电力设备及新能源行业氢能产业链全景图（中）：基础设施篇，氢储运、加注，承上启下，铺就绿氢坦途
2023年8月14日证券研究报告氢储运、加注：承上启下，铺就绿氢坦途平安证券研究所绿色能源与前瞻性产业研究团队皮秀证券投资咨询资格S1060517070004 邮箱pixiu809@pingan.com.cn张之尧一般证券业务资格S1060122070042 邮箱zhangzhiyao757@pingan.com.cn——氢能产业链全景图（中）：基础设施篇 2要点总结※氢储运、加注是连接制氢与用氢端的重要桥梁。氢能产业链主要包括制氢、储运、加注、应用四个环节。储运和加注是“承上启下”的中间环节，属于氢能产业链中的基础设施。氢气在常温常压下密度极低，储运时需要通过加压、液化、吸附等方式提高其密度，以实现经济性；氢储运技术路线多元，相关赛道包括专用容器、压缩或液化设备、储氢材料等。加氢站是为氢燃料电池汽车充装氢气的设施，是燃料电池车推广应用的重要配套；加氢站设备是加注环节的核心所在。储运环节：高压气氢和低温液氢有望率先产业化。高压气氢技术最为成熟，是现阶段氢储运的主流路线。储氢瓶是高压气氢使用的容器，以高压、轻质的III、IV型储氢瓶为主流趋势。目前III、IV型瓶成本较高，仅用于车载市场。GGII预计，2025年我国车载储氢瓶需求量约23万支，市场规模34亿元。我国车载储氢瓶以35MPaIII型瓶为主，随着国标的完善，70MPaIII型瓶和IV型瓶验证和上市有望加速，具备IV型瓶等先进技术的企业将迎来机遇。高压气氢可使用长管拖车或管道运输，管道输氢边际成本低、可长距离运输，是未来运氢的重要路线。管道输氢目前处于技术攻关阶段，相关企业发力专用管材，已小有进展。液氢储运密度远高于气氢，在350km以上长距离运输中经济性明显，且供氢纯度高，是一种潜力巨大的储运路线。液氢储运涉及的主要设备包括氢液化设备和液氢储运设备，大型液化设备技术门槛高、长期由国外垄断，国内企业经过多年积累，逐步发力氢液化设备国产化。加注环节：加注设备国产替代稳步推进。设备是加氢站的关键组成部分，在加氢站建设投资成本中占比超过60%。加氢站设备环节，主要参与者既包括核心设备压缩机厂商，也包括成套设备供应商。加氢站压缩机是加氢站中价值量最高的设备，成本占比超过30%。海外压缩机厂商在国内加氢站市场占据优势地位，国内压缩机厂商凭借技术积累和性价比优势积极入局，推动国产替代。加氢设备集成环节发展阶段较早，参与者不多，市场呈现高集中度，CR5超过80%。阀门是氢能产业链中的重要零部件，可用于包括加氢站在内的各个环节，技术门槛较高，国产化率低，有较大国产替代空间。投资建议：氢能储运、加注环节发展阶段较早，建议关注技术储备扎实、卡位相关赛道的企业。储运方面，建议关注掌握IV型储氢瓶制造技术的中材科技、中集安瑞科，积极布局气氢管网的石化机械；加注方面，建议关注压缩机技术积累深厚的冰轮环境、具备加氢站成套设备国产能力的厚普股份。风险提示：（1）基础设施布局不及预期的风险。（2）国内企业技术突破不及预期的风险。（3）国际市场环境发生变化的风险。 nOpNoMnQnOtPtOtQqMqOtQrNtOtN7NcM6MoMpPmOtQiNoOvNeRpOnQbRmMvMwMnRnQwMoOsP3氢能基础设施参与者全景图※资料来源：公司公告及官网，GGII，wind，平安证券研究所注：各公司业务布局信息整理自公司公告及其它公开信息，实际进展可能不确定橙色字体为非上市公司（截至2023年8月14日）储氢环节运输环节加注环节高压气氢低温液氢固态有机液体氨液氢容器•中材科技•中集安瑞科•京城股份•亚普股份•斯林达•科泰克•国富氢能•富瑞特装•四方科技•圣元环保•永安行•鸿达兴业•氢枫能源•中氢源安•氢阳能源•雪人股份气氢长管拖车气氢管道运输液氢罐车压缩机阀门设备集成商•中集安瑞科•鲁西化工•浙江蓝能•中材大力•辽宁众邦•石化机械•国家管网集团•中集集团•厚普股份•中集安瑞科•石化机械•国富氢能•舜华新能源•海德利森•冰轮环境•开山股份•冰山冷热•丰电科技•中鼎恒盛•北京天高•富瑞特装•舜华新能源•上海瀚氢•上海百图•未势能源液化装备•蜀道装备•冰轮环境•中泰股份储氢瓶/罐 CONTENT目录四、投资要点与风险提示二、储运环节：高压气氢和低温液氢有望率先产业化一、基础设施：连接制氢与用氢的重要桥梁三、加注环节：加注设备国产替代稳步推进 5氢能是一种优势突出、前景广阔的二次能源1.1•应用端优势：节能减排。