电力设备行业深度研究：氢能 “绿色低碳+能源安全”的战略选择

氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择 ——电力设备行业深度研究 行业研 究 行业深度研 究 申港证券股份有限公司证券研究报 告 投资摘要： 关键问题一：氢能既然这么好，为什么现在才加速推广？逻辑一：履行“碳达峰碳中和”诺言的需要。 《巴黎协定》为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。协定规定，2023年进行第一次全球履约盘点，此后每5年进行一次。我国2020年做出“双碳目标”郑重承诺，“减碳”时间紧，任务重。氢能减碳显著，是重要选择。今年开始第一次履约盘点，也许是氢能加速推广的原因之一。 逻辑二：氢能涉及产业链众多，可以作为新的经济增长点培育。 过去几年，以锂离子电池为核心的电动汽车得到了显著发展。其中，基于中国的悉心培育，中国新能源车产业链领先优势明显。由于锂电新能源车的示范效应，近期，其他国家和地区期望，将氢能产业链悉心培育，成长为类似锂电动车的产业，成为经济发展新动力，并期望在氢能领域处于领头羊地位。 逻辑三：构建安全能源体系的重要选择。 当前全球地缘政治日渐复杂、局部地区爆发冲突频发，能源安全重要性日益提升，各国也将重新布局能源生产与消费。氢能来源广泛，可以摆脱自热禀赋限制，助力掌控能源自主性。氢能源技术革命与产业化的受重视程度加速提升。 关键问题二：何时有望突破？ 燃料电池汽车是氢能初期应用的突破口，也是政策支持的重点。成本是影响氢燃料电池汽车推广的重要因素。中大型商用车是有望率先推广的方向，我们选取4.5 吨物流车（中型货车）、49吨重卡（重型货车）和12米公交车（大型客车）为代表，分析了它们的成本何时能降到与油车相同的水平。 在不考虑补贴的情况下，预计2024年，“4.5吨物流车”可以实现“氢油平价”，“49吨重卡”预计将于2025年实现“氢油平价”，此后氢燃料电池汽车有望迎来大范围推广。 关键问题三：未来增速如何？ 2021年，电解水制氢占氢气产量比重为0.04%（约0.04Mt）。假设2050年，电解水制氢比例提升至10%（66Mt），则电解水制氢产量2021-2050CAGR=29%，增速非常可观。 预计2025/2030全球燃料电池汽车保有量为17/94万辆，年销量为5.2/25万辆，渗透率为0.06%/0.28%。预计2023/2030，燃料电池汽车用氢气需求为62/474万吨，2023-2030CAGR=34%。 投资策略： 上游：电解槽是电解水制氢系统中的核心设备。建议关注“绿电+绿氢”可以耦合的大市值龙头白马，如隆基绿能和阳光电源。同时推荐关注，传统业务稳健，积极布局开拓氢能源新业务的中小市值企业，如华电重工、华光环能和昇辉科技。中游：建议关注储氢瓶中高价值材料—碳纤维龙头，如中复神鹰和光威复材。同时建议关注储氢瓶领军企业—中材科技。 下游：燃料电池汽车的核心是燃料电池发动机，推荐关注龙头—亿华通，以及一体化布局完整的头部企业—美锦能源。 风险提示： 政策落地不及预期、电解水技术进展不及预期、成本下降不及预期、配套设施建设不及预期。 评级增持（维持） 2023年07月06日 曹旭特分析师 SAC执业证书编号：S1660519040001 刘宁研究助理 SAC执业证书编号：S1660122090007 liuning@shgsec.com 行业基本资料 股票家数357 行业平均市盈率21.93 市场平均市盈率11.69 行业表现走势图 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% -30% 22-07 22-08 22-09 22-10 22-11 22-12 23-01 23-02 23-03 23-04 23-05 23-06 23-07 -35% 电力设备(申万)沪深300 资料来源：Wind,申港证券研究所 重点关注公司盈利预测与估值 公司名称 市值 净利润（亿元） P/E （亿元） 2023E2024E 