萬億市場,誰是氫能賽道的真正搶跑者?

作者: 智通編選 2021-12-19 18:19:31
本文詳細梳理了氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的情況以及參與者。

A股市場上,氫能板塊無疑是近期最靚的仔,年內(nèi)氫能指數(shù)從底部上漲超過60%,不少氫能概念股頻頻異動。

盡管部分上市公司一再表示涉氫業(yè)務目前在公司總體收入和利潤中占比較小,但仍無法阻擋資金的涌入。

那么誰是氫能賽道真正的搶跑者?誰是濫竽充數(shù)?

在此,Rachel詳細梳理了氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的情況以及參與者,同時文末繼續(xù)附上最新的有價值的深度研報。

氫能逐步走向舞臺中央

在“碳達峰、碳中和”背景下,氫能源作為清潔低碳能源,正逐步走向舞臺中央。

《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示,截至2020年底,占全球GDP總量52%的27個國家中,有16個已制定全面的國家氫能戰(zhàn)略。

2019年,氫能源首次寫入我國政府工作報告,明確將推動加氫等設施建設。今年10月發(fā)布的《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出,統(tǒng)籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展;推動加氫站建設;加強氫能生產(chǎn)、儲存、應用關鍵技術研發(fā)、示范和規(guī)?;瘧谩?/p>

地方層面,據(jù)不完全統(tǒng)計,北京、河北、四川、山東、內(nèi)蒙古等先后出臺了專項氫能整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策;廣東、重慶、浙江、河南等出臺了氫燃料汽車細分領域專項政策。

其中,北京明確,2023年前,培育5至8家具有國際影響力的氫能產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破500億元,減少碳排放100萬噸。

上海規(guī)劃到2023年加氫站接近100座,形成產(chǎn)出規(guī)模約1000億元,以及推廣氫燃料電池汽車接近10000輛;

廣東提出開展氫燃料電池汽車規(guī)?;茝V應用,加快推進加氫站規(guī)劃建設,在珠三角核心區(qū)、沿海經(jīng)濟帶布局建設約300座加氫站。

12月17日,深圳發(fā)布《深圳市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025年)》,提出深圳氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模到2025年達到500億元、2035年達到2000億元的目標。

目前我國每年氫氣消費量超過3000萬噸,在政策支持下,中遠期將有希望突破1億噸。如果按照20元/kg的銷售價格,對應5000萬噸的銷售規(guī)模估算,將至少是萬億元級別的能源市場。

從產(chǎn)業(yè)鏈梳理開始

氫能是來源廣泛的二次能源,具有無碳排、無污染、熱值高、應用場景豐富等優(yōu)勢。

整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游制取-儲運-加注;中游燃料電池;下游燃料電池應用。二級市場相關投資集中在上游和中游。

制氫環(huán)節(jié):電解水制氫代表未來主流技術

當前全球氫氣年產(chǎn)能約7000萬噸,我國氫氣產(chǎn)能約3342萬噸;國外市場以天然氣制氫為主,占比約為75%;我國以煤制氫為主,占60%以上。其他制氫方式包括電解制氫(包括堿性水電解制氫,質子交換膜電解制氫技術)、生物質制氫、光解水制氫、核能制氫等,但目前仍處于實驗研發(fā)階段,尚無規(guī)?;瘧?。

對于幾類制氫路線,可以簡單總結為:

** 化石能源制氫(煤制氫、天然氣制氫)是我國目前主要氫源,技術路線穩(wěn)定高效,制備工藝成熟,成本最低,占比近80%。

** 工業(yè)副產(chǎn)氫資源豐富,在經(jīng)濟性、碳排放等方面具有綜合優(yōu)勢。工業(yè)副產(chǎn)氫是近期最現(xiàn)實氫源,但亟待有效利用,可作為我國氫能發(fā)展初期的過渡性氫源。

** 電解水制氫代表未來主流技術,但目前在生產(chǎn)運行成本與設備投資成本上均較為昂貴。以目前的電解水平,當可再生能源電價降至0.2元/kWh時,電解水制氫成本將接近于化石原來制氫成本。

氫能源按生產(chǎn)來源劃分,可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。目前,我國氫氣主要來自灰氫,未來向綠氫過渡。

制氫業(yè)務相關上市公司主要有寶豐能源、美錦能源、東華能源等。

制氫設備方面,電解槽是制備綠氫的關鍵設備。電解槽技術路線、性能、成本是影響綠氫市場走勢的重要因素,目前質子交換膜(PEM)電解水和堿性電解水技術目前已經(jīng)商業(yè)化推廣的條件,未來具備較強的商業(yè)價值。

