氢能系列报告（二）储运篇：储运千亿市场蓄势待发，氢压机及储氢瓶放量在即

证券研究报告 储运千亿市场蓄势待发，氢压机及储氢瓶放量在即 ——氢能系列报告（二）储运篇 分析师：尹沿技（SAC执业证书号S0010520020001） 2023年3月29日 主要观点 氢能储运是氢能行业发展必不可少的一环。随着氢能需求的快速增加，2030年全球氢气产量有望达到17998万吨，氢能市场的持续扩张将推动中游氢能储运的快速发展。同时目前储运氢环节约占氢气总成本的30%-40%，未来随着降本诉求的不断提升，储运环节将成为氢能降本的关键环节之一。 高压气态储氢仍为现阶段主流选择，氢压机、储氢瓶等核心设备需求快速放量。氢能储存主要分 为气、液、固三种形态，高压气态储氢凭借技术及成本优势成为主流选择，其中核心设备为氢压机及储氢瓶。受益于储存需求的不断提升，压缩机及储氢瓶市场规模快速增长。氢压机方面，目前隔膜压缩机占据70%市场份额，未来逐渐向高压、大排量、国产化发展，2023-2025年中国压缩机市场 规模将达到38.5/48.5/65.4亿元，CAGR为30.3%；全球压缩机市场规模将达到143.8/178.1/229.2亿元，CAGR为26.2%。储氢瓶方面，作为氢能重要储存容器，逐步实现由I、II、III型向质量密度更高、成本更低的碳纤维IV型瓶的产品迭代，2023-2025年中国储氢瓶市场规模将达到112.3/136.1/170.7亿元，CAGR为23.3%，全球储氢瓶市场规模将达到396.5/450.9/519.9亿元，CAGR为14.5%。 短期内车载储氢满足短距离运氢需求，中期液氢运输成本优势明显，长期管道运输趋势明确。长 管拖车技术成熟，为目前我国氢气运输的主要方式，可满足短距离、小规模氢气运输。当运输距离 超过300公里，液氢运输成本低于长管拖车，未来渗透率有望提升。随着未来氢能需求快速增加及制氢分布不均匀，管道运输将成为大规模、长距离运氢的必然趋势。 投资建议：未来随着氢能储运需求的提升，储运环节相关设备企业有望受益。氢气压缩机环节建议重点关注开山股份，厚普股份；储氢瓶环节建议重点关注京城股份，亚普股份。 风险提示：政策支持力度不及预期、氢能储运技术发展不及预期、氢能下游应用不及预期。 目录 1氢能储运为氢能发展重要环节 2气态储氢核心设备压缩机、储氢瓶快速放量 3短期车载储氢满足需求，液氢管道运输趋势明确 4标的公司 1.1、氢能储运是产业链中的重要一环 氢能产业链分为上游制氢、中游储运氢及下游氢能应用，涉及环节较多、应用领域广泛。制氢端即通过化石能源或电解水等方式生产氢气；储运端指将制得的氢气进行压缩或液化后储存，再通过车载或管道等方式运输至下游加氢站、化工企业等应用领域。其中储运环节是连接上游供给及下游需求的关键，是整个产业链环节中的必不可少的一环。 氢能产业链示意图 资料来源：华安证券研究所整理 1.2、氢能行业步入发展快车道，储运氢环节成为降本关键 全球氢能市场快速扩张，储运环节占氢气总成本的30%-40%。据IEA数据，2021年全球氢气总产量达到9423万吨，同比增加5.5%，2030年产量有望达到17998万吨，2021-2030年CAGR达到7.5%，产业发展迅速。据中国煤炭工业协会数据，2021年中国氢气总产量达到3300万吨，同比增加32%，占全球市场的35.02%，未来随着政策及市场驱动氢能需求有望持续保持高增。目前氢气成本仍处于高位，行业降本诉求较大。其中储运氢环节约占氢气总成本的30%-40%， 是决定氢气终端成本的一大关键因素。 