核心结论。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，能帮助可再生能源大规模消纳，加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。2022年3月，国家发改委发布《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，将氢能确定为国家能源体系重要组成部分，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。我们认为，氢能产业具备高质量投资价值。
　　目前，全球氢气的主要生产、消费领域都来自于化石能源。2021年，全球氢气产量9400万吨，主要为化石能源制氢。其中，天然气制氢占比62%，煤制氢占比19%，工业副产品制氢占比18%，电解水制氢占比0.04%。全球氢气需求主要集中在化工领域。其中，对纯氢的需求方面：炼化端需求占比33%，合成氨占比27%，交通运输占比不足0.01%，其他占比4%；对掺氢混合气需求方面：用于生产甲醇占比10%，冶金占比3%，其他（如供热等）占比23%。
　　未来全球氢气需求将持续增加，以工业及交通需求为主，交通需求增速最快。根据国际氢能委员会预测，至2030年，全球氢气需求达1.40亿吨，下游应用领域进一步拓宽至新工业原料等；至2040年，全球氢气需求达3.85亿吨；至2050年，全球氢气需求达6.60亿吨，是2020年需求量的8倍。其中，交通运输将成为拉动全球氢气需求增长的主要方面。
　　目前我国氢气的主要生产、消费领域都来自于化石能源。中国是全球最大的氢气生产国，也是最大的氢气消费国，生产和消费领域的氢能大多来源于化石燃料。2021年，我国氢气产能约为4100万吨，氢气产量约为3300万吨，主要来自于石化、炼焦等行业。其中煤制氢占总量57%，天然气制氢22%，工业副产氢18%，电解水制氢1.4%，其他来源1.5%。
　　未来我国氢气需求将持续增加，工业需求占比最大，交通需求增速最快。据中国氢能联盟预测，在2030年碳达峰情景下，我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%（按热值换算）。在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨，在终端能源消费中占比约为20%。
　　投资建议。我们认为，目前可再生电解水制氢尚未形成商业化规模，工业副产氢将作为过渡期能源保障。建议关注：（1）氢能全产业链企业，中国石化；（2）低成本化石能源制氢企业，宝丰能源，美锦能源；（2）制氢领域开展低成本副产氢多元耦合项目企业，卫星化学，东华能源；（3）氢能下游应用端燃料电池龙头企业，亿华通。
　　风险提示：氢能技术发展不及预期；政策支持力度不及预期

研究报告全文：TableMainInfo行业研究化工石油化工证券研究报告行业专题报告2023年02月28日TableInvestInfo投资评级优于大市维持氢能系列报告之一认识氢能市场表现TableSummary投资要点TableQuoteInfo石油化工海通综指373657341350309043276736核心结论氢能是一种来源丰富绿色低碳应用广泛的二次能源能帮助可再244429生能源大规模消纳加速推进工业建筑交通等领域的低碳化2022年3月212122202232022620229202212国家发改委发布氢能产业发展中长期规划20212035年将氢能确定为国家能源体系重要组成部分氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向我们认为氢能产业具备高质量投资价值资料来源海通证券研究所目前全球氢气的主要生产消费领域都来自于化石能源2021年全球氢气产量9400万吨主要为化石能源制氢其中天然气制氢占比62煤制氢占比19工业副产品制氢占比18电解水制氢占比004全球氢气需求主要集相关研究中在化工领域其中对纯氢的需求方面炼化端需求占比33合成氨占比27TableReportInfo复盘历史能源价格回落对化工品盈利交通运输占比不足001其他占比4对掺氢混合气需求方面用于生产甲影响寻找确定性机会20230223大宗商品月报2023年第1期醇占比10冶金占比3其他如供热等占比2320230208光伏需求高增带动粒子需求增长未来全球氢气需求将持续增加以工业及交通需求为主交通需求增速最快根胶膜粒子产业链专题20230214据国际氢能委员会预测至2030年全球氢气需求达140亿吨下游应用领域进一步拓宽至新工业原料等至2040年全球氢气需求达385亿吨至2050年全球氢气需求达660亿吨是2020年需求量的8倍其中交通运输将成为拉动全球氢气需求增长的主要方面分析师TableAuthorInfo邓勇目前我国氢气的主要生产消费领域都来自于化石能源中国是全球最大的氢气Tel02123219404生产国也是最大的氢气消费国生产和消费领域的氢能大多来源于化石燃料Emaildengyonghaitongcom2021年我国氢气产能约为4100万吨氢气产量约为3300万吨主要来自于证书S0850511010010石化炼焦等行业其中煤制氢占总量57天然气制氢22工业副产氢18分析师朱军军电解水制氢14其他来源15Tel02123154143Emailzjj10419haitongcom未来我国氢气需求将持续增加工业需求占比最大交通需求增速最快据中国氢能联盟预测在年碳达峰情景下我国氢气的年需求量将达到万吨证书S085051707000520303715在终端能源消费中占比约为5按热值换算在2060年碳中和情景下我国分析师胡歆氢气的年需求量将增至13亿吨在终端能源消费中占比约为20Tel02123154505Emailhx11853haitongcom投资建议我们认为目前可再生电解水制氢尚未形成商业化规模工业副产氢证书S0850519080001将作为过渡期能源保障建议关注1氢能全产业链企业中国石化2低分析师刘威成本化石能源制氢企业宝丰能源美锦能源2制氢领域开展低成本副产氢Tel075582764281多元耦合项目企业卫星化学东华能源3氢能下游应用端燃料电池龙头企Emaillw10053haitongcom业亿华通证书S0850515040001风险提示氢能技术发展不及预期政策支持力度不及预期联系人张海榕Tel02123219635Emailzhr14674haitongcom行业相关股票证书S0850122070051TableStockInfoEPS元投资评级股票代码股票名称20212022E2023E上期本期600028中国石化059055055优于大市优于大市002648卫星化学178130255优于大市优于大市002221东华能源072094155优于大市优于大市688339亿华通-U-137148209优于