氢能是一种优质、清洁的二次能源，可作为汽油、柴油等能源的替代，与锂动力/储能电池形成互补。•供给端优势：来源广，承接弃风弃光。氢能够以水为原料制取，原料丰富，无资源瓶颈；使用风电、光伏电解水制氢可解决弃风弃光的消纳问题，提升风电、光伏等可再生一次能源的利用率。资料来源：太平洋汽车，Tes la官网，平安证券研究所氢能的优势应用端供给端质量能量密度高：142MJ/kg，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍；通过燃料电池可实现综合转化效率90%以上。清洁零碳：氢的燃烧或电化学反应终产物只有水，没有传统能源使用中产生的污染物和碳排放。加注快捷：氢向车载气瓶中加注十分迅速，类似汽油加注的方式，与动力电池充电相比快捷得多。续航能力强：丰田Mirai2021款氢燃料电池车续航可达850km；Tesla Model X官方续航536km承接弃风弃光：使用风电、光伏电解水制氢可以解决弃风弃光的消纳问题，推动风电、光伏的应用。来源广泛：氢元素在自然界中存量很高，可以水为原料制取，原料丰富且可循环使用。VS汽油、柴油VS锂电 6合成氨, 1080, 32%合成甲醇, 910, 27%炼化与煤化工, 820, 25%工业用热, 480, 14%交通, 2, 0%其它纯氢, 50, 2%我国氢气生产结构（2019年，已为最新）天然气制氢, 62%煤制氢, 19%石油制氢, 0.7%化工副产氢, 18%化石燃料+CCUS, 0.7%电解水制氢, 0.04%全球氢气生产结构（2021年）煤制氢, 63.5%天然气重整制氢, 13.8%化工副产氢, 21.2%电解水制氢, 1.5%供需现状：全球氢气产能以灰氢为主，下游主要作为化工原料使用1.1•目前全球氢气生产以化石燃料制氢（灰氢）为主，清洁制氢存在替代空间。2021年全球氢气产量9400万吨，其中化石燃料制氢占80%以上，化石燃料制氢+CCUS（蓝氢）和电解水制氢（绿氢）两种清洁制氢路线制氢量占比总计不到1%。目前我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3300万吨，制氢规模全球领先，以化石燃料制氢为主（近80%）。•氢作为能源应用的普及程度不高，现阶段主要作为化工原料使用。2021年，全球氢气需求超过9400万吨。我国是全球最大的氢气消费国，需求量约2800万吨，占全球的30%。氢气在全球和国内均主要用于化工（合成氨/合成甲醇）和炼油，一半以上用于化工领域，当前氢作为能源的应用程度不高。资料来源：IEA，中国氢能联盟，平安证券研究所工业-合成氨, 35 , 37%工业-合成甲醇, 15 , 16%工业-钢铁, 5 , 5%炼油, 40 , 42%交通运输, 0.03, 0%其它（建筑、发电等）, 0.01, 0%我国氢气主要用于工业合成（2019年，万吨）2021年全球氢气需求类型分布（百万吨，%） 7应用展望：氢能交通潜力巨大，规模发展需产业链各环节发力1.1•一定时期内，工业是氢能最主要的应用领域。工业领域用氢量大、用氢技术成熟，是短期氢能应用的主要场景。中国氢能联盟预计，碳中和情景下，2060年我国工业用氢规模7,794万吨，占国内氢总需求量的60%。•氢能交通是氢能最具潜力的赛道，规模发展需要产业链各环节发力。交通是全球碳排放的重要来源，发展氢能是交通脱碳的必经之路；汽车等交通工具产业链长，发展氢能可以撬动庞大的产业规模。中国氢能联盟预计，碳中和情景下，2060年我国交通领域用氢规模达4051万吨。氢能交通潜力巨大，但目前距离规模发展仍有差距，需要产业链各环节技术成熟、降本、基础设施建设等。