2019年-2030年全球氢气总产量及预测 2012年-2021年中国氢能产量及增速 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 2019 全球氢气总产量（万吨） CAGR=7.5% 202020212030E 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 中国氢能产量（万吨）YOY（%） 2012201320142015201620172018201920202021 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 资料来源：IEA，中国煤炭工业协会，分布式能源网，华安证券研究所整理 目录 1氢能储运为氢能发展重要环节 2气态储氢核心设备压缩机、储氢瓶快速放量 3短期车载储氢满足需求，液氢管道运输趋势明确 4标的公司 由于氢气密度较小（0.089g/L）、液态温度较低（-253℃）、稳定性差等特性，使得储运氢难度较大。氢气储存主要分为气、液、固三种形态，目前国内高压气态储氢技术相对成熟，在成本方面具备优势，是现阶段主 四种储氢技术概述 要的氢气储运方式。受技术和成本端的制约，低温液态、固态等其他储氢技术仅有少量应用，总占比不到0.1%。 储氢方式 图片 原理 应用情况及具体场景 高压气态储氢 将氢气压缩至储氢容器中，通过增压来提高氢气容量。 应用最广，占绝对主导地位。常应用在氢燃料电池汽车等场景。 低温液态储氢 将氢气冷却至极低温度（-253℃）使其转化为液态，利用氢气在液态状态下更高的密度储存氢气。 尚处起步阶段，对于大规模、远距离的氢能储运，低温液态储氢有较大优势。目前应用于航天领域。 有机液态储氢 将氢气存储在具有高氢质量分数的有机液体中，通过化学吸附或物理吸附将氢气储存于有机液体的分子间隙中。 离大规模商业化还有一段时间，可应用在移动式电源、微型燃料电池等场景。 固体材料储氢 将氢气吸附于具有大量孔隙结构的固体材料表面，利用化学吸附或物理吸附作用力将氢气储存于固体材料中。 潜力大，尚处于研究阶段。 资料来源：势银，华安证券研究所整理 目前行业对储氢技术的核心要求为安全、大容量、低成本。高压气态储氢操作简单、成本较低、技术成熟，但由于压力较高存在一定的安全隐患，并且储氢密度较低使得储氢效率较低。低温液态储氢在储氢密度上具有优势，体积密度为80MPa下高压气态储氢的2倍多，但制冷耗能大、储存成本过高。由于有机液态储氢开发难度大、固体材料储氢技术尚不成熟，离商业化应用还有一段距离。我们认为高压气态储运在中短期内仍将是储氢的主流方案， 储氢技术参数及优缺点对比 而未来低温液态氢储及固态储氢运有望逐步实现商业化。 储氢方式 质量储氢密度(%) 体积储氢密度（kg/m3） 压力(bar) 温度(K) 优点 缺点 高压气态储氢 13 约33 800 298 技术成熟，设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快 体积储氢密度低，安全性能较差 低温液态储氢 约40 71 1 21 储氢密度高，运输简单，安全性高 储存成本过高，液化能耗高，对储氢容器的绝热性能要求极高 有机液态储氢 - 110 1 298 安全性高，常温常压下满足长期、长距离、大规模的氢气储运需求 成本高，能耗大，操作条件苛刻 固体材料储氢 3-18 86(MgH2) 1-70 298 单位体积储氢密度大，能耗低，安全性高，操作简单，便于运输 单位质量储氢密度低，充放氢效率低 资料来源：2022年氢能源行业研究报告，中国氢能产业发展白皮书，华安证券研究所整理 2.1.1、氢气压缩机应用于储运过程中的多个环节 高压气态储氢通过高压压缩的方式存储气态氢，关键设备为压缩机和储氢瓶。氢气压缩机主要作用为通过提高氢气储存密度和压力将氢气压缩成高压氢气。压缩机在整个氢能产业链中应用广泛，氢气生产环节中制氢厂需将氢气压缩至相应的储氢瓶中；在管道运输中，需要在运输途中使用氢压机为氢气提供动力；氢气送至加氢站及下游 应用端后，需要经过压缩机进行再次压缩储存。 压缩机应用场景 资料来源：华安证券研究所整理 2.1.1、隔膜压缩机市场份额达到70% 氢气储运环节中常用的两种压缩机为隔膜压缩机和液驱压缩机。