氢能全景图制氢篇：商业模式起步绿氢初试锋芒.pdf

2023年年4月月19日日证券研究报告证券研究报告商业模式起步，绿氢初试锋芒商业模式起步，绿氢初试锋芒氢能全景图（上）制氢篇氢能全景图（上）制氢篇2要点总结要点总结氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔。氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔。氢能是一种优质的二次能源，具备清洁零碳、可再生的优势。从应用端节能减排的角度来看，氢能可在多种场景替代汽油、柴油、天然气等能源，促进工业、交通等领域深度脱碳。从供给侧能源安全的角度来看，氢能够以水为原料、使用风电、光伏作为清洁电源制取，是优质可再生能源。目前氢作为能源应用的程度不高，主要作为工业原料使用；未来，随着各国大力推广绿电制氢和氢能应用，氢能有望实现大规模发展，并广泛应用于工业、交通、电力、建筑等领域。IEA预计，2030年全球氢能需求将达到1.8亿吨；从我国各地已公布的规划目标来看，2025年我国氢能产业规模有望达到7000亿元。制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发。制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发。制氢是氢能产业链的上游环节，制氢环节的清洁和降本是氢能产业大规模发展的基础。氢气制备方式主要包括化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三类。化石燃料制氢和化工副产氢属于传统路线，技术相对成熟，成本较低，但存在碳排放等问题，CCUS、提纯等环节存在一定机遇。可再生电力电解水制氢（“绿氢”）是零碳排、可持续的“终极路线”，成本是制约其普及的瓶颈因素。电耗和折旧构成绿氢的主要成本，我们估算基准假设下碱性和PEM电解水制氢单位成本分别为21.9和25.3元/kg；国内现存绿氢项目采用部分绿电自供、外购部分低价绿电+长时运营的模式，并通过大规模采购控制电解设备成本，已经可以实现经济性，例如中石化库车绿氢项目LCOH可低至12.93元/kg，接近工业副产氢甚至煤制氢水平。目前绿氢产业进入高速增长期，IEA预计2023年全球制氢电解槽新增装机4.1GW（同比+356%），产能将达到21.5GW。绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力。绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力。电解水制氢技术路线包括碱性电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)、固体氧化物电解(SOEC)和阴离子交换膜电解(AEM)等。碱性电解技术成熟、设备成本低，是目前的主流路线；PEM技术制氢效率高、灵活性好，产业化在即；SOEC和AEM技术处于研发阶段，存在发展潜力。电解槽是制氢的核心设备，存在技术壁垒：碱性电解槽单槽“大标方”趋势明显，厂商制造工艺、集成能力和关键材料技术形成壁垒；PEM电解槽关键材料依赖进口，PEM电解槽国产化需要材料环节进一步突破。从竞争格局来看，中国和欧洲电解槽企业产能规模全球领先。国内市场中，考克利尔竞立、派瑞氢能和隆基氢能为第一梯队；新能源上市公司积极入局、非上市公司技术扎实，国内电解槽企业实力强劲，推动绿氢降本增效、快速发展。投资建议：绿氢产业爆发在即，关注电解槽和材料环节。投资建议：绿氢产业爆发在即，关注电解槽和材料环节。绿氢是氢能发展的终极路线，电解槽和关键材料存在壁垒，建议关注上市公司中电解槽环节具备技术实力的隆基绿能、阳光电源、华电重工隆基绿能、阳光电源、华电重工，布局电解槽的弹性标的华光环能、昇辉科技华光环能、昇辉科技，材料环节具备潜力的贵研铂业贵研铂业（催化剂）。风险提示：风险提示：（1）绿氢需求增长不及预期的风险。（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。