华安证券：液氢篇-氢能市场放量增长，液氢有望率先受益.pdf

1证 券 研 究 报 告氢 能 市 场 放 量 增 长 ， 液 氢 有 望 率 先 受 益— — 氢 能 系 列 报 告 （ 三 ） 液 氢 篇分 析 师 ： 尹 沿 技 （ SAC执 业 证 书 号 S0010520020001） 2023年 6月 19日 2主 要 观 点Ø 氢 能 产 业 未 来 可 期 ， 储 运 市 场 有 望 率 先 受 益 。 中 国 已 经 是 世 界 上 最 大 的 氢 气 生 产 国 ， 中 商 产 业 研 究 院 预 计 ，我 国 2023年 氢 气 年 产 量 将 达 到 4575万 吨 ， 同 比 增 长 14.3%。 同 时 ， 中 国 氢 能 联 盟 预 计 ， 2030年 我 国 氢 气 年 需 求量 将 达 到 3700万 吨 ， 2050年 我 国 氢 气 年 需 求 量 将 接 近 6000万 吨 ， 2060年 有 望 突 破 1.3亿 吨 。 按 照 储 运 设 备 占 终端 氢 成 本 比 30%， 当 前 氢 气 单 价 约 为 35元 /kg， 则 2055年 氢 气 储 运 市 场 有 望 突 破 万 亿 规 模 ， 到 2060年 ， 市 场 规模 接 近 1.35万 亿 元 。Ø 成 本 限 制 高 压 气 态 运 输 经 济 性 ， 中 长 距 离 液 氢 运 输 更 占 优 。 高 压 气 态 储 氢 为 国 内 目 前 最 常 用 储 氢 形 式 ， 然 而气 态 储 氢 密 度 低 导 致 单 位 储 氢 成 本 高 昂 ， 液 态 储 氢 凭 借 高 运 输 能 力 及 高 安 全 性 崭 露 头 角 。 经 济 性 方 面 ， 仅 考 虑氢 气 配 送 成 本 ， 500km时 气 态 /LOHC/低 温 液 态 /管 道 的 运 输 成 本 分 别 为 9.57、 3.01、 2.62、 1.45元 /kg。 考 虑 制 、储 、 运 总 成 本 后 ， 长 距 离 运 输 中 液 氢 较 气 氢 更 占 优 势 。 尽 管 高 压 气 氢 制 取 成 本 比 液 氢 低 8.7元 /kg， 但 每 百 公 里运 输 增 量 却 高 2.34元 /kg。 二 者 平 衡 点 位 于 约 为 370km， 运 输 距 离 超 过 370km时 ， 采 用 低 温 液 氢 储 运 的 经 济 性 更高 。 总 的 来 说 ， 液 氢 的 单 位 运 输 成 本 对 距 离 的 敏 感 度 更 低 ， 适 配 中 长 距 离 运 输 需 求 。Ø 无 损 储 运 为 液 态 储 氢 未 来 发 展 方 向 ， 液 氢 储 罐 为 提 高 液 氢 储 运 技 术 的 重 要 载 体 。 真 空 泵 、 液 氢 阀 门 价 值 量 占 比 大 ， 阀 门 、 配 件 、 管 道 、 外 壳 、 泵 类 成 本 占 液 氢 储 罐 总 成 本 52%以 上 ， 原 因 在 于 低 温 导 致 对 其 密 封 性 、 材 质要 求 高 。Ø 有 机 液 态 储 氢 存 在 发 展 空 间 ， 关 键 在 于 催 化 剂 和 储 氢 介 质 的 选 择 。 有 机 液 态 储 氢 成 本 低 、 安 全 性 高 ， 比 液 态储 氢 消 耗 更 少 能 源 。 当 前 国 内 高 压 气 态 储 氢 与 液 态 储 氢 均 落 后 于 国 际 先 进 水 平 ， 国 内 有 望 借 有 机 液 态 储 氢 换 赛道 突 围 。Ø 投 资 建 议 ： 未 来 随 着 液 氢 需 求 增 加 ， 液 氢 储 运 产 业 链 公 司 有 望 受 益 。 储 氢 瓶 制 造 环 节 建 议 关 注 蜀 道 装 备 、 京 城股 份 ； 液 氢 阀 门 环 节 建 议 关 注 富 瑞 特 装 ； 液 氢 运 输 环 节 建 议 关 注 中 集 安 瑞 科 。Ø 风 险 提 示 ： 政 策 支 持 力 度 不 及 预 期 ； 液 氢 储 运 技 术 发 展 不 及 预 期 ； 下 游 氢 气 需 求 不 及 预 期 。 3目 录 1 氢 能 行 业 大 爆 发 ， 储 运 市 场 放 量 在 即234 低 温 液 氢 适 配 中 长 距 离 储 运有 机 液 态 储 氢 发 展 空 间 向 好标 的 公 司 42012年 -2023年 中 国 氢 气 产 量 及 增 速 资 料 来 源 ： 长 城 汽 车 官 网 ， 中 国 煤 炭 工 业 协 会 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 1.1 氢 能 产 业 链 发 展 逐 步 完 善 ， 市 场 快 速 扩 张 行 业 景 气 度 高氢 能 产 业 链 未 来 可 期 。 