氫能源專題研究報告

氫能源專題研究匯報一、政策梳理氫能扶持政策密集出臺。我國初期氫能政策較少，多為鼓勵支持、技術(shù)創(chuàng)新等。兩會期間，氫能被初次寫進《政府工作匯報》，全國各地掀起了氫能發(fā)展熱潮。隨即，燃料電池汽車示范應(yīng)用政策的公布、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（-2035）的公布以及“雙碳”目的的設(shè)定，均為氫能產(chǎn)業(yè)及氫燃料電池汽車的發(fā)展注入動力。北京市帶頭打造氫能試點示范都市。截至目前，全國已經(jīng)有20余省或直轄市公布了氫能產(chǎn)業(yè)鏈有關(guān)政策，其中北京市充足運用研發(fā)實力突出、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完備、氫能供應(yīng)多元、應(yīng)用場景豐富等優(yōu)勢，在全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮帶頭示范作用。早在奧運會期間，北京投放了20余輛燃料電池汽車，并建設(shè)了一座日加氫20kg的加氫站。通過十余年的產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展，北京市力爭成為有國際影響力的氫燃料電池汽車科技創(chuàng)新中心、關(guān)鍵零部件制造中心和高端應(yīng)用示范推廣中心。今年多省公布“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。據(jù)不完全記錄，今年北京、山東、河北、河南等省份相繼出臺十四五氫能發(fā)展規(guī)劃或扶持政策，并從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量、燃料電池汽車、加氫站等方面明確階段目的。中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，2025年中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將到達1萬億元。國際氫能產(chǎn)業(yè)進入迅速發(fā)展期。美國、歐洲、俄羅斯、日本等重要工業(yè)化國家和地區(qū)均已將氫能納入國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃，氫能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化步伐不停加緊。根據(jù)國際氫能委員會近來公布的匯報，自今年2月以來，全球范圍內(nèi)已經(jīng)宣布了131個大型氫能開發(fā)項目，全球項目總數(shù)到達359個。估計到2030年，全球氫能領(lǐng)域的投資將激增至5000億美元。國際氫能委員會預(yù)測，到2050年，全球氫能產(chǎn)業(yè)將發(fā)明3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，發(fā)明2.5萬億美元的市場規(guī)模，并在全球能源消費占比到達18%。該匯報尤其指出，中國未來有望領(lǐng)跑全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。估計到2050年，氫能在中國能源領(lǐng)域的占比有望到達10%。二、氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)現(xiàn)實狀況分析及前景展望（一）制氫根據(jù)世界能源理事會的定義，“灰氫”是通過化石能源、工業(yè)副產(chǎn)等伴有大量二氧化碳（CO2）排放制得的氫；“藍氫”是在灰氫的基礎(chǔ)上，將CO2副產(chǎn)品捕捉、運用和封存(CCUS)，實現(xiàn)低碳制氫；“綠氫”是通過可再生能源（如風(fēng)電、水電、太陽能）等措施制氫，生產(chǎn)過程基本不會產(chǎn)生溫室氣體。目前國際重要使用天然氣制氫，我國則以煤制氫為主。目前，全球制氫技術(shù)的主流選擇是化石能源制氫，重要是由于化石能源制氫的成本較低，其中天然氣重整制氫由于清潔性好、效率高、成本相對較低，占到全球48%。我國能源構(gòu)造為“富煤少氣”，煤制氫成本要低于天然氣制氫，因而國內(nèi)煤制氫占比最大（64%），另一方面為工業(yè)副產(chǎn)（21%）。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟與石油和化學(xué)規(guī)劃院的記錄，我國氫氣產(chǎn)能約4100萬噸/年、產(chǎn)量約3342萬噸/年。整體而言，據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》估算，2030年我國氫氣的年需求量將從3342萬噸增長至3715萬噸，2060年則增長至1.3億噸左右。“藍氫”則成為“灰氫”過渡到“綠氫”的重要階段。灰氫中工業(yè)副產(chǎn)制氫，具有生產(chǎn)成本較低、技術(shù)成熟、效率高等長處，估計未來我國PDH擴產(chǎn)將超過3000萬噸/年，雖然按3000萬噸/年測算，估計將帶來90萬噸/年以上的副產(chǎn)氫潛在增量，增長潛力可觀。雖然藍氫在灰氫的基礎(chǔ)上結(jié)合CCS技術(shù)，成本有所提高，不過仍然低于綠氫成本，因此看好藍氫未來的增長空間。綠氫其經(jīng)濟性受電價的影響較大。假如按照平均工業(yè)電價0.6元計算，產(chǎn)氫成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當(dāng)電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相稱。