研究报告全文：行业研究20tablesubject22年12月23日tableinvestTableNewTitle全球第三次能源转换未来能源格局之争标配行氢能源行业发展深度复盘报告业tablemain深投资要点度TableAuthors证券分析师人类社会正在经历从高碳低碳到零碳的第三次能源转换从全球能源结构看化石能源在周啸宇S0630519030001全球能源体系中占比依旧最高若想实现2050年迈入零碳经济的愿景未来全球能源zhouxiaoylongonecomcn电结构的重大调整势在必行目前包括中国美国日本欧盟韩国等国家地区已先后将联系人力氢能上升到国家能源战略高度不断加大对氢能及燃料电池的研发和产业化扶持力度俄王珏人乌冲突后能源价格的飙升预示着寻找储量丰富清洁安全的新能源不仅是人类社会可持设wjrlongonecomcn备续发展的重大课题更是在未来全球能源储备上抢占先机及氢能的能量密度高氢燃料电池的能量转化率高在克服储运瓶颈后是未来重要能源发展新tablestockTrend能方向氢燃料电池通过将化学能转为电能不受卡诺循环效应的限制理论效率最高可达90远超传统燃油机氢燃料电池使用过程中清洁高效在-30环境下启动不受限制源同等续航里程下氢气加注时间短于现阶段锂电池充电时间复杂地形中能提供更强的动能中汽协数据显示2022年1-11月燃料电池车产销量均为3000辆是2021年全年销量的2倍2020年全年销量的3倍11月燃料电池车产销分别完成300辆和600辆销量同比增长100十四五期间政策端大力支持氢能基础设施的建设对未来燃料车普及有着重要铺垫作用中国具备丰富的氢能供给经验和产业基础当前中国已是世界上最大的制氢国2021年氢气总产量达到3300万吨同时中国是全球第一大可再生能源发电国在国内光伏风电占据全球领先技术优势的大环境下可再生能源制氢有望成为中国氢源供给的核心来源相关研究tableproduct做好未来能源格局的承接中国氢能联盟预计2030年氢能在国内终端能源体系中占比将221213电新行业周报液流电池电达到52050年时至少达到10氢气需求量接近6000万吨可减排约7亿吨二氧化碳化学储能发展迎新机遇产业链年产值约12万亿元为实现碳中和方案2050年全球氢气需求将达到53亿吨氢能西照东升雄鸡一唱天下白中国光伏在未来世界能源格局中拥有广阔的发展空间行业深度复盘系列上隔膜赛道中国接棒涂覆出口缔造盈利石化企业副产氢气利用煤化工与光伏电解水制氢结合已实践成功工业副产品制氢的最新平台大优势在于几乎无需额外的资本投入和化石原料投入所获氢气在成本和减排方面均有着显著优势现阶段煤制氢工艺最为成熟在我国丰富煤炭资源的背景下未来氢气产能有望逐步放量提升而在新疆内蒙古等地多个光伏风电电解水制氢项目也已开展随着光风装机量的提升技术工艺的不断改良制氢环节有望获得提振投资建议在全球零碳经济我国双碳愿景背景下能源结构从传统化石能源向清洁能源转型是必然趋势氢能作为其中的重要环节之一在技术上已初步实现从0到1的突破但仍处于商业化推广阶段目前氢能商业化推广主要聚焦于氢燃料电池车我们建议长期关注行业核心主线1全产业链布局的龙头企业从制氢端到用氢端形成业务联动在国家政策支持下达到降本功效2燃料电池车核心部件相关的龙头企业通过前期占据市场份额获取更多的使用反馈从而推动技术革新占据先发优势形成良性循环3参与燃料电池车核心零部件研发生产的公司核心零部件国产化率的提升能降低燃料电池生产成本推动燃料电池车推广进度加快燃料电池车商业化进程重点推荐亿华通美锦能源京城股份昇辉科技雄韬股份风险提示加氢站等基础设施建设进度不达预计规划燃料电池车应用效果不及预期产业链降本不及预期核心设备和关键材料国产化率进程不达预期tableimpcom证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度净利润增速PE总市值亿元2022E2023E2024E2022E2023E2024E亿华通7775803243513641-2517632美锦能源386474883681141312雄韬股份701387056073713432720昇辉科技46------京城股份75------证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN246请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度正文目录1寻找储量丰富清洁安全的能源是人类社会可持续发展的关键611氢的化学性质活泼是未来终极能源的方向712全球主要国家高度重视氢能与燃料电池的发展813氢能源未来需求广阔产业技术加速发展112氢在中国的应用基础良好1221氢能传统化石能源转向以可再生能源的关键媒介1222氢能是我国未来能源体系的重要组成部分153氢能的发展涉及上下游众多产业链环节1831上游氢的制取18311化石能源制氢19312甲醇制氢21313工业副产氢21314蓝氢23315绿氢2332上游氢的储运27321物理储氢技术27322化学储氢技术27323其它储氢技术2833上游加氢站2934中游燃料电池为现阶段主要应用领域31341膜电极和双极板是燃料电池电堆的重要组成部分34342电堆是燃料电池系统的核心部件35343储氢瓶3735下游氢燃料电池车是氢能重要应用领域之