1.1 氫能源是化石燃料的理想替代品
氫資源豐富、容易獲取,具有可持續(xù)發(fā)展性。氫是宇宙中含量最多的元素,在地球所有元素儲量中排第三,如此充足的資源使其具有能源供給的充足性。其次,大部分氫 元素以水的形式存在于大自然,原料容易獲取。此外,早在1970年,通用汽車就首次 提出“氫經濟”的概念,其核心就是利用氫的化學性質實現(xiàn)循環(huán)利用。氫氣產自于水, 通過和氧氣反應生成水釋放化學能,而且使用后的產物仍為水。整個過程無其他中間 產物,無浪費,零污染。由此形成一個可循環(huán)閉環(huán)系統(tǒng),具有巨大的可持續(xù)性優(yōu)勢。在我國“碳中和,碳達峰”的大背景下,氫能的商業(yè)化利用逐漸成為市場關注的熱點。
氫氣熱值高,是現(xiàn)有化石燃料的理想替代品。根據(jù)氫氣的化學性質,我們發(fā)現(xiàn)它的熱 值是常見燃料中最高的(142KJ/g),約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。這意味著如果消 耗相同質量各種燃料,氫氣所提供的能量是最大的。熱值高的特點將在交通工具實現(xiàn) 輕量化方面發(fā)揮重要作用。
1.2 我國氫能產業(yè)鏈復雜,理論經濟價值含量大
氫能產業(yè)鏈分為制氫、儲運、加氫站、氫燃料電池應用等多個環(huán)節(jié)。相比鋰電池產業(yè) 鏈而言氫能產業(yè)鏈更長,復雜度更高,理論經濟價值含量更大。我國氫能產業(yè)鏈正處 于導入期,政策扶持顯得尤為重要,政策扶持下產業(yè)進入“規(guī)?;?降本-開拓市場” 的量價循環(huán)。此外,持續(xù)的技術進步也將反哺解決各環(huán)節(jié)核心技術的成本制約,進一 步提升商業(yè)化競爭力。
1.2 .1制氫:由“灰氫”向“綠氫”發(fā)展,大規(guī)模低成本是發(fā)展方向
為了區(qū)分制氫途徑的清潔度(碳排放量),我們將可再生能源電解水得到的氫氣稱為 “綠氫”,包括可再生能源制氫和電解水制氫等,核心特點為生產過程可以做到零碳 排放。“灰氫”是指以化石能源為原料,通過甲烷蒸氣重整或自熱重整等方法制造的 氫氣,雖然成本較低,但是碳強度較高。清潔度介于“綠氫”和“灰氫”的是“藍氫”, 其核心技術是在生產過程中增加了碳捕捉和貯存環(huán)節(jié)(CCS),降低了生產過程中的碳 排放量,但是無法消除所有碳排,是一種相對適中的制氫方式。
我國光伏風電迎來裝機高峰,電解水制氫前景廣闊。光伏龍頭隆基股份進軍光伏制 氫,是我國光伏產業(yè)探索電解水制氫綜合發(fā)展道路上標志性的一步。由于電費占整個 水電解制氫生產費用的80%左右,因此水電解制氫成本的關鍵在于耗能問題。一方面 通過開發(fā)PEM及SOEC技術可降低電解過程中的能耗,另一方面依靠光伏和風電的發(fā)展 低成本制氫。據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年全年新增風電裝機7167萬千瓦、太 陽能發(fā)電4820萬千瓦,風光新增裝機之和約為1.2億千瓦。根據(jù)國網能源研究院數(shù)據(jù), 2019年我國光伏系統(tǒng)度電成本約0.29-0.80元每千瓦時,到2025年度電成本在0.22- 0.462元每千瓦時。陸上風電度電成本約0.315-0.565元每千瓦時,且在未來仍有一定 的下降空間,預計到2025年度電成本在0.245-0.512元每千瓦時。
工業(yè)副產氫制氫技術成熟且成本低廉,有望成為近期高純氫氣的重要來源。工業(yè)副產 氫制氫指利用含氫工業(yè)尾氣為原料制氫的生產方式,主要包括焦爐煤氣、氯堿副產氣、 煉廠干氣、合成甲醇及合成氨等,利用效率低,有較高比例的富余。我國工業(yè)副產氫 資源豐富,其中以美錦能源為代表的煉焦企業(yè)正是利用焦爐煤氣來制取灰氫,工業(yè)副 產氫是短期內最為經濟可行的制氫方式。
1.2.2儲氫:高壓氣態(tài)儲氫已廣泛應用,液態(tài)和固態(tài)儲氫尚處于研究和示范階段
