氢能重点产业链介绍.pptx

氢 能 专 题 研 究 之 一 ： 氢 能 重 点 产 业 链 介 绍 行 业 研 究 · 深度 报 告 电 力 设备 新能源 · 氢 能 投 资评级 ：超配 证 券分析 师 ：王蔚祺 E-MAIL: wangweiqi2@guosen.com.cn 证 券投 资 咨 询执业资 格 证书编 号： S0980520080003 证 券研究 报 告 | 2021年 12月 3 日 投 资 建 议氢 能作 为 一种 清 洁 高 效 的二次 能 源 ， 对 于构 建 清 洁 低碳 安 全高 效 能 源 体系具有 重 大的 意 义 。 10月 24日，《中共 中 央国 务 院 关 于完 整 准 确 全面 贯彻 新 发 展 理 念 做 好 碳达峰碳中和工作的意 见 》（ 简 称《意 见 》） 发 布， 氢 能也被上升至国家 层 面的 战 略能源地位，将在碳达峰、碳中和的宏 伟进 程中 发挥 重要作用。 目前我国每年 氢 气 消 费 量超 过 3000万吨， 中 远 期将有希望突破 1亿 吨。如果按 照 20元 /kg的 销 售价格 ， 万吨 的 销 售 规 模 估 算 ，中 长 期也将 是 万 亿 元 级 别 的能源市 场 。 氢 能在 工 业 深度脱 碳 、 交 通以 及 跨季 节储 能 领 域 可以 很 好地 发挥 与 电 力 互 补 的 优 势 。目前无 论 是大 规 模可再生能源 制 氢 ， 还 是 氢 能的 储 存 、运 输 、 分 销 ，以及在工 业 和交通 领 域的 应 用，都 处 于技 术 示范和关 键设备 国 产 化的 阶 段，仍然需要国家 补贴 的大力支持。 从我国的 氢 能 战 略上 来 看 ， 当前重点 需 要突 破 交通 领 域关 键 设 备 和 材 料的技 术 ，以 及 国 产 化 应 用 ，再通 过 交 通 领 域 的 应 用 带动氢 能 的 储 运 环节发 展 ， 形成螺 旋上 升的 发 展 驱动 力 。最 终 推 动 可再生能 源 制 氢 后 的 终 端需求市 场 成 熟 ， 推 动 可再生能 源 制 氢 的 快速 发 展 。我 们 预 期 氢 能市 场 的投 资 机 遇分 为 两个 阶 段 ： 第 一 阶 段 是 关 键设备 和材 料 的市 场 机 遇 ，第二 阶 段 是中 远 期万 亿 元 级别 的 氢 气 储 运及分 销 市 场 机 遇 。 我 们 看好当前从 事 氢 能 一 体化 业务发 展 的 企 业 ， 这类 企 业 短 期能 够 充 分 受益于国家 补贴 支持下的市 场 增 长红 利， 长 期可以分享 氢 气 销 售的 庞 大市 场 蛋糕， 拥 有 积 极的 发 展前景。建 议 重点关注： 中国能源建 设 、阳 光 电 源 。 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 。 第 一 章 ： 氢 能 产 业 链 上 游 氢 能：来源广泛的二次能 源 资 料来源：国 鸿氢 能，国信 证 券 经 济 研究 所 整 理 应 用 场 景丰 富 02 03 04 01 热值 高 氢 气是常 见 燃料中 热值 最高的 （ 143 kJ/g） ， 是石油的 约 3倍，煤炭的 4.5倍 交通运 输领 域： 氢 燃料 电 池汽 车 交通运 输业 排放占全球碳排放量的 1/3。燃料 电 池 车 具有 零排放、 续 航里程 长 等特点，是交运行 业 减碳的最佳 选 择 建筑 领 域：分布式 热 -电 联 供系 统 氢 气供燃料 电 池 发电 ，燃料 电 池 发电产 生 热 量用于供 暖与 热 水供 应 储 能 领 域： 氢储 能参与 电 网 辅 助 氢储 能系 统 耦合 风 光等可再生能源参与 电 网削峰填谷、 调 峰 调频 等作用 工 业领 域： 氢 能 炼钢 利用 氢 气的高 还 原性，代替焦炭作 为 高炉 还 原 剂 ，以 避免 钢铁 生 产 中的碳排放 无碳排、无 污 染 氢 气燃 烧过 程无碳排放、无 污 染物 产 生 安全性好 氢 气在 发 生泄露后极易 扩 散，爆炸下限 浓 度 高于汽油和天然气 图 1： 氢 能 优势 与 应 用 场 景 4 氢 能 产业 链 资 料来源： 亿华 通，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 制 氢 氢储 运 氢 加注 燃料 电 池 动 力系 统 燃料 电 池 应 用 化石能源制 氢 高 压 气 氢 低温 液 