氢能：从绿色航运看绿色甲醇空间及节奏

2024年07月20日 电力设备及新能源 氢能：从绿色航运看绿色甲醇空间及节奏 行业深度分析 证券研究报告投资评级领先大市-A维持评级 IMO环保新规趋紧且时间表日益迫近，绿色甲醇为船舶替代燃料长远之计。航运业碳排放（CO2当量）占全球人为碳排放近3%。IMO自2011年始制定EEDI从船舶能源效率着手航运碳减排，2018年通过航运碳减排初始战略，并于2023年在修订后的航运温室气体减排战略中明确到2030年航运业碳强度至少下降40%、碳排放量下降20%并力争30%、2040年碳排放量下降70%并力争80%、2050年实现净零排放；且IMO的环保规定不仅是CO2，还涉及SOX、NOx和颗粒物等。为应对IMO环保新规，船公司可选择降低航速、节能技术改造和应用替代燃料，应用替代燃料为中长期选择。LNG、绿氨、绿醇和氢能等替代燃料中，绿醇可满足IMO所有现有环保规定且其对海洋污染小（其LC50为最高），为船公司的长远之计。 现有船舶在手订单预计支撑672万吨绿醇需求；伴随船舶下水， 绿醇需求有望于2025年开始释放。现有船舶在手订单中替代燃料船舶占比49.5%，以LNG和甲醇动力为主。其中，LNG动力主要集中在LNG运输船，甲醇动力船集中在集装箱船。参考Ship&Bunker，甲醇船舶在手订单对应672万吨绿醇需求；我们基于中远海控单位运力TEU的耗油量计算得到的箱船绿醇需求为664万吨，基本一致，且未考虑双燃料船舶以及油轮和散货船的需求。IMO目标为2030年零碳燃料占比5%-10%，极端假设该部分全部为绿醇，则对应2130-4260万吨需求，实际上，基于船舶技术路线选择未定，极端假设成立的可能性低。需求节奏看，甲醇集装箱船（含Ready）2024年下半年至2027年分别交付19.65/43.08/58.24/47.38万TEU，2025-2026年将是绿醇需求上 量的阶段，尤其是2025年下半年起。 供给端，绿醇项目规划多、落地少、成本高；行业有望出现阶段性供需错配。如果只考虑已备案且明确建设规模的项目，不考虑企业间签署但未备案的项目，截止2024年5月，国内备案的绿 醇项目体量在1100万吨；此外，根据全球甲醇协会，全球可再生甲醇产能于2025-2027年分别为630/1280/1920万吨，中国产能占主要部分。但从项目实际落地情况看，国内绿色氢氨醇一体化项目大部分延期开工或不开工。成本端，我们测算绿电成本0.25元/kWh、电解槽年负荷4000h、制氢系统700万元/5MW的情况下，绿色甲醇的成本为4272.84元/吨；其中，原料气成本合计占比86.29%，氢气成本占比75.33%。绿色甲醇降本路径主要从（1）降低风光发电成本和电解槽成本、降低电解槽能耗等进而降低绿氢成本（2）降低CO2成本以及（3）提升催化剂性能等方面展开。综合供需节奏，我们预期伴随船舶交付，行业有望出现阶段性供需错配，绿醇有望呈现价格弹性。 首选股票目标价（元）评级 电力设备及新能源 沪深300 34% 24% 14% 4% -6% -16% -26% -36% 2023-072023-112024-032024-07 行业表现 资料来源：Wind资讯 升幅%1M 相对收益-7.2 绝对收益-7.9 3M -8.0 -9.3 12M -22.1 -30.8 杨振华分析师 SAC执业证书编号：S1450522080006 yangzh5@essence.com.cn 相关报告氢能“1+N”政策体系已行至 2024-04-25 何处？氢能：主席四川考察提及氢 2023-07-30 能，中核巴里坤1GW风电制氢申请报告招标氢能：能源属性有望进一步 2023-07-23 明确，昇辉科技电解槽首台套订单获突破，科威尔中标5MW级碱槽相关测试设备电新行业周报（2023年第22 2023-06-12 期）广东发布《促进新型储能电站发展若干措施》，工商业储能盈利能力再获增强TOPCon迎规模量产，技术红 2023-05-28 利释放 投资建议：航运为绿醇率先起量的应用场景，现有在手订单对应672万吨需求并有望于2025年开始释放。