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文檔簡介
1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250016 新時代下的能源安全,起筆能源革命新篇章 1 HYPERLINK l _TOC_250015 光伏:平價元年擴(kuò)需求,支架儲能待掘金 1 HYPERLINK l _TOC_250014 平價時代來臨,碳中和目標(biāo)支撐裝機(jī)量高增長 1 HYPERLINK l _TOC_250013 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚褐鬏o材格局清晰穩(wěn)定,支架、儲能環(huán)節(jié)具備爆發(fā)潛力 2 HYPERLINK l _TOC_250012 光伏支架:享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利 3 HYPERLINK l _TOC_250011 光伏儲能:政策引導(dǎo)按比例配置,平價時代下裝機(jī)規(guī)模有望
2、爆發(fā) 7 HYPERLINK l _TOC_250010 氫能:政策持續(xù)加碼,產(chǎn)業(yè)化拐點將至 12 HYPERLINK l _TOC_250009 氫能在全球能源革命中扮演重要角色 12 HYPERLINK l _TOC_250008 產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚簝?、燃料電池電堆及核心材料為突破方?13 HYPERLINK l _TOC_250007 儲氫:關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化亟待突破,液氫存儲技術(shù)未來可期 14 HYPERLINK l _TOC_250006 氫燃料電池:技術(shù)鏈逐層解耦,上游技術(shù)突破進(jìn)行時 17 HYPERLINK l _TOC_250005 產(chǎn)業(yè)鏈涉及的重點公司 22 HYPERLINK l
3、 _TOC_250004 中信博 22 HYPERLINK l _TOC_250003 天合光能 23 HYPERLINK l _TOC_250002 億華通-U 24 HYPERLINK l _TOC_250001 寧德時代 25 HYPERLINK l _TOC_250000 富瑞特裝 26風(fēng)險因素 26插圖目錄圖 1:全球光伏裝機(jī)規(guī)模預(yù)計加速擴(kuò)大(單位:GW) 2圖 2:國內(nèi)裝機(jī)規(guī)模預(yù)計維持高增長(單位:GW) 2圖 3:光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括上游主輔材、中游制造、逆變器、光伏支架、儲能等核心環(huán)節(jié) 3圖 4:跟蹤支架系統(tǒng)組成較為復(fù)雜,技術(shù)壁壘較高 4圖 5:預(yù)計 2025 年國內(nèi)跟蹤支架占比上升
4、至 25%以上 5圖 6:全球跟蹤支架 CR4 約 62% 6圖 7:相較光伏其余領(lǐng)域,光伏跟蹤支架國產(chǎn)化提升空間較大 7圖 8:2020 年全國平均棄光率約 2% 7圖 9:西藏、青海、新疆等地棄光率仍較高 8圖 10:電化學(xué)儲能占比仍較低,提升空間較大 9圖 11:2018 年全球集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比約 25.2% 9圖 12:2018 年國內(nèi)集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比僅 10.7% 9圖 13:儲能電池系統(tǒng)由電池組、BMS、EMS 及 PCS 構(gòu)成 11圖 14:電池組是儲能系統(tǒng)最主要的成本構(gòu)成部分 11圖 15:氫氣燃燒熱值可達(dá) 142 KJ/KG 12圖 16:交通領(lǐng)域的應(yīng)
5、用拉動燃料電池出貨量快速增長 13圖 17:氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端 13圖 18:35MPa 高壓儲氫 IV 型瓶中碳纖維材料成本占比約 77% 16圖 19:70MPa 高壓儲氫 IV 型瓶中碳纖維材料成本占比約 78% 16圖 20:全球質(zhì)子交換膜燃料電池出貨量自 2015 年起快速增長 18圖 21:電堆成本占系統(tǒng)總成本約 60% 18圖 22:膜電極占電堆成本合計約 60% 18圖 23:2019 年我國燃料電池汽車銷量達(dá) 2737 輛 20圖 24:推薦目錄中的系統(tǒng)供應(yīng)商以國內(nèi)企業(yè)為主 20圖 25:技術(shù)路線圍繞性能、使用壽命、環(huán)境適應(yīng)性及成本等核心參數(shù)持續(xù)優(yōu)化 21圖 2
6、6:中信博 2020 年營收 31.37 億元(YOY+37.5%) 23圖 27:中信博 2020 年歸母凈利潤 2.80 億元(YOY+72.52%) 23圖 28:天合光能 2020 年營收 295.05 億元(YOY+26.51%) 24圖 29:天合光能 2020 年歸母凈利潤 12.32 億元(YOY+92.25%) 24圖 30:億華通 2020 年營收 5.72 億元(YOY+3.37%) 25圖 31:億華通 2020 年歸母凈利潤-0.25 億元 25圖 32:寧德時代 2020H1 營收 188.29 億元(YOY-7.08%) 25圖 33:寧德時代 2020H1 歸母
7、凈利潤 19.37 億元(YOY-7.86%) 25圖 34:富瑞特裝 2020H1 實現(xiàn)營收 8.65 億元(YOY+8.65%) 26圖 35:富瑞特裝 2020H1 歸母凈利潤 0.31 億元(YOY+468.66%) 26表格目錄表 1:我國能源安全戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)“四個革命,一個合作” 1表 2:中國光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)銷量在全球市場份額較大 2表 3:利用“單軸跟蹤+雙面組件”的組合可在全球 93.1%區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最低度電成本 4表 4:跟蹤支架迎來快速增長期 5表 5:2021-2025 年為儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的重要階段 8表 6:部分省份政策明確儲能配置比例在 5%-20%之間 8表 7:預(yù)計未來
8、三年光伏儲能容量需求達(dá) 17.55GWh 10表 8:20%配置比例下,長期存量改造配置需求達(dá) 15.12GWh 10表 9:2019 年國內(nèi)新增投運項目出貨量中寧德時代等處領(lǐng)先地位 11表 10:高壓氣態(tài)儲氫為目前最為成熟的儲氫技術(shù) 14表 11:目前國內(nèi) 35MPaIII 型瓶應(yīng)用已較為成熟 15表 12:國內(nèi)以 III 型瓶為發(fā)展重點,IV 型瓶尚處于研發(fā)階段 15表 13:目前涉及液氫的民用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范缺失 17表 14:質(zhì)子交換膜燃料電池是燃料電池領(lǐng)域發(fā)展最為成熟的方向 17表 15:豐田 Mirai 已基本實現(xiàn)本土垂直供應(yīng)鏈閉環(huán) 19表 16:氫能示范重點城市 2025 年燃料電