氢 固 态储氢 加 氢 站 燃料 电 池 电 堆 交通 汽 车 煤制 氢 催化 剂 船舶 天然气制 氢 质 子交 换 膜 轨 道交通石油 类 燃料制 氢 气体 扩 散 层 工 业 副 产氢 双极板 叉 车 焦炉气 密封圈 固定式 应 用 分布式 电 力系 统 氯 碱副 产 气 紧 固件 家庭 热电联产 丙 烷 脱 氢 副 产 气 系 统 其他主要部件 备 用 电 源乙 烷 裂解副 产 气 空 压 机 电 解水制 氢 氢 气循 环泵 军 用 便携 电 源 太阳能 发电 增湿器 无人机 风 能 发电 储 气瓶 舰 艇 动 力系 统 水力 发电 散 热 器 备 用 电 力系 统生物 质发电 DC/DC 航天 火箭 发动 机核 电 泵 与 阀 件等 上游 中游（部分） 下游 5 图 2： 氢 能 产业链 概 览 我国 氢 能 产业 具 备长 期 发 展潜 力根据中 国 氢 能 联 盟的 预 测 ， 在 2030年 碳达 峰 愿景 下 ， 我国 氢 气的 年 需求 量 预 期 达 到 3,715万吨 ， 在 终 端 能源 消 费 中占 比 约为 5%；可再 生 氢 产 量 约 为 500万 吨 ， 部 署 电 解槽 装 机 约 80GW。在 2060年碳中和 愿 景 下 ，我 国 氢 气 的 年 需 求量将增 至 1.3亿 吨 左 右 ，在 终 端 能源 消 费 中 占比 约 为 20%。其中 ， 工 业领 域 用 氢 占 比 仍然 最 大， 约 7,794万吨，占 氢总 需求量 60%； 交通运 输领 域用 氢 4,051万吨，建筑 领 域用 氢 585万吨， 发电 与 电 网平衡用 氢 600万吨。 数据来源：中国 氢 能 联 盟，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 3342 3715 5276 9690 13030 2000 0 4000 6000 8000 10000 12000 14000 2020 2030E 2040E 2050E 2060E 工 业 60% 交通运 输 31% 建筑 领 域 4% 发电 与 电 网平 衡 图 3：我国 氢 气年 产 量以及未来 预 期（ 万 吨） 6 图 4： 2060年我国 氢 气各 领 域用量展望 数据来源：中国 氢 能 联 盟，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 制 氢 —— 路径及成本比 较• 当前全球 氢 气年 产 能 约 7000万吨，我国 氢 气 产 能 约 3342万吨；国外市 场 以天然气制 氢为 主，占比 约为 75%； 我国以煤制 氢为 主，占 60%以上。 • 全球可再生能源制 氢 占 比极小，却是降低燃 料 电 池汽 车 全生命周期 碳 排放量的主要途 径 ， 因 此正在得到全球范 围 的 大力推 动 。我国碱性 水 电 解制 氢 技 术较为 成熟 ， 应 用比 较 广泛，但存 在 单 体制 氢 能力 较 小、 电 流密度小、占地面 积 大 等 问题 。 质 子交 换 膜 电 解制 氢 技 术 国内外均 处 于研 发 和小量 应 用 阶 段 ，我国 质 子交 换 膜制 氢 技 术 在 设备 成本、催 化 剂 技 术 、 质 子交 换 膜 本 身等方面与国 际 先 进 水 平差距 较 大 。因此， 短 期以成熟的碱性水 电 解 制 氢 技 术为 主 ，中 长 期 为 碱性、 质 子交 换 膜等 多种制 氢 方式并存。其他制 氢 方式包括生物 质 制 氢 、光解水制 氢 、核能制 氢 等，但目前仍 处 于 实验 研 发阶 段，尚无 规 模化 应 用。 数据来源：中国 氢 能 联 盟，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 技 术 路 线 优势 劣 势 规 模 （立方米 /小 时 ） 碳排放（ kgCO2/kgH2) 煤气化 化石原料制 氢 产 量高，成本低，技 术 成熟 工 艺 流程 长 ，碳排放量大 1000~100000天然气重整 焦炉煤气 5000~100000 氯 碱副 产氢 相比煤制 氢 初次投 资 更小，能 耗更低 2000~100000 工 业 副 产氢 建 设 地点受制于原料供 应 99.8% 99.99% 99.99% 能量效率 60-75% 75-90% 85-100% 操作特征 快速启停， 产 气需要脱碱 快速启停， 产 物 仅 水蒸气 