研報(bào) | 2022年氫能源行業(yè)深度報(bào)告
導(dǎo)語
我國氫氣的產(chǎn)量全球第一,基礎(chǔ)制氫工業(yè)基礎(chǔ)良好。我國擁有龐大規(guī)模的原料氣體及工業(yè)氣體生產(chǎn)和使用,根據(jù)《中國氫能源及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》顯示我國氫氣產(chǎn)能約每年 4100 萬噸,產(chǎn)量約 3342 萬噸。
來源:興業(yè)證券 作者:王帥,楊志芳
1、復(fù)盤:由政策主導(dǎo)期逐漸轉(zhuǎn)向商業(yè)化運(yùn)營期
氫燃料電池行業(yè)此前具備階段性行情,主要系受國家產(chǎn)業(yè)政策的影響。我國氫燃料電池汽車的示范運(yùn)行從重大賽事(北京奧運(yùn)會(huì)和上海世博會(huì))起步,之后隨著我國氫燃料電池汽車技術(shù)水平提升和參與主體擴(kuò)大,示范推廣區(qū)域逐漸拓展到了佛山、張家口、蘇州等多個(gè)城市,示范車型也逐步從氫燃料電池客車(公交車為主)擴(kuò)大到物流車、環(huán)衛(wèi)車等,2019 年氫能寫入政府工作報(bào)告后,氫能汽車商業(yè) 化進(jìn)程提速,但在發(fā)展到千輛級(jí)規(guī)模后增長乏力,2021 年 8 月氫燃料電池汽車補(bǔ) 貼政策正式落地,北京、上海、廣東等三個(gè)城市群入選首批獎(jiǎng)勵(lì)范圍,氫燃料電 池汽車行業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道。
鋰電池汽車的市場(chǎng)推廣以及行業(yè)增長模式對(duì)氫燃料電池汽車未來大規(guī)模的推廣具有很大的借鑒意義。我國鋰電池行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了從初始階段技術(shù)積累,到政策扶持產(chǎn)業(yè)規(guī)??焖贁U(kuò)張,再到競(jìng)爭(zhēng)加劇、產(chǎn)業(yè)整合形成龍頭優(yōu)勢(shì),直到當(dāng)前的補(bǔ) 貼依賴降低、加速融入全球化市場(chǎng),其中,行業(yè)初期政府的政策支持在鋰電池產(chǎn) 業(yè)鏈發(fā)展初期起著十分重要的作用。2009 年,科技部、財(cái)政部、發(fā)改委、工業(yè)和 信息化部共同啟動(dòng)“十城千輛”工程項(xiàng)目,隨后出臺(tái)密集的扶持政策,政策涵蓋對(duì) 核心技術(shù)的研發(fā)支持、對(duì)電動(dòng)車初期的示范推廣應(yīng)用的支持、對(duì)充電樁建設(shè)的補(bǔ) 貼和規(guī)劃等,經(jīng)過 10 多年的發(fā)展,電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)的國產(chǎn)替代和 大規(guī)模的降本提質(zhì)。
目前,我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈正處于 10 年前的電動(dòng)汽車的發(fā)展階段——示范推廣期間,現(xiàn)階段的氫燃料電池汽車的推廣主要靠政策的引導(dǎo)和支持,國家和各地市的氫能產(chǎn)業(yè)的政策也都涵蓋了核心技術(shù)突破、加氫站建設(shè)、示范應(yīng)用區(qū)的支持等方面,在政策的推動(dòng)下,氫燃料電池汽車的市場(chǎng)成長軌跡有望復(fù)刻動(dòng)力電池汽車的市場(chǎng)成長軌跡。鋰電池指數(shù)在 2012 年開始逐漸回升,2015 年大幅上漲, 主要系新能源汽車市場(chǎng)的爆發(fā)增長帶來的降本放量,2014 年和 2015 年新能源汽車銷量同比增長率達(dá)到 300%以上,2015 年新能源汽車年銷量增加至 33 萬輛。
2、氫能產(chǎn)業(yè)鏈:產(chǎn)業(yè)鏈較長、參與主體多、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊
從能源戰(zhàn)略角度出發(fā),氫能是實(shí)現(xiàn)各類能源轉(zhuǎn)換的“樞紐”,可以實(shí)現(xiàn)不同能源品 種向各類終端的傳輸,能夠增加未來低碳能源網(wǎng)絡(luò)的靈活性和穩(wěn)定性,是實(shí)現(xiàn)“零 碳排放”的終極能源。氫能具有來源廣、燃燒熱值高、能量密度大、可儲(chǔ)存、可再 生、可電可燃、零碳排等優(yōu)點(diǎn),屬于可再生二次能源,通過氫燃料電池技術(shù)既可 以應(yīng)用于汽車、軌道交通、船舶等領(lǐng)域,也可應(yīng)用于分布式發(fā)電(家用/商用)和 儲(chǔ)能領(lǐng)域;還可以通過直接燃燒為煉化、鋼鐵、冶金等行業(yè)提供高效原料、還原 劑和高品質(zhì)的熱源。
氫燃料電池本質(zhì)上就是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)電裝置,而鋰電池是儲(chǔ)能裝置。氫燃 料電池是一種非燃燒過程的能量轉(zhuǎn)換裝置,通過電化學(xué)反應(yīng)將陽極的氫氣和陰極 的氧氣(空氣)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。氫燃料電池發(fā)電不受卡諾循環(huán)的限制,發(fā) 電效率可以達(dá)到 50%以上,若實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,氫燃料的總利用率可高達(dá) 80%以上;此外氫燃料電池裝置不含或含有很少的運(yùn)動(dòng)部件,運(yùn)行安靜,較少需要維修;另 外電化學(xué)反應(yīng)清潔、完全,產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無污染。
從商業(yè)應(yīng)用上來看,質(zhì)子交換膜氫燃料電池(PEMFC)和固體氧化物氫燃料電 池(SOFC)是最主要的兩種技術(shù)路線。其中,質(zhì)子交換膜氫燃料電池(PEMFC) 由于其工作溫度低、啟動(dòng)快,比功率高等優(yōu)點(diǎn),非常適合應(yīng)用于交通和固定式電 源領(lǐng)域,逐步成為現(xiàn)階段國內(nèi)外主流應(yīng)用技術(shù);固體氧化物氫燃料電池(SOFC) 具有氫燃料適應(yīng)性廣、能量轉(zhuǎn)換效率高、全固態(tài)、模塊化組裝、零污染等優(yōu)點(diǎn), 常用在大型集中供電、中型分布式發(fā)電和小型家用熱電聯(lián)共領(lǐng)域。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋上游能源端、中游氫燃料電池關(guān)鍵零部件端,以及下游應(yīng)用端, 產(chǎn)業(yè)鏈較長,其中氫能在交通領(lǐng)域成長性最強(qiáng)。我國氫燃料電池車輛產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度 較快,其中電堆、膜電極、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等核心部件已實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn),而氫 氣的制儲(chǔ)運(yùn)加等環(huán)節(jié)受政策影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度相對(duì)較慢。從其他應(yīng)用領(lǐng)域看,氫燃 料電池為氫能提供了儲(chǔ)能載體,能夠與熱、電末端網(wǎng)絡(luò)有效銜接,可以解決能源 供需配置上的時(shí)空矛盾。
2.1、能源端:制氫工業(yè)基礎(chǔ)良好,儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)體系尚不成熟
2.1.1 制氫——氫氣產(chǎn)量全球第一,副產(chǎn)氫是氫燃料電池車輛理想氫源
我國氫氣的產(chǎn)量全球第一,基礎(chǔ)制氫工業(yè)基礎(chǔ)良好。我國擁有龐大規(guī)模的原料氣體及工業(yè)氣體生產(chǎn)和使用,根據(jù)《中國氫能源及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》顯示我國氫氣產(chǎn)能約每年 4100 萬噸,產(chǎn)量約 3342 萬噸。我國 60%以上的氫氣源 自煤制氫,我國的煤炭資源豐富,煤制氫技術(shù)的發(fā)展成熟,我國煤制氫產(chǎn)能最大 的企業(yè)是國家能源集團(tuán),目前煤化工板塊年產(chǎn)超過 400 萬噸氫氣,世界排名第一。
目前,商業(yè)化應(yīng)用的制氫技術(shù)主要有工業(yè)副產(chǎn)品提純、化石能源重整、電解水制 氫等。水電解制氫是“零碳排放”模式下氫氣的主要來源,俗稱“綠氫”,目前制氫成 本較高;來源于煤炭和天然氣等化石能源的氫氣,俗稱“灰氫”,成本相對(duì)較低;若使用碳捕捉與封存(CCS)技術(shù),可以使碳排放量能夠減少 90%以上,采用 CCS 技術(shù)制取的氫氣被稱為“藍(lán)氫”,CCS 技術(shù)將大幅增加制氫成本。其他“零碳 排放”制氫如光解水制氫、生物質(zhì)制氫,尚處于試驗(yàn)階段,能量轉(zhuǎn)換率偏低。
2.1.2、儲(chǔ)運(yùn)——高壓氣態(tài)為主,政策亟需放開
受制于基礎(chǔ)設(shè)施以及技術(shù)差距,中國氫能價(jià)值鏈中的儲(chǔ)存和輸送環(huán)節(jié)仍然相對(duì)薄 弱,氫氣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長距離儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的商業(yè)化仍需要解決成本與技術(shù)的平衡問 題。氫能源儲(chǔ)運(yùn)條件苛刻,經(jīng)濟(jì)性是制約氫能源大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。我國目 前儲(chǔ)存氫能的方式有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫兩種,并采用管束車、槽車等 交通運(yùn)輸工具的方式實(shí)現(xiàn)配送,固態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫尚處于示范階段。在當(dāng) 前技術(shù)條件下,各類存儲(chǔ)方式下氫氣的質(zhì)量與體積相比于等量能量的汽油仍存在 顯著劣勢(shì),氫氣儲(chǔ)運(yùn)未來將按照“低壓到高壓”、“氣態(tài)到多相態(tài)”的技術(shù)發(fā)展方向, 逐步提升氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸能力。