作為氫氣從生產到利用過程中的橋梁,儲氫技術的核心是將氫氣以穩(wěn)定形式的能量 儲存起來以便后續(xù)的使用。氫氣的儲存主要分為三種方式,包括氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫 和固體儲氫。在國內目前高壓氣態(tài)儲氫應用相對廣泛,低溫液態(tài)儲氫在航天等領域得 到應用,有機液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫尚處于示范階段。目前國內主要有深冷股份、富瑞 特裝、京城股份、中材科技等企業(yè)布局了儲氫環(huán)節(jié)。
1.2.3運氫:以長管拖車運輸高壓氣態(tài)氫為主,未來規(guī)?;髮⑾蜷L期管網發(fā)展
氫的輸運按其形態(tài)分為氣態(tài)運輸、液態(tài)運輸和固體運輸,其中氣態(tài)和液態(tài)是目前的主 流運輸方式。目前運氫以高壓氣態(tài)運輸短期長管拖車為主,但其加壓與運力仍待提高;液態(tài)氫運輸在國外技術成熟地區(qū)廣泛運用,我國尚未達到民用水平。
根據(jù)氫云鏈對氫氣管道和天然氣管道的對比分析, 輸氫管道在建設現(xiàn)狀、規(guī)范標準、 材料選擇、設計制造、事故后果和安全間距等方面存在許多進步空間:
(1)建設現(xiàn)狀:相較于天然氣管道,氫氣管道建設量較少,管道直徑和設計壓力較 低,相關標準體系仍不完善,目前國內仍沒有適用于氫氣長輸管道的設計標準,應重點加強長距離氫氣管道輸送技術的標準化工作。
(2)規(guī)范標準:由于環(huán)境氫脆的影響,氫氣管道選材具有更嚴格的限制,材料需滿 足高壓氫環(huán)境相容性試驗要求,ASMEB31.12—2014推薦使用X42,X52等低強度管線鋼, 且規(guī)定必須考慮低溫性能轉變等問題。
(3)材料選擇:為降低管道發(fā)生“氫致失效”的概率,相較于天然氣管道,氫氣管 道設計公式里增加了“材料性能系數(shù)”,提高了管道的整體壁厚水平,同時氫氣管道 對焊前預熱和焊后熱處理的要求更為嚴格。
(4)設計制造:與天然氣泄漏相比,管道內高壓氫氣泄漏形成的危險云團較大且集 中,擴散最大高度增加較快,在近地面區(qū)產生的危險后果較小,但氫氣影響范圍區(qū)間 更廣,更易擴散,且達到同樣火焰熱輻射水平時,氫氣的熱輻射距離更近,能量相對 更強。
(5)事故后果:氫氣管道最小埋地厚度與天然氣管道差異較小,但氫氣管道與地下 其他管道、建筑物之間的最小間距要求明顯高于天然氣管道,以避免高壓氫氣泄漏事 故發(fā)生后引發(fā)多米諾效應。
我國氫氣運輸管道建設仍處于起步階段。截至2019年,美國已有約2600公里的輸氫管 道,歐洲已有1598公里,而我國氫氣管道,仍停留在“百公里”級別,總里程約400km, 主要分布在環(huán)渤海灣、長三角等地,位于河南省的濟源與洛陽之間的氫氣管道是我國 目前里程最長、管徑最大、壓力最高、輸送量最大的氫氣管道,其管道里程為25km, 管道直徑508mm,輸氫壓力4MPa,年輸氫量達到10.04萬噸。按照《中國氫能產業(yè)基礎 設施發(fā)展藍皮書》預計,到2030年,我國氫氣管道將達到3000km。
1.2.4加氫:核心設備依賴進口,國產化進程逐步開啟
加氫站的技術路線主要分為站內制氫技術和外供氫技術,中國加氫站的氫源絕大部 分來自于外供高壓氫氣。據(jù)OFweek統(tǒng)計,當前國內正在運營的加氫站中,僅大連新源 加氫站、北京永豐加氫站具備站內制氫能力,其余加氫站的氫氣主要來源于外部供氫, 使用氫氣長管拖車(運輸高壓氣態(tài)氫)、液氫槽車(運輸?shù)蜏匾簯B(tài)氫)往返加氫站與 氫源之間。站內制氫技術又包括天然氣重整制氫和電解水制氫。其中,電解水制氫已 經應用廣泛且技術已十分成熟,為大多數(shù)的歐洲加氫站所采用。
廣東河北湖北包攬前三,大型加氫站仍然匱乏。據(jù)GGII不完全統(tǒng)計,截至2020年12月 31日,全國在建和已建加氫站共181座,已經建成124座,其中2020年總計建成加氫站 55座。在2020年國內建成的124座加氫站中,105座有明確的加注能力。而進一步分析 這105座加氫站,大多數(shù)為加氫能力500kg/d(12h)的加氫站,共50座,占比47.26%;1000kg/d(12h)的加氫站有20座,占比19.05%,加氫能力超過1000kg/d(12h)的加 氫站有僅有7座,占比6.67%。截至2021年3月,我國加氫站布局數(shù)量最多的前三名為 廣東、河北和湖北,在運數(shù)量分別為61/44/36座。
