氢能&燃料电池行业研究：看好受益绿色燃料溢价运营商，绿氢醇氨前景分析

投资逻辑： 绿氢平价进程加速，氢基能源发展提上日程。氢消纳问题制约行业放量项目落地，绿色燃料构建新需求，随着绿电价 格下降与工艺日趋成熟，绿色氢氨醇的制取趋向一体化，利用风能、太阳能等可再生能源通过电解水制氢，再将氢气与氮气或二氧化碳合成氨或甲醇，带动快速发展的可再生能源电力和绿氢消纳。相较于直接创造氢气的需求与场景，氨和甲醇制取工艺成熟，绿色化特征持续增强受化工产业转型及船运行业脱碳驱动，绿醇和绿氨需求量强劲，短期来看绿色甲醇商业化应用领先，但由于生物质甲醇原材料难以满足，绿色甲醇的生产量可能面临瓶颈，难以单独支撑航运和化工行业的巨大需求，长期来看，受战略价值和清洁零碳属性加持，绿氨的前景更加广阔。 绿色甲醇：船用燃料的第一步，短期受到碳税影响有望进入红利期。航运业脱碳压力带动甲醇船需求起量，根据DNV AFI统计，2023年新增甲醇燃料船舶138艘，占新增替代燃料动力船舶的46%，甲醇船订单排产到2028年已超250艘，甲醇船舶订单已成替代燃料动力船舶增长主流，结合当前现有甲醇燃料加注的基础设施支撑其率先使用。拥有相关资质的海内外企业已进行左侧布局，全球集运巨头马士基、达飞海运等已确定新建或改造甲醇动力船舶，但受限于绿色甲醇大规模生产技术及碳捕集成本，规模化供应仍然存在缺口。绿色甲醇经济性初步显现，短期靠新增需求，远期需打平煤化工，在碳税下绿色甲醇经济性显现，650元/吨碳税下绿色甲醇与煤制甲醇价差每吨将达到1000元，相较传统化工行业的甲醇替代，凭借着绿色溢价，其在绿色航运及海外出口等对碳排放控制要求高或是碳价高的行业及地区中体现更为明显。 绿色氨：绿氢耦合最大受益方，未来大头在于储氢载体与火电机组掺烧。全球氨供应较为集中，中国目前仍需进口， 合成氨的生产过程为碳排重灾区，煤制氨、天然气制氨的吨产品碳排放量分别约为4.2吨、2.04吨，而经由绿电—绿氢生产的绿氨，生产工艺过程接近零碳，合成氨节能降碳潜力巨大，从经济性而言，在煤价800元/吨、50元/吨的碳交易价格加持下，电价仅需到0.2元/kWh绿氨有望实现与煤制氨的平价。绿氨利用场景多元化，传统使用多集中于农业领域，2024年7月15日，国家发改委印发《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027年）》，明确改造与建设方式包括“绿氨掺烧”，当前燃煤掺烧氨发电技术已小范围得到验证，若实现市场渗透率为10%，每年将新增约3.2亿吨的绿氨需求；液氨载氢为气氢向液氢过渡阶段的替代，适用长距离大规模运输，利用液氨运输成本较低的优势，实现氢能下游领域多场景应用。 投资建议 基于绿氢产能放量高增已成趋势，绿氢全面渗透下潜在消纳方向以甲醇和氨为主，将催生氢气和相应设备的庞大市场规模，优先关注存在绿色能源的溢价运营商与设备商，关注：吉电股份、中集安瑞科、中国天楹、华光环能、圣泉集团。 风险提示 降本速度不及预期；甲醇船舶订单数量不及预期；技术研发进度不及预期； 内容目录 一、绿氢平价进程加速，氢基能源发展提上日程5 1.1氢消纳问题制约行业放量项目落地，绿色燃料构建新需求5 1.2氨和甲醇制取工艺成熟，绿色化特征持续增强6 1.3短期来看绿色甲醇商业化应用领先，绿氨的远期前景更加广阔7 二、绿色甲醇：船用燃料的第一步，短期受到碳税影响有望进入红利期9 2.1航运业脱碳压力带动甲醇船需求起量，现有基础设施支撑率先使用9 2.2海外绿色甲醇标准比较严苛，减碳效应获高度认可10 2.3绿色甲醇玩家数量迅猛上升，规模化供应仍存缺口12 2.4绿色甲醇经济性初步显现，短期靠新增需求，远期需打平煤化工15 三、绿色氨：绿氢耦合最大受益方，未来大头在于储氢载体与火电机组掺烧17 3.1全球氨供应较为集中，中国仍需进口，为碳排重灾区17 3.2绿氨利用场景多元化，重点看好火电掺烧与作为介质的氢储运18 3.3考虑绿电降价与碳价影响叠加，对比煤制氨经济性可期21 