氢能产业发展提速,设备端有望优先受益。
本文从氢能产业链出发,重点梳理各环节涉及的设备及制造公司。氢能产业链长,涉 及装备众多,可从制氢、储运、加注,用氢四个环节拆分来看: 1)制氢:根据工艺和二氧化碳排放量的不同可分为灰氢、蓝氢和绿氢三种:①灰氢: 包括化石能源制氢和工业副产氢,相关设备有制取过程的反应设备(气化炉、转化炉)以 及提纯设备(PSA 设备、空分设备);②蓝氢:在化石能源制氢的基础上配备 CCUS 设备, 核心设备是压缩机;③绿氢:当前主要为水电解制绿氢,反应场所为电解槽。 2)储运:是链接氢气生产与需求的关键桥梁,长管拖车运输适合 200km 以内的短途 小规模运输,相关设备为高压气态储氢瓶;液氢槽车适合 200km 以上的大规模长距离运输, 相关设备为氢气液化设备;输氢管道需要高昂的管道铺设投资为基础,相关设备为管材; 3)加注:氢气零售依靠加氢站建设,主要涉及压缩机、站用储氢罐、加氢机,部分厂 商提供上述集成设备。根据香橙会研究院统计,截止 2023 年底国内累计建成加氢站 407 座; 4)用氢:氢气下游应用广泛,可用于交通、电力、工业、储能等领域,在燃料电池汽 车、风光消纳等场景下具备广阔前景,相关装备包括燃料电池电堆及 BOP 系统、检测设备、 氢燃气轮机等。
设备将成为氢能发展的优先受益方。目前,我国已初步掌握氢能制备、储运、加注等 主要技术和生产工艺,但产业发展仍处于初期阶段,其核心制约因素在于氢气作为能源使 用,相对于替代方案(如锂电、燃油)没有实现成本优势,而设备在氢能生产、应用各环 节中成本构成中占比较高。梳理产业链可以发现:1)上游:以大安风光制绿氢项目为例, 电解槽成本约占项目总投资额的 24%;2)中游:根据李妍等《外供氢与现场制氢加氢站 的氢气成本分析》,加氢站设备占设备投资总额 71%左右,其中压缩机占比 30%左右;3) 下游:根据能景研究,捷氢科技招股书,当前燃料电池系统占整车成本的 52%。因此,通 过政策推动(包括加氢站、燃料电池汽车补贴)及规模效应(电解槽、燃料电池电堆规模 化生产)实现设备降本,从而降低氢价与氢能车辆的成本,是实现氢能产业爆发的关键。 国家发改委提出,以关键核心技术和装备攻关为抓手,点面结合、以点带面,构建氢能产 业高质量发展格局。
国家规划和支持政策相继出台,顶层设计体系初步搭建完毕。近年来,中国政府高度 重视氢能产业发展,在政府工作报告、双碳工作以及汽车、储能等领域均对氢能进行安排, 不断予以指导和支持。从政策的规划演进角度看,“十四五”前的规划内容多以燃料电池 汽车及配套产业建设为核心,“十四五”以来明确统筹推进氢能“制储输用”全链条发展。 2022 年 3 月,国家发展改革委、国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,首次明确了氢能作为国家能源的战略地位,并提出一系列产业发展目标。2023 年 8 月,国家层面首个氢能全产业链标准指南发布,系统构建了氢能“制储输用”全产业链标 准体系,为氢能行业规范化、规模化发展奠定基础。2024 年 3 月 5 日,氢能作为前沿新兴 产业首次进入《政府工作报告》。

全国多地政府出台氢能相关产业支持政策,抢先布局氢能产业,促进能源结构转型。 根据我们统计,截至 2024 年 2 月底,除黑龙江、云南、西藏及港澳台外,全国其他 28 个 省、自治区和直辖市均出台了省级氢能产业发展规划。多地将交通应用作为氢能行业突破 口,支持氢燃料电池汽车推广与加氢站建设。根据各地区提出的目标,到 2025 年,我国 将建设加氢站超 1000 座(根据香橙会研究院,截止 2023 年底为 407 座),燃料电池汽 车应用规模超过 11 万辆(截止 2022 年底为 12,682 辆),氢能总产值近万亿元。
我国制氢产能主要集中在西北、华东和华北地区,以煤制氢技术为主。根据中国氢能 联盟研究院统计,2022 年我国氢气产量约为 3533 万吨,以化石能源制氢为主:其中煤制 氢产量达到 1985 万吨,占比 56%;其次为天然气制氢,占比 21%(见图 4)。从地区上 看,西北、华东、华北位居国内氢气产量的前三名,合计占比达到 74%,我们认为主要是 由于西北、华北地区矿产资源丰富,而华东地区化工园区聚集,均在制氢方面存在优势。
当前氢气整体消费领域集中在化工和炼化行业。根据中国氢能联盟研究院数据,全球 氢气需求约为 10,500 万吨,其中工业、炼化占据较大比例,分别约为 6500 万吨、4000 万吨。2022 年中国氢气消费量在化工及炼化领域达到 2,851 万吨,其中合成甲醇、合成氨 的氢气消费量占细分领域前两位,分别为 988 万吨和 973 万吨,占比 28.0%和 27.5%;交 通领域占比小于 0.1%。 未来交通出行有望成为氢能的重要消费场景。根据国际氢能委员会 2021 年发布的《氢 能实现净零排放》(Hydrogen-for-Net-Zero),至 2050 年,交通出行领域将消费氢气 达 2.85 亿吨,占预计当年国际氢气总产量的 43.18%。由于氢气能量质量密度大,能大幅 提高运输设备的载货能力,因此重卡为氢气重要消费场景,消耗氢气达 1.1 亿吨。
碳中和愿景下,氢气产量存在较大缺口。根据国际氢能委员会《氢能实现净零排放》, 预计在 2050 年之前,通过更大规模的普及,氢能源将大约占总能源消耗量的 22%,可使 当年的 CO2排放量较现在减少约 70 亿吨,相当于维持当前全球变暖趋势所对应 CO2 排放 量的 20%。根据中国氢能联盟及相关机构数据,到 2050 年,若要实现净零排放,全球对 氢气的需求量将达到 6.6 亿吨,其中中国约为 1.95 亿吨,占比近 30%。从增速看, 2020-2050 年间每 10 年中国氢气产量平均复合增速为 4.8%、10.6%、5.9%。