2022年中国氢能研究系列（一）：产业链全景图研究报告

研究报告研究报告| 2022/06| 2022/02 碳中和系列碳中和系列 n 氢能制储运加等生产供给环节发展情况氢能制储运加等生产供给环节发展情况 概览摘要 概览摘要 化石燃料制氢和高压气态长管拖车是中国目前主要的化石燃料制氢和高压气态长管拖车是中国目前主要的氢能制储运方式，未来将形成可再生能源电解水制氢显能制催运方式，未来将形成可再生能源电解水制 并通过管道运输的生产模式。中国加氢站建设的设备并通过管道运输的生产模式。中国加氢站建设的设备成本占比高达70%，设备国产化水平不足，未来朝着“加成本占比高达70%，设备国产化水平不足，未来朝着"加 “十四五”规划提出了对氢能整体发展的清晰布局，政策内容覆盖氢能制储运加等生产供给环节和工业、政策内容覆 油加氢”一体化方向发展，产业集群显著油加氢"一体化方向发展，产业集群显著 +n 交通、储能等应用需求领域，此外在2022年冬奥会中氢能应用起到了突出的建设示范效果。在政府会中氢能应用起到了突出的建设示范效果。在政府政策和社会资本的共同关注下，中国氢能产业发展政策和社会资本的共同关注下，中国氢能产业发展呈现盎然生机。 氢能能量转换及交通和工业领域的发展情况氢能能量转换及交通和工业领域的发展情况氢能能量转换及交通和工业领域的发展情况 燃料电池是氢能能量转换的重要设备，电堆是其核心燃料电池是氢能能量转换的重要设备，电堆是其核心部件，约占总成本的65%，受氢能交通领域驱动，发展部件，约占总成本的65%，受氢能交通领域驱动，发展 呈现然生机 迅速；中国氢能交通领域遵循燃料电池商用汽车优先迅速：中国氢能交通领域遵循燃料电池商用汽车优先发展原则，氢燃料电池汽车保有量有望在2030年达100发展原则，氢燃料电池汽车保有量有望在2030年达100 本文将围绕中国氢能的“制储运加转用”产业链全景本文将国绕中国氢能的"制器运加转用*产业链全景分析氢能产业发展进程及优秀企业发展情况。新实能产业发展造程发优泰企业发股情况 万辆；中国氢能工业领域的应用场景主要为氢能冶金万辆：中国氢能工业领域的应用场景主要为氢能冶金和绿金化工，氢能冶金是钢铁行业低碳转型的重要方和绿金化工，氢能冶金是钢铁行业低碳转型的重要方向，绿氢化工推动化工行业深度脱碳 向，绿氢化工推动化工行业深度脱碳 n 氢能企业推荐和案例分析氢能企业推荐和案例分析氢能企业推荐和案例分析 氢气成本在产业链占比高，制氢技术是政府扶持和企氢气成本在产业链占比高、制氢技术是政府扶持和企业投资的重点方向，宝丰能源、美锦能源、卫星化学业投资的重点方向，宝丰能源、美锦能源、卫星化学表现亮眼；储氢瓶的技术突破是目前中国储氢行业聚表现亮眼；储氢瓶的技术突破是目前中国储氢行业聚焦的重点，中材科技、中集安瑞科、鸿达兴业表现亮焦的重点，中材科技、中集安瑞科、鸿达兴业表现亮眼；加氢站建设主体呈现多元化，但市场集中度相对眼；加氢站建设主体呈现多元化，但市场集中度相对较高，厚普股份、中国石化表现亮眼；中国燃料电池较高，厚普股份、中国石化表现亮眼；中国燃料电池领域竞争格局尚未明朗，大洋机电表现较为亮眼；氢领域竞争格局尚未明朗，大洋机电表现较为亮眼：象力氢为利用大数据服务助力氢燃料电池汽车运营；小力氢为利用大数据服务助力氢燃料电池汽车运营：小柿子公司推动氢能产业联盟发展；产学研深度融合，柿子公司推动氢能产业联盟发展：产学研深度融合 推动产业技术研发升级；冶金生产全流程低碳优化，推动产业技术研发升级；冶金生产全流程低碳优化推动钢铁行业绿色转型 推动钢铁行业绿色转型 www.leadleo.com©2021 LeadLeo ©2022 LeadLeo ©2020 LeadLeo n■名词解释 名词解释 u 电堆：由众多单体电池按照特定工艺串联组装制成的发电装置。其中每个单体电池都由双极板、膜电堆：由众多单体电池按照特定工艺串联组装制成的发电装置。