国 家 发 改 委 、 国 家 能 源 局 今 年 3月 联 合 印 发 的 《 氢 能 产 业 发 展 中 长 期 规 划 （ 2021-2035年 ） 》提 出 ， 到 2025年 ， 初 步 建 立 以 工 业 副 产 氢 和 可 再 生 能 源 制 氢 就 近 利 用 为 主 的 氢 能 供 应 体 系 ； 到 2030年 ， 形 成 较 为完 备 的 清 洁 能 源 制 氢 及 供 应 体 系 ， 可 再 生 能 源 制 氢 广 泛 应 用 ； 到 2035年 ， 形 成 氢 能 产 业 体 系 。氢 能 市 场 快 速 扩 张 ， 行 业 景 气 度 高 。 中 国 已 成 为 世 界 上 最 大 的 氢 气 生 产 国 ， 根 据 中 国 煤 炭 工 业 协 会 数 据 ， 2022年我 国 氢 气 产 量 达 4004万 吨 ， 同 比 增 长 19.8%。 未 来 随 着 政 策 及 市 场 驱 动 ， 氢 能 需 求 有 望 持 续 保 持 高 增 ， 中 商 产 业研 究 院 预 测 ， 2023年 我 国 氢 气 产 量 将 达 4575万 吨 。 4575 0%5%10%15%20%25%30%35%40%0500100015002000250030003500400045005000 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E氢 气 产 量 （ 万 吨 ） YOY（ %）氢 能 产 业 链 全 景 图 5需 求 激 增 撬 动 氢 气 储 运 市 场 扩 张 。 中 国 氢 能 联 盟 预 计 ， 2030年 我 国 氢 气 年 需 求 量 将 达 到 3700万 吨 ， 2050年 我 国 氢气 年 需 求 量 将 接 近 6000万 吨 ， 2060年 有 望 突 破 1.3亿 吨 。 按 照 储 运 设 备 占 终 端 氢 成 本 比 30%， 当 期 氢 气 单 价 约 为 35元 /kg， 则 2055年 氢 气 储 运 市 场 有 望 突 破 万 亿 规 模 ， 2060年 市 场 规 模 接 近 1.35万 亿 元 。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 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 7794万 吨 ， 占 氢 总 需 求量 60%； 交 通 运 输 领 域 用 氢 4051万 吨 ， 建 筑 领 域 用 氢 585万 吨 ， 发 电 与 电 网 平 衡 用 氢 600万 吨 。2020-2060年 储 氢 设 备 市 场 空 间 测 算 020004000600080001000012000140002020E2022E2024E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044E2046E2048E2050E2052E2054E2056E2058E2060E 市 场 规 模 （ 亿 元 ）初 创 期 成 长 期 资 料 来 源 ： 中 国 氢 能 联 盟 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 77944051 585 600 工 业交 通 运 输建 筑发 电 与 电 网 平 衡2060年 中 国 各 领 域 氢 气 需 求 量 结 构 预 测 （ 万 吨 ） 1.2 未 来 需 求 点 燃 市 场 热 情 ， 氢 能 长 期 发 展 潜 力 大 61.3 氢 能 发 展 “ 拦 路 虎 ” ， 储 运 环 节 需 打 通氢 的 供 需 错 配 导 致 储 运 成 为 氢 气 大 规 模 应 用 的 前 提 。 我 国 氢 能 在 地 理 分 布 位 置 上 供 应 与 负 荷 呈 逆 向 分 布 ， 氢 气 资源 “ 西 富 东 贫 ， 北 多 南 少 ” ， 而 在 需 求 上 恰 好 相 反 ， 因 此 氢 气 的 储 运 技 术 显 得 至 关 重 要 。储 运 氢 环 节 难 度 大 ， 成 为 制 约 氢 能 行 业 发 展 的 瓶 颈 。 