mNyRtRrRtNmMmQsRqRoRyR9PaO9PoMqQmOpMlOoOtPlOmOpPaQqRnRvPqMtRNZoMoOCONTENTCONTENT目录目录一、氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔一、氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔四、绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力四、绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力五、投资要点与风险提示五、投资要点与风险提示三、传统制氢路线：碳捕捉、提纯等环节存在机遇三、传统制氢路线：碳捕捉、提纯等环节存在机遇二、制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发二、制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发41.1 能源安全和节能减排两大因素驱动一、二次能源的革新能源安全和节能减排两大因素驱动一、二次能源的革新按能源的基本形态分类，能源可分为一次能源和二次能源。按能源的基本形态分类，能源可分为一次能源和二次能源。一次能源，即天然能源，指在自然界现成存在的能源在自然界现成存在的能源，如煤、石油、天然气、水能等；二次能源指由一次能源加工由一次能源加工转换而成的能源产品转换而成的能源产品，如电力、煤气、汽油、氢能等。由于人类现阶段面临严峻的能源危机和环境问题，一次能源和二次能源领域的革新势在必行。可再生性是一次能源面临的重大问题。可再生性是一次能源面临的重大问题。一次能源可分为可再生能源(可不断得到补充或在较短周期内再生的能源)和非再生能源(经过亿万年形成、短期无法恢复的能源)。现阶段，我们应用的能源以非再生的化石能源为主，未来面临枯竭以非再生的化石能源为主，未来面临枯竭的危机的危机，因此开发风电、光伏等开发风电、光伏等可再生能源尤为重要。二次能源的革新是解决碳排放问题的关键。二次能源的革新是解决碳排放问题的关键。二次能源是联系一次能源和能源用户的中间纽带，可分为过程性能源(能量比较集中的物质运动过程，可直接应用，如电能)和含能体能源(包含能量的物质，可储存运送，如柴油、汽油等)。汽油等能源在燃烧过程中会产生二氧化碳和污染物质汽油等能源在燃烧过程中会产生二氧化碳和污染物质。解决能源应用的碳排放问题，就需要开发优质的含能体能源，如锂电和锂电和氢能氢能。资料来源：百度百科，平安证券研究所氢能在能源体系中的位置氢能在能源体系中的位置自然界现成存在的能源二二次能源次能源一次能源一次能源能源构成能源构成自然获取加工转换一次能源加工转换而成的能源产品定义分类可再生可再生：水能、风能、太阳能、核能等不可再生不可再生：煤、石油、天然气等过程性能源过程性能源：主要为电能含能体能源含能体能源：柴油、汽油、电池中储存化学能的物质、氢能氢能等痛点发展趋势核心问题：核心问题：对不可再生能源的依赖可能导致能源危机；其它重要考量：其它重要考量：开采和应用对环境的影响、可获得性、安全性、供能稳定性等核心问题核心问题：燃料燃烧是碳排放的主要来源其它重要考量其它重要考量：成本、能量密度、应用的便捷性等煤/石油等传统不可再生能源风、光风、光等安全、清洁的可再生能源柴油、汽油等碳排放高的能源储用方式锂电、氢能锂电、氢能等零碳高效的能源储用方式51.1 氢能是一种优势突出、前景广阔的二次能源氢能是一种优势突出、前景广阔的二次能源氢能的开发和应用对促进节能减排、保障能源氢能的开发和应用对促进节能减排、保障能源安全具有战略意义。安全具有战略意义。从应用端节能减排的角度来看，从应用端节能减排的角度来看，氢能是一种优质的二次能源，可以作为汽油、柴油等能源的替代，与锂动力电池形成互补。与汽油、柴油相比，氢的燃烧或电化学产物只有水，不存在碳排放和污染物；同时，氢具有更高的质量能量密度。与锂电动汽车相比，氢能驱动的燃料电池车续航更久，且加注迅速、无充电痛点。从供给侧能源安全的角度来看，从供给侧能源安全的角度来看，氢能够以水为原料制取，储量丰富储量丰富，且理论上可循环制取；同时，使用风电、光伏电解水制氢可以解决弃解决弃风弃光的消纳问题风弃光的消纳问题，从而进一步推动风电、光伏等可再生一次能源的应用。资料来源：太平洋汽车，Tesla官网，平安证券研究所氢能的优势氢能的优势质量能量密度高：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：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。加注加注快捷快捷：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：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氢能的优势氢能的优势应用端：应用端：清洁、高效、便利供给端：供给端：来源广，承接弃风弃光VS汽油、汽油、柴油柴油VS锂电锂电承接弃风弃光：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：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。