四、投资建议及相关公司22 4.1吉电股份（000875.SZ）22 4.2中国天楹（000035.SZ）23 4.3东方电气（600875.SH）24 4.4金风科技（002202.SZ）25 4.5圣泉集团（605589.SH）26 4.6航天工程（603698.SH）27 4.7中集安瑞科（3899.HK）27 五、风险提示28 图表目录 图表1：光伏系统造价及LCOE持续下降（USD/kW，USD/kWh）5 图表2：储能系统加权平均中标价格持续下降（元/Wh）5 图表3：国际海事组织(IMO)脱碳目标（百万吨）5 图表4：2023年新签替代燃料船舶3380万总吨，占所有新船订单45%（万吨，%）5 图表5：绿色甲醇替代将带动绿氢消纳6 图表6：绿氨替代将带动绿氢消纳6 图表7：全球氢气下游应用以合成氨、甲醇为主（万吨，%）6 图表8：合成氨工艺流程图7 图表9：甲醇主要生产路线7 图表10：国内绿色甲醇产能及技术路线分布情况（万吨，%）8 图表11：电制绿色甲醇成本构成（%）8 图表12：马士基集团绿色甲醇航运燃料需求（万吨）8 图表13：绿色甲醇航运燃料高需求将带动绿氢消纳（万吨）8 图表14：海内外碳价差异（元/吨）9 图表15：甲醇正在成为船运脱碳的主要绿色能源选择9 图表16：甲醇的配储设施可基于现有设施发展10 图表17：全球已有10个绿色甲醇加注港口10 图表18：可再生甲醇的碳足迹和欧盟REDⅡ温室气体减排阈值11 图表19：绿色甲醇生态示意11 图表20：我国绿色甲醇标准体系开始建设12 图表21：全球电子甲醇、生物甲醇和低碳（蓝色）甲醇工厂分布12 图表22：绿色甲醇产能规模2028年后才能超过2000万吨13 图表23：国内绿色甲醇项目（部分）13 图表24：原材料价格变动下生物质甲醇成本变化趋势15 图表25：绿电价格变动下生物质甲醇成本变化趋势15 图表26：绿氢+生物质气化合成甲醇技术流程16 图表27：650元/吨碳税下绿色甲醇与煤制甲醇价差每吨达1000元16 图表28：中国合成氨产量（万吨）17 图表29：合成氨在中国不同产业中的用量及预测（百万吨）17 图表30：2020年中国化工产业不同行业碳排放量（亿吨）17 图表31：各国对绿氨发展的态度18 图表32：“氨-氢”能源绿色循环经济路线18 图表33：发改委要求改造建设后煤电机组应具备掺烧10%以上绿氨能力19 图表34：混氨燃烧系统结构图19 图表35：中日韩煤电掺氨燃烧进展20 图表36：液氨载氢场景及相关装备20 图表37：液氨载氢主要参数假设20 图表38：液氨载氢成本对运输距离不敏感20 图表39：在煤价800元/吨及50元/吨碳价下，电价仅需到0.2元/kWh绿氨即可实现平价21 图表40：550元/吨碳税下绿氨与煤制氨价差每吨高达2200元21 图表41：2024年中国绿色氢氨项目21 图表42：相关公司业绩及估值22 图表43：吉电股份占据吉林省8个重点氢基绿色能源应用工程中的5个项目23 图表44：中国天楹绿色碳循环经济路线23 图表45：中国天楹辽源首期年产15万吨绿色甲醇项目开工仪式24 图表46：中国天楹累计布局4个风光储氢氨醇一体化项目24 图表47：东方电气氢能产品布局25 图表48：东方电气参建的广州南沙电氢智慧能源站固态氢能发电项目25 图表49：金风科技“三减碳+一平台”26 图表50：大庆圣泉生物质精炼一体化项目厂区26 图表51：航天工程粉煤加压气化炉27 图表52：航天工程1000型碱性电解制氢系统27 图表53：中集安瑞科低温无水氨运输车27 图表54：中集安瑞科9100车双燃料汽车运输船27 图表55：中集安瑞科氢气管束28 图表56：氢气管束运输半挂车28 一、绿氢平价进程加速，氢基能源发展提上日程 1.1氢消纳问题制约行业放量项目落地，绿色燃料构建新需求 风光储系统大幅降价，绿氢经济性初步显现。风光发电方面，根据国际可再生能源署报告，过去10年间，全球风电和光伏发电项目平均度电成本分别累计下降超过了60%和80%。