标 准 状 况 下 ， 氢 气 的 密 度 较 小 (0.089g/L)， 体 积 能 量 密 度 低 ；分 子 尺 寸 小 ， 易 泄 漏 且 引 起 氢 脆 ， 对 容 器 要 求 高 ； 易 燃 易 爆 ， 其 燃 点 为 574° C， 爆 炸 极 限 广 至 4%-75%。 这 些 使 得储 运 氢 难 度 大 、 成 本 高 、 安 全 性 低 。氢 气 成 本 高 ， 储 运 环 节 或 为 降 本 关 键 。 目 前 氢 气 成 本 仍 处 于 高 位 ， 行 业 降 本 诉 求 较 大 ， 终 端 氢 气 价 格 约 35元 /kg，其 中 储 运 成 本 可 达 9-13元 /kg， 占 终 端 氢 成 本 的 25%-37%。储 氢 成 本 占 比氢 供 应 距 离 终 端 应 用 实 例 储 氢 形 式 储 氢 环 节 价 值 量 储 氢 占 价 值 量 占 比 短 距 离 运 输 工 业 、 氢 供 应 商 及 采 购 商 现 场 储 存 ， 平 均 1天 3.5元 /kg 17%-25%区 域 内 储 运 加 氢 站 、 建 筑 等 小 型 需 求 转 换 为 液 氢 ， 平 均 储 存 1天 ；高 压 气 态 储 氢 70MPa， 平 均 储 存 1天 4.8-6.9元 /kg 14%-33%长 距 离 供 应 网 络 工 业 、 大 型 采 购 商 管 道 运 输 ， 可 在 港 口 储 存 ， 平 均储 存 2周 4.1-24.2元 /kg 9%-46%资 料 来 源 ： 百 川 盈 孚 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 71.4 中 国 氢 能 储 运 技 术 路 线 展 望 （ 2025-2050年 ）根 据 中 国 氢 能 联 盟 发 布 的 《 中 国 氢 能 源 及 燃 料 电 池 产 业 白 皮 书 》 ， 我 国 氢 能 储 运 将 按 照 “ 低 压 到 高 压 ” “ 气 态 到多 相 态 ” 的 技 术 方 向 发 展 ， 氢 气 的 储 存 和 运 输 能 力 逐 步 提 升 ， 预 计 2050年 储 氢 密 度 达 到 6.5wt%。 车 载 储 氢 ： 70MPa气 态 方 式 为主 ， 辅 以 低 温 液 氢 和 固 态 储氢 ； 氢 的 输 运 ： 45MPa 长 管拖 车 、 液 氢 槽 车 、 管 道 输 运等 方 式 ； 储 氢 密 度 4.0wt%近 期 目 标 （ -2025年 ） 低 温 液 态 、 固 态 储 氢 ； 液 态氢 罐 、 管 道 输 运 ； 储 氢 密 度 5.5wt% 高 密 度 高 安 全 储 氢 ； 氢 能 管网 ； 储 氢 密 度 6.5wt%中 期 目 标 （ 2026-2035年 ） 远 期 目 标 （ 2036-2050年 ）资 料 来 源 ： 中 国 氢 能 联 盟 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 8目 录 1 氢 能 行 业 大 爆 发 ， 储 运 市 场 放 量 在 即234 标 的 公 司低 温 液 氢 适 配 中 长 距 离 储 运有 机 液 态 储 氢 发 展 空 间 向 好 92.1 高 压 气 态 储 氢 技 术 成 熟 ， 国 内 应 用 普 遍现 阶 段 中 国 仅 高 压 气 氢 储 运 技 术 发 展 相 对 成 熟 ， 低 温 液 态 、 有 机 液 态 及 固 体 材 料 储 氢 技 术 尚 处 于 起 步 阶 段 。 高 压气 态 储 氢 由 于 初 始 投 入 较 低 、 对 基 础 设 施 配 套 要 求 较 低 ， 未 来 仍 是 小 规 模 、 短 距 离 储 运 氢 的 主 要 方 式 。 液 态 储 氢 、固 态 储 氢 可 以 实 现 大 规 模 、 远 距 离 储 运 氢 。 然 而 受 技 术 和 成 本 端 的 制 约 ， 低 温 液 态 储 氢 目 前 主 要 应 用 于 航 天 领 域 ，有 机 液 态 储 氢 和 固 态 储 氢 尚 处 于 示 范 阶 段 ， 总 占 比 不 到 0.1%。