信达证券：氢能-有望成为21世纪的终极能源.pdf-solarbe文库

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氢能有望成为 21 世纪的终极能源 [Table_Industry] [Table_ReportDate] 2023年 6月 8日请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 2 证券研究报告行业深度研究 [Table_ReportType] [Table_StockAndRank] 电力设备与新能源投资评级看好上次评级看好 [Table_Author] 武浩电力设备与新能源行业首席分析师执业编号 S1500520090001 联系电话 010-83326711 邮箱 wuhaocindasc.com 张鹏电力设备与新能源行业分析师执业编号 S1500522020001 联系电话 18373169614 邮箱 zhangpeng1cindasc.com 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街 9号院 1号楼邮编 100031 [Table_Title] 氢能有望成为 21 世纪的终极能源 [Table_ReportDate] 2023 年 6 月 8 日本期核心观点 [Table_Sum [Table_Summary] ➢ 氢能有望成为 21 世纪的终极能源。氢能具有零碳、高效、可储存、安全可控等显著优势，是实现碳中和目标较为理想的解决方案。按照氢能产业发展中长期规划（ 2021-2035 年）的定义，氢能是国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳的重要载体。 ➢ 氢气的制取主要有化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢三种工艺，电解水制氢有望成为最终选择。氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式，应用场合不同，相应匹配的氢气储存方式不同。氢气运输分为气态输送、液态输送和固态输送，气态和液态为目前的主流方式。我们预计，交通、工业和建筑等领域或将成为未来氢能应用的主战场，氢能有望助力上述行业的脱碳历程。 ➢ 氢能产业化进程开始加速。 1）从顶层设计和具体措施两方面，政策层面都对氢能项目的建设给予有力支持，已有多个省市制定并发布本地氢能产业规划，并密集上马风光制氢一体化项目。 2）当前制约绿氢大规模使用的关键问题还是成本问题，评估氢供应成本时需考量氢制取、氢储运、氢加注三个过程的成本因素。 3）随着氢能产业化进程加快，制氢核心设备电解槽有望迎来放量，中国绿氢生产环节电解设备市场有望达到千亿级别，碱性水电解在国内水电解制氢行业中占主导地位。头部电解水制氢装备制造企业的市场占有率较高，市场相对集中。 ➢ 投资建议氢能有望成为 21 世纪的终极能源，电解槽市场有望迎来快速增长，建议关注隆基绿能、华光环能、华电重工、昇辉科技等。 ➢ 风险因素氢能下游应用进展不及预期风险；氢能相关技术攻关进度不及预期风险；绿氢成本上涨风险；政策波动风险；市场竞争加剧风险。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 3 目录一、氢能新能源未来重要的发展方向 . 4 1.1 氢能利用是实现碳中和的重要推动力 . 4 1.2 氢能具备多重性能优势 . 6 二、氢能产业链， “ 制储输用 ” 全链条解析 . 8 2.1 制氢三种氢气制备工艺中，电解水制氢有望是最终选择 8 2.2 氢能储运气态、液态、固态三种模式 10 2.3 加氢站氢能投入实际运用的关键一环 11 2.4 氢能下游运用交通、工业、建筑三足鼎立 12 三、氢能的产业化之路 16 3.1 政策支持氢能项目，风光制氢一体化项目密集上马 . 16 3.2 绿氢产业化应用，成本仍是关键 19 3.3 氢能产业化进程加快，核心设备有望迎来放量 20 四、产业链重点公司 21 4.1 隆基绿能 21 4.2 华光环能 . 22 4.3 华电重工 22 4.4 昇辉科技 24 五、风险因素 24 图表目录图表 1部分国家碳中和时间表 4 图表 2氢能产业链图谱 5 图表 3中国氢能相关主要政策 5 图表 4氢能源与其他新能源对比 7 图表 5 制氢方法比较 8 图表 6天然气制氢与煤制氢同等成本对应关系 8 图表 7 近期我国绿氢示范项目 9 图表 8 2020-2050 年中国氢气制取来源占比及预测 . 