6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%中国,28,30%美国,13,14%中东,11,12%欧洲,8,9%印度,8,8%其它,26,27%1.2 应用现状：氢主要作为工业原料使用，中国占全球需求的应用现状：氢主要作为工业原料使用，中国占全球需求的30%氢作为能源应用的普及程度不高，现阶段主要作为工业原料使用。氢作为能源应用的普及程度不高，现阶段主要作为工业原料使用。2021年，全球氢气需求超过9400万吨。分地区来看，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%；美国、中东和欧洲分别占据全球14%/12%/9%的需求量。分应用来看，氢气主要用于化工（合成氨/合成甲醇）和炼油，2021年全球交通运输氢气需求仅3万吨左右，占比较少。我国氢气应用领域同样以化工为主，56%的氢气被用于化工合成，9%用于炼油，16%作为尾气直接燃烧，氢作为能源的应用程度不高。工业用氢存在巨大的脱碳潜力。工业用氢存在巨大的脱碳潜力。2021年，全球工业用氢和炼油用氢绝大部分源于化石燃料制氢，产生的直接二氧化碳净排放量分别为6.3亿吨和2.0亿吨。工业合成氨、合成甲醇、炼油等工业合成氨、合成甲醇、炼油等均以氢为主要原料，工艺成熟，存在绿氢替代灰氢绿氢替代灰氢的减碳空间；此外，全球各地正在探索氢气在钢铁工业钢铁工业领域的应用，绿氢未来有望逐步替代焦炭替代焦炭作为还原材料，推动钢铁工业的大规模脱碳（2019年全球钢铁行业直接碳排放量26亿吨，约占全球碳排放总量的7-8%）。合成氨37%甲醇19%炼油9%直接燃烧16%其他19%资料来源：IEA，中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020，平安证券研究所我国氢气主要用于工业我国氢气主要用于工业合成（合成（2020年）年）2021年全球氢气需求地区分布年全球氢气需求地区分布2021年全球氢气需求类型分布年全球氢气需求类型分布单位：百万吨（Mt），%单位：百万吨（Mt），%71.2 推广前景：未来氢能可广泛用于交通、电力、建筑领域推广前景：未来氢能可广泛用于交通、电力、建筑领域交通方面，交通方面，各国积极推广氢燃料电池汽车，已初具规模，氢车在商用车领域逐渐渗透；未来在航空、船舶领域也有望进行替代。建筑方面，建筑方面，主要包括天然气掺氢输送、燃料电池热电联供等。未来氢气有望在燃气、供热等方面逐步替代天然气，并为住户提供部分电力。电力方面，电力方面，氢可以作为电能储存的介质，未来有望用于长时储能，或参与全球运输和贸易，实现电能在时间和空间上的调节。IEA预计，在预计，在2050年全球“净零排放”目标下年全球“净零排放”目标下，2030年，全球氢能应用年，全球氢能应用规模需达到规模需达到2亿吨。亿吨。资料来源：IEA，中国氢能联盟，CNKI，平安证券研究所领域领域应用方式应用方式现状现状氢应用优势氢应用优势局限局限交通交通氢燃料电池汽车；氢轮船/飞机/火车等2022年底全球氢燃料电池汽车保有量年底全球氢燃料电池汽车保有量6.73万辆，万辆，在营加氢站在营加氢站727座座，已实现了一定规模应用；目前主要用于商用车（重卡、公交）等；氢轮船/飞机等也在研发中。与电动汽车相比，续航更长、加注更快，对低温环境适应性较好。适用于长距离、大载重长距离、大载重运输需求，未来在航空和船舶领域航空和船舶领域也存在广阔替代空间。成本成本是大规模推广的主要限制因素，目前氢“制-储-运-加”全生命周期成本高昂，实现经济性需要全方位的技术和规模降本。此外，加氢站等基础设施基础设施的建设不足，也会影响氢车推广的进度。建筑建筑燃气、供热、供电（热电联供）各国正在进行天然气掺氢输送、以及燃料电池热电联供的探索。截至2021年底，美美/日日/欧固定式燃料电池累计欧固定式燃料电池累计装机量分别为装机量分别为550/300/190MW。一定掺氢比例下，天然气掺氢可使用现有的天可使用现有的天然气基础设施然气基础设施，减缓设施投资需求。与天然气相比，氢作为燃料更低碳、可再生，存在推广潜力。用氢成本成本有待降低；天然气掺氢输送的安全标天然气掺氢输送的安全标准准仍需完善；固定式氢燃料电池固定式氢燃料电池的应用处于试试点点阶段，供电效率和供热质量仍有改善空间。电力电力发电与电网平衡，储能国内外均有氢能电力系统试点项目。氢能电力系统主要包括制氢系统、储氢系统、氢能发电系统三个部分，使用氢作为电能储存电能储存的介质，实现电的时空调节。氢储能可作为一种长时储能长时储能方式，对电力系统起到调节作用。长期来看，氢可以作为清洁能清洁能源载体源载体参与全球运输和贸易，经燃料电池或燃气轮机发电，为电力系统供能。