储 氢 方 式 发 展 瓶 颈 国 内 应 用 情 况 适 用 场 景 储 氢 容 器 示 意 图高 压 气 态 储 氢 储 氢 密 度 低 应 用 最 广 ， 占 绝 对 主 导 地 位 常 应 用 在 氢 燃 料 电 池 汽 车 等 场 景 低 温 液 态 储 氢 能 量 损 耗 尚 处 起 步 阶 段 ， 国 内 目 前 应 用于 航 天 领 域 ， 国 外 应 用 广 泛 大 规 模 、 远 距 离 的 氢 能 储 运有 机 液 态 储 氢 有 机 物 储 氢 介 质的 选 择 研 发 阶 段 应 用 于 移 动 式 电 源 、 微 型 燃 料 电池 等 场 景固 体 材 料 储 氢 储 氢 材 料 的 选 择 研 发 阶 段 应 用 于 加 氢 站 等 固 定 式 储 氢 及 对重 量 不 敏 感 的 场 景四 种 储 氢 方 式 对 比资 料 来 源 ： 势 银 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 102.1 气 态 储 氢 遇 瓶 颈 ， 多 相 态 发 展 趋 势 明 确气 态 储 氢 大 规 模 应 用 存 在 瓶 颈 ， 未 来 液 态 储 氢 方 式 优 势 显 现 。 高 压 气 态 储 氢 设 备 便 捷 ， 已 成 熟 商 业 化 ， 然 而 气 储的 储 氢 密 度 低 、 关 键 技 术 被 国 外 垄 断 、 且 存 在 泄 露 安 全 隐 患 ， 长 期 来 看 不 是 储 氢 技 术 优 选 方 案 。 低 温 液 态 储 氢 需将 氢 气 液 化 储 存 ， 可 以 大 幅 提 高 储 氢 密 度 ， 然 而 液 氢 储 存 能 耗 和 成 本 较 高 。 欧 美 和 日 本 的 液 氢 储 运 技 术 已 成 熟 商业 化 ， 而 国 内 受 核 心 技 术 和 高 成 本 限 制 ， 液 氢 仅 应 用 于 航 天 领 域 。 固 态 金 属 储 氢 安 全 性 高 ， 能 保 持 氢 气 高 纯 度 ，但 吸 放 氢 性 能 和 循 环 使 用 性 能 有 待 改 善 。 有 机 液 体 储 氢 储 氢 密 度 高 ， 成 本 较 低 ， 安 全 性 较 高 ， 运 输 便 利 ， 但 副 反应 产 生 杂 质 气 体 ， 脱 氢 反 应 需 高 温 ， 催 化 剂 易 结 焦 失 活 。储 氢 方 式 质 量 储 氢 密 度 (%) 体 积 储 氢 密 度（ kg/m3） 压 力(MPa) 温 度(℃ ) 优 点 缺 点高 压 气 态 储 氢 13 40 70 25 技 术 成 熟 ， 设 备 结 构 简 单 、 制 备能 耗 低 、 充 装 和 排 放 速 度 快 体 积 储 氢 密 度 低 ， 安 全 性 能 较 差低 温 液 态 储 氢 约 40 71 0.1 -253 储 氢 密 度 高 ， 运 输 简 单 ， 安 全 性高 储 存 成 本 过 高 ， 液 化 能 耗 高 ， 对 储氢 容 器 的 绝 热 性 能 要 求 极 高有 机 液 态 储 氢 依 介 质 而定 110 0.1 25 成 本 较 低 ， 安 全 性 较 高 ， 常 温 常压 下 满 足 长 期 、 长 距 离 、 大 规 模的 氢 气 储 运 需 求 能 耗 大 ， 操 作 条 件 苛 刻固 体 材 料 储 氢 3-18 86(MgH 2) 0.1-7 25 单 位 体 积 储 氢 密 度 大 ， 能 耗 低 ，安 全 性 高 ， 操 作 简 单 ， 便 于 运 输 放 氢 率 低 ， 吸 放 氢 有 温 度 要 求 ， 储氢 材 料 循 环 性 差 储 氢 技 术 参 数 及 优 缺 点 对 比 资 料 来 源 ： 国 际 氢 能 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 112.2.1 气 态 储 氢 瓶 储 存 环 节 受 限 条 件 多1） 储 氢 密 度 低 ， 运 输 效 率 低 ： 15MPa的 标 准 高 压 钢 瓶 的 重 量 储 氢 密 度 仅 为 1wt%， 即 使 是 35-70MPa高 压 钢 瓶 ， 储 氢密 度 也 仅 5wt%， 储 氢 重 量 不 到 瓶 重 的 5%。 因 此 高 压 气 氢 运 输 效 率 较 低 ， 一 辆 长 管 拖 车 的 有 效 载 氢 量 只 有 260kg左 右 ，运 力 约 为 液 氢 储 运 车 的 5%2） 高 压 提 高 储 氢 密 度 ， 安 全 性 较 差 ： 储 氢 瓶 材 料 与 氢 气 长 期 接 触 ， 氢 浸 入 到 材 料 内 部 ， 导 致 金 属 材 料 塑 性 的 损 减 、裂 纹 扩 展 速 率 的 加 快 和 断 裂 韧 性 的 下 降 ， 从 而 引 发 氢 脆 ， 导 致 容 器 断 裂 或 爆 炸 。