10 图表 9氢能主要储存方式对比 . 10 图表 10氢储运工具及适用场景 11 图表 11加氢设施相关政策梳理 12 图表 12中国已建成加氢站数量 12 图表 13 2060 年中国氢气需求结构预测 . 13 图表 14 2020 2022 年我国燃料电池汽车半年度产销量 . 13 图表 15各国家（地区）氢能航空发展策略比较 14 图表 16中国氢能冶金进展 15 图表 17部分地方政府氢能产业政策 16 图表 18内蒙古具备实施条件的风光制氢一体化示范项目清单 17 图表 19碱性电解制氢一般流程 20 图表 20碱性电解槽制氢成本结构 21 图表 21 PEM 电解槽制氢成本结构 21 图表 22 2022 中国电解水制氢设备出货量排名 . 22 图表 23 华电重工氢能相关产品 23 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 4 一、氢能新能源未来重要的发展方向 1.1 氢能利用是实现碳中和的重要推动力氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。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，加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。绿氢在碳中和的进程中可以在绿电无法发挥作用的领域实现互补，如氢冶金、化工、重卡交通燃料、供热等。面向未来，当绿氢成为稳定足量的低价氢源时，绿氢在促进工业脱碳方面有望更好地发挥氢能价值。气候问题推动全球的碳中和进程。面对日益严峻的气候危机挑战，习近平主席宣布中国在 2030年前碳达峰（排放达到峰值）、 2060年碳中和（净零排放）的目标。相较于欧洲德法等发达国家，中国所宣布的碳中和实现时点晚 10年，但发达国家从碳排放达峰到承诺的碳中和所用时间比中国长（多在 50-70年之间），而中国从碳达峰到碳中和之间只有三十年的时间。图表 1 部分国家碳中和时间表国家目标日期承诺性质详细情况芬兰 2035 执政党联盟协议作为组建政府谈判的一部分，五个政党于 2019 年 6 月同意加强该国的气候法。预计这一目标将要求限制工业伐木，并逐步停止燃烧泥炭发电。奥地利 2040 政策宣誓奥地利联合政府在 2020 年 1 月宣誓就职，承诺在 2040 年实现气候中立，在 2030 年实现 100清洁电力，并以约束性碳排放目标为基础。右翼人民党与绿党合作，同意了这些目标。加拿大 2050 政策宣誓特鲁多总理于 2019 年 10 月连任，其政纲以气候行动为中心，承诺净零排放目标，并制定具有法律约束力的五年一次的碳预算。智利 2050 政策宣誓皮涅拉总统于 2019 年 6 月宣布，智利努力实现碳中和。 2020 年 4 月，政府向联合国提交了一份强化的中期承诺，重申了其长期目标。已经确定在 2024 年前关闭 28 座燃煤电厂中的 8 座，并在 2040 年前逐步淘汰煤电。法国 2050 法律规定法国国民议会于 2019 年 6 月 27 日投票将净零目标纳入法律。在 2021 年 6 月份的报告中，新成立的气候高级委员会建议法国必须将减排速度提高三倍，以实现碳中和目标。德国 2050 法律规定德国第一部主要气候法于 2019 年 12 月生效，这项法律的导言宣布，德国将在 2050 年前“追求”温室气体中立。新西兰 2050 法律规定新西兰最大的排放源是农业。 2019 年 11 月通过的一项法律为除生物甲烷（主要来自绵羊和牛）以外的所有温室气体设定了净零目标，到 2050 年，生物甲烷将在 2017 年的基础上减少 24-47。韩国 2050 政策宣誓韩国执政的民主党在 2020 年 4 月的选举中以压倒性优势重新执政。选民们支持其“绿色新政”，即在 2050 年前使经济脱碳，并结束煤炭融资。中国 2060 政策宣誓中国在 2020 年 9 月 22 日向联合国大会宣布，努力在 2060 实现碳中和，并采取“更有力的政策和措施”，在 2030 年之前达到排放峰值。资料来源全国能源信息平台，信达证券研发中心碳中和进程是氢能利用的重要驱动力。