** 堿性電解槽成本較低,經(jīng)濟性較好,我國堿性電解水制氫代表企業(yè)有中船重工718所、考克利爾競立、天津市大陸制氫設備有限公司等,近期陽光電源、協(xié)鑫集團等光伏企業(yè)也紛紛布局堿性電解水制氫設備項目。

** 隨著可再生能源制氫項目的增多,PEM電解水制氫進展迅速,國內(nèi)聚焦PEM制氫設備的公司及科研機構主要有中國船舶718所、中科院大化所、山東賽克賽 斯、高成綠能、淳華氫能、深圳綠航等。

電解槽年新增市場規(guī)模

儲運環(huán)節(jié):液氫關鍵技術與設備國產(chǎn)化是核心

氫儲存的方式有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。目前高壓氣態(tài)儲運氫技術相對成熟,是我國現(xiàn)階段主要的儲運方式。

** 氣氫通常以20MPa鋼制氫瓶儲存,并通過長管拖車運輸,適用于短距離、小規(guī)模輸運。管道輸氫是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離運輸?shù)闹匾绞剑ㄔO成本較 大,目前我國僅有100km管道建設。

** 液態(tài)儲氫是指在標準大氣壓下,將氫氣冷卻至零下252.72攝氏度液化儲存在特制的高度真空的絕熱容器中,適用于距離較遠、運輸量較大的場合,但裝置投資較大,能耗較高。

** 固態(tài)儲運是以金屬氫化物、化學氫化物或納米材料等作為儲氫載體,通過化學吸附和物理吸附的方式實現(xiàn)氫的存儲。固態(tài)儲氫具有儲氫密度高、安全性好、氫 氣純度高等優(yōu)勢。但技術復雜,成本高,尚無規(guī)?;褂?。

不同氫儲運方式比較

不同輸氫方式在不同運輸距離下的成本對比(元/kg)

儲運環(huán)節(jié)的投資主要是兩個方向:液氫關鍵技術與設備、加氫站建設運營。

其中液氫關鍵技術與設備國產(chǎn)化是核心。長期以來,受制于換熱器、絕熱器等設備,以及民用標準的缺乏,國內(nèi)液氫主要用于航天和軍工領域,民用液氫推進緩慢,氫液化設備也主要由美國空氣產(chǎn)品、 普萊克斯、德國林德等廠商提供。

隨著液氫關鍵技術與設備國產(chǎn)化,加氫站建設運營將更具經(jīng)濟性。目前除去土地成本外,建設一座35MP、日加氫500kg的固定式加氫站的平均投資在1500萬元左右。

未來幾年,隨著設備生產(chǎn)規(guī)模擴大以及關鍵設備如壓縮機、加 氫機的國產(chǎn)化,壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)以及加氫系統(tǒng)的成本將明顯下降,國內(nèi)加氫站建站成本有望下降超過20%。

外供高壓氣氫加氫站建設成本(最大加氫量500kg/天)

加氫儲氫業(yè)務相關上市公司

氫燃料電池:降低電堆成本是商業(yè)化關鍵

截止2020年底,我國氫燃料電池汽車保有 量為7352輛,進入商業(yè)化初期。? 2020年,燃料電池商用車價格約為200萬/輛,隨著燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)?;c燃料電池電堆核心零部件國產(chǎn)化,機構預計2025年燃料電池汽車保有量達到5-10萬輛。

我國氫燃料電池汽車保有量(左)我國氫燃料電池汽車年產(chǎn)量(右)/輛

氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng),其結構主要包括燃料電池發(fā)動機、車載儲氫系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。其中,燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)主要由燃料電池電堆、 氫氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、發(fā)動機控制器等構成。

氫燃料電池汽車結構

氫燃料電池汽車組成

不同動力類型汽車對比

燃料電池電堆成本占據(jù)燃料電池系統(tǒng)成本60%以上,因此降低電堆成本是燃料電池汽車商業(yè)化的關鍵。燃料電池電堆主要由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、雙極板,以及其他結構件如密封件、端板和集流板等組成。

膜電極關鍵材料—質子交換膜:國外膜電極供應商及豐田、本田等乘用車企業(yè)都已具備膜電極批量自動化生產(chǎn)線,單線年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬平方米級。國內(nèi)質子交換膜主要企業(yè)包括鴻基創(chuàng)能、捷氫科技等。