氫氣儲(chǔ)存方面,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前的主要儲(chǔ)氫方式,但由于儲(chǔ)氫量小,適 用于小規(guī)模、短距離的運(yùn)輸場(chǎng)景;液態(tài)儲(chǔ)氫還有賴于法規(guī)的放開。目前車用儲(chǔ)氫瓶方面,Ⅳ型瓶(70MPa)是國外的主流技術(shù)路線(美、加、日已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)), 而Ⅲ型瓶(35MPa)是我國主流的技術(shù)路線(Ⅳ型瓶正研究試驗(yàn))。
氫氣運(yùn)輸方面,高壓長管拖車是氫氣近距離輸運(yùn)的重要方式,技術(shù)較為成熟;管道運(yùn)氫成本是最低的,適用于大規(guī)模、長距離的氫氣運(yùn)輸。運(yùn)輸儲(chǔ)氫罐方 面,國內(nèi)常用 20MPa 長管拖車運(yùn)氫,國外則采用 45MPa 纖維全纏繞高壓氫 瓶長管拖車運(yùn)氫,單車運(yùn)氫可提至 700 公斤。
2.1.3、加氫——前期運(yùn)營有賴財(cái)政補(bǔ)貼
加氫站是氫能發(fā)展利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),加氫站的三大核心裝備為氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫 系統(tǒng)和加氫機(jī)。中國加氫站和氫燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于 35MPa 壓力 的技術(shù)水平,核心設(shè)備依賴進(jìn)口。歐美日加氫站普遍采用與汽車配套的 70MPa 壓力標(biāo)準(zhǔn),并實(shí)現(xiàn)設(shè)備量產(chǎn)。目前我國多數(shù)加氫站尚不能滿足商業(yè)化運(yùn)營需求。日加氫能力為 500 公斤,加注壓力為 35MPa 的外供加氫站建站費(fèi)用約為 1500 萬元/座(不含土地成本),其中氫氣壓縮機(jī)占加氫站總成本 30%左右,運(yùn)營成本 中氫氣成本(含儲(chǔ)運(yùn)成本)占 70%左右。目前全國多地政府對(duì)加氫站建設(shè)進(jìn)行補(bǔ) 貼,多為投資額的 20%-30%,部分地區(qū)對(duì)終端產(chǎn)品的氫氣銷售價(jià)格也會(huì)適當(dāng)補(bǔ)貼。
2.2、關(guān)鍵部件:氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)核心零部件國產(chǎn)化提速
隨著產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展的深化,氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進(jìn)程不斷提 速。我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過近年來快速發(fā)展,目前已初步掌握了氫燃料 電池發(fā)動(dòng)機(jī)、電堆及膜電極、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等核心部件的關(guān)鍵技術(shù),基本 建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的車用氫燃料電池技術(shù)體系,質(zhì)子交換膜、膜電極和雙 極板等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國際水平,逐步在不同區(qū)域形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè)集群,尤其 是華東、華南以及華北地區(qū)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好。據(jù) GGII 不完全統(tǒng)計(jì), 含地方子公司在內(nèi),國內(nèi)有電堆廠商超過 59 家,系統(tǒng)廠商超過 100 家;BOP 中, 空壓機(jī)企業(yè)有超過 20 家,氫循環(huán)部件企業(yè)超過 14 家,增濕器企業(yè)超過 7 家。
氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)是氫燃料電池汽車的核心構(gòu)成,在整車購置成本中占比超過 60%,氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))主要由氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、電壓變換 器(DC/DC)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制系統(tǒng)等構(gòu)成,其中氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件包 括電堆、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)等,膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化 劑、氣體擴(kuò)散層、氫氣循環(huán)泵、空氣壓縮機(jī)為氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的八大關(guān)鍵部 件,也是本次氫燃料電池汽車國補(bǔ)政策中明確可以補(bǔ)貼的關(guān)鍵零部件。
氫燃料電池電堆是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的核心部件,是氫氣和氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)及產(chǎn)生 電能的場(chǎng)所。鑒于單個(gè)氫燃料電池單元輸出功率較小,實(shí)踐中通常通過將多個(gè)氫 燃料電池單元以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成電堆來提高整體輸出功率。因此,電堆是 由雙極板與膜電極交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經(jīng)前、后端板壓緊后用螺 桿拴牢,構(gòu)成的復(fù)合組件。其中膜電極組件是由質(zhì)子交換膜、催化劑與氣體擴(kuò)散 層組合而成的,為反應(yīng)發(fā)生場(chǎng)所;雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板,其主要作 用是通過流場(chǎng)給膜電極組件輸送反應(yīng)氣體,同時(shí)收集和傳導(dǎo)電流并排出反應(yīng)產(chǎn)生 的水和熱。
氫燃料電池電堆在氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)成本中占比達(dá) 65%左右,而氫燃料電池電 堆中膜電極成本占比在 69%左右。電堆成本下降核心在于規(guī)模效應(yīng),根據(jù)美國能 源部測(cè)算,當(dāng)電堆產(chǎn)量由千輛級(jí)達(dá)到萬級(jí)規(guī)模后成本將會(huì)大幅度下降,降幅達(dá) 67%。規(guī)?;a(chǎn)將有效降低氫燃料電池系統(tǒng)成本。目前國內(nèi)電堆價(jià)格戰(zhàn)開始, 成本有望快速下降。2020 年底,國鴻氫能、氫璞創(chuàng)能、深圳氫瑞紛紛公布最新電 堆價(jià)格,電堆價(jià)格進(jìn)入 1 元/W 時(shí)代
2.3、應(yīng)用端:氫能應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,橫跨交通、發(fā)電、儲(chǔ)能、工業(yè)領(lǐng)域
氫能應(yīng)場(chǎng)景廣泛,借助氫燃料電池技術(shù)橫跨交通、發(fā)電、儲(chǔ)能、工業(yè)領(lǐng)域。氫能 在交通、發(fā)電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,其中交通領(lǐng)域中的氫燃料電 池汽車是目前商業(yè)化程度最高的終端應(yīng)用產(chǎn)品,氫燃料電池汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車 在加注氫燃料、續(xù)航、駕駛性能和耐久性方面已經(jīng)相差無幾,是真正意義上的零排放的車;并且相對(duì)于鋰電池汽車,氫燃料電池汽車在載重、加氫時(shí)間和續(xù)航方 面優(yōu)勢(shì)明顯;而氫燃料電池發(fā)電具備清潔環(huán)保、效率高和無間斷發(fā)電等優(yōu)點(diǎn),在 固定式發(fā)電領(lǐng)域和家用熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用廣闊;氫作為儲(chǔ)能介質(zhì),未來結(jié)合光伏、風(fēng) 電將重塑能源格局;“工業(yè)+綠氫”模式可突破“雙控”天花板,國內(nèi)氫氣目前主要用 途在于制氨、制甲醇、煉油及煤化工等工業(yè)原料范疇,隨著國內(nèi)可再生能源發(fā)電 成本大幅下降,綠氫成本問題將逐漸得到解決,綠氫代替灰氫用于工業(yè)領(lǐng)域有望 重構(gòu)化工行業(yè)發(fā)展格局。
3、氫燃料電池汽車:政策推動(dòng)下,開啟放量降本