一3836下游工业领域氢能消费414国内氢能项目投融资持续火热425投资建议456风险提示45证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN346请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图表目录图1全球能源体系转型示意图6图2全球终端能源消费占比7图32020年全球氢气下游需求应用11图42020年全球氢气供应来源11图5国际氢能源相关项目数量个12图6不同运营状态下氢能源项目的数量个12图72000-2021年氢气提取技术项目数量个12图8氢气的终端使用部门技术项目数量个12图92020年全球二氧化碳排放量国家占比13图102021年1-9月中国二氧化碳排放行业分布13图112019-2021年中国能源消费占比14图122011-2021年全球能源碳排放量百万吨14图1320122021年中国氢气年产量万吨14图14氢能产业链示意图18图152020年全球氢气制取来源占比19图162020年中国氢气制取来源占比19图17煤制氢工艺流程示意图19图18天然气水蒸气重整制氢工艺流程示意图20图19煤制氢成本随煤炭价格变化趋势20图20截至2021年全球化石燃料制氢项目数量20图21甲醇水蒸气重整制氢工艺流程示意图21图22中国工业副产氢的供应潜力万吨22图23中国工业副产氢综合成本元Nm322图24风电并网制氢系统结构图25图25光伏发电制氢系统结构图25图262021-2025年电解水制氢设备年出货量预测GW26图27绿氢项目地域分布26图28加氢站示意图29图29加氢站新建合建站比例29图30截至2021年年底全球在营加氢站分布29图31全球加氢站建设数量变化座29图32国内加氢站分布示意图座30图33中国加氢站历年新建数量座31图34加氢站新建合建站比例31图35卡诺循环原理示意图32图36奔驰GLCF-Cell氢燃料电池车动力系统结构示意图32图37燃料电池动力系统主要结构33图38燃料电池电堆主要结构33图39燃料电池系统成本拆分34图40燃料电池电堆成本拆分34证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN446请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图412022年前三季度膜电极装机企业占比35图422022年前三季度各双极板企业市占率35图43近年电堆装机量MW35图442022年前三季度电堆企业市占率35图45中国氢燃料电池电堆出货量及预测单位兆瓦亿37图46历年储氢瓶装车气瓶数量个37图472022年前三季度装车气瓶情况37图482021年全球主要国家氢能源车销量辆38图492021年全球主要国家氢能源车保有量占比38图502021我国燃料电池专用车车型销量辆39图512021我国燃料电池专用车销售重点城市分布辆39图522020年我国氢燃料电池车各类车型占比39图53截至2022年4月底氢燃料电池车运行数量辆39图54全国燃料电池车每月新增产销量统计辆40图552022年前三季度全球燃料电池汽车品牌销量占比40图5620212022年前三季度日韩燃料电池汽车销售比对辆40图57高炉富氢冶炼工艺流程示意图42图582006年-2022年氢能产业投资情况单位亿元起43表1氢气与汽油蒸汽天然气的性质比较8表2美国氢能源相关政策8表3日本最新氢能源相关政策9表4欧盟德国最新氢能源相关政策10表5韩国最新氢能源相关政策10表6中国氢能总体目标15表7国家层面氢能相关主要政策梳理16表832示范城市群主要发展规划列举17表9三种电解水制氢技术比对24表10氢气主要储存方式优缺点应用28表11中石化9大供氢中心生产情况31表12燃料电池电堆主要部件介绍34表13燃料电池核心零部件产能36表14自主品牌氢燃料电池乘用车41表15主要氢冶金示范项目梳理42表16氢能产业链各环节相关企业梳理44表17氢能行业估值比较表45证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN546请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度1寻找储量丰富清洁安全的能源是人类社会可持续发展的关键纵观能源发展史人类社会已经经历了三次工业革命三次能源的升级换代体现了三大经济形态瓦特发明蒸汽机促使能源从木柴向煤炭的第一次重大转换表现为高碳经济戴姆勒发明内燃机完成从煤炭向油气的第二次重大转换呈现出低碳经济现代科技进步与当今环保要求推动传统化石能源向氢能等非化石新能源的第三次重大转换全球有望逐步迈向零碳经济图1全球能源体系转型示意图资料来源人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位邹才能等东海证券研究所从全球能源结构看化石能源在整个体系中占比最高2021年全球终端能源消费中石油天然气煤炭分别占31962521和2777化石能源消费共占比8494是全球碳排放的主要来源其中可再生能源占比从2011年的205上升至570上涨幅度为178但核能水电可再生能源等清洁能源占比仅从1216上升至1506总体增长幅度较为缓慢若