但供给端“规划多、备案多、但落地极少”，预计伴随需求端放量，将出现阶段性的供需错配。落实到投资上，当前为左侧位置，但需求空间和节奏明确，可重点关注上游生物质气化和CCUS相关标的如冰轮环境，下游关注绿醇项目运营商如吉电股份、中国天楹、辉丰股份等。从绿醇的技术路线看，绿氢为绿醇生产不可或缺的原料，关注电解槽和制氢电源等制氢设备环节公司如石化机械、华光环能、禾望电气等，以及冷却塔和电解槽的海鸥股份。 风险提示：船舶技术路线不确定性；降本不及预期；氢氨醇一体化项目进展不及预期；关键假设不及预测对成本测算的影响。 内容目录 1.IMO环保要求趋严且时间表日益迫近5 1.1.2023年修订后的航运温室气体减排战略趋紧5 1.2.欧盟FitFor558 2.绿色甲醇：迎接绿色航运的确定性需求8 2.1.绿醇是绿色航运发展的长远计8 2.2.绿醇需求：现有甲醇船舶在手订单支撑672万吨需求9 2.3.绿醇供给：规划多、落地少，有望阶段性供需错配14 2.4.绿醇成本：不同路线有差异，平价仍有距离16 3.绿醇产业链相关公司梳理（不含绿氢）17 3.1.上游生物质气化和碳捕集17 3.1.1.冰轮环境17 3.2.中下游：绿醇项目运营商17 3.2.1.吉电股份17 3.2.2.中国天楹17 3.2.3.辉丰股份17 4.投资建议18 5.风险提示18 图表目录 图1.航运CO2当量（百万吨）及占比5 图2.不同基准的国际航运CO2排放（百万吨）及占比5 图3.联合国航运碳排放数据统计（仅CO2，非当量）5 图4.IMO航运GHG减排时间表6 图5.IMO2023船舶温室气体减排战略与初步战略对比6 图6.基于船舶的航运CII（AER口径,gCO2/dwt/nm）7 图7.基于航次的航运CII（AER口径,gCO2/dwt/nm）7 图8.全球排放控制区域8 图9.NOx排放限制8 图10.各燃料的LC50（mg/L）9 图11.IMO口径下的航运燃料消费（百万吨）10 图12.IMO口径下分船型航运燃料消费（百万吨）10 图13.纯替代燃料在运营船舶（条）10 图14.双燃料船在运营船舶（条）10 图15.甲醇动力船舶在运营情况（条，至2024年3月）11 图16.全球甲醇船舶订单变化（条，至2024年3月）11 图17.纯替代燃料在手订单结构（条）11 图18.双燃料船在手订单结构（条）11 图19.替代燃料船舶在手订单结构（单位：百万GT）12 图20.替代燃料船舶在手订单各船型占比12 图21.甲醇船舶在手订单结构（单位：条）12 图22.LNG船舶在手订单结构（单位：条）12 图23.全球各船型燃料消耗量（百万吨，2022年）13 图24.在手订单燃料需求结构（燃油当量）13 图25.中远海控运力、耗油量及单位运力能耗变化13 图26.甲醇和甲醇双燃料集装箱船预期交付节奏（单位：万TEU）14 图27.氢能产业链概览14 图28.全球可再生甲醇产能（百万吨，截止5月）15 图29.全球可再生甲醇产能结构（百万吨，截止5月）15 图30.可再生甲醇技术路线15 表1：EEDI、EEXI和CII概述7 表2：主要燃料对比9 表3：绿色甲醇成本测算（10万吨/年产能规模）16 1.IMO环保要求趋严且时间表日益迫近 1.1.2023年修订后的航运温室气体减排战略趋紧 航运碳排放占全球人为碳排接近3%，减碳意义重要。根据国际海事组织（IMO）第四次航运温室气体研究报告（2021版），以CO2当量（考虑CO2、CH4和N2O）计，国际航运温室气体排放从2012年的9.77亿吨增长至2018年的10.76亿吨，其中CO2排放量则从2012年9.62亿 吨增长至2018年的10.56亿吨；国际航运二氧化碳排放量占全球人为二氧化碳排放比由2.76%提升至2.89%；如果不加以遏制，到2050年，航运业碳排放量可能占全球碳排放量的5%-8%。