启停不便， 产 物 仅 水蒸气 电 能 质 量要求 稳 定 电 源 稳 定或波 动电 源 稳 定 电 源 动态 响 应 能力 较 强 强 较 弱 电 解槽寿命 12000 h 10000 h — 可 维护 性 强 碱腐 蚀 强 ，运 维 成本高 无腐 蚀 性介 质 ，运 维 成本低 — 技 术 成熟度 充分 产业 化 初步 产业 化 研 发 期 特点 技 术 成熟，成本低 良好的可再生能源适 应 性 转 化效率 较 高 表 4： 电 解水技 术 路 线对 比 制 氢 —— 电 解水制 氢 成本分 析• 电 解水制 氢 成本一般包括 设备 成本、能源成本（ 电 力）、原料 费 用（水）以及其他运 营费 用。与化石能源制 氢 和工 业 副 产氢 相比，碱性和 PEM制 氢 技 术 在 生 产 运行成本与 设备 投 资 成本上均 较为 昂 贵 。随着未来可再生能源 发电 平价上网，尤其是 对 局部区域弃 风 弃光的充分利 用 ，可再生能源 电 价有望持 续 降低 。 • 以目前的 电 解 水平， 当 可再生能源 电 价降 至 0.2元 /kWh时 ， 电 解水 制 氢 成本将接 近 于化石 原 来制 氢 成 本 。 同 时 ， 随 着制 氢项 目的 规 模化 发 展 、关 键 核心 技 术 的 国 产 化突破、 电 解槽能耗和投 资 成本的下降以及碳税等政策的引 导 下， 电 解制 氢 技 术 在降低成本方面极具 发 展潜力。 表 5： 电 解水制 氢 成本构成 碱性 电 解水 PEM电 解水 电 解槽折旧 费 用（元 /kg） 4.8 16.8 土建与 设备 安装 费 用（元 /kg） 0.4 0.6 人工与运 维费 用（元 /kg） 2.3 2.3 电 费 （元 /kg） 33.6 30.2 单 位成本（元 /kg） 41.1 49.9 数据来源：《 氢 能供 应链 成本分析 及 建 议 》 ，国 信 证 券 经 济 研 究 所 测 算 图 7： 电 解水成本（元 /kg） 随 电 价（元 /kWh） 变动 走 势图 60 50 40 30 20 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 碱性 电 解 PEM电 解 11 数据来源：《 氢 能供 应链 成本分析 及 建 议 》 ，国 信 证 券 经 济 研 究 所 测 算 上市公司 代 码 涉及 业务 宝丰能源 600989.SH 公司 总 投 资 14亿 元建 设 全球最大 规 模 的 太阳 能 电 解 水 制 氢 储 能及 综 合 应 用 示范 项 目， 主 要包 括 新 建 20,000Nm 3/h碱 性 电 解 槽 电 解 水制 氢 装 置（合 计 年 产氢 气 1.6亿 Nm3/年）及配套 公 辅设 施 ，制 取 绿氢 用 于化 工 生 产 。 美 锦 能源 000723.SZ 公司采用焦炉煤气制 氢 ，可 实现 低 成 本高 效 大 规 模 制 氢 。 东华 能源 002221.SZ 公司目前 拥 有 PDH产 能 198万吨 /年 ， 副 产 5.6万 吨 /年 氢 气 。 预计 到 2030年 ，公 司 将形 成 年 产 超 900万吨 PDH、 800万吨 PP、 氢 气 产 能 45万 吨 中国石化 600028.SH 公司 氢 气年 产 能力超 390万吨，占全国 氢 气 产 量 的 11%左右 中国旭阳集 团 1907.HK 公司 现 运 营 焦化 规 模 1210万吨 /年， 预计 2025年 达到 3000万 吨 /年 ， 2030年 达 到 6000万吨 /年； 旭 阳集 团 现 有 氢 资 源 26.6亿 方 /年 ， 预计 2025年 氢资 源超 过 65亿 方 /年， 2030年 氢资 源超 过 130亿 方 /年。 华 昌化工 002274.SZ 公司二期 项 目可生 产 合成气（ 氢 气 、 一氧 化 碳 ）， 装置 合 成气 生 产 能 力 总计 为 110000立 方 /小 时 ， 在 氢 气 制取 方 面， 每 年可 生 产氢 气 达 20 万吨 鸿 达 兴业 002002.SZ 公司目前 拥 有 100万吨 氯 碱 产 能，副 产 氢 气可达 2.5万 吨 /年。 金能科技 603113.SH 公司建 设 90万吨 /年丙 烷 脱 氢 与 8×6万吨 /年 绿 色炭 黑 循 环 利 用 项 目 、 6.5亿 立 方 /年 清 洁 氢 能源 项 目， 公 司每 年 可副 产 氢 气 4.1万 吨 。 