根据国际商报，氢燃烧的产物是水，不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物以及粉尘颗粒等危害环境的负外部性产品，故氢也算得上是对环境相对友好的能源。对于人类的整个能源系统而言，氢的比例越高，成分结构就越干净，氢能由此被称为“ 21 世纪的终极能源” ，是实现碳中和目标较为理想的解决方案。实现碳中和目标意味着风电、太阳能等可再生能源的大量使用以及电力对化石能源的替代，但氢能也在其中起到不可忽视的作用。请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 5 1）储能层面风电、光伏具有间歇性和波动性的特点，因此大规模发展储能意义较大，目前主流的储能技术中，抽水储能受环境条件影响较大，电化学储能周期较短且电池寿命有限，若需要大规模、集中式、长周期的储能，氢能是较好的选择。 2）成本层面在许多领域的碳减排进程中，氢能比电力在成本上更具有优势。根据能源杂志，一辆在露天煤矿运输煤炭的燃油重卡，年油耗为 50,000升，用纯电动重卡替代，每年耗电约 150,000千瓦时，充电和电池折旧费用为约 21万元；而用氢燃料电池替代，每年耗氢约 7500千克，使用灰氢的费用约为 15万元。且氢能重卡补充能源的时间远低于纯电动重卡，此外充电电池组的重量占用大量的有效载重空间。 3）工艺层面在一些工艺流程中，氢能难以被替代。 2022年中国钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的 15以上，为了降低钢铁行业碳排放而大力发展氢能直接还原炼铁技术，不再利用一氧化碳作为还原剂，从而将原工艺过程中产生的二氧化碳全部转化为水，大大降低了碳排放。图表 2 氢能产业链图谱资料来源中国氢能联盟，国富氢能招股说明书（申报稿），信达证券研发中心我国氢能产业加速发展，政府不断强化氢能产业政策支持力度。氢能已经成为“十四五”期间重点产业，“十四五”规划纲要将氢能及储能设立为未来产业，将实施未来产业孵化与加速计划。 2022年 3月，国家发改委、国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划（ 2021-2035年）。近年来，国家及各省市层面也陆续出台了一系列氢能产业支持政策，形成了较为完整的政策支持体系。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是我国战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，是我国实现碳中和目标的重要手段。图表 3 中国氢能相关主要政策政策发布时间主要内容能源发展战略行动计划（ 2014-2020 年） 2014 提出能源科技 20 个重点创新方向，“氢能与燃料电池”在列国家创新驱动发展战略纲要 2016 在“发展引领产业变革的颠覆性技术”中提出“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术” 产业结构调整指导目录（ 2019 年本） 2019 高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造、加氢站等内容被列入第一类（鼓励类）的第五项新能源中新能源汽车产业发展规划（ 2021 2035 年） 2020 1）“新能源汽车核心技术攻关工程”中提出攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 6 2）同时有序推进氢燃料供给体系建设，提高氢燃料制储运经济性，推进加氢基础设施建设中共中央国务院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 推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关，加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见 2021 因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电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 2021 提出在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业 