從增長空間來看，受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，-2030年間綠氫比例將從3%上升15%。2050年我國氫氣需求量將靠近6000萬噸，長期來看，綠氫占比有望大幅提高。我們看好灰氫中的工業(yè)副產(chǎn)制氫、藍氫、以及綠氫的未來發(fā)展前景。1、灰氫：目前我國以煤制氫為主，未來工業(yè)副產(chǎn)氫規(guī)模有望提高灰氫重要來源有化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫，具有生產(chǎn)成本較低、技術(shù)成熟、效率高等長處，但其制備過程中的碳排量較高，不利于實現(xiàn)“雙碳”目的。其中，化石能源制氫重要包括煤、天然氣、甲醇制氫；工業(yè)副產(chǎn)氫重要包括焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、PDH、乙烷裂解等為主的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫。1）灰氫來源主力軍：化石能源制氫我國煤制氫產(chǎn)量最大，成本最低。煤制氫是通過將煤炭與氣化劑混合后在高溫高壓條件下進行反應(yīng)生成混合氣體，通過后續(xù)工藝提純除雜后，獲得高純氫氣。我國煤制氫產(chǎn)量到達2124萬噸/年，占我國氫氣總產(chǎn)量的64%。煤制氫是工業(yè)大規(guī)模制氫的首選，是我國目前成本最低的制氫方式，該技術(shù)路線成熟高效、可穩(wěn)定制備，但其設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜、運轉(zhuǎn)周期相對較低、投資高、配套裝置多，且碳排放量較高。天然氣制氫是化石能源制氫的理想方式。天然氣制氫是將預(yù)處理后的天然氣與水蒸氣高溫重整制合成氣，在中溫下深入變換成氫氣與CO2，再經(jīng)冷凝、變壓吸附最終得到產(chǎn)品氫氣。天然氣在各類化合物中氫原子質(zhì)量占比最大，儲氫量為25%，故以天然氣為原料的制氫技術(shù)具有耗水量小、CO2排放低、氫氣產(chǎn)率高、對環(huán)境影響相對較小的長處，是化石能源制氫路線中理想的制氫方式。我國運用天然氣制氫產(chǎn)量為460萬噸/年，占我國氫氣總產(chǎn)量14%。甲醇制氫運送簡便、即產(chǎn)即用，但成本較高。甲醇制氫是甲醇和水蒸氣在200℃條件下通過催化反應(yīng)，生成氫氣和CO2的混合氣體，而后通過變壓吸附得到高純度的氫氣。該工藝投資少、污染相對較小，且甲醇常溫下為液體、便于儲存運送，氫氣可“即產(chǎn)即用”。但由于甲醇制氫總體成本較高，只適合小規(guī)模制氫。2）灰氫增長潛力：工業(yè)副產(chǎn)氫成本低、潛在增量大由于氫氣在焦炭、氯堿、PDH和乙烷裂解工藝中并非首要產(chǎn)物，若僅考慮其原料消耗和少許制造費用，以及氫氣提純成本，測算的副產(chǎn)氣體用于氫的綜合成本為5-6元/kg，明顯低于化石能源制氫。工業(yè)副產(chǎn)氫可為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期提供低成本、分布式氫源。目前焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫可供應(yīng)量最大。焦?fàn)t煤氣重要成分為氫氣和甲烷，通過壓縮工序、預(yù)處理工序、變壓吸附工序和凈化工序后制得氫氣。同步為使系統(tǒng)排放的污水能到達環(huán)境保護規(guī)定，一般配有一套污水處理工序。我國焦炭產(chǎn)量為4.71億噸，按1噸焦炭副產(chǎn)400立方米焦?fàn)t煤氣、回爐自用50%計算，全國焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量942億立方米；按照含55%左右的氫氣、PSA氫氣回收率92%估算，我國焦?fàn)t煤氣可副產(chǎn)氫氣428.5萬噸，是未來我國工業(yè)副產(chǎn)氫最大的供應(yīng)來源。考慮到“十四五”期間，我國焦化行業(yè)仍將深入化解過剩產(chǎn)能，未來難有焦炭擴產(chǎn)帶來的潛在增量。氯堿制氫是最“綠”的灰氫。氯堿工業(yè)以食鹽水為原料，運用隔閡法或離子互換膜法生產(chǎn)燒堿、聚氯乙烯（PVC)、氯氣和氫氣等產(chǎn)品。氯堿副產(chǎn)氫具有氫氣提純難度?。ㄌ峒兦皻錃饧兌瓤蛇_99%左右）、耗能低、自動化程度高等長處，尤其是使用該法獲取氫氣的過程中不產(chǎn)生CO2，相對綠色無污染。我國燒堿產(chǎn)量3643萬噸/年，按每生產(chǎn)1噸燒堿副產(chǎn)280立方米氫氣測算，每年副產(chǎn)氫總量可達91萬噸，其中60%的氫氣被配套的PVC和鹽酸裝置所運用，可對外供氫約36萬噸。未來我國氯堿裝置新增產(chǎn)能有限，副產(chǎn)氫潛在增量有限。PDH副產(chǎn)氫潛力大。PDH是制備丙烯的重要方式，占比達17%。丙烷在催化劑條件下通過脫氫生成丙烯，其中氫氣作為丙烷脫氫的副產(chǎn)物，可作為產(chǎn)品外售，從而提高裝置整體盈利水平。我國已經(jīng)投產(chǎn)的PDH裝置合計產(chǎn)能776萬噸/年，按裝置平均動工率80%、1噸PDH副產(chǎn)38公斤高純氫氣計算，PDH副產(chǎn)氫達23.6萬噸/年。估計未來我國PDH擴產(chǎn)將超過3000萬噸/年，雖然按3000萬噸/年測算，估計將帶來90萬噸/年以上的副產(chǎn)氫潛在增量。受乙烷來源有限等原因影響，乙烷裂解副產(chǎn)氫相對要小。