從加氫站的功能來看,國內合建站占比逐年提高。根據(jù)《加氫站技術規(guī)范(國標 GB50516-2010)》,加氫站可以單站建設, 但具有需要重新選址、投入成本高等弊端而 建設綜合加注站可以降低運營成本。國內目前正積極探索“油、氫、氣、電”的聯(lián)合 建設運營模式,中石油、中石化等央企已開始進行相關的研發(fā)和建設。
1.2.5燃料電池:進入產業(yè)化初期,具有廣闊發(fā)展前景
國家能源集團、中石化、中石油等二十余家大型央企紛紛跨界發(fā)展氫能產業(yè)。截止 2020年底,我國燃料電池汽車保有量7352輛,我國燃料電池汽車已進入商業(yè)化初期。
電堆占據(jù)燃料電池系統(tǒng)的一半成本,國產化仍然存在短板。根據(jù)美國能源部的測算, 系統(tǒng)成本中最核心的部分是燃料電池電堆和空壓機。對80KW系統(tǒng)的成本測算,在年產 50萬套的規(guī)模化條件下,電堆占據(jù)了燃料電池系統(tǒng)成本的44%,而空壓機占比超過四 分之一。電堆和空壓機兩部分也是降低燃料電池系統(tǒng)綜合成本的關鍵。催化劑、質子 交換膜、膜電極等核心零部件未實現(xiàn)國產化,生產效率較低,成本居高不下,仍然是 燃料電池發(fā)展中的核心問題。
燃料電池系統(tǒng)基本性能滿足需求,降低成本是未來的發(fā)展重點。對比《節(jié)能與新能源 汽車技術路線圖(2016年)》提出的技術目標,目前我國乘用車、商用車用燃料電池 系統(tǒng)的研發(fā)和性能已滿足使用需求,但成本距離目標要求依然還有很大差距,仍然制 約著燃料電池汽車的商業(yè)化進程。根據(jù)美國能源部對燃料電池汽車成本的預估,生產 規(guī)模的擴大化將使燃料電池系統(tǒng)的成本將大幅下降?;?020年的技術水平,在年產 50萬套80kW電堆的規(guī)模下,質子交換膜燃料電池系統(tǒng)成本可降低到40美元/kW,即80kW 燃料電池汽車的電池系統(tǒng)總價約3200美元(約2萬人民幣)。
2.1 頂層設計逐漸清晰,燃料電池商業(yè)化路徑進一步明確
國家能源局發(fā)布的《能源法(征求意見稿)》將氫能與煤、石油、天然氣和風能等傳 統(tǒng)能源歸類為能源范疇。年12020 月,《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書指出,開發(fā) 利用非化石能源是推進能源綠色低碳轉型的主要途徑。未來將加速綠氫的制取、儲運 和應用等氫能產業(yè)鏈技術裝備的發(fā)展,推動氫能燃料電池技術鏈和氫燃料電池汽車 產業(yè)鏈的發(fā)展?!笆奈濉币?guī)劃綱要中將氫能及儲能作為未來產業(yè)進行前瞻規(guī)劃,從國家戰(zhàn)略高度引領氫能產業(yè)未來發(fā)展。而國務院發(fā)布的《新能源汽車發(fā)展規(guī)劃(2021— 2035年)》和中國汽車工程學會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖(2.0版)》更 是為我國氫能發(fā)展道路提出了更為明確的要求與指引。隨著國家“碳中和”、“碳達峰” 任務的推進,氫能這一綠色能源受到國家的重視和大力推動。上述文件,對于氫氣的 “制”,“儲”,“運”,“加”,“用”各環(huán)節(jié)都有所布局。核心利好的板塊包括 風光能電解水制氫,加氫站等基礎設施建設,氫燃料電池汽車等。
財政部等五部委聯(lián)合發(fā)文,“以獎代補”推動氫燃料電池汽車發(fā)展。《關于開展燃料 電池汽車示范應用的通知》規(guī)定的燃料電池汽車城市群示范目標和積分評價體系分 兩個方面:在燃料電池汽車推廣應用領域,考核的關鍵指標是推廣應用車輛技術和數(shù) 量;在氫能供應領域,考核的關鍵指標為氫能供應及經濟性?!耙元劥a”示范政策 核心:以中重型商用車、以城市群為引領,強化燃料電池產業(yè)鏈的強鏈、補鏈。以往 補貼政策下,燃料電池汽車的應用落地主體主要為車企,此次《通知》將發(fā)展的核心 任務交給了示范城市群?!锻ㄖ愤€指出示范城市群還可獲得更多獎勵,示范結束后 超額完成任務的超額完成部分予以額外獎勵。以上種種政策極大地鼓舞了各省市對氫能行業(yè)的發(fā)展和對申請成為示范城市群的動力。氫燃料電池汽車示范城市群政策 發(fā)布后,全國有近20個城市群申報氫燃料電池汽車示范,國內多地掀起氫電產業(yè)發(fā)展 熱。隨著未來示范城群名單的公布,氫能行業(yè)的發(fā)展將更上一層樓。
