双碳视角看氢能之一:氢作为能源载体的中长期投资机会凸显_39页_1mb
报告摘要
双碳视角看氢能之一:氢作为能源载体的中长期投资机会
核心内容
氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分,在“双碳”目标下具有战略意义。其发展不仅符合国家能源安全和绿色转型战略,也在推动化工、炼钢等高碳行业脱碳方面发挥关键作用。随着政策支持和技术创新,绿氢(可再生能源制氢)的前景愈发明朗,电解水制氢装备成为投资重点。
主要观点
- 政策支持明确:中国已将氢能写入“十四五”规划,国家发改委和能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,氢能“1+N”政策体系逐步完善,为产业发展提供了制度保障。
- 氢能具备零碳属性:氢能作为二次能源,燃烧仅产生水,无碳排放,是实现能源低碳转型的重要载体。
- 能源结构转型:我国能源体系将从化石能源为主向可再生能源为主转变,氢能将成为能源互联和储能的重要手段。
- 绿氢发展潜力巨大:绿氢是未来制氢的主流方向,预计2060年氢能占终端能源消费比重将达16%-20%,绿氢需求将大幅增长。
- 电解水制氢技术迎来发展机遇:随着技术进步和成本下降,电解水制氢设备市场空间广阔,尤其是电解槽作为核心设备,具备显著投资价值。
- 投资建议聚焦产业链上游:目前制氢环节装备公司大多未上市,建议关注具备氢能资源、加氢站和燃料电池开发能力的公司,如滨化股份、万华化学、宝丰能源等。
关键信息
1. 氢能政策定位
- 2025年目标:燃料电池车辆保有量5万辆,可再生能源制氢量达10-20万吨/年。
- 2030年目标:形成较为完备的氢能产业技术创新体系,可再生能源制氢广泛应用。
- 2035年目标:构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。
2. 氢能的能源属性
- 氢能热值是汽油的3倍,氢燃料电池效率可达60%。
- 氢能是实现电、热、气等能源互联的媒介,是未来跨能源网络协同优化的唯一途径。
- 预计2060年氢能需求约6000万吨,水电解制氢占比将达70%。
3. 氢能产业定位
- 能源体系的重要组成部分:氢能将促进异质能源跨地域和跨季节配置,推动形成多元互补的现代能源供应体系。
- 终端能源转型载体:推动交通、工业等高排放行业绿色低碳转型,助力碳达峰、碳中和目标。
- 战略性新兴产业:氢能产业是未来重点发展方向,将带动技术装备创新和产业链升级。
4. 投资逻辑
- 绿氢发展远景清晰:绿氢将成为未来氢能供应的主流方向,预计2025年成本降至25元/kg,2030年降至15元/kg。
- 电解槽为核心设备:AWE和PEM电解槽已实现商业化,市场潜力巨大。2050年电解槽系统装机量预计超过500GW,市场规模达7000亿元。
- 技术路线多元化:当前国内主要采用AWE电解槽,但PEM和SOEC技术未来有望逐步替代,提升效率和降低成本。
投资建议
- 重点公司:建议关注拥有富余氢资源、具备加氢站和燃料电池开发能力的公司,如滨化股份、万华化学、宝丰能源等。
- 投资方向:电解水制氢设备,尤其是电解槽,是绿氢发展的核心环节,具备显著增长潜力。
- 行业前景:氢能产业链将长期受益于国家政策和市场需求,建议持续关注。
风险提示
- 双碳政策实施力度低于市场预期;
- 氢能关键核心技术进展缓慢;
- 氢能配套政策落地不及预期;
- 市场需求增长不及预期。
技术路线对比(表5)
| 指标 | 碱性电解水制氢 | 质子交换膜电解水制氢 | 固体氧化物电解水制氢 |
|---|---|---|---|
| 电解质/隔膜 | 30%氢氧化钾溶液/石棉膜 | 纯水/质子交换膜 | 固体氧化物 |
| 额定电流密度 | 0.2~0.4 | 1~2 | 1~10 |
| 运行温度 | 70~90°C | 50~80°C | 700~1000°C |
| 能源效率 | 60%~75% | 70%~90% | 85%~95% |
| 电堆寿命 | 60000小时 | 5000~8000小时 | - |
| 设备成本(元/kW) | 1250-2000 | 1000-1500 | 800-1200 |
| 特点 | 技术成熟、成本低 | 高效、可再生能源适应性强 | 高效、可使用热能替代电能,尚未商业化 |
市场规模预测(表7)
| 年份 | 电解水制氢占比 | 电解水制氢平均能耗(kwh/kg) | 电解槽系统装机量(GW) | 电解系统市场规模(亿元) |
|---|---|---|---|---|
| 2025 | 3% | 53.0 | ~10 | >800 |
| 2030 | 10% | 51.4 | >35 | >2000 |
| 2040 | 45% | 47.3 | >200 | >6000 |
| 2050 | 70% | 43.6 | >500 | >7000 |
技术发展与应用
- 风电制氢:并网型为主,系统包括风力发电机组、电解槽、压缩机、储氢罐等。
- 光伏发电制氢:系统结构与风电制氢类似,核心为太阳能电池和储能系统。
- 风光互补制氢:结合风能与太阳能,提高系统稳定性,减少储能需求,符合脱碳理念。
国际案例
- 蒂森克虏伯:全球电解技术领先企业,已为沙特NEOM建设全球最大的绿氢项目之一,电解槽模块装机量达20MW。
- PEM电解槽:国外企业如NEL、SIEMENS、ITM Power等占据全球市场主导地位,国内企业如中国船舶718所、中科院大化所等正逐步参与。
总结
氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分,将在双碳目标下发挥关键作用。绿氢作为零碳能源,是推动高碳行业脱碳的重要手段,其发展将带动电解水制氢设备市场需求大幅增长。政策支持、技术进步和成本下降共同推动氢能产业链投资机会显现,建议重点关注具备氢能资源和产业链布局的公司。
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