乙烷蒸汽裂解制乙烯技術(shù)較為成熟，已成功應(yīng)用數(shù)十年，技術(shù)上不存在瓶頸，且副產(chǎn)的氫氣雜質(zhì)含量低于焦?fàn)t氣制氫，純度較高。乙烷蒸汽裂解制乙烯工藝以項目投資低、原料成本低、乙烯收率高、乙烯純度高等優(yōu)勢引起國內(nèi)煉化企業(yè)的廣泛關(guān)注。按衛(wèi)星石化250萬噸/年和中國石油140萬噸/年乙烷蒸汽裂解產(chǎn)能測算，乙烷蒸汽裂解行業(yè)副產(chǎn)氫約22萬噸/年。整體來看，煤制氫占比趨勢有望下降，工業(yè)副產(chǎn)氫將大有可為。由于煤制氫會產(chǎn)生大量CO2，在考慮碳交易價格的狀況下，其制氫成本將有所上升；此外，今年以來煤價大幅上行也助推了煤制氫成本抬升。由于工業(yè)副產(chǎn)氫的低成本優(yōu)勢，估計未來其占比將深入提高。2、藍氫：減碳時代，“灰氫”向“綠氫”的過渡世界制氫工業(yè)正處在從“灰氫”到“藍氫”的轉(zhuǎn)變階段，推行“藍氫”勢在必行。化石能源制氫雖然成本低，但碳排放水平較高，通過引入CCUS技術(shù)，可有效減少化石能源制氫過程中的碳排放水平。據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》估算，2030年我國氫氣的年需求量將從3342萬噸增長至3715萬噸，2060年則增長至1.3億噸左右、在終端能源體系中占20%。在“碳中和愿景下的低碳清潔供氫體系”下，脫碳是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一驅(qū)動力?！八{氫”則成為“灰氫”過渡到“綠氫”的重要階段，對推進建立氫能經(jīng)濟有重要作用。CCUS技術(shù)是指將CO2搜集分離再運用，或輸送到封存地點，防止直接排放到大氣中的技術(shù)。在煤制氫耦合CCUS技術(shù)中，煤炭通過氣化生成合成氣，合成氣通過水汽變換后得到富氫和富CO2氣體，再深入經(jīng)脫硫脫碳工藝得到氫氣和CO2，所得CO2進行再運用或封存。以我國CCS（CO2捕集與封存）示范項目為例，神華煤直接液化廠煤氣化制氫過程中會排放部分CO2尾氣（體積分數(shù)約為87.6%），尾氣通過使用CO2壓縮機將高濃度CO2尾氣加壓，再通過脫油脫硫等除雜工序，提高CO2的純度，然后通過變溫變壓吸附（TSA）脫水，隨即CO2尾氣被冷凍、液化及精餾，再經(jīng)深冷后送球罐存貯，封存至地下多層鹽水層中。在石油化工尾氣回收氫氣結(jié)合CCUS技術(shù)中，我國已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)DIMERVSA/PSA耦合工藝系統(tǒng)，把含約51%CO2和30%氫氣的煉油制氫尾氣，以低能耗高效率地從制氫尾氣中分離回收氫氣（純度>99%）和CO2（純度>95%），后續(xù)可再將高純度CO2進行運用、封存。結(jié)合CCS技術(shù)可使煤制氫碳排放當(dāng)量下降約二分之一。煤制氫碳排放核算范圍涵蓋原煤開采、原煤洗選、煤炭鐵路運送、煤炭制氫、CO2捕集與壓縮、CO2管道運送、CO2陸上鹽水層封存七個環(huán)節(jié)。采用CCS技術(shù)前，煤制氫碳排放測算為22.66kgCO2eq/kgH2。其中，煤炭制氫環(huán)節(jié)碳排放奉獻最大，占比92.3%；另一方面為煤炭開采和洗選環(huán)節(jié)，占比7.5%；煤炭運送環(huán)節(jié)碳排放可近似忽視不計。采用CCS后，煤制氫碳排放量下降至10.52kgCO2eq/kgH2，降幅53.5%。該數(shù)值仍然是一種較高的排放水平，重要原因在于結(jié)合CCS的煤制氫系統(tǒng)消耗大量電力導(dǎo)致大量間接溫室氣體排放、CO2捕集設(shè)施難以捕集煤制氫的所有直接碳排放，以及煤炭開采過程排放了大量的CO2和CH4等溫室氣體。結(jié)合CCS技術(shù)提高了化石能源制氫成本，但仍低于電解水制氫成本。在不考慮碳交易價格時，兩種采用CCS的化石能源制氫方式中，無、有CCS天然氣制氫（SMR，蒸汽甲烷重整）成本分別約為18、24元/kg，結(jié)合CCS后成本上升約33.3%；無、有CCS煤制氫成本分別約為11、20元/kg，結(jié)合CCS后成本上升約81.8%，但仍低于電解水制氫成本。3、綠氫：光伏制氫最具潛力，龍頭企業(yè)紛紛布局“綠氫”全稱可再生能源電解水制氫。電解水制氫的原理是在充斥電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。根據(jù)電解槽隔閡材料的不一樣，電解水制氫重要分為堿性電解水、質(zhì)子互換膜電解水（PEM）和固體氧化物電解水（SOE）三類。其中，堿性電解水技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)氫，技術(shù)成熟；PEM處在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期；SOE還處在試驗室開發(fā)階段。估計在較長時間內(nèi)，堿性電解水制氫仍是重要的電解水制氫手段。堿性電解水制氫技術(shù)成熟，配套成本低，但耗電量高于其他技術(shù)路線；PEM在耗電量和產(chǎn)氫純度方面都占優(yōu)，但由于質(zhì)子互換膜等關(guān)鍵部件依賴進口，電解槽成本昂貴，因此總體成本比電解水制氫高40%左右。伴隨關(guān)鍵部件國產(chǎn)化、技術(shù)進步及規(guī)模效應(yīng)降本，根據(jù)中國電動汽車百人會的估計，2030年P(guān)EM在電解水中的市占率將到達10%。電解水制氫的經(jīng)濟性重要取決于電費。