺自京都议定书签订以来，减少温室气体排放以应对气候变暖成为世界范围内的共识，各大经济体均提出“碳减排”、“碳中和”的目标，如美国、日本和欧盟提出 2050年达到碳中和。 2020年 9月，第七十五届联合国大会一般性辩论上，习近平总书记代表中国做出承诺力争于 2030年前达到二氧化碳排放峰值，并努力争取 2060年前实现碳中和。氢气是化石燃料的理想替代，推动能源结构转型。近年来，全球的能源供应主要由三大化石能源石油、煤和天然气提供。但是化石能源在地球上的储备有限且不可再生，从能源安全角度考虑，一旦石油、煤和天然气等化石能源枯竭，人类的能源供应将成为一个重大问题。氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源获取维度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释放的能量，从化学反应角度来看，主要通过氢氧燃烧反应、电化学反应以及热核反应三种形式获得。（ 1）氢氧燃烧反应，获取的氢能以热能形式体现利用氢的高发热值 ≈ 1.4 105KJ/kg，是汽油发热值的 3倍，采用预混合燃烧的方式使提前混合好的氢气和氧气在燃烧区反应，反应放出的热量可以用于在内燃机中推动活塞做功产生动力。实际应用方式为燃氢内燃机，以传统燃油内燃机作为主要替代对象。（ 2）电化学反应，获取的氢能以电能形式体现阳极处，阳极催化剂作用使氢分子解离为 2个氢离子并释放出 2个电子，然后在阴极处，氢离子和电子与通过管道或导气板到达阴极的氧气在阴极催化剂作用下反应生成水，整个化学反应过程中产生的电子在外电路中形成的直流电即为向外电路负载输出的电能。实际应用方式为氢燃料电池，以传统锂电池作为主要替代对象。（ 3）热核反应，获取的氢能以核能体现氢的同位素氘、氚从热运动中获得动能从而引起聚变反应，生成稳定 He和中子的同时瞬间产生大量热能。实际应用方式为核电站，以核反应产生的热能驱动蒸汽涡轮发动机并连接至发电机发电。注针对氢氧燃烧反应无法完全消除 NOx的生成纯氧制备难度大，空气中会混有氮气，有害气体排放较难避免的问题，目前对传统燃烧方式进行了升级，采用化学链技术，利用氢气的高还原性与金属氧化物反应释放热能。能量维度氢气的发热量为 1.4105KJ/kg，是煤炭的 56倍，汽油、天然气的 34倍，意味着消耗相同质量的各种燃料，氢气能够提供的能量最大，在燃料实现轻量化方面具有重要意义。识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 7 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备图 1部分化石燃料及氢元素参考热值 KJ/kg 数据来源贵州省能源局，广发证券发展研究中心环保维度获得氢能的三个反应中，氢氧燃烧反应和电化学反应的产物均为水，整个过程无碳排放，无其他产物，而水又是氢的主要来源，由此形成一个可循环的闭环系统，全程无浪费，零污染。应用维度氢能的应用网络涉及交通运输、建筑、储能、工业等多个领域。由于热核反应中反应物氘、氚在氢同位素中的相对丰度低于 2，因此获取氢能的方式以氢氧燃烧反应、电化学反应为主，主要以热能和电能体现，其中氢燃料电池以及工业领域的氢能炼钢是氢能应用落地的主流方向之一。图 2 “氢能”循环示意图数据来源广发证券发展研究中心高热值、强安全性以及供给稳定保证氢气成为化石燃料的理想替代。根据贵州省能 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 氢气原煤焦炭原油汽油天然气识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 8 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备源局，热值上，氢气的发热量为 1.4105KJ/kg，是煤炭的 56倍，汽油、天然气的 34 倍；安全性上，氢气虽然可燃，但是燃点超过 500℃ ，且易扩散、爆炸下限较高，因此具有安全性优势；供给上，氢气的主要来源是水，地球上的水储量为 2 1018t，储备充足，并且在获取氢能的反应中可再生。因此，氢气可以成为石油、煤和天然气等化石燃料的理想替代，随着氢气在能源供给上的技术逐渐成熟，将推动能源结构转型，实现可再生燃料能源供应占比提升，进一步保障能源安全。表 1氢气是石油、煤和天然气等化石燃料的理想替代氢气石油气煤气天然气热值 KJ/kg 142000 50179 17981 38931 燃点 ℃ 574 426 650 538 爆炸临界体积分数 18-59 1.5-9.5 12.5-74.2 5-15.4 气态密度 kg/m3 0.089 2.35 1.2504 0.7174 扩散性高较低一般较高毒性无毒一般高较低燃烧产物 H2O CO\CO2 CO2\CO CO\C\CO2\H2O 储量 t 1.8 1017 ≈ 1426 ≈ 10696 ≈ 2446 数据来源贵州省能源局，前瞻产业研究院，广发证券发展研究中心（二）全球多国将氢能列为国家战略规划，前景可期截至目前，多国政府都已出台氢能及燃料电池发展战略路线图，日本、德国等国家更是将氢能规划上升至国家能源战略高度。