氫燃料電池汽車在載重、加氫時(shí)間、續(xù)航和環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)明顯。氫燃料電池發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)本質(zhì)為可移動(dòng)發(fā)電裝置,在運(yùn)行過程中使用車載儲(chǔ)氫裝置攜帶氫燃料通過 電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電;而鋰電池本身為電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,其充放電過程為鋰離子與正 負(fù)極材料間可逆的電化學(xué)反應(yīng)。氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)與鋰電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)在 運(yùn)行過程中均不存在污染排放,作為燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的良好替代被應(yīng)用于整車中。純 電動(dòng)汽車基于鋰電池本身電能充放特點(diǎn),在中短距離運(yùn)輸中擁有良好的適用性, 而氫燃料電池汽車由于具有長續(xù)航里程、低溫性能優(yōu)越、加注時(shí)間短等優(yōu)勢(shì),更適合用于長途、大型、商用車領(lǐng)域,預(yù)計(jì)未來氫燃料電池汽車將與純電動(dòng)汽車長期并存互補(bǔ),有望形成“乘鋰商氫”新能源汽車市場(chǎng)格局,氫燃料電池重卡成為氫 燃料電池商用車大規(guī)模應(yīng)用的突破口。
3.1、政策端:全球各國氫能產(chǎn)業(yè)布局加速,政策驅(qū)動(dòng)效應(yīng)明顯
國外:氫能納入國家能源戰(zhàn)略高度,多國爭(zhēng)搶氫燃料電池汽車的技術(shù)高地。目前, 全球已有 30 多個(gè)國家將氫能納入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略,并從國家層面制定了氫能 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,發(fā)展氫能和氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)已成為全球共識(shí),其中北 美(美國)、歐洲(德國)和東亞地區(qū)(日本、韓國、中國)是產(chǎn)業(yè)化程度較高 的地區(qū)。從全球主要發(fā)達(dá)國家的氫能戰(zhàn)略布局看,氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè) 化應(yīng)用是各國關(guān)注的重點(diǎn)。與此同時(shí),各國也在拓寬氫能在發(fā)電、儲(chǔ)能和工業(yè)脫 碳中的應(yīng)用規(guī)模。根據(jù)國際氫能委員會(huì)《氫能源未來發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》,預(yù)計(jì)到 2050 年,氫能消耗量將占據(jù)全球能源消費(fèi)總量的 18%左右。
國內(nèi):國家政策持續(xù)加碼,產(chǎn)業(yè)規(guī)劃逐漸明晰。國家宏觀層面,自“十五”至“十四 五”,連續(xù)將氫燃料電池汽車列入五年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中,積極建設(shè)“三縱三橫” 的研發(fā)布局,其中“三縱”即指氫燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車,氫 燃料電池汽車一直是新能源汽車版圖的重要組成。之后氫能政策規(guī)劃不斷明晰, 多次將氫能列入能源發(fā)展規(guī)劃并發(fā)布了相關(guān)政策,以加快氫能及氫燃料電池汽車 的大規(guī)模推廣應(yīng)用。2019 年 3 月 5 日“推動(dòng)加氫設(shè)施建設(shè)”首次寫入政府工作報(bào)告, 2020 年 4 月《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》將氫能列入能源范疇,氫能將不再僅作為?;饭芾恚託浠A(chǔ)設(shè)施發(fā)展有望駛?cè)肟燔嚨馈?020 年 9 月, 國家五部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開展氫燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,正式制定了 氫燃料電池汽車國補(bǔ)政策,氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)已逐步由前期的基礎(chǔ)布局向市場(chǎng)化、規(guī)?;较虬l(fā)展。
氫燃料電池汽車國補(bǔ)政策正式落地。2020 年 9 月 16 日財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、 科技部、發(fā)展改革委、國家能源局五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展氫燃料電池汽車示 范應(yīng)用的通知》,補(bǔ)貼政策從之前對(duì)氫燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼轉(zhuǎn)為以“以獎(jiǎng)代補(bǔ)” 方式對(duì)入圍的示范城市給予獎(jiǎng)勵(lì)。與其他新能源汽車補(bǔ)貼不同的是,本次獎(jiǎng)勵(lì)主 體是產(chǎn)業(yè)鏈上優(yōu)秀企業(yè)所在城市(地級(jí)及以上)聯(lián)合組成的城市群,獎(jiǎng)勵(lì)額度最 高 18.7 億元(氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用獎(jiǎng)勵(lì) 15 億元、氫能供應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì) 2 億元、額完成任務(wù)獎(jiǎng)勵(lì) 1.7 億元),補(bǔ)貼重點(diǎn)圍繞核心零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用, 以加速關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化進(jìn)程。
根據(jù)氫燃料電池汽車國家補(bǔ)貼政策積分體系細(xì)則,可以看出有以下三大亮點(diǎn):一 是從基本性能指標(biāo)來看,對(duì)于電堆功率密度和系統(tǒng)功率密度提出具體的性能指標(biāo) 要求,政策獎(jiǎng)勵(lì)向大功率和高功率密度產(chǎn)品傾斜趨勢(shì),利好產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)企業(yè);二 是八大關(guān)鍵零部件補(bǔ)貼力度大,完全可覆蓋生產(chǎn)成本。若同時(shí)享受八大關(guān)鍵零部 件補(bǔ)貼,金額高達(dá) 20.5 萬元/輛,產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)貼環(huán)節(jié)從下游主機(jī)廠轉(zhuǎn)向上游核心零 部件及關(guān)鍵材料企業(yè);三是氫燃料電池汽車國補(bǔ)向中重型、中遠(yuǎn)程傾斜,中重型 車輛補(bǔ)貼力度明顯加大,預(yù)計(jì)未來氫燃料電池中重型卡車將成為氫燃料電池商用 車的主戰(zhàn)場(chǎng)。同時(shí)氫燃料電池汽車國家補(bǔ)貼政策中明確運(yùn)行示范汽車除滿足 3 萬 公里運(yùn)營里程的基本要求外,商用車和乘用車生產(chǎn)企業(yè)還需提供 5 年/20 萬公里、 8 年/12 萬公里的質(zhì)保,有利于保障氫燃料電池汽車可靠性和使用壽命,避免重蹈電動(dòng)車的“騙補(bǔ)”覆轍。
北京城市群:北京市大興區(qū)聯(lián)合海淀、昌平等六個(gè)區(qū),以及天津?yàn)I海新區(qū)、 河北省保定市、唐山市、山東省濱州市、淄博市等共 12 個(gè)城市(區(qū));
上海城市群:上海聯(lián)合江蘇省蘇州市、南通市、浙江省嘉興市、山東省淄博 市、寧夏寧東能源化工基地、內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市等 6 個(gè)城市(區(qū)域);
廣東城市群:廣東由佛山市牽頭,聯(lián)合廣州、深圳、珠海、東莞、中山、陽 江、云浮以及福建省福州市、山東省淄博市、內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市、安徽省 六安市等 12 個(gè)城市(區(qū)域)。
從 2017 年開始,各地陸續(xù)發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,并公布具體補(bǔ)貼政策,2019 年多省市密集發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展方案,從戰(zhàn)略規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策、補(bǔ)貼扶持等方面 積極給予氫能產(chǎn)業(yè)支持,并將加氫站建設(shè)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要支撐,將公交車、商 用車、特種車作為氫燃料電池汽車發(fā)展重點(diǎn)。
根據(jù)地方政府氫燃料電池汽車規(guī)劃,到 2025 年氫燃料電池汽車保有量有望突破 10 萬輛。從各省市發(fā)布的氫能規(guī)劃來看,預(yù)計(jì)到 2025 年加氫站數(shù)量突破 1100 輛,新增推廣氫燃料電池汽車 9 萬輛,屆時(shí)全國氫燃料電池汽車保有量將突破 10 萬輛。
3.2、市場(chǎng)端:氫燃料電池汽車行業(yè)商業(yè)化趨勢(shì)確定
國外以氫燃料電池乘用車為主,國內(nèi)以氫燃料電池商用車為主。目前氫燃料電池 汽車是全球氫能產(chǎn)業(yè)化最高的終端應(yīng)用產(chǎn)品,截至 2020 年底,全球氫燃料汽車 保有量達(dá)到 33398 輛,主要分布在日、韓、中國、美等四大市場(chǎng),歐洲有小部分 汽車。2020 年韓國市場(chǎng)保有量達(dá)到 10707 輛,一躍成為全球第一大氫燃料汽車 保有量國家。美國和中國緊隨其后,氫燃料汽車保有量分別為 8931 輛和 7355 輛。
目前全球氫燃料電池乘用車主流車型是現(xiàn)代 Nexo 和豐田 Mirai。截至 2021 年上 半年,韓國現(xiàn)代汽車氫燃料電池車 NEXO 自 2018 年上市以來,全球累計(jì)銷量達(dá) 17852 輛。其中,在韓國本土累計(jì)銷量突破了 15123 輛大關(guān),成為全球首款在單 一國家銷量過萬的氫燃料電池車型,其中韓國本土是 NEXO 最大銷量市場(chǎng)。與現(xiàn)代 NEXO 不同的是,海外一直是豐田 Mirai 的主要銷售市場(chǎng)。截至 2021 年上半 年,豐田 Mirai 累計(jì)全球銷量為 16386 輛,略低于現(xiàn)代 NEXO。2018 年韓國現(xiàn)代 公布了其氫燃料電池乘用車第二代 Nexo,起售價(jià)為 62,385 美元(約合人民幣 40.37 萬);2020 年 12 月豐田公布第二代氫燃料電池乘用車 Mirai,日本售價(jià)為 710 萬日元(約合人民幣 44.48 萬元),享受日本補(bǔ)貼后最低售價(jià)為 570 萬日元 (約合人民幣 35.71 萬元)。
