环保行业深度报告：氦气：气体黄金进口依赖97.5%，国产替代加速，碳中和约束供应资源端重估

事件：2022年3月国际冲突爆发以来，氦气价格快速上行。2022年6月，俄罗斯颁布限制惰性气体出口令，全球对于氦气供应展现出史无前例的担忧，中国氦气价格上涨至420-460元/方，涨幅超300%。 地缘冲突爆发，中国氦气价格突破400元/方。复盘中国高纯管束氦气价格，自2017年以来管束氢气价格基本位于100至200元/方区间。2022年3月国际冲突爆发，全球对于氦气供应展现出史无前例的担忧，中国氦气价格上涨至420-460元/方，涨幅超300%。 战略资源气体黄金，全球产气集中度高。氦气广泛应用于航空航天、半导体产业、尖端科研等领域，国外对于氦气资源的保护与战略储备的重视已由来已久。全球氦气产量集中度高，前三大产气国美国（占49%）、卡塔尔（占30%）、阿尔及利亚（9%）2021年产气CR3达88%。氦气垄断国家对于氦气及制氦设备出口有明确限制。 中国需求：前沿研究&高端制造氦气需求稳定增长。2020年中国氦气消费量2125万方，疫情影响需求受限，同比下滑6.4%，2015-2020年消费量CAGR为5.7%，2017年以来氦气年消费量维持2000万方以上。其中，受控气氛（光纤、半导体、光伏等）与低温应用（核磁共振、低温超导、国防军事等）为主要应用方向，分别占比56%/23%。随中国高科技行业持续发展，氦气需求稳定增长。 中国供给：进口依赖度97.5%，优质气田资源亟待开发。2020年中国进口氦气量达2076万方，自主生产53万方，进口依赖度97.5%。前三大进口国为卡塔尔（占82%）、美国（占9%）、澳大利亚（8%）。中国氦气资源较为匮乏，氦资源仅占全球2%且氦含量较低，塔里木盆地的和田河气田，是中国第一个特大型富氦气田，优质资源亟待开发。 提氦产业链国产替代加速，氦气资源壁垒突出。海外氦气制取与储运技术路径相对成熟，中国仍然存在大规模贫氦天然气提氦技术成本较高，氦气液化储运关键核心设备性能存在差距的问题。技术差距正逐步收窄，碳中和约束供应资源端壁垒体现。背靠优质富氦气田的LNG企业，LNG原料气可作为稳定氦气来源。氦气作为副产品，无原材料成本，仅承担固定的制造成本，可较好享受氦气价格上行带来的盈利弹性。我们测算氦气价格100/200/300/400元/方，BOG项目提氦毛利率79.2%/89.6%/93.1%/94.8%。 投资建议：关注BOG提氦布局与气体销售优势。重点关注：九丰能源：LNG打造海陆双气源，出粤入川布局氢&氦。金宏气体：绑定海外气源&氦气储备充沛先发优势显著。建议关注：电子特气头部公司凯美特气、华特气体；布局BOG提氦水发燃气；提氦设备商蜀道装备。 风险提示：氦气价格剧烈波动，技术研发不及预期，市场竞争加剧 事件：自2022年3月国际冲突爆发以来，氦气价格快速上行。2022年6月，俄罗斯颁布限制惰性气体出口令，全球对于氦气供应展现出史无前例的担忧，中国氦气价格上涨至420-460元/方，涨幅超300%。 1.地缘冲突引氦气暴涨，“气体黄金”亟待国产替代 1.1.战略资源气体黄金，俄罗斯限制出口气价暴涨 氦气为重要战略资源，全球供给集中度高。氦气广泛应用于航空航天、半导体产业、尖端科研等领域，是国防军工和高科技发展不可或缺的战略性物资。国外对于氦气资源的保护与战略储备的重视由来已久。1960年美国修订了1925年首次颁布的《氦保护条例》，全美国氦气的提取、储存及运输由美国内政部统筹。2018年，美国总统签署发令将氦气列入至关重要的35种关键矿产目录，并要求供应中国的氦气合同注明不得用于军事用途。氦气垄断国家对于制氦设备出口中国存在明确限制。美国商务部制定《出口管理条例》中明确规定20K以下制冷机及核心部件禁止出口中国，欧盟要求低温设备对中国出口必须报最终用户，且设备卖方有现场检查权和否决权。全球氦气产量集中度高，前三大主要产气国为美国、卡塔尔、阿尔及利亚，2020年CR3达87.5%。 