美国、德国等发达国家都已认识到氢能在未来能源系统乃至社会系统中的地位和作用。图 3 国外氢能发展情况时间轴梳理数据来源中国氢能产业发展报告，广发证券发展研究中心 1. 美国美国作为第一个发布了氢能战略的国家，很早就完成了氢能的顶层设计。根据中国科学院青岛生物能源与过程研究所文章，美国氢能经济路线图减排及驱动氢能在全美实现增长，预计 23年 -25年为氢能源早期规模化阶段，到 2025年，全美各种应用的氢总需求量将达到 1300万吨，道路上行驶共计 15万辆轻、中、重型 FCEV，同时还有 12.5万辆 FCEV物料搬运工具。到 2030年底，全美各种应用的氢总需求量将识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 9 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备突破 1700万吨，售出的 FCEV将达到 120万辆，在物料搬运中有 30万辆 FCEV搬运工具。同时，全美有 4300个加氢站投入运营。根据中国能源新闻网，截至 2021年 6月，美国已有 17兆瓦的电解制氢项目在运营，输氢管道容量为 1.4吉瓦（ 300兆瓦在建或已承诺资金投入），另外还有 120兆瓦正在早期开发阶段，将于 2030年上线运行。 2. 欧洲欧洲非常重视气候变化和温室气体减排，因此欧洲对氢能的发展布局也是围绕降低温室气体排放。在交通领域，欧洲也在积极布局加氢站的建设，推动氢燃料电池车的发展。根据前瞻产业研究院，欧洲加氢站数量截至 2020年累计共 189座左右，其中德国加氢站数量最多，达到 90座，其次为法国，拥有 37座。根据前瞻产业研究院，欧洲氢能路线图欧洲能源转型的可持续发展路径中提出的规划，到 2030年，氢能源将得到较为广泛的应用，氢气将会取代 7的天然气；规划指出， 2030年，欧洲氢能产值预计达到 1300亿欧元，到 2050年，欧洲氢能产值将突破 8000亿欧元。 3. 日本日本将氢能作为国家能源战略储备，因此在技术和应用方面都给予了非常高的重视。日本氢能重点布局在燃料电池车，目前其燃料电池汽车动力性能、续航里程已达到传统燃油车水平。日本在研发氢燃料电池车的同时也在积极推进加氢站的建设，日本新一代汽车振兴中心数据显示，截至 2020年 12月，日本建成加氢站 162座，在运营的 137座，已覆盖除东北地区以外的大部分地区。根据中国科学院青岛生物能源与过程研究所， 2017年 12月 26日，日本公布的“基本氢能战略”预期到 2030年实现建成加氢站 900座，燃料电池汽车达到 80万辆。日本不仅在氢燃料电池车方面有明确的规划和布局，在燃料电池供能方面也有非常明确的规划和目标。根据中国科学院青岛生物能源与过程研究所，日本也在积极开发氢能发电项目，目前虽然处于研发阶段，但其目标是到 2030年实现发电成本 17日元 /（ kW·h），日本规划到 2030年将有 10的家庭用户使用燃料电池分布式热电联产功能。 4. 中国当前我国氢能产业正快速发展，近年来中央及地方支持政策密集出台，进一步促进氢能产业发展。 2019年 3月，氢能源首次写入政府工作报告，明确将推动加氢等设施建设； 2020年 6月，国家能源局发布 2020能源工作指导意见，将推进能源关键技术设备公馆，推动储能、氢能技术进步与产业发展； 2021年 3月，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年远景目标纲要发布，氢能成为前瞻谋划的六个未来产业之一。全国已有 28个以上省市级地区推出支持氢能发展的政策。以北京、上海、广东等地为代表的一批省市推出鼓励氢能发展政策。 2021年 2月，上海市印发加快新能源汽车产业发展实施计划（ 2021-2025年）提出到 2025年建成投入使用加氢站超过 70座，燃料电池汽车保有量突破 1万辆。 2021年 8月，北京经信局发布北京市氢能产业发展实施方案（ 2021-2025年）提出， 2023年前建成 37 座加氢站，推广燃料电池汽车 3000辆。 2025年建成 74座加氢站，燃料电池汽车推广辆突破 1万辆。识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 10 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备图 4 中国氢能产业发展方向数据来源氢能产业发展中长期规划（ 2021-2035），广发证券发展研究中心识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 11 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备二、氢能应用前景广阔，未来开发潜力较大（一）氢燃料电池应用前景广阔，发展潜力较大氢能的应用场景较为丰富。