從國外氫燃料電池整車技術(shù)參數(shù)對(duì)比來看,乘用車整車性能上國內(nèi)還存在一定提 升空間,商用車整車性能國內(nèi)外差距較小。乘用車:國外的氫燃料電池乘用車多 為大功率氫燃料電池系統(tǒng)(80kW 以上)+小容量動(dòng)力電池(高充放功率)的全功 率整車方案;國內(nèi)均為小功率氫燃料電池系統(tǒng)+大容量動(dòng)力電池的電電混合整車方 案;國外儲(chǔ)氫瓶為 70MPaⅣ型瓶,國內(nèi)均為 70MPaⅢ型瓶,國內(nèi)還處于小批量 生產(chǎn)階段。商用車:國內(nèi)商用車氫燃料電池系統(tǒng)功率普遍偏小,導(dǎo)致配套的動(dòng)力 電池容量偏大,國內(nèi)車型全部采用 35MPa 儲(chǔ)氫系統(tǒng)。
我國氫燃料電池汽車市場(chǎng)主要集中在商用車,尚無氫燃料電池乘用車量產(chǎn)。我國 氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過前期市場(chǎng)培育,產(chǎn)業(yè)鏈已基本涵蓋氫燃料電池整車、氫燃 料電池系統(tǒng)、氫燃料電池電堆及零部件領(lǐng)域,基本建成以整車制造及氫燃料電池 系統(tǒng)為主的氫燃料電池車供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系,尤其是在系統(tǒng)、電堆等方面已基 本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化供應(yīng)。根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)顯示,2016-2019 年中國氫燃料電池汽車 銷量逐年上升,2020 年以及 2021 年銷量下滑的主要原因是疫情以及補(bǔ)貼政策轉(zhuǎn) 向及示范城市群的開展導(dǎo)致銷量,相關(guān)銷量會(huì)延遲到 2022 年放量。截至 2021 年 11 月我國氫燃料電池汽車保有量為 8452 輛。
我國商用車市場(chǎng)逆勢(shì)上揚(yáng),貨車銷量持續(xù)上漲。2017 年-2020 年我國整體汽車市 場(chǎng)低迷,乘用車整體市場(chǎng)銷量逐年下滑,商用車市場(chǎng)逆勢(shì)上揚(yáng)。貨車銷量持續(xù)上 漲,客車需求逐年下降。從商用車的細(xì)分市場(chǎng)看,貨車是商用車的主要市場(chǎng),銷 量占比在 90%左右。“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”推動(dòng)了國三老舊貨車置換,加上“治超加嚴(yán)”、 “按軸收費(fèi)”等政策相繼實(shí)施,超載運(yùn)力被進(jìn)一步釋放,帶動(dòng)了新購車需求。
我國商用車市場(chǎng)鋰電池汽車滲透率較低。我國純電客車滲透率在 20%左右,氫燃 料貨車應(yīng)用前景廣闊,純電貨車滲透率僅為 1%左右,由于純電動(dòng)重卡續(xù)航里程 短的問題,無法滿足長途運(yùn)輸需求,因此氫燃料電池重卡成為新能源汽車長途運(yùn) 輸中選擇的另一種技術(shù)路線,未來氫燃料貨車在長途貨運(yùn)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。
當(dāng)前我國氫燃料電池汽車主要集中在物流車、客車等商用車領(lǐng)域。根據(jù)新能源汽 車國家監(jiān)測(cè)與管理平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至 2019 年底,國內(nèi)已接入平臺(tái)的氫燃料 電池汽車中物流車占比達(dá)到 60.5%,公交客車、公路客車、通勤客車等客車占比 達(dá) 39.4%,乘用車占比僅為 0.1%;根據(jù)勢(shì)銀氫電 TrendBank 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020 年 銷售的氫燃料電池汽車公交客車、公路客車等客車占比達(dá) 90.3%,物流車、牽引 車等貨車占比 9.7%,以牽引車為代表的重卡開始放量;客車尤其是公交車,ToG 屬性明顯,而貨車尤其是物流車用戶對(duì)價(jià)格較為敏感。2020 年為氫燃料電池汽車 國補(bǔ)政策申報(bào)期,行業(yè)處于政策觀望期,行業(yè)整體銷量放緩的背景下,公交車銷 量占比近 90%。
3.3、典型應(yīng)用場(chǎng)景:重卡領(lǐng)域氫燃料電池優(yōu)勢(shì)明顯
重卡是氫燃料電池最理想的應(yīng)用場(chǎng)景之一。氫燃料電池相較鋰電池而言,具有能 量密度高、續(xù)航能力強(qiáng)、加氫快等優(yōu)勢(shì),更適合固定路線且長距離運(yùn)輸?shù)闹乜ā<冸妱?dòng)重卡續(xù)航里程較短、充電時(shí)間較長,導(dǎo)致相關(guān)市場(chǎng)推廣并不十分理想。即 便是采用換電模式減少充電時(shí)間,但是也只能在換電站輻射的作業(yè)半徑內(nèi)進(jìn)行運(yùn) 輸工作,而提升續(xù)航里程將面臨載重量的降低,這都大大限制了電動(dòng)重卡的適用 場(chǎng)景。而氫燃料更符合重卡的使用需求。一方面相較鋰電池,氫燃料電池能量密 度更高,在相同續(xù)駛里程下,氫燃料電池重卡憑借自重低的優(yōu)勢(shì)增加有效荷載;另一方面,氫燃料電池車加氫時(shí)間較短,大約能在 10-15 分鐘內(nèi)完成氫氣加注, 而純電動(dòng)車充電時(shí)間較長,快充也需要 1-2 小時(shí);同時(shí)氫燃料電池沒有工作溫度 限制,而低溫一直是鋰電池的“天敵”,因此在北方冬季氫燃料電池車的優(yōu)勢(shì)更為 明顯。
氫燃料重卡占新能源重卡比重持續(xù)擴(kuò)大。從氫燃料種類看,2021 年 1-11 月新能 源重卡技術(shù)路線仍以純電動(dòng)為主,但氫燃料占比在持續(xù)擴(kuò)大。其中,純電動(dòng)車型 的占比達(dá)到 91.91%,相比去年同期的 98.57%減少了約 6.7 個(gè)百分點(diǎn);氫燃料電 池重卡和柴油混合動(dòng)力重卡占比分別為 7.83%和 0.26%,氫燃料電池車型占比同 比有明顯上升,相比去年同期上升 7.09 個(gè)百分點(diǎn)。
國內(nèi)外企業(yè)紛紛布局氫燃料重卡。在海外,美國尼古拉、日本豐田、韓國現(xiàn)代等 車企已經(jīng)推出氫燃料重卡;在國內(nèi)市場(chǎng),解放、東風(fēng)、紅巖、陜汽、江鈴、大運(yùn) 等車企也已經(jīng)推出相關(guān)氫燃料重卡產(chǎn)品,部分企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2020 年 9 月, 財(cái)政部、工信部等五部門發(fā)布的《關(guān)于開展氫燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》補(bǔ) 貼政策落地,明確提出重點(diǎn)推動(dòng)氫燃料電池在中遠(yuǎn)途、中重型商用車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè) 化應(yīng)用,支持重型貨車發(fā)展。截至 2021 年 11 月,實(shí)現(xiàn)上牌的氫燃料電池重卡車 企已有 10 家,而去年同期只有 4 家,氫燃料電池重卡累計(jì)銷量已達(dá)到 583 輛,11月份氫燃料電池重卡終端實(shí)銷148輛,刷新了氫燃料電池重卡的月銷量新紀(jì)錄。
商用重卡作為運(yùn)輸工具,經(jīng)濟(jì)性將是驅(qū)動(dòng)用戶使用的最終因素。雖然與使用動(dòng)力 電池的純電動(dòng)汽車相比,氫燃料電池重卡在氫燃料補(bǔ)給、續(xù)駛里程和污染控制方 面具有優(yōu)勢(shì)。但重卡作為運(yùn)輸工具,經(jīng)濟(jì)性是技術(shù)先進(jìn)性的重要考量因素,也是 驅(qū)動(dòng)用戶使用的最終因素,因此氫燃料電池重卡的使用成本和全生命周期的經(jīng)濟(jì) 性是氫燃料電池汽車在重卡領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展和商業(yè)模式探索的關(guān)鍵。我們根據(jù)一 汽解放、上汽紅巖、成都大運(yùn)、沃爾沃等燃油、氫能、純電重卡車型公布的數(shù)據(jù) 和目前三種重卡車型的平均價(jià)格、補(bǔ)貼以及能源的價(jià)格,測(cè)算了三種重卡目前的 平均使用成本和全生命周期平均成本,基于以下假設(shè):1)假設(shè)三種重卡車型的有 效使用年限均為 6 年,平均每年跑 300 天,每天跑 400 公里,因此生命周期總里 程數(shù)為 720000 公里;2)由于購置成本和能源使用成本占據(jù)重卡生命周期成本的 絕大部分,為了簡(jiǎn)化模型,我們?cè)跍y(cè)算時(shí)暫不考慮重卡的維護(hù)成本。
3.4、市場(chǎng)演變:有望形成以發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電堆企業(yè)牽頭的行業(yè)格局
當(dāng)前,我國氫燃料電池汽車市場(chǎng)商業(yè)化趨勢(shì)確定,即將迎來放量降本,氫燃料電 池汽車作為新能源汽車的重要技術(shù)路線之一,有望與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈形成“雙雄”的市 場(chǎng)格局。
政策端:國家氫燃料電池汽車補(bǔ)貼政策落地和《中華人民共和國能源法(征 求意見稿)》將氫能列入能源范疇,分別從財(cái)政補(bǔ)貼和法規(guī)上為氫燃料電池 汽車推廣掃清障礙。全國絕大部分省市均發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展方案,且氫能以 被多地政府列入十四五發(fā)展規(guī)劃,未來氫能有望國家能源體系中的重要一部 分。在補(bǔ)貼方面,除國家示范城市的補(bǔ)貼外,各地均在前期發(fā)布多種形式、 數(shù)額較大的地方補(bǔ)貼。目前形成了部分區(qū)域產(chǎn)業(yè)聚集的特點(diǎn),主要包括京津 冀、長三角、珠三角、山東半島、成都和武漢等地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群和示范應(yīng)用。