能源效率偏低能源效率偏低。电-氢-电两次转换，目前能量转化效率仅仅30-40%，需要进一步改善，才有大规模应用的可能。0100200300400500600其它天然气掺氢建筑电力交通炼油工业氢在交通、建筑、电力领域应用的现状和潜力氢在交通、建筑、电力领域应用的现状和潜力IEA“净零排放”情景下，全球氢能应用需求“净零排放”情景下，全球氢能应用需求单位：百万吨81.3 各国重视氢能的战略地位，大力推动氢能产业发展各国重视氢能的战略地位，大力推动氢能产业发展资料来源：中国氢能产业发展报告2022，中国氢能联盟，国际氢能协会，IEA，平安证券研究所美国美国欧洲欧洲日本日本韩国韩国发发展展现现状状战战略略目目标标中国中国燃料电池汽车保有量燃料电池汽车保有量加氢站在营量加氢站在营量1.27245万辆万辆座座注：“发展现状”数据除单独说明外，为截至2022年底数据燃料电池汽车保有量燃料电池汽车保有量加氢站在营量加氢站在营量1.5054万辆万辆座座加氢站在营量加氢站在营量173座座到到2025、2030年分别建年分别建成成200、1000座加氢站座加氢站；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：年：电解槽装机量电解槽装机量6GW可再生氢能年产量超过100万吨2025-2030年：年：电解槽装机量40GW可再生氢能年产量达1000万吨；2030-2050年，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%。燃料电池汽车燃料电池汽车加氢站在营量加氢站在营量0.82164万辆万辆座座全球累计销量，丰田Mirai2.19万辆万辆燃料电池汽车燃料电池汽车加氢站在营量加氢站在营量2.94168万辆万辆座座全球累计销量，现代NEXO2022.113.24万辆万辆2030年：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：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：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。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升。电解槽累计装机量电解槽累计装机量200MW固定燃料电池装机量固定燃料电池装机量550MW保有量保有量电解槽累计装机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固定燃料电池装机量300MW（2021年底）固定燃料电池装机量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固定燃料电池装机量190MW（2021年底）91.3 我国政策驱动下，氢能产业开启新篇我国政策驱动下，氢能产业开启新篇政策驱动下，氢能产业链开启新政策驱动下，氢能产业链开启新篇。篇。我国国家层面日益重视和认可氢能的战略重要性，加强对氢能的布局。2022年3月，国家发改委、能源局发布氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年），明确了氢能的战略定位，并提出了氢能产业一系列发展目标。政策的重视和认可将推动氢能产业开启新篇。时间时间政策政策主要内容主要内容2023年1月新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）提及了氢燃料电池车、氢储能等应用环节的推广；长期实现电能与氢能等二次能源深度融合利用2022年年3月月氢能产业发展中长期规划氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）年）明确了氢能的战略定位。明确了氢能的战略定位。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。提出了一系列阶段性目标。提出了一系列阶段性目标。根据规划，到2025年，我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。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10万吨至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100万吨至200万吨/年。