想实现2050年迈入零碳经济的愿景未来全球能源结构的重大调整势在必行能源过渡委员会ETC预测2050年零碳场景下直接电力和氢气将成为未来全球能源结构中最为重要的两个组成部分分别占比68和13氢基氨合成燃料占比5其他能源如生物质等占比14预计到2050年全球每年将需要58亿吨清洁氢大约是当前氢气消耗的57倍证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN646请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图2全球终端能源消费占比石油天然气煤炭核能水电可再生能源100205230257283317345387422464524570585598605609597603595590586619575904263893823823813773703653723683618030963069306730472951288728452808274170276327776050229123102302231723522352238924402489254225214030203398340433873362340334353415337433483185319610020112012201320142015201620172018201920202021资料来源BP2022年世界能源统计年鉴东海证券研究所11氢的化学性质活泼是未来终极能源的方向位于元素周期表中第一位的元素氢H是宇宙间最丰富的元素氢气H2是世界上已知的最轻的气体其密度仅有空气的114难以液化沸点-25287临界温度-2399凝固点-25914化学性质活泼能燃烧能与许多金属和非金属直接化合被誉为21世纪的终极能源氢能源的优势决定了其未来广阔的发展空间1来源多样地球上氢元素不能以单独的资源形式存在因此不是一次能源而作为二次能源氢不仅可以通过煤炭石油天然气等化石能源重整生物质热裂解或微生物发酵等途径制取还可以来自焦化氯碱钢铁冶金等工业副产气也可以利用电解水制取特别是与可再生能源发电结合2清洁低碳氢不论燃烧还是通过燃料电池的电化学反应其产物只有水没有利用传统能源时所产生的污染物及碳排放此外生成的水还可继续制氢真正实现低碳甚至零碳排放能够有效缓解温室效应和环境污染3灵活高效氢的热值高1404MJkg相当于同质量汽油天然气等化石燃料热值的3-4倍通过燃料电池可实现90以上的综合转化效率氢能可以成为连接不同能源形式气电热等的桥梁并与电力系统互补协同是跨能源网络协同优化的理想互联媒介4应用场景丰富氢可广泛应用于能源交通运输工业建筑等领域既可直接为炼化钢铁冶金等行业提供高效原料还原剂和高品质的热源有效减少碳排放也可以通过燃料电池技术应用于汽车轨道交通船舶等领域降低长距离高负荷交通对石油和天然气的依赖还可应用于分布式发电为家庭住宅商业建筑供电供暖证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN746请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度表1氢气与汽油蒸汽天然气的性质比较技术指标氢气汽油蒸汽天然气爆炸极限417514765315燃烧点能量MJ00202029扩散系数m2s611x10-5055x10-5161x10-5能量密度MJKg1434442热值JKg14x10846x1077188x107资料来源中国氢能联盟东海证券研究所12全球主要国家高度重视氢能与燃料电池的发展美国美国是最早将氢能及燃料电池作为战略的国家约翰鲍克里斯JohnBockris早在1970年便提出氢经济概念1990年出台1990年氢研究开发及示范法案布什政府提出氢经济发展蓝图奥巴马政府发布全面能源战略特朗普政府将氢能和燃料电池作为美国优先能源战略开展前沿技术研究美国氢能计划的实施以美国能源部DOE为主导将资金集中用于解决氢能产业所面临的技术难题以保持美国在世界范围内的领先地位目前美国在氢能及燃料电池领域拥有的专利数仅次于日本美国40多个州的仓库和配送中心运营着超过23000台燃料电池动力叉车美国燃料电池和氢能源协会预测到2030年美国氢能经济每年可产生约1400亿美元收入到2050年美国本土氢能需求将增至4100万吨年占未来能源消费总量的14表2美国氢能源相关政策名称公布时间核心描述氢能计划设定了氢能发展到2030年的技术和经济指标主要包括电解槽成本降至300美元千瓦运行寿命达到80000小时系统转换效率达到65工业和电力部门用氢价格降至1美元千克交通部门用氢价格降至2美元千美国克早期市场中交通部门氢气输配成本降至5美元千克最终扩大的高价值产品市场中氢Department2020年气输配成本降至2美元千克ofEnergy11月车载储氢系统成本在能量密度22千瓦时千克17千瓦时升下达到8美元千瓦Hydrogen时便携式燃料电池电源系统储氢成本在能量密度1千瓦时千克13千瓦时升下Program达到05美元千瓦时储氢罐用高强度碳纤维成本达到13美元千克Plan用于长途重型卡车的质子交换膜燃料电池系统成本降至80美元千瓦运行寿命达到25000小时用于固定式发电的固体氧化物燃料电池系统成本降至900美元千瓦运行寿命达到40000小时资料来源公开数据整理东海证券研究所日本日本于较早时