3） 储 氢 罐 关 键 材 料 、 核 心 部 件 （ 如 碳 纤 维 材 料 、 瓶 口 阀 、 减 压 阀 ） 依 赖 进 口 ： Ⅲ 型 储 氢 瓶 碳 纤 维 复 合 材 料 占 储 氢瓶 生 产 成 本 的 62.5%， Ⅳ 型 储 氢 瓶 碳 纤 维 复 合 材 料 成 本 占 比 更 高 ， 35MPa和 70MPa的 Ⅳ 型 储 氢 瓶 中 碳 纤 维 复 合 材 料 的成 本 占 比 分 别 为 77%和 78%左 右 。 碳 纤 维 价 格 基 本 决 定 了 储 氢 瓶 成 本 ， 而 我 国 目 前 碳 纤 维 国 产 化 率 不 足 50%， 进 口 依存 度 高 。 35MPaIV型 气 态 储 氢 瓶 成 本 拆 分 资 料 来 源 ： 全 球 氢 能 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理氢气平衡储罐组装检查调节器阀门其它系统碳纤维复合材料 IV型 气 态 储 氢 瓶 12核 心 假 设 ：我 们 选 取 技 术 相 对 成 熟 的 管 道 运 输 、 高 压 气 态 运 输及 未 来 有 发 展 空 间 的 液 态 运 输 及 有 机 液 态 运 输 四 种氢 气 储 存 方 式 ， 分 别 测 算 各 种 存 储 形 式 在 同 一 条 件下 的 成 本 表 现 。 我 们 假 设 ：Ø 仅 考 虑 储 运 环 节 中 的 运 输 部 分 ， 制 氢 、 压 缩 氢 、液 化 氢 等 环 节 不 纳 入 考 虑 。Ø 运 输 成 本 包 括 固 定 投 入 和 运 营 成 本 。 其 中 固 定投 入 包 含 管 道 建 设 、 车 辆 购 置 的 成 本 ； 运 营 成本 包 括 燃 油 费 ， 通 讯 费 ， 保 养 费 等 。Ø 假 设 单 次 氢 气 运 输 平 均 距 离 为 300km， 每 日 运 氢 量 =（ 每 日 运 输 距 离 /平 均 运 输 距 离 ） *单 次 净 载氢 量 。2.2.2 运 输 成 本 是 气 态 储 氢 经 济 性 的 制 约 因 素关 键 性 假 设资 料 来 源 ： 《 The Future of Hydrogen》 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 管 道 运 输 气 氢 液 氢 LOHC折 旧 期 （ 年 ） 40 12 12 40距 离 （ km） 依 终 端 需 求 而 定 - - -资 本 性 支 出 3.5 百 万 元 /公 里 455 万 元 700 万 元 119 万 元单 次 净 载 货 量 （ kgH2） - 670 4300 1800设 计 吞 吐 量 （ ktH2/y） 38 - - -装 卸 时 间 （ h） - 1.5 3 1.5燃 油 费 （ 元 /km） - 1.95 1.95 1.95通 行 费 （ 元 /km） - 1.3 1.3 1.3保 养 费 （ 元 /km） - 0.56 0.56 0.56 13不 同 输 氢 方 式 的 运 输 成 本高 压 气 态 储 氢 并 非 最 经 济 储 氢 方 式 。 仅 考 虑 氢 气 运 输 成 本 ， 在 500km的 运 距 范 围 内 高 压 气 氢 运 输 成 本 最 高 ， 低 温液 态 、 管 道 、 LOHC处 于 明 显 低 位 。 500km时 ， 气 态 /LOHC/低 温 液 态 /管 道 的 运 输 成 本 分 别 为 9.57、 3.01、 2.62、1.45元 /kg。 高 压 气 态 储 氢 运 力 小 ， 导 致 单 位 成 本 较 高 ， 管 道 储 氢 、 低 温 液 态 储 氢 成 本 优 势 显 现 。2.2.2 运 输 成 本 是 气 态 储 氢 经 济 性 的 制 约 因 素 资 料 来 源 ： 《 The Future of Hydrogen》 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 元 /kgkg) km0246810 0 100 200 300 400 500高 压 气 态 储 氢 （ 50MPa） LOHC 低 温 液 态 储 氢 管 道 储 氢 142.3 气 态 储 氢 长 距 离 运 输 经 济 效 益 低 ， 发 展 液 氢 是 破 局 之 点液 氢 产 业 链 液 氢 制 取 液 氢 加 注液 氢 储 运透 平 膨 胀 机压 缩 机换 热 器正 仲 氢 转 换器 液 氢 储 罐液 氢 罐 车 液 氢 泵低 温 液 态 储 氢 是 将 氢 气 冷 却 至 -253℃ ， 以 液 态 的 形 式 储 运 。 