2021 年 12 月2022年能源工作七大重点任务任务3“加快推进能源科技创新”，提出推动氢能技术装备攻关、产业创新等2021 年年 12 月月“十四五”工业绿色发展规划十四五”工业绿色发展规划 指出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用指出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用2021 年 11 月关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见引导企业加大可再生能源使用、推动电能、氢能、生物质能替代化石燃料；加快充电桩、换电站、加氢站等基础设施建设运营2021 年 10 月2030 年前碳达峰行动方案从应用领域、化工原料、交通、人才建设等多个方面支持氢能发展2021 年年 3 月月中华人民共和国国民经济和社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会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要（草案）年远景目标纲要（草案）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速计划，谋划布局一批未来产业2021 年2 月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提升可再生能源利用比例，大力推动风电、光伏发电发展，因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电2020 年 10 月节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）提出2030-2035 年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用，燃料电池汽车保有量达 100 万辆左右。2020 年 9 月关于开展燃料电池汽车示范应用的通知采取“以奖代补”方式，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励，示范期为 4 年2020 年年 4月月中华人民共和国能源法（征求中华人民共和国能源法（征求意见稿）意见稿）首次从法律上将氢能列入能源范畴首次从法律上将氢能列入能源范畴2019年3月政府工作报告首次将氢能写入政府工作报告：推动充电、加氢等设施建设我国国家层面发展氢能相关政策我国国家层面发展氢能相关政策资料来源：政府官网，平安证券研究所101.3 我国政策驱动下，氢能产业开启新篇我国政策驱动下，氢能产业开启新篇地方政府氢能发展规划目标地方政府氢能发展规划目标资料来源：政府官网，氢能联盟CHA，平安证券研究所整理各地方政府纷纷出台氢能发各地方政府纷纷出台氢能发展规划目标。展规划目标。2019年以来，国内至少有18个省级行政区公布了氢能发展规划目标。从已公布的规划目标来看，到2025年，我国将累计至少建成加氢站762座，燃料电池车保有量8.8万辆，氢能产业规模接近接近7000亿元亿元。地区地区政策名称政策名称发布时间发布时间 燃料电池车推广规划燃料电池车推广规划 加氢站建设规划加氢站建设规划氢能产业规模氢能产业规模江苏江苏 江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划2019.82025年 10000辆2030年 20000辆2025年 50座2030年 100座2021年500亿元重庆重庆 重庆市氢燃料电池汽车产业发展指导意见2020.32022年 800辆2025年 1500辆2022年 10座2025年 15座山东山东 山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030年）2020.72022年3000辆2025年10000辆2030年50000辆2022年 30座2025年 100座2030年 200座2022年 200亿元2025年 1000亿元河南河南 河南省氢燃料电池产业发展行动方案2020.82023年 3000辆2025年 5000辆2023年 50座2025年 80座2025年 1000亿元四川四川 四川省氢能产业发展规划（20212025 年）2020.92025年 6000辆2025年 60座-河北河北 河北省氢能产业发展“十四五”规划2021.72022年 1000辆2025年 10000辆2022年 25座2025年 100座2022年 150亿元2025年 500亿元北京北京 北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）2021.82023年 3000辆2025年 10000辆2023年 37座2025年 