9、池汽車規(guī)劃合計近 10 萬輛 20表 17:國內(nèi)電堆及上游材料企業(yè)已逐步實現(xiàn)技術(shù)突破 22 新時代下的能源安全,起筆能源革命新篇章能源安全是國家總體安全在能源領(lǐng)域的落實,是政治、經(jīng)濟(jì)、外交、軍事等國際環(huán)境安全問題的折射?,F(xiàn)階段我國能源安全的問題包括連續(xù)供應(yīng)安全及生態(tài)環(huán)境安全兩大類問題。其中,連續(xù)供應(yīng)安全問題主要體現(xiàn)在我國油氣資源對外依存度較高,根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),2019 年原油、天然氣進(jìn)口占比分別達(dá)約 70%、40%,隨著當(dāng)前國際地緣政治格局愈發(fā)復(fù)雜,潛在的阻供風(fēng)險不容忽視。生態(tài)環(huán)境安全問題反映在我國煤油氣等化石燃料占一次性能源消費比重較高,2019 年我國化石能源消費比重約 84.7%,其
10、排放的局部地區(qū)污染物及全球性二氧化碳排放物影響長期戰(zhàn)略性生態(tài)安全。長期來看,解決能源安全問題的根本之道在于推進(jìn)以光伏、氫能為代表的可再生能源本土化、多元化發(fā)展。2020 年 9 月,習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布,中國二氧化碳排放力爭于 2030 年前達(dá)到峰值,努力爭取 2060 年前實現(xiàn)碳中和。2020 年 12 月,國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布新時代的中國能源發(fā)展白皮書,再次強(qiáng)調(diào)“四個革命,一個合作”為我國新時期的能源安全戰(zhàn)略。結(jié)合碳中和目標(biāo),能源革命的核心一方面在于推動以光伏、氫能為代表的清潔能源體系的搭建和發(fā)展,調(diào)整能源供給結(jié)構(gòu),在碳中和的目標(biāo)背景之下保障我國能源的供應(yīng);另外
11、一方面在于新能源應(yīng)用上的多元化,探索更多場景下新能源的使用。表 1:我國能源安全戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)“四個革命,一個合作”能源安全戰(zhàn)略詳情推動能源消費革命,抑制不合理能源消費推動能源供給革命,建立多元供應(yīng)體系推動能源技術(shù)革命,帶動產(chǎn)業(yè)升級推動能源體制革命,打通能源發(fā)展快車道全方位加強(qiáng)國際合作,實現(xiàn)開放條件下能源安全堅持節(jié)能優(yōu)先方針,完善能源消費總量管理,強(qiáng)化能耗強(qiáng)度控制。堅定調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),推動形成綠色低碳交通運輸體系。培育節(jié)約能源和使用綠色能源的生產(chǎn)生活方式,加快形成能源節(jié)約型社會。堅持綠色發(fā)展導(dǎo)向,大力推進(jìn)化石能源清潔高效利用,優(yōu)先發(fā)展可再生能源,安全有序發(fā)展核電,加快提升非化石能源在能源供應(yīng)中的比重。
12、大力提升油氣勘探開發(fā)力度,推動油氣增儲上產(chǎn)。推進(jìn)煤電油氣產(chǎn)供儲銷體系建設(shè),完善能源輸送網(wǎng)絡(luò)和儲存設(shè)施。深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,構(gòu)建綠色能源技術(shù)創(chuàng)新體系,全面提升能源科技和裝備水平。加強(qiáng)能源領(lǐng)域基礎(chǔ)研究以及共性技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。著力推動數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)與能源清潔高效開發(fā)利用技術(shù)的融合創(chuàng)新。推進(jìn)能源價格改革,形成主要由市場決定能源價格的機(jī)制。推進(jìn)“放管服”改革,加強(qiáng)規(guī)劃和政策引導(dǎo),健全行業(yè)監(jiān)管體系。推動共建“一帶一路”能源綠色可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)能源基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通。暢通能源國際貿(mào)易、促進(jìn)能源投資便利化,共同構(gòu)建能源國際合作新格局,維護(hù)全球能源市場穩(wěn)定和共同安全。資料來源:新時代的中
13、國能源發(fā)展白皮書(國務(wù)院新聞辦)、中信證券研究部 光伏:平價元年擴(kuò)需求,支架儲能待掘金平價時代來臨,碳中和目標(biāo)支撐裝機(jī)量高增長預(yù)計 2021-2025 年光伏裝機(jī)量維持高增長。2021 年國內(nèi)光伏行業(yè)正式進(jìn)入平價上網(wǎng)階段,在“3060”碳中和目標(biāo)下,光伏作為應(yīng)用較為成熟的可再生能源,在能源構(gòu)成比例的占比預(yù)計將進(jìn)一步提升。同時,伴隨著全球光伏市場持續(xù)多元化發(fā)展,各國可再生能源規(guī)劃的戰(zhàn)略地位上升,預(yù)計整體的光伏行業(yè)需求端景氣度高漲,新增裝機(jī)量有望進(jìn)一步提速。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù), 樂觀情形下預(yù)計 2021-2025 年全球光伏新增裝機(jī)量為170/225/270/300/330GW,對應(yīng) CAGR
14、約 18%;國內(nèi)新增裝機(jī)量為 65/75/90/100/110GW,對應(yīng) CAGR 接近 14%。保守情形下,全球新增裝機(jī)量預(yù)計為 150/180/210/240/270GW,國內(nèi)新增裝機(jī)量預(yù)計為55/60/70/80/90GW,對應(yīng)2021-2015 年CAGR 分別為16%、13%。圖 1:全球光伏裝機(jī)規(guī)模預(yù)計加速擴(kuò)大(單位:GW)圖 2:國內(nèi)裝機(jī)規(guī)模預(yù)計維持高增長(單位:GW)33030027022517027030 32 38 43 5310210611570130240210180150350300250200150100500保守情況樂觀情況11010090756553904448
15、3580703055 603511 11 15120100806040200保守情況樂觀情況資料來源:CPIA(含預(yù)測),中信證券研究部資料來源:CPIA(含預(yù)測),中信證券研究部光伏已經(jīng)成為中國的著名產(chǎn)業(yè)名片之一。經(jīng)過多年的發(fā)展,中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈依托本土制造業(yè)優(yōu)勢在全球范圍內(nèi)已具備較強(qiáng)競爭優(yōu)勢,上下游配套發(fā)展較為完善。從裝機(jī)量來看,我國光伏發(fā)電新增裝機(jī)連續(xù) 6 年全球第一,累計裝機(jī)規(guī)模連續(xù) 4 年位居全球第一。從市場份額角度來看,國內(nèi)光伏主輔材、組件及逆變器領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)產(chǎn)能及產(chǎn)量市場份額領(lǐng)先優(yōu)勢明顯。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),2019 年國內(nèi)多晶硅、硅片、電池片、組件在全球產(chǎn)能及產(chǎn)量占比分別達(dá)