期就开始高度重视氢能产业的发展并提出要成为全球第一个实现氢能社会的国家其政府早在1974年就开始氢储能研究先后发布了日本复兴战略能源战略计划氢能源基本战略氢能及燃料电池战略路线图规划了实现氢能社会证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN846请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度战略的技术路线目前日本氢能及燃料电池技术拥有专利数位居全球第一已实现燃料电池车和家用热电联供系统的规模化商业推广2017年日本在神户港口岛建造了氢燃料1兆瓦燃气轮机是世界上首个在城市地区使用氢燃料的热电联产系统2022年1月21日-2月25日期间日本川崎重工制造的全球第一艘液化氢运输船SuisoFrontie成功完成从澳大利亚运输液化氢至日本神户表3日本最新氢能源相关政策名称公布时间核心描述到2030年供给端目标为开拓国际氢能供应链开发国内电制气提供可再生的氢能供应形成30万吨年的商业化供应能力成本降低到3美元公斤发电成本降至17日元千瓦时加氢站达到900座燃料电池车80万辆燃料电池公共汽车1200辆燃料电池叉车1000辆家用热电联供分布式燃料电池达到530万家庭日本2017年占全部家庭的1012月水素基本战略到2050年供给端达到无二氧化碳排放的氢能产量500-1000万吨年以上主要用于氢能发电成本降至2美元公斤发电成本12日元千瓦时取代天然气发电加氢站取代加气站燃料电池汽车取代传统汽油燃料池引入大型燃料电池车家用热电联供分布式燃料电池取代传统居民的能源系统资料来源公开数据整理东海证券研究所欧盟欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障从战略层面提出了2005欧洲氢能研发与示范战略2020气候和能源一揽子计划2030气候和能源框架2050低碳经济战略等文件在能源转型层面发布了可再生能源指令新电力市场设计指令和规范等文件欧盟燃料电池与氢联合行动计划项目FCHJU对欧洲氢能及燃料电池的研发和推广提供了大量的资金支持2020年8月欧盟在其发布的欧洲氢能战略中提到了未来30年三步走的战略全面阐述了欧盟氢能产业链的投资计划并预计到2050年在氢能生产方面的投资将达到1800-4700亿欧元德国是欧洲发展氢能最具代表性的国家德国政府专门成立了国家氢能与燃料电池技术组织NOW-GmbH推进相关领域工作并在2006年启动了氢能和燃料电池技术国家创新计划NIP从2007年到2016年共投资14亿欧元资助了超过240家相关企业50家科研和教育机构以及公共部门凭借FCUJU和NIP的项目支持德国确立了氢能及燃料电池领域的前排地位可再生能源制氢规模全球第一燃料电池供应和制造规模全球第三目前德国运营着全球第二大加氢网络在营加氢站60座仅次于日本全球首列氢燃料电池列车也已在德国投入商业运营续航里程接近1000公里证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN946请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度表4欧盟德国最新氢能源相关政策名称公布时间核心描述到2024年的发展目标是降低现有制氢过程的碳排放并扩大氢能的应用领域将其从现有的化学工业领域扩展到其他领域此阶段的战略规划是在2024年前安装至欧盟少6GW可再生能源电解槽达到可再生能源制氢年产量100万吨2020年EUHydrogen2024年到2030年使氢能成为综合能源系统的重要组成部分其战略计划是安7月装至少40GW可再生能源电解槽达到可再生能源制氢年产量1000万吨而Strategy2030年到2050年可再生能源制氢技术将逐渐成熟其大规模部署将可以使所有脱碳难度系数高的工业领域使用氢能代替到2030年达到5GW的电解槽容量即14TWh的绿氢生产到2040年将达德国到10GW的电解槽容量到2050年本土钢铁生产转型对绿氢的需求将超过2020年TheNational80TWh精炼业和氨气生产转型对绿氢需求达到22TWh70亿欧元用于升级氢6月Hydrogen气等相关技术36亿欧元用于清洁汽车购买34亿欧元用于加油和充电基础设施Strategy建设资料来源公开数据整理东海证券研究所韩国2008年以来韩国政府持续加大对氢能技术研发和产业化推广的扶持力度先后投入3500亿韩元实施低碳绿色增长战略绿色氢城市示范等项目持续推进氢能及燃料电池技术研发2018年韩国现代汽车正式发布第二代燃料电池车Nexo电堆最大输出功率达到95千瓦续航里程达800千米韩国完备的天然气基础设施支持了燃料电池项目的迅速普及排名前六的燃料电池公司已经部署了近300兆瓦装机其中包括世界上能量最密集规模最大的燃料电池公园表5韩国最新氢能源相关政策名称公布时间核心描述到2050年韩国只向氢需求方供应绿氢和蓝氢等清洁氢韩国政府还宣布将扩大氢发韩国电除将钢铁和化工等生产工艺中使用的燃料和原材料都替换为氢外还将扩大氢动力汽车氢经济2021年的生产能力作为配套设施韩国将在全国建立2000多处加氢站规划落实之后到发展基本12月2050年韩国氢能将占最终能源消耗的33发电量的238成为超过石油的最大能规划源资料来源公开数据整理东海证券研究所