由 于 其 具 有 最 小 的 分 子 量 和 极 强 的 燃 烧 强 度 ， 液 氢 传统 意 义 上 运 用 于 航 空 航 天 领 域 。 Mordor Intelligence预 测 ， 到 2040年 ， 我 国 预 计 新 增 8700架 次 飞 机 ， 市 场 规 模达 到 10.29万 亿 ， 这 将 有 效 推 动 液 氢 行 业 发 展 。 同 时 ， 对 清 洁 能 源 的 需 求 日 益 增 加 ， 液 氢 替 代 传 统 化 石 燃 料 的 趋势 愈 发 明 显 。 据 Mordor估 计 ， 全 球 液 氢 市 场 2018-2028年 的 年 均 复 合 增 长 率 将 达 到 5.20%， 到 2028年 全 球 液 氢 市 场有 望 达 到 3521.44亿 元 。 液 氢 运 输 罐 车资 料 来 源 ： 高 工 氢 电 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 152.4 国 外 液 氢 技 术 成 熟 为 国 内 提 供 借 鉴美 日 等 发 达 国 家 液 氢 技 术 已 大 规 模 普 及 ， 为 国 内 液 氢 储 运 发 展 提 供 借 鉴 。 在 国 内 液 氢 储 运 技 术 尚 不 成 熟 的 情 况 下 ，美 日 等 发 达 国 家 液 氢 已 大 规 模 普 及 ， 液 氢 储 运 占 70%。 2021年 全 球 的 液 氢 产 能 接 近 500吨 /天 ， 其 中 北 美 地 区 有 接近 20座 10吨 /天 以 上 的 液 氢 生 产 工 厂 ， 占 据 了 全 球 85%的 产 能 ， 远 远 领 先 于 其 他 国 家 和 地 区 。 并 且 液 氢 储 运 规 模 效应 显 著 ， 发 达 国 家 已 将 成 本 降 低 到 高 压 气 氢 的 八 分 之 一 左 右 。 这 表 明 液 氢 储 运 技 术 已 得 到 充 分 验 证 ， 降 本 路 径 逐渐 清 晰 ， 未 来 国 内 大 规 模 产 业 化 发 展 指 日 可 待 。美 国 Gardner Cryogenics公 司 、 美 国 Chart公 司 、 日 本 川 崎 重 工 业 株 式 会 社 和 俄 罗 斯 深 冷 机 械 公 司 Cryogenmesh等企 业 代 表 了 液 氢 储 运 的 产 业 前 沿 。公 司 名 称 液 氢 储 运 业 务 公 司 产 品 美 国 Gardner Cryogenics公 司 美 国 第 一 家 提 供 液 氢 罐 车 的 企 业 ， 液 氢 罐 容 积 达 到 65立 方 米 ， 并 将 每 日 气 化 损 耗 保持 在 0.2%以 下 ； 液 氢 储 罐 储 氢 容 量 为 11356升 至 113562升 ； ISO便 携 式 罐 体 容 量 为18927-53250升 美 国 Chart公 司 在 全 球 建 设 了 超 过 800个 液 氢 储 罐 ， 储 氢 容 量 为 11355升 -75700升 以 上 ； 目 前 正 在 开发 容 量 为 47000升 液 氢 ISO集 装 箱 俄 罗 斯 深 冷 机 械 公 司Cryogenmash 液 氢 储 罐 容 量 5-520m³， 组 装 可 达 1400m³； 液 氢 罐 车 储 氢 容 积 为 25-45m³ 国 外 液 氢 储 运 龙 头 公 司 业 务 情 况资 料 来 源 ： 华 安 证 券 研 究 所 整 理 162.5 液 氢 技 术 蓄 势 待 发 ， 商 业 化 进 程 加 速1956年中 国 科 学 院 物 理 研究 所 低 温 实 验 室 第一 次 制 得 液 氢1960年完 成 第 一 套 小 型 氢液 化 装 置 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 2021年 9月航 天 科 技 集 团 六 院101所 研 制 的 我 国 首套 氢 液 化 系 统 调 试成 功 2021年 12月国 内 首 个 液 氢 加 氢站 竣 工 ， 设 有 一 座14立 方 的 液 氢 储 罐2020年 4月鸿 达 兴 业 投 资 兴 建的 中 国 首 条 民 用 液氢 生 产 线 系 统 