卫 星化学 002648.SZ 公司全 资 子公司浙江 卫 星能源已建 成 年 产 90万 吨丙 烷 脱 氢 制 丙 烯 装 置， 可 副 产 氢 气 3万 吨 /年。 滨 化股份 601678.SH 公司与北京 亿华 通共同出 资设 立了 山 东滨 华 氢 能 源 有限 公 司， 主 要 业 务 方向 是 为氢 燃 料 电 池 汽 车 加 氢 站 提 供 氢 气 ，目 前 公司 副 产氢 气1.7万 吨 /年。 制 氢业务 相关上市公司梳 理 数据来源：各公司官网 ， Wind， 国信 证 券 经 济 研究 所 整理 ， 注： 各 公司 最 新情 况 以公 司 指引 为 准 。 表 6：制 氢业务 相关上市公司梳理 12 储氢 运 氢 —— 气、液、固三种方式比 较• 氢储 存的方式有高 压 气 态储氢 、低温液 态储氢 和固 态储氢 。目前高 压 气 态储 运 氢 技 术 相 对 成熟，是我国 现阶 段主要的 储 运方式。 • 气 氢 通 常 以 20MPa钢 制 氢 瓶 储 存 ， 并通 过长 管拖 车 运 输 ， 适用 于短 距 离 、 小 规 模 输 运 。管 道 输氢 是 实 现 氢 气 大 规 模 、 长 距 离 运 输 的 重要 方 式 ， 但 建 设 成 本 较 大，目前我国 仅 有 100km管道建 设 。据《中国 氢 能 产业 基 础设 施 发 展 蓝 皮 书 》 预测 ， 2030年我国 氢 气管道有望达到 3000km。 • 液 态 储 氢 是 指 在 标 准 大 气 压 下 ，将 氢 气 冷 却 至 零 下 252.72摄 氏度液 化 储 存 在 特制 的 高 度 真 空 的 绝 热 容器中 常 温常 压 下液 氢 的 密 度 为 气 氢 的 845倍，适用于 距 离 较远 、运 输 量 较 大的 场 合，但装置投 资较 大，能耗 较 高。 • 固 态储 运是 以 金属 氢 化 物、化学 氢 化 物或 纳 米 材料等作 为 储 氢载 体 ， 通 过 化学吸 附 和物理 吸 附的方式 实 现 氢 的存 储 。固 态储氢 具 有 储氢 密 度高、安全性 好 、 氢 气 纯 度高等 优势 。但技 术 复 杂 ，成本高 ， 尚无 规 模化使用 。 数据来源：《中国 钢 研科技集 团 》 ， 国信 证 券 经 济 研究 所 整 理 储 运方式 运 输 工具 压 力（ Mpa） 载氢 量 （ kg/车 ） 体 积储 氢 密度 （ kg/m3） 质 量 储氢 密度（ wt%） 能耗 （ kwh/kg） 经济 距离（ km） 气 态储 运 长 管拖 车 20 300-400 14.5 1.1 1-1.3 管道 1-4 － 3.2 - 0.2 液 态储 运 液 氢 槽罐 车 0.6 4500 64 14 15 固体 储 运 货车 4 300-400 50 1.5 10-13.3 13 表 7：不同 氢储 运方式比 较 储氢 运 氢 —— 三种形式的 结 合 应 用前 景• 对 于 高 压 气 态 运 氢 运 输 ，当 运 输 距 离 为 50km时 ， 运 输 成 本 为 3.6元 /kg， 随 着 距 离的 增 加 长 管拖 车 运 输 成 本 大 幅上 升 ， 当 运 输 距 离 为 500km时 ， 氢 气 的 运 输 成 本达到 29.4元 /kg。因此， 长 管拖 车 只适合短距离运 输 （小于 200km） 。 • 液 氢 槽 罐 车 运 氢 成 本 对 距离 不 敏感，当 加 氢 站 距离 氢 源 点 50-500km时 ， 运 输 价 格 在 10.4-11.0元 /kg范 围 内 ， 这 是 由于 液 氢 成 本 主 要 来源 于液 化 过 程 中 的 耗 电 费 用 ， 仅 与 载氢 量有关，而与距离无关。因此，液 氢 罐 车 在 长 距离运 输 下更具成本 优势 。 • 管道 运 氢 成 本 主 要 来源 于与 输 送 距 离 正 相 关的 管材 折 旧 及 维 护 费 用 ， 当 输 送 距 离 为 100km时 ， 运 氢 成 本 仅 为 0.5元 /kg。 但 管道 运 氢 成 本很 大 程 度 上 受 到需 求 端的影响， 在 当前加 氢 站尚未普及 、 站点 较 为 分散的情况 下 ，管道 运 氢 的成本 优 势 并不明 显 。但随着 氢 能 产业 逐 步 发 展 ， 氢 气 管 网 终 将 成 为 低成本运 氢 方式 的 最佳 选择 。 