储能方面，随着碳酸锂供需的走弱，系统中标价格呈现加速下跌的趋势，2024年年初磷酸铁锂2小时储能系统加权平均中标价格为0.81元/Wh，6月份已降至0.65元/Wh，年内跌幅达19.6%。随着风光储系统价格下降进程的超预期，阶段性的绿氢经济性初步显现。 图表1：光伏系统造价及LCOE持续下降（USD/kW，USD/kWh） 图表2：储能系统加权平均中标价格持续下降（元/Wh） 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 光伏造价(USD/kW)LCOE(USD/kWh，右轴) 0.049876 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 来源：IRENA、国金证券研究所来源：北极星储能网、中关村储能产业技术联盟、中国储能网，国金证券研究所 绿甲醇和绿氨需求量强劲，带动快速发展的可再生能源电力和绿氢消纳。随着环保、准入等政策的出台和实施，传统化工加清洁能源配套项目受到积极推广，氢基绿色化工将成为化工产业的重要转型方向。此外，国际海事组织制定了航运业在2008年基准上至2030年碳排放强度至少降低20%，至2040年温室气体年度总排放量降低70%，在2050年前后实现航运业温室气体净零排放的目标，加速船用燃料从燃料油向甲醇、氨等绿色燃料转换。受化工产业转型及船运行业脱碳驱动，绿甲醇和绿氨广阔市场空间。利用风电、光伏发电等可再生电力制备绿色甲醇和绿氨，为中国消纳快速发展的可再生能源电力提供了有效途径。 图表3：国际海事组织(IMO)脱碳目标（百万吨）图表4：2023年新签替代燃料船舶3380万总吨，占所有 1890 4131 1030 LNG动力 甲醇动力 其他替代燃料 传统燃料 460 新船订单45%（万吨，%） 来源：ICCT、国金证券研究所来源：克拉克森、国际船舶网、国金证券研究所 绿色甲醇与绿氨催生绿氢新需求，有望突破消纳瓶颈的束缚。2023年我国甲醇表观消费量为9757.7万吨，若绿色甲醇对传统甲醇替代比例为30%，则可以带动556.2万吨的绿氢消纳；2023年我国合成氨需求量为6816.17万吨，若绿氨的渗透率达到30%，则可以带动368.1万吨的绿氢消纳。绿醇绿氨的崛起，为绿氢和电解槽带来更多的发展机会。 图表5：绿色甲醇替代将带动绿氢消纳图表6：绿氨替代将带动绿氢消纳 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 1%10%30%50%100% 300 250 200 150 100 50 0 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 1%10%30%50%100% 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 绿色甲醇需求量（万吨/年）生产所需要绿氢（万吨/年） 对应电解槽需求量（GW） 绿氨需求量（万吨/年）生产所需要绿氢（万吨/年）对应电解槽需求量（GW） 来源：中国产业发展促进会生物质能产业分会、国金证券研究所测算来源：水电水利规划设计总院《氢能十解》、国金证券研究所测算 1.2氨和甲醇制取工艺成熟，绿色化特征持续增强 氨和甲醇是氢的重要下游产物，也是理想的储氢载体。氢气使用结构以合成氨、甲醇、炼油及直接燃烧为主，其中最大应用领域是作为生产合成氨中间原料，用氢占比约为32%；第二是生产甲醇，包括煤经甲醇制烯烃的中间原料，用氢占比约为27%。作为氢的载体，氨和甲醇更方便储存和运输，可以作为重要的化石能源替代品，实现发电、交通等领域的降碳减排。 图表7：全球氢气下游应用以合成氨、甲醇为主（万吨，%） 52,2% 480,14% 1080,32% 820,25% 910,27% 合成氨甲醇 炼化与煤化工 其他 交通 来源：中国氢能联盟、国金证券