联 动调 试 成 功 2022年 2月中 科 富 海 控 股 子 公司 中 科 昊 海 1.5吨 /天 液 氢 工 厂 项 目 已全 面 开 工 建 设2022年 3月国 富 氢 能 首 台 民 用大 型 液 氢 储 存 容 器开 工资 料 来 源 ： 流 程 工 业 网 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 17标 准 编 号 标 准 名 称 实 施 时 间 主 要 内 容 适 用 范 围GB/T40045-2021 《 氢 能 汽 车 用 燃 料 液 氢 》 2021/11/1规 定 了 氢 能 汽 车 用 燃 料 液 氢 的 技 术 指 标 、 试验 方 法 以 及 包 装 、 标 志 、 贮 存 及 运 输 的 要 求 适 用 于 贮 罐 贮 存 、 管 道 或 罐车 输 送 的 质 子 交 换 膜 燃 料 电池 汽 车 用 燃 料 液 氢 GB/T40060-2021 《 液 氢 贮 存 和 运 输 技 术 要 求 》 2021/11/1规 定 了 液 氢 贮 存 和 运 输 过 程 中 液 氢 贮 罐 的 设置 、 罐 车 和 罐 式 集 装 箱 的 运 输 、 吹 扫 与 置 换 、安 全 与 防 护 、 事 故 处 理 的 要 求 适 用 于 液 氢 贮 罐 、 液 氢 运 输车 和 罐 式 集 装 前 的 贮 存 和 运输 的 技 术 要 求GB/T40061-2021 《 液 氢 生 产 系 统 技 术 规 范 》 2021/11/1规 定 了 液 氢 生 产 系 统 的 基 本 技 术 要 求 、 氢 液化 装 置 、 液 氢 贮 存 、 氢 气 排 放 、 自 动 控 制 与检 测 分 析 、 电 气 设 施 、 防 雷 防 静 电 及 保 护 接地 、 辅 助 设 施 、 安 全 防 护 的 要 求 适 用 于 新 建 、 改 建 、 扩 建 的液 氢 生 产 系 统 的 设 计GB50516-2010 《 加 氢 站 技 术 规 范 》 有 关 液 氢 的 国 家 标 准2.5.1 发 展 驱 动 因 素 一 ： 液 氢 技 术 标 准 出 台 ， 商 业 化 可 期国 家 标 准 出 台 ， 推 动 液 氢 商 业 化 进 程 。 2021年 11月 ， 我 国 正 式 实 施 三 项 液 氢 国 家 标 准 ， 进 一 步 完 善 了 氢 能 标 准 体系 ， 使 得 液 氢 产 业 发 展 有 标 可 依 ， 为 企 业 建 立 研 发 和 生 产 体 系 提 供 技 术 规 范 ， 为 指 导 液 氢 生 产 、 贮 存 和 运 输 ， 加强 氢 燃 料 质 量 管 理 ， 促 进 氢 能 产 业 高 质 量 发 展 提 供 重 要 标 准 支 撑 ， 促 使 液 氢 商 业 化 进 程 加 速 。资 料 来 源 ： 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 182.5.2 发 展 驱 动 因 素 二 ： 液 氢 装 备 国 产 化 替 代 趋 势 明 显长 时 间 以 来 ， 由 于 我 国 氢 液 化 发 展 较 晚 ， 关 键 技 术 装 备 处 于 “ 卡 脖 子 ” 状 态 ， 工 程 实 例 较 少 ， 主 要 应 用 于 航 天 航空 领 域 ， 民 用 规 模 较 小 。 尽 管 如 此 ， 在 国 家 大 力 发 展 氢 能 的 风 口 下 ， 液 氢 产 业 乘 势 而 上 ， 国 内 液 氢 产 业 正 迎 来 发展 “ 拐 点 ” 。国 内 已 打 破 液 氢 储 罐 的 技 术 壁 垒 ， 缩 短 了 和 国 外 的 技 术 差 距 ， 实 现 了 液 氢 储 罐 的 自 主 生 产 。 海 南 文 昌 发 射 场 的 8个 液 氢 储 罐 都 由 国 内 公 司 制 造 。 国 富 氢 能 生 产 了 液 氢 储 罐 和 罐 车 样 品 ， 并 将 用 于 洛 阳 液 氢 生 产 项 目 ， 同 时 ， 国 富氢 能 还 自 主 研 发 了 ISO液 氢 罐 式 集 装 箱 ， 集 装 箱 采 用 了 高 规 格 的 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 蒸 发 率 低 ， 储 存 时 间 长 。 航 天 101所 完 成 了 国 内 首 例 车 载 液 氢 瓶 火 烧 试 验 和 氢 液 化 系 统 调 试 ， 大 部 分 设 备 均 为 国 产 。