大市优于大市资料来源Wind海通证券研究所请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业2目录1氢能的定义511氢能的优势512氢气的性质52氢能的分类821基于主要制氢工艺和碳排放情况划分83氢能的市场831氢能产业链832全球氢能发展形势及展望11321目前全球氢能市场供需情况14322未来全球氢能市场展望1433我国氢能发展形势及展望15331目前我国氢能市场供需情况16332未来我国氢能市场展望174投资建议2141中国石化2142卫星化学2243东华能源2344亿华通235风险提示24请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业3图目录图1氢气制备的历史5图2基于主要制氢工艺和碳排放情况划分8图3氢气的制取方式9图4氢能下游应用场景11图5美国通胀削减法案对清洁氢生产的激励措施13图6美国通胀削减法案实施后清洁氢平准化成本美元kg13图72021年全球氢气产量结构14图82021年全球氢气需求结构14图9全球氢能需求量及结构预测百万吨15图102020年我国氢气产量结构17图112020年我国氢气需求结构17图12未来我国氢能产能结构预测万吨18图13碳中和背景下的氢气需求预测18图14碳中和背景下的氢气需求结构18图15交通部门氢气需求量预测19图16工业部门氢气需求量预测19图17亿华通燃料电池发动机系统销量及市占率24图182017-2022年我国氢燃料电池汽车销量24请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业4表目录表1氢能的优势5表2氢气的物理性质6表3氢原子的成键特征及氢气的化学性质7表4氢能的储存方式比较10表5欧盟氢能战略12表6氢能产业发展中长期规划2021-2035年发展目标15表7十四五时期氢能产业创新应用示范工程16表8未来我国氢能产量预测17表9我国钢铁企业氢项目20表10中国石化氢能布局重大事项22表11东华能源氢能产业布局统计期间为2022年上半年23表12东华能源与中核集团战略合作内容23请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业51氢能的定义11氢能的优势氢能是一种来源丰富绿色低碳应用广泛的二次能源能帮助可再生能源大规模消纳实现电网大规模调峰和跨季节跨地域储能加速推进工业建筑交通等领域的低碳化氢气的制取方式多样产物无污染氢能作为能量的主要利用方式是燃料电池通过电化学反应直接将化学能转化为电能能量转化过程不受卡诺循环的限制能量转化效率很高此外氢能可以广泛应用于工业交通建筑发电等领域表1氢能的优势项目内容1煤炭石油天然气等化石能源重整制氢来源多样2焦化氯碱冶金等工业副产气提纯3与可再生能源发电结合电解水制氢1产物只有水无污染物及碳排放清洁低碳2水再生成氢气循环利用1高热值氢气热值为142MJkg约为汽油的3倍酒精的4倍煤炭的5倍2高效率氢燃料电池单独发电时效率为50-60余热回收效率为80-90而灵活高效内燃机效率仅为20-303协同优化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1工业氢气是制备合成氨甲醇液体燃料天然气等多种产品的原料广泛应用于煤化工石化钢铁等领域3交通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应用广泛离高负荷交通对石油和天然气的依赖3建筑可为建筑供热供暖利用燃氢锅炉和燃料电池等方式与分布式风光等可再生能源结合逐步打造零碳建筑4发电利用电解槽灵活调节需求侧为高比例可再生能源发电提供消纳途径资料来源中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020中国氢能联盟HyundaimotorGroup苏树辉等国际氢能产业发展报告2017海通证券研究所12氢气的性质氢气制备的历史氢气最早记载于十六世纪瑞士炼金术士Paracelsus发现铁同酸作用所产生的空气是可燃的1766年英国化学家Cavendish第一次分离得到纯净的氢气并通过实验证明了氢气同其他可燃性气体的区别1784年Cavendish又通过实验证明氢气在氧气中燃烧生成水随后用电流把水分解成氢和氧1783年法国化学家Lavoisier将它命名为HydrogenLavoisier是通过水蒸气对赤热铁的作用而制得氢的图1氢气制备的历史资料来源氢能是什么如何获得氢如何使用氢中国能建知乎号海通证券研究所请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业6氢元素分布广泛氢元素在地壳中的丰度较高为014在宇宙中氢是最富饶的一种元素并且是星球中一切聚变过程的根源化合态氢最常见形式是水和有机物石油和煤炭天然气生命体等较少情况下存在为同氮硫或卤素的化合物火山气和矿泉水氢单质分布稀少自由态的氢气单质较为稀少在大气中仅约占107分之一常存在于火山气中有时夹藏在矿物中有时出现在天然气中和少数某些绝氧发酵过程中由于氢气在空气中的扩散系数为061cm2s约为甲烷的4倍所以氢气会很快地从大气圈中逃逸到外层空间氢气的物理性质天然界存在的氢主要是最轻的同位素1H单质氢是由两个氢原子以共价键的形式结合而成的双原子分子氢气是一种无色无味无嗅的气体在通常况下密度为008988gL约为空气密度的十三分之一用液态空气对氢气进行冷冻或将高压氢气通过绝热膨胀都可以将氢气液化在减压下令液氢蒸发可以将氢冻结成固体氢气在常见溶剂中的溶解度很低表2氢气的物理性质项目内容密度常温常压下氢气的密度是008988gL熔点-25923沸点-25277氢气在常见的溶剂中溶解度很低20时101kPa条件下100ml水中能溶解溶解性182ml氢气表示为182扩散系数061cm2s超高压下金属氢密度是固态氢的几倍有很高的氢储存量可作为火箭高能燃料高存储量金属氘的密度也很高可以用来制造体积更小威力更大的核武器资料来源制氢储氢技术丁福臣易玉峰著无机化学丛书稀有气体氢碱金属冯光熙著中国气协混氢天然气输氢技术研究进展科力恩富氢杯企鹅号海通证券研究所氢气的化学性质由于组成氢气的两个氢原子之间存在较强的共价键氢气在常温下化学性质稳定1氢气具有可燃性在点燃或加热的条件下氢气很容易和多种物质发生化学反应纯净的氢气在点燃时可安静燃烧发出淡蓝色火焰放出热量有水生成2氢气具有还原性氢气的化学性质活泼与氧发生化合反应生成水容易发生燃烧和爆炸3氢气具有氧化性氢气是由氢原子共价形成的双原子分子而每个氢原子可以分别获得一个电子形成负氢离子这种情况见于和强还原性金属发生反应在工业上利用氢的化学性质制备氢气这些方法大致可以分为三大类质子性溶剂的还原反应金属同水或酸的作用碳同水蒸气的作用等氢化物或络合氢化物的氧化反应含氢化合物的分解反应如烃类和水