数据来源：《 氢 能供 应链 成本分析 及 建 议 》 ，国 信 证 券 经 济 研 究 所 测 算 ； 注 ： 长 管 拖 车 或 液 氢 槽 罐 车 百 公 里耗 油 25L，柴油 价 格 7元 /L， 电 价 0.6元 /kWh， 过 路 费 用 0.6元 /km，保养 费 用 为 0.3 元 /km， 每 车 配 备 两名司机， 装 卸 氢 过 程各 需 一名 操 作人 员 ，人 工 费 用 为 10万元 /年； 管 道 输 氢 建 设 成 本基 于 济 源 -洛 阳 氢 气 管 道 项 目 测 算。 3.6 6.9 16.0 19.2 29.4 33.6 10.4 10.5 10.6 10.7 10.9 11.0 11.1 0.3 0.5 9.0 0.9 1.3 1.7 2.1 2.4 15.0 10.0 5.0 0.0 20.0 40.0 35.0 30.0 25.0 50 100 400 500 600200 300 运 输 距离（ km） 20MPa气 氢 液 氢 管道 14 运 氢 成本 测 算基本假 设 长 管拖 车 价格 100万 /台 满载时氢 气 质 量 （ 20MPa） 430kg 气 氢 折旧年限 10年 压缩过 程耗 电 1kWh/kg 槽罐 车 价格 350万 /台 满载时氢 气 质 量 4300kg 液 氢 折旧年限 10年 液化 过 程耗 电 15kWh/kg 建 设 成本 617万 /km 输氢 能力 10.04万吨 /年 气 氢 管道 折旧年限 20年 压缩过 程耗 电 0.2kWh/kg 图 8：不同 输氢 方式在不同运 输 距离下的成本 对 比（元 /kg） 储氢 运 氢 —— 液 氢 关 键 技 术 与 设备 国 产 化是核 心 15 • 长 期以来， 受 制于 换 热 器、 绝热 器 等 设备 ， 以 及民用 标 准 的 缺乏， 国 内液 氢 主要 用 于航天 和 军 工 领 域 ， 民 用液 氢 推 进缓 慢 ， 氢 液 化 设备 也 主要由美国空 气 产 品 、 普莱克斯、德国林德等厂商提供。而目前日 本 、美国已将液 氢 罐 车 作 为 加 氢 站运 氢 的重要方式之一 。 • 随着 近 两年 国 内 氢 能 兴 起 ， 民 用液 氢 领 域 现 已 汇 聚 了 中科 富 海 、 航天 101所 、 国富 氢 能 、 鸿 达 兴 业 等一 批 机构 和企 业 ， 在 相关 技 术 上 屡 获 重大 突 破； 同 时 国 家 已 发 布液 氢 生 产 、 贮 存 和运 输 的国 家 标 准 ， 这 使液 氢 民用 有 标 可依 ， 实现 了我国 液 氢产业 民 用 领 域 标 准 零 突 破 ， 为 液 氢进 入市 场 化 发 展 提 供重要支 撑 。 在国家 政策支持下，燃料 电 池汽 车 示范推广提速。 数据来源 ： GGII，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 表 8：近期我国液 氢项 目 进 展 时间 相关 规 划 2021年 2月 上海重塑、佛燃能源、国富 氢 能、 泰 极 动 力 签 署 协 议 在 佛 山合 作 推 进 “ 液 氢 储 氢 加 氢 站 项 目 2021年 6月 呼和浩特首个万吨 级绿 色液 氢 能源 项 目 -空 气 产 品 久泰 高 效 氢 能 综 合 利 用示 范 项 目 正 式 签约 2021年 7月 航天六院 101所作 为 国内液 氢领 域的中 坚 力量 ， 于甘 肃 定西 市 开展 液 氢 工 厂 项 目 的 建 设 。 2021年 9月 河北建投集 团 与承德市政府、中国 航 天科 技 集 团 氢 能工 程 研 发 中 心 签 署 共同 推 进 国 家 级 能 源 创 新 平 台合 作 框架 协 议 2021年 4月 由 财 政部支持，中国科学院理化技 术 研究 所 承担 的 “ 液 氦 到超 流 氦温 区 大型 低 温制 冷 系 统 研 制 ” 项 目通 过 验 收 及 成果 鉴 定 ， 相 关技 术 已达 到 国 际 领 先水 平 。 2021年 6月 北京航天 试验 技 术 研究所成功完成 国 内首 例 车载 液 氢 瓶 火 烧试 验 ， 实 现 了液 氢 储 存 领 域的 突 破。 2021年 9月 清 华联 手北汽福田的全球首 辆 35吨 级 、 49吨 级 分 布式 驱 动 液 氢 燃料 电 池重 型 商用 车 成功 问 世 ， 顺 利通 过 综 合 测 试 。 