其中每个单体电池都由双极板、膜 电极和相关套件组成，其内部通过注入氢气和氧气发生氧化还原反应形成电子运动，从而产生电流。 电极和相关套件组成，其内部通过注入氢气和氧气发生氧化还原反应形成电子运动，从而产生电流。 u 质子交换膜：燃料电池电堆内部膜电极的一层薄膜，负责阻隔、分离气体燃料和氧化剂，同时负责质子交换膜：燃料电池电堆内部膜电极的一层薄膜，负责阻隔、分离气体燃料和氧化剂，同时负责传导燃料电池内部电化学反应下由正极向负极的质子传播。 传导燃料电池内部电化学反应下由正极向负极的质子传播。 u 双极板：电堆中重要的结构材料，主要负责导热、导电、排水。 Chapter 1 产业全景 产业全景 中国氢能产业发展背景n中国氢能产业发展背景 n■中国氢能产业发展政策中国氢能产业发展政策 n中国氢能产业全景图 中国氢能产业全景图 ©2022 LeadLeo n中国氢能产业发展政策中国氢能产业发展政策中国氢能产业发展政策 “十四五”规划政策覆盖氢能全产业链，从氢能整体规划出发，向工业领域、交通领域、储“十四五"规划政策覆盖氢能全产业链，从氢能整体规划出发，向工业领域、交通领域、储“十四五"规划政策覆盖氢能全产业链，从氢能整体规划出发，向工业领域、交通领域、储能领域等拓展延伸，引导氢能产业发展能领域等拓展延伸，引导氢能产业发展 图表2：中国氢能产业发展相关政策，2021-2022年 图表2：中国氢能产业发展相关政策，2021-2022年 政策文件政策文件政策文件 颁布时间领布时间 颁布主体族布主体族布主体 主要内容及作用主要内容及作用 ewww.leadleo.com ©2022 LeadLeo 制氢 单收：万吨 工艺制氢 天然气制氢*天然气制氢石油制氢= 石油氢其他 43% 16% = 其他 固态储运氢 稀土储氢材料得土修氢材料 q 目前中国加氢站建设日首中国加氢站建设的设备成本占总成本的设备成本占总成本比重高达75%，投资比重高法75%，投资建设企业呈现多元化建设企业量现多元化 FI鸿达兴业共团 电控系统电控系统 数据采集系统数据采集系统 WCICHAI 双极板双报板 ISION雄韬 q 电堆核心组件本土化率较低，发展亟需国产化、批量化、标准化电堆核心超件本土化事快低，发医整胃国产化、批量化、标准化 交通领域 工业领域 建筑领域 道路交通领域道路交通领域 非道路交通领域丰道路交通领域 氢能冶金氢能冶全 绿氢化工绿租化工 热电联产热电联产 CIMCENRIC中集安瑞科 中国中车CRRC 用氢 TOYOTA CSSC BAOWU中国宝武 BACRENG 储能领域 河钢集团有限公司 HEIS 发电领域 发电领域 中国北阳乐国万限公司 以上仅为部分代表性企业，不代表行业整体情况以上仅为部分代表性企业，不代表行业整体情况 ©2022 LeadLeo Chapter 2 产业链分析 产业链分析 n制氢发展概览 制氢发展概览 n储运氢发展概览 储运氢发展概览 n加氢发展概览 加氢发展概览 n能量转换（燃料电池）发展概览 能量转换（燃料电池）发展概览 n■用氢（交通领域）发展概览用氢（交通领域）发展概览 n用氢（工业领域）发展概览用氢（工业领域）发展概览 ©2022 LeadLeo n制氢发展概览制氢发展概览制氢发展概览 制氢方式按原料来源主要分为化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三种方式。中国制氢方式按原料来源主要分为化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三种方式。中国目前以化石燃料制氢（煤制氢）为主，可再生能源电解水制氢是未来的发展趋势目前以化石燃料制氢（煤制氢）为主，可再生能源电解水制氢是未来的发展趋势 n 可再生能源电解水制氢是未来发展趋势可再生能源电解水制氢是未来发展热势 中国是世界上产量最高的氢气制备国家，当前以化石燃料制氢为主，占比约64%，工业副产制氢和电解水制氢分别占比约32%和4%。