新增37座2023年 京津冀合计500亿元2025年 合计1000亿元吉林吉林“氢动吉林”中长期发展规划（2021-2035年）2022.12030年 70座2035年 400座2025年 100亿元2030年 300亿元2035年 1000亿元内蒙内蒙 内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划2022.22025年 5000辆2025年 60座2025年 1000亿元浙江浙江 浙江省能源发展“十四五”规划2022.52025年5000辆2025年50座上海上海 上海市氢能产业发展中长期规划（2022-2035年）2022.62025年 10000辆2025年 70座2025年 1000亿元山西山西 山西省氢能产业发展中长期规划（2022-2035年）2022.82025年 10000辆2030年 50000辆宁夏宁夏 宁夏回族自治区氢能产业发展规划2022.112025年 500辆（重卡）2025年 10座湖南湖南 湖南省氢能产业发展规划2022.112025年500辆2025年 10座安徽安徽 安徽省氢能产业发展中长期规划2022.112025年 产能5000辆2030年 产能20000辆2025年 30座2030年 120座2025年 500亿元2030年 1200亿元福建福建 福建省氢能产业发展行动计划（20222025年）2022.122025年 4000辆2025年 40座2025年 500亿元青海青海 青海省氢能产业发展中长期规划（2022-2035年）2023.12025年 250辆2030年 1000辆2025年 3-4座2030年 15座2035年 500亿元江西江西 江西省氢能产业发展中长期规划（2023-2035年）2023.22025年 500辆2025年 10座2025年 300亿元111.4 产业展望：供应端技术持续突破、基础设施完善；应用端万亿市场加速爆发产业展望：供应端技术持续突破、基础设施完善；应用端万亿市场加速爆发资料来源：中国氢能联盟基础设施白皮书，中国氢能产业发展报告2020，IEA，平安证券研究所储运储运加注加注总体总体目标目标分板分板块块交通 氢燃料电池汽车保有量：氢燃料电池汽车保有量：5万辆万辆 氢燃料电池汽车保有量：氢燃料电池汽车保有量：100万辆万辆 氢燃料电池汽车保有量：氢燃料电池汽车保有量：3000万辆万辆 非道路运输领域：积极探索氢燃料电池重型工程机械、轨道交通、船舶、无人机等领域电力 波动性可再生能源发电规模1000GW 波动性可再生能源发电规模4000GW 氢能作为季节性储能方案，将可再生能源与能源消费终端有效连接，保障可再生能源平稳可持续大规模开发运用工业 围绕钢铁、石化、化工行业“三点”及天然气掺氢提供高品位“一线”，实现工业部门的深度脱碳建筑 围绕微型燃料电池热电联供系统、天然气管道掺氢两大应用场景，逐步在居民和工商业用户中推广制氢制氢20252025年年20352035年年20502050年年 高压气氢运输为主 液氢运输试点推广 合建站为主 在站制氢一体站试点运营 加氢站总数达到加氢站总数达到200座座 液氢运输作为主动脉 高压气态储运作为毛细血管 加氢站及其他基础设施多元化、网络化发展 加氢站总数达到加氢站总数达到2000座座 液氢储运+高压气氢储运+管道储运+有机液体储运等多种路径并行 形成多元化、网络化的氢能基础设施体系 加氢站总数达到加氢站总数达到12000座座 产业产值：产业产值：1万亿元万亿元 氢需求总量：约氢需求总量：约3000万吨万吨 氢终端售价：40元/kg 产业产值：产业产值：5万亿元万亿元 氢需求总量：约氢需求总量：约4000万吨万吨 氢终端售价：30元/kg 产业产值：产业产值：12万亿元万亿元 氢需求总量：约氢需求总量：约7000万吨万吨 氢终端售价：20元/kg 以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的供应体系 可再生能源制氢10-20万吨万吨/年年 半集中化可再生能源电解水制氢为主 CCUS技术实现产业化 工业副产氢提升利用效率 集中可再生能源电解水制氢为主 工业副产提纯、化石能源制氢+CCUS为辅供供应应端端应应用用端端CONTENTCONTENT目录目录一、氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔一、氢能：零碳可持续的理想能源，前景广阔四、绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力四、绿氢：电解槽和材料存在壁垒，国内企业发力五、投资要点与风险提示五、投资要点与风险提示三、传统制氢路线：碳捕捉、提纯等环节存在机遇三、传统制氢路线：碳捕捉、提纯等环节存在机遇二、制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发二、制氢环节概述：三大路线并存，绿氢蓄势待发132.1 