储氢 运 氢 —— 加 氢 站 • 目前国内已建成运 营 的加 氢 站 设计 最大 氢 气加注容量通常 为 500kg/天或者 1000kg/天。 • 2021年 3月投入使用的北京大 兴氢 能科技园加 氢 站 项 目是目前全球 规 模最大的加 氢 站 ，最大加注量达 4800Kg/天；可 为 日均 600辆 燃料 电 池物流 车 提供服 务 。 • 除去土地 成 本外 ， 建 设 一座 35MP、日加 氢 500kg的固定式加 氢 站 的 平均投 资 在 1500万 元 左右。未来 几 年，随 着 设备 生 产规 模 扩 大以 及 关 键设备 如 压 缩 机 、加 氢 机的国 产 化， 压缩 系 统 、 储氢 系 统 以及加 氢 系 统 的成本将明 显 下降，国内加 氢 站建站成本有望下降超 过 20%。 数据来源 ： 《 Joint Agency Staff Report on Assembly Bill 8: Assessment of Time and Cost Needed to Attain 100 Hydrogen Refueling Stations in California 》， GGII，国 信 证 券 经济 研究所整理 表 9：外供高 压 气 氢 加 氢 站建 设 成本（最大加 氢 量 500kg/天） 项 目 成本（ 万 元） 备 注 压缩 机 203 40HP活塞式 压缩 机 储氢 瓶 278 250kg储 能能力 加 氢 系 统 218 35/70Mpa双 压 力 冷却系 统 113 35/70Mpa双 压 力 其他系 统 成本 395 阀门 、管路、材料、 连 接 设备 等 其他前期 费 用 306 调 试 费 、 设 计 施 工 费 、 工 程管 理 费 用 、 项 目 申 请 所产 生 费 用等 总计 1511 压缩 机 , 13% 16 储氢 瓶 , 18% 加 氢 系 统 , 14%冷却系 统 , 7% 其他系 统 成本 , 26% 其他建成前所需 费 用 , 20% 图 9：外供高 压 气 氢 加 氢 站成本 结 构 数据来源：《 Joint Agency Staff Report on Assembly Bill 8: Assessment of Time and Cost Needed to Attain 100 Hydrogen Refueling Stations in California 》， GGII，国 信 证 券 经济 研究所整理 上市公司 代 码 涉及 业务 美 锦 能源 000723.SZ 旗下已投运 8座加 氢 站，并在 计 划在 “ 十四 五 ” 期 间 规 划 建 设 100座 加 氢 站。 雪人股份 002639.SZ 公司筹划在福州市 长乐 区建 设 一座 固 定式 加 氢 站 。 加 氢 站 一期 规 模 为 500kg/d； 二 期 拟 增加 70MPa储 氢 和 加 氢 设 备 ， 可 达到1000kg/d的供 氢 能力 加 氢 站建 设 雄 韬 股份 002733.SZ 目前公司参与建 设 及投入运 营 的加 氢 站有 三 座， 分 别 于 大 同、 武 汉 、 阳 泉 鸿 达 兴业 002002.SZ 目前公司已 备 案建 设 8座加 氢 站，其中 3座已 经 投入 运 营 。 中国石化 600028.SH 十四五 ” 期 间 将 规 划建 设 1000座加 氢 站 ， 预计 今 年新 发 展加 氢 站数 量 将 达 100座。 中国石油 601857.SH 公司已 经 有两座加 氢 站建成投运， 六 座加 氢 站正 在 建 设 中 厚普股份 300471.SZ 公司在加 氢 站建 设 方面已具 备 批量 交 付的 能 力。 加 氢设备 雪人股份 002639.SZ 公司具 备 加 氢 站核心 设备 制造能力 ： 可 设 计 与制 造 加 氢 站 、 氢 气 压缩 机 组 、 氢 气冷 却 机 组 等 设备 深冷股份 300540.SZ 公司已 拥 有 氢 液化、 氢储 运及加注 等 前端 技 术储 备 ，并 已 注册 氢 液化 装 置相 关 专 利。 京城股份 600860.SH 公司下属的天海工 业 公司推出具有 完 全自 主 知 识 产 权 的 新 一代 车 载储 氢 IV型 瓶 ，目 前 已建 成 一条 柔 性 化 IV型瓶 生 产线 。 