图1：氦气下游应用行业 图2：全球不同国家氦气产量（万立方米） 地缘冲突爆发，中国氦气价格自100元/方突破至400元/方。中国氦气主要进口地包含卡塔尔、美国、澳大利亚。2021年卡塔尔、美国、澳大利亚进口量分别占82%、9%和8%。复盘中国氦气价格，1）2017年中期，受主要来源地卡塔尔断交危机影响，中国氦气价格显著抬升，从稳定60元/方上涨至110元/方，部分突破150元/方。2）2018年三季度，全球氦气生产停滞，以BLM为首国际氦气供应商配额调整、半导体等氦气需求量较大的产业竞争加剧等多重因素影响，氦气均价陡然上升，2018年底已达到160元/方；3）2019年，氦气短缺不断加剧，价格逐步抬升超过230元/方；4）2020年，受疫情影响下游需求减弱，氦气价格逐步下降，阶段性低谷为100元/方；5）2022年3月，自国际冲突爆发以来，氦气价格快速上行，俄罗斯颁布限制惰性气体出口令，全球对于未来氦气供应展现出史无前例的担忧，中国氦气价格上涨至420-460元/方。 图3：2016-2022年中国管束氦气价格（元/立方米） 1.2.需求：稳定年消费2000万方，前沿研究&高端制造氦气需求稳定增长 中国氦气年消费量2000万方以上，较为稳定。根据中国工业气体工业协会，2020年中国氦气消费量2125万方，受疫情影响需求受到一定限制，同比下滑6.4%，2015-2020年消费量CAGR为5.7%，增长较为稳定，年消费量维持2000万方以上。 前沿研究&高端制造，氦气需求稳定增长。拆分2020年中国氦气消费结构，其中受控气氛、低温应用为最主要应用方向，占比分别为56%、23%。受控气氛包括光纤、半导体、光伏等，低温应用包括核磁共振、低温超导、国防军事、大科学研究等。作为国防军工和高科技产业发展不可或缺的战略物资，氦气消费量已经成为衡量国家科技发展水平的重要指标，我们预计随着中国半导体、光纤、光伏等行业的快速发展，中国氦气需求仍将维持稳定增长。 图4：2020年中国氦气消费量2130万方 图5：中国氦气消费结构（2020年） 1.3.供给：进口依赖度97.5%，优质气田资源亟待开发 2020年中国氦气进口依赖度97.5%，外资企业垄断氦气进口。根据中国工业气体工业协会统计，2020年中国进口氦气量达2076万方，自主生产53万方，进口依赖度97.5%。根据隆众资讯统计，2021年中国进口氦气约3685万吨（约2064万方），2021年进口依赖程度仍然较高。中国氦气进口贸易业务由4家外资企业所垄断，中国仅有2家气体企业开展进口业务。根据《中国氦气市场发展前景展望》，2020年国内82%的氦气进口贸易业务被外资企业垄断，包括德国新林德、法国液化空气集团、空气产品以及日本岩谷气体，占比分别为21%、19%、18%及13%。中国仅有两家企业为广州广钢气体能源及上海济阳科技。 图6：2021年中国氦气消费量2125万方 图7：中国氦气进口企业进口量市场占比（2020年） 中国氦气资源较为匮乏，存量优质气田亟待开发。1）中国氦资源仅占全球2%。根据美国地址调查局（HSGS）2020年的调查报告，全球氦气资源约为520亿方，区域分配较为不均。其中美国、卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯、加拿大、中国为前6大资源国，位列第6的中国拥有氦气资源量仅11亿方，占比约2%。2）中国氦资源氦含量较低。 根据气田氦含量区分，USGS将含量大于0.3%的资源称为经济可采资源。美国含氦天然气中氦气含量可达0.66%～8.2%，俄罗斯含氦天然气氦含量0.15%～0.6%。中国氦资源整体氦含量较低。目前中国已发现的8个含氦天然气盆地，分别位于渭河、四川、塔里木、柴达木、松辽、渤海湾、苏北、海拉尔等。其中，塔里木盆地的和田河气田，是中国第一个特大型富氦气田（含量为0.30%-0.37%），优质气体资源亟待开发。 图8：全国氦气资源分布格局（2020年） 图9：氦气田工业划分标准 2.