氢能行业专题研究之四：液态储氢，大规模长距离运输理想方案，产业化持续推进-20230730-国信证券-37页_2mb

氢能行业专题研究之四：液态储氢总结

核心内容

氢能作为一种清洁、高效、应用场景丰富的能源载体，正逐步成为全球能源转型的重要组成部分。在氢能产业链中，储运环节是连接制氢与用氢的关键部分，对氢能的大规模发展至关重要。当前，我国氢能供需存在错配，氢气资源分布不均，而需求则呈现“东富南少”的特点，储运成本约占氢能产业链总成本的30%-40%。因此，高效、低成本的储运技术是氢能产业发展的关键保障。

液态储氢是当前大规模长距离氢气运输的理想方案，包括低温液态储氢和有机液态储氢两种主要方式。两者均具备高储氢密度、运输安全性好等优势，但在成本、技术成熟度和应用场景上各有特点。

主要观点

1. 液态储氢的优势：

   • 储氢密度高：低温液态储氢体积密度可达70.6kg/m³，有机液态储氢可达47-60kg/m³，远高于高压气态储氢（23.5-40kg/m³）。
   • 运输安全性好：液态储氢可在常压下储存，减少运输过程中的安全风险。
   • 运输成本稳定：液态储氢对运输距离不敏感，适合中长距离运输。

2. 低温液态储氢：

   • 商业化应用：目前美国、日本已实现大规模商业化，国内则主要应用于航天、军事等高端领域，近年来民用液氢项目逐步推进。
   • 产业链进展：国内已规划十余项液氢工厂项目，若按计划推进，有望成为全球第二大液氢市场。
   • 核心技术：氢液化是产业链成本占比最高的环节，占30%-40%。随着规模扩大，液化能耗和成本将显著下降。
   • 关键设备：氢气压缩机、换热器已实现国产化，但透平膨胀机和正仲氢转化器等设备仍需突破技术瓶颈。

3. 有机液态储氢（LOHC）：

   • 技术原理：通过有机物与氢气的可逆反应实现氢气的储存和释放，储氢密度可达5%-7.5%，适用于大规模、长距离运输。
   • 应用场景：在海外已应用于远洋运输、工业和电网领域，国内则处于示范阶段，主要应用于加氢站、建筑供热和工业供氢。
   • 产业化进展：国内企业如武汉氢阳能源、陕西御氢等已开展相关技术研究和产品开发。

4. 其他储氢方式：

   • 高压气态储氢：应用广泛，但安全性差，成本高，适用于短距离运输。
   • 固态储氢：具有高安全性、高能效，但目前尚未达到产业化规模，主要应用于示范项目。

关键信息

氢储运方式比较

储运成本比较

• 高压气态储氢：短距离运输成本低，但随着运输距离增加，成本显著上升。例如，50km运输成本为3.6元/kg，500km时可达29.4元/kg。
• 低温液态储氢：运输成本对距离不敏感，50-1000km时成本在14-15.5元/kg。
• 固态储氢：运输成本在11-16元/kg。
• 有机液态储氢：运输成本在16-18元/kg。
• 管道输氢：100km运输成本仅为0.5元/kg，但受限于需求端尚未普及。

产业链企业梳理

低温液态储氢产业链企业

有机液态储氢产业链企业

风险提示

1. 全球氢能政策推进不及预期；
2. 液氢产业化推进不及预期；
3. 关键材料和装备国产化进程不达预期。

未来发展方向

• 规模化与成本下降：随着氢液化规模扩大，单位能耗和成本将显著下降，有望实现经济性突破。
• 国产化替代：国内在氢气压缩机、换热器等设备上已实现国产化，但透平膨胀机和正仲氢转化器等关键设备仍需突破技术瓶颈。
• 多场景应用拓展：液态储氢技术将在交通、工业、建筑、电网等多个领域实现广泛应用，推动氢能产业全面升级。