2025E2023E 2024E2025E 隆基绿能 2,114 188.5234.2 270.211.2 9.07.8 阳光电源 1,758 69.693.4 121.125.3 18.814.5 华电重工 91 4.45.5 6.720.6 16.513.6 华光环能 111 8.910.7 12.212.4 10.49.1 昇辉科技 61 -- -- -- 中复神鹰 324 9.312.9 16.834.8 25.219.3 光威复材 254 11.313.8 16.422.4 18.415.5 中材科技 343 35.542.6 51.39.7 8.16.7 亿华通 99 -1.0-0.4 0.5-96.6 -257.9218.6 美锦能源 332 21.724.1 27.615.3 13.812.1 资料来源：Wind一致预期，申港证券研究所，采用2023年7月6日收盘后数据 内容目录 1.氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择5 1.1减轻“温室效应”呵护人类家园是核心驱动力5 1.2构建安全能源体系的重要选择8 1.3氢能产业链环节众多潜在经济新增长点9 2.政策氢能战略地位逐步提升10 2.1中国：顶层设计逐步完善辅助完整产业链的形成10 2.2海外：氢能政策逐渐加码产业步入发展快车道11 3.市场空间广阔交通领域增速可期12 3.1交通领域：氢燃料电池汽车前景清晰增速可期14 3.2工业：氢直接还原铁减碳显著2030年有望推广应用15 4.产业链条不断完善助力氢能步入“快速发展期”19 4.1制氢：绿氢是重点降本可期19 4.2储运：短距储运有保障长距输运已启动建设23 4.3加氢：高速发展布局持续完善25 5.氢燃料电池汽车降本预测“氢油平价”即将到来25 6.投资建议与重点公司梳理31 6.1制氢环节31 6.1.1隆基绿能31 6.1.2阳光电源32 6.1.3华电重工33 6.1.4华光环能34 6.1.5昇辉科技34 6.2储氢：看好核心材料龙头35 6.3用氢：看好掌握核心科技及一体化布局完整的龙头35 6.4重点关注公司盈利预测与估值36 7.风险提示36 图表目录 图1：《巴黎协定》及中美欧减碳计划时间线6 图2：1.5℃控温情景下的碳排放控制目标6 图3：全球能源消费构成（2021）7 图4：中国能源消费构成（2021）7 图5：化石燃料碳排放系数7 图6：低碳氢、清洁氢与可再生氢的划分8 图7：我国能源消费结构9 图8：我国原油和天然气对外依存度9 图9：氢能产业链9 图10：中国氢能政策发展历程10 图11：本世纪前20年氢气需求情况13 图12：2020氢气需求构成13 图13：氢气生产来源构成（2020）13 图14：氢气生产来源构成（2021）13 图15：近、中、远期氢气需求14 图16：全球燃料电池汽车数量（万辆）14 图17：国内燃料电池汽车数量（万辆）14 图18：基于DRI的钢铁生产工艺示意图16 图19：中国宝武碳中和冶金技术路线图17 图20：中国宝武主要技术的减排潜力和部署时间表17 图21：日本钢铁工业减碳技术实施路线18 图22：典型制氢工艺生命周期CO2排放量对比（tCO2/tH2）19 图23：4种电解水制氢方式原理示意图20 图24：AWE制氢成本随电价变化22 图25：PEM制氢成本随电价与设备成本变化22 图26：氢储运体系23 图27：不同运氢方式成本比较24 图28：全球加氢站数量25 图29：中国加氢站数量25 图30：三类燃料电池汽车实例25 图31：氢燃料电池汽车补贴前成本构成27 图32：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况27 图33：三类典型车型每公里TCO对比（元/km）30 图34：隆基首台碱性水电解槽下线31 图35：隆基-中石化电解水项目现场31 图36：隆基ALKHi1系列产品32 图37：阳光电源AWE制氢设备32 图38：阳光电源PEM制氢设备32 