氢能设备行业首次覆盖报告：氢能产业周期开启，核心设备先行

2023.07.10 股票研究 氢能产业周期开启，核心设备先行 徐乔威(分析师) 张越(分析师) 李启文(研究助理) 行业首次覆盖 ——氢能设备行业首次覆盖报告 021-38676779xuqiaowei023970@gtjas.com 0755-23976385zhangyue025639@gtjas.com 021-38038435liqiwen027858@gtjas.com 证书编号S0880521020003 S0880522090004 S0880123020064 本报告导读： 氢能政策利好频出，行业发展有望进入加速期，绿氢产业蓄势待发，上游制氢设备有望率先放量，关注氢能产业链本土优势企业。 摘要： 核心结论：氢能市场序幕拉开，产业链有望自上而下放量。中国氢能规划明确，产业周期已开启，绿氢项目呈现高景气度，电解槽需求 快速增长，上游制氢端率先受益。增长动能将自上而下逐级传导，叠加来自终端应用侧的深度脱碳需求，有望带动氢能产业链各环节设备放量。首次覆盖氢能设备行业，给予增持评级。 证券研究报告 投资要点：制氢环节建议关注有前期布局的电解槽生产商以及由能源、光储行业切入制氢设备的企业，受益标的包括华电重工、华光环能、隆基绿能等；储运环节推荐国产压缩机领先企业冰轮环境，受益标的国产储氢瓶龙头京城股份等；加氢站环节受益标的为国内加氢设备龙头厚普股份等；燃料电池环节受益标的为国内燃料发动机系统龙头亿华通等。 氢能是零碳终极能源，政策利好加速产业发展。能源安全、气候变化、技术进步三重因素推动下，世界各国纷纷加快氢能产业发展，近年来我国持续出台利好政策，大量氢能项目落地，行业发展驶入快车道。2022年中国氢气产量4004万吨/+19.8%，保持稳健增长。现阶段氢能应用集中于工业和交通领域，未来有望助力建筑、发电和供热等多领域深度脱碳。 上游制氢设备先行，储运加用空间广阔。1）制氢环节：23年国内绿氢项目招标频出，电解槽率先放量，头部企业快速扩产，23年出货量有望同比增长75%-163%。我们预计2025年、2030年国内电解槽市场规模将达到213亿、464亿元。2）储氢环节：车用IV型储氢瓶国家标准发布，有望打开70Mpa储氢瓶市场，国内企业快速切入布局，碳纤维材料等环节存在国产替代空间。3）运输环节：国内长距离输氢管网建设加速，缓解我国绿氢供需错配问题，利好全产业链。4）加氢站：已投运加氢站数量稳步增长，部分核心设备国产化率较低，加氢站建设成本较高，商业模式尚不成熟，存在较大降本空间。5）燃料电池系统：氢燃料电池快速增长，2025年国内市场有望突破180亿。电堆作为价值核心已稳步实现降本，空压机、氢循环、增湿器等环节国产化已达80%以上，气体扩散层、催化剂等关键材料仍依赖进口，国产替代空间广阔。 风险提示：国内企业技术研发进度不及预期、氢能下游需求增长不及预期、国家或地方政策调整、市场竞争加剧等 氢能设备 首次覆盖 评级：增持 细分行业评级 重点覆盖公司列表 代码公司名称评级 000811冰轮环境增持 目录 1.氢能：零碳终极能源，政策利好加速产业发展3 1.1.清洁零碳可持续理想能源，实现碳中和重要路线3 1.2.全球氢能发展提速，多国已纳入战略规划4 1.3.国内利好政策频出，加速氢能产业发展6 2.氢能产业链初具规模，下游应用前景广阔9 2.1.氢能覆盖制储运加用，产业链发展初具规模9 2.2.氢能助力工业、交通、电力等多领域深度脱碳10 3.绿氢发展动力充足，上游制氢设备先行14 3.1.三种制氢工艺并存，电解水为制氢终极路线14 3.2.电解槽招标高景气，设备厂商加速布局17 4.氢气储运加注空间广阔，国产化之路道阻且长22 4.1.氢气储运贯穿全产业链，高压储氢瓶有望放量22 4.2.加氢站发展任重道远，核心设备国产化道阻且长27 5.燃料电池加速渗透，设备国产化稳步提升32 5.1.燃料电池市场空间广阔，有望加速渗透32 5.2.