16、 69%/67%、94%/97%、78%/79%、69%/71%,主導(dǎo)全球光伏行業(yè)發(fā)展。表 2:中國光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)銷量在全球市場份額較大多晶硅硅片電池片組件全球產(chǎn)能67.5 萬噸185.3GW210.9GW218.7GW中國產(chǎn)能在全球產(chǎn)能占比69%93.70%77.70%69.20%全球產(chǎn)量50.8 萬噸138.3GW140.1GW138.2GW中國產(chǎn)量在全球產(chǎn)量占比67.30%97.40%78.70%71.30%資料來源:CPIA,中信證券研究部產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚褐鬏o材格局清晰穩(wěn)定,支架、儲能環(huán)節(jié)具備爆發(fā)潛力光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括上游主輔材、中游制造、逆變器、光伏支架、儲能等核心環(huán)節(jié)。從競爭格局的角度出發(fā):
17、(1)主輔材(硅料、光伏玻璃、膠膜)、中游制造(硅片、電池片、組件)、逆變器等環(huán)節(jié)競爭格局穩(wěn)定,呈現(xiàn)寡頭或一超多強(qiáng)競爭態(tài)勢,頭部企業(yè)市場份額較大,領(lǐng)先優(yōu)勢明顯,受益于下游需求高景氣度帶來的增長確定性較為明確。(2)光伏支架領(lǐng)域競爭格局相對分散,2019 年龍頭企業(yè)出貨量市場份額僅 5%左右。目前跟蹤支架對固定支架形成部分替代的趨勢已顯現(xiàn),由于跟蹤支架技術(shù)壁壘較高,分散的市場格局有望發(fā)生轉(zhuǎn)變。同時,根據(jù) Wood Mackenzie 數(shù)據(jù),目前跟蹤支架全球國產(chǎn)占比不足 10%,與光伏其余領(lǐng)域國產(chǎn)化占比差距較大。伴隨著國內(nèi)跟蹤支架市場逐步起步,國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)具備爆發(fā)的潛質(zhì)。(3)光伏儲能主要受制于成
18、本性價比等因素,處于相對早期發(fā)展階段。近年來,各地方政府在政策端持續(xù)加碼“光伏+儲能”項目,引導(dǎo)光伏項目按 5-20%的比例配置儲能,有望帶動儲能裝機(jī)快速增長。對于電化學(xué)儲能系統(tǒng)而言,儲能電池組技術(shù)與動力電池技術(shù)同源,儲能逆變器與光伏逆變器技術(shù)同源,鋰電龍頭及逆變器龍頭有望憑借技術(shù)、制造、渠道等優(yōu)勢順勢布局,搶占先發(fā)優(yōu)勢。圖 3:光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括上游主輔材、中游制造、逆變器、光伏支架、儲能等核心環(huán)節(jié)資料來源:中信證券研究部光伏支架:享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利光伏支架可分為固定支架及跟蹤支架,后者技術(shù)壁壘較高。光伏支架是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了支撐、固定、轉(zhuǎn)動光伏組件而設(shè)計安裝的特
19、殊設(shè)備。按能否跟蹤太陽轉(zhuǎn)動區(qū)分,光伏支架可分為固定支架及跟蹤支架兩類產(chǎn)品。固定支架以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主,技術(shù)門檻相對較低,對應(yīng)的優(yōu)點為穩(wěn)定性較強(qiáng),初期投入成本較低。而跟蹤支架構(gòu)成包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(可旋轉(zhuǎn)支架)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(通訊控制箱、傳感器、云平臺、電控箱等部件)三大系統(tǒng),除機(jī)械結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜外,其控制系統(tǒng)還涉及算法層面的優(yōu)化設(shè)計。對于一個跟蹤支架系統(tǒng)項目而言,廠商需要針對項目地的具體情況,綜合考慮風(fēng)/雪載荷、結(jié)構(gòu)設(shè)計及排布等因素,輔以對應(yīng)跟蹤算法的配合,形成一個完整的跟蹤支架系統(tǒng)解決方案,制造工藝、設(shè)計流程較之固定支架更為復(fù)雜,初始投資成本也相對較高。圖 4:跟蹤支架系統(tǒng)組成較為復(fù)雜,技術(shù)壁壘較
20、高資料來源:中信博招股說明書,中信證券研究部跟蹤支架可有效提高發(fā)電效率、降低度電成本。跟蹤支架可根據(jù)光照情況進(jìn)行自動調(diào)整組件方向,可減少組件與太陽直射光之間的夾角,獲取更多的太陽輻照,從而有效提高光伏電站發(fā)電量。按旋轉(zhuǎn)支架數(shù)量劃分,跟蹤支架可細(xì)分為單軸及雙軸跟蹤支架,雙軸跟蹤支架理論發(fā)電量增厚效益更高,但受制于成本因素,目前單軸跟蹤支架為市場主流選擇。根據(jù)新加坡太陽能研究所(SERIS)研究數(shù)據(jù),由于雙軸跟蹤系統(tǒng)受制于高成本,利用“單軸跟蹤+雙面組件”的組合可在全球 93.1%的區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)最低度電成本。其中,單軸跟蹤系統(tǒng)較固定支架發(fā)電量增厚達(dá) 7%-37%,而成本較之雙軸跟蹤系統(tǒng)低 8%-29
21、%。此外,業(yè)內(nèi)企業(yè)亦開始研究通過算法的配合來進(jìn)一步提高跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電增厚效益,如中信博于 2021 年 1 月 20 日發(fā)布中信博新一代人工智能光伏跟蹤解決方案白皮書,通過真實地形下的跟蹤控制策略及基于實時氣象數(shù)據(jù)的云層策略可為光伏電站額外提高 7%的增發(fā)收益。表 3:利用“單軸跟蹤+雙面組件”的組合可在全球 93.1%區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最低度電成本區(qū)域雙面-固定(美分/度)雙面-單軸(美分/度)雙面-雙軸(美分/度)中國(Zhongba)2.8 (0.4)2.4 (0.4)3.1 (0.6)美國(Yuma)4.5 (0.6)3.9 (0.5)4.6 (0.8)日本(Mine)4.7 (0.6)4.3
22、(0.6)5.1 (0.8)德國(Dornstetten)6.2 (0.8)5.6 (0.7)6.5 (1.0)印度(Kavalanahalli)4.7 (0.8)4.1 (0.7)5.4 (1.1)意大利(San Biagio Platani)4.8 (0.7)4.2 (0.6)5.2 (0.9)英國(Liskeard)7.6 (0.9)6.8 (0.8)7.9 (1.2)澳大利亞(St.George Ranges)5.9 (0.7)5.0 (0.6)5.6 (0.8)法國(Meyreuil)5.4 (0.6)4.7 (0.6)5.4 (0.8)韓國(Uiseong County)5.3 (
23、0.7)4.8 (0.6)5.7 (1.0)資料來源:SERIS,中信證券研究部海外市場跟蹤支架滲透率較高,我國 2019 年滲透率僅 16%,提升潛力巨大。全球市場維度看,跟蹤支架在歐美地區(qū)應(yīng)用已相對成熟。根據(jù) GTM 數(shù)據(jù),2019年全球跟蹤支架滲透率約 30%,預(yù)計到 2023 年將提升至 42%;分區(qū)域來看,美國、歐洲等地跟蹤支架應(yīng)用已經(jīng)較為成熟,美國滲透率已接近 70%。我國跟蹤支架處于早期應(yīng)用階段,滲透率快速提升。長期以來,我國光伏支架市場中固定支架依然占據(jù)了較大市場份額,根據(jù) Bloomberg 統(tǒng)計,2016 年我國所有光伏項目中安裝跟蹤支架的項目占比僅為 1.2%,背后原因主
