氢能系列行业点评报告（01）：“氢”风阵阵，制储运全链多点开花

绿氢应势而起，电解水制氢规模初现。氢能为低碳重要之举，绿氢为氢能必然选择。供给端：氢电融合，绿氢成为绿电消纳的重要途径。我国风电和光伏累计装机量呈上升趋势，22年新增光伏/风电装机量分别达87.41GW/37.63GW。 未来实现大规模绿电制氢，推动氢电融合，能够发挥氢能连接新能源的耦合作用，改善绿电安全可靠供应水平。需求端：2030年绿氢需求量有望突破0.13亿吨，发展绿氢大势所趋。电解水制氢带来上游电解槽设备需求增加。经测算，碱性水电解槽五年内CAGR约为27%，25年市场空间达96.8亿元，PEM电解槽五年内CAGR有望超69%，25年市场空间达42.6亿元。 “氢”装上阵，储运环节如何破局？短期储氢瓶能够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。1）储氢：气态储氢瓶技术壁垒较高，市场格局较为稳定，国内储氢瓶企业TOP5市场集中度85%。碳纤维复合材料是储氢瓶制造的关键原材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。碳纤维材料成本占比超75%，为储运环节降本的关键环节。预计2025年国内车载储氢瓶市场规模34亿元，到2030年国内车载储氢瓶市场规模为722亿元。2）运氢：气态储运是主流，未来液态储运在大规模、远距离运输上的经济性有望体现。 氢能产业齐力并进，应用领域多元化。氢能应用领域多元化。1）道路交通领域：主要集中在氢燃料商用车。中国氢能交通领域的应用场景分为道路交通和非道路交通，道路应用领域主要集中在商用车领域，主要场景包括固定线路及特定场景如港口、矿山等场所。2）工业领域：氢化工将是最大工业领域应用场景之一。氢化工领域的合成氨用氢占比47%，为氢能下游最大应用领域。绿氢合成绿氨或者绿色甲醇的大规模普及，将会带动以绿氨或绿色甲醇为原料的新材料行业的大力发展。天然气掺氢广泛应用于建筑领域中的热电联供系统，利用氢气取代CO还原剂，实现炼钢零碳排放，应用于冶金领域。 投资建议：主线一：绿氢制备环节景气上行，带动电解槽设备需求增加。重点推荐：阳光电源、隆基绿能，建议关注：东方电气、华电重工、亿利洁能、昇辉科技、双良节能等；主线二：储运环节迎来破局点。建议关注：京城股份、中材科技、厚普股份、亚普股份等。主线三：燃料电池车持续放量。建议关注：亿华通、潍柴动力、雄韬股份、金博股份、贵研铂业。 风险提示：政策支持力度不及预期；上游制氢规模不及预期；氢能储运技术发展遇到瓶颈，发展速度不及预期；氢能下游应用不及预期。 重点公司盈利预测、估值与评级 1绿氢应势而起，电解水制氢规模初现 氢能为低碳重要之举，绿氢应势而起。根据氢能的制取方式，可将氢能分为灰氢、蓝氢、绿氢三种类型。1）灰氢，化石燃料制氢碳排放高，不利于未来低碳转型；2）蓝氢，在灰氢的基础上，使用碳捕捉、利用与储存（CCUS）等先进技术，减少90%碳排放，实现低碳制氢；3）绿氢，利用可再生能源（例如太阳能、风能、核能等）发电后转化为电能，将电能通过电解水制氢设备转化成氢能，实现低碳甚至零碳排放。目前中国氢气来源以灰氢为主，占比97%，绿氢仅占比3%，远低于其他制氢工艺。为实现国际能源署（IEA）2050年“零碳经济”愿景，全球能源结构低碳绿色转型势在必行，可再生能源发电再制氢是实现零碳经济的重要方式。 图1：2021年中国不同制氢方式占比 图2：不同方法制氢的碳排放（kgCO2/kgH2） 供给端：氢电融合，绿氢成为绿电消纳的重要途径。从绿氢供给端看，我国风电和光伏累计装机量呈现上升趋势，22年新增光伏装机量达87.41GW，新增风电装机量达37.63GW。未来实现大规模绿电制氢，绿电成本有待进一步降低，推动氢电融合，能够发挥氢能连接新能源的耦合作用，能够发挥氢能长时储能优势，改善绿电安全可靠供应水平。 图3：2017-2022年中国光伏发电累计装机规模（GW） 图4：2017-2022年中国风电累计装机规模（GW） 需求端：2030年绿氢需求量有望突破0.13亿吨，发展绿氢大势所趋。