氢燃料电池平稳降本，设备国产化水平稳步提升34 6.行业重点公司38 6.1.华电重工：华电集团持续赋能，碱性+PEM双向发力38 6.2.华光环能：环保能源双轮驱动，碱性电解槽量产在即39 6.3.隆基绿能：光伏龙头企业，进军绿氢培育光伏制氢40 6.4.冰轮环境：冷链设备龙头，氢能压缩机技术领先41 6.5.京城股份：储氢技术国内领先，募投扩产高压储氢瓶42 6.6.厚普股份：国内加气站设备龙头，深度布局加氢业务42 6.7.亿华通：燃料电池发动机系统龙头，产销量快速提升43 7.投资建议44 8.风险提示45 8.1.国内企业技术研发进度不及预期的风险45 8.2.氢能下游需求增长不及预期的风险45 8.3.国家或地方政策调整的风险45 8.4.市场竞争加剧的风险45 表：本报告覆盖公司估值表 公司名称 代码 收盘价 盈利预测（EPS） 2022A2023E2024E 2022A PE2023E 2024E 评级 目标价 冰轮环境 000811 2023.07.07 15.56 0.74 0.95 1.21 20.97 16.30 12.88 增持 18.92 1.氢能：零碳终极能源，政策利好加速产业发展 1.1.清洁零碳可持续理想能源，实现碳中和重要路线 氢能是21世纪终极能源，是实现双碳目标的重要路线。氢能是利用氢元素在物理或化学变化中释放出的能量的清洁能源，氢燃烧不产生一氧化碳、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，也被称为21世纪的终极能源。氢能可以实现能源体系从骨干到终端应用的脱碳，为各行业碳中和提供重要支撑，是实现双碳目标的理想解决方案。 氢能优势显著，应用前景广阔，同时氢能发展也面临挑战。氢是宇宙中最广泛的元素，可以从水、天然气、生物质等多种资源中提取，是可再生的二次能源；氢气热值高、燃烧性能好、且燃烧无污染物；氢燃料电池具有较高的发电效率，同时氢能也可以有效地平衡电网负荷和可再生能源供给，减少风光弃用率，在多个领域应用前景广阔。但同时发展氢能也面临着诸多挑战，包括氢气扩散系数大、安全风险高、价格高昂、储运难度大等。 表1：氢能应用价值突出，同时也存在挑战 优点 来源广泛氢可以以水为原料制取，储量丰富，且理论上可循环制取清洁零碳燃烧或电化学反应终产物只有水，不产生污染物和碳排放 能量密度高热值142MJ/kg，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍燃烧性能好点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，燃烧速度快。 高效性氢燃料电池将化学能直接转换为电能，发电效率可以达到50％以上 承接弃风弃光风电、光伏电解水制氢可解决弃风弃光的消纳问题 缺点 生产难度大主要以化合态的形式出现，分离的难度较大扩散系数大氢气扩散系数约6.11·10-5m2/s，高于天然气、汽油蒸汽等 储运难度大、密度仅为空气的四分之一，极易挥发，储存、运输难度大且成成本高本高 安全风险大氢气化学性质活泼，燃点较低，爆炸极限宽，体积浓度在 4%-75%时遇到明火或剧烈震动时容易发生爆炸 数据来源：国际能源网、国泰君安证券研究 图1：氢气热值普遍高于常见燃料 数据来源：中国产业信息网、国泰君安证券研究 表2：氢气相比于常见燃料化学性质更活跃，应用安全性要求苛刻 燃料 燃烧极限 自燃参数 体积分数下限 体积分数上限 最小点火能量/mJ 最低 自燃温度/℃ 直径0.4cm热空气流自然温度/℃ 镍铬合金丝自燃温度/℃ 绝热火焰温度/K 热辐射 氢气 4.0% 75.0% 0.02 585 670 750 2318 5%~10% 甲烷 5.3% 15.0% 0.29 540 1220 l220 2158 10%~33% 丙烷 2.1% 9.5% 0.26 487 885 1050 2198 10%~50% 汽油 1.0% 7.8% 0.24 