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，我國化石能源制氫占比達67%，而電解水制氫只占3%。目前化石能源制氫由于成本優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)，但長期來看，二氧化碳的大量排放與“雙碳”目的背道而馳。電解水制氫具有綠色環(huán)境保護、生產(chǎn)靈活、純度高等優(yōu)勢。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約5度/立方米，電費成本約占85%，因此其經(jīng)濟性受電價的影響大。假如按照平均工業(yè)電價0.6元計算，產(chǎn)氫成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當(dāng)電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相稱。長期來看，綠氫占比有望大幅提高。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》的預(yù)測，受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，-2030年間綠氫比例將從3%上升15%。2050年我國氫氣需求量將靠近6000萬噸，在終端能源體系中占比10%，其中綠氫比例深入增長到70%。短期來看，綠氫占比受詳細項目影響較大。如中國石化今年2月在新疆庫車規(guī)劃1GW光伏制氫項目，估計年產(chǎn)氫氣2萬噸，建成后將成為全球最大的綠氫生產(chǎn)項目。目前全國大部分地區(qū)的光伏度電成本在0.3-0.4元，午間光伏的“谷電”成本還要更低，青海等優(yōu)質(zhì)資源地區(qū)已降至0.2元。總體而言，光伏制氫是最具潛力的電解水制氫方式，目前已經(jīng)初具經(jīng)濟性。電解水市場集中度高。堿性電解水設(shè)備成熟，國內(nèi)重要廠商包括中船重工718所、考克利爾競立（蘇州）、天津大陸等，國外重要廠商包括NEL（挪威）、Mcphy（法國）、IHT（瑞士）等；PEM電解水仍在商業(yè)化初期，降本增效是后續(xù)目的，上述龍頭企業(yè)也積極參與PEM電解水設(shè)備的研發(fā)和改善。光伏、石化等跨界龍頭企業(yè)紛紛布局。隆基股份、陽光電源、中國石化、寶豐能源等跨界龍頭企業(yè)已開始紛紛布局光伏制氫賽道，從技術(shù)研發(fā)、工程建設(shè)、商業(yè)模式等多方面展開探索。（二）中游儲運：目前仍以高壓氣態(tài)為主，儲氫材料突破將助力氫能大發(fā)展氫是所有元素中最輕的，在常溫常壓下為氣態(tài)，密度僅為0.0899kg/m3，是水的萬分之一，因此其高密度儲存一直是一種世界級難題。儲氫問題有待突破，氫能將迎來繁華發(fā)展。高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用并且發(fā)展比較成熟的儲氫技術(shù)，其大規(guī)模的運送的方式是管道運送。我國目前正不停建設(shè)氫氣管道工程，中國石油天然氣管道工程有限企業(yè)中標(biāo)河北定州至高碑店氫氣長輸管道項目，擬建設(shè)管道全長達145公里。這條管道擬建設(shè)管徑508毫米，設(shè)計運送量10萬噸/年。未來管道輸送氫氣壓力等級升級和氫氣管道規(guī)模擴大能減少氫能管道輸送成本。液態(tài)儲運的儲氫密度高，能運送大量氫氣，合用長距離運送氫氣運。但液體轉(zhuǎn)化成本高，我國油氣企業(yè)在LNG和LPG領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗和運送車輛儲備，未來伴隨成本下降，有望在液態(tài)氫氣運送上具有競爭力。相對另兩種運送方式,固態(tài)運送技術(shù)難度較大，尚有待發(fā)展。加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，自以來，全球加氫站的數(shù)量不停增長，究竟到達了553站。中集集團在氫能源領(lǐng)域布局數(shù)年，具有一定的優(yōu)勢。1、技術(shù)分為高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和儲氫材料儲氫儲運氫氣的方式重要分為氣態(tài)儲運、液態(tài)儲運和固態(tài)儲運（儲氫材料）。我國目前氫氣運送的重要方式是高壓氣態(tài)長管拖車為主，不過未來有望同步發(fā)展氣、液、固三種儲運方式。1）氣態(tài)儲氫：目前以長管拖車為主，未來將發(fā)展管道運送高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用并且發(fā)展比較成熟的儲氫技術(shù)，其儲存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一種耐高壓的容器里。目前所使用的容器是鋼瓶，它的長處是構(gòu)造簡樸、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快。不過存在泄露爆炸隱患，安全性能較差。目前以長管拖車的運送方式為主，未來更大規(guī)模發(fā)展需依托管道運送。高壓氣態(tài)長管拖車的運送方式，運送量較小，運送途中交通風(fēng)險較大，僅合用于少許氫氣、短距離的運送需要，目前與我國氫能應(yīng)用的少相匹配。這種運送方式的好處是前期投資規(guī)定低，技術(shù)成熟。未來伴隨氫能在所有能源中的占比提高，勢必要發(fā)展其他儲運方式。更大規(guī)模的運送的方式是管道運送。