资料来源：IEA，中国氢能联盟，平安证券研究所IEA“净零排放”情景下，全球氢能应用需求*0123456工业交通电力建筑燃料其它*注：IEA原数据分项较细，此处进行了分类加总：“工业”含炼油、化工、钢铁；“交通”含道路、船运、航空。“燃料”原口径描述为“混入天然气管网”，未区分具体用途，理论上可用于工业、电力、建筑领域。数字为氢气及氢基燃料（如氨）中氢的用量，单位为亿吨。“净零排放”情景下，2050年全球用氢需求分布（亿吨，%）碳中和情景下，2060年我国用氢需求分布（亿吨，%）工业, 0.78 , 60%交通, 0.41 , 31%电力, 0.06 , 5%建筑, 0.06 , 4%工业, 1.37 , 26%交通, 2.02 , 38%电力, 1.00 , 19%建筑, 0.16 , 3%燃料, 0.60 , 12%其它, 0.12 , 2% 8各国氢能的发展现状及战略目标1.1资料来源：车百智库，中国氢能联盟，国际氢能协会，IEA，平安证券研究所美国欧洲日本韩国发展现状战略目标中国•燃料电池汽车保有量•加氢站在营量1.27245万辆座注：“发展现状”数据除单独说明外，为截至2022年底数据，日本燃料电池车销量统计口径为品牌丰田Mi rai，韩国为现代NEXO 2022.11•燃料电池汽车保有量•加氢站在营量1.5054万辆座•加氢站在营量173座•到2025、2030年分别建成200、1000座加氢站；•突破大规模、长寿命、高效率、低成本的电解槽技术；•加速重型车燃料电池系统的开发，实现与传统燃油发动机相当的经济性。•2020-2024年：•电解槽装机量6GW•可再生氢能年产量超过100万吨•2025-2030年：•电解槽装机量≥40GW•可再生氢能年产量达1000万吨；•2030-2050年，氢能在能源密集产业（钢铁、物流等）大规模应用，氢能在能源结构中占比12%-14%。•燃料电池汽车•加氢站在营量0.82164万辆座全球累计销量2.19万辆•燃料电池汽车•加氢站在营量2.94168万辆座全球累计销量3.24万辆•2030年：•氢气供应能力30万吨/年，成本30日元/Nm3•建成加氢站900座•推广燃料电池轿车80万辆•家用热电联供燃料电池系统普及率10%。•2050年：•氢气供应能力500-1000万吨/年，成本20日元/Nm3•加氢站、燃料电池汽车、•家用热电联供燃料电池系统全面替代。•2040年：•氢燃料电池汽车累计产量增至620万辆•加氢站增至1200个•燃料电池产能扩大至15GW•氢气价格约为3000韩元/kg。•2025年：•燃料电池车保有量约5万辆；•可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。•2030年：形成较完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系；•2035年：形成氢能产业体系，构建多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升。•电解槽累计装机量200MW•固定燃料电池装机量550MW保有量保有量•电解槽累计装机量170MW（2021年底）（2021年底）（2021年底）•固定燃料电池装机量300MW（2021年底）•固定燃料电池装机量18MW（2021年底）（2021年底）•固定燃料电池装机量190MW（2021年底） 9氢能基础设施：连接制氢与用氢的桥梁，包括储运与加注两个环节1.2资料来源：GGII，车百智库，平安证券研究所氢能产业链全景图CCUS设备化石重整制氢储运应用工业副产氢电解水制氢丙烷脱氢(PDH)工艺包提纯相关设备（PSA/深冷）电解槽质子交换膜电极材料催化剂液氢高压气氢III/IV型瓶碳纤维材料液氢储罐液化装置有机液体储氢固态储氢加氢站设备压缩机加注设备冷却设备站控系统、管道及阀门储氢瓶组燃料电池系统质子交换膜膜电极催化剂双极板电堆循环泵空压机气体扩散层燃料电池系统其它部件电力