但化石燃料制氢和工业副产制氢一方面原料受能源转型的影响原料供给减少；另一方面制氢过程二氧化碳排放增加，无法作为最优的制氢选择。电解水制氢技术设备简单，工艺流程稳定可靠， 中国是世界上产量最高的氢气制备国家，当前以化石燃料制氢为主，占比约64%，工业副产制氢和电解水制 氢分别占比约32%和4%，但化石燃料制氢和工业副产制氢一方面原料受能源转型的影响原料供给减少；另一 方面制氢过程二氧化碳排效增如，无法作为最优的制氢选择。电解水制氢技术设备简单，工艺流程稳定可靠产生的氢气纯度高（>99%），同时生产过程基本实现零碳排放。但目前电解水单位制氢成本是煤制氢的4-5产生的氢气纯度高（>99%），同时生产过程基本实现零碳排效。但目的电解水单位制氢成本是煤制氢的4-5 倍，制氢量通常小于200m3/h，电解成本过高是目前制约电解水制氢发展的主要因素。未来随着电解水技术和可再生能源发电的发展，电解水制氢有望成为中国主流的制氢方式，实现“绿氢”的规模化应用 倍。制氢量通常小于200m3/h，电解成本过高是目前制约电解水制氢发展的主要因索。未来随着电解水技术 和可再生能源发电的发展，电解水制氢有望成为中国主流的制氢方式，实现绿氢"的规模化应用 图表4：中国制氢主要技术对比及驱动因素图表4：中国制氢主要技术对比及驱动因素 制氢方式制氢方式 原理原理 成本构成/发展现状成本构成/发展现状成本构成/发展现状 煤制氢成本构成煤制氢成本构成 以煤在蒸汽条件下气化以煤在蒸汽条件下气化产生含氢和一氧化碳的产生含氢和一氧化碳的合成气，合成气经变换合成气，合成气经变换和分离制成氢和分离制成氢 制氢成本 1.08-1.21元 /m3 谢战本 37%煤炭 26%26% 23%23% 燃料 8%6%其他 37 8% 6% 煤制氢煤制氢 1.08-1.21元/m3 氧气 制造及财务天然气制氢成本构成天然气制氢成本构成73% 煤炭■氧气制造及财务燃料其他 化石燃料制氢化石燃料制氢（灰氢） 制氢成本制氢成本 1.81-3.42元 /m3 14%9%4%制造及财务其他 734 14%9%4% (灰氢) 1.81-3.42元/m 天然气、石油产品生成天然气、石油产品生成CO的合成气，然后通过CO的合或气、然后通过PSA或膜法分离法转化为CO2 和 H2 天然气 燃料气 天然气■燃料气别造及财务■其他 天然气制氢天然气制氢 1）技术成熟，制氢纯度>99%，制氢效率>80%，成本较低 1）技术成熟，制氢纯度>99%，制氢效率>80%，成本较低 PSA或膜法分高法转化为CO2RH2 2）原料储备有限，制氢过程碳排放约14kg·CO2/kg·H2，须提纯并去除杂质 2）原料储备有限，制氢过程碳排效约14kgCO2/kg-H2.须 提纯并去除杂质 焦炉煤气制氢成本构成焦炉煤气制氢成本构成70% 在工业生产过程中，利在工业生产过程中，利用富含氢气的终端废弃用富含氢气的终端废弃物或副产物作为原料，物或副产物作为原料，采用变压吸附法（PSA）回收提纯制氢回收提纯制怎 制氢成本制氢成本2.46 -2.69元 焦炉煤气/氯碱化工/丙烷脱氢副产制氢 焦炉煤气/氧碱化工/丙烷脱氢副产制氢 16% 11%3% 工业副产制氢工业副产制氢（蓝氢） 16%11%8% 2.46 -2.69元/m 焦炉煤气电其他设备折旧）制氢纯度>99%，制氢成本适中 焦炉煤气电其他设备折旧 (蓝氢) 采用变压吸附法(PSA) /m31 1）制氢纯度>99%。制氢皮本适中 2）需提纯并去除杂质，无法作为大规模集中化的氢能源供应源2》需提纯并去除杂质，无法作为大规模集中化的氧能漂供应源 PEM电解水制氢成本构成 PEM电解水制氢成本构成 电解液一般是含有30%左右KOH的溶液，接通直流电后，水在电解槽中流电后，水在电解