2.2 地方氫能政策相繼發(fā)布,各省政府對氫能行業(yè)熱情高漲
受到國家大方向的指引,以及“以獎代補”等有關激勵政策的出臺,各地政府也紛紛 響應國家號召,發(fā)布相關的氫能政策指導工作。其中2021年第一個季度,有不少地方 政府紛紛對未來幾年內氫能行業(yè)發(fā)展提出具體規(guī)劃。
2.3 中國減排任務艱巨,雙碳承諾為氫能發(fā)展帶來機遇
根據(jù)我國的承諾,到2030年和2060年,將分別實現(xiàn)“碳達峰”和“碳中和”兩個宏大 目標。然而就目前來看,中國的減排任務依然十分艱巨。根據(jù)聯(lián)合國《Emission Gap Report 2020》數(shù)據(jù),2019年中國碳排放約140億噸,從總量看,占全球總排放量的1/4 以上,仍是全球排名第一的碳排放國。為應對全球氣候變化,履行《巴黎協(xié)議》中碳 減排目標,據(jù)國家可再生能源中心測算,我國既定能源政策仍需降低化石能源使用占比來達成氣候變化低于2℃的目標。由此可見,構建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源 體系迫在眉睫。
氫電耦合是構建我國現(xiàn)代能源體系的重要途徑。目前,我國能源發(fā)展逐步從重量擴張 向提質增效轉變,能源效率、能源結構、能源安全已經成為影響我國能源高質量發(fā)展 的三大關鍵所在。相比其他轉型方式,氫能與電能結合將成為構建現(xiàn)代能源體系的重 要途徑。
我國兼具發(fā)展氫能的產業(yè)基礎和應用市場。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預計,到2030年,中 國氫氣需求量將達到3,500萬噸,在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國 終端能源體系中占比至少達到10%,氫氣需求量接近6,000萬噸,可減排約7億噸二氧 化碳,產業(yè)鏈年產值約12萬億元。其中,交通運輸領域用氫2,458萬噸,約占該領域 用能比例19%,相當于減少8,357萬噸原油或1,000億立方米天然氣;工業(yè)領域用氫 3,370萬噸,建筑及其他領域用氫110萬噸,相當于減少1.7億噸標準煤。
2.4 制運氫成本高企是我國氫能普及所面臨的首要挑戰(zhàn)
氫氣的大規(guī)模、低成本生產是降低氫氣價格的首要解決難題。根據(jù)能鏈的數(shù)據(jù),當前 德國氫價為9.5歐/kg(折合人民幣約74.4元/kg),而油價情況則是1.53美金/升(折 合人民幣10.85元/升)。美國目前氫氣價格15美金/公斤(折合人民幣約106.35元/kg)。高價的核心原因在于只有33%的氫目前來源于二次能源,67%的氫還是要被征收碳稅, 而油價情況美國目前是0.77美金/升(折合人民幣5.46元/升)。日本當前的氫氣價格 為70元人民幣/kg。國內目前氫氣出售價格每公斤約60-70元(均價、無補貼),公交 車跑100公里,需要約8公斤,也就是480-560元。對比使用柴油的100公里只需220元, 使用氫氣成本仍然較高。而普通乘用車跑100公里需要約1公斤氫氣,相對應就是60- 70元,與普通汽油車成本差不多。
運氫成本是中國加氫站成本的重要一環(huán),也是降低加氫價格的關鍵。 根據(jù) 《International Journal of Hydrogen Energy》對上海加氫站成本的研究,站內制 氫的加氫站與外供高壓氫氣的加氫站相比,加氫的成本更低,主要原因是運送到加氫 站的“原料”工業(yè)氫卡車的成本相對較高,這也是發(fā)達國家加氫價格較低的原因之一。由于中國大部分加氫站沒有站內制氫的能力,因此充分利用長管拖車的運輸能力變 得十分重要。降低運氫成本可以彌補與發(fā)達國家的成本差距,使加氫的價格降低。