2030 年前碳达峰行动方案 2021 1）积极扩大氢能等新能源、清洁能源在交通运输领域应用 2）推广氢燃料动力重型货运车辆 3）有序推进加氢站等基础设施建设，提升城市公共交通基础设施水平 4）加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用 5）建立健全氢制、储、输、用标准 “十四五”工业绿色发展规划 2021 1）加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用 2）鼓励氢能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用 “十四五”能源领域科技创新规划 2021 1）攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术，推动氢能与可再生能源融合发展 2）攻克先进可再生能源发电及综合利用技术，主要包括氢气制备、氢气储运、氢气加注等关键技术，覆盖电解水制氢、低温液氢储运、氢气加注等氢能产业发展中长期规划（ 2021-2035 年） 2022 1）持续推进绿色低碳氢能制取、储存、运输和应用等各环节关键核心技术研发，持续开展光解水制氢 2）推进固体氧化物电解池制氢、光解水制氢、海水制氢 3）推动低温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用 4）支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站，探索站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站等新模式 5）推动氢能在交通领域、储能领域、发电领域、工业领域的应用 6）支持符合条件的氢能企业在科创板、创业板等注册上市融资 7 到 2025 年，燃料电池车辆保有量约 5 万辆，部署建设一批加氢站；可再生能源制氢量达到 10-20 万吨 /年，成为新增氢能消费的重要组成部分，实现二氧化碳减排 100-200 万吨 /年。 “十四五”新型储能发展实施方案 2022 1）拓展氢（氨）储能、热（冷）储能等应用领域，开展依托可再生能源制氢（氨）的氢（氨）储能、利用废弃矿坑储能等试点示范 2）探索利用可再生能源制氢，支撑大规模新能源外送关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见 2022 1）推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料等清洁能源交通工具，完善充换电、加氢、加气（ LNG）站点布局及服务设施，降低交通运输领域清洁能源用能成本 2）探索输气管道掺氢输送、纯氢管道输送、液氢运输等高效输氢方式 3）鼓励传统加油站、加气站建设油气电氢一体化综合交通能源服务站十四五”国家重点研发计划重点专项 2022 年度项目申报指南（征求意见稿） 2022 1）发布了包括“氢能技术”在内的 24 个“十四五”国家重点研发计划重点专项 2）氢能技术专项包括氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力和氢进万家 4 大项资料来源中国政府网，国富氢能招股说明书（申报稿），信达证券研发中心 1.2 氢能具备多重性能优势请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 7 氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的 75，还具有导热良好、清洁无毒和单位质量热量高等优点，相同质量下所含热量约是汽油的 3倍。氢能之所以在全球应对气候变化和碳减排中被寄予厚望，主要由于其所具备的多重优势。 1）生态友好与传统的化石燃料不同，氢在转化为电和热时只产生水并且不排放温室气体或细粉尘，与全球降低碳排放的目标契合。 2）高效性氢能是一种高效的能源类型，与柴油或汽油相比，每磅燃料都能传递大量能量。氢的能量密度高，单位质量热值约是煤炭的 4倍、汽油的 3.1倍、天然气的 2.6倍。与通常以 33至 35的效率发电的常规基于燃烧的发电厂相比，氢燃料电池能够以高达 65的效率发电，这主要得益于燃料电池的转换特性，将化学能直接转换为电能，而没有热能和机械能（发电机）的中间转换。 