氢能产业链主要包括制氢、储运、加注和下游应用四个环节氢能产业链主要包括制氢、储运、加注和下游应用四个环节资料来源：GGII，中国氢能产业发展报告2022，平安证券研究所氢能产业链全景图（括号为国内氢能产业链全景图（括号为国内2030年新增产值估计）年新增产值估计）CCUS设备化石重整化石重整制氢（制氢（10000亿元亿元）储运（储运（200亿元以上）亿元以上）加注（加注（50亿元以上）亿元以上）应用（万亿级）应用（万亿级）工业副产氢工业副产氢电解水制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（电解槽（900亿元）亿元）质子交换膜电极材料催化剂液氢液氢高压气氢高压气氢III/IV型瓶碳纤维材料液氢储罐液化装置有机液体储氢有机液体储氢固态储氢固态储氢加氢站设备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（燃料电池系统（1000亿元）亿元）质子交换膜膜电极催化剂双极板电堆电堆（600亿元）亿元）循环泵空压机气体扩散层燃料电池系统燃料电池系统（1000亿元）亿元）其它部件电力（储能）电力（储能）工业脱碳工业脱碳建筑（热电联供）建筑（热电联供）交通运输交通运输下游下游应用应用输氢管道压缩机142.1 制氢环节参与者全景图制氢环节参与者全景图碱性电解碱性电解PSA制制备备提提纯纯后后处处理理设备设备/成套工艺成套工艺昊华科技化石燃料制氢化石燃料制氢工业工业副产氢副产氢电解水制氢电解水制氢PDH深冷分离煤制氢天然气制氢材料材料(分子筛分子筛)建龙微纳气体提纯气体提纯 凯美特气 金宏气体 和远气体氯碱资料来源：公司公告及官网，wind，高工氢电，36氪，平安证券研究所整理焦化注：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设备及成套工艺设备及成套工艺杭氧股份深冷股份中泰股份蜀道装备设备及成套工艺设备及成套工艺卓然股份宝色股份中石化洛阳院制备制备 航锦科技 鸿达兴业 滨化股份 嘉化能源 恒光股份制备制备 美锦能源 宝泰隆制备制备 卫星化学 金发科技 东华能源 金能科技CCUS设备设备(煤气化炉煤气化炉)航天工程兰石重装制备制备 阳煤化工 华昌化工设备设备冰轮环境冰山冷热惠博普广汇能源蓝科高新杭氧股份西子洁能材料材料/技术技术昊华科技蓝晓科技应用应用 中国石油 中国石化材材料料/设设备备 中国石化材料材料-质子交换膜质子交换膜 DuPont 东岳集团 科润新材料材料材料-催化剂催化剂 Johnson Matthey TKK 贵研铂业 格林美 龙蟠科技 新动力 中自科技 济平新能源 广汇能源 宝丰能源部件部件-膜电极膜电极 武汉理工氢电 鸿基创能材料材料-气体扩散层气体扩散层 玖昱科技 浙江菲尔特 通用氢能部件部件-双极板双极板 安泰科技 治臻股份 金泉益材料材料-隔膜隔膜 东丽（中国）投资有限公司 Agfa-GevaertGroup 碳能科技 中科氢易电解槽电解槽 苏州竞立 派瑞氢能（中船718）隆基股份 天津大陆 中电丰业 凯豪达PEMPEM材料材料-电极电极 科力远 莒纳科技 辉瑞丝网 保时来 盈锐优创 力炻电极部件部件-密封垫片密封垫片 氟达氢能其它路线其它路线制制备备电解槽电解槽 派瑞氢能 中电丰业 赛克赛斯 国富氢能 融科氢能 国氢科技 凯大催化 凯立新材 中科科创 氢电中科 瀚氢源 华易氢元 国富氢能 阳光电源 明阳智能 双良节能 天合光能SOEC材料材料 三环集团AEM电解槽电解槽 稳石氢能SOEC电解槽电解槽 思伟特1512.124.314.920.220.222.424.531.76.87.59.313.414.014.619.121.6051015202530352.1 制氢路线：三种制氢路线共存，可再生能源电解水制氢是“终极路线”制氢路线：三种制氢路线共存，可再生能源电解水制氢是“终极路线”三种制氢路线：“成本”短期制约，“可持续”长期引领。三种制氢路线：“成本”短期制约，“可持续”长期引领。氢气制备方式主要包括化石燃料制氢、工业副产氢和电解水制氢三类。化石燃料制氢化石燃料制氢是以煤或天然气为原料还原制氢的传统方案，技术成熟、成本最低，但碳排放量高，且化石燃料不可再生，产能扩张空间有限，存量产能将逐步结合CCUS技术，以降低排放。化工副产氢化工副产氢是氯碱，轻烃利用等化工工艺获得副产氢的方案，成本较低，但制备规模取决于主产品制备规模，扩张空间有限，可作为补充性氢源。