而联合国2023年9月贸易和发展会议上发布的《2023年海运回顾》也佐证了这一趋势。 图1.航运CO2当量（百万吨）及占比图2.不同基准的国际航运CO2排放（百万吨）及占比 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 全球人为二氧化碳排放航运当量占比 3.00% 2.95% 2.90% 2.85% 2.80% 2.75% 2.70% 2.65% 2.60% 2012201320142015201620172018 1000 800 600 400 200 0 基于航次的国际航运排放基于航次的占比 基于船舶的排放基于船舶的占比 2012201320142015201620172018 2.65% 2.60% 2.55% 2.50% 2.45% 2.40% 2.35% 2.30% 2.25% 资料来源：IMO，国投证券研究中心资料来源：IMO，国投证券研究中心 图3.联合国航运碳排放数据统计（仅CO2，非当量） 资料来源：UN，国投证券研究中心 IMO2023年修订后的航运温室气体减排战略进一步趋紧。国际海事组织于2011年7月15日通过了第一个提高船舶能源效率（EEDI）的国际强制性措施；此后，IMO采取了更多行动，2018年通过了航运温室气体减排初始战略，并于2023年通过了修订后的船舶温室气体减排战略。根据2023年国际海事组织修订后的温室气体减排战略，2050年前后要实现国际航运温室气体净零排放。分阶段看，（1）与2008年比，到2030年将每项运输工作的二氧化碳排 放量（碳强度）减少至少40%；（2）为2030年将船舶排放量减少至少20%、力争30%和2040年排放量减少至少70%、力争达到80%设定了指示性检查点；（3）到2030年船舶零排放或近零排放燃料使用率达到5%，力争达到10%。为实现这些目标，IMO制定或正在制定短期、中期和长期举措，其中强制性短期措施已于2023年生效，要求船舶遵守技术能效和碳强度要求；成员国目前正在讨论拟议的中期措施，包括船用燃料标准、规范分阶段降低船用燃料的温室气体强度，以及基于海上温室气体排放定价机制的经济要素。一旦最终确定，这些措施将于2025年通过，预计将于2027年生效。 图4.IMO航运GHG减排时间表 资料来源：IMO，国投证券研究中心 图5.IMO2023船舶温室气体减排战略与初步战略对比 资料来源：IMO，CCS，国投证券研究中心 IMO举措之一为提高船舶能源效率（技术效率）。为解决航运业技术能效改进而采取的监管措施是能效设计指数（EEDI）和现有船舶能效指数（EEXI）。EEDI于2013年正式实施，为每种船型设定了最低能效水平，以吨英里排放的二氧化碳克数表示。根据EEDI准则，船舶需要开发船舶能源效率管理计划（SEEMP），通过提高运营效率来减少二氧化碳排放。EEDI分阶段实施，从第0阶段（2013年至2015年）的CO2排放量减少10%开始，到第4阶段（从2025年起）的CO2排放量减少30%。但EEDI仅适用于新船，而EEXI适用于现有船舶。根据EEXI，总吨位400GT及以上的船舶必须首先计算其现有的能源效率，然后将该值与所需的EEXI进行比较，如果低于要求的EEXI，则必须在下一次国际空气污染预防证书（IAPPC）调查或国际能源效率证书（IEEC）调查到期时对船舶进行修改以满足所需的EEXI；这些措施已于2022 年11月生效。根据IMO信息，EEDI和EEXI有可能进行合并，以检测全链路的碳排放而不是仅监测下游的排放。 技术效率之外，CII侧重于运营效率。EEDI和EEXI主要解决船舶的技术效率，碳强度指标 （CII）评级则涉及运营效率。根据CII计划，船舶必须测量和记录其运营一年的实际碳强度，以计算年度运营C