3）储运方式多样光伏、风电等可再生能源近年来获得快速发展，装机量不断提升，但其也具有波动性和间歇性等短板。氢储能可以利用可再生能源发电制氢，再以气态、液态存储于高压罐中，或者以固态存储于储氢材料中，可以成为解决电网调峰和“弃风“、” 弃光 “ 等问题的重要手段。 4）应用场景广泛氢能既可以用作燃料电池发电，应用于汽车、火车、船舶和航空等领域，也可以单独作为燃料气体或化工原料进入生产，同时还可以在天然气管道中掺氢燃烧，应用于建筑供暖等。当前氢能的发展仍面临一些挑战，例如氢能源价格昂贵以及储运困难等，但从长期来看，氢能综合能力或优于其他可再生能源。从稳定性、储能性、可获得性、应用范围等方面进行对比，氢能是可以长周期使用、环保、适用范围多元（供热、供电、燃料等）、储运相对方便、制取来源广的优质能源。图表 4 氢能源与其他新能源对比氢能源其他新能源稳定性 1）无地域限制 2）无时间限制（无需考虑制取的间歇性和波动问题） 1）光伏和风电能有间歇性且波动大 2）需要考虑波峰波谷阶段，受天气和时间影响大 3）电网消纳压力较大储能性 1）有气液固三种储存形式，载体的技术成熟可实现大容量且安全储能 2）无时间限制（长期储存不影响质量和使用能力） 1）储存形式单一且限制性大需要转化成电储能或靠近水源） 2）有时间限制（储存有周期性，时间过就会影响能源质量和密度）可获得性获得来源多样化石燃料、可再生能源电解水等均可制氢主要依靠风、太阳、水自然资源转化获取，相较于氢能获取来源少应用范围氢能既可作为燃料亦可作为能源使用交通运输领域（燃料电池）；冶金、化工等工业领域（作为燃料使用）；建筑领域（燃料电池）；发电风能和光伏主要用于发电规模年制氢量约 3300 万吨 2022 年我国风电、光伏发电量达到 1.19 万亿千瓦时其他 1）可以以现有加油站为基础转化成加氢站，效率高，成本低 2）有原料供给基础和优势，可以快速实现灰氢模式，然后同步探索蓝绿氢方式 3）制氢产业链和天然气供应模式大致相同，落地实现性大 1）占地面积大，无法在城市大规模铺设设备 2）需要重新铺设设备，成本高、效率相对低 3）选址有地域限制，容易对当地水土环境造成不良影响资料来源艾瑞咨询，国家能源局，信达证券研发中心请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 8 二、氢能产业链，“制储输用”全链条解析 2.1 制氢三种氢气制备工艺中，电解水制氢有望是最终选择氢气的制取主要有化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢三种工艺。相比前两种方式，电解水制氢的原料和生产过程都以清洁能源为主，是更具优势的制氢技术路线。根据光明日报，电解水制氢易与可再生能源结合，规模潜力更大，更加清洁可持续。图表 5 制氢方法比较制氢方式反应原理优点缺点化石燃料制氢煤制氢煤焦化和煤气化我国煤储丰富、产量丰富、成本较低、技术成熟温室气体排放天然气制氢蒸汽转化法为主，部分氧化法及催化裂解成本较低、产量丰富温室气体排放工业副产制氢焦炉煤气制氢采用变压吸附法直接分离提纯氢气工业副产、成本低空气污染、建设地点受原料供应限制氯碱制氢 1）氯酸钠尾气脱氧脱氢、 PSA分离纯化 2） PVC 尾气变压吸附净化、变压吸附 PSA 提氢产品纯度高、原料丰富建设地点受原料供应限制电解水制氢碱性电解直流电分解水技术较成熟、成本较低产气需要脱碱，需稳定电源质子交换膜电解操作灵活、装备尺寸小、输出压力大、适用于可再生发电的波动性需使用稀有金属铂、等，成本高且供应链局限大固体氧化物电解转化效率高实验室阶段资料来源毕马威一文读懂氢能产业，信达证券研发中心 1、化石能源重整制氢分为煤制氢和天然气制氢。 1）煤制氢根据中国氢能产业发展报告（ 2022），中国煤制氢技术成熟，传统煤化工和焦炭行业已形成完整的制氢工艺体系和完整的产业链条。尽管煤制氢过程排放强度较高，但原料煤炭来源稳定，经济性显著，目前已占全国氢气产量 60以上。由于基数较大，煤制氢在今后一段时期内或仍将是中国氢能供应体系的重要组成部分，也是近中期低成本氢气的主要来源。 2）天然气制氢蒸汽重整制氢较为成熟，也是国外主流制氢方式。其中，天然气原料占制氢成本的比重较大，天然气价格是决定制氢价格的重要因素。考虑到中国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋，仅有少数地区可以探索开展，不适用于主流的制氢方式。