镁基固态储氢产业化提速，镁行业迎发展机遇

事件：氢枫与宝武镁业签署镁基固态储氢战略合作协议，双方利用各自优势与资源，将聚焦镁基固态储氢技术和镁基固态储氢应用等进行战略合作。 氢能成为现代能源体系新密码，固态储运优势突出 氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。在“制、储、运、加、用”的产业链环节中，氢储运是连接氢气生产端和应用端的关键桥梁，也是氢能大规模产业化应用的前提。根据氢气的储存状态，氢储运可分为气态储运、液态储运、固态储运三种形式。目前高压气态储运技术已商业化，是最为广泛的氢能储运方式，但存在储氢密度低、存在氢气泄漏和容器爆破风险等局限性。与气态/液态储氢相比，固态储氢可以大幅提高储氢密度和储运氢的安全性，寻找性能优越、安全性高、价格低廉且环保的储氢材料是当前固态储氢研究的关键。 镁基储氢材料综合优势显著，具备发展潜力 固态储氢机理上可分为物理吸附储氢和化学吸收储氢两类，镁基储氢材料属于化学吸收储氢材料的一类。我们认为，相比于传统高压气态/低温液态储氢方法，镁基固态储氢具有如下优势：1）高储氢密度：镁基固态储氢密度是气态储氢的1000倍、液态储氢的1.5倍；2）高安全性：镁基固态储氢材料常温常压下稳定，无需特制的储氢罐，适合多方式、长距离、大规模、跨时间氢运输；3）低成本：镁基固态储氢不需要使用高压或低温设备，可大幅降低运营成本；4）资源丰富：我国镁年产量占全球85%以上，原料来源丰富且成本低，不存在材料被“卡脖子”的问题；5）绿色环保：镁基固态储氢反应简单，过程中无三害产生，可回收、对环境友好。 镁基固态储氢产业化提速，镁行业迎发展机遇 应用场景方面，镁基固态储氢在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备很大的应用潜力，匹配多元应用场景。产业化进展方面，根据SMM氢能源，23年10月，氢枫完成全球首批镁基固态储运氢车交付，同期，宜兴基地开工，建成后预计形成万吨级镁基固态储氢材料生产线；24年1月，宝武镁业公告披露公司镁合金深加工产品包括镁储氢材料，24年公司将和国内使用氢能及固态储氢的头部公司维持紧密合作，同时改良单台设备生产效率，以进一步满足大型化生产需要。此外，氢枫与宝武镁业已于24年1月签署镁基固态储氢战略合作协议，双方利用各自优势与资源，将聚焦镁基固态储氢技术和镁基固态储氢应用等进行战略合作。根据产业化进展情况，我们认为2024年有望成为镁基固态储氢材料的规模化生产和应用“元年”，随着氢能产业快速发展，大规模氢储运需求将不断提升，带动镁基固态储氢材料和镁行业迎来发展机遇，建议关注行业及相关公司进展。 风险提示：技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。 1.氢能：现代能源体系新密码，固态储运优势突出 氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。作为一种可再生、清洁高效的二次能源，氢能具有资源丰富、来源广泛、燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多样、可作为储能介质及安全性好等诸多优点，逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，亦是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。 从产业链来看，氢能产业链上游为制氢，中游为氢储运，下游为综合应用，氢能可广泛用于交运、工业生产、航空航天、建筑等多领域。根据国际能源署预计，到2050年，氢能将满足全球18%终端能源需求，氢能成为能源技术革命的重要方向和未来能源战略储备的重要组成部分。 