电气设备行业深度报告：多重临界点即将到来，氢能源开启向上周期-20210606-开源证券-36页_2mb

电气设备行业深度报告：氢能源产业发展前景

核心内容概述

氢能源作为碳中和背景下重要的清洁能源，正迎来快速发展期。2021-2035年是我国氢能源汽车推广、规模降本、技术完善的阶段，预计2035年后氢能将逐步取代化石能源。氢能产业链涵盖制氢、储运、加氢及燃料电池系统，其发展将带动新能源领域形成数千亿级市场。

主要观点

• 氢能源是高效环保的二次能源，具有高能量密度、高转换效率和零排放优势。
• 政策支持是氢能源发展的关键驱动力，国家及地方层面均出台多项支持政策，推动氢能产业链建设。
• 产业链布局加速，从上游制氢、中游燃料电池系统到下游应用，各环节正在快速推进。
• 技术突破与成本下降是氢能产业商业化的核心，尤其在燃料电池系统、质子交换膜、双极板、空压机等环节。
• 氢能源应用主要集中在交通领域，尤其是燃料电池商用车，未来将逐步向乘用车拓展。
• 加氢基础设施是氢能推广的重要环节，油氢合建站是降低成本、提高经济性的可行方案。

关键信息

1. 政策支持与产业布局

• 全球碳中和背景下氢能发展迅速，我国氢能产业处于从零到一突破的关键期，政策支持力度大。
• 国家政策推动氢能发展，2020年《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》提出2025年燃料电池汽车保有量达10万台，2035年达100万台。
• 地方政策支持广泛，北京、上海、广东、河北、山东等地均有明确的氢能发展计划，涵盖加氢站建设、燃料电池汽车推广、产业链发展等。

2. 氢能产业链布局

• 氢气制取：石化制氢是当前主流，但清洁能源制氢（如电解水）是未来趋势，随着可再生能源成本下降，氢气成本有望降至30元/KG以下。
• 储运：目前主要采用高压气态储运，液氢和管道运输在大规模应用中具备潜力。
• 加氢站：国内加氢站主要采用外供氢模式，建设成本高，油氢合建站是未来发展方向。

3. 燃料电池系统

• 电堆是燃料电池系统的核心，占系统成本的60%以上，目前国产电堆正逐步实现替代，成本有望进一步下降。
• 膜电极：国内厂商已开启国产化进程，质子交换膜性能接近国际水平，价格优势明显。
• 双极板：国内以石墨双极板为主，金属双极板技术正在突破，未来有望实现国产替代。
• 供气系统：国内在空气供给系统方面仍落后，空压机技术与国外差距较大。

4. 下游应用

• 燃料电池汽车：目前市场尚未完全打开，但政策支持和成本下降将推动其发展，2025年燃料电池汽车保有量预计达10万台。
• 氢气作为工业原材料：在半导体、石化、冶金等领域有广泛应用，具有稳定的市场需求。

5. 投资机会

• 核心受益公司包括亿华通、重塑股份、潍柴动力、雄韬股份、美锦能源、雪人股份等。
• 技术路线与市场格局：国内企业在电堆、膜电极、储氢瓶等领域逐步实现技术突破，有望在产业链中占据有利位置。

风险提示

• 加氢基础设施建设不及预期：影响氢能推广速度。
• 技术进步不及预期：制约成本下降与商业化进程。
• 政策低于预期：可能影响产业链发展节奏。

图表与数据

• 图1：氢能与电能协同互补
• 图2：氢气在能源转换系统中具备储能作用
• 图3：全球氢能需求年均复合增长预计约4%，其中交通领域达16%
• 图4：2000年以来世界主要经济体在氢能源领域的布局
• 图5：煤制氢单位二氧化碳排放量高于石油和天然气制氢
• 图6：煤制氢成本随煤炭价格下降而降低
• 图7：焦炉煤气副产氢成本略低于其他方式
• 图8：制氢系统拓扑结构
• 图9：电-氢转换示意图
• 图10：电价降低显著影响氢气生产成本
• 图11：天然气重整站加氢站流程与设备
• 图12：电解水站内供氢流程与设备
• 图13：不同氢气来源下的站外供氢加氢园区流程与设备
• 图14：压缩机是加氢站成本占比最高的部分
• 图15：燃料电池系统原理
• 图16：燃料电池核心构成示意图
• 图17：燃料电池电堆结构示意
• 图18：电堆中单节电池结构示意
• 图19：电堆是燃料电池系统的主要成本
• 图20：电堆规模化生产显著降低其成本
• 图21：东岳质子交换膜性能指标
• 图22：涡轮式、螺杆式和离心式空压机综合性能理想
• 图23：亿华通发展历程
• 图24：亿华通股东布局
• 图25：重塑股份燃料电池销量
• 图26：潍柴动力投资燃料电池龙头企业
• 图27：雄韬股份氢能发展路径
• 图28：雪人股份氢能项目建设
• 图29：燃料电池汽车现有购置和运营成本高于锂电池汽车
• 图30：氢燃料电池乘用车成本劣势
• 图31：燃料电池商用车成本接近油车
• 图32：2021年Q1燃料电池汽车产销量低于2019、2020年同期
• 图33：氢能源产业链重点公司盈利预测与估值表

表格数据

• 表1：氢气热值与安全性高于汽油、天然气
• 表2：国家将氢能源纳入能源范畴并制定发展规划
• 表3：国内多数省份出台政策支持氢能源产业链发展
• 表4：0.5元/KWh电价下，碱性电解槽与PEM电解槽制氢成本
• 表5：气态储氢成本低适合小规模存储
• 表6：氢气用量提升，液氢与管道运输将成为主流
• 表7：各地政府加氢站建设规划
• 表8：国产电堆参数逐渐接近国际水平
• 表9：车企燃料电池车载铂量异质性
• 表10：金属双极板导电性能优于石墨双极板，国内仍处于中试阶段
• 表11：海外车企更倾向涡轮增压式空压机
• 表12：燃料电池汽车成本高于锂电池汽车
• 表13：氢燃料电池乘用车成本不具优势
• 表14：燃料电池商用车运行成本接近油车
• 表15：2021年Q1燃料电池汽车产销量低于同期
• 表16：氢能源产业链重点公司
• 表17：重塑股份研发投入
• 表18：雪人股份氢能项目融资
• 表19：产业链受益公司盈利预测与估值表

总结

氢能源产业在政策支持、技术突破和成本下降的多重推动下，正逐步进入商业化阶段。我国在氢能产业链布局上已取得显著进展，未来将有望在燃料电池系统、制氢、储运等环节实现国产替代。随着加氢站建设提速和政策落地，燃料电池汽车将逐步打开市场，成为新能源领域的重要增长点。