图表 6 天然气制氢与煤制氢同等成本对应关系氢气成本（元 /立方米）天然气价格（元 /立方米）煤炭价格（元 /吨） 0.87 1.67 450 0.94 1.88 550 1.01 2.1 650 1.08 2.31 740 1.15 2.52 850 1.22 2.74 950 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 9 资料来源煤化工专业委员会，现代煤化工，信达证券研发中心 2、工业副产提纯制氢根据中国能源报，我国工业副产氢在氢气供应方面有着得天独厚的优势，与可再生能源电解水产业资源丰富的西北地区相比，工业副产氢可覆盖京津冀、长三角和广东地区，与氢能应用先发地区匹配。中国国际工程咨询有限公司高级工程师张建红指出，随着未来碳交易机制的进一步成熟，煤制氢成本将因其产生的大量碳排放而有所上升。而电解水制氢由于电力价格、设备技术等因素，成本仍然较高。因此，与煤制氢、天然气制氢、电解水制氢相比，工业副产氢的综合成本优势更加明显。 3、电解水制氢目前，电解水制氢技术主要有碱性水电解槽（ AE）、质子交换膜水电解槽（ PEM）和固体氧化物水电解槽（ SOE）。其中，碱性电解槽技术最为成熟，生产成本较低；质子交换膜电解槽流程简单，能效较高，但因使用贵金属电催化剂等材料，成本偏高；固体氧化物水电解槽采用水蒸气电解，高温环境下工作，能效最高，尚处于实验室研发阶段。图表 7 近期我国绿氢示范项目时间项目名称项目建设主体内容 2022 年 2 月 16 日签约绿氢科技项目上海德瀛睿创氢能科技有限公司主要包含光伏电力电解水制氢、氢储能、加氢站示范、半导体绿氢储氢罐的研发和制造等项目。项目建成达产后，将形成年产绿色电力约 2.28 亿度，半导体级绿氢 300 吨的生产能力。 2022 年 3 月 22 日备案首航高科全资子公司甘肃首航风光光伏制氢综合储能示范项目首航高科建设规模及内容为建设 1000Nm3/h 的碱性电解水制氢系统，配套建设 6MW 智能光伏发电系统不上网，仅用制氢，将光伏发电直接转化为氢气 2022 年 3 月 31 日签约内蒙古圣圆正能制氢加氢一体化项目正能集团、阳光氢能规划建设 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，是伊金霍洛旗 “风光气储车”新能源产业集群的战略代表性项目。 2022 年 8 月 19 日开工兰州新区氢能产业项目一期中国能建、众宇动力主要建设年产 2 万吨制氢能力和 10 万标方储氢能力的绿氢供应基地，以年产 6 万吨绿氨和氢能交通应用为核心的示范应用中心，以年产 3000 套氢燃料电池系统为核心的氢能装备制造中心，同时建设氢能研发创新中心、检测中心和人才培训中心 2022 年 8 月 20 日签约乌审旗风光氢储体化项目国鸿氢能、青岛城投新能源产业投资集团项目规划建设 300 兆瓦风电、 100 兆瓦光伏、以及年产 1 万吨的电解制氢。资料来源国际能源网、氢能汇，信达证券研发中心根据生产来源和碳排放量的不同，氢能可分为灰氢、蓝氢和绿氢。 1）灰氢是通过化石燃料（天然气、煤等）转化反应制取的氢气，由于生产成本低、技术成熟，也是目前最常见的制氢方式。 2）蓝氢是在灰氢的基础上，将二氧化碳副产品捕获、利用和封存（ CCS）而制取的氢气，是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。 3）绿氢是利用可再生能源（如太阳能或风能等）发电后，通过电解工序制取的氢气，绿氢的制取技术路线主要为电解水，其碳排放可以达到净零。未来可再生能源发电制氢的潜力较大。一方面，作为全周期零碳排放技术，随着可再生能源发电平价上网，电解水制氢成本有望持续下降；另一方面，当波动性可再生能源在电源结构请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 10 中占到较高比重时，长周期储能或将成为调峰的主要手段，氢储能是其中较好的选择。国家发改委与国家能源局先后发文，支持高效利用廉价且丰富的可再生能源制氢。四川、广东等地纷纷给予电价支持政策，四川电解水制氢最高电价限定为 0.3元 /千瓦时。在 1）电价受控使得成本得到控制且 2）绿电普及使得电解水制氢没有碳排放的情况下，我们认为，电解水制绿氢或成为最终的路线。