的分解请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业7表3氢原子的成键特征及氢气的化学性质项目内容氢原子的价键表现有以下几种情况失去价电子成为H除了气态质子流以外并不存在自由质子结合一个电子形成H-氢同最活泼金属相化合形成盐型氢化物时的价键特点形成共用电子对氢同其他非金属元素化合共用电子对形成共价型氢化物形成氢键氢的极性化合物中氢原子吸引相邻近的高电负性原子的孤电子对氢原子的成键特征形成分子间或分子内的额外相互吸引叫氢键形成负氢离子作为配位体的配位化合物H-可以作为配位体而同过渡金属离子结合生成为过渡金属负氢离子络合物如HMnCO5形成氢桥键在缺电子化合物如硼烷类化合物或过渡金属配位化合物中氢原子可以形成氢桥高离解能氢分子中的H-H键的离解能比单键高得多1042kcalmol因此常温下氢分子有一定惰性在点燃或加热的条件下氢气很容易和多种物质发生化学反应氢气具有可燃性燃烧放热纯净的氢气在点燃时发出淡蓝色火焰放出热量有水生成空气中的爆炸浓度在空气环境中氢气在发生燃烧的浓度范围为4-74氧气中的爆炸浓度在氧气环境中氢气的燃烧浓度范围4-94氢气同非金属的反应氢气同卤素的反应氢气同单质氟能快速反应甚至温度低至-250时也可以反应室温强光照下氢-氯混合物很容易引爆不见光的暗处氢气同氯或者溴的混合物在高于时会发生爆炸性化合反应氢气同碘要在高于时才化合40050025时H2和Cl2生成HCl时放出的热量为220kcalmol氢气同氧气的反应氢气同卤素或氧的混合物经引燃或光照都会猛烈的化合这氢气具有还原性些反应都是放热反应25时H2和12O2生成水时放出的热量为684kcalmol氢气在氧气中燃烧时火焰温度可达3000左右氢氧焰用于焊接或切割金属氢气同硫或硒的反应可在250时直接化合但氢气不易与其他非金属和半金属单质发生高温下的直接反应氢气同氮气的反应氢气同氮气仅在有催化剂存在下或电弧放电情况下才互相化合氢气同氧化物的反应当锰的氧化物MnO以及在活泼性顺序中在锰之后的金属的氧化物在适当温度加热下同分子氢反应时它们能被还原成金属如氢气同CuO高温下还原出金属铜氢气同铁的氧化物高温下发生反应是冶金工业的原理氢气具有氧化性可以同强还原性金属发生反应氢气同金属在高温作用下生成金属氢化物这些金属包括碱金属碱土金属除氢气具有氧化性去铍和镁某些稀土金属第IVA族金属除去硅以及钯铌铀和钚等此外铁镍铬和铂系金属都能依确定的化学配比而吸收氢气氢气同某些微细分散的高纯金属在室温下直接反应生成氢化物如氢与金属钒在室温下反应生产VHH-H键的离解提供了活化条件氢气通过加热光照或放电等措施同金属生成氢化物除铬镉铁汞钯钨和锌之外大多数能形成氢化物的金属都曾经通过同原子氢的反应合成它们的氢化物资料来源无机化学丛书稀有气体氢碱金属冯光熙著氢能源技术网氢气的理化性质海通证券研究所请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业82氢能的分类21基于主要制氢工艺和碳排放情况划分氢气很难从自然界中直接大量获取需要依靠不同的技术路径和生产工艺进行制备目前主要制氢路径包括化石能源重整工业副产提纯和电解水制氢根据生产来源和碳排放量的不同氢气可以分为灰氢蓝氢绿氢三种类型灰氢是指通过化石重整煤天然气工业副产焦炉煤气化肥工业氯碱轻烃利用等等生产的氢气取自化石燃料的氢如来源于煤炭和天然气的氢排放相对较高但成本更低灰氢是当前的主流氢气约占全球氢气产量的95灰氢主要应用于内部需求即直接用于氢气生产站点蓝氢是在灰氢的基础上将二氧化碳副产品捕获利用和封存CCS而制取的氢气是灰氢过渡到绿氢的重要阶段绿氢是利用可再生能源如太阳能或风能等发电后通过电解工序制取的氢气绿氢的制取技术路线主要为电解水其碳排放可以达到净零此外国外还将核能制氢称为粉氢粉氢是以来源丰富的水为原料利用核能大规模生产的氢气热化学循环工艺和高温蒸汽电解都是有望与核能耦合的先进制氢工艺图2基于主要制氢工艺和碳排放情况划分资料来源德勤新能源行业能源的未来系列刊物为碳中和创造可行的氢经济海通证券研究所整理3氢能的市场31氢能产业链氢气的制取主要有化石能源重整工业副产提纯和电解水制氢三种方式氢气作为化工生产的原料和中间产品通常会通过化石能源重整制氢工业副产提纯制氢等方式进行制取相比上述两种方式电解水制氢的原料和生产过程都以清洁能源为主应当作为大力发展的最重要的制氢技术路线目前电解水制氢技术成熟度较低产业尚未完全规模化成本远高于其他几种氢能生产方式1化石能源重整制氢煤制氢历史悠久通过气化技术将煤炭转化为合成气再经水煤气变换分离处理以提取高纯度的氢气是制备合成氨甲醇液体燃料天然气等多种产品的原料广泛应用于煤化工石化钢铁等领域煤制氢技术路线成熟高效可大规模稳定制备是当前成本最低的制氢方式天然气制氢技术中蒸汽重整制氢较为成熟也是国外主流制氢方式天然气制氢工艺的原理就是先对天然气进行预处理然后在转化炉中将甲烷和水蒸汽转化为一氧化碳和氢气等余热回收后在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业9为控制氢气制取环节的碳排放化石能源重整制氢需结合碳捕集与封存CCUS技术CCUS是一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新技术2工业副产提纯制氢以焦炉煤气轻烃裂解副产氢气和氯碱化工尾气等为主的工业副产氢由于产量相对较大且相对稳定也成为现阶段氢气的供给来源之一工业副产氢气主要分布在钢铁化工等行业提纯利用其中的氢气既能提高资源利用效率和经济效益又可降低大气污染改善环境焦炉煤气据中国氢能联盟每吨焦炭可产生焦炉煤气约350-450立方米焦炉煤气中氢气含量约占54-59除用于回炉助燃城市煤气发电和化工生产外剩余部分可采用变压吸附PSA提纯技术制取高纯氢氯碱化工尾气大型氯碱装臵多数配套盐酸和聚氯乙烯等生产装臵以平衡氯气并回收60左右的副产氢气可以得到回收此外甲醇及合成氨工业丙烷脱氢PDH项目的合成气含氢量在60-95之间可通过纯化技术制取满足燃料电池应用的氢气工业副产提纯制氢可提供百万吨级氢气供应能为氢能产业发展初期就近提供低成本分布式氢源但该路线同样面临碳捕捉封存问题从中长期来看钢铁化工等工业领域需要引入无碳制氢技术替代化石能源实现深度脱碳将从氢气供给方转变为需求方3电解水制氢技术目前电解水制氢技术主要有碱性水电解槽AE质子交换膜水电解槽PEM和固体氧化物水电解槽SOEC其中碱性电解槽技术最为成熟生产成本较低质子交换膜电解槽流程简单能效较高但因使用贵金属电催化剂等材料成本偏高固体氧化物水电解槽采用水蒸气电解高温环境下工作能效最高但尚处于实验室研发阶段未来可再生能源发电制氢的潜力很大一方面作为全周期零碳排放技术随着可再生能源发电平价上网电解水制氢成本将持续下降另一方面当波动性可再生能源在电源结构中占到较高比重时单纯依靠短周期储能将无法满足电力系统稳定