氢能及燃料电池行业：低温液化，海上风电制氢外送的潜在选择-20231009-长城证券-17页_1mb

氢能及燃料电池：低温液化-海上风电制氢外送的潜在选择

核心内容概述

随着全球海上风电资源逐渐被近海开发所消耗，漂浮式风电成为深远海风电开发的重要方向，其发展将推动海上风电制氢成为新的趋势。海上风电制氢不仅可以解决大规模并网和消纳难题，还能够将可再生能源转化为可运输、可储存的清洁能源形式。在储运技术方面，低温液化因其在空间利用、系统复杂度和成本控制上的优势，被认为是海上制氢外送极具潜力的方式。

主要观点

1. 海上风电向深远海发展，制氢成为重要利用方式

• 漂浮式风电是必然方向：全球海上风电资源中，80%位于60米水深以上的深远海区域，漂浮式风电技术将成为开发这些资源的关键。
• 我国深远海资源丰富：我国海上风电潜在开发空间接近3000GW，其中漂浮式风电资源达1582GW，发展潜力巨大。
• 政策推动深远海发展：山东、江苏、广东、福建等地已出台相关政策，支持深远海风电项目发展，推动漂浮式风电商业化。

2. 低温液化是海上风电制氢外送的优选方案

• 储运成本优势：低温液化技术相比氨和LOHC技术，在运输成本上略高，但其系统复杂度低、设备集成度高，适合海上平台使用。
• 空间利用优化：与合成氨和LOHC技术相比，低温液化所需设备可与电解制氢环节共用，减少平台空间占用和投资成本。
• 技术成熟度高：氢低温液化技术已有较长发展历史，且目前国产化产业链已初步形成，推动液氢产业进入快速发展阶段。

3. 氢液化技术现状

• 技术路径多样：目前主流氢液化技术包括Linde-Hampson循环、Claude循环、Collins循环和氦Brayton循环。
• 透平膨胀机为核心：透平膨胀机是氢液化装置性能的关键，目前主流技术包括油轴承、静压气体轴承和动压气体轴承三种类型。
• 国产化进展显著：北京中科富海和航天六院101所已实现氢液化技术的国产化突破，具备生产5TPD级氢液化装置的能力，并成功出口至国外。

4. 氢低温液化产业链基本成熟

• 氢液化装置：国内企业已掌握氢液化装置的设计、制造和集成技术，产品覆盖从小型到大型系统。
• 液氢运输已实现示范：川崎重工的液氢运输船Suiso Frontier已成功完成首次跨海运输任务，验证了液氢运输的可行性。
• 液氢储罐技术成熟：中集圣达因已具备液氢储罐的制造能力，为液氢运输和储存提供基础设施保障。

关键信息

• 漂浮式风电发展：全球漂浮式风电装机容量持续增长，2022年新增约66MW，预计2030年将达到10.9GW。
• 绿氢运输挑战：氨和LOHC技术虽成本较低，但需额外的转化设备；液氢运输虽成本较高，但具备更高的系统集成度和可靠性。
• 国内产业链：氢液化技术已实现国产化，液氢产业有望快速发展，为海上风电制氢外送提供支持。
• 技术挑战：海上平台空间有限、电源波动、高湿高盐环境对设备腐蚀、抗震抗风浪要求高等问题仍需解决。

风险提示

• 技术革新不及预期：氢液化技术的进一步优化和突破可能不如预期。
• 项目发展不及预期：海上制氢项目的推进速度可能受政策、成本和技术等因素影响。
• 液化成本下降不及预期：液化能耗较高，成本下降可能滞后于预期。
• 商业模式形成不达预期：氢液化与海上风电结合的商业模式可能难以快速形成。

产业链相关企业

• 中科富海：具备氢液化系统研发制造能力，成功出口至国外。
• 航天六院101所：研制国产氢液化系统，实现高纯度液氢生产。
• 中集圣达因：具备液氢储罐制造能力，为液氢运输提供基础设施支持。
• 川崎重工：成功运营液氢运输船Suiso Frontier，验证液氢跨海运输的可行性。

结论

低温液化作为海上风电制氢外送的重要方式，具有较高的技术成熟度和产业基础，未来有望成为绿氢运输的重要路径。随着我国漂浮式风电和液氢产业链的快速发展，海上风电制氢将具备更大的商业化潜力，但需进一步解决技术、成本和系统集成等关键问题。