上游氢气制取的方式包括化石能源制氢、工业副产提纯制氢、电解水制氢等，氢气运输的方式包括道路车辆、铁路、船舶、管道运输等，加氢站是氢能大规模应用的关键性基础设施，氢能的终端应用领域包括交通、工业、电力、建筑等。图 5 氢能产业链情况数据来源中国氢能产业发展报告，广发证券发展研究中心燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能，清洁无污染，能量转化效率高，是氢能源的最佳利用方式。其中燃料电池汽车是重要应用方向之一，氢燃料电池比能量远远超过普通电池，并且没有工作温度限制（电池工作温度范围一般在 -20℃ -60℃ ）。在道路交通领域，目前锂电已经可以满足乘用车对于续航的基本要求，但是长途商用车难以应用基于锂电池的纯电方案，而氢燃料电池在续航里程、加注时间、低温适应性上具有一定优势，有望成为长途商用车电动化的必要选项。识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 12 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备图 6 氢燃料电池工作原理图 7 氢燃料电池在汽车中的应用数据来源中国能源网，广发证券发展研究中心数据来源中国能源网，广发证券发展研究中心在制氢领域，绿氢制氢规模预计将快速增长。根据中国氢能产业发展报告 2022， 2021年，全球已有约 70个在建的绿氢项目，规模达到 GW级别的项目为 22个，其中欧洲占一半，全球已在规划中的 GW级绿氢项目产能达到 144.1GW。过去 5年电解槽成本下降了 40， 2021年全球电解槽厂商交付产品规模达到 458MW，预计 22年出货量有望达到 1.8-2.5GW。图 8 全球各地区电解槽出货量与预测（ MW）数据来源中国氢能产业发展报告 2022，广发证券发展研究中心从用氢端来看，当前氢燃料电池车规模较小，未来发展潜力较大。随着各国对碳中和目标的推进，以及多国支持氢能源发展政策的实施，氢燃料电池汽车的发展环境有望得到改善，发展速度将加快。根据 ofweek， 2021年，全球主要国家共销售氢燃料电池汽车 16313台，同比增长 68。其中，受强势补贴政策驱动，韩国延续了去年的增长势头，全年共售出 8498台氢车，约占全球总销量的一半。中国全年氢车销量为 1586台，同比增长 35。美国全年氢车销量为 3341台，较去年激增 2.5倍，主要原因是 2020年疫情导致销量基数过低；日本全年共售出氢车 2464台，同比增长 67，主要受益于 2020年底新一代丰田 Mirai的上市。德国共售出氢车 424 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 AMER EMEA APAC 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 13 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备台，同比增长 38。图 9 2021年主要国家氢车销量情况（辆）数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心根据香橙会研究院，截至 2021年底，全球氢燃料电池汽车保有量为 49562台，同比增长 49。按国别来看，韩国氢车保有量占比 39，美国为 25，中国和日本则分别占比 18和 15。受韩国较为激进的推广措施影响，氢车保有量的集中度较去年有所提升。图 10 2016-2021年全球 FCEV保有量（辆）情况图 11 2021年全球 FCEV保有量占比数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心日韩在氢燃料电池汽车领域暂时领先。根据头豹研究院，丰田 Mirai和现代 NEXO占据市场绝对主导地位。日本丰田的氢燃料电池汽车研发起步较早；韩国现代 NEXO为后起之秀， 2018年开始上市销售， 2019年的销量超过 Mirai。根据香橙会研究院，从保有量来看，截至 2021年底，现代在全球累计投放量达 22337 台，占全球总量的 45，其中本土市场占比高达 86；丰田在全球累计投放 17933台，占全球总量的 36，海外市场占比 63。由于丰田 Mirai早在 2014年便率先打入美国加州市场，而现代 NEXO则在 2018年才上市，且恰逢韩国一系列氢能和氢车支持政策出台，因此 Mirai在海外的累计投放量较 1586 8498 3341 2464 424 16313 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 中国韩国美国日本德国全球 3772 8058 13619 23529 32535 49562 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 2016 2017 2018 2019 2020 2021 韩国 , 39 美国 , 25 中国 , 18 日本 , 15 德国 , 3 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 14 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备多，而 NEXO则一直以韩国本土为主。