运行需要图3氢气的制取方式资料来源TypesofhydrogenfuelEnergyeducation海通证券研究所整理氢的储存主要有气态储氢液态储氢和固体储氢三种方式高压气态储氢已得到广泛应用低温液态储氢在航天等领域得到应用有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段气态储氢高压气态储氢具有充放氢速度快容器结构简单等优点是现阶段主要的储氢方式分为高压氢瓶和高压容器两大类其中钢质氢瓶和钢质压力容器技术最为成熟成本较低液态储氢液态储氢具有储氢密度高等优势可分为低温液态储氢和有机液体储氢低温液态储氢将氢气冷却至-253液化储存于低温绝热液氢罐中液化过程耗能大易请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业10挥发成本高对隔热装臵要求苛刻有机液体储氢利用某些不饱和有机物与氢气进行可逆加氢和脱氢反应实现氢的储存有机液态储氢安全性高但存在着反应温度较高脱氢效率较低催化剂易被中间产物毒化等问题固体储氢固态储氢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储氢压力低安全性好放氢纯度高等优势其体积储氢密度高于液氢但存在着吸放氢温度偏高循环性能较差等问题表4氢能的储存方式比较性能高压气态储氢低温液态储氢有机液体储氢固态储氢在一定温度和体积下提高压常压下温度降至253C利用金属氢化物等储氢材利用有机物的碳原子加氢储氢原理力体系的气体含量增加将氢氢气由气态变为液态然后料能够可逆吸放氢的特性和脱氢反应实现吸放氢气压缩在高压储氢罐中将其储存在绝热容器中进行储氢重量储氢率wt10525750721045体积储氢密度kgm3253570640453580体积储氢密度高不需要技术成熟操作方便充放氢速体积储氢密度高储氢密度高储运维护保优点高压容器可得到高纯度度快成本低液态氢纯度高养安全方便多次循环使用氢安全性好灵活性强体积储氢密度低压缩耗能大液化过程耗能大易挥发成成本高操作条件苛刻有吸放氢温度偏高缺点高压安全隐患大本高对隔热装臵要求苛刻发生副反应的可能纯度低循环性能较差提高质量储氢密度降低技术突破提高体积储氢密度降低能耗成本挥发降低成本操作条件成本和吸放氢温度主要用于航空航天领域民可以利用传统石油基础设使用领域宽未来发展方应用场景车用储氢主要采用的方法用很少施进行运输和加注向资料来源氢气制备和储运的状况与发展海通证券研究所注重量储氢率wtwt是英文weight的缩写是以百分比来表示混合物中某成分浓度的方法氢的输运方式主要有气态输运液态输运和固体输运三种方式目前我国氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制氢产地附近布局氢能储运以高压气态方式为主据中国氢能联盟预计至2030年车载储氢将以气态低温液态为主多种储氢技术相互协同氢的输运将以高压液态氢罐和管道输运相结合至2050年氢气管网将密布于城市乡村车载储氢将采用更高储氢密度更高安全性的储氢技术气态运输高压气态输运可分为长管拖车和管道输运2种方式高压长管拖车是氢气近距离输运的重要方式技术较为成熟管道输运是实现氢气大规模长距离运输的重要方式据中国氢能联盟管道运行压力一般为10至40MPa具有输氢量大能耗小和成本低等优势但建造管道一次性投资较大在初期可积极探索掺氢天然气方式以充分利用现有管道设施液态输运液氢输运通常适用于距离较远运输量较大的场合据中国氢能联盟其中液氢罐车可运7吨氢铁路液氢罐车可运84至14吨氢专用液氢驳船的运量则可达70吨采用液氢储运能够减少车辆运输频次提高加氢站单站供应能力目前我国尚无民用液氢输运案例固态输运轻质储氢材料如镁基储氢材料兼具高的体积储氢密度和重量储氢率作为运氢装臵具有较大潜力将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用加热介质和装臵固定放臵于充氢和用氢现场可以同步实现氢的快速充装及其高密度高安全输运提高单车运氢量和运氢安全性氢的主要用途包括燃料用氢原料用氢储能用氢三类氢能可以在多个生产和消费环节作为替代能源进行使用在重工业交通建筑电力行业中均有不同的应用场景其中最主要的用途包括燃料用氢原料用氢以及储能用氢三类燃料用氢主要场景包含重型道路交通船运航空发电等领域氢气易燃且热值高燃烧产物仅为水不排放二氧化碳等温室气体与传统的化石燃料石油天然气煤炭相比氢是终端零排放的清洁能源可作为供热或供电的燃料目前燃料用氢的应用在全球范围内尚为有限主要限制因素是燃氢轮机等设备设施的技术成熟度低经济性不高相应的基础设施和政策标准尚不完善请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业11原料用氢主要场景包含钢铁化工等领域氢气是重要的工业气体氢元素的强还原性被用于多种化学反应是众多化合物的基础元素之一化工行业需要用氢制备甲醇合成氨等多种产品冶铁需要利用氢气作为还原剂多种高端材料的制造在生产流程中均需要使用氢气进行加工储能用氢主要场景包含电力储能领域作为储能的一种形式在一定的环境条件和容器中储存液态氢或气态氢或将氢转换为化合物如合成氨增强氢能用于燃料原料的灵活性图4氢能下游应用场景资料来源IRENA可再生能源发电制氢--能源转型的技术前景海通证券研究所32全球氢能发展形势及展望能源危机开启了氢能开发和利用的探索之路1973年10月第四次中东战争爆发石油输出国组织OPEC为了打击对手以色列及支持以色列的国家宣布石油禁运暂停出口造成油价上涨中东战争引发了全球的石油危机美国为了摆脱对进口石油的依赖首次提出氢经济概念认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源1960年至2000年作为氢能利用重要工具的燃料电池获得飞速发展在航天航空发电以及交通领域的应用实践充分证明了氢能作为二次能源的可行性氢能产业在2010年前后进入低潮期2014年丰田公司未来燃料电池汽车的发布引发了又一次氢能热潮随后多国先后发布了氢能发展战略路线主要围绕发电及交通领域推动氢能及燃料电池产业发展从这些年的发展路线来看这几大阵营在氢能产业布局上各有侧重特点比较鲜明比如欧盟以制氢为突破口发展氢储能和天然气管网掺氢等应用美国相对全面一些关键材料叉车乘用车重卡分布式电站备用电源等都有所布局日本以燃料电池乘用车和家庭热电联产系统为主中国则以氢燃料商用车示范为主沙特也利用其低成本优势拓展氢能布局欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障在能源战略层面提出了2005欧洲氢能研发与示范战略2020气侯和能源一揽子计划2030气侯和能源框架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2014-2020年间预算总额为665亿欧