氦 膨 胀 制 冷 氢 液 化 系 统 车 载 液 氢 储 罐 的 结 构 示 意 图 资 料 来 源 ： 中 国 氢 能 联 盟 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 192.6.1 储 存 环 节 -低 温 液 态 储 氢 的 储 氢 密 度 大 、 安 全 性 高低 温 液 态 储 氢 有 着 以 下 优 势 ：1、 储 氢 密 度 大 ， 单 车 运 输 量 高 。 液 氢 在 常 温 、 常 压 下 的 体 积 储 氢 密 度 为 70.8kg/�3， 分 别 为 20、 35、 70MPa高 压氢 气 的 5、 3、 1.8倍 。 其 运 氢 效 率 远 超 气 态 储 氢 ， 单 车 运 氢 量 可 达 4000kg， 是 高 压 气 态 运 输 的 15倍 ， 装 卸 时 间 也明 显 缩 短 ， 运 输 效 率 显 著 提 高 。 我 们 认 为 ， 远 距 离 运 输 液 氢 储 运 在 单 位 成 本 上 具 有 成 本 优 势 。2、 液 氢 在 销 售 计 量 上 比 气 氢 更 有 优 势 。 在 大 规 模 的 交 易 中 ， 计 量 的 精 准 性 将 变 得 非 常 敏 感 ， 液 氢 可 以 直 接 称 重计 量 ， 误 差 在 1%； 而 高 压 气 氢 的 压 差 法 计 量 ， 至 少 有 3%的 误 差 。3、 安 全 性 高 。 液 氢 储 存 在 日 常 储 存 运 输 的 压 力 较 低 (一 般 低 于 1MPa)， 以 Linde公 司 为 例 ， 其 液 氢 储 罐 压 力 为0.2MPa， 远 低 于 高 压 气 氢 储 运 方 式 的 压 力 。 因 此 低 温 液 态 储 氢 在 日 常 运 营 过 程 中 更 易 保 证 安 全 。林 德 公 司 液 化 储 氢 和 高 压 储 氢 的 现 场 对 比液 氢 、 气 氢 储 运 方 式 比 较 储 运 方 式 高 压 气 态 储 运 低 温 液 态 储 运运 输 方 式 长 管 拖 车 液 氢 槽 车运 氢 能 力 260kg 4000kg储 罐 压 力 20MPa 0.6MPa质 量 储 氢 密 度 1.1wt% 14wt%充 装 /卸 载 时 间 8h 0.5h同 等 运 力 车 次 比 （ 美 国 ） 20 1经 济 距 离 ≤ 150km ≥ 200km资 料 来 源 ： 《 液 氢 的 制 、 储 、 运 技 术 现 状 及 分 析 》 ， 《 中 国 氢 能 源 及 燃 料 电 池 产 业 白 皮 书 》 ， 华 安 证 券 研 究 所 整 理 20气 态 、 液 态 储 氢 方 式 制 、 储 、 运 总 成 本 对 比2.6.2 运 输 环 节 -液 氢 适 合 中 长 距 离 储 运中 长 距 离 储 运 液 氢 成 本 占 优 。 相 比 其 他 运 输 方 式 ， 液 氢 储 运 密 度 高 、 运 输 效 率 高 ， 适 合 长 距 离 运 输 。 单 台 液 氢 槽罐 车 的 容 量 大 约 为 65m3， 单 次 可 净 运 输 约 4000kg氢 气 ， 约 为 气 氢 长 管 拖 车 的 15倍 。 50MPa高 压 气 氢 的 平 均 制 取 成本 比 液 氢 平 均 制 取 成 本 约 低 8.7元 /kg， 但 在 百 公 里 运 输 成 本 增 量 方 面 ， 气 氢 成 本 远 超 液 氢 ， 运 输 距 离 每 增 加100km， 高 压 气 氢 储 运 成 本 增 加 2.78元 /kg， 液 氢 则 为 0.44元 /kg。 二 者 平 衡 点 位 于 370km左 右 ， 运 输 距 离 超 过370km时 ， 采 用 低 温 液 氢 储 运 经 济 性 更 高 。液 氢 、 气 氢 运 输 成 本 比 较 0510152025303540 0 100 200 300 400 500制、储、运成本/(元/kg) 距 离 /km50MPa高 压 气 氢 液 氢储 氢 形 式 高 压 气 态 储 氢 储 氢 形 式 低 温 液 态 储 氢运 输 方 式 长 管 拖 车 运 输 方 式 液 氢 槽 车压 缩 储 存 成 本（ 元 /kg) 13.8-20.7 液 化 成 本（ 元 /kg） 13.8-17.3储 氢 容 器 25-50MPa储 氢罐 储 存 成 本 （ 元 /kg) ≤ 2储 氢 质 量