到2020年加拿大法国荷兰等十个国家和地区的政府先后提出了氢战略2021年氢使用的政治势头继续增强截至当年9月又有四项国家级氢能战略捷克共和国哥伦比亚匈牙利和英国被采用而挪威发布发展路线图以完善其2020年通过的氢能战略此外波兰和意大利已发布战略征求公众意见另有其他20多个国家宣布正在积极制定战略证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1046请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度我们认为控制气候变化的雄心仍然是广泛使用低碳氢的主要动力来源全球主要国家相继颁布更新了区域内氢能发展的战略计划这对于氢技术和市场的进步至关重要13氢能源未来需求广阔产业技术加速发展根据国际能源署IEA发布的GlobalHydrogenReview20212020年全球氢气需求量约9000万吨几乎全部来自于炼厂及工业用于交通运输用途的氢气需求少于2万吨仅占总需求比例的002而氢气的主要供应来源是天然气制氢占比近60工业副产氢及煤制氢则分别占到21和19石油和天然气含CCUS制氢仅占06和07而为实现碳中和目标氢气在2050年的需求将达到53亿吨其中工业用途将从2020年的5000万吨增加至2050年的14亿吨交通运输用需求将会从2020年的不足2万吨增至2050年的1亿吨图32020年全球氢气下游需求应用图42020年全球氢气供应来源资料来源IEA东海证券研究所资料来源IEA东海证券研究所国际氢能委员会TheHydrogenCouncil则认为全球将从2030年开始大规模利用氢能2040年氢能将承担全球终端能源消费量的18而到2050年氢能利用可以贡献全球二氧化碳减排量的20截至2021H1全球已有359个氢能大型项目在建或投入使用到2030年对整个氢能产业价值链的总投资估计为5000亿美元低碳氢产能将超过1000万吨另据壳牌法国液化空气集团梅塞尔等公司预测20202050年全球氢气需求量年均增长率将达到2335由于全球化石能源大规模消费及氢能利用受到技术瓶颈制约氢能产业一度发展缓慢而近年来随着油气资源的供应波动人类可持续发展要求和氢能全产业链的技术进步共同推动了氢能产业高速发展据IEA统计2000年至2021年全球共建设了984个氢能源相关项目德国西班牙美国位居前三在这些项目中可行性研究项目为299个演示项目176个概念项目143个绝大多数的氢气提取项目为电解水制氢终端部门使用氢能源最多的为运输电解水制氢的发展意味着终端能源能否实现完全清洁而运输业使用的载具如重卡等则是短期内能否普及氢能源使用的重要突破口证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1146请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图5国际氢能源相关项目数量个图6不同运营状态下氢能源项目的数量个300350250300250200200150150100100505000资料来源IEA东海证券研究所资料来源IEA东海证券研究所图72000-2021年氢气提取技术项目数量个图8氢气的终端使用部门技术项目数量个10003509003008007002506002005001504003001002005010000电解水化石燃料生物能其他资料来源IEA东海证券研究所资料来源IEA东海证券研究所2氢在中国的应用基础良好21氢能传统化石能源转向以可再生能源的关键媒介2015年习近平总书记在巴黎气候大会上代表中国政府向国际社会承诺中国将在2030年左右二氧化碳排放达峰并力争尽早达峰中国碳排放量在2003年超过欧盟2006年超过美国连续多年成为最大碳排放国而自新冠疫情以来中国作为2020年和2021年能够实现经济正增长的少数经济体之一碳排放量增长的幅度超过了同期世界其他地区的下降幅度据BP能源统计2020年中国二氧化碳排放量为9894亿吨占全球总量的3092021年增至119亿吨占到全球总量的33证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1246请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图92020年全球二氧化碳排放量国家占比图102021年1-9月中国二氧化碳排放行业分布3530国内航空25居民消费2015地面交通10工业50电力01020304050资料来源BP东海证券研究所资料来源国家统计局东海证券研究所从传统化石能源来看我国已初步形成了煤炭电力石油天然气新能源全面发展的能源供给体系消费结构也逐渐向清洁化低碳化发展2021年我国煤炭消费量增长46原油消费量增长41天然气消费量增长125电力消费增长103而随着GDP的快速增长和能源供应的电气化电力需求的增长已经超过了低碳能源的增长带动煤电需求不降反增我国能源消费结构性的问题依旧突出从国内可再生能源发展进程来看2021年我国可再生能源新增装机134亿千瓦占全国新增发电装机的761全国可再生能源发电量达248万亿千瓦时占全社会用电量的2982022年6月国家发展改革委国家能源局等9部门联合印发十四五可再生能源发展规划提出到2025年我国可再生能源消费总