此外低溫質子交換膜材料方面,據(jù)機構反饋,東岳氫能具有完整的全氟磺酸樹脂產(chǎn)業(yè)鏈,是繼戈爾、科慕兩家外國企業(yè)之后國內(nèi)市場占比最大的企業(yè),具有從原料、中間體、單體、聚合物膜全產(chǎn)業(yè)鏈,同時建成全國唯一全氟酸質子膜樹脂合成生產(chǎn)線,目前實現(xiàn)量產(chǎn)并批量供貨,但在產(chǎn)品可靠性、壽命、規(guī)?;a(chǎn)及應用經(jīng)驗方面還需提高。

膜電極關鍵材料—催化劑:在燃料電池中,催化劑起到分解氫氣和氧氣進行電化學反應產(chǎn)生電流的作用。目前商用催化劑為鉑碳催化劑,鉑是昂貴的稀有金屬,因此低鉑和非鉑催化劑的開發(fā)成為降低燃料電池成本的關鍵。催化劑相關企業(yè)主要有貴研鉑業(yè)、中自科技。

膜電極關鍵材料—氣體擴散層:氣體擴散層(GDL)由碳紙和防水劑聚四氟乙烯材料構成,起到支撐膜電極、收集電流、傳導氣體、管控反應水(氣)及熱等重要作用。國外有日本東麗(Toray)及三菱(Mitsubishi)、德國西格里(SGL)和科德寶(Feudenberg)、美國AvCarb,韓國JNTG等,都已實現(xiàn)氣體擴散 層的規(guī)?;a(chǎn),且都有多款適應不同應用場景的產(chǎn)品銷售。國內(nèi)知名的氣 體擴散層企業(yè)主要有臺灣碳能、通用氫能、江蘇氫電、江蘇清能、上海河森電氣等。

空氣循環(huán)系統(tǒng)—空壓機:相對于其它輔助系統(tǒng)產(chǎn)品,空壓機目前國產(chǎn)化率已接近100%。國內(nèi)外空壓機企業(yè)主要有雪人股份、金士頓科技等。

氫氣供給系統(tǒng):2020年我國氫循環(huán)系統(tǒng)市場逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代,但出貨量減少和氫循環(huán)泵價格下降,導致2020年國內(nèi)氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模預計為0.41億元,同比下降63%。氫氣循環(huán)泵企業(yè)主要有東德實業(yè)、艾爾科技等。

車載儲氫瓶:高壓氣態(tài)儲氫容器要求具有高安全性、輕量化和高儲氫密度。從35MPa向70MPa、從Ⅲ型瓶向Ⅳ型瓶、從常溫向低溫和從小容積向大容積,是未來車載儲氫系統(tǒng)的發(fā)展方向。中材科技、中集安瑞科、 京城股份、亞普股份、科泰克都在布局IV型瓶項目。

當然,以上提到的不全是上市公司,出于二級市場投資需求,燃料電池業(yè)務方面,真正需要關注的上市公司主要有:

產(chǎn)業(yè)鏈重點上市公司

寶豐能源(電解水制氫):建設國家級“太陽能電解制氫儲能及應用示范項目”,采用單臺產(chǎn)能 1000 標方/小時的高效堿性電解槽制氫設備,并配套相應的氫氣壓縮與儲存 設備,可年產(chǎn)2.4億標方“綠氫”和1.2億標方“綠氧”。目前已經(jīng)有10臺投入運營,計劃今年年底前全部建成投產(chǎn)。

美錦能源(全產(chǎn)業(yè)鏈)在氫能方面全產(chǎn)業(yè)鏈布局。公司旗下控股子公司飛馳汽車是全國最具規(guī)模的氫燃料電池汽車生產(chǎn)基地,具備新能源客車5000臺/年產(chǎn)能。美錦能源參股了廣 東國鴻氫能科技有限公司,主要生產(chǎn)燃料電池電堆及燃料電池動力系統(tǒng)總成。參股鴻基創(chuàng)能科技(廣州)有限公司,使得公司具備了在膜電極關鍵技術上的自 主知識產(chǎn)權。同時公司宣布3-5年內(nèi)規(guī)劃建設100座加氫站(含油氫汽電綜合能源站),目前擁有8座已建成加氫站。

中國能建(全產(chǎn)業(yè)鏈布局):公司圍繞“30·60” 系統(tǒng)解決方案“一個中心”和儲 能、氫能“兩個基本點”,發(fā)揮 全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,大力開展低碳能 源電力業(yè)務,推動能源電力低碳 轉型。擬出資50億元于北京大興設立全資子公司中能建氫能源發(fā)展有限公司,統(tǒng)籌引領公司氫能業(yè)務發(fā)展,打造公司氫能全產(chǎn)業(yè)鏈和一體化發(fā)展平臺, 充分發(fā)揮投資帶動和產(chǎn)業(yè)牽引作用,做強做大公司氫能產(chǎn)業(yè)。