3.1 氫燃料電池汽車銷量將爆發(fā)式增長,2021 或成為氫燃料電池發(fā)展元年
2020年受疫情和政策影響,自2016年連續(xù)4年增長的氫燃料電池汽車迎來了首次產銷 下降。據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2020年全年燃料電池汽車生產1199輛,銷售1177輛,同比 分別下降57.5%和56.8%。數(shù)據(jù)顯示,今年2月,汽車產銷分別完成150.3萬輛和145.5 萬輛,環(huán)比分別下降37.1%和41.9%,同比分別增長4.2倍和3.6倍。其中,新能源汽車 產銷分別完成12.4萬輛和11萬輛,同比分別增長7.2倍和5.8倍,新能源汽車已連續(xù)8 個月刷新當月產銷歷史記錄。
隨著疫情散去以及燃料電池政策示范通知政策在下半年的出臺,預計全國燃料電池 汽車產銷量將有較大幅度提升。2020年之前,由于燃料電池持續(xù)在補貼政策不明朗, 市場的觀望態(tài)度明顯。下半年氫能示范城市群的正式公布,將會大力促進當?shù)厝剂想?池汽車產業(yè)鏈的快速發(fā)展,零部件國產化研發(fā)進程也會得到獎勵政策等的有力支撐。而在基礎建設支撐方面,就目前各地公布的在建擬建加氫站數(shù)量來看,預計2021年加 氫站數(shù)量將有新的突破,或將達到150-200座,也給氫燃料電池汽車提供了“血液”。
氫燃料電池汽車產銷數(shù)據(jù)的增長潛力有望在下半年爆發(fā)。因為氫燃料電池全產業(yè)鏈 一般在第一、二季度與下游廠商商討技術方案、制定商務合同、訂單備貨,第三季度 采購生產第四季度確認交付。若“十城千輛”政策在三季度能順利落地,2021年氫燃 料電池汽車有突破1萬輛的潛力。從車型來看,氫燃料客車與重卡將占據(jù)2021年氫燃 料電池汽車市場的主要份額。這主要是由于2021年我國將為2022年北京冬奧會做準 備,我們預計氫燃料重卡將在2021年下半年開始逐步落地進行示范運營。
3.2 賽道廣闊前景明朗,挖掘細分環(huán)節(jié)中的經濟價值
氫能供應端市場空間廣闊,擁有千億級市場潛能。氫能供應端包括氫氣的制、儲、運。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預計,到2030年,中國氫氣需求量將達到3500萬噸,在終端能源 體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%,氫氣需求 量接近6000萬噸。
我國目前灰氫占比高,未來將被綠氫藍氫取代。根據(jù)全國能源信息平臺的調研顯示, 我國目前制氫原料超過90%均來源于對傳統(tǒng)能源的化學重整。其中,48%來自于天然氣 重整、30%來自于醇類重整、18%來自于焦爐煤氣重整,僅有約4%來自于電解水。我們 預計隨著環(huán)保監(jiān)管的逐步提高,未來無CCUS技術的化石燃料制氫(灰氫)將逐步被電 解水制氫(綠氫)和結合碳處理CCUS技術的化石燃料制氫(藍氫)所取代。
綠氫方面預測:
我國光伏風電迎來裝機高峰,電解水制氫前景廣闊。由于電費占整個水電解制氫生產 費用的80%左右,因此水電解制氫成本的關鍵在于耗能問題。一方面通過開發(fā)PEM及 SOEC技術可降低電解過程中的能耗,另一方面依靠光伏和風電的發(fā)展低成本制氫。當 用電價格低于0.50元每千瓦時,電解水制備的氫氣成本才可與汽油相當。目前電價下, 電解水制氫的成本在20-40元每千克,隨著我國光伏及風電的逐漸擴張,電解水制氫 在未來有望達到平價,當電價下降到0.1-0.2元每千瓦,電解水制氫成本可下降至10- 20元每千克。根據(jù)國網能源研究院數(shù)據(jù), 2019年我國光伏系統(tǒng)度電成本約0.29-0.80 元每千瓦時,到2025年度電成本在0.22-0.462元每千瓦時。陸上風電度電成本約 0.315-0.565元每千瓦時,且在未來仍有一定的下降空間,預計到2025年度電成本在 0.245-0.512元每千瓦時。我們預測30/40/50年綠氫成本分別為21.56/14.46/9.70元每千克。
藍氫灰氫方面:
我國煤制氫技術成熟,已實現(xiàn)商業(yè)化且具有明顯成本優(yōu)勢。目前我國煤制氫成本約在 0.8-1.2元/標方,存在大規(guī)模制氫的基礎,且我國煤炭資源充足,煤制氫是我國當前 主要的制氫方式。我國煤炭資源主要的格局是西多東少、北富南貧。內蒙古、山西原 煤產量領先,煤價也相對偏低。當煤炭價格為600元時,大規(guī)模煤氣化生產氫氣的成 本為1.1元/Nm3。如果在煤資源豐富的地區(qū),當煤炭價格降低至200元/噸時,制氫氣 的成本可能降低為0.34元/Nm3。但由于煤炭價格下降空間有限,且煤氣化制氫企業(yè)已 形成較大規(guī)模,未來煤制氫降成本空間較小。然而煤制氫也存在碳排放問題,雖然未 來CCS有望解決CO2排放問題,但也會增加制氫成本。此外,化石燃料制氫技術生產的 氣體雜質成分多,如果要應用于燃料電池還需要進一步的提純,增加純化成本。在我 國碳中和、碳達峰的目標下,CCUS技術的應用將逐漸被普及,我們預計2030-2040年 灰氫將逐漸被藍氫取代,我們預計隨著藍氫滲透率的提升,2020-2050年化石燃料制 氫的綜合制氫成本將逐步提升至18.32元每千克。
根據(jù)《2019中國氫能源及燃料電池產業(yè)白皮書》對中國氫氣供給側結構預測,按照綠 氫、藍灰氫進行歸類,可以得出平均制氫成本。綜合來看,短期內由于藍氫對灰氫的 替代,制氫成本在2020-2040年有一定程度上的增長,但隨著光伏制氫項目的逐漸投 產與普及,2050年綠氫占比80%的目標若能實現(xiàn),我國平均制氫成本有望下降到11.42 元每千克。由于目前行業(yè)仍處在導入發(fā)展期,氫氣的價格可能受到供需波動的影響, 在此假設毛利率為10%,預測氫氣平均價值。再結合氫氣需求量,我們預測氫氣供應 端市場空間30/40/50年將有望達到572.75/5850.38/7615.90億元。
加氫站建設勢頭迅猛,市場空間可達千億級別 。根據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車技術路 線圖》中對加氫站數(shù)量的規(guī)劃,2025年預計達到1000座,2035年預計達到5000座,預 測到2050年或將建成10000座加氫站。中商產業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示,氫氣成本約占加 氫價格的70%。依據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖(2.0版)》的要求,預計2050年加氫能力有望達到4000kg每天。我們推測出加氫站的市場空間在25/35/50年分別為 68.26/871.59/2647.43億元。
氫燃料電池汽車規(guī)?;型档统杀?,或將打開萬億級市場空間。根據(jù)我國《節(jié)能與 新能源汽車技術路線圖》中對燃料電池汽車總體技術路線的規(guī)劃,2020年,計劃實現(xiàn) 燃料電池汽車在特定地區(qū)公共服務用車領域的小規(guī)模示范應用,達到5000輛規(guī)模;2025年在城市私人用車、公共服務用車領域實現(xiàn)大批量應用,達到5萬輛規(guī)模;2030 年在私人乘用車、大型商用車領域實現(xiàn)大規(guī)模商用化推廣,達到百萬輛規(guī)模。根據(jù)以 上數(shù)據(jù),結合我國燃料電池汽車商用車、乘用車發(fā)展現(xiàn)狀,我們預計2050年燃料電池 汽車市場規(guī)模將達到500萬輛,假設2020年10000輛全部為商用車,2025年的50000輛 中70%為商用車,2030年的100萬輛中50%為商用車,2050年500萬輛中40%為商用車。
此外,根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》中對單車成本的規(guī)劃,我們采用單車最 大成本進行保守估計,即2020年燃料電池汽車商用車、乘用車成本分別為150萬元、 50萬元;2025年,分別為100萬元、30萬元;2030年,分別為50萬元、20萬元,根據(jù) 技術發(fā)展情況,我們估計2050年兩種車型成本將進一步下降,分別降為30萬元和10萬 元。以上數(shù)據(jù)為基礎,我們對單車價值量進行了估計,并由此推算出燃料電池汽車的 整車市場空間。預計21/25/35/50年燃料電池汽車空間規(guī)模將達到165/869/3850/9900 億元。