228~471 1040 - 2470 10%~50% 燃料 体积分数下限 爆炸极限 体积分数最大燃烧上限速度/m·s-1 化学计量浓度 燃烧速度/(m·s-1) 流动参数 扩散系数/ (cm-2·s-1)(10-5 黏度/g·cm-1·s-1) 密度 (kg·m3) 氢气 11%~18% 59.0% 3.46 29.5% 2.37 0.61 89 0.0838 甲烷 6.3% 13.5% 0.43 9.5% 0.42 0.16 11.7 0.6512 丙烷 3.1% 7.0% 0.47 4.1% 0.46 0.12 80 1.87 汽油 1.1% 3.3% 0.42 - - - - - 数据来源：《氢能产业链及储运技术研究现状与发展趋势》、国泰君安证券研究 氢气产量稳步提升，中国增速领跑世界。根据IEA统计，2021年全球氢气总产量达到9423万吨/+5.5%，全球氢能市场规模达到1250亿美元， 预计2030年氢气产量将达到17998万吨，年复合增速约7.5%。根据中国煤炭工业协会，2022年中国氢气产量3781万吨/+13.1%，保持稳健增长，增速领先全球。 图2：全球氢气产量预计22-30年CAGR约7.5%图3：22年中国氢气产量4004万吨/+19.8% 数据来源：IEA、国泰君安证券研究数据来源：中国煤炭工业协会、国泰君安证券研究 1.2.全球氢能发展提速，多国已纳入战略规划 全球氢能产业加速发展，多因素共同促进产业提速。全球主要发达国家高度重视氢能产业发展，关键技术趋于成熟，基础设施建设加速，产业规模逐步提升，区域性供应网络逐渐形成。在能源安全、气候变化、技术进步三重因素共同作用下，世界各国纷纷加快推进氢能产业发展，将氢能作为应对气候变化和加快能源转型的重要举措。 多国出台氢能战略规划，形成四类典型发展模式。全球超过26个国家已出台氢能规划，超过世界经济总量的60%，其中美国、日本、韩国和欧盟等发达经济体在氢能技术创新、市场推广和国际合作方面领先于其他国家。各国资源结构、能源规划、发展战略各有不同，大体形成以欧盟、日韩、澳加、美国为代表的四类典型氢能发展模式。 发展模式典型国家现状特点 表3：全球已形成四类典型氢能发展模式 致力于探索氢能的综合应用，在氢气生产端，利用可再生电力能源电解水制取低碳氢欧盟德国、法国燃料，从而构建规模化绿色氢气供应体系。将绿色氢气用于天然气掺氢、分布式燃料 电池发电或供热、氢能炼钢、化工和氢燃料电池汽车等多个领域。 深度减碳重要工具 依赖海外进口，应用聚焦于车用和家用领域，在氢能技术、材料和设备等方面拥有非 日韩日本、韩国常明显的优势，已基本打通氢燃料电池产业链，打造了东丽株式会社（碳纤维）和川新兴产业制高点崎重工业株式会社（液氢储运技术和装备）等龙头企业。 澳大利亚、 澳加 加拿大 美国美国 出于经济可持续发展考虑，探索新兴市场氢能需求，拓宽出口渠道，提出发展多元化低碳氢能，既包括可再生能源电解水制氢，也包括化石能源（尤其是煤炭）制氢（碳捕捉）与储运技术，加快完善氢能供应链，扩大供应能力并降低成本。 重点考虑氢能在实现本土“碳中和”目标中发挥的作用，重视“制-储输-加-用”环节的研发和规模化示范，研究氢能关键核心技术，打通氢能产业技术链、产业链和供应链。 资源出口创汇新增长点 中长期战略技术储备 数据来源：《国内外氢能产业政策与技术经济性分析》、国泰君安证券研究 欧洲：氢能多元化发展，构建协作伙伴关系。2019年第二代欧盟燃料电池和氢能联合组织发布了《欧洲氢能路线图》，为大规模部署氢能和燃料电池指明方向；2020年欧盟发布《欧洲氢能战略》，规划2025-2030年安装不少于40GW可再生氢能电解槽，生产1000万吨可再生氢能，并通过碳关税支持氢能发展；同年发布《气候中性的欧洲氢能战略》政策文件，并宣布建立欧盟氢能产业联盟，目前已有15个欧盟国家将氢能纳入其经济复苏计划；2022年欧盟委员会推出RepowerEU计划，提升氢能产能目标，同时公布欧洲能源供应调整计