由于氫氣輕易在接觸一般鋼材時發(fā)生“氫脆”的現(xiàn)象，因此管道必須使用蒙耐爾合金等特殊材料，導(dǎo)致管道運送的前期投資成本大，高達500萬/km。不過運送氫氣量也巨大,適合有固定站點大量使用氫氣的狀況。截至底，我國氫氣管道總里程約400公里，重要分布在環(huán)渤海灣、長三角等地。我國目前正不停建設(shè)氫氣管道工程。中國石油天然氣管道工程有限企業(yè)中標(biāo)河北定州至高碑店氫氣長輸管道項目，擬建設(shè)管道全長達145公里。這條管道擬建設(shè)管徑508毫米，設(shè)計運送量10萬噸/年。還將在河北保定徐水區(qū)崔莊鎮(zhèn)建立氫氣母站，以供應(yīng)雄安新區(qū)。氫能應(yīng)用若想大規(guī)模商業(yè)化，勢必要處理運送管道規(guī)劃施工問題。我國目前的氫氣多為工業(yè)副產(chǎn)氫，來源于煤炭行業(yè)，產(chǎn)地多在北方內(nèi)陸地區(qū)。應(yīng)用則多在東部沿海較發(fā)達地區(qū)。從氫能產(chǎn)地到氫能應(yīng)用地有上千公里的距離，且東部地區(qū)氫能用量大，采用拖車運送的方式無法處理東部地區(qū)氫能短缺的問題，建設(shè)長距離氫氣運送管道勢在必行。雖然運送管道建設(shè)成本高，不過未來管道輸送氫氣壓力等級升級和氫氣管道規(guī)模擴大能減少氫能管道輸送成本。2）液態(tài)儲氫：產(chǎn)業(yè)化仍需成本下降液態(tài)儲運的儲氫密度高，能運送大量氫氣，合用長距離運送氫氣運。但液態(tài)氫的密度是氣體氫的845倍。液態(tài)氫的體積能量密度比壓縮狀態(tài)下的氫氣高出數(shù)倍，假如氫氣能以液態(tài)形式存在，那它替代老式能源將水到渠成，儲運簡樸安全體積占比小。但實際上，要把氣態(tài)的氫變成液態(tài)的并不輕易，液化1kg的氫氣需要耗電4-10kWh，液氫的存儲也需要耐超低溫和保持超低溫的特殊容器，儲存容器需要抗凍、抗壓以及必須嚴格絕熱。我國油氣企業(yè)在LNG和LPG領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗和運送車輛儲備，若成本下降得以實現(xiàn)，未來有望在液態(tài)氫氣運送上具有競爭力。目前海外超過1/3的加氫站使用液態(tài)儲運的方式。3）固態(tài)儲氫：發(fā)展前景廣闊，但技術(shù)尚未成熟另一種運送方式是使氫氣溶于液氮或有機液體中進行運送。這種方式對化學(xué)反應(yīng)條件較嚴苛。相對另兩種運送方式,固態(tài)運送技術(shù)難度較大，還處在研發(fā)階段。未來若氫能市場擴張迅速，且固態(tài)運送到達應(yīng)用規(guī)定，那么固態(tài)運送能發(fā)揮儲氫密度高、運送氫氣量大的優(yōu)勢。儲氫材料種類非常多，重要可分為物理吸附儲氫和化學(xué)氫化物儲氫。其中物理吸附儲氫又可分為金屬有機框架（MOFs）和納米構(gòu)造碳材料，化學(xué)氫化物儲氫又可分為金屬氫化物（包括簡樸金屬氫化物和簡樸金屬氫化物），非金屬氰化物（包括硼氫化物和有機氫化物）。2、加氫站數(shù)量不停增長，全球底到達553座加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，其作用類似加油站給汽油/柴油車加油，加氫站是給氫動力車提供氫氣的燃氣站。自以來，全球加氫站的數(shù)量不停增長，究竟到達了553站。多種重要國家對加氫站的建設(shè)有布署，但愿通過加氫站的建設(shè)提高氫能在能源使用中的占比。如日本在《氫能基本戰(zhàn)略》提到到2050年要用加氫站逐漸替代加油站。亞洲國家氫能替代加速，加氫站規(guī)模增速首超歐洲。3、氫氣儲運加環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)梳理（三）燃料電池汽車2050年，氫能源將承擔(dān)全球18%的能源需求，有望發(fā)明超過2.5萬億美元的市場，燃亮電池汽車將占據(jù)全球車輛的20-25%。雖然目前整體基數(shù)較小，但近年來氫能源汽車都保持了較高的銷量和保有量增速，和年復(fù)合增長率分別為63%和114%。截止底，我國氫能源汽車保有量為7,352輛。燃料電池具有效率高、污染小、噪聲低、充能快等優(yōu)勢。全球燃料電池出貨量1318.7MW，市場規(guī)模42億美元。燃料電池降本空間大，據(jù)測算，我們認為-2030年每年系統(tǒng)成本下降14%左右。長期來看，燃料電池汽車仍將是燃料電池市場的增長主力。根據(jù)預(yù)測，-2025年全球燃料電池市場年復(fù)合增長16.64％，2025年將到達90.5億美元?？梢钥闯鋈剂想姵睾蜌淠茉雌囄磥硎袌霭l(fā)展空間大，看好燃料電池和氫能源汽車發(fā)展前景。1、燃料電池汽車：氫能源汽車1）氫能源是理想的汽車動力來源，我國氫能源車尚處在起步階段根據(jù)國際氫能委員會估計，2050年，氫能源將承擔(dān)全球18%的能源需求，有望發(fā)明超過2.5萬億美元的市場，燃亮電池汽車將占據(jù)全球車輛的20-25%。氫能源熱值高，約為石油的三倍以上，是理想的化石燃料替代品。氫能源燃燒使用后不產(chǎn)生任何有害或溫室氣體，對我國實現(xiàn)“碳達峰”、“碳中和”等目的具有重要意義。氫能源汽車及配套的加氫站是氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要下游。相比于老式汽車，氫能源汽車使用氫燃料電池作為動力來源，具有能量轉(zhuǎn)換效率高和完全無污染的長處。相比于鋰電池電動車，氫能源汽車除了不受溫度影響、續(xù)航里程更長以外，還具有能迅速補充燃料（3~5分鐘）的長處。然而，不一樣于鋰電池電動車可以運用既有電網(wǎng)建造充電站，氫能源汽車使用的加氫站目前完全依賴長管拖車運送，效率較低且成本較高。