供給端:氫燃料電池汽車保有量近八千輛,在市場(chǎng)推動(dòng)下我國氫燃料電池產(chǎn) 業(yè)鏈體系逐步建立,關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化進(jìn)程不斷加速,成本下降幅度大。氫 燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進(jìn)展迅速,產(chǎn)業(yè)外巨頭開始介入氫燃料電池領(lǐng)域,將 加快關(guān)鍵零部件國產(chǎn)程度和技術(shù)水平。補(bǔ)貼政策重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)技術(shù)突破的八大零 部件包括電堆、空壓機(jī)、氫泵、膜電極、雙極板、質(zhì)子膜、擴(kuò)散層和催化劑, 目前除了國產(chǎn)的質(zhì)子膜和擴(kuò)散層其他均實(shí)現(xiàn)了較大的商業(yè)化應(yīng)用。
需求端:“雙碳”政策引爆氫能需求,尤其是鋼鐵、電力、石化、煤炭等領(lǐng)域, 氫燃料電池重卡成為市場(chǎng)熱點(diǎn)。與鋰電池相比,氫燃料電池具有長續(xù)航里程、 低溫性能優(yōu)越、加注時(shí)間短等優(yōu)勢(shì),比較適合長距離的重載和商用車領(lǐng)域, 目前業(yè)內(nèi)已基本形成“乘鋰商氫”的共識(shí),氫燃料電池重卡迎來戰(zhàn)略窗口期。碳中和背景下氫能的下游應(yīng)用從交通領(lǐng)域拓展至工業(yè)領(lǐng)域,帶動(dòng)上游電解水 制氫設(shè)備的快速發(fā)展以及鋼鐵領(lǐng)域的氫冶金應(yīng)用,氫氣的廣泛應(yīng)用將促進(jìn)氫 氣的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加氫等環(huán)節(jié)的發(fā)展,有利于氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣。
氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?;当沮厔?shì)確定,預(yù)計(jì)到 2025 年(整個(gè)國補(bǔ)期內(nèi))氫 燃料電池汽車保有量有望突破十萬輛,國補(bǔ)期內(nèi)整個(gè)氫燃料電池汽車市場(chǎng)規(guī)模有 望突破 1300 億元,隨著裝車量的提升,成本有望大幅下降,整個(gè)產(chǎn)業(yè)將逐漸向 平價(jià)過渡,未來氫燃料電池汽車將成為新能源汽車的重要組成部分。2021 年 8 月,北京、上海、廣東入選首批國家氫燃料電池示范城市群,氫燃料電池汽車國 補(bǔ)政策正式落地。根據(jù)各地申報(bào)方案,本次納入補(bǔ)貼的氫燃料電池汽車數(shù)量大約 在三萬輛左右,根據(jù)補(bǔ)貼金額的“逐年退坡、總量有限、先到先得”,2022 年氫燃 料電池汽車將會(huì)迎來大規(guī)模放量,預(yù)計(jì) 2022 年全年氫燃料電池汽車銷量有望突 破 7 千輛,其中氫燃料電池貨車預(yù)計(jì)是主要增量來源,原因一方面是因?yàn)楸敬螝?燃料電池汽車國補(bǔ)政策向中重型中遠(yuǎn)程貨車傾斜,另一方面是目前貨車領(lǐng)域新能 源汽車滲透率較低,不足 1%。按照目前市場(chǎng)單臺(tái)車輛平均價(jià)格 140 萬元計(jì)算, 預(yù)計(jì) 2022 年氫燃料電池汽車整車市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 110 億元,氫燃料電池動(dòng)力系 統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模接近 66 億元。另外山東省、湖北省、川渝地區(qū)、河南省等地氫燃料 電池汽車基礎(chǔ)良好,氫燃料電池汽車規(guī)劃及推廣進(jìn)度,部分省市已開始申報(bào)第二 批國家氫燃料電池汽車示范城市群,綜合考慮,預(yù)計(jì)到 2025 年氫燃料電池汽車 有望突破十萬輛,2025 年氫燃料電池汽車市場(chǎng)規(guī)模約 676 億元,氫燃料電池動(dòng) 力系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模突破 400 億元,氫燃料電池電堆市場(chǎng)規(guī)模接約為 243 億元。
4、氫燃料電池汽車政策頻頻加碼,企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L確定性高
4.1、億華通:深耕氫燃料電池汽車領(lǐng)域,市場(chǎng)龍頭地位穩(wěn)固
億華通于 2020 年 8 月在科創(chuàng)板上市,是一家專注于氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)研發(fā) 及產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè),并實(shí)現(xiàn)了氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的批量生產(chǎn)。公司產(chǎn) 品目前主要應(yīng)用于客車、物流車等商用車型,已與國內(nèi)主流的商用車企業(yè)北汽福 田、宇通客車、中通客車以及吉利商用車等建立了深入的合作關(guān)系,搭載公司發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的氫燃料電池客車已先后在北京、張家口、鄭州、成都、淄博等地上線 運(yùn)營。
公司股權(quán)結(jié)構(gòu)較為分散,與下游整車客戶深度綁定,董事長張國強(qiáng)先生為公司實(shí) 際控制人,直接控制公司 18.59%股份,公司多位高管、核心技術(shù)人員直接持有 公司股份,公司客戶宇通客車和申龍客車間分別間接持股公司 3.92%、3.59%。
目前,億華通已形成以自主氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)為核心,包括電堆、整車控制器、 智能 DC/DC 等縱向一體化產(chǎn)品與服務(wù)體系,目前公司氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品覆 蓋 30kW~120kW。2021 年 3 月 29 日,億華通與豐田汽車公司共同出資設(shè)立并 經(jīng)營合營公司——華豐氫燃料電池有限公司,注冊(cè)資本為 45 億日元(約合人民 幣 2.68 億元),雙方各出資 50%;2021 年 4 月億華通最新發(fā)布了 120kW、80kW 兩款新一代高功率氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品 G120 和 G80Pro,在提升額定功 率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)核心參數(shù)指標(biāo)的重要突破;2021 年 10 月華豐氫燃料電池公 司開始銷售首個(gè)在國內(nèi)面向商用車開發(fā)、生產(chǎn)的氫燃料電池系統(tǒng)“TLPower100”, 該產(chǎn)品基于豐田第 2 代 MIRAI 的氫燃料電池系統(tǒng),使用了部分國產(chǎn)零部件,配合 國內(nèi)商用車的使用環(huán)境,提高了系統(tǒng)的功率以及耐久性。
億華通是氫燃料電池汽車行業(yè)的先行者和核心推動(dòng)者。在氫燃料電池汽車市場(chǎng)化 初期,由于氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)作為動(dòng)力總成核心部件,對(duì)氫燃料電池汽車是 否具備成熟、可靠的性能表現(xiàn)具有重要影響,由此氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)廠商在產(chǎn)業(yè) 化初期將協(xié)同整車廠共同參與對(duì)下游終端市場(chǎng)的開發(fā),通過產(chǎn)品展示、技術(shù)驗(yàn)證、 考察交流以及行業(yè)論壇等多種渠道向市場(chǎng)反饋。公司分別與宇通、福田、中通、 申龍、蘇州金龍、安凱、中植、東風(fēng)、重汽、陜汽、北汽、廣汽、長安等企業(yè)合 作,聯(lián)合推出客車、物流車、乘用車、叉車、有軌電車、固定電源等全系列產(chǎn)品。
公司氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品產(chǎn)銷量一直維持在行業(yè)前列。自 2017 年以來,億華 通共銷售氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)近 1500 套,穩(wěn)定占據(jù)國內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)約 20%的市場(chǎng)份額,2020 年市場(chǎng)份額高增主要是由于 2020 年行業(yè)整體增速放緩,主要原因是疫情以及國補(bǔ)政策轉(zhuǎn)向及示范城市群的開展導(dǎo)致銷量延遲。億華通于 2018 年建成投產(chǎn)我國首條具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的半自動(dòng)化氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn) 線,一期工程具備年產(chǎn) 2,000 臺(tái)的產(chǎn)能,未來隨著二期項(xiàng)目建設(shè)完成發(fā)行人將具 備年產(chǎn) 10,000 臺(tái)的生產(chǎn)能力。截至 2021 年 6 月底,根據(jù)工信部發(fā)布的《道路機(jī) 動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品》,全國已上公告的氫燃料電池車型(不含底盤)共 341 款,配置億華通公司產(chǎn)品的車型有 62 款,占比 18%,位居行業(yè)前列。