图表 8 2020-2050 年中国氢气制取来源占比及预测资料来源艾瑞咨询，信达证券研发中心 2.2 氢能储运气态、液态、固态三种模式目前，氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。 1）气态储氢具有充放氢气速度快、容器结构简单等优点，高压气态储氢是现阶段主要的储氢方式，已得到广泛应用。 2）液态储氢具有储氢密度高的优势，可分为低温液态储氢和有机液态储氢，其中低温液态储氢在航天等领域得到应用，有机液态储氢尚处于示范阶段。 3）固态储氢是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等为储氢载体，通过化学吸附和物理吸附方式实现氢的存储，目前处于示范阶段。图表 9氢能主要储存方式对比高压气态储氢低温液态储氢有机液体储氢固态储氢储氢原理在一定温度和体积下 , 提高压力 , 体系的气体含量增加 , 将氢气压缩在高压储氢罐中常压下 , 温度降至 −253° C,氢气由气态变为液态 , 然后将其储存在绝热容器中利用有机物的碳原子加氢和脱氢反应实现吸放氢利用金属氢化物等储氢材料能够可逆吸放氢的特性进行储氢重量储氢密度 1.05.2 5.7 5.07.2 1.04.5 体积储氢密度 g/L 2535 70.8 4045 3580 优点技术成熟、操作方便、充放氢速度快、成本低体积储氢密度高、液态氢纯度高储氢密度高、储存、运输、维护保养安全方便、可多次循环使用体积储氢密度高、不需要高压容器、可得到高纯度氢、安全性好、灵活性强缺点体积储氢密度低、压缩耗能大、高压安全隐患大液化过程耗能大、易挥发、成本高、对隔热装置要求苛刻成本高、操作条件苛刻、有发生副反应的可能、纯度低质量储氢密度低、成本高、吸放氢有温度要求、有的材料循环稳定性差 67 60 45 20 30 23 5 3 15 45 70 2 5 10 0 20 40 60 80 100 120 2020 2030 2040 2050 化石能源制氢（）工业副产制氢（）可再生能源电解制氢（）生物制氢等其他技术（）请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 11 技术突破提高体积储氢密度降低能耗、成本、挥发降低成本、操作条件提高质量储氢密度、降低成本和吸放氢温度备注目前车用储氢主要采用的方法主要用于航空航天领域，民用很少可以利用传统石油基础设施进行运输和加注，很有前景使用的领域宽，未来重要发展方向资料来源李星国氢气制备和储运的状况与发展，信达证券研发中心高效储运减少中间成本。根据中国能源报，我国氢气来源与煤炭工业紧密相连，主要集中在北方内陆地区，而东部沿海地区氢能产业发展超前，氢能需求量较大。因此，我国氢能产业发展存在一定的供需错配问题，亟待突破储运技术制约，减少氢能应用中间成本，实现大规模产业化发展。当前我国仍以 20MPa氢气运输为主， 30MPa刚开始得到应用，而国外运氢基本采用 50MPa Ⅳ型储氢瓶，整体而言，我国储运氢技术与国外相比还存在一定差距。在氢气运输方面，根据储氢状态的差异分为气态输送、液态输送和固态输送，气态和液态为目前的主流方式。通常的输氢形式包含长管拖车、槽罐车、管道（纯氢管道、天然气管道混输），不同的储运方式具有不同特点及适应性。船舶运氢也有望成为未来氢气运输的主要方式之一，但目前离实现商用规模化仍有一定距离，毕马威预计其在 2025-2027 年间有望实现商用化。图表 6 氢储运工具及适用场景储运方式运输工具经济距离（ km）适用场景气态储运长管拖车 ≤ 200 城市内配送气态储运管道 ≥ 500 国际、跨城市与城市内配送液态储运液氢槽罐车 ≥ 200 国际、规模化、长距离液态储运液氢运输船 ≥ 200 国际、规模化、长距离固态储运货车 ≤ 150 实验研究阶段资料来源毕马威一文读懂氢能产业，信达证券研发中心由于中国目前氢能产业处于发展初期，氢能市场规模较小，且氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制氢地附近，因此多采用长管拖车运输，这也是当前较为成熟的运输方式。氢能储运有望按照“低压到高压”、“气态到多相态”的技术发展方向，逐步提升氢气的储存和运输能力。 1）氢能产业发展中长期规划（ 2021-2035年）指出，我国将稳步构建氢能储运体系，以安全可控为前提，推动氢储运技术研发，提高高压气态储运效率，加快降低储运成本，有效提升高压气态储运商业化水平，体现了“低压到高压”的前进方向。 