加氫站成本高昂、數(shù)量稀少加上汽車自身成本較高等一系列原因制約了氫能源汽車的發(fā)展，目前氫能源汽車尚未得到大范圍應(yīng)用。目前，氫能源汽車的重要應(yīng)用范圍集中在商用車領(lǐng)域。根據(jù)新能源汽車國家檢測與管理平臺的記錄數(shù)據(jù)，截止底，國內(nèi)氫燃料電池汽車中物流用車占比60.5%，公交、通勤等客車占比39.4%，乘用車僅用于租賃且占比僅0.1%。通過數(shù)年的研究和發(fā)展，目前中國在氫能源制造、儲運、燃料電池等方面發(fā)展迅速，為氫能源汽車的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。雖然整體基數(shù)較小，但近年來氫能源汽車都保持了較高的銷量和保有量增速，分別由的629輛和639輛上升至的2,737輛和6,175輛，年復(fù)合增長率分別為63%和114%。受新冠疫情影響，銷量下降為1,177輛。截止底，我國氫能源汽車保有量為7,352輛。2）氫能源下游應(yīng)用-汽車整車（1）在日趨嚴苛的環(huán)境保護需求下，政策加大產(chǎn)業(yè)扶持力度。在減少碳排放的全球趨勢下，我國及美歐日等發(fā)達國家和地區(qū)都將發(fā)展新能源作為戰(zhàn)略目的，氫能源汽車在其中都占據(jù)重要地位。氫能源汽車是我國新能源汽車發(fā)展的重要技術(shù)途徑之一。氫能源汽車在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重要戰(zhàn)略綱要中，均被列為要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。發(fā)改委與能源局編制的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（-2030年）》和《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（-2030）》將發(fā)展氫能源燃料電池和氫能源汽車作為重點任務(wù)。《“十四五”規(guī)劃》和《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書都提出將面向重大共性關(guān)鍵技術(shù)，布署開展新能源汽車、可再生能源與氫能技術(shù)等方面的研究，同步還將加速發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)裝備，增進氫能燃料電池技術(shù)鏈、氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展匯報》，估計中國氫能源汽車保有量到2025年達10萬輛，CAGR高達115%，市場規(guī)模800億元?？蛙?、物流用車等商用車仍將占據(jù)重要地位，保有量占比在80%以上。2030年后，伴隨燃料電池技術(shù)的成熟和成本的下降，重卡和乘用車規(guī)模也將迅速擴大。規(guī)劃在2030年氫能源燃料電池汽車保有量達80~100萬輛。除我國外，歐洲、美國、日本等汽車工業(yè)發(fā)達的地區(qū)和國家也都積極規(guī)劃和發(fā)展氫能源汽車和配套產(chǎn)業(yè)。（2）汽車巨頭陸續(xù)入局在全球范圍內(nèi)，燃料電池乘用車市場仍然屬于初期階段，由于目前制導(dǎo)致本原因，單車售價較高，加氫成本過高等原因?qū)е職淠茉雌囦N量很難突破1萬輛大關(guān)。以豐田Mirai、現(xiàn)代Nexo為代表的燃料電池乘用車車型銷量逐年上升，Nexo全球銷量初次超過豐田Mirai。與豐田重視國際市場的方略不一樣，現(xiàn)代深耕本土市場，在Nexo銷量突破1萬輛。豐田公布了二代Mirai車型，相比第一代車型平臺提高，基于GA-L后驅(qū)平臺打造，儲氫量增長1L，續(xù)航提高30%到達650公里，銷量目的3萬輛+/年。豐田在國內(nèi)方略是通過其電堆系統(tǒng)與國內(nèi)主機廠合作打開市場，已于與福田、一汽、金龍、廣汽等合作小批量產(chǎn)車型。2、燃料電池：燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。燃料電池由陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路構(gòu)成，其中燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原。假如在陽極持續(xù)供應(yīng)燃料（氫氣、天然氣、甲醇等），而在陰極持續(xù)供應(yīng)氧氣或空氣，就可以在電極上持續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電流。燃料電池具有效率高、污染小、噪聲低、充能快等優(yōu)勢。（1）效率高：燃料電池直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，不受卡諾循環(huán)的限制，理論效率可達85-90%，目前實際轉(zhuǎn)化效率約為40-60%；（2）污染?。阂话闶褂脷錃庾鳛槿剂?，不產(chǎn)生溫室氣體和含硫、氮的污染物；（3）噪聲低：構(gòu)造簡樸，不含機械傳動部件，工作時噪聲低；（4）充能快：燃料電池汽車加氫與燃油車加油過程類似，僅需5-10分鐘，明顯快于電動車。按照電解質(zhì)的類型劃分，燃料電池可分為五大類，其中質(zhì)子互換膜電池（PEMFC）是車用主流技術(shù)方案。不一樣電解質(zhì)類型決定了其電池使用的催化劑、氧化劑、工作溫度的不一樣，因此有不一樣的應(yīng)用領(lǐng)域。