图1：氢能产业链图谱 氢储运是氢能大规模产业化应用的前提，固态储运储氢密度&安全性优势突出。在“制、储、运、加、用”的产业链环节中，氢储运是连接氢气生产端和应用端的关键桥梁，也是氢能大规模产业化应用的前提。根据氢气的储存状态，氢储运可分为气态储运、液态储运、固态储运三种形式，其中液态储运包括低温液态储运和有机液态储运。高压气态储运技术已商业化，是最为广泛的氢能储运方式，但存在储氢密度低、存在氢气泄漏和容器爆破风险等局限性。低温液态储氢是先将氢气液化，然后储存在低温绝热容器中，目前主要应用在航空领域；有机液态储氢由于其存储介质与汽油、柴油相近，可利用已有基础设施从而实现降本。与气态/液态储氢相比，固态储氢可以大幅提高储氢密度和储运氢的安全性，寻找性能优越、安全性高、价格低廉且环保的储氢材料是当前固态储氢研究的关键。 表1：典型储氢技术对比 2.镁基固态储氢产业化提速，镁行业迎发展机遇 固态储氢机理上可分为物理吸附储氢和化学吸收储氢两类。其中，物理吸附储氢材料包括碳质吸附材料、金属有机骨架和沸石等，脱附氢能力强，但条件严格，不适合规模化应用； 化学吸收储氢材料主要有各类金属合金、金属氢化物、配位氢化物等，金属基储氢材料具有储氢性能高、操作安全、过程清洁无污染等优势，制备技术和制备工艺均已成熟。 镁基储氢材料储氢密度显著高于其他金属储氢材料。根据基体不同，金属基储氢材料可分为镁基、钛基、钒基和镧基等。镁基固态储氢材料具有较高的储氢密度，MgH2储氢重量密度和体积密度分别可达7.6%和110 kg/m3 。与其他类金属储氢材料相比，镁基固态储氢材料储氢密度具有明显的优势。具体机理方面，在300℃以上高温下，金属镁和氢气接触发生反应，生成MgH2来进行储氢，而后MgH2经加热又可以释放出氢，由此实现合金的循环储氢。 图2：镁基储氢材料理论储氢密度显著高于其他金属 图3：氢化镁储氢机理示意图 镁基储氢材料综合优势显著，具备发展潜力。我们认为相比于传统高压气态/低温液态储氢方法，镁基固态储氢具有如下优势：1）高储氢密度：镁基固态储氢密度是气态储氢的1000倍、液态储氢的1.5倍；2）高安全性：镁基固态储氢材料常温常压下稳定，无需特制的储氢罐，适合多方式、长距离、大规模、跨时间氢运输；3）低成本：镁基固态储氢不需要使用高压或低温设备，可大幅降低运营成本；4）资源丰富：我国镁年产量占全球85%以上，原料来源丰富且成本低，不存在材料被“卡脖子”的问题；5）绿色环保：镁基固态储氢反应简单，过程中无三害产生，可回收、对环境友好。 表2：现有储氢方法主要局限及镁基固态储氢优势 镁基固态储氢产业化提速，镁行业迎发展机遇。应用场景方面，镁基固态储氢在氢冶金、氢储能、氢化工、分布式发电等方面都具备很大的应用潜力，匹配多元应用场景。产业化进展方面，根据SMM氢能源，23年10月，氢枫完成全球首批镁基固态储运氢车交付，同期，宜兴基地开工，建成后预计形成万吨级镁基固态储氢材料生产线；24年1月，宝武镁业公告披露公司镁合金深加工产品包括镁储氢材料，24年公司将和国内使用氢能及固态储氢的头部公司维持紧密合作，同时改良单台设备生产效率，以进一步满足大型化生产需要。此外，氢枫与宝武镁业已于24年1月签署镁基固态储氢战略合作协议，双方利用各自优势与资源，将聚焦镁基固态储氢技术和镁基固态储氢应用等进行战略合作。根据产业化进展情况，我们认为2024年有望成为镁基固态储氢材料的规模化生产和应用“元年”，随着氢能产业快速发展，大规模氢储运需求将不断提升，带动镁基固态储氢材料和镁行业迎来发展机遇，建议关注行业及相关公司进展。 3.风险提示 技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。