24、要與早期跟蹤支架技術(shù)成熟度較低、穩(wěn)定性不足、成本收益比較低等因素相關(guān)。近年來,隨著跟蹤支架成本降低及技術(shù)穩(wěn)定性提升,加之平價時代來臨背景下催生的光伏電站精細(xì)化管理需求,采用跟蹤支架成為提高光伏電站收益的重要措施之一。根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),2019 年,中國光伏電站市場跟蹤支架占比為 16%,預(yù)計到 2025 年跟蹤支架占比將上升至 25%以上。圖 5:預(yù)計 2025 年國內(nèi)跟蹤支架占比上升至 25%以上固定支架其其他占比跟蹤支架占比100%75%50%25%0%201920202021E2022E2023E2024E2025E非地面電站新增裝機(jī)(GW)4751657799資料來源:CPIA(含
25、預(yù)測),中信證券研究部跟蹤支架迎來快速增長期,2023 年市場空間達(dá) 535 億。光伏支架作為光伏電站的“骨骼”,其規(guī)模增長不僅享受全球光伏裝機(jī)整體規(guī)模增長的賽道紅利,還將享受跟蹤支架滲透率提升帶來的結(jié)構(gòu)性優(yōu)化紅利。我們基于如下假設(shè)測算跟蹤支架未來市場規(guī)模:(1)保守估計裝機(jī)容配比為 1 比 1;(2)跟蹤支架主要應(yīng)用于地面電站,其余工商業(yè)分布式、戶用光伏以固定支架為主。根據(jù) GTM 數(shù)據(jù),2019 年全球地面電站占比約 60%,隨著補貼逐步退坡及優(yōu)質(zhì)屋頂資源的釋放,地面電站占比后續(xù)預(yù)計小幅降低;(3)預(yù)計全球光伏裝機(jī)將在 2021-2023 年維持高增長態(tài)勢,全球裝機(jī)達(dá) 159GW、189G
26、W、236GW,YOY 分別為 25%、19%、25%;(4)跟蹤支架滲透率維持提升趨勢,預(yù)計 2023 年可達(dá) 42%左右;支架單價基于中信博 2019 年均價做估計,預(yù)計未來隨技術(shù)進(jìn)步跟蹤支架單價會持續(xù)下滑,固定支架價格剛性則會相對較強(qiáng)?;谏鲜黾僭O(shè), 我們測算 2020 年至 2023 年全球跟蹤支架市場空間分別為288/366/439/535 億元,YOY 分別為 18%/27%/20%/22%。表 4:跟蹤支架迎來快速增長期20192020E2021E2022E2023E全球光伏新增裝機(jī)(GW)117127159189236YOY9%25%19%25%地面電站占比60%60%59%5
27、9%58%地面電站新增裝機(jī)(GW)707694112137非地面電站占比(包括:戶用、工商業(yè)分布式等)40%40%41%41%42%20192020E2021E2022E2023E跟蹤支架滲透率(地面電51%59%65%69%71%站)跟蹤支架新增裝機(jī)量(GW)3645617797固定支架新增裝機(jī)量(GW)818298112139跟蹤支架單價(元/w)0.680.640.600.570.55固定支架單價(元/w)0.300.290.280.270.26跟蹤支架市場空間(億元)243288366439535YOY18%27%20%22%固定支架市場空間(億元)244238274303361YOY
28、-2%15%10%19%合計市場空間(億元)487526640741895YOY8%22%16%21%資料來源:CPIA,GTM,中信博招股說明書,中信證券研究部預(yù)測全球跟蹤支架 CR4 約 62%,國產(chǎn)占比提升潛力較大。從全球跟蹤支架市場份額占比來看,根據(jù) Wood Mackenzie 數(shù)據(jù),2019 年 CR4 約 62%,跟蹤支架龍頭為美國公司NEXTracker,全球市占率約 29%。國內(nèi)企業(yè)中信博占比 6%,Nclave(天合光能全資子公司)占比 4%,分列五、六位。目前海外廠商仍在跟蹤支架領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢,主要系跟蹤支架率先在海外市場普及,而國內(nèi)應(yīng)用程度仍處于早期階段。圖 6:全球
29、跟蹤支架 CR4 約 62%NextrackerArray TechnologiesPV HardwareSoltec中信博Nclave(天合光能)Convert Italia其他20192018201720160%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%資料來源:Wood Mackenzie,中信博招股說明書,中信證券研究部國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)有望享受“全球市場國產(chǎn)替代+國內(nèi)市場份額集中度”提升雙重紅利。一方面,參考光伏其余領(lǐng)域國產(chǎn)化占比,根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù),2019 年中國廠商在硅料(多晶硅)、硅片、電池、組件等領(lǐng)域的產(chǎn)量全球占比分別達(dá) 67.3%、97.4%、78.7%、
30、71.3%。隨著我國跟蹤支架應(yīng)用普及,國內(nèi)企業(yè)有望憑借產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、技術(shù)及成本優(yōu)勢搶占全球市場份額,進(jìn)一步提升跟蹤支架國產(chǎn)占比。另一方面,過往國內(nèi)光伏支架市場集中度較低,核心原因主要系過往國內(nèi)市場固定支架占比較大,技術(shù)壁壘相對較低,參與企業(yè)較多。而隨著國內(nèi)跟蹤支架滲透率持續(xù)提升,龍頭企業(yè)在跟蹤支架領(lǐng)域的技術(shù)、算法、成功項目案例等層面領(lǐng)先優(yōu)勢明顯,未來市場份額集中度提升預(yù)期較強(qiáng)。圖 7:相較光伏其余領(lǐng)域,光伏跟蹤支架國產(chǎn)化提升空間較大中國產(chǎn)能在全球產(chǎn)能占比中國產(chǎn)量在全球產(chǎn)量占比120%100%80%60%40%20%0%多晶硅硅片電池片組件資料來源:CPIA,中信證券研究部光伏儲能:政策引導(dǎo)按比例
31、配置,平價時代下裝機(jī)規(guī)模有望爆發(fā)儲能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵支撐技術(shù)。光伏等可再生能源發(fā)電波動性、隨機(jī)性特征較為明顯,波峰高發(fā)電量時會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成較大沖擊,而隨機(jī)性帶來的供需匹配錯位容易產(chǎn)生嚴(yán)重的電量消納問題。我國光伏棄光問題雖然在近年來得到一定程度的緩解,但在部分光伏建設(shè)重點省份仍存在棄光率較高的現(xiàn)象。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2020年全國平均棄光率 2%,光伏消納問題較為突出的西北地區(qū)棄光率達(dá) 4.8%。儲能系統(tǒng)的核心作用在于彌補一般光伏發(fā)電系統(tǒng)中所缺失的“儲-放”的功能,緩解光伏大規(guī)模接入電網(wǎng)帶來的波動性,同時減少光伏棄電比率,提高電能利用率。圖 8:2020 年全國平均棄光率約