2021年，全球氢气总产量达0.94亿吨，以灰氢为主，随着全球对绿氢愈加重视和大力发展，可再生能源制氢比例会有显著突破。据《中国氢能源及燃料电池产业发展报告2020》中预测，在2030年碳达峰情景下，氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，可再生氢产量约500万吨，部署电解槽装机约80GW。在2060年碳中和情景下，我国氢气年需求量将增至1.3亿吨，在终端能源消费中占比约为20%，可再生氢产量约1亿吨，部署电解槽装机至少500GW。 其中，工业领域用氢占比仍然最大，约7794万吨，占氢总需求量60%；交通运输领域用氢4051万吨，建筑领域用氢585万吨，发电与电网平衡用氢600万吨。 图5：不同制氢方式下产氢量预测（百万吨） 碱性水电解槽五年内CAGR约为27%，25年市场空间达96.8亿元，PEM电解槽五年内CAGR有望超69%，25年市场空间达42.6亿元。据《中国氢能产业发展报告2020》 预测 ，PEM电解槽市场在水电解制氢中占比在2025/2030/2050年将达5%/10%/40%，电解水制氢渗透率将达3%/10%/70%。 据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020年版）》预测2030/2060年氢需求总量为3715/13030万吨 ； 我们假设PEM水电解制氢电耗2025/2030/2050/2060年为 4.8/4.5/4.2/4.2 kWh/m3 ，碱性水电解槽制氢电耗为 4.3/4.2/4/4 kWh/m3 。据此估算2025年碱性与PEM电解槽累计装机市场空间分别达到42.6亿元与96.8亿元；2060年碱性与PEM电解槽累计装机市场空间分别达到2319亿元与6087.4亿元。 表1：电解槽市场空间测算 电解水制氢带动电解槽需求，中国电解槽设备行业集中度较高。电解槽设备市场集中度较高，老势力企业中船718所、苏州竞立、天津大陆在电解槽布局时间较早，技术储备丰富。新势力厂商，如隆基绿能、阳光氢能、华光环能、华电重工等均在加快布局速度，扩张电解槽产能和出货规模。从整体行业来看，目前行业竞争力较强的企业分为三类：1）老势力企业：718所、竞立和天津大陆；2）光伏龙头企业：隆基绿能、阳光氢能；3）新兴设备企业：华光环能、华电重工、双良节能、亿利洁能和昇辉科技等。 表2：企业电解槽设备布局 2“氢”装上阵，储运环节如何破局？ 2.1储氢设备成本仍处于高位，技术升级拓宽未来降本空间 储氢：气态储氢为主，探索液态储氢在大规模运输上的竞争力。氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。1）气态储氢：技术成熟，是目前应用最广泛的方式，但单位体积储氢密度低、安全性较低。2）低温液态储氢：具有储氢密度高等优势，但液氢装置一次性投资较大，液化过程中能耗较高，储存过程中有一定的蒸发损失，国内液氢已在航天工程中成功使用，但受制于设备和标准的缺失，且投资高，能耗大，目前仍有局限性。3）固态储氢：具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势，其体积储氢密度高于液氢，但还需解决吸放氢温度偏高、循环性能较差等问题，且技术复杂、投资成本较高，目前尚鲜有规模化应用。 表3：主要储氢方式比较 储氢设备技术壁垒较高，市场格局较为稳定。国内储氢瓶企业仅有国富氢能、中材科技、天海工业、奥扬科技、科泰克、中集氢能、斯林达7家企业。从储氢瓶市场占有率上看，储氢瓶市场中TOP5占据了80%左右的市场。2021年市场集中度96%，2022年市场集中度85%，市场集中度略有下滑但仍保持较高水平。 图6：2021年、2022年储氢瓶上牌市场占有率 图7：2021年、2022年储氢瓶出货市场占有率 碳纤维复合材料占储氢成本76%，为储运环节降本的关键环节。高压气态储氢容器共有四类，为纯钢制金属瓶（Ⅰ型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（Ⅱ型）、铝内胆纤维缠绕瓶（Ⅲ型）及塑料内胆纤维缠绕瓶（Ⅳ型）。