PEMFC由于其工作溫度低、啟動快、氧化物易得的優(yōu)勢，多用于運送領(lǐng)域；PAFC、SOFC、MCFC由于工作溫度高，多用于固定領(lǐng)域，如分布式電站。全球燃料電池市場潛力大，其中交通運送類燃料電池將成為增長主力。根據(jù)E4tech公布的燃料電池產(chǎn)業(yè)回憶，全球燃料電池出貨量1318.7MW，市場規(guī)模42億美元。按用途劃分，交通運送類出貨量993.5MW，占比75.3%；按種類劃分，PEMFC出貨量1029.7MW，占比78.1%。長期來看，燃料電池汽車仍將是燃料電池市場的增長主力。根據(jù)QYResearch的預(yù)測，-2025年全球燃料電池市場年復(fù)合增長16.64％，2025年將到達90.5億美元。國產(chǎn)化率低與產(chǎn)量低導(dǎo)致燃料電池成本高。電堆是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵部件，在燃料電池中成本占比60%。其中雙極板、膜電極、密封層等關(guān)鍵零配件高度依賴進口，是導(dǎo)致成本居高不下的重要原因。目前國內(nèi)多家企業(yè)投入電堆關(guān)鍵技術(shù)的研究，部分頭部企業(yè)陸續(xù)生產(chǎn)電堆產(chǎn)品并投入驗證；產(chǎn)量低是導(dǎo)致燃料電池成本高的另一重要原因。根據(jù)觀研匯報網(wǎng)的測算，當(dāng)燃料電池系統(tǒng)年產(chǎn)量從1000套逐漸增長到5萬套時，成本下降將超過75%。燃料電池降本空間大。未來燃料電池成本下降可以從兩方面入手：第一是技術(shù)進步和制造工藝提高，第二是規(guī)模化效應(yīng)攤銷成本。根據(jù)歐陽明高院士在第三屆未來能源大會上的預(yù)測，2030-2035年間燃料電池系統(tǒng)成本有望從目前的5000元/千瓦下降至約600元/千瓦，下降88%。據(jù)此測算，我們認為-2030年每年系統(tǒng)成本下降14%左右。國內(nèi)外燃料電池技術(shù)差距大，國產(chǎn)化率亟待提高。目前燃料電池產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，但重要以整車組裝、示范運行為主，產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等關(guān)鍵技術(shù)布局較少。從燃料電池動力系統(tǒng)集成度、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和壽命、成本控制、氫氣儲存等技術(shù)指標(biāo)來看，國內(nèi)水平距離國際水平差距較大。目前我國自主研發(fā)和引進國外成熟技術(shù)的廠商并存，但關(guān)鍵部件材料性能與生產(chǎn)亟待提高。整體而言，近年來中國氫燃料電池裝機量增速快，頭部企業(yè)占據(jù)了重要的市場份額。但考慮到燃料電池行業(yè)仍在發(fā)展初期，市場空間小，一旦有個別企業(yè)上量，整體市場格局就會發(fā)生較大變化。例如從和的市場份額看，CR5由87%下降至69%，并且裝機前5的企業(yè)也不盡相似。這些廠家以系統(tǒng)集成為主，關(guān)鍵零部件仍高度依賴進口。我們認為需親密關(guān)注未來幾年的市占率變化，以及在電堆等關(guān)鍵零配件方面具有技術(shù)優(yōu)勢的廠家。三、重點企業(yè)分析電新：綠氫降本可期，看好新能源制氫。綠氫具有零排放、制取靈活、純度高等優(yōu)勢，電費成本約占85%，因此經(jīng)濟性受電價影響較大。據(jù)估算，當(dāng)電價低于0.3元時，綠氫成本將有望與其他工藝路線相稱。光伏、風(fēng)電持續(xù)降本將助力綠氫成本下移，綠氫的經(jīng)濟性拐點即將到來。我們提議關(guān)注產(chǎn)業(yè)布局早，技術(shù)儲備雄厚的制氫龍頭隆基股份、陽光電源、明陽智能、金風(fēng)科技、晶科科技、保利協(xié)鑫能源。燃料電池國產(chǎn)化空間大。目前我國的燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)仍處在驗證與試驗階段，在系統(tǒng)集成度、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和壽命、成本控制、氫氣儲存等方面與國際水平差距大。我們提議關(guān)注億華通,企業(yè)在系統(tǒng)、電堆和膜電極等方面均有豐富技術(shù)積累，未來將充足受益于國產(chǎn)替代浪潮。高端儲氫瓶亟待突破。全球來看，70MPa儲氫瓶廣泛應(yīng)用于燃料電池乘用車，但由于技術(shù)落后、原則缺失等影響，我國主流的技術(shù)是35MPa儲氫技術(shù)，70MPa發(fā)展滯后。目前多地支持加氫基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的政策落地，多家企業(yè)也宣布加大研發(fā)70MPa儲氫技術(shù)并規(guī)劃產(chǎn)能。提議關(guān)注具有儲氫先發(fā)優(yōu)勢的風(fēng)電龍頭中材科技和在碳基材料領(lǐng)域具有深厚技術(shù)積累的材料龍頭金博股份。汽車：我們認為，目前和中短期內(nèi)氫能源汽車具有：（1）客車重卡等商用車為主；（2）研發(fā)技術(shù)和資金規(guī)定高；（3）客車領(lǐng)域需求重要來源于政府顧客；（4）氫能源乘用車市場尚處在起步階段；等發(fā)展趨勢和特點，提議關(guān)注濰柴動力、宇通客車、福田汽車，長城汽車。濰柴動力是國內(nèi)重卡裝備制造的龍頭企業(yè)。