隔膜压缩机通过膜片在液压油的推动下来回摆动，从而完成吸气、压缩、排气循环往复的过程。隔膜式压缩机技术国内应用成熟度较高，具有气体无污染、无泄漏、压缩比较好的优点，成为当前市场主流，在氢气压缩机市场份额达到70%，其中在充装压缩领域占比达到90%以上，在加氢站压缩领域占比为66%。液驱活塞式压缩机利用液压油驱动活塞往复运动从而实现气体的压缩，具有结构简单、体 •液驱 压缩机 积较小等优点，且启停不影响压缩机寿命，目前主要应用于撬装式加氢站。 两类压缩机市场占比 压缩机类型及对比 30% 70% 隔膜压缩机 液驱压缩机 压缩机类型 示意图 优势 劣势 隔膜式压缩机 相对间隙小，密封性好，氢气纯净度高、压缩过程散热良好、单台气体增压量大、单级压缩比较大 单机排气量相对较小、不适用于频繁启停、排气压力较大时隔膜寿命会缩短 液驱式压缩机 单机排气量较大、设计简单，易于维修和保养、同等功率下体积更小，效率更高、同等输出效率下运行频率低，使用寿命长 密封性要求高，氢气容易受污染、密封圈易损坏及老化，更换周期短，维修费用高、活塞结构，噪音较大、单级压缩较低，单台增压量小 资料来源：高工氢电，华安证券研究所整理 2.1.1、氢气压缩机逐渐向高压、大排量、国产化发展 下游需求倒逼压缩机逐步向高压、大排量方向转变。随着下游燃料汽车氢气加注压力的提升续航里程不断提升，加注压力为70MPa的燃料汽车的续航里程为35MPa的1.6倍之多，倒逼加氢站的压缩机由目前主流的35MPa压缩机提升至70Mpa。同时加氢站为满足大规模车队在有限的场地上加注，最佳路径为增大压缩机的排量，随着压缩机的排出压力及排量的增加，压缩效率有望进一步提升。 液驱式压缩机渗透率提升空间较大。在大排量压缩机成为未来趋势的背景下，液驱式压缩机凭借排量高、模块化设计、体积相对小、维修简单、密封件寿命高等特点，近两年关注度不断提升，未来液驱式压缩机需求有望保持高增。 国产进口氢压机占比对比 国产化替代趋势明确。目前加氢站压缩机成本约占加氢站建设设备总成本的30%，进口压缩机售价为300-500万元，而国产压缩机售价仅为100-200万元，过去加氢站中进口压缩机占比约为70%，随着国产品牌技术迭代及产品性价比提升，目前加氢站国产品牌占有率达到50%，未来随着加氢站对压缩机性价比及产品售后维修要求的提高，国产品牌替代空间有望进一步提升。 2022年中国氢压机需求结构示意图 液驱式压缩机 隔膜式压缩机 供应企业 国产品牌进口品牌 30% 50% 50% 70% 中鼎恒盛、丰电金凯威、北京天高、江苏恒久机械、京城环保、东德实业、美国PDC、豪顿、德国HOFER、羿弓氢能、金尾股份、星翼空间等 海德利森、青岛康普锐斯、美国Haskel、德国麦格思维特 过去现在 资料来源：高工氢电，华安证券研究所整理 2.1.1、国内氢压机企业布局加速 氢压机项目情况统计 随着加氢站建设速度的加快叠加制氢项目迅速落地，氢气压缩机未来几年的需求将迎来快速增长。国内氢压机行业龙头企业为中鼎恒盛，在大流量氢气充装压缩机领域市占率高达90%，在加氢站压缩机领域市占率为30%。2021年以来氢压机企业布局明显提速，多家企业中标氢压机采购项目。 时间 参与企业 相关事件 2021年11月 中鼎恒盛 2021年11月“中鼎恒盛氢能隔膜压缩机研发生产基地项目”奠基仪式举行，项目占地面积约为100亩，总投资约 5亿元，预计投产后可实现年产1000台复能隔膜压缩机规模。 2021年12月 丰电金凯威、交 投壳牌 丰电金凯威交付张家口市交投壳牌新能源有限公司6套氢气隔膜压缩机设备。 2022年1月 开山股份 2022年1月，开山集团股份有限公司全资子公司LMF从俄罗斯石油公司(Tatneft)得到四台氢气压缩机的订单，订单折合人民币近7153万元。这4台复气压缩机的排气压力高达160bar，最大流量每小时14000m³。 2022年3月 江苏舜华 2022年3月，据苏州市生态环境局公告，江苏舜华