深度报告-20220103-东吴证券-氢能系列研究一_氢能源产业链分析_39页_3mb

东吴环保团队氢能系列研究一：氢能源产业链分析总结

核心内容概览

本报告对我国氢能源产业链进行了全面分析，涵盖制氢、储运、加注及下游应用等环节，同时结合政策支持、技术发展和成本变化趋势，评估了氢能产业的未来潜力与挑战。

主要观点

• 氢能渗透率低但潜力巨大：2019年我国氢气占终端能源总量的2.7%，预计到2050年可提升至10%，2060年达20%。
• 制氢为主流方式：目前以化石燃料制氢为主，占比78%，其中煤制氢占64%，天然气制氢占14%，工业副产氢占21%，电解水制氢占1%。
• 绿氢发展潜力显著：随着可再生能源成本下降、电解槽技术进步及设备成本降低，绿氢有望在2050年成为主要供氢方式，占比达70%。
• 储运方式以气态为主：高压气态储氢技术成熟，但液态和固态储氢仍需技术突破和成本下降。
• 加注成本高，但加氢站加速布局：加氢站数量在2021年上半年已达146座，未来规模化建设有望降低加注成本。
• 燃料电池为终端应用主力：燃料电池主要用于交通和建筑领域，其中交通领域发展迅速，建筑领域尚在初期研发阶段。

关键信息

1. 制氢

1.1 主要制氢方式及占比

• 化石燃料制氢：占78%，其中煤制氢占64%，天然气制氢占14%。
• 工业副产氢：占21%，排空产量约450万吨，潜力待开发。
• 电解水制氢：占1%，主要工艺包括碱性、PEM和SOEC电解，其中碱性电解水制氢成本较低，但PEM和SOEC技术更先进，未来具有更大潜力。

1.2 煤制氢

• 成本低，原料煤价格800元/吨时，制氢成本约12.64元/kg。
• 技术成熟，工艺稳定，但存在碳排放问题。

1.3 天然气制氢

• 成本约为12.83元/kg，但因资源供给有限及含硫量高，经济性低于国外。
• 适合用于需要高纯度氢气的领域，如电子、有色金属冶炼。

1.4 工业副产氢

• 目前排空产量约450万吨，未来有望实现下游多元化利用。

1.5 电解水制氢

• 电力成本占比40%~80%，电价下降将显著降低绿氢成本。
• 2050年预计绿氢成本可降至10元/kg，与灰氢同价时间有望提前至2030年。

2. 储运

2.1 主流储氢方式

• 高压气态储氢：技术成熟，但体积储氢密度低，安全性能较差。
• 液态储氢：储氢密度大，但成本高，适合远距离和大规模运输。
• 固态储氢：技术不成熟，尚处于示范阶段。

2.2 储运方式经济性对比

• 气态储运：成本低，但适合短距离运输。
• 液态储运：成本高，但适合远距离运输。
• 固态储运：尚处研发阶段，需进一步突破。

2.3 加氢站建设情况

• 截至2021年上半年，我国建成加氢站146座，其中已投运136座。
• 加注成本高，设备成本占70%以上，规模化建设有望降低成本。

3. 加注

3.1 加氢站布局

• 广东、山东、江苏等地加氢站数量较多，2021年上半年广东省加氢站数量达35座。
• 上海在建/拟建加氢站数量领先，达33座。
• “氢进万家”等项目推动加氢站建设加速。

3.2 成本下降趋势

• 2025年商用车燃料电池系统价格降至3500元/kW，储氢系统价格降至3500元/kg。
• 2035年燃料电池系统价格降至1000元/kW，储氢系统价格降至2000元/kg。
• 2050年燃料电池系统价格降至500元/kW，储氢系统价格降至1200元/kg。

4. 应用

4.1 交通领域

• 燃料电池汽车：2019年底国内接入平台的氢燃料电池车共3712辆，其中物流车占60.5%，客车占39.4%，乘用车仅占0.1%。
• 商用车：预计2030-2035年实现产业化，2025年物流车成本经济性优于电动车。
• 乘用车：预计2040年后TCO成本经济性与电动车相当。

4.2 非交通领域

• 重型工程机械：已有项目和技术储备，如氢燃料电池叉车、矿用车等。
• 轨道交通：中车四方推出氢燃料电池有轨电车，已实现示范应用。
• 船舶：已有氢燃料电池游艇和船用系统，如“天翔1号”游艇。
• 航空：无人机和有人飞机已有试验机型，燃料电池系统功率范围在百瓦到千瓦级。

4.3 建筑领域

• 燃料电池热电联供：适用于家庭和小型商业建筑，提高能源利用效率。
• 美日已实现商业化：如日本的SOFC热电联供系统，美国的SOFC发电系统。
• 中国处于研发阶段：高成本是主要障碍，需技术进步和成本下降。

5. 风险提示

• 政策推广不及预期：政策支持力度可能影响氢能产业发展。
• 燃料电池技术落地不及预期：技术突破和商业化应用存在不确定性。
• 成本下降和配套设施建设不及预期：成本下降速度和配套设施建设进度可能影响氢能的广泛应用。