重型卡車在交通運送領(lǐng)域是碳排放的重要來源之一，而相比于電動重卡，氫燃料電池重卡具有零排放、重載、續(xù)航里程長和不受溫度影響的優(yōu)勢，因此氫能源重卡是“碳中和”領(lǐng)域前景廣闊的一條道路。在第29批《交通運送部運送服務(wù)司公告道路運送車輛達標(biāo)車型表》的6款FCEV中，燃料電池重卡占據(jù)3款。濰柴動力作為重卡裝備龍頭，于開始布署新能源產(chǎn)業(yè)，先后作為第一大股東參股加拿大巴拉德和英國錫里斯動力兩家世界領(lǐng)先的氫燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池技術(shù)企業(yè)，推進新能源產(chǎn)業(yè)布局。上六個月，濰柴動力建成新電堆生產(chǎn)線和燃料電池發(fā)動機生產(chǎn)線，規(guī)模達2萬套級別。同步，濰柴動力還在濰坊等地推廣了10條氫能源公交線路和220輛氫能源公交車。伴隨技術(shù)不停成熟和成本減少，氫能源重卡或?qū)⒃谖磥?~實現(xiàn)全壽命成本平價，并成為濰柴動力未來的增長驅(qū)動力。目前，濰柴動力另有計劃投資37億元的氫燃料電池及關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化項目（估計建成）、固態(tài)氧化物燃料電池及關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化項目（估計2024年建成）、燃料電池動力總成及關(guān)鍵零部件研發(fā)及制造能力建設(shè)項目（估計2024年建成）。我們認為在“碳中和”的背景下，氫能源燃料電池在商用車上將具有廣泛的應(yīng)用和優(yōu)秀的增長前景，濰柴動力作為行業(yè)龍頭，有望充足受益。我國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展以卡車、客車等商用車為優(yōu)先，而氫燃料電池客車幾乎全為公交車輛。這是由于其具有續(xù)航里程長、加氫快，尤其是路線固定以便規(guī)劃加氫站的長處。氫能源公交車輛的需求重要來源于地方政府的規(guī)劃，市場化程度較小，價格敏感度低，因此燃料電池客車的占比持續(xù)上漲，年氫能源汽車銷售量中為90.25%都為氫燃料電池客車。在“碳中和”和大力發(fā)展氫能源的背景下，估計-2025年氫燃料電池客車的市場規(guī)模有望超1600億元，且中短期內(nèi)，重卡和客車仍為主力車型。宇通客車是國內(nèi)大中型客車企業(yè)的絕對龍頭，市占率常年第一，市場份額高達35.36%。此外，包括新能源公交車等多種產(chǎn)品出口超40多種國家和地區(qū)。除了在市占率上占據(jù)優(yōu)勢，宇通客車早早就在氫能源領(lǐng)域發(fā)力。早在，宇通客車就成功推出了第一代增程式燃料電池客車，宇通推出第二代氫燃料電池都市客車并建設(shè)了加氫站。宇通客車獲得國內(nèi)首個燃料電池客車資質(zhì)認證并在獲得國內(nèi)首個氫燃料電池客車“公告”。氫能源燃料電池汽車發(fā)展所需的研發(fā)技術(shù)條件高、研發(fā)成本高，是制約車企發(fā)展氫能源汽車的重要原因之一。在這方面，宇通客車研發(fā)費用長期居行業(yè)第一，研發(fā)人員占比達21.08%。宇通客車研發(fā)費用達15.52億元，是行業(yè)平均的6倍。福田汽車是國內(nèi)最大的商用車企業(yè)，關(guān)鍵產(chǎn)品包括商用車、乘用車和發(fā)動機領(lǐng)域。同步，福田汽車也是國內(nèi)最早開始研發(fā)氫燃料電池和氫能源汽車的企業(yè)，在請能源領(lǐng)域深耕數(shù)年，有較強的技術(shù)能力。早在，福田汽車就與清華大學(xué)和北京億華通聯(lián)合承接國家“863計劃”中氫燃料電車客車的研發(fā)項目，此后經(jīng)歷“十二五”氫燃料汽車規(guī)劃與研究、“十三五”氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)化等一系列項目，企業(yè)積累了大量氫能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)和經(jīng)驗。值得注意的是，福田汽車向有車(北京)新能源汽車租賃企業(yè)交付的100輛氫能源汽車單車成本就已經(jīng)下降到了一百萬元級別，電堆使用壽命超1萬小時?？梢钥闯龈Ｌ锲囀悄壳皻淠茉慈剂想姵仄囶I(lǐng)域少數(shù)掌握關(guān)鍵科技的企業(yè)。目前，福田汽車是少數(shù)已經(jīng)實現(xiàn)氫燃料電池客車產(chǎn)業(yè)化和批量商業(yè)化運行的企業(yè)，其氫能源客車品牌歐輝具有8.5m、10.5m、12m等多種產(chǎn)品，涵蓋都市客車、城際客車、定制班車等多種用途領(lǐng)域。除了技術(shù)優(yōu)勢以外，國有性質(zhì)的福田汽車與政府客戶維持了良好的關(guān)系。福田汽車氫燃料客車就已經(jīng)開始服務(wù)北京奧運；又與豐田汽車、北京億華通合作，為的“北京-張家口冬奧會”合力打造氫燃料電池客車。長城汽車是國內(nèi)領(lǐng)先的汽車自主品牌，在SUV和皮卡細分市場龍頭優(yōu)勢明顯，同步也是較早布局進入氫能源乘用車市場的企業(yè)。長城汽車計劃在未來五年投入超過1,000億加速純電、混動和氫能領(lǐng)域的研發(fā)。長城汽車將推出首款C級氫燃料電池SUV，并計劃在推出首款全尺寸氫燃料電池汽車。同步長城還將首先落地全球首個100輛49噸級燃料電池重卡的全面應(yīng)用，到完畢冬奧會首支高端燃料電池乘用車的服務(wù)車隊。除此之外，長城汽車推出了氫燃料電車乘用車平臺“氫檸”，平臺重要擁有一套車規(guī)級的研發(fā)體系+三大技術(shù)平臺支持?！皻錂帯钡臍潆姡℉E）、電堆（HS）和