亚 普股份 603013.SH 公司自主研 发 的 III型 35MPa车 载 储氢 系 统 正 与 相关 方 深度 合 作， 产 品近 期 将搭 载 成渝 氢 走廊 项 目 进 行 示范 运 行； 公 司自 主 研发 的 IV型 70MPa小容 积车载储氢 瓶正 在 搭 载 整 车 台 架 进 行 相 关性 能 验证 。 储氢 瓶 中集安瑞科 3899.HK 公司通 过 旗下附属公司中集 氢 能科 技 与 Hexagon Purus HK达成合 营协议 ，成立高 压储氢 瓶 合 营 公 司和 供 氢 系 统 合 营 公 司 中材科技 002080.SZ 公司 现 具 备 1-2万只 35Mpa高 压 储 氢 瓶 产 能 。 17 加 氢储氢业务 相关上市公司梳 理 数据来源：各公司官网 ， Wind， 国信 证 券 经 济 研究 所 整理 ， 各公 司 最新 情 况以 公 司指 引 为 准 。 表 10：加 氢储氢业务 相关上市公司梳理 第 二 章 ： 氢 产 业 链 中 游 （ 燃 料 电 池 动 力 系 统 ） 我国 氢 燃料 电 池汽 车发 展 现 状 • 在政策的支持下 ， 2016-2020年我国 氢 燃 料 电 池汽 车产 量逐年提 升 ； 2020年受疫情影 响 ，行 业产 量下滑至 1199辆 。截止 2020年底 ， 我国 氢 燃料 电 池汽 车 保 有 量 为 7352辆 ， 进 入商 业 化初期。 • 2020年，燃料 电 池商用 车 价格 约为 200万 /辆 ，随着燃料 电 池 系 统 生 产规 模化与燃 料 电 池 电 堆核心零部件 国 产 化 ， 在 2025年燃料 电 池汽 车 保有量达到 5-10 万 辆 的 预 期下，我 们预计 燃料 电 池汽 车销 售价格将以每年 10%的幅度下降。 图 10：我国 氢 燃料 电 池汽 车 保有 量 （ 辆 ） 图 11：我国 氢 燃料 电 池汽 车 年 产 量 （ 辆 ） 639 1911 3438 6175 7352 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 8000 2016 2017 2018 2019 2020 629 19 1247 1619 3018 1199 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 2016 2017 2018 2019 2020 资 料来源：高工 产业 研究院，国信 证 券 经 济 研究 所 整 理 资 料来源：高工 产业 研究院，国信 证 券 经 济 研究 所 整 理 氢 燃料 电 池汽 车结 构• 氢 燃料 电 池汽 车 的核 心 为 燃料 电 池 发动 机系 统 ，其 结 构主要包括燃 料 电 池 发动 机 、 车载储 氢 系 统 、冷却系 统 等。 其 中 ，燃料 电 池 发动 机 系 统 主要由燃料 电 池 电 堆 、 氢 气供 给 系 统 、氧气供 给 系 统 、 发动 机控制器等构成。 • 供 氢 系 统 将 氢 从 氢 气 罐 输 送到燃料 电 池 电 堆 ； 由空气 过滤 器 、空气 压 缩 机和加湿器 组 成的 供 气系 统为 燃料 电 池堆 提 供氧气；水 热 管理系 统 采用独立的水和冷却 剂 回路来消除 废热 和反 应产 物（水）。燃料 电 池系 统产 生的 电 力通 过动 力控制 单 元 驱动电动 机 ，从而 驱动车辆 行 驶 ， 辅 助 电 池 则 在需要 时 提供 额 外的 电 力。 图 12： 氢 燃料 电 池汽 车结 构示意 图 资 料来源 ： Alternative Fuels Data Center，国信 证 券 经济 研究所整 理 图 13： 氢 燃料 电 池汽 车组 成 成本占 氢 循 环 系 统 4% 燃料 电 池 电 堆 62% 热 管理系 统 6% 空 压 机 14% 增湿器 7% 比： 资 料来源：美国能源署， 亿华 通招 股 说 明 书 ，国 信 证 券 经 济 研 究 所整理 20 氢 燃料 电 池• 燃料 电 池是一种将燃 料 所具有的化学能直接 转 换 成 电 能的装 置 ，基 本 原理是 氢 气 进 入燃料 电 池的阳 极 ，在催化 剂 的作用下分解成 氢质 子和 电 子，形成的 氢 质 子 穿 过质 子交 换 膜达到燃料 电 池阴极，在催化 剂 作用下与氧气 结 合生成水， 电 子 则 通 过 外部 电 路到达燃料 电 池阴极形成 电 流。 • 由于 该过 程不受卡 诺 循 环 效 应 的限制 ， 因此理 论 效率可达 90%以上 ， 具有很高的理 论经济 性。