表 2 主要氢燃料电池乘用车技术参数对比技术参数丰田 Mirai（ 2 代）本田 Clarity 现代 NEXO 上汽 960 整备质量 /kg 1930 1890 1812 2094 百公里加速 /s 9.2 8.8 9.7 12 最高车速 /（ km/h） 175 164 179 180 续航里程 /km 850 568 764 400 电堆功率 /kW 128 108 130 80 储氢量 /kg 5.60 5.53 6.36 4.30 数据来源头豹研究院，广发证券发展研究中心图 12 丰田与现代的累计市场投放情况（截至 2021年）数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心（二）国内氢能产业亦处早期，产业亟待发展根据维科网，我国已具备一定氢能工业基础，全国氢气产能超过 2000万 t/a，但生产主要依赖化石能源，消费主要作为工业原料，清洁能源制氢和氢能的能源化利用规模较小。国内由煤、天然气、石油等化石燃料生产的氢气占了将近 70，工业副产气体制得的氢气约占 30，电解水制氢占不到 1。 37 86 63 14 0 20 40 60 80 100 丰田现代本土海外识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 15 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备图 13 目前我国氢能生产和消费格局数据来源维科网，广发证券发展研究中心目前，氢燃料电池汽车在中国市场刚刚起步，技术和市场仍不成熟，根据香橙会研究院， 2016-2021年，中国氢燃料电池汽车保有量逐年上升，受到疫情影响， 2020年销量有所下滑。截至 2021年底，我国氢燃料电池汽车产量 1777辆，销量 1586辆，保有量 8938辆，我国氢燃料电池汽车正在逐渐被市场认可接纳，氢燃料汽车进入商业化初期。当前我国将研发和推广重点放在商用车上。 2021年，我国燃料电池汽车销量中，基本全为商用车，乘用车占比仅为 0.58。其中，客车销量占比达 56.88，货车销量占比为 42.54。图 14 2016-2021年我国 FCEV产销量（辆）情况图 15 2021年中国 FCEV保有量占比数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心数据来源香橙会研究院，广发证券发展研究中心氢能基础设施方面，根据前瞻产业研究院， 2016年至 2019年，中国建成加氢站数量翻倍增长， 2020年在国家“以奖代补”政策出台较晚的情况下，仍然建成 57座加氢站，较 2019年增加 27座，超额完成中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（ 2016）和节能与新能源汽车技术路线图 2.0中的“到 2020年，加氢站数量达到 100座” 的目标。根据中国氢能产业发展报告 2022， 2021年新增加氢站数量大幅增长，实现新增 100座，氢能配套基础设施建设提速。国内加氢站主要分布在北京、山东、湖北、上 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2016 2017 2018 2019 2020 2021 产量销量客车 56.88 货车 42.54 乘用车 0.58 识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 16 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备海等燃料电池产业相对发达的地区。图 16 中国每年建成的加氢站数量（单位座）数据来源前瞻产业研究院，中国氢能产业发展报告 2022，广发证券发展研究中心 1 1 2 1 1 3 7 15 30 57 100 218 0 50 100 150 200 250 2006 2007 2010 2011 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 合计识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 17 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备三、从制氢至加氢，国内产业链逐渐完备（一）制氢绿氢成为重要方向根据国际氢能委员会（ Hydrogen Council）预测，到 2050年，氢能将创造 3000万个工作岗位，减少 60亿吨 CO2排放，创造 2.5万亿美元产值，在全球能源中所占比重有望达到 18。