億華通是北京冬奧會(huì)氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的主要供應(yīng)商,也是北京氫燃料電 池汽車示范城市群的主要受益者,公司未來業(yè)績(jī)?cè)鲩L確定性高。公司按照“點(diǎn)-線- 面”發(fā)展戰(zhàn)略加大了市場(chǎng)開拓力度,搭載公司氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的新能源汽車在北 京、張家口、鄭州、成都、淄博等地實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)營,尤其是在 2022 年冬奧 會(huì)期間,張家口賽區(qū)核心區(qū)全部使用氫燃料清潔能源車輛,均采用億華通發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng),根據(jù)《張家口賽區(qū)冬奧會(huì)交通服務(wù)車輛能源保障加氫站規(guī)劃》指導(dǎo)文件, 冬奧會(huì)期間運(yùn)行氫燃料電池汽車將達(dá)到 2000 輛,北京 2023 年氫能汽車目標(biāo)則為 運(yùn)量 3000 輛。億華通作為北京氫燃料電池汽車示范城市群的重點(diǎn)牽頭企業(yè),未 來將受益于示范城市群內(nèi)所有城市的氫燃料電池汽車放量。公司營收規(guī)模穩(wěn)健增長,營收主要來源于氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
公司營業(yè)收入 增速較高,2020 年增速放緩主要是因?yàn)橐咔橐约把a(bǔ)貼政策轉(zhuǎn)向?qū)е滦袠I(yè)整體放量 較少。公司主營業(yè)務(wù)為氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn),主要產(chǎn)品為氫燃料 電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),同時(shí)涉足氫燃料電池零部件及技術(shù)開發(fā)服務(wù)等業(yè)務(wù),2021 年上 半年發(fā)動(dòng)機(jī)營收達(dá)到 1.01 億元,占公司營收比例為 86.1%。
在氫燃料汽車市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化初期,公司利潤端承壓。公司產(chǎn)品毛利率水平較高,且 較為穩(wěn)定,保持在 35%以上,公司目前產(chǎn)銷規(guī)模小、產(chǎn)品定價(jià)水平相對(duì)較高。
公司整體費(fèi)用率水平較高,三費(fèi)費(fèi)用率維持在 40%左右,其中管理費(fèi)用率較高, 維持在 30%以上。2021 年前三季度公司銷售、管理、財(cái)務(wù)、研發(fā)費(fèi)率分別為 11.27%、35.45%、-2.13%、15.75%。公司處于研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化初期,隨著氫燃料 電池汽車的放量,研發(fā)銷售費(fèi)率逐年上升。
4.2、美錦能源:“膜電極-電堆-發(fā)動(dòng)機(jī)-整車-加氫站”全產(chǎn)業(yè)鏈布局
美錦能源主要從事煤炭、焦化、天然氣、氫燃料電池汽車為主的新能源汽車等商 品的生產(chǎn)銷售,擁有儲(chǔ)量豐富的煤炭和煤層氣資源,具備“煤-焦-氣-化”一體化的 完整產(chǎn)業(yè)鏈,是全國最大的獨(dú)立商品焦和煉焦煤生產(chǎn)商之一。公司的氫能源業(yè)務(wù) 是公司煤焦業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,公司焦化業(yè)務(wù)的副產(chǎn)品為氫氣,而氫氣作為清潔 能源可有效達(dá)到碳中和,公司正在形成“產(chǎn)業(yè)鏈+區(qū)域+綜合能源站網(wǎng)絡(luò)”的三維格 局,是實(shí)現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局的頭部企業(yè)。
公司焦化主業(yè)與氫能板塊構(gòu)成強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。煉焦工藝過程中釋放的焦?fàn)t煤氣中富 含氫氣(氫含量 55%左右),焦?fàn)t煤氣制氫是目前可實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模低成本高效率 獲得工業(yè)氫氣的重要途徑。公司在制氫和發(fā)展加氫站方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)公司“產(chǎn)業(yè)鏈+區(qū)域+綜合能源站網(wǎng)絡(luò)”的總體布局,公司在氫能行業(yè)廣泛布局, 目前已形成“膜電極 MEA-氫燃料電池電堆-氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)總成-整車制造+ 加氫站”較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈,并復(fù)制成熟的廣東氫能發(fā)展模式在山西晉中、山東青 島、浙江嘉興積極落地氫能產(chǎn)業(yè)園,覆蓋國內(nèi)主要經(jīng)濟(jì)區(qū)域。
整車:控股子公司飛馳汽車是全國最具規(guī)模的氫燃料電池汽車生產(chǎn)基地,具備新 能源客車 5000 臺(tái)/年產(chǎn)能。2018 年 8 月,美錦能源以 3.328 億元取得飛馳汽車的 51.2%股權(quán),飛馳汽車成為公司的控股子公司;2019 年,飛馳汽車銷售各種車輛 近 400 輛,其中氫燃料電池汽車 376 輛,同比增幅 107.73%,飛馳汽車銷售的氫 燃料電池汽車市場(chǎng)占比為 13.7%,是國內(nèi)產(chǎn)銷氫燃料電池客車最多的企業(yè)之一, 并向馬來西亞出口氫燃料電池客車,這是國產(chǎn)氫燃料電池汽車首次出口海外市場(chǎng);2020 年,公司銷售氫能源汽車 324 輛,以佛山地區(qū)為重點(diǎn),輻射珠三角地區(qū)市 場(chǎng),當(dāng)年市占率為 27.5%。2020 年 5 月美錦能源對(duì)外披露了佛山飛馳分拆至創(chuàng) 業(yè)板上市的預(yù)案。
電堆+發(fā)動(dòng)機(jī):2019 年 7 月,美錦能源以現(xiàn)金方式向國鴻氫能增資 1.8 億元,目 前持有國鴻氫能股權(quán) 5.32%,飛馳汽車的電堆及系統(tǒng)目前是由國鴻氫能提供的。國鴻氫能創(chuàng)建于 2015 年,是國內(nèi)氫燃料電池電堆出貨量最大的企業(yè),也是唯一 取得全部軍工資質(zhì)和軍民融合項(xiàng)目的專業(yè)氫燃料電池企業(yè)。國鴻氫能研發(fā)團(tuán)隊(duì)超 百人,其中博士 6 人。
國鴻氫能具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鴻芯電堆和鴻途鴻銳、鴻源 等多款氫燃料電池系統(tǒng),已完成開發(fā)并項(xiàng)。國鴻電堆產(chǎn)品國內(nèi)市場(chǎng)累計(jì)占有率約 70%。有著全球最大的電堆及系統(tǒng)生產(chǎn)線, 產(chǎn)能為 20,000 臺(tái)電堆和 5,000 套系統(tǒng),生產(chǎn)設(shè)備均為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),可全部國產(chǎn) 化。其也是國內(nèi)最全面的氫燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商之一,已具備從 30kW 到 120kW 的系列產(chǎn)品,零部件國產(chǎn)化率達(dá)到 90%。目前,通過與鴻基創(chuàng)能的合作研發(fā),國 鴻氫能具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能、大功率氫燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)下線,并在飛馳 車輛上得到應(yīng)用。
膜電極:2019 年美錦能源持股 45%的參股公司廣州鴻錦向鴻基創(chuàng)能增資 1.02 億 元。增資完成后,廣州鴻錦持有鴻基創(chuàng)能 51%股份。目前美錦能源持有鴻基創(chuàng)能 股權(quán) 19.9%。
鴻基創(chuàng)能創(chuàng)建于 2017 年 12 月,是廣州開發(fā)區(qū)引進(jìn)的代表性企業(yè),以加拿大國家 工程院院士葉思宇博士為核心的鴻基創(chuàng)能核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員具有豐富的氫燃料電 池及膜電極產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),曾任職于國內(nèi)外知名氫燃料電池公司,均具有 10~20 年 的氫燃料電池研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)覆蓋了催化劑,質(zhì)子交換膜,碳紙, 全氟磺酸樹脂,膜電極生產(chǎn)和封裝,CCM 精密涂布,膜電極及電堆測(cè)試等。
2019 年 9 月,鴻基創(chuàng)能發(fā)布 HyKey1.0 產(chǎn)品,是國內(nèi)第一個(gè)投產(chǎn)的低成本、高性 能膜電極規(guī)模化國產(chǎn)生產(chǎn)線項(xiàng)目,填補(bǔ)了中國高能量密度膜電極制造的空白,解 決氫能發(fā)展“卡脖子”問題,產(chǎn)品技術(shù)水平世界領(lǐng)先,成本低 30-40%。自量產(chǎn)化以 來,鴻基創(chuàng)能已與國內(nèi)外超過 20 家氫燃料電池電堆廠商實(shí)現(xiàn)合作,截止目前鴻 基創(chuàng)能建成了一套陰極和陽極的卷對(duì)卷雙面直涂 CCM 生產(chǎn)線,CCM 日產(chǎn)能 1000 平米;同步搭建了膜電極 5 層及 7 層生產(chǎn)線,及一套 5 層自動(dòng)貼合生產(chǎn)線,膜電極 日產(chǎn)能達(dá)到 5000 片。
加氫站:美錦能源在 2020 年年底宣布 3-5 年內(nèi)規(guī)劃建設(shè) 100 座加氫站(含油氫 汽電綜合能源站),目前公司在廣東佛山、云浮,山西太原、晉中,北京市,山 東青島,浙江嘉興等地?fù)碛?8 座已建成加氫站,在加氫站建設(shè)、運(yùn)營方面積累了 寶貴經(jīng)驗(yàn)及豐富資源。2021 年 8 月,美錦能源與中石化山西分公司簽訂合作協(xié)議, 以雙方共同優(yōu)選新征土地及中石化山西分公司現(xiàn)有加油站、儲(chǔ)備地塊作為基礎(chǔ), 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展情況,按照成熟一座開發(fā)一座的原則,爭(zhēng)取到 2025 年,在山 西省內(nèi)合作建設(shè) 30 座油氫混合站。
