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氢能专题研究之一：氢能重点产业链介绍

核心内容

氢能作为一种清洁高效的二次能源，被国家列为战略能源，将在碳达峰、碳中和进程中发挥重要作用。我国年氢气消费量已超过3000万吨，预计中远期将突破1亿吨，氢能市场有望发展为万亿元级别。氢能可应用于工业、交通、建筑及储能等领域，与电力形成互补优势。

主要观点

1. 氢能发展阶段：当前氢能产业处于技术示范和关键设备国产化阶段，仍需国家补贴支持。
2. 产业链结构：氢能产业链分为上游制氢、中游燃料电池动力系统、下游应用。
3. 投资机遇：分为短期关键设备和材料市场机遇，以及中长期氢气储运及分销市场机遇。
4. 重点企业：建议重点关注中国能源建设、阳光电源等从事氢能一体化业务的企业。
5. 氢气来源：目前我国氢气主要来自化石能源制氢，未来将逐步向可再生能源制氢过渡。

关键信息

制氢技术路线及成本

• 化石能源制氢：占我国目前氢能产量的60%以上，成本低但碳排放高。
• 工业副产氢：资源丰富，可作为过渡性氢源，成本较低。
• 电解水制氢：代表未来主流技术，具有高效率和低碳排放优势，但成本较高，随着可再生能源平价上网，成本有望下降。
• 技术路线对比：碱性电解水制氢技术成熟、成本低；质子交换膜（PEM）电解水制氢具有良好的可再生能源适应性；固体氧化物电解水（SOEC）转化效率较高，但尚处研发期。

氢气储运方式

• 气态储运：当前主流方式，适用于短距离运输，成本随距离增加而上升。
• 液态储运：适用于长距离运输，成本相对稳定，但投资大、能耗高。
• 固态储运：具有高密度和安全性，但技术复杂、成本高，尚未规模化应用。

加氢站建设与成本

• 当前加氢站建设成本约1500万元，随着国产化提升，预计未来下降20%以上。
• 国内企业如美锦能源、雪人股份、中国石化等已布局加氢站建设。

燃料电池电堆

• 电堆是燃料电池汽车的核心，成本占燃料电池系统60%以上。
• 国内电堆技术与国外相比仍有差距，关键材料如质子交换膜、催化剂、气体扩散层等仍依赖进口。
• 电堆成本有望随着国产化提升而下降，预计未来每年下降25%-30%。

关键材料与设备

• 质子交换膜：国内企业如东岳氢能、鸿基创能等在技术上取得进展，但与国际领先水平仍有差距。
• 催化剂：铂碳催化剂成本高，低铂和非铂催化剂是研究重点，国内企业如贵研铂业、中自科技等正在研发。
• 气体扩散层：国内企业在技术上接近国际水平，但规模化生产仍有挑战。
• 双极板：石墨板技术较为成熟，金属板和复合板技术发展迅速。
• 空压机：国产化率接近100%，国内企业如雪人股份、金士顿科技等已实现批量生产。

未来发展方向

• 储氢瓶：从35MPa向70MPa发展，从Ⅲ型向IV型瓶发展，从小容积向大容积发展。
• 氢气循环系统：氢气循环泵和引射器逐步实现国产化，成本下降显著。
• 燃料电池系统：随着核心部件国产化，燃料电池系统和电堆价格持续下降，推动商业化进程。

风险提示

1. 国家宏观氢能规划政策出台的时间和发展规模不达预期；
2. 关键材料和装备国产化进程不达预期；
3. 海外专利保护纠纷。

上市公司梳理

制氢业务相关企业

• 宝丰能源：建设全球最大太阳能电解水制氢项目。
• 美锦能源：采用焦炉煤气制氢，具备低成本高效制氢能力。
• 东华能源：PDH产能大，副产氢气。
• 中国石化：氢气年产能力超390万吨。
• 中国旭阳集团：焦化规模大，副产氢气资源丰富。
• 华昌化工：具备合成气生产能力，年产氢气20万吨。
• 鸿达兴业：氯碱产能大，副产氢气。
• 金能科技：丙烷脱氢与绿色炭黑项目，副产氢气。
• 卫星化学：丙烷脱氢制丙烯，副产氢气。
• 滨化股份：与亿华通合作建设加氢站。

加氢储氢业务相关企业

• 美锦能源：已投运8座加氢站，计划建设100座。
• 雪人股份：建设加氢站，具备空压机、氢气循环泵等技术。
• 雄韬股份：参与建设加氢站，具备氢气循环泵技术。
• 鸿达兴业：已备案建设8座加氢站，3座已运营。
• 中国石化：计划建设1000座加氢站。
• 中国石油：已建设2座加氢站，6座正在建设。
• 厚普股份：具备加氢设备制造能力。
• 深冷股份：拥有氢液化、储运及加注技术。
• 京城股份：具备IV型储氢瓶生产能力。
• 亚普股份：自主研发III型和IV型储氢系统。
• 中集安瑞科：与HexagonPurus合作，布局高压储氢瓶。
• 中材科技：具备35MPa高压储氢瓶产能。

氢燃料电池汽车发展

• 截至2020年底，我国燃料电池汽车保有量为7352辆，进入商业化初期。
• 2020年燃料电池汽车产量受疫情影响下降，但未来随着成本下降和政策支持，预计2025年保有量将达5-10万辆。
• 燃料电池汽车在续航里程、加注时间等方面优于电动车和燃油车，具有良好的发展潜力。

总结

氢能产业链涵盖制氢、储运、燃料电池动力系统及终端应用，具有广阔的发展前景。当前我国氢能产业处于技术示范和关键设备国产化阶段，未来将向规模化、市场化发展。关键材料与设备国产化是降低成本和推动商业化的重要因素。随着政策支持和技术创新，氢能将在交通、工业、建筑和储能等领域发挥重要作用，成为我国能源结构转型的重要组成部分。