4.1 億華通:燃料電池國產替代的領軍企業(yè)
億華通是中國氫能產業(yè)龍頭標的,專注于氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)研發(fā)及產業(yè)化。公司致力于成為國際領先的氫燃料電池發(fā)動機供應商,具備自主核心知識產權,率先 實現(xiàn)了發(fā)動機及電堆的批量國產化,形成了以氫燃料電池發(fā)動機為核心,多種零部件 共發(fā)展的體系。
投資要點:
冬奧會即將到來,短期業(yè)績增長明確:張家口地區(qū)在冬奧會期間將有 2000 輛氫 能公交運營,此外河北省要求 2022 年全省在運 4000 輛,北京地區(qū) 2023 年氫能 汽車目標在運量 3000 輛,參考目前億華通的區(qū)域地位,僅北京及張家口地區(qū) 2021、 2022 年銷售量將達到 1513、1454 輛,是公司 2019 年總銷量的 3.0 倍、2.9 倍, 未來兩年業(yè)績增長確定性高。
配套車型居行列第一,市占率高龍頭地位穩(wěn)固:根據(jù) 19 年發(fā)布的《新能源汽車 推廣應用推薦車型目錄》,被納入目錄的燃料電池商用車型共 185 款,其中配套 公司生產發(fā)動機系統(tǒng)的商用車車型共計 37 款,占比高達 20%,超出第二名國鴻 氫能 8%。公司燃料電池發(fā)動機市場占有率穩(wěn)定在 20%左右,2019 年全國燃料電 池汽車銷量 2737 輛,同期億華通燃料電池發(fā)動機銷量 498 套,龍頭地位穩(wěn)固。
2020年業(yè)績下降屬于短期因素,長期基本面依然向好:公司業(yè)績下滑主要由于三 個因素。1.2019年公司出售海珀爾新能源公司確認了6345.82萬元投資收益,而 2020年沒有類似的非經常性損益;2.公司提高了對申龍客車應收賬款壞賬準備的 計提比例,2019年計提4684.47萬元壞賬準備,2020年6月底增至8068.48萬元;3.2020年計入當期損益的課題項目補貼同比減少。長期看公司重點布局的京津冀 地區(qū)有望出現(xiàn)首批示范城市群,未來將加速規(guī)?;椒?,進入規(guī)模化降本的正向 循環(huán)。
4.2 美錦能源:以焦爐煤氣制氫為核心,全產業(yè)鏈布局氫能賽道
美錦能源是中國煉焦產業(yè)龍頭,工業(yè)副產氫資源充足,從制氫-加氫站-膜電極電堆-整車全產業(yè)鏈布局氫能板塊,旗下飛馳汽車研發(fā)的重卡樣車已開始上路測試, 此外在青島、嘉興、佛山、廣州、云浮等多個城市建設氫能產業(yè)園,發(fā)揮全鏈條布局 的協(xié)同效應優(yōu)勢。
工業(yè)副產氫及煤炭資源豐富,具備低成本制氫的潛力:公司煉焦業(yè)務的副產物焦爐氣中工業(yè)副產氫占比高達 50-55%,通過提純能夠滿足低成本制氫的需求, 發(fā)展工業(yè)制氫充分利用了公司傳統(tǒng)煤焦業(yè)務的資源優(yōu)勢,也符合我國碳中和發(fā)展 路線的要求。公司在山西的資源優(yōu)勢凸顯,焦爐煤氣成本低,目前現(xiàn)代制氫配套 項目已經開工,二期竣工后產能達 1 萬標方每小時,年產 7800 噸,未來 3-5 年 會產生示范性效應。
飛馳汽車進入分拆上市提速期:公司在氫能領域進行了全產業(yè)鏈布局。子公司飛 馳汽車是國內最大的氫燃料電池客車企業(yè),年產能 5000 臺,19 年銷售 376 輛氫 能汽車,廣東地區(qū)市占率達 96%,實現(xiàn)營收 5.37 億元,同比增長 24.91%;凈利 潤 3656 萬元,同比增長 12.59%。飛馳汽車氫能主流產品突破了客車的范圍,在 8.6 米、11 米、12 米城市客車之外,還有 12T、18T 物流車,還有 4.5T、18T 冷 藏車,31T 自卸車及 49T 牽引車,應用范圍不斷擴大,目前已更名為飛馳科技。公司在 21 年 6 月 4 日于深交所互動易披露,飛馳科技具備生產 5000 臺/年新能 源汽車產能。受疫情和氫能行業(yè)相關政策影響,2020 年飛馳汽車生產和銷售各 種類型車輛合計 324 輛,其中燃料電池車輛 224 輛。預計 2021 年飛馳科技各類 車型產銷量優(yōu)于 2020 年,預計 21-23 年飛馳汽車將進入分拆上市提速期。