2）同时，为满足氢能发展后期长距离、大规模运输需求，我国将持续推动低温液氢储运产业化应用，探索有机液体、固态等储运方式应用，整体发展将有望呈现“气态到多相态”的发展趋势。 2.3 加氢站氢能投入实际运用的关键一环我国已经出台政策支持加氢站建设，推动氢能进入实际运用环节。加氢站是为燃料电池汽车充装氢气燃料的专门场所，作为服务氢能交通商业化应用的中枢环节，是氢能源产业发展的重要基础设施。 2014年国家首次发布针对加氢站的补贴政策。 2019年，推动加氢设施建设正式写入政府工作报告。 2020年财政部出台有关开展燃料电池汽车示范应用的政策，将 “运营至少 2座加氢站且单站日加氢能力不低于 500公斤 ”作为示范城市群申报的基础条件，毕马威预计未来加氢站至少会从 500 公斤 /天的加注量起步，对后期氢能的产业化将起到带动请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 12 作用。图表 7 加氢设施相关政策梳理政策发布时间主要内容关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知 2014 年 2013 年至 2015 年符合国家技术标准且日加氢能力不少于 200 公斤的新建燃料电池加氢站每个奖励 400 万元，有效期到 2015 年末 2019 年政府工作报告 2019 年推动充电、加氢等设施建设产业结构调整指导目录（ 2019 年本） 2019 年氢能和燃料电池将在新能源、有色金属、汽车、船舶、轻工等产业中得到支持发展关于开展燃料电池汽车示范应用的通知 2020 年燃料电池汽车示范城市群申报需满足已推广不低于 100 辆燃料电池汽车，已建成并投入运营至少 2 座加氢站且单站日加氢能力不低于 500 公斤等条件国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见 2021 年加强新能源汽车充换电、加氢等配套基础设施建设 “十四五”全国城市基础设施建设规划 2022 年开展新能源汽车充换电基础设施信息服务，完善充换电、加气、加氢基础设施信息互联互通网络资料来源发展改革委网站，中国政府网，装备工业司，住房城乡建设部网站，财政部网站，信达证券研发中心中国加氢站数量逐年增加， 2021年位居世界首位，但关键设备尚未实现国产替代。 1） 2021 年中国新建 100座加氢站，累计建成数量达 218座，位居世界首位。 2022上半年国家进一步统筹推进加氢网络建设，全国已建成加氢站超 270 座。 2）中国加氢站的技术尚未成熟，关键设备依赖进口。目前国内缺乏成熟量产的加氢站设备厂商，设备费用占比较高。当前国内氢能应用规模有限，但随着未来需求的增加和加氢站的推广，加氢环节的关键设备亟需国产化。图表 8 中国已建成加氢站数量资料来源毕马威一文读懂氢能产业，信达证券研发中心 2.4 氢能下游运用交通、工业、建筑三足鼎立氢能有望为各行业实现脱碳提供重要路径选择，并在未来得到广泛应用。 1）氢能产业发请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 13 展中长期规划（ 2021-2035）指出， “2035年形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态”。我们预计，交通、工业和建筑等领域或将成为未来氢能应用的主战场，氢能有望助力上述行业的脱碳历程。 2）根据光明日报， 2050年全球 10 的建筑供热和 8的建筑供能将由氢气提供，每年可减排 7亿吨二氧化碳。到 2060年，我国氢能需求预计达 1.3亿吨，其中工业需求占主导地位，占比约 60，交通运输领域将逐年扩大规模达到 31。图表 9 2060 年中国氢气需求结构预测资料来源中国氢能联盟，毕马威一文读懂氢能产业，信达证券研发中心交通领域是目前氢能应用相对比较成熟的领域，燃料电池汽车是氢能在交通运输领域实现脱碳的重要途径。根据世界知识产权组织，自 2016年以来，与交通运输有关的氢燃料电池技术的创新蓬勃发展，中国、日本和德国是该技术专利申请的主要来源国。氢能在交通领域的应用包括汽车、航空和海运等，其中氢燃料电池汽车是交通领域的主要应用场景。同时，氢燃料汽车的使用也有助于交通行业实现脱碳。图表 10 2020 2022 年我国燃料电池汽车