不同于 铅 酸、 锂电 等 储 能 电 池，燃料 电 池 类 似于 “ 发电 机 ” ， 其 在将化学能 转 化 为电 能的 过 程中 产 生的大部分是 水 ，且整个 过 程不存在机械 传动 部件，因此没有有害气体排放与噪声 污 染。 • 2019年年 产 量 规 模 达 到百 台 以 上 的企 业 有 四 家 ， 即 上 海 神力 、 大 连 新源 动 力 、 江 苏 清 能 、 广 东 国 鸿 。 国 际 燃 料 电 池堆 企 业 已 经进 入 中 国 市 场 ， 拥 有 较 大 的 市 场 份 额 。 加 拿大 巴 拉 德 （ Ballard） 公司 、 水 吉 能 （ Hydrogenics） 公司，日本 丰 田公 司 ， 瑞 典 PowerCell公司等 ， 以 产 品 销 售 、技 术 许 可 、合 资 建 厂 等方 式 在 燃 料 电 池堆 输 出 总 量上达到 1400多台，占 2019年国内 电 池堆 总 量的 46.7%， 其中 仅 巴拉德一家就出 货 1370台，占据 进 口 电 池堆的 97%。 图 14：燃料 电 池工作原理 图 21 氢 燃料 电 池 车 电动车 燃油 车 动 力来源 燃料 电 池 发动 机 锂电 池 内燃机 反 应 方式 电 化学反 应 电 化学反 应 燃 烧 反 应 放能 电 电 热 反 应 效率 60% - 20-30% 安全性 较 燃油 车 与 电动车 高 高能量密度与安全性 难 兼容 爆燃与爆炸危 险 低温性能 -30 ℃ 可以启 动 -20℃ 可启 动 -18℃ 以下需 润 滑油、 辅 助点火装置 加注 时间 3 min 1-8 h 3 min 续 航里程 500 km 300 km 500km 表 11： 不同 类 型汽 车对 比 资 料来源：国信 证 券 经济 研究所整 理 资 料来源： GGII，国信 证 券 经济 研 究所 整 理 燃料 电 池 电 堆：关 键 材料与核心零部件国 产 化 为 降本关 键• 燃料 电 池 电 堆可 谓 氢 能 源 车 的 心 脏 ， 燃 料 电 池 电 堆主 要 由催 化 剂 、 质 子交 换 膜 、气 体 扩 散 层 、双极 板 ，以 及 其他 结 构件如 密 封 件 、 端板 和 集流板 等 组 成 。 燃料 电 池 电 堆成本占据燃料 电 池系 统 成本 60%以上，因此降低 电 堆成本是燃料 电 池汽 车 商 业 化的关 键 。膜 电 极与其两 侧 的双极板 则组 成燃料 电 池的基本 单 元 • 相比国外 燃 料 电 池 电 堆，国内 电 堆在 核 心材 料 缺乏与 关 键 技 术 方面 仍 存在短 板 ，也 是 燃料 电 池 电 堆 成 本居 高 不下 的 主要原 因 。如 膜 电 极 层 三大关 键 材料 铂 催化 剂 、 质 子交 换 膜 、碳 纸 主要依 赖进 口，国 产 材料尚无法 满 足高性能燃料 电 池 电 堆使用需 求 。 资 料来源：美国能源署，国信 证 券 经 济 研 究 所整 理 图 15：燃料 电 池 电 堆 组 成 质 子交 换 膜（成本占比 16%） 作用： 传递 在阳极形成的 氢 离子至 阴 极， 同 时 隔 离 氢 气 与 氧气 商用 产 品： 全氟磺酸 质 子交 换 膜 关 键 材料： 全氟磺酸 树 脂 支撑板 作用： 控制 组 装接触 压 力 双极板 成本占比 23% 作用： 支撑机械 结 构、均匀分配气 体 、排 水 、 导 热 、 导电 商用 产 品： 石墨板、金属板 关 键 材料： 石墨粉 /碳粉、不 锈 钢 /钛 合 金 气体 扩 散 层 （成本占 比 12%） 作用 ： 为 气体提供 输 送通道、支撑 催 化 层 、 稳 定 电 极 结 构 、 传 电 和 传 热 等功能 商用 产 品 ： 碳 纸 关 键 材料 ： 碳 纤维 集流板 作用： 收集 电 流 催化 剂 成本占比 36% 作用： 分解 氢 气和氧气并促 进 其 结 合 生成 水 ，同 时 产 生 电 流 商用 产 品： Pt/C催化 剂 关 键 材料： 铂 金 22 膜 电 极关 键 材料 — 质 子交 换 膜• 膜 电 极 （ MEA） 由 质 子交 换 膜 、 催 化 层 和气 体 扩 散 层 组 成 ，是 燃料 电 池 发 电 的 关 键 核 心部 件 ，同 时 也 是 多相 物 质 传输 和 电 化 学 反 应 的 场 所 ，决 定 了 燃 料 电 池的 性能、寿 命 和成 本 。主 要性能