厚普股份(加氫設備):公司自主研發(fā)的多項氫能加注設 備關鍵部件打破了國際壟斷,目 前具備加氫站批量交付能力。厚普股份在氫能方向共有專利35件,其中發(fā)明專利8件,實用新型25件。主要研發(fā)方向集中在加氫方向,包括加氫站建設、加氫機、控制系統(tǒng),加氫核心零部 件等,且已在加氫站領域逐步形成了從設計到部件研發(fā)、生產(chǎn)、成套設備集成、加氫站安裝調試和售后服務等覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈,且具備加氫站EPC建設的資質 和能力。

雪人股份(加氫設備):長期從事空壓機研發(fā)制造及燃料電池相關產(chǎn)品的研發(fā),在氫燃料電池核心零部件(空壓機、氫氣循環(huán)泵)及液氫、加氫設備方面進行技術積累以及技術布 局。目前已有氫燃料電池系統(tǒng)、氫燃料電池空壓機、氫氣循環(huán)泵、氫氣壓縮與氫氣液化等產(chǎn)品。

億華通(燃料電池發(fā)動機):專注于氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高新技術企業(yè),具備自主核心知識產(chǎn)權。在國內(nèi)率先實現(xiàn)了發(fā)動機系統(tǒng)及燃料電池電堆的批量國產(chǎn)化 ,產(chǎn)品主要應用于客車、物流車等商用車型。通過與福田汽車、豐田汽車的合作 協(xié)議,億華通將有望獨家供應北京 冬奧會氫能源交通車的燃料電池發(fā) 動機。 示范城市群潛在訂單超萬輛,公司 具有京津冀地區(qū)區(qū)位壟斷優(yōu)勢。

雄韜股份(全產(chǎn)業(yè)鏈,燃料電池為主):公司已實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)布 局。公司建有系統(tǒng)和電堆自動化 產(chǎn)線,具備大批量產(chǎn)品交付能 力;在配套供氫基建方面,在武 漢、大同兩地分別投資建設了武 漢雄眾加氫站和大同經(jīng)雄制氫加 氫一體站。

貴研鉑業(yè)(催化劑):目前公司具備燃料電池催化劑相 關技術,研發(fā)水平領先。相關產(chǎn) 品正處于實驗室階段。

中自科技(催化劑):公司目前正在積極探索其技術在 氫燃料電池電催化劑等新能源領 域的應用。在氫燃料電池電催化 劑方面,公司將基于已有技術和 公司參與的“高性能/抗中毒車用 燃料電池催化劑的合成技術與批 量制備”國家重點研發(fā)計劃,持 續(xù)進行技術研發(fā)。

東岳集團(質子交換膜):質子交換膜的大規(guī)模商業(yè)應用正 在穩(wěn)步推進。與奔馳、福特進行 實用性技術合作,成為全球兩家 能夠為量產(chǎn)氫燃料電池汽車提供 質子交換膜的企業(yè)之一。

泛亞微透(質子交換膜材料):公司生產(chǎn)的ePTFE材料可用于生 產(chǎn)氫燃料電池用質子交換膜,目 前處于研發(fā)階段。

京城股份(儲氫瓶):公司擁有先進的鋁內(nèi)膽碳纖維全 纏繞復合氣瓶生產(chǎn)線,技術由國 外引進,可設計制造公稱工作壓 力為15-70Mpa的各種規(guī)格鋁內(nèi) 膽碳纖維全纏繞高壓儲氫瓶及供 氫系統(tǒng)。

富瑞特裝(高壓氫閥):以裝備閥門為基礎,成功研發(fā)出配套于 35Mpa 的高壓儲氫瓶和橇裝加氫設備,在 2017年實現(xiàn)了小批量的市場銷售。截至 2020 年,公司的全系列氫閥已經(jīng)在國內(nèi)主要整車企業(yè)開展廣泛路試,性能穩(wěn)定。此外,公司擬募資投建新型 LNG智能罐箱及小型可移動液化裝置產(chǎn)業(yè)化項目、常溫及低溫 LNG 船用裝卸臂項目、LNG 高壓直噴供氣系統(tǒng)項目、氫燃料電池車用液氫供氣系統(tǒng)及配套氫閥研發(fā)項目等四個項目中。

本文來源于掘金調研室(ID:MetalsMining);作者iRachel;智通財經(jīng)編輯:文文。


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