根据中国氢能源及燃料电池产业白皮书（ 2019）和中国氢能源及燃料电池产业白皮书（ 2020）， 2018年，中国氢气产量约 2100万吨，如按照能源管理，换算热值占终端能源总量的份额为 2.7；在 2030年碳达峰情境下，我国氢气的年需求量将达到 3500万吨，在终端能源体系中占比约为 5；在 2060年碳中和情境下，我国氢气的年需求量将增至 1.3亿吨左右，在终端能源体系中占比达到 20。表 3 预计氢能发展情况不同情景下 2018 年实际情况 2030 年碳达峰 2060 年碳中和氢气的年需求量 2100 万吨 3500 万吨 1.3 亿吨终端能源体系中占比 2.7 5 20 数据来源中国氢能源及燃料电池产业白皮书（ 2019）和中国氢能源及燃料电池产业白皮书（ 2020），广发证券发展研究中心根据中国氢能产业发展报告，在中国，氢能的生产利用已经非常广泛，不过主要是把氢作为工业原料而非能源使用。中国是世界第一产氢大国， 2019年全国氢气产量约 2000万吨，中国发展氢能产业具有较好的基础。中国在合成氨、合成甲醇、炼焦、炼油、氯碱、轻烃利用等传统石油化工行业中具有较为成熟的经验。表 4 全球与中国的氢气生产结构现状制氢原料及方式全球国内 -统计口径 1 国内 -统计口径 2 化学能源制氢煤制氢 18 43 62 天然气重整制氢 48 16 19 石油制氢 30 13 合计 18 工业副产提纯制氢焦炉煤气、氯碱尾气等 \ 28 电解水制氢 4 微量 1 其他方式制氢生物质、光催化等 \ 微量微量数据来源中国氢能产业发展报告，广发证券发展研究中心注全球数据由 Hydrogen From Renewable Power 2017 提供，国内统计口径 1 由清华大学提供，统计口径 2 由中国标准化研究院，全国氢能标准化技术委员会，中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（ 2018）提供从各制取氢路径的特点来看，传统制氢工业中以煤、天然气等化石能源为原料，制氢过程产生 CO2排放，制得氢气中普遍含有硫、磷等危害燃料电池的杂志，对提纯及碳捕获有着较高的要求。焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产提纯制氢，能够避免尾气中的氢气浪费，实现氢气的高效利用，但从长远看无法作为大规模集中化氢能供应来源；电解水制氢纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，被认为是未来最有发展潜力的绿色氢能供应方式。识别风险，发现价值请务必阅读末页的免责声明 18 / 43 [Table_PageText] 深度分析 |专用设备表 5 主要制氢路径及其优缺点制氢方式原料优点缺点适用范围化石能源制氢煤技术成熟储量有限，制氢过程存在碳排放问题，须提纯及去除杂质合成氨、合成甲醇、石油炼制天然气技术成熟电解水制氢电、水工艺过程简单，制氢过程不存在碳排放尚未实现规模化应用，成本较高结合可再生能源制氢；电子、有色金属冶炼等对气体纯度及杂质含量有特殊要求化学过程副产氢焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻烃利用等成本低须提纯及杂质去除，无法作为大规模集中化的氢能供应源合成氨、石油炼制生物质制氢农作物、藻类等原料成本低氢含量较低核能制氢水合理利用核能发电废热技术不成熟光催化制氢水原料丰富技术不成熟数据来源中国氢能产业发展报告，广发证券发展研究中心 1. 煤制氢从供应潜力看，中国当前煤化工行业发展较为成熟，煤制氢产量大且产能分布广，可以基于当前的煤气化炉装置生产氢气，并利用变压吸附（ PSA）技术将其提纯到燃料电池用氢要求。煤制氢产能适应性强，可以根据当地氢气消耗量的不同，设置氢气提纯规模并调节产能，在车用氢能产业发展初期对企业整体运营影响较小。传统煤制氢采用固定床、流化床、气流床等工艺，合成气中 CO2、 CO等体积分数高达 45-70，碳排放较高，不满足低碳化制氢路径，且含有硫化物等腐蚀性气体。近年来，新型煤气化制氢技术也在不断发展，超临界水煤气化技术利用超临界水（温度 ≥ 374℃ 、压力≥ 22.1MPa）作为均相反应媒介，具有传统煤气化技术无法比拟的气化效率高、氢气组分高、污染少等优点，但目前尚未产业化。表 6 典型煤气化技术性能参数固定床流化床气流床（粉煤）气流床（水煤浆）超临界水煤气化技术成熟度大规模工业应用大规模工业应用大规模工业应用大规模工业应用尚未产业化气化炉中试加压气化炉常压 Winkler Shell 气化炉多喷嘴气化炉高压釜气化温度 560℃ 816-1204℃ 1450℃ 1260℃ 650℃ 气化压力 2-2.5 MPa 0.1 MPa 3.0 MPa 3.8 MPa 26 MPa 合成气 H2占比 38.1-38.6 40 25.9 34.7 80 合成气 CO2占比 32.6-34 19.5 0.9 18 0