美錦能源復(fù)制成熟的廣東氫能發(fā)展模式在山西晉中、山東青島、浙江嘉興積極落 地氫能產(chǎn)業(yè)園。作為山西省“三個(gè)一批”重點(diǎn)項(xiàng)目,晉中美錦氫能產(chǎn)業(yè)園一期一階 段制造中心及園區(qū)內(nèi)配套加氫站建成,具備投產(chǎn)條件,晉中氫動(dòng)力車間及油化庫、 聯(lián)合站房正在有條不紊的施工中;作為山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化重大項(xiàng)目,青島美錦 氫能科技園整車制造中心投入生產(chǎn),同時(shí)開啟了國內(nèi)首條 5G 氫燃料公交示范線, 實(shí)現(xiàn)“車站線園”一體化運(yùn)營;嘉興美錦氫能科技產(chǎn)業(yè)園正式開工,探索“產(chǎn)業(yè)+資本 +技術(shù)+服務(wù)”為一體的氫能投運(yùn)模式;陸續(xù)與河鋼集團(tuán)、京能集團(tuán)、中科富海等志 同道合者達(dá)成全面戰(zhàn)略合作,探索氫燃料車站一體化示范運(yùn)行模式、氫能制儲(chǔ)運(yùn) 加用全場(chǎng)景模式和產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈戰(zhàn)略融合模式。
持續(xù)擴(kuò)大在氫能領(lǐng)域布局的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),精準(zhǔn)推進(jìn)區(qū)域戰(zhàn)略,即粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略、 長三角戰(zhàn)略、中部戰(zhàn)略、環(huán)渤海戰(zhàn)略、京津冀戰(zhàn)略以及能源金三角戰(zhàn)略。目前美 錦能源已實(shí)現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局,成為能源行業(yè)率先轉(zhuǎn)型升級(jí)的革新者。先后與 河鋼集團(tuán)、中國石化、中國船級(jí)社、中國華電集團(tuán)、國家能源集團(tuán)、京能集團(tuán)、 上環(huán)所等知名企業(yè)達(dá)成全面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。我們將聯(lián)合更多企業(yè)形成氫能產(chǎn) 業(yè)聯(lián)盟,合力推動(dòng)我國氫能產(chǎn)業(yè)“制-儲(chǔ)-運(yùn)-加-用”全場(chǎng)景發(fā)展,助力“十四五”規(guī)劃 與 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
4.3、東岳集團(tuán):質(zhì)子交換膜性能國際領(lǐng)先,一體化布局優(yōu)勢(shì)顯著
東岳集團(tuán)創(chuàng)建于 1987 年,位于淄博東岳經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。公司堅(jiān)持科技創(chuàng)新,聚焦 新能源、新環(huán)保、新材料產(chǎn)業(yè),建成了全球一流的氟硅材料園區(qū)和完整的氟、硅、 膜、氫四大產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)群,是中國氟硅行業(yè)的龍頭企業(yè),建有亞洲規(guī)模最大的 氟硅材料生產(chǎn)基地。公司主要從事新型環(huán)保冷媒、含氟高分子材料、有機(jī)硅材料、 氯堿離子膜和氫燃料質(zhì)子交換膜等的研發(fā)和生產(chǎn),主導(dǎo)產(chǎn)品綠色環(huán)保制冷劑、聚 四氟乙烯高分子材料,規(guī)模、技術(shù)、市場(chǎng)占有率世界第一,是杜邦、大金、三菱、 海爾、海信、格力、美的、長虹等國內(nèi)外著名企業(yè)的優(yōu)秀供應(yīng)商。在氫燃料電池膜研發(fā)上歷時(shí) 16 年,東岳集團(tuán)氫燃料電池膜已經(jīng)獲得奔馳和福特 (AFCC)公司氫燃料電池膜全面認(rèn)證,壽命突破 6000 小時(shí),性能全球領(lǐng)先,成為 全球滿足量產(chǎn)車性能、壽命需求的兩家公司之一。目前東岳集團(tuán)已經(jīng)與奔馳、福 特、上汽、現(xiàn)代、巴拉德等全球50 多家上下游配套企業(yè)建立了合作關(guān)系。
為加快實(shí)現(xiàn)氫燃料電池膜產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化應(yīng)用,2017 年 12 月,東岳集團(tuán)正式創(chuàng) 建山東東岳未來氫能材料有限公司,致力于建成全球領(lǐng)先的高性能氫燃料電池膜 及關(guān)鍵材料供應(yīng)商。東岳未來氫能是目前國內(nèi)唯一、全球少有的擁有從中間體- 單體-樹脂-質(zhì)子交換膜(氫燃料電池膜、電解制氫膜、液流儲(chǔ)能電池膜)全產(chǎn) 業(yè)鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的企業(yè),技術(shù)護(hù)城河高,產(chǎn)品面向氫燃料汽車、電解水制氫、 儲(chǔ)能等多個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
2020 年 4 月,東岳集團(tuán)決定將東岳未來氫能于上海證券交易所科創(chuàng)板獨(dú)立發(fā)行上 市;2020 年 6 月,東岳未來氫能完成股權(quán)增資,分別與中金啟辰、江蘇投管、上 海國和、中車時(shí)代和東岳硅材 5 家投資企業(yè)簽約,增資額 3 億元;2020 年 11 月, 東岳 150 萬平方米氫燃料電池質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程投產(chǎn),一期工程年產(chǎn)量 為 50 萬平方米,現(xiàn)已投產(chǎn)。
東岳集團(tuán)是國內(nèi)少有的具有含氟質(zhì)子交換膜產(chǎn)品的龍頭企業(yè),國產(chǎn)替代勢(shì)在必行。質(zhì)子交換膜按照分子結(jié)構(gòu)可以分為非氟類、部分含氟類以及全氟類,全氟類質(zhì)子 交換膜分子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)固、耐用性最好以及壽命最長,是質(zhì)子交換膜發(fā)展的方向。東岳集團(tuán)已經(jīng)具有成熟的全氟磺酸質(zhì)子交換膜產(chǎn)品生產(chǎn)能力,在全國范圍內(nèi)開展 銷售,可用于質(zhì)子交換膜氫燃料電池、電解水制氫等領(lǐng)域。從質(zhì)子傳導(dǎo)率和穩(wěn)定 性等指標(biāo)評(píng)價(jià),全氟磺酸膜是車用質(zhì)子交換膜的最佳選擇。我們認(rèn)為,東岳未來 氫能是最有希望在氫能產(chǎn)業(yè)與美國戈?duì)?、科慕等形成?jìng)爭(zhēng)的國內(nèi)企業(yè)。
5、碳中和背景下,氫能應(yīng)用多點(diǎn)開花,成長空間廣闊
5.1、可再生能源制氫:綠電綠氫耦合發(fā)展,推動(dòng)儲(chǔ)能新格局
可再生能源制氫是唯一能實(shí)現(xiàn)全周期零碳排放的制氫方式,“綠電+綠氫”被視為 是實(shí)現(xiàn)碳中和的有力武器,可有效克服可再生能源間歇性、儲(chǔ)存性問題??稍偕?能源制氫當(dāng)前主流技術(shù)是采用電解水制氫,即將棄風(fēng)、棄光能源所發(fā)電力接入電 解槽電解制氫,并通過儲(chǔ)氫罐等設(shè)備存儲(chǔ)為后續(xù)氫燃料電池發(fā)電做備用,有助于 解決新能源消納問題,保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
電解槽根據(jù)電解質(zhì)的不同可以分為堿性電解槽、質(zhì)子交換膜電解槽、固體氧化物 電解槽 3 種。目前,堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)發(fā)展最為成熟,制氫成本也相 對(duì)較低,已基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用,但是能源效率較低,且無法快速調(diào)節(jié)制氫 速率,與可再生能源發(fā)電適配性較差;PEM 制氫技術(shù)具有更寬泛的運(yùn)行功率范圍 及更短的啟動(dòng)時(shí)間,可實(shí)現(xiàn)高電流密度電解、功耗低、體積小、生成氣體純度高、 容易實(shí)現(xiàn)高壓化,能夠很好適應(yīng)可再生能源的波動(dòng)性,國外發(fā)展較為成熟,在我 國尚處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段;SOEC 制氫技術(shù)能耗最低且能量轉(zhuǎn)換效率最高,有望成 為主流可再生能源規(guī)?;茪浼夹g(shù),目前國內(nèi)外均處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段。
目前國內(nèi)可再生能源電解制氫以堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)為主,國外質(zhì)子交換 膜電解制氫(PEM)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例較多。ALK 制氫技術(shù)方面,國內(nèi)設(shè)備成本僅為 國外設(shè)備成本的 60%,目前國內(nèi)電流密度低于國外,從未來技術(shù)升級(jí)的角度來說, ALK 的關(guān)鍵在于提高電流密度,同時(shí)國內(nèi)缺乏波動(dòng)工況性能研究;PEM 制氫的核 心部件電解槽尚未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,尤其是質(zhì)子交換膜,國內(nèi)電流密度低于國外, 且國外 Power-to-X(P2X)示范項(xiàng)目多,積累了大量運(yùn)行數(shù)據(jù)和技術(shù)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)。