元2013年欧盟宣布在2014-2020年启动Horizon2020计划预计将在氢能和燃料电池产业投入220亿欧元的预算2015年英国低排放汽车办公室批准600万英镑约970万美元的加氢站基础设施补助金计划2年内为英国增加12个氢基础设施项目2016请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业12年德国交通部计划于2019年前投资25亿欧元约18亿人民币用于氢燃料电池汽车研发和推广并实现规模化生产同时德国政府制定了基金项目计划在2030年前建设将近400座加氢站欧盟氢能战略推动氢能在工业交通发电等全领域应用欧盟主要采用化石能源制氢据碳中和系列2021年中国氢能产业链研究其中55来自天然气制氢30来自烃类或石油制氢氢气的价格在75元kg左右据HydrogenCentral提供的数据2022年欧洲创纪录地新建了45个公共加氢站比2021年增长了22至此欧洲公共加氢站的总数达到254个其中德国加氢站数量105座是欧洲拥有最多的公共加氢设施的国家法国以拥有44座加氢站位列第二英国拥有17座加氢站与荷兰并列第三2020年欧洲发布了欧盟氢能战略旨在推动氢能在工业交通发电等全领域应用欧盟目前的首要任务是开发主要利用风能和太阳能生产的可再生氢从短期和中期来看还需要其他形式的低碳氢能主要是为了迅速减少当前制氢中的碳排放量并支持当前和未来使用的可再生氢能从长期来看可再生氢能是与欧盟的气候中和以及零污染目标最兼容的选择也是与一体化能源系统最协调的选择表5欧盟氢能战略项目内容战略目标是在欧盟安装至少6千兆瓦的可再生氢能电解槽并生产多达1002020年至2024年万吨的可再生氢能对现有氢气生产进行脱碳处理例如在化学部门并促进在新的终端应用和可能在重型运输中引入氢能氢能需要成为综合能源系统的内在一部分其战略目标是到2030年在欧盟战略2025年至2030年安装至少40千兆瓦的可再生氢能电解槽以及生产多达1000万吨的可再生目标氢能可再生氢能技术应成熟并大规模部署以覆盖所有难以脱碳的领域在此阶2030年至2050年段可再生能源发电量需要大量增加因为到2050年约有四分之一的可再生能源发电将用于可再生氢能生产电解槽的投资可能在240到420亿欧元之间增加2200-3400亿欧元的规模将80-120千兆瓦的光伏和风电产生的太阳2020年至2030年能和风能直接连接到电解槽以提供必要的电力投资对一半现有工厂进行碳捕集与封存的改造投资约110亿欧元议程投资650亿欧元用于氢能的运输分配和储存以及加氢站欧盟在生产方面的投资将达到1800-4700亿欧元使终端部门适应氢能和氢2020年至2050年基燃料也需要大量投资资料来源欧盟委员会欧洲迈向气候中性的氢能战略海通证券研究所美国是最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家美国对氢能源的关注可以追溯到上世纪70年代的石油能源危机时期早在1970年便提出氢经济概念在小布什出任美国总统期间美国政府大力推动氢经济根据中国电动汽车百人会等中国氢能发展路线图10如何实现绿色高效经济的氢能供应体系2019年美国燃料电池与氢能协会FCHEA发布氢能经济路线图目标到2025年各种应用的氢需求总量将达到1300万吨将有125万辆氢燃料电池汽车2020年美国发布氢能计划发展规划制定多项关键技术经济指标期望成为氢能产业链中的市场领导者美国以天然气制氢为主占比95电解水制氢占比5下游消费领域以炼化为主占比57合成氨同合成甲醇合计占比38冶金占比2其他占比4氢气的价格在105元kg左右根据HydrogenCentral提供的数据截止2022年美国新增加油站11座全国合计89座其中California州70座美国通胀削减法案大幅抵减本土可再生氢能生产成本2022年8月美国通过了通胀削减法案该法案提供了大量税收抵免美国政府将基于碳强度敦促生产商专注于清洁氢法案规定排放25-4kgCO2kgH2的氢气项目可以获得60美分kg的补助排放15-25kgCO2kgH2的氢气项目可以获得75美分kg的补助排放045-15kgCO2kgH2的氢气项目可以获得1美元kg的补助排放小于045kgCO2kgH2的氢气项目可以获得3美元kg的补助补助计划自2023年1月1日开始实施持续十年这一法案的实施将使美国的可再生氢能成为世界上最便宜的氢能目前几个区域集团现在正在争夺基础设施投资和法案提供的资金份额据EnergyNews援引大西洋理事会请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业13全球能源中心墨西哥湾受益于重要的能源资源得克萨斯州的太阳能发电量高沿海地区的二氧化碳捕集和封存能力也很强如果该地区成功获得资金每年可生产约320万吨可再生氢图5美国通胀削减法案对清洁氢生产的激励措施图6美国通胀削减法案实施后清洁氢平准化成本美元kg25-406015-25075kgCO2kgH2045-15100排放量CO204530001234生产税收抵免美元kg资料来源USInflationReductionActClimateEnergyFeaturesand资料来源USInflationReductionActClimateEnergyFeaturesandPotentialImplicationsBCG海通证券研究所PotentialImplicationsBCG海通证券研究所日本是目前全球氢能发展最为领先的国家日本政府很早就在能源基本计划中将氢能源定位为与电力和热能并列的核心二次能源并提出建设氢能社会的愿景希望通过氢燃料电池实现氢能在家庭工业交通甚至全社会领域的应用从而实现真正的能源安全以及能源独立1973年日本成立氢能源协会以大学研究人员为中心开展氢能源技术研发1981年日本启动了燃料电池的开发1990年代丰田日产和本田汽车制造商启动燃料电池车的开发同时三洋电机松下电器和东芝公司也启动了家庭燃料电池的开发2013年12月日本经济产业省成立了由行业研究机构和政府各界代表广泛参与的氢和氢燃料电池战略协议会该组织在2014年6月公布了氢和氢燃料电池战略路线图明确了当前到2050年之间的氢能长期发展路线图并于2020年初步构建国际氢能供应链2015年日本政府开始为氢燃料电池汽车消费者提供高额的补贴同年NEDO出台氢能源白皮书将氢能源定义为国内发电的三大支柱日本从国家战略层面致力于实现氢能社会政府高度重视氢能产业的发展提出日本将成为全球第一个实现氢能社会的国家为此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战略的技术路线2018年日本召开全球首届氢能部长级会议来自20多个国家和欧盟的能源部长及政府官员参加会议日本拟以2020年东京奥运会为契机推广燃料电池汽车打造氢能小镇在过去的30年里日本政府先后投入数千亿日元用于氢能及资燃料电池技术的研究和推广并对加