提氦产业链国产替代加速，碳中和约束供应资源端壁垒体现 氦气产业链主要分为上游制取、中游储运及下游应用。1）上游氦气制取：天然气分离法是目前唯一工业化获取氦的方法，包括粗氦提取与精制，深冷法为粗氦提取最为广泛的提氦方法，约90%的氦气通过深冷法制取。近年来常温法提氦（多级变压吸附、多级膜、膜法+多级变压吸附）研发也已获得成功，逐步投运。粗氦精制主要通过冷凝、催化氧化、分子筛、低温吸附等方法去除氮气、氢气、水、氧气、氩气、氖气等杂质； 2）中游储运主要分为液氦、气氦两种形式，液氦通过液氦杜瓦，气氦通过气氦高压管束车进行储运。气氦运输成本约为液氦的4倍，适用于短距离分销；规模大且距离氦气消费市场较远（大于1000km）的提氦厂，宜采用液氦形式进行产品储运。中国气氦/液氦消费量占比分别为70%/30%。3）下游应用可由掌握氦气资源企业直接进行终端销售或通过专业的气体贸易商进行销售。 图10：氦气产业链梳理 技术差距逐步缩窄，国产替代进度加快。氦气制取与储运技术路径已经相对成熟，美国早期的提氦工厂Amarillo，自1929年起即开始投产，采用深冷法提取。卡塔尔、俄罗斯等主要氦气出口国家均主要采用深冷法、BOG提氦等主流方式。氦气垄断国家对于中国明确的氦气禁运政策，并通过对于制冷机及核心部件、液氦罐箱、氦气液化器等出口限制限制制造能力。与此同时，随着国内部分BOG提氦项目落地，中国正逐步收窄技术差距，国产替代进度加快。目前中国仍然存在大规模贫氦天然气提氦技术成本较高，氦气液化储运关键核心设备性能存在差距的问题。 表1：中国提氦技术差距逐步收窄 表2：全球部分天然气提氦厂统计 资源端壁垒体现，LNG副产提氦优势突出。背靠优质富氦气田的LNG企业在提氦过程中，优势突出。LNG原料气可作为提氦过程的稳定原料来源，氦气作为LNG副产品，无原材料采购成本，仅承担较为固定的制造成本，主要包括设备折旧（38%）、物料消耗（27%）、动力成本（17%）、人工成本（17%）等。拥有氦气资源可较好享受氦气价格上行带来的盈利弹性，副产氦同时可带动LNG项目业务盈利能力提升。根据我们测算，当氦气价格为100元/方，LNG副产提氦项目毛利率可达79.2%，当氦气价格上涨至200/300/400元/方，项目毛利率可达89.6%/93.1%/94.8%，盈利弹性明显。 图11：典型LNG-BOG提氦项目模型测算 3.投资建议：关注BOG提氦布局与气体销售优势 表3：氦气产业链相关标的梳理 3.1.九丰能源：LNG打造海陆双气源，出粤入川布局氢&氦 布局BOG提氦产能36万方/年，已实现规模化氦气销售。公司拟收购标的远丰森泰已具备LNG项目BOG提氦的关键技术，已在内蒙森泰建成一套BOG提氦装置，产能36万方/年，2021年5年起项目开始试生产，2021年全年实现氦气销售8.63万方，已实现氦气规模供气出货。 布局海陆双气源，LNG主业量增价稳。国内天然气需求在双碳政策下稳步上升，2011-2021年CAGR10.7%；供给端国内产量和管道天然气进口量的相对刚性致使国内天然气需求浮动主要靠LNG进口补齐，进口LNG地位突显。1）量的角度，公司LNG接收站处理能力150万吨/年；计划收购远丰森泰一期60万吨/年产能，二期60万吨/年建成后产能翻倍；2025年江门码头建成300万吨，处理能力在2021年基础上翻两番。2）价的角度，海陆双气源稳定成本，推动公司稳健发展；2021年LNG进口价格波动上涨，JKM最大上浮300%，布伦特原油最大上浮30%；公司拟收购的远丰森泰贴近陆气气源，四川液厂采购成本可控制在±20%，陆气+海气稳定成本。3）销售结构的角度，公司三种销售方式的毛差水平为国内零售>国内贸易>国外转口，公司国内零售客户占国内总客户数70%，未来比例提升至90%，顺价能力进一步增强 氢能依托广东&川渝区位优势，主业协同快速入场。1）政策带来广东&川渝加氢132亿元市场空间；根据我们的假设2024年氢能重卡售价因规模效应降至103