32、 2%2017年2018年2019年2020年16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月資料來源:國家能源局,中信證券研究部圖 9:西藏、青海、新疆等地棄光率仍較高10.0%9.0%8.0%7.0%6.0%5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%西藏 青海 新疆 蒙西 陜西 寧夏 山西 甘肅 吉林 河北 山東 貴州 云南 蒙東資料來源:國家能源局,中信證券研究部政策引導(dǎo)下儲能漸成標(biāo)配,平價時代下國內(nèi)儲能裝機(jī)規(guī)模有望爆發(fā)。2017 年 9 月,發(fā)改委、財政部、科技部、工信部和能源局聯(lián)合印發(fā)關(guān)于促進(jìn)
33、儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(簡稱“意見”),這是我國儲能行業(yè)第一個指導(dǎo)性政策。按意見發(fā)展階段規(guī)劃,2021 年至 2025 年為儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展階段,旨在促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系。頂層設(shè)計指引下,各省份亦紛紛出臺相關(guān)配套政策,優(yōu)先支持“光伏/風(fēng)電+儲能”項目建設(shè)。其中,內(nèi)蒙古、山東、山西、河北、貴州等省份明確儲能配置比例,分布在 5%-20%之間。新疆明確對根據(jù)電力調(diào)度結(jié)構(gòu)指令進(jìn)入充電狀態(tài)的電量給予 0.55 元千瓦時的補償。表 5:2021-2025 年為儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要階段發(fā)展階段發(fā)展目標(biāo)具體內(nèi)容第一階段(20162020)第二階段(20212025)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入
34、商業(yè)化初期,儲能對于能源體系轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵作用初步顯現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展,儲能在推動能源變革和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的作用全面展現(xiàn)建成一批不同技術(shù)類型、不同應(yīng)用場景的試點示范項目;研發(fā)一批重大關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備,主要儲能技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平;初步建立儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,形成一批重點技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);探索一批可推廣的商業(yè)模式;培育一批有競爭力的市場主體。儲能項目廣泛應(yīng)用,形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系,成為能源領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)新增長點;全面掌握具有國際領(lǐng)先水平的儲能關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備,部分儲能技術(shù)裝備引領(lǐng)國際發(fā)展;形成較為完善的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系并擁有國際話語權(quán);基于電力與能源市場的多種儲能商業(yè)模式蓬勃發(fā)展;形成一批有國際競爭力
35、的市場主體。資料來源:國家發(fā)改委,中信證券研究部表 6:部分省份政策明確儲能配置比例在 5%-20%之間省份政策支持儲能方案內(nèi)蒙古2020 年光伏發(fā)電項目競爭配置方案支持光伏+儲能項目建設(shè),儲能配置 5%山東光宇 2020 年擬申報競價光伏項目意見的函申報競價光伏項目要求儲能配置 20%山西關(guān)于 2020 年擬新建光伏發(fā)電項目的消納意見新增光伏發(fā)電項目建議儲能配置 15-20%關(guān)于推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電科學(xué)有序發(fā)展得實施方河北案(征求意見稿)風(fēng)電光伏儲能配置需 10%貴州貴州省可再生能源電力消納實施方案消納受限地區(qū)光伏儲能配置需 10%對根據(jù)電力調(diào)度結(jié)構(gòu)指令進(jìn)入充電狀態(tài)的電新疆新疆電網(wǎng)發(fā)電側(cè)儲能管
36、理方法資料來源:北極星儲能網(wǎng),中信證券研究部量給予 0.55 元千瓦時的補償。從儲能的技術(shù)路徑來看,電化學(xué)儲能占據(jù)未來制高點。抽水蓄能是當(dāng)前最為成熟的電力儲能技術(shù),根據(jù) CNSA 數(shù)據(jù),目前占全球儲能累計裝機(jī)規(guī)模的 90%以上。但受地理選址和建設(shè)施工的局限,抽水蓄能未來發(fā)展空間有限。相比抽水蓄能,電化學(xué)儲能受地理條件影響較小,建設(shè)周期短,應(yīng)用場景更為廣泛。隨著成本持續(xù)下降、商業(yè)化應(yīng)用日益成熟,電化學(xué)儲能技術(shù)優(yōu)勢愈發(fā)明顯,逐漸成為儲能新增裝機(jī)的主流。預(yù)計未來隨著鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)進(jìn)一步顯現(xiàn),成本仍有較大下降空間,發(fā)展前景廣闊。圖 10:電化學(xué)儲能占比仍較低,提升空間較大185.0180.0175
37、.0170.0165.0160.0155.0150.0抽水蓄能(GW)電化學(xué)儲能(GW)3.7%1.7%1.0%其他儲能(GW)電化學(xué)儲能占比(右軸)2016201720184.0%3.5%3.0%2.5%2.0%1.5%1.0%0.5%0.0%資料來源:CNSA,中信證券研究部光伏等可再生能源并網(wǎng)將成為我國電化學(xué)儲能市場未來重要增長動力。根據(jù) CNESA數(shù)據(jù),2018 年中國電化學(xué)儲能項目在電力系統(tǒng)的新增裝機(jī)規(guī)模為 0.7GW,同比增長 465%。從應(yīng)用分布上看,我國集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比僅 10.7%,與全球 25.2%的占比仍存一定差距。占比較低的核心原因在于國內(nèi)可再生能源儲能商業(yè)
38、模式尚未完全打通,儲能收益(調(diào)峰補償收益+棄電儲能收益)無法覆蓋系統(tǒng)建設(shè)成本。當(dāng)前階段下,國家主要利用補貼政策及政策引導(dǎo)儲能配比來推進(jìn)新能源儲能配置。未來隨著規(guī)?;瘧?yīng)用后帶來的儲能成本下降,可再生能源儲能領(lǐng)域?qū)⒂瓉硎袌龌焖侔l(fā)展階段。圖 11:2018 年全球集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比約 25.2%圖 12:2018 年國內(nèi)集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比僅 10.7% 13.8% 1.3%15.8%43.8%30.3%42.9%25.2%用戶側(cè)集中式可再生能源并網(wǎng)輔助服務(wù)電網(wǎng)側(cè)16.1%10.7%電源側(cè)用戶側(cè)集中式可再生能源并網(wǎng)輔助服務(wù)電網(wǎng)側(cè)資料來源:CNESA,中信證券研究部資料來源:CNE