氢站等氢能基础设施建设和燃料电池汽车进行补贴日本氢能和燃料电池技术拥有专利数全球第一已实现燃料电池汽车和家用热电联供系统的大规模商业化推广并拥有世界上首个在城市地区使用氢燃料的热电联产系统沙特天然禀赋加持有望成为全球氢经济领导者沙特拥有全球最好的光照条件和天然气储量低廉的一次能源价格和沙漠土地价格极大地增强了绿氢蓝氢的出口竞争力沙特2030愿景提出到2030年实现400万吨氢气年产量和出口量的目标成为全球氢能经济的领导者凭借自身成本优势和优越地理位臵沙特有望将蓝氢绿氢出口欧洲东北亚等地区根据中国产业发展促进会氢能分会2020年10月沙特已向日本出口了世界首批40吨氢基蓝氨沙特2030愿景旨在创造一个更加多样化和可持续的经济体减少对石油经济的依赖鼓励私营企业的发展改善营商环境沙特与我国具有良好的能源合作基础2022年12月8日在两国领导人的见证下中沙两国就氢能等领域合作签署政府间协议和谅解备忘录中沙两国在应对气候变化能源绿色转型方面有着共同的愿景可实现氢能产请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业14业链多要素优势互补共同打造世界氢能产业高地沙特属于典型的氢能出口国我国中短期内蓝氢绿氢具有较大的进口空间远期有氢能出口潜力我国目前虽是全球最大的制氢国但氢气制取方式仍是以化石能源为主工业副产氢为辅碳中和目标下蓝氢和绿氢在我国的重型交通冶金化工等难以脱碳领域应用潜力巨大沙特的蓝氢绿氢具有显著的价格优势短期内我国可为沙特氢气出口提供需求市场通过液氨载体或液态有机氢载体进行船舶远洋海运2023年1月31日国富氢能与TIJAN共同签署协议双方将重点围绕沙特氢能战略在沙特成立合资公司共同推进沙特的氢能项目321目前全球氢能市场供需情况目前全球氢气的主要生产消费领域都来自于化石能源2021年全球氢气产量9400万吨主要为化石能源制氢2021年天然气制氢占比62煤制氢占比19工业副产品制氢占比18电解水制氢占比004全球氢气需求主要集中在化工领域其中对纯氢的需求方面炼化端需求占比33合成氨占比27交通运输占比不足001其他占比3对掺氢混合气需求方面用于生产甲醇占比10冶金占比3其他如供热等占比23图72021年全球氢气产量结构图82021年全球氢气需求结构工业副产品其他如热1823炼化炼化电解水天然气33合成氨004煤交通运输石油冶金石油其他0703电解水甲醇甲醇煤10工业副产品冶金19天然气其他62348其他如热交通运输合成氨00127资料来源Renewablehydrogenforthechemicalindustry资料来源Renewablehydrogenforthechemicalindustry海通证券研究所海通证券研究所322未来全球氢能市场展望未来全球氢气需求将持续增加以工业及交通需求为主交通需求增速最快根据国际氢能委员会预测至2030年全球氢气需求达140亿吨下游应用领域进一步拓宽至新工业原料建筑及供热交通运输发电等至2040年全球氢气需求达385亿吨至2050年全球氢气需求达660亿吨是2020年需求量的8倍其中交通运输将成为拉动全球氢气需求增长的主要方面请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业15图9全球氢能需求量及结构预测百万吨资料来源GlobalHydrogenFlowsHydrogenfornet-zeroHydrogenCouncil海通证券研究所33我国氢能发展形势及展望中国作为世界上最大的制氢国氢能发展优势凸显已初步形成东西南北中五大发展区域早在2000年973计划氢能的规模制备储运及相关燃料电池的基础研究项目就已启动2001年科技部开展863计划后续能源主题氢能技术和高温燃料电池技术的研究2006年科技部863计划专门设立了氢能及燃料电池技术专题自此中国的氢能发展开始真正起步我国氢能产业和发达国家相比仍处于发展初级阶段近年来我国对氢能行业的重视不断提高根据国家能源局援引光明日报2019年3月氢能首次被写入政府工作报告在公共领域加快充电加氢等设施建设2020年4月中华人民共和国能源法征求意见稿拟将氢能列入能源范畴2020年9月财政部工业和信息化部等五部门联合开展燃料电池汽车示范应用对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励2021年10月中共中央国务院印发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统筹推进氢能制储输用全链条发展2022年3月国家发展和改革委员会发布氢能产业发展中长期规划20212035年氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向表6氢能产业发展中长期规划2021-2035年发展目标项目内容到2025年形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境产业创新能力显著提高基本掌握核心技术和制造工艺初步建立较为完整的供应链和产业体系氢能示范应用取得明显成效清洁能源制氢及氢能储运技术取得较大进展市场竞争力大幅到2025年提升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产业布局合理到2030年有序可再生能源制氢广泛应用有力支撑碳达峰目标实现形成氢能产业体系构建涵盖交通储能工业等领域的多元氢能应用生态可再到2035年生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升对能源绿色转型发展起到重要支撑作用资料来源氢能产业发展中长期规划2021-2035年海通证券研究所规划明确指出在应用领域加快探索形成有效商业化路径氢能产业发展中长期规划2021-2035年中指出坚持以市场应用为牵引有序推进氢能在交通领域的示范应用拓展在储能分布式发电工业等领域的应用推动规模化发展加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径交通领域1有序推进交通领域示范应用立足本地氢能供应能力产业环境和市场请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业16空间等基础条件结合道路运输行业发展特点重点推进氢燃料电池中重型车辆应用有序拓展氢燃料电池等新能源客货汽车市场应用空间逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式2积极探索燃料电池在船舶航空器等领域的应用推动大型氢能航空器研发不断提升交通领域氢能应用市场规模储能领域积极开展储能领域示范应用发挥氢能调节周期长储能容量大的优势开展氢储能在可再生能源消纳电网调峰等应用场景的示范探索培育风光发电氢储能一体化应用新模式逐步形成抽