压力为35Mpa的III型高压容器是市场上的主流储氢瓶，技术成熟可靠，70Mpa的IV型氢瓶凭借安全、高储氢密度、轻量化、低成本等显著优势，被国内外厂商广泛关注。35MPa高压储氢瓶中碳纤维复合材料成本2194美元，占比约76%，70MPa高压储氢瓶中碳纤维复合材料成本2721美元，占比约78%，碳纤维复合材料是储氢瓶制造的关键原材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。 图8：35MPa高压储氢IV型瓶成本构成 图9：70Mpa高压储氢IV型瓶成本构成 储氢瓶百亿市场蓄势待发，未来放量在即。据高工氢电预计，2025年国内车载储氢瓶市场规模34亿元，到2030年国内车载储氢瓶市场规模为722亿元。IV型瓶取代III型瓶被大规模应用，短期储氢瓶市场规模增长迅速。 图10：中国车载储氢瓶市场规模预测（亿元） 2.2在长距离上，运输液态氢比运输气态氢更经济 运氢：气态储运是主流，未来液态储运在大规模、远距离运输上的经济性有望体现。1）气态运输：分为长管拖车和管道输运，高压长管拖车是氢气近距离输运的重要方式，技术较为成熟，管道输运是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式，具有输氢量大、能耗小和成本低等优势，但建造管道投资较大。2）液态运输：通常适用于距离较远、运输量较大的场合。在长距离环境下，采用液氢储运能够减少车辆运输频次，提高加氢站单站供应能力。日本、美国已将液氢罐车作为加氢站运氢的重要方式之一。3）固态运输：将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用，加热介质和装置固定放置于充氢和用氢现场，可以同步实现氢的快速充装及其高密度高安全输运，提高单车运氢量和运氢安全性。 高压气态储氢为主流，国内普遍采用20Mpa气态高压储氢与集束管车运输的方式，单车运氢约300-400kg，这种方式技术成熟、成本较低，近距离运输的经济性较高。但随着用氢规模扩大、运输距离增加，液氢槽车储运的竞争力随之提高。 液态储运的储氢密度约 64 kg/m ³，单次载氢量可达7000kg，约是气氢长管拖车单车运量的20倍，极大地提高了运输效率，适合大批量、远距离运输。当前液态储运主要受限于氢气液化环节的初始投资和能耗较大，未来随着液化技术的发展和规模效应，液化环节的设备投资和能耗有望降低，大批量、远距离液态储运的成本优势显现，经济性有望进一步提高。 表4：主要储运方式比较 3氢能产业齐力并进，应用领域多元化 氢能应用领域多元化。1）道路交通领域：主要集中在氢燃料商用车。中国氢能交通领域的应用场景分为道路交通和非道路交通，道路应用领域主要集中在商用车领域，主要场景包括固定线路及特定场景如港口、矿山等场所。商用车如燃料电池重卡可以有效减少碳排放，在补贴后可以达到与燃油重卡相近的购车成本。2）工业领域：氢化工将是最大工业领域应用场景之一。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向，采用氢代替焦炭作为钢铁冶炼的还原剂，包括高炉富氢还原炼铁和气基竖炉直接还原炼铁两种路线；绿氢化工推动化工行业深度脱碳，绿氢代替灰氢作为原料或燃料合成氨、甲醇、甲烷、尿素等化工产品、参与石油加氢精制和加氢裂化过程。 3.1交通领域：主要集中在氢燃料商用车 2022年氢燃料商用车增速大幅扩张。2018-2022年氢燃料商用车销量波动较大，但总体呈上升趋势，2022年销量达到顶峰，全年销售4786辆，同比增长155.25%。2022年内，6月销量爆发式增长，销量达510辆，环比增长794.74%，6-11月销量稳定在350-650间，12月迎来飞跃增长，销量达1237辆，环比增长91.19%。 图11：2018-2022年氢燃料商用车销量及增速（辆，%） 图12：2022年氢燃料商用车月度销量及增速（辆，%） 2023年多家企业布局氢能商用车领域。目前，已有多家企业氢能商用车首批交付及投入运营，宇通新能源作为商用车龙头企业拿下中国客车出口最大订单，众多传统商用车企业成立氢能子公司开启氢能商用车