39、SA,中信證券研究部預(yù)計國內(nèi)市場未來 3 年光伏儲能容量需求可達(dá) 17.55GWh,存量改造長期將釋放更大空間。結(jié)合目前各省份出臺的政策要求,儲能配置比例一般按新能源裝機(jī)功率 5-20%不等,儲能時長一般要求在 1-2 小時左右。我們基于新增裝機(jī)配置及存量改造配置兩部份來測算后續(xù)光伏儲能市場需求:其中,假設(shè)新增裝機(jī)部分儲能配置比例 2021 年為 20%,后續(xù)逐步增長;功率配比按新增光伏裝機(jī)量 15%假設(shè);儲能時長按 2 小時估計;則 2021 年至 2023年新增儲能容量需求分別達(dá) 3.30/5.85/8.40GWh,三年累計約 17.55GWh。長期來看,存量改造亦將釋放較大儲能容量需求,
40、2020 年國內(nèi)光伏累計裝機(jī)量為 252GW,假設(shè)未來儲能存量配置比例達(dá) 20%,功率配比及儲能時長同樣按照 15%及 2h 假設(shè),則存量改造誕生的儲能容量需求可達(dá) 15.12GWh。表 7:預(yù)計未來三年光伏儲能容量需求達(dá) 17.55GWh國內(nèi)光伏新增裝機(jī)量儲能裝機(jī)功率充電時長儲能容量(單位:GW)(單位:GW)(單位:h)(單位:GWh)2021E5520%15%1.6523.302022E6530%15%2.9325.852023E7040%15%4.2028.40年份儲能配置比例功率配比資料來源:中信證券研究部測算表 8:20%配置比例下,長期存量改造配置需求達(dá) 15.12GWh2020
41、 年累計光伏裝機(jī)量儲能配置比例功率配比(單位:GW)儲能裝機(jī)功率(單位:GW)儲能時長(單位:h)儲能容量(單位:GWh)252資料來源:中信證券研究部測算5%15%1.8923.7810%15%3.7827.5615%15%5.67211.3420%15%7.56215.12電池組、BMS、PCS 為電化學(xué)儲能系統(tǒng)三大核心環(huán)節(jié)。電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括儲能系設(shè)備提供商、儲能系統(tǒng)集成商及安裝商。完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。從成本構(gòu)成的角度出發(fā),電池組是儲能系統(tǒng)最主要的成本構(gòu)成部分,成本占比約 67%
42、;PCS用來控制儲能電池組的充電和放電過程,進(jìn)行交直流的變換,成本占比約 10%;BMS 主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保護(hù)以及均衡等,成本占比約 9%;EMS 及其余電器設(shè)備等成本占比在 2%-6%之間。圖 13:儲能電池系統(tǒng)由電池組、BMS、EMS 及 PCS 構(gòu)成圖 14:電池組是儲能系統(tǒng)最主要的成本構(gòu)成部分%2%3% 6%10%9%67%3電池組BMSPCSEMS屏柜電纜 土建安裝 升壓裝置資料來源:派能科技招股說明書資料來源:高工鋰電官網(wǎng),中信證券研究部競爭格局初步顯現(xiàn),鋰電池龍頭及逆變器龍頭憑借技術(shù)、渠道優(yōu)勢占據(jù)先機(jī)。細(xì)分領(lǐng)域來看,儲能電池組及 BMS 與鋰電池技術(shù)同源,同時由于國內(nèi)儲
43、能電池在新能源并網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用程度仍較低,主要沿用此前動力電池產(chǎn)線為主,行業(yè)內(nèi)鋰電大廠憑借技術(shù)及產(chǎn)能優(yōu)勢將布局順勢延伸至電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)等儲能領(lǐng)域。從國內(nèi)競爭格局來看,根據(jù)中關(guān)村儲能協(xié)會(CNESA)統(tǒng)計,2019 國內(nèi)新增投運的電化學(xué)儲能項目中,儲能技術(shù)供應(yīng)商(主要為電池組、BMS)出貨量前三為寧德時代、海基新能源、國軒高科,其中寧德時代出貨量約 386MWh,領(lǐng)先優(yōu)勢較為明顯。儲能逆變器與光伏逆變器技術(shù)同源,且交直流轉(zhuǎn)化技術(shù)已較為成熟,預(yù)計競爭格局將保持穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù) CNESA 數(shù)據(jù),2019 年國內(nèi)新增項目中儲能逆變器出貨量前三有科華恒盛、恒瑞繼保等。儲能系統(tǒng)集成商領(lǐng)域,由于目前儲能領(lǐng)域處于
44、相對早期發(fā)展階段,應(yīng)用領(lǐng)域較廣,系統(tǒng)集成專業(yè)化程度較低,競爭格局相對分散。根據(jù) CNESA 數(shù)據(jù),2019 年國內(nèi)新增項目中系統(tǒng)集成商出貨量前三有科陸電子、海博思創(chuàng)等。隨著新能源側(cè)儲能需求逐步爆發(fā),集成專業(yè)化程度提升,后續(xù)具備差異化渠道、技術(shù)等優(yōu)勢的廠商有望脫穎而出。表 9:2019 年國內(nèi)新增投運項目出貨量中寧德時代等處領(lǐng)先地位出貨量排名儲能技術(shù)提供商儲能逆變器儲能系統(tǒng)集成1寧德時代陽光電源陽光電源2?;履茉纯迫A恒盛科陸電子3國軒高科南瑞繼保海博思創(chuàng)4億緯鋰能盛弘電氣庫博能源5猛獅科技科陸電子猛獅科技6南都電源索英電器南都電源7中天科技昆蘭新能源上海電氣國軒8力神上能電氣睿能世紀(jì)9圣陽電源
45、許繼智光儲能10比克智光儲能南瑞繼保資料來源:CNESA,中信證券研究部 氫能:政策持續(xù)加碼,產(chǎn)業(yè)化拐點將至氫能在全球能源革命中扮演重要角色與傳統(tǒng)化工燃料相比,氫能具有高含能特性、高能源轉(zhuǎn)化效率及碳零排放三大優(yōu)勢。從含能特性來看,除核燃料外,氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,達(dá) 142 KJ/KG,約為汽油的三倍。從能源轉(zhuǎn)化效率來看,氫能可以通過燃料電池直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,同時過程中的廢能可再利用,其綜合轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到 83%。從碳排放的角度來看,氫燃料電池在產(chǎn)生電能的過程中不會產(chǎn)生碳排放,可以實現(xiàn)良性循環(huán)。圖 15:氫氣燃燒熱值可達(dá) 142 KJ/KG燃燒熱值(KJ/KG)1
46、60140120100806040200氫氣天然氣汽油煤乙醇甲醇資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,中信證券研究部氫能在全球能源轉(zhuǎn)型革命中扮演重要角色,燃料電池是其重要應(yīng)用場景。氫既可作為清潔能源,同時也是良好的能源載體,具備清潔高效、可儲能、可運輸、應(yīng)用場景較為豐富的特點。全球范圍內(nèi),眾多發(fā)達(dá)國家通過能源法案、能源戰(zhàn)略、技術(shù)路線圖等途徑積極發(fā)展氫能,改變能源結(jié)構(gòu),減少對傳統(tǒng)一次能源的依賴。梳理各國支持政策,政策著力點一方面引導(dǎo)供給端氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),另一方面主要以購置補貼的形式推進(jìn)需求端氫燃料電池汽車的發(fā)展。政策的持續(xù)加碼推動了氫能應(yīng)用的快速發(fā)展,根據(jù) E4tech 數(shù)據(jù),2019年度全球燃料電池出