量达到10亿吨标准煤左右年发电量到33万亿千瓦时左右而2021年我国能源消费总量约为524亿吨标准煤2019年至2021年清洁能源消费在我国能源消费总量中的占比逐年提升煤炭石油逐年下降清洁能源从2019年占比232升至2021年的253煤炭从5770下滑至56石油则从1900收窄至187虽然我国一次能源消费总量仍处上升阶段但清洁能源在总量中的比重正在逐步加大我国能源结构正在坚定不移的向可再生能源清洁能源靠拢BP能源数据显示2020年全球能源需求下降54碳排放量下降63从宏观角度看2020年的碳排放量下降主要受新冠疫情影响是付出重大经济代价换来的碳减排而21年随着经济的复苏全球碳排放量再度增长57其中能源产生的碳排放量同比增加59即便经济尚未恢复至疫情前但能源消费已然回升这可以侧面说明与碳中和目标相比各国仍然更加重视经济的复苏与发展今年国际局势的变化使得全球能源供应紧张天然气作为低碳能源之一量价齐升部分国家重新启用煤炭发电拖延了碳中和目标的进展但是我们仍应清醒地认识到能源结构的转化不仅仅能减少我国在国际上面临的碳排放压力更能维护我国能源安全发展降低对外依存度证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1346请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度图112019-2021年中国能源消费占比图122011-2021年全球能源碳排放量百万吨石油煤炭清洁能源345001003400090232024302530803350070330006050325005770568056004032000303150020310001019001890187003050020192020202120112012201320142015201620172018201920202021资料来源国家统计局智研咨询东海证券研究所资料来源BP世界能源统计年鉴2022东海证券研究所注清洁能源包含天然气核电风电太阳能中国具有丰富的氢能供给经验和产业基础经过多年的工业积累中国已然成为世界上最大的制氢国煤炭业协会数据显示2021年我国氢气产量超3300万吨可为氢能及燃料电池产业化发展初期阶段提供低成本的氢源富集的煤炭资源辅之以二氧化碳捕捉与封存技术CCS可提供稳定大规模低成本的氢源供给同时中国是全球第一大可再生能源发电国但由于可再生能源消纳存在较为明显的地域和时段集中分布的特征电力系统调峰能力仍不能有效满足其发展需求每年国内仅风电光伏水电等可再生能源弃电就可达1000亿千瓦时可用于电解水制氢约200万吨未来随着累计装机规模的不断扩大可再生能源制氢有望成为我国氢源供给的主要来源图1320122021年中国氢气年产量万吨我国氢气产量万吨yoy右轴3500353000302500252000201500151000105005002012201320142015201620172018201920202021资料来源中国煤炭工业协会东海证券研究所另据中国氢能联盟的预计2030年中国氢气需求量将达3500万吨在终端能源体系中占比5而到2050年时氢能将在全国终端能源体系中的占比将达到至少10氢气需求量接近6000万吨等量减排约7亿吨二氧化碳产业链年产值约12万亿元氢气产能的不断提升将逐步降低应用端使用成本对应用端突破核心技术及商业化进程带来正向循环进而对整个氢能产业链形成提振证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1446请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度表6中国氢能总体目标产业目标近期目标2020-2025中期目标2026-2035远期目标2036-2050氢能源比例45910氢气需求量万吨300040006000产业估值亿元1000050000120000加氢站座200200012000燃料电池万辆5130500固定式电源电站座1000500020000燃料电池系统万套6150550资料来源中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019东海证券研究所22氢能是我国未来能源体系的重要组成部分2022年3月23日国家发展改革委国家能源局联合印发了氢能产业发展中长期规划2021-2035年规划提出1明确氢能战略定位虽然国内氢能产业仍处于发展初期但氢能是未来国家能源体系的重要组成部分是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向奠定了氢能重要的战略定位2统筹规划全局明确发展目标规划将全国氢能发展划分为三个阶段首先发展上游制氢产业到2025年燃料电池车辆保有量约5万辆部署建设一批加氢站可再生能源制氢量达到10-20万吨年成为新增氢能消费的重要组成部分实现二氧化碳减排100-200万吨年2025年到2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系清洁能源制氢及供应体系使可再生能源制氢得到广泛应用到2035年形成氢能产业体系可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