水蓄能电化学储能氢储能等多种储能技术相互融合的电力系统储能体系探索氢能跨能源网络协同优化潜力促进电能热能燃料等异质能源之间的互联互通发电领域合理布局发电领域多元应用根据各地既有能源基础设施条件和经济承受能力因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施推动在社区园区矿区港口等区域内开展氢能源综合利用示范依托通信基站数据中心铁路通信站点电网变电站等基础设施工程建设推动氢燃料电池在备用电源领域的市场应用在可再生能源基地探索以燃料电池为基础的发电调峰技术研发与示范结合偏远地区海岛等用电需求开展燃料电池分布式发电示范应用工业领域逐步探索工业领域替代应用不断提升氢能利用经济性拓展清洁低碳氢能在化工行业替代的应用空间开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用探索氢10能在工业生产中作为高品质热源的应用扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模积极引导合成氨合成甲醇炼化煤制油气等行业由高碳工艺向低碳工艺转变促进高耗能行业绿色低碳发展表7十四五时期氢能产业创新应用示范工程项目内容在矿区港口工业园区等运营强度大行驶线路固定区域探索开展氢燃料电池货车运输示范应用及70MPa储氢瓶车辆应用验证在有条件的地方可在城市公交通交车物流配送车环卫车等公共服务领域试点应用燃料电池商用车结合重点区域生态环保需求和电力基础设施条件探索氢燃料电池在船舶航空器等领域的示范应用重点在可再生能源资源富集氢气需求量大的地区开展集中式可再生能源制氢示范工程探索氢储能与波动性可再生能源发电协同运行的商业化运营模式鼓励在储能燃料电池汽车示范线路等氢气需求量集中区域布局基于分布式可再生能源或电网低谷负荷的储能加氢一体站充分利用站内制氢运输成本低的优势推动氢能分布式生产和就近利用结合增量配电改革和综合能源服务试点开展氢电融合的微电网示范推动燃料电池热电联供应用实践鼓励结合新建和改造通讯基站工程开展氢燃料电池通信基发电站备用电源示范应用并逐步在金融医院学校商业工矿企业等领域引入氢燃料电池应用结合国内冶金和化工行业市场环境和产业基础探索氢能冶金示范应用探索开展工业可再生能源制氢在合成氨甲醇炼化煤制油气等行业替代化石能源的示范资料来源氢能产业发展中长期规划2021-2035年海通证券研究所331目前我国氢能市场供需情况目前我国氢气的主要生产消费领域都来自于化石能源中国是全球最大的氢气生产国也是最大的氢气消费国生产和消费领域的氢气大多来源于化石燃料2021年氢气产能为4100万吨氢气产量为3300万吨主要来自于石化炼焦等行业2020年煤制氢占总量57天然气制氢22工业副产氢18电解水制氢142其他来源15从终端消费看氢气消费领域集中在合成氨甲醇等产品而现有电解水制氢则主要用于浮法玻璃电子等产业2020年合成氨需求占比32合成甲醇占比27炼化与煤化工占比25交通领域占比仅为006其他纯氢需求占比2其他如热等约占14请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业17图102020年我国氢气产量结构图112020年我国氢气需求结构电解水其他其他如热等142214炼化与煤化工其他纯氢252煤炼化与煤化工天然气交通合成氨22工业副产006合成甲醇天然气交通电解水其他纯氢煤其他57合成甲醇其他如热等27工业副产18合成氨32资料来源中国2030年可再生氢100发展路线图中国氢能联盟海资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020中国氢能联盟海通证通证券研究所券研究所332未来我国氢能市场展望未来我国氢气产量将持续增加成本持续下降可再生氢成为供应主体据中国氢能联盟预测至2025年我国氢气产量3500万吨可再生氢产量35万吨至2030年我国氢气产量3800万吨可再生氢产量增至500万吨至2060年我国氢气总产量12500万吨可再生氢产量增至10000万吨1成本方面至2025年光伏与风电新增装机发电平均成本将低于03元千瓦时可再生能源电解水制氢成本将低于25元千克将具备与天然气制氢进行竞争的条件至2030年光伏与风电的新增装机发电平均成本将低于02元千瓦时可再生能源电解水制氢成本将低于15元千克具备与配套CCUS的煤制氢进行竞争的条件表8未来我国氢能产量预测氢能产量可再生氢产量可再生氢占比风光装机量电解槽装机量制氢成本时间万吨万吨GWGW元千克2025350035110001025203038465001316008015206012500100008066005007资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020中国氢能联盟海通证券研究所注2025年测算按照可再生能源电解水装机占比1负荷2000小时制氢效率50千瓦时标方测算2产能结构据中国氢能联盟预测至2025年可再生氢产量仅占比1至2030年可再生氢产量占比将增至13其中近90的可再生氢生产来自化工行业和钢铁行业化工行业生产可再生氢用来合成氨和甲醇钢铁行业生产可再生氢用来还原铁与此同时化石能源制氢将逐步配套CCUS技术与可再生电解水制氢为代表的清洁氢共同成为我国氢源供应主体至2060年可再生电解水制氢占比80左右将成为具有成本竞争力的制氢工艺耦合CCUS的化石能源制氢产量则占比16左右其他占4请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业18图12未来我国氢能产能结构预测万吨资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020中国氢能联盟海通证券研究所未来我国氢气需求将持续增加工业需求占比最大交通需求增速最快据中国氢能联盟预测在2030年碳达峰情景下我国氢气的年需求量将达到3715万吨在终端能源消费中占比约为5按热值换算在2060年碳中和情景下我国氢气的年需求量将增至13亿吨左右在终端能源消费中占比约为201需求结构至2060年工业领域用氢占比仍然最大约7794万吨占氢能总需求量60交通运输领域用氢4051万吨占比31建筑领域用氢585万吨占比4发电与电网平衡用氢600万吨占比52需求增速从需求增长比例看来由于FCEV的部署在IEA承诺目标情景和中国氢能联盟的模型场景中交通运输业都是氢能应用增速最快的部门36-42其次是合成碳氢化合物和合成氨生产16-28以及工业过程30-35此外电解槽行业有望成为除FCEV之外的氢能第二大子行业图13碳中和背景下的氢气需求预测图14碳中和背景下的氢气需求结构氢需求量万吨左轴发电140006建筑供热5年均复合增速右轴4120005交通部门31100004交通部门80003工业需求6000建筑供热24000发电20001工业需求