氫能板塊布局廣闊,全鏈條協(xié)同效應強:公司從制氫-加氫站-膜電極-電堆-整車 全產業(yè)鏈布局氫能板塊,發(fā)揮全鏈條布局的協(xié)同效應優(yōu)勢。公司在全國各地陸續(xù) 建設加氫站,全國各地規(guī)劃 100 座次,公司運營的青島首座固定式加氫站已經配 套投運,具備 1000 公斤/天的加氫能力。結合公司在工業(yè)制氫上的優(yōu)勢,在加氫 站建設上拿單能力強,公司與河鋼開展合作覆蓋生產應用及基礎設施建設,并與 河鋼集團全資子公司河鋼工業(yè)技術簽訂《河鋼工業(yè)技術服務有限公司與山西美錦 能源股份有限公司之氫能產業(yè)合作框架協(xié)議》,明確 4 年內在河北建設不低于 30 座加氫站,未來 2-3 年內有望成為公司一大業(yè)績亮點。公司有望在區(qū)域內實現(xiàn)氫 氣現(xiàn)制現(xiàn)用,降低儲運及用氫成本。子公司飛馳汽車是國內最大的氫燃料電池客 車企業(yè),年產能 5000 臺,20 年 H1 實現(xiàn)營業(yè)收入 2.88 億元,凈利潤 1982 萬元公司在 21 年 6 月 4 日于深交所互動易披露,飛馳科技具備生產 5000 臺/年新能 源汽車產能。受疫情和氫能行業(yè)相關政策影響,2020 年飛馳汽車生產和銷售各 種類型車輛合計 324 輛,其中燃料電池車輛 224 輛。預計 2021 年飛馳科技各類 車型產銷量優(yōu)于 2020 年,預計 21-23 年飛馳汽車將進入分拆上市提速期。控股 公司鴻基創(chuàng)能目前燃料電池膜電極確定訂單在 50 萬片以上,未來在政策推動下 營收有望保持三年 10 倍增速,其中 2021 年營收預期為 1.7 億元。
一季度業(yè)績表現(xiàn)亮眼,焦炭板塊量價穩(wěn)步提升:公司21年第一季度歸屬于上市公 司股東的凈利潤5.5億元至7.5億元,上年同期虧損5887萬元,同比扭虧為盈。一 是受焦炭價格持續(xù)高位運行的推動;二是國內新冠肺炎疫情已基本控制,公司主 要產品產量較上年同期有所增加;三是年產385萬噸的華盛化工項目中的焦炭項 目已陸續(xù)投產,量價齊升帶動公司業(yè)績增長。
4.3 濰柴動力:氫能重卡龍頭標的
濰柴動力是我國重卡行業(yè)龍頭企業(yè),公司以發(fā)動機、車橋、變速箱在內的動力總成系 統(tǒng)為根基,另外延伸上游零部件和下游重卡,率先涉足叉車和智能倉儲。經過多年發(fā) 展,已經成功構筑起了動力總成、整車整機、智能物流等產業(yè)板塊協(xié)同發(fā)展的格局。
研發(fā)助力節(jié)能環(huán)保,國六大背景下龍頭優(yōu)勢顯著:20 年公司研發(fā)投入達 82.94 億元,逐年 10%以上穩(wěn)步增長,遠高競爭對手。公司目前在重卡行業(yè)市占率高達 50%。公司發(fā)布了全球首款效率達 50.23%的發(fā)動機并實現(xiàn)商業(yè)化應用。按 49 噸 重卡行駛 1 萬公里估算,可節(jié)省 1500 元的油耗。國六大背景下公司有望實現(xiàn)市 占率以及毛利率的雙重增長。
全面布局燃料電池,傳統(tǒng)能源及新能源齊頭并進:碳達峰將倒逼內燃機行業(yè)在節(jié) 能減排等關鍵核心技術的升級。公司傳統(tǒng)能源及新能源齊頭并進,目前已建成兩萬套級產能的燃料電池發(fā)動機及電堆生產線,截至 20 年 4 月公司已累計配套 300 余輛氫燃料電池車輛,累計運營超過 600 萬公里。隨著 FCEV 客車帶來的產業(yè)降 本,氫能重卡有望在未來 5-10 年實現(xiàn)全壽命成本平價,氫能重卡將成為濰柴動 力未來的增長驅動力。
百億定增助力,中長期布局核心技術板塊:公司于 2020 年發(fā)布 130 億非公開發(fā)行 A 股方案,其中 20 億用于燃料電池全產業(yè)鏈項目,40 億用于全系列國六及以 上排放標準 H 平臺道路用高端發(fā)動機項目,30 億用于大缸徑高端發(fā)動機產業(yè)化項目以及 30 億用于全系列液壓動力總成和大型 CVT 動力總成產業(yè)化項目。
2 道阻且長行則將至,中國氫能的挑戰(zhàn)與機遇
3 海闊憑魚躍天高任鳥飛,下半年氫能產業(yè)中的投資機會
4 三主線布局,賽道龍頭強者恒強