图39：阳光电源绿电制氢系统示范项目33 图40：华电重工研发的AWE装备33 图41：华光环能1500标方碱性电解槽产品34 表1：中国近期主要氢能政策10 表2：海外主要氢能政策11 表3：汽车领域用氢空间广阔15 表4：国内氢冶金项目17 表5：国外氢冶金项目18 表6：制氢方式对比19 表7：电解水制氢技术对比21 表8：AWE和PEM制氢成本对比21 表9：PEM制氢成本随电价与设备成本变化22 表10：储氢方式对比24 表11：不同类型车辆的全生命周期拥有成本（2022）26 表12：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：4.5吨物流车28 表13：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：49吨重卡28 表14：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：12米公交车28 表15：三款典型氢燃料电池车成本演变预测29 表16：三类典型车型每公里TCO对比（元/km）30 表17：重点关注公司盈利预测与估值36 1.氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择 氢能，绿色低碳、来源丰富，应用广泛，对构建清洁低碳、安全高效的能源体系，具有重要意义，已成为全球加快低碳、绿色转型，培育经济新增长点的战略选择。发展氢能的主要驱动力可以归结为： 1.减轻“温室效应”，呵护人类家园是核心驱动力； 2.构建安全能源体系的重要选择； 3.氢能产业链环节众多，是潜在经济新增长点。 1.1减轻“温室效应”呵护人类家园是核心驱动力 2015年，《巴黎协定》在联合国气候变化大会（巴黎气候大会）上达成。由于温室效应，全球各地极端天气频发，世界面对气候变化和自然灾害加剧的压力持续增大。 《巴黎协定》因此设定了主要目标：到本世纪末把全球平均气温升幅较工业化前的水平控制在2℃之内，并为把温升控制在1.5℃之内而努力；全球将尽快实现温室气体排放达到峰值，以促进温室气体排放实现回落，并在本世纪下半叶实现温室气体的净零排放。由此，国际社会开启了绿色减排新规划、新征程。 根据国际能源署（IEA）和氢能联盟（HydrogenCouncil）预测，限制2℃的温升，需将与能源相关的CO2排放量减少60%，由2015年的340亿吨，调整到2030年的260亿吨，到2050年降低到130亿吨。 2020年9月，我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。” 2021年1月，美国重返《巴黎协定》，然后积极推动气候变化治理，发布一揽子应对气候变化政策，包括《清洁能源革命与环境正义计划》、《关于应对国内外气候危机的行政命令》和《通胀削减法案》等，期望到2050年实现零碳排放。 2021年7月，欧盟着手制定“Fitfor55”计划，核心目标是“2030温室气体排放量较1990至少减少55%”。 控制地球温度上升幅度，减轻“温室效应”，减少温室气体排放，实现碳中和，呵护地球生态，守护人类家园已经成为国际社会普遍共识。 图1：《巴黎协定》及中美欧减碳计划时间线 资料来源：中国政府网，欧盟官网，申港证券研究所 减碳目标时间紧，任务重。中国科学院院士于贵瑞团队预测：在2100年大气升温 控制在1.5℃目标下的2030年和2050年全球温室气体年排放量需要分别控制 在约275亿吨和70亿吨CO2当量以内。然而以目前的排放情况估算，2030年温室气体排放总量将在520亿—580亿吨CO2当量区间。单就CO2来说，预计排放量将于2025年达峰，其峰值约为420亿吨/年，即在历史发展模式下基本不可 实现1.5℃的控温目标。要实现全球1.5℃控温目标，2030年和2050年的全球 CO2年净排放量需要分别控制在203亿吨和-5亿吨CO2以内，并且至2100年应达到每年从大气中净固定102亿吨CO2状态。 图2：1.5℃控温情景下的碳排放控制目标