47、貨量達(dá) 1129.6MW,2015 年-2019 年 CAGR 達(dá) 39.52%,其中交通運輸領(lǐng)域需求上升尤為顯著,CAGR 達(dá) 68.13%。圖 16:交通領(lǐng)域的應(yīng)用拉動燃料電池出貨量快速增長資料來源:E4Tech - The Fuel Cell Industry Review 2019產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚簝?、燃料電池電堆及核心材料為突破方向氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端。氫能端指氫氣從生產(chǎn)到下游應(yīng)用的過程,包括氫氣制取、儲運、加氫站等核心環(huán)節(jié)。燃料電池端包括其上游核心材料,如雙極板、膜電極及密封層等環(huán)節(jié);中游主要為燃料電池系統(tǒng)集成,包括電堆及供氣系統(tǒng)等;下游主要為燃料電池的應(yīng)用場景,目前重點應(yīng)
48、用方向為交通領(lǐng)域的燃料電池汽車。圖 17:氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端資料來源:中信證券研究部從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的視角出發(fā),儲氫、燃料電池電堆及其核心材料為重要突破方向。從氫能端來看,氫能源作為理想的新型能源和含能體能源,制約其實用化、規(guī)?;年P(guān)鍵在儲氫環(huán)節(jié)。儲氫環(huán)節(jié)貫穿整個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),包括前端制氫、加氫環(huán)節(jié)的固定式儲氫,后端的車載式儲氫。目前國內(nèi)以高壓氣態(tài)氫為主,長期參考天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史,以及海外當(dāng)前應(yīng)用情況,液氫或是未來主要技術(shù),破局關(guān)鍵點在于突破技術(shù)進(jìn)步帶來的成本下降、液氫民用政策放開及標(biāo)準(zhǔn)的制定。儲氫核心設(shè)備包括儲氫罐、氫閥門等部件,目前 20 兆帕氣態(tài)儲氫設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化量產(chǎn),70
49、兆帕以上氣態(tài)儲氫設(shè)備及液氫設(shè)備高度依賴進(jìn)口。隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),儲氫設(shè)備環(huán)節(jié)具備較強(qiáng)的需求放量及國產(chǎn)化替代邏輯。從燃料電池端來看,國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)自下而上發(fā)展的態(tài)勢。國家層面政策補貼下游燃料電池汽車,下游需求刺激下帶動中游燃料電池系統(tǒng)廠商蓬勃發(fā)展。而從核心技術(shù)的角度出發(fā),根據(jù) DOE 數(shù)據(jù),電堆為燃料電池系統(tǒng)的技術(shù)核心所在,占據(jù)系統(tǒng) 60%的成本;而膜電極則占據(jù)電堆 60%的成本。目前國內(nèi)大部分系統(tǒng)供應(yīng)商在電堆及膜電極等關(guān)鍵部件主要靠海外進(jìn)口或技術(shù)授權(quán)為主,部分領(lǐng)先企業(yè)在電堆領(lǐng)域已實現(xiàn)國產(chǎn)化突破,但在功率、使用壽命等關(guān)鍵參數(shù)較海外龍頭差距仍較大。核心材料中石墨雙極板和密封層已實現(xiàn)國
50、產(chǎn)化,在金屬雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層國產(chǎn)化進(jìn)程仍處于早期階段。隨著政策持續(xù)加碼,燃料電池正迎來產(chǎn)業(yè)化快速突破階段。短期來看,綁定下游優(yōu)質(zhì)客戶,具備較強(qiáng)渠道資源的燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商具備較快放量的邏輯。長期來看,參考海外電堆龍頭巴拉德的國際地位,預(yù)計掌握產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)將具備更高的話語權(quán)和議價能力。儲氫:關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化亟待突破,液氫存儲技術(shù)未來可期作為氫氣從生產(chǎn)到利用過程中的橋梁,儲氫技術(shù)貫穿產(chǎn)業(yè)鏈氫能端至燃料電池端,是控制氫氣成本的重要環(huán)節(jié)。目前主要儲氫技術(shù)包括物理儲氫、化學(xué)儲氫及吸附儲氫三大類別。物理儲氫技術(shù)主要以單純改變氫壓力、溫度等條件提高氫氣密度,或通過物理吸附
51、作用將氫氣儲存在金屬合金等儲氫材料中的技術(shù),常見的包括高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)及低溫液態(tài)儲氫技術(shù)。其中,高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)為目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。液態(tài)儲氫為未來重要發(fā)展方向,但目前技術(shù)主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域,國內(nèi)民用受政策限制。化學(xué)儲氫是利用儲氫介質(zhì)在一定條件下能與氫氣反應(yīng)生成穩(wěn)定化合物,再通過改變條件實現(xiàn)放氫的技術(shù),如有機(jī)液體儲氫技術(shù)等。吸附儲氫主要利用金屬合金、碳材質(zhì)等在不同條件下對氫的吸附屬性差別來達(dá)到氫儲放的效果?;瘜W(xué)儲氫及吸附儲氫技術(shù)大多處于理論或早期應(yīng)用階段,目前受制于成本、儲氫密度等因素尚未廣泛使用。表 10:高壓氣態(tài)儲氫為目前最為成熟的儲氫技術(shù)技術(shù)類別技術(shù)原理優(yōu)缺點物理儲氫高壓
52、氣化學(xué)儲氫態(tài)儲氫技術(shù)低溫液態(tài)儲氫技術(shù)有機(jī)液態(tài)儲氫技術(shù)其余化學(xué)儲氫在高壓條件下,將氫氣壓縮并注入儲氫瓶中,讓氫氣以高密度氣態(tài)形式儲存將氫氣壓縮后冷卻到-253 攝氏度以下,使之液化并存放在絕熱真空儲存容器中。不飽和液體有機(jī)物在催化劑作用下進(jìn)行加氫反應(yīng),生成穩(wěn)定化合物,當(dāng)需要氫氣時再進(jìn)行脫氫反應(yīng)。常用有機(jī)液體材料如:環(huán)己烷、甲基環(huán)乙烷、咔唑等。液氨儲氫技術(shù):將氫氣與氮氣反應(yīng)生產(chǎn)液氨,將液氨作為氫能的載體進(jìn)行利用。使用最廣泛且技術(shù)最成熟;儲氫量太少,重容比較低;受壓力和儲氫瓶材料影響較大,存在泄漏、爆炸等安全隱患。儲氫密度高,在常溫、常壓下液氫的密度是氣態(tài)氫的 800 倍以上。對轉(zhuǎn)化技術(shù)、存儲材料要