升3系统构建创新体系围绕氢能高质量发展重大需求聚焦短板弱项适度超前部署一批氢能项目持续提升如质子交换膜燃料电池新型燃料电池等关键核心技术的水平核心零部件及关键装备研发制造证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1546请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度表7国家层面氢能相关主要政策梳理文件名称发布年份氢能相关表述能源技术革命创新行动计划围绕二氧化碳峰值目标提供低碳能源技术支撑在可再生领域发展2016年2016-2030可再生能源制氢发展氢能与燃料电池技术创新能源生产和消费革命战略2017年探索藻类制氢技术发展氢燃料等替代燃料技术2016-2030十三五交通领域科技创新将燃料电池汽车核心专项技术加氢基础设施和示范考核技术作为2017年专项规划发展重点之一关于推动先进制造业和现代服推动氢能产业创新集聚发展完善氢能制备储运加注等设施和2019年务业深度融合发展的实施意见服务2020年能源工作指导意见2020年推动储能氢能技术进步与产业发展关于开展燃料电池汽车示范应2020年规划了氢燃料电池汽车的补贴政策用的通知新能源汽车产业发展规划有序推进氢燃料供给体系建设实施新能源汽车基础技术提升工程2020年2021-2035年攻克氢能储运加氢站车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术2021能源工作指导意见2021年积极创新探索氢能技术路线和应用路径开展产业试点关于启动燃料电池汽车示范应明确了燃料电池示范应用城市群名单北京上海广东三大城市2021年用工作的通知群和示范应用期的补贴执行规则条件等要素2030年前碳达峰行动方案的包括氢能在内的新能源在交通运输领域应用到2030年清洁能源动2021年通知力的交通工具比例达到40左右关于深入打好污染防治攻坚战2021年推动氢燃料电池汽车示范应用有序推广清洁能源汽车的意见十四五全国清洁生产推行在石化化工行业实施绿氢炼化等降碳工程推动氢能产业的技术进2021年方案步和产业发展资料来源政府部门网站东海证券研究所2021年8月我国批准了北京上海广东三大燃料电池汽车示范应用城市群的建议并计划为期4年的示范发展2022年1月新增河南河北两大示范城市群32示范应用城市群的公布有助于推动燃料电池汽车及产业链上下游的发展基础设施如加氢站的建设有利于燃料电池车的试验与推广从政策端解决先有鸡先有蛋的问题避免燃料电池车加氢3分钟找加氢站30分钟的窘境证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1646请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度表832示范城市群主要发展规划列举城市群城市地区时间相关规划2023年建成37座加氢站推广燃料电池车3000辆北京市2025年新增37座加氢站燃料电池车累计推广量破10000辆建成至少10座加氢站推广燃料电池车1000辆以上2个氢2022年京津冀示范城市群天津市燃料电池热电联供示范项目2025年产业规模达到1200亿元2022年建成30座加氢站推广燃料电池车3000辆山东省淄博市滨州市2025年累计建成100座加氢站累计推广燃料电池车10000辆2023年规划加氢站100座并建成运行超过30座上海市2025年投入使用加氢站超过70座推广燃料电池车10000辆江苏省苏州市南通市2025年建设加氢站50座以上燃料电池车整车产量突破10000辆浙江省2025年建设加氢站50座推广燃料电池车5000辆上海示范城市群可再生能源制氢达到8万吨以上建成加氢站10座以上燃宁夏回族自治区2025年料电池重卡保有量500辆以上2023年绿氢制取能力10万吨年推广燃料电池车3800辆以上内蒙古自治区绿氢制取能力50万吨年累计推广燃料电池车10000辆以2025年上建成43座加氢站氢能汽车产能达到30000辆年氢能产业2025年累计总产值达300亿元建成57座加氢站氢能汽车产能达到50000辆年氢能产业佛山市2030年累计总产值达1000亿元氢能汽车产能达到80000辆年氢能产业累计总产值突破2035年广东示范城市群1500亿元2022年建成加氢站不少于30座推广燃料电池车不低于3000辆广州市建成加氢站不少于50座绿色氢能电综合调峰电站4座公2025年交环卫领域燃料电池车占比不低于30建成加氢站5座推广燃料电池车600辆燃料电池船舶10安徽省六安市2025年艘参与示范应用城市5个建成加氢站50座以上推广燃料电2023年池车3000辆以上河南省示范城市群河南省建成加氢站80座以上示范应用燃料电池车累计超过50002025年辆产业规模突破1000亿元建成加氢站25座推广燃料电池车1000辆产业规模达1502022年亿元以上河北省示范城市群河北省建成加氢站100座推广燃料电池车10000辆产业规模达2025年500亿元以上资料来源各地政府部门网站东海证券研究所全国多地政府发布相关政策推动氢能产业发展福建省规划到2025年燃料电池车应用规模达4000辆建成40座以上加氢站东莞市规划到2025年建成加氢站不少于29座兰州市规划到2025年建成加氢站20座以上推广燃料电池车