電費(fèi)成本占電解水制氫總成本近 80%。影響電解水制氫成本的因素包括電價(jià)、固 定成本、運(yùn)維成本,電費(fèi)成本占比達(dá)到 70%-80%,固定資產(chǎn)折舊、生產(chǎn)運(yùn)維等其 他因素則可隨著技術(shù)進(jìn)步、管理水平提升而降低,整體占比較小。從長遠(yuǎn)來看, 隨著可再生能源電價(jià)的降低,采用電解水制取氫氣的理論成本較低。
可再生能源電解水制取綠氫或?qū)?shí)現(xiàn)與灰氫平價(jià)。用電成本決定了電解水制氫成 本,依靠傳統(tǒng)發(fā)電模式制氫則成本較高,而可再生能源發(fā)電(光伏、風(fēng)電等)制 氫則具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。可再生能源 ALK 電解水制氫平準(zhǔn)化成本為 22.9-27.7 元/kg(不包括海上風(fēng)電);采用 PEM 電解水制氫技術(shù)成本將高出 40%左右。采 用 CCS 技術(shù)的低碳?xì)洌ɑ覛洌┢綔?zhǔn)化成本在 15-27 元/kg,現(xiàn)階段略低于可再生 氫(綠氫)成本,未來隨著可再生能源發(fā)電成本的下降,綠氫將實(shí)現(xiàn)與灰氫平價(jià)。
可再生能源制氫發(fā)展?jié)摿薮螅菍?shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。內(nèi)蒙古、山西、 甘肅、吉林等地區(qū)為光伏制氫示范項(xiàng)目主要建設(shè)地,其中內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局在 2021 年 8 月優(yōu)選了 7 個(gè)風(fēng)光制氫示范項(xiàng)目,其中鄂爾多斯市 5 個(gè),包頭市 2 個(gè), 規(guī)劃光伏發(fā)電建設(shè)總規(guī)模 185 萬千瓦,電解水制氫 6.69 萬噸/年。中國石化、隆 基股份、陽光電源、寶豐能源、金風(fēng)科技等光伏、風(fēng)電、石化巨頭企業(yè)積極布局 電解水制氫市場(chǎng)。
中國石化:正在布局新疆庫車太陽能發(fā)電制氫和內(nèi)蒙古太陽能發(fā)電加風(fēng)電制 氫項(xiàng)目,兩個(gè)項(xiàng)目年產(chǎn)綠氫規(guī)模都超過現(xiàn)有世界上的同類項(xiàng)目。首套質(zhì)子交換 膜(PEM)制氫示范站于 2021 年 11 月投用,并有兆瓦級(jí)電解水制氫示范項(xiàng) 目在中原油田啟動(dòng)建設(shè),預(yù)計(jì) 2022 年下半年建成,每天生產(chǎn) 1.12 噸超純氫。
寶豐能源:2019 年開始建設(shè)的太陽能電解水制氫項(xiàng)目,是已知全球單廠規(guī)模最大、單臺(tái)產(chǎn)能最大的電解水制氫項(xiàng)目。2021 年 4 月首批裝置下線,寶豐能源“國家級(jí)太陽能電解水制氫綜合示范項(xiàng)目”在寧夏寧東能源化工基地正式投 產(chǎn),項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后可年產(chǎn) 2.4 億標(biāo)方綠氫。
隆基股份:成立西安隆基氫能科技有限公司作為電解水制氫設(shè)備項(xiàng)目總部,項(xiàng)目規(guī)劃面積約 1.5 萬平方米,初期達(dá)到年產(chǎn) 500MW,100 臺(tái) 1000Nm3 /h 堿式電解設(shè)備的能力,通過 5-10 年產(chǎn)能擴(kuò)大到 1 萬臺(tái)。2021 年 10 月首臺(tái) 堿性水電解槽已下線,單臺(tái)電解槽的氫氣制備能力達(dá) 1000Nm3 /h 及以上水平。
陽光電源:2019 年 7 月和 9 月,分別與山西晉中榆社縣和山西屯留區(qū)簽訂 了 300MW 光伏和 50MW 制氫綜合示范項(xiàng)目、500MW 光伏制氫項(xiàng)目。2020 年 3 月成立氫能事業(yè)部,并與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,以大功率 PEM 電解制氫裝備的研究開發(fā)為核心,2021 年 3 月對(duì)外發(fā)布了國內(nèi)首款、 最大功率 SEP50PEM 制氫電解槽。
金風(fēng)科技:公司在大連參與風(fēng)能制氫項(xiàng)目開發(fā),參與吉林省白城市風(fēng)能制氫 一體化項(xiàng)目,并在鹽城開展海上風(fēng)電制氫進(jìn)行研究。
5.2、氫冶金:鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑
碳中和催化鋼鐵行業(yè)低碳升級(jí),氫冶金技術(shù)是實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)零碳排放的有效途 徑。“十四五”更趨嚴(yán)格的能耗“雙控”要求和“雙碳”目標(biāo)約束,促使鋼鐵行業(yè)將碳減 排擺在更突出的位置。鋼鐵行業(yè)要實(shí)現(xiàn)大幅碳減排,需要對(duì)傳統(tǒng)冶煉工藝進(jìn)行創(chuàng) 新性變革,而氫冶金是實(shí)現(xiàn)低碳近零排放的終極冶金技術(shù)。氫能在冶金領(lǐng)域的創(chuàng) 新與應(yīng)用,將推動(dòng)傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉(zhuǎn)變,使鋼鐵生產(chǎn)擺脫對(duì)化石能源 的絕對(duì)依賴,從源頭上解決碳排放問題。
氣基豎爐直接還原更適用于發(fā)展氫冶金。氫冶金工藝目前主要有富氫還原高爐與 氣基直接還原豎爐兩類工藝。富氫還原高爐工藝是對(duì)現(xiàn)有長流程工藝的改進(jìn),減 碳幅度為 10%-20%,減排潛力有限;氣基直接還原豎爐工藝是直接還原技術(shù),不 需要煉焦、燒結(jié)、煉鐵等環(huán)節(jié),能夠從源頭控制碳排放,相較于高爐富氫還原減 碳幅度可達(dá) 50%以上,減排潛力較大,是迅速擴(kuò)大直接還原鐵生產(chǎn)的有效途徑。但氣基豎爐存在吸熱效應(yīng)強(qiáng)、入爐 H2氣量增大、生產(chǎn)成本升高、H2 還原速率下 降、產(chǎn)品活性高和難以鈍化運(yùn)輸?shù)戎T多問題。歐洲、日本、韓國等國家和地區(qū)的鋼鐵企業(yè)均制定了包括氫能冶金在內(nèi)的低碳冶 金技術(shù)路線圖,加快研發(fā)、試驗(yàn)和應(yīng)用,為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)尋求工藝技術(shù)突破。目前國內(nèi)部分鋼鐵企業(yè)已發(fā)布?xì)湟苯鹨?guī)劃,建成示范工程并投產(chǎn),取得一定的創(chuàng) 新突破,但示范工程尚處于工業(yè)性試驗(yàn)階段,還存在基礎(chǔ)設(shè)施不完善、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 空白、成本較高、安全用氫等問題,而且現(xiàn)階段考慮氣源、制備、儲(chǔ)運(yùn)、成本等 因素所用氫氣多數(shù)仍為“灰氫”,距離實(shí)現(xiàn)“綠氫冶金”還有很長的路要走。未來還需 深入研究分布式綠色能源利用、氫氣制備與存儲(chǔ)、氫冶金、CO脫除等領(lǐng)域的關(guān) 鍵技術(shù),形成以氫能為核心的新型鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝。
6、投資分析
從整個(gè)能源體系來看,氫燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車互補(bǔ),氫能與可再生能源發(fā) 電互補(bǔ),并可以充當(dāng)棄電的儲(chǔ)能介質(zhì),實(shí)現(xiàn)與水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電互補(bǔ),未來 有望納入國家能源戰(zhàn)略體系。隨著氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)和以氫為核心的儲(chǔ)能的 發(fā)展,氫氣作為溝通交通、發(fā)電和儲(chǔ)能三大領(lǐng)域的關(guān)鍵能源氣體,是能源體系中 的重要一環(huán),未來地位有望與石化資源比肩。
從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看,我國氫燃料電池汽車市場(chǎng)商業(yè)化趨勢(shì)確定,即將迎來放量 降本。1)氫燃料電池汽車國補(bǔ)政策的落地奠定了未來氫燃料電池汽車市場(chǎng)商業(yè)化 運(yùn)營的基礎(chǔ);2)核心部件國產(chǎn)化超預(yù)期,目前我國已初步掌握氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、 電堆、膜電極、質(zhì)子交換膜等核心部件的關(guān)鍵技術(shù),基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的車用氫燃料電池技術(shù)體系,具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化條件;3)疊加“雙碳”目標(biāo)驅(qū) 動(dòng),具備“零碳”屬性的氫燃料電池汽車迎來快速放量期。在當(dāng)前補(bǔ)貼政策下, 車輛購置成本大幅下降,氫燃料電池汽車全生命周期成本同燃油車比優(yōu)勢(shì)明顯, 預(yù)計(jì)到 2025 年市場(chǎng)保有量有望突破 10 萬輛,2025 年市場(chǎng)規(guī)模接近 700 億元, 我們認(rèn)為屆時(shí)市場(chǎng)將形成以氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電堆企業(yè)牽頭的行業(yè)格局。
多領(lǐng)域巨頭頻頻入局電解水制氫,可再生能源制氫成為新一輪市場(chǎng)投資熱點(diǎn)。“綠 電+綠氫”的組合拳給氫能產(chǎn)業(yè)注入新動(dòng)力,有望改善當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈上游(氫氣的制儲(chǔ)運(yùn)加)環(huán)節(jié)的發(fā)展滯后的行業(yè)現(xiàn)狀,帶來氫氣成本的下降并促進(jìn)氫氣儲(chǔ)運(yùn)、加氫環(huán)節(jié)成本的下降。
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