53、求較高,成本較為高昂,國內(nèi)技術(shù)尚未完全成熟,僅用于航天領(lǐng)域,尚未實現(xiàn)民用。存儲密度較高,通過加氫、脫氫過程可實現(xiàn)有機(jī)液體的循環(huán)利用,成本相對較低。但對應(yīng)的加氫、脫氫裝置成本較高;脫氫反應(yīng)效率較低且易發(fā)生副反應(yīng)使氫氣純度不高;需燃燒少量有機(jī)化合物,非 “零排放”。液氨燃燒產(chǎn)物為氮氣和水,對環(huán)境無害且液氨的儲存條件較為溫和。極少量未分解液氨混入氫氣中便會對燃料電池造成較大污染。甲醇儲氫技術(shù):將一氧化碳與氫氣在一定核心原材料 CH3OH 來源廣泛,應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性好,節(jié)能減排效果明吸附儲氫金屬合金儲氫碳質(zhì)材料儲氫條件下反應(yīng)生成液體甲醇,將其作為氫能的載體進(jìn)行利用。利用吸氫金屬和對氫不吸附的金屬制成合金晶
54、體,通過改變條件來實現(xiàn)儲氫或放氫。常用的金屬合金如 Mg2Ni、FeTi 等。利用碳質(zhì)材料在一定溫度、氣壓條件下對氫的吸附能力較強(qiáng)的特點來實現(xiàn)儲氫。常見的材料如活性炭、石墨納米纖維、碳納米纖維等。顯;常溫常壓即可存儲,運輸方便。但技術(shù)尚未完全成熟。相同體積下,固態(tài)低壓合金儲氫裝置,壓力降低為高壓氣瓶的 1/7,有效儲存的氫氣質(zhì)量為高壓氣瓶的 3 倍。技術(shù)尚未完全成熟。吸附能力較強(qiáng),儲氫質(zhì)量密度較高,可達(dá) 6%-12%之間;質(zhì)量較輕,易脫氫。技術(shù)處于早期階段,機(jī)理認(rèn)識不完全;制備過程較復(fù)雜、成本較高資料來源:儲能科學(xué)與技術(shù)儲氫技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望(李璐伶,樊栓獅,陳秋雄,楊光,溫永剛),中信證券研
55、究部高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)目前應(yīng)用最為廣泛,核心設(shè)備為高壓氣態(tài)儲氫瓶。高壓氣態(tài)儲氫技 術(shù)是指在高壓條件下將氫氣壓縮并注入儲氫瓶中,以高密度氣態(tài)形式儲存氫氣的一種技術(shù)。儲氫瓶的工作壓力大多設(shè)定為 35-70MPa,主要系氫氣質(zhì)量密度在 3040MPa 時增加較快,壓力 70MPa 以上時密度變化較小。儲氫瓶根據(jù)其材料不同主要分為四種類型:純鋼制金屬瓶(I 型)、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶(II 型)、鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶(III 型)和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶(IV 型)。I 型、II 型受制于鋼的“氫脆”問題,容易在鋼制瓶膽內(nèi)部形成細(xì)小裂紋,因此主要應(yīng)用在固定式儲氫場景。III 型、IV 型瓶由內(nèi)膽、碳纖維強(qiáng)化樹脂層
56、及玻璃纖維強(qiáng)化樹脂層組成,單位質(zhì)量儲氫密度有所提高,同時“氫脆”問題有所緩解,因此車載儲氫領(lǐng)域主要以 III 型及 IV 型瓶為主。目前海外已實現(xiàn) 70MPaIV 型瓶的車載應(yīng)用,國內(nèi)應(yīng)用較為成熟為 35MPa III 型瓶,70MPaIII 型瓶處于推廣應(yīng)用階段,IV 型瓶仍處于開發(fā)階段。表 11:目前國內(nèi) 35MPaIII 型瓶應(yīng)用已較為成熟I 型II 型III 型IV 型鋼制內(nèi)膽材料純鋼制金屬瓶外層纏繞玻璃纖維復(fù)合材料鋁制內(nèi)膽外層纏繞 CFRP塑料內(nèi)膽外層纏繞 CFRP工作壓力17.520MPa26.330MPa3070MPa70MPa 以上重容比(kg/L)壽命15 年15 年1520
57、 年1520 年成本低中等最高高應(yīng)用場景固定式固定式車載式車載式0.91.30.60.950.3510.30.8資料來源:北京市氫燃料電池發(fā)動機(jī)工程技術(shù)研究中心,中科院寧波材料所,中信證券研究部表 12:國內(nèi)以 III 型瓶為發(fā)展重點,IV 型瓶尚處于研發(fā)階段類型國內(nèi)現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀主要企業(yè)III 型瓶是我國發(fā)展重點,已開發(fā) 35MPa、型型70MPa 兩種類型瓶,技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟,35MPa 已廣泛應(yīng)用。70MPaIII 型瓶的使用標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在 2017 年發(fā)布的車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶中有所規(guī)定,并開始小范圍的使用。處于研發(fā)階段,面臨工藝落后、碳纖維、數(shù)值性能不高、標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題
58、III 型瓶技術(shù)成熟,車用主要以 IV 型瓶為主已研制成功多種型號規(guī)格的纖維全纏繞高壓儲氫氣瓶,制造技術(shù)較為領(lǐng)先富瑞特裝、中材科技、天海工業(yè)、科泰克、斯林達(dá)Hexagon、 Quantum、通用、豐田、 Dynetek資料來源:中科院寧波材料所,中信證券研究部碳纖維復(fù)合材料為儲氫瓶核心材料,在 III 型、IV 型瓶中成本占比超 75%。III 型和 IV型瓶中主要利用 CFRP 作為主承力結(jié)構(gòu)材料,CFRP 輕質(zhì)高強(qiáng)特性可帶來更高的工作壓力、使用壽命,同時可有效降低重容比,但其生產(chǎn)成本也較 I、II 型瓶提升一倍左右。從成本構(gòu) 成的角度來看,根據(jù)中科院寧波材料所數(shù)據(jù),以儲氫質(zhì)量為 5.6kg
59、 的 35MPa、70MPa 高 壓儲氫 IV 型瓶成本構(gòu)成為例,成本構(gòu)成最大的三項依次為碳纖維復(fù)合材料、閥門、調(diào)節(jié)器, 分別占比為 77%-78%、8%、6%。從供應(yīng)鏈格局來看,目前國內(nèi)大部分高壓儲氣瓶生產(chǎn) 企業(yè)所用碳纖維以國外產(chǎn)品為主,全球市場由東麗、東邦、三菱麗陽三家企業(yè)主導(dǎo),國內(nèi) 碳纖維材料已實現(xiàn)一定技術(shù)突破,在體育產(chǎn)品、風(fēng)電葉片等領(lǐng)域應(yīng)用相對成熟,高壓容器 領(lǐng)域應(yīng)用較少。氫閥方面,35MPa 氣氫閥已實現(xiàn)國產(chǎn)化配套,但核心產(chǎn)品壽命及穩(wěn)定性方 面仍需提高;70MPa 以上配套氫閥處于設(shè)計研發(fā)階段,系統(tǒng)閥門均依賴進(jìn)口。液氫閥技術(shù) 發(fā)展更為早期,目前國內(nèi)處于空白階段。282, 8%154,
60、 4%2721,78%圖 18:35MPa 高壓儲氫 IV 型瓶中碳纖維材料成本占比約 77%圖 19:70MPa 高壓儲氫 IV 型瓶中碳纖維材料成本占比約 78%18, 1%101, 3% 36, 1% 160, 6%226, 8%130, 4%2194,77%18, 1%79, 2%36, 1% 200, 6%氫氣平衡儲罐BOP組裝檢查調(diào)節(jié)器閥門其余系統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料氫氣平衡儲罐BOP組裝檢查調(diào)節(jié)器閥門其余系統(tǒng)碳纖維復(fù)合材料資料來源:中科院寧波材料所,中信證券研究部注:假設(shè)儲氫質(zhì)量為 5.6kg,碳纖維選取日本東麗 T700S 纖維資料來源:中科院寧波材料所,中信證券研究部長期來看,低溫
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