1000辆以上氢能产业证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1746请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度力争实现主营业务收入超过100亿元吕梁市规划到2022年底建成加氢站20座燃料电池车保有量100辆以上2025年建成加氢站50座燃料电池车保有量5000辆我们认为政策落地将有效推动氢能产业的发展规划中所提及的加氢站的建设和重卡公交车等专业用车的推广都将成为产业发展的重要方向看好后续各阶段目标的达成对相关产业链带来的提振与放量3氢能的发展涉及上下游众多产业链环节氢能产业链包括上游的制氢中游的储运加氢下游应用环节则包括交通运输工业建筑等氢能产业涉及能源化工交通等多个领域行业的进步将带动上下游零部件商设备商原材料商制造商服务商的快速发展图14氢能产业链示意图资料来源中国氢能产业发展报告2020东海证券研究所31上游氢的制取氢元素在自然界中分布广泛但在自然状态下仅存在着极少量的游离态氢工业氢气是通过一定的手段从工业原料中大规模制取的可燃气态氢产物这种通过能量输入从含氢原料中提取工业氢气的过程被称为人工制氢目前行业中有三种主流氢气制取路径1以煤炭天然气为代表的化石能源重整制氢2以焦炉煤气氯碱尾气丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢3电解水制氢证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1846请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度我国氢能的生产利用已较为广泛制成的氢气主要应用在工业原料或生产供热中其中化石能源重整制氢和工业副产气制氢由于在生产的过程中排放大量的二氧化碳通过这些方式所制取的氢气被称为灰氢在制作灰氢的过程中结合碳捕捉利用及封存技术CCUS减少二氧化碳排放后所得到的氢气被称为蓝氢通过可再生能源电解水制取的氢气因为在制取的过程中几乎没有碳排放被称为绿氢目前全球主流的制氢方式仍旧是化石能源制氢全球制氢量最高的工艺路线是天然气制氢占全球制氢量的438煤制氢产量占比约为134根据中国煤炭工业协会公开数据我国氢气制取原料中煤炭占比达到60以上主要产氢地区集中在煤炭资源丰富的地区利用我国丰富的煤炭资源不仅能够推动清洁能源技术的发展还能减少碳排放最终完成能源结构转型而伴随着我国近年来在光伏风电等清洁能源上的大力发展未来制取氢气的能源也能得到妥善的解决最终有望在达成碳中和目标的同时实现绿色终极能源图152020年全球氢气制取来源占比图162020年中国氢气制取来源占比资料来源GlobalCCSInstitution前瞻产业研究院东海证券资料来源中国煤炭工业协会前瞻产业研究院东海证券研究研究所所311化石能源制氢煤制氢是工业大规模制氢的首选方式之一其具体工艺流程是煤炭经过高温气化生成合成气氢气一氧化碳一氧化碳与水蒸气经变换转变为氢气二氧化碳脱除酸性气体二氧化碳二氧化硫氢气提纯等工艺环节可以得到不同纯度的氢气图17煤制氢工艺流程示意图资料来源化石原料制氢技术发展现状与经济性分析黄格省等东海证券研究所证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN1946请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明行业深度天然气制氢的主要工艺流程为天然气与水蒸气重整制得以合成气氢气一氧化碳二氧化碳再经过一氧化碳变换以及氢气提纯生产过程获得一定纯度的氢气天然气制氢是化石能源制氢中最环保的工艺路径目前是全球氢气制取的主要途径图18天然气水蒸气重整制氢工艺流程示意图资料来源化石原料制氢技术发展现状与经济性分析黄格省等东海证券研究所传统煤气化制氢工艺具有技术成熟原料成本低装置规模大等特点但其设备结构复杂运转周期相对短配套装置多装置投资成本大而且气体分离成本高产氢效率偏低二氧化碳排放量大只有在规模化生产才能使得其投资与运营成本能够得到有效摊销降低成本因此煤制氢适合中央工厂集中制氢IEA数据显示截至2021年全球化石能源制氢项目结合碳捕捉技术数量最多相较煤制氢而言天然气制氢投资成本更低氢气产率更高且二氧化碳排放量更低但中国进口天然气需求较大制氢成本受天然气价格的波动影响较大本土天然气资源供给有限且含硫量较高仅有西部盆地等天然气资源充足的区域适合探索发展SMR天然气水蒸气重整制氢技术加上预处理工艺复杂综合来看国内天然气制氢的经济性低于国外图19煤制氢成本随煤炭价格变化趋势图20截至2021年全球化石燃料制氢项目数量14706012501040kg30元820工业用氢级别煤制氢成本10602004006008001000CoalwCCUSNGwCCUSOilwCCUS煤炭价格元吨资料来源中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019东海资料来源IEA东海证券研究所证券研究所证券研究报告HTTPWWWLONGONECOMCN2046请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明