006020202030E2040E2050E2060E资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020中国氢能联盟海通证资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020中国氢能联盟海通证券研究所券研究所交通领域将是氢能消费的重要突破口近年来交通部门的碳排放年均增速保持在5以上成为温室气体排放增长最快的领域之一约占全国终端碳排放15左右与此同时中国人均出行距离与千人汽车保有量仍远低于发达国家交通部门能源需求量仍会惯性增加交通领域将是氢能消费的重要突破口实现从辅助能源到主力能源的过渡据中国氢能联盟预测到2060年交通部门氢消费量约4000万吨道路交通以氢燃料电池汽车协同纯电动汽车是道路交通全面电气化实现深度脱碳的关键目前中国汽车电气化率不足2据中国氢能联盟预计2035年前在轻型道路交通领域纯电动汽车仍将占据主流氢燃料电池汽车将在中重型和长途道路交通领域起到至关重要的作用2060年氢燃料电池汽车市场占比约15左右结合燃料电池请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业19与电动化技术道路交通有望在2050年前实现净零排放2060年道路交通氢气消费量3570万吨船运领域通过动力电池和氢燃料电池技术可实现内河和沿海船运电气化通过生物燃料或零碳氢气合成氨等新型燃料实现远洋船运脱碳后期随着氢燃料存储优势逐步显现燃料电池船舶市场渗透率将逐步提升至纯电动船舶水平据中国氢能联盟预计2030年开始市场化推广到2050年约6的船运能源消耗通过氢燃料电池技术氢气消费量接近120万吨2060年氢气消费量280万吨航空领域以生物燃料合成燃料为主氢能等为辅共同实现脱碳以氢为燃料的飞机可能成为中短途航空飞行的主要脱碳路径目前全球已有多种机型正在开发和试验但在长距离航空领域仍须依赖航空燃油可通过生物质转化或零碳氢气与二氧化碳合成制得预计2060年氢气消费量200万吨图15交通部门氢气需求量预测4500氢需求量左轴万吨增速右轴804000703500603000502500402000301500201000500100020202025E2030E2035E2040E2045E2050E2055E2060E资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020海通证券研究所工业领域当前脱碳难度最大氢气作为工业原料在传统工业中需求量呈现先增后降的趋势但在新工业原料氢治金合成燃料工业燃料等行业增量需求的带动下据中国氢能联盟预测2060年工业部门氢气需求量约7794万吨图16工业部门氢气需求量预测资料来源中国氢能源及燃料电池白皮书2020海通证券研究所传统工业氢气是合成氨合成甲醇石油精炼和煤化工行业中的重要原料还有小部分作为回炉助燃的工业燃料使用目前工业用氢基本全部依赖化石能源制取未来通过低碳清洁氢替代应用潜力巨大1合成氨方面合成氨的需求主要来自农业化肥和工业两大方面其中农业肥料占70左右目前我国合成氨行业步入微量增长阶请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究石油化工行业20段随着肥效提高和有机肥替代未来合成氨在农业消费量将下降至60非农业领域消费量受环保新材料专用化学品等工业消费拉动需求量增长但合成氨整体呈稳中有降趋势2合成甲醇方面传统领域甲醇消费增长较为缓慢新兴的甲醇消费的增长主要受甲醇制烯烃和甲醇燃料的发展推动3石油精炼方面石油精炼氢气主要用于石脑油加氢脱硫精柴油加氢脱硫以改善航空燃油的品质随着石油消费量的增长和成品油品质要求的不断提升石油精炼行业的氢气消费量有望持续增加2030年以后由于油品标准交通部门能源效率和电气化率持续提升炼厂氢气消费将持续下降4煤化工方面出于我国能源安全的考虑未来仍将发挥战略作用整体来说现有工业氢气需求量将呈现先增后降趋势2060年降低至2800万吨新工业原料氢气通过氢冶金合成航空燃料合成氨作为运输用燃料等方式在钢铁航空船运等难以脱碳行业中将发挥重要作用据中国氢能联盟1氢冶金方面绿色转型下钢铁行业具有巨大清洁氢气需求2020年我国粗钢产量首次突破1065亿吨占全球产量50以上2030年后氢气作为治金还原剂的需求开始释放到2060年电炉钢市场占比有望提升至60超过30钢铁产量采用氢治金工艺氢气需求量超过1400万吨2合成燃料方面氢气与一氧化碳经费托合成生成绿色柴油航空燃料等与氮气在高温高压和催化剂作用下合成绿氨从而对重型货运船运及工业领域传统燃料形成替代2060年合成燃料方面氢气需求量1560万吨占船运与航空能源需求总量的40工业燃料氢气可通过专用燃烧器提供高品位热源从而替代天然气等化石燃料弥补电力在该领域的不足例如高能耗的水泥钢铁炼化行业中需要大量的高温热量其中钢铁和水泥热耗中高品位热占比近875预计2060年氢气在钢铁和水泥生产过程中将提供35热量需求需求量达到1980万吨表9我国钢铁企业氢项目企业项目宝武集团富氢碳循环高炉研发阶段100万吨氢气直接还原铁河钢集团120万吨氢气直接还原铁从副产氢到绿氢酒钢集团煤基氢冶金研发阶段建龙集团产能30万吨氢基熔融还原副产氢日照钢铁产能50万吨氢基直接还原铁副产氢晋南钢铁两座1860立方米约每年300万吨高炉规模化喷吹氢气项目中晋太行30万吨氢气直接还原铁资料来源中国欧洲清洁氢冶金政策动向与中国启示RMI海通证券研究所整理城镇化提高带动建筑部门氢能需求增长2022年我国常住人口城镇化率为6522比2021年提高050个百分点据中国氢能联盟至2030年建筑部门终端能源需求将达到79亿吨标准煤建筑部门能源需求主要用于采暖生活热水炊事和各种电器设备的消耗建筑部门完全脱碳的难点在于供暖与炊事尤其在季节性和日间变化的情况下峰值热需求波动相当大一方面可以通过集中空调系统供暖电力烹饪等技术实现建筑电气化另一方面通过燃氢锅炉和燃料电池等方式与分布式风光等可再生能源结合逐步打造零碳建筑根据国际氢能委员会的研究对于现有天然气为供能基础的建筑到2030年通过燃氢锅炉供暖的经济性可以与热泵技术相媲美尤其管网与电解水制氢技术结合可以实现储能与更有效的需求波动管理支撑低碳清洁氢的推广应用此外对于部分公共及商业建筑燃料电池热电联产与热泵将是完美的零碳解决方案据中国氢能联盟预测2060年预计20天然气供暖需求被纯氢替代剩余需求可以通过一定比例的掺氢实现脱碳预计2060年建筑供热供电领域氢气消费量将达到585万吨氢能发电领域重在技术进步随着可再生能源装机规模的快速扩展掺氢燃气轮机和燃氢轮机技术的成熟以及固体氧化物等燃料电池技术的进步氢作为储能和调峰电源的需求将得到释放电解槽可以设计为一种灵活的需求侧调节工具一方面通过分布请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明