电解水制氢电解水制氢是利用水的电解反应制备氢气的技术，可再生电力制氢称为“绿氢”，是零碳排、可持续的“终极路线”，但目前成本仍是制约其普及的瓶颈因素，其规模化应用需要产业链各环节推动降本。资料来源：中国氢能产业发展报告2020，平安证券研究所三种制氢方式及其优劣势三种制氢方式及其优劣势化石燃料化石燃料制氢制氢电解水电解水制氢制氢化工化工副产氢副产氢煤制氢碱性电解焦炉煤气副产氢天然气制氢PEM电解氯碱副产氢轻烃利用副产氢SOEC电解制氢方式技术路线优势技术成熟、应用广泛储量有限，不可再生；产生大量碳排放成本低制备规模取决于主产品规模，无法作为大规模集中化的氢能供应源理论碳排放为零；可充分利用弃风、弃光等电能现阶段成本较高，尚未大规模应用局限主要制氢方法成本比较主要制氢方法成本比较（单位：元/kg）16我国氢气生产结构（我国氢气生产结构（2019年）年）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（全球氢气生产结构（2021年）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%2.2 全球氢气产能以化石燃料制氢为主，清洁制氢存在替代空间全球氢气产能以化石燃料制氢为主，清洁制氢存在替代空间020406080100120140160180200电解水制氢工业副产氢化石燃料制氢+CCUS目前全球氢气生产以化石燃料制氢为主，目前全球氢气生产以化石燃料制氢为主，清洁制氢存在替代空间。清洁制氢存在替代空间。2021年全球氢气总产量为9400万吨，其中化石燃料制氢占80%以上，清洁制氢（电解水/化石燃料+CCUS）占比不到1%。现阶段，我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3300万吨，产能规模全球领先，但同样以化石燃料制氢为主（近80%），清洁制氢存在广阔的替代空间。未来清洁制氢方案将成为主要增量未来清洁制氢方案将成为主要增量。IEA预测，到2030年，全球氢气产量将达到1.8亿吨，较2021年的0.94亿吨翻倍增长。其中，主要的增量产量将由电解水制氢满电解水制氢满足，电解水制氢产量将从2021年的不到4万吨大幅增长至6170万吨；耦合耦合CCUS的化石燃料制的化石燃料制氢氢产量将从2021年的60万吨增长至3300万吨，清洁制氢方案将成为主流。全球氢气产量及制备路线分布全球氢气产量及制备路线分布化石燃料制氢（无CCUS）,71.7,40%化石燃料制氢+CCUS,33.0,18%工业副产氢,13.4,8%电解水制氢,61.7,34%（单位：百万吨）2030年全球制氢路线分布年全球制氢路线分布资料来源：IEA，中国氢能联盟，平安证券研究所（单位：百万吨，%）172.2 全球市场：电解水制氢步入快速成长期，电解槽装机和扩产提速全球市场：电解水制氢步入快速成长期，电解槽装机和扩产提速电解槽装机步入高速成长期。电解槽装机步入高速成长期。电解槽是用于电解水制氢的主要设备。经历了一定时间的技术布局和产业链发展，全球制氢电解槽装机步入快速成长阶段，2021年全球新增装机209MW，同比增长2.4倍；IEA预计，2022和2023年全球制氢电解槽新增装机将分别达到0.9和4.1GW，总装机分别达到1.4GW和5.5GW；净零排放目标下，2030年全球制氢电解槽累计装机将达到720GW。中国和欧洲引领，全球电解槽产能高速增长。中国和欧洲引领，全球电解槽产能高速增长。IEA统计，2021年全球电解槽总产能8.0GW/年，其中欧洲和中国产能分别为3.5和2.9GW，占比分别为44%和36%。IEA预计，2023/2025年全球电解槽总产能将分别达到21.5和45.1GW/年，欧洲和中国电解槽产能合计占全球的85%/68%；2021-2025年全球电解槽总产能复合增长率达到54.1%。2023年全球电解槽累计装机将达到年全球电解槽累计装机将达到5.5GW资料来源：IEA，平安证券研究所欧洲和中国引领，欧洲和中国引领，2025年全球电解槽产能可达年全球电解槽产能可达45GW0%50%100%150%200%250%300%350%400%450%01,0002,0003,0004,0005,0006,000累计装机(MW)YOY（%）05101520253035404550未指明印度北美洲中国欧洲数据为电解槽产能，单位：GW182023年第一季度国内电解槽招标情况年第一季度国内电解槽招标情况2.2 国内市场：电解槽招标再创新高，绿氢赛道爆发在即国内市场：电解槽招标再创新高，绿氢赛道爆发在即2022年电解槽出货量同比翻倍。年电解槽出货量同比翻倍。GGII初步统计，2022年国内电解水制氢设备出货量达到722MW（含出口，不含研发样机），同比大幅增长106%。其中，中石化新疆库车绿氢示范项目贡献比例最大，安装