本周关注：铁建重工、中铁工业、东华测试、瑞纳智能
　　本周核心观点：继续关注央国企“中特估”与数字经济
　　氢能的燃料属性需要重视，2022年开始国家政策明确推进氢能发展。氢能不完全类似于锂电/光伏，除绿色能源属性外，其本身可直接作为燃料，而不仅局限于电能的形态应用，是新能源结构中重要的一个补充。2022年3月，国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提到氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，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。规划明确提到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。
　　目前国内绿色制氢运营/建成/在建/规划产能均在稳步推进中，渗透率提升空间仍大。根据中国氢能研究院统计数据，截至2023年初，全国范围内在运营/建成/在建/规划的绿氢产能为3.27/2.31/18.09/368.54万吨年产能。而2022年中国的氢气产能约4000万吨、产量约3300万吨，绿氢渗透率仍处于较低水平，存在较大的提升空间。
　　宏观角度光伏、石化企业均有动力推进氢能发展，同时现有的特高压技术不能完全替代氢能。1）光伏：根据国家能源局数据，2022年光资源较为充足的西藏、青海弃光率仍有20%/10%，光伏发电的消纳问题仍需解决，而氢能可直接作为燃料的属性尤为重要，可直接用于储能、工业、化工、运输等场景，提供了就地消纳的新解决方案，也可通过不同的储运方式异地消纳，同时电解水制氢中电费占比最高，绿电企业发电成本更低，布局氢能也有协同效应；2）石化：按极限情况估算假设未来全部新能源车使用氢气，2022年全国新能源车里程数约为1724亿公里，按100km消耗1kg氢气估算，也仅需要消耗氢气172万吨。因此除去交运，工业、化工场景对氢气的需求更大。氢气是石化行业的重要原料，石化企业可将氢能与原产业耦合发展。3）电网特高压：根据我们统计2021年17条直流绿电占比59%，其中风/光直流的绿电占比仅为29%。同时，电网系统自身的电压、频率耐受性能有局限，无法应对光风电的大范围波动，目前一般需要一定比例的火电打捆外送。因此储运氢及当地消纳氢在特高压现有布局下仍有一定需求空间
　　行业提速时点与空间测算。绿氢产业发展需要全产业链各环节配合前行，作为最上游的制备环节，电解水制氢设备有望首先放量。假设长期看规划产能全部落地绿氢产能达到368万吨，按每年开机4000h计算，需要1000Nm3/h电解槽1.03万个（H21kg=11.2Nm3），按当前售价692万元/个估算，总市场规模可达712亿元；而若按2025规划达到20万吨产能，则对应市场规模39亿元。同时根据我们的测算，在光伏电价0.28元/kwh的情形下，电解水制氢的成本仅为天然气制氢的95%，初步具备经济性，行业有望提速。
　　投资建议：综合考虑新业务制氢电解槽带来的业绩增量以及与原先主业的协同效应，建议关注该环节内有所布局、并与主业有协同效应的新锐玩家：华电重工、华光环能、亿利洁能、昇辉科技
　　风险提示：1）绿氢产业全产业链发展不及预期；2）制氢电解槽及相关设备降本不及预期；3）绿电电价降低不及预期

研究报告全文：一周解一惑系列2023年03月19日制氢电解槽先行氢能产业发展有望提速本周关注铁建重工中铁工业东华测试瑞纳智能推荐维持评级本周核心观点继续关注央国企中特估与数字经济氢能的燃料属性需要重视2022年开始国家政策明确推进氢能发展氢能TableAuthor不完全类似于锂电光伏除绿色能源属性外其本身可直接作为燃料而不仅局限于电能的形态应用是新能源结构中重要的一个补充2022年3月国家发改委发布的氢能产业发展中长期规划2021-2035年提到氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一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规划明确提到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨年分析师李哲目前国内绿色制氢运营建成在建规划产能均在稳步推进中渗透率提升执业证书S0100521110006空间仍大根据中国氢能研究院统计数据截至2023年初全国范围内在运营电话13681805643建成在建规划的绿氢产能为327231180936854万吨年产能而2022邮箱lizheyjmszqcom年中国的氢气产能约4000万吨产量约3300万吨绿氢渗透率仍处于较低水分析师占豪执业证书S0100522090007平存在较大的提升空间电话15216676817宏观角度光伏石化企业均有动力推进氢能发展同时现有的特高压技术邮箱zhanhaomszqcom不能完全替代氢能1光伏根据国家能源局数据2022年光资源较为充足的西藏青海弃光率仍有2010光伏发电的消纳问题仍需解决而氢能可相关研究直接作为燃料的属性尤为重要可直接用于储能工业化工运输等场景1一周解一惑系列掘进机装备行业及产业提供了就地消纳的新解决方案也可通过不同的储运方式异地消纳同时电解链梳理-20230313水制氢中电费占比最高绿电企业发电成本更低布局氢能也有协同效应22一周解一惑系列钙钛矿电池技术中激光设备应用梳理-20230305石化按极限情况估算假设未来全部新能源车使用氢气2022年全国新能源车3一周解一惑系列叉车国内需求改善锂里程数约为1724亿公里按100km消耗1kg氢气估算也仅需要消耗氢气电化加速全球竞争力-20230226172万吨因此除去交运工业化工场景对氢气的需求更大氢气是石化行4一周解一惑系列钙钛矿晶硅叠层电池的业的重要原料石化企业可将氢能与原产业耦合发展3电网特高压根据我发展路径-20230219们统计2021年17条直流绿电占比59其中风光直流的绿电占比仅为5一周解一惑系列换电行业及产业链梳理-29同时电网系统自身的电压频率耐受性能有局限无法应对光风电的20230212大范围波动目前一般需要一定比例的火电打捆外送因此储运氢及当地消纳氢在特高压现有布局下仍有一定需求空间行业提速时点与空间测算绿氢产业发展需要全产业链各环节配合前行作为最上游的制备环节电解水制氢设备有望首先放量假设长期看规划产能全部落地绿氢产能达到368万吨按每年开机4000h计算需要1000Nm3h电解槽103万个H21kg112Nm3按当前售价692万元个估算总市场规模可达712亿元而若按2025规划达到20万吨产能则对应市场规模39亿元同时根据我们的测算在光伏电价028元kwh的情形下电解水制氢的成本仅为天然气制氢的95初步具备经济性行业有望提速投资建议综合考虑新业务制氢电解槽带来的业绩增量以及与原先主业的协同效应建议关注该环节内有所布局并与主业有协同效应的新锐玩家华电重工华光环能亿利洁能昇辉科技风险提示1绿氢产业全产业链发展不及预期2制氢电解槽及相关设备降本不及预期3绿电电价降低不及预期本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1行业专题研究机械目录1什么是碱性电解槽311氢能产业链现状312电解槽技术42微观层面跟踪氢能产业链721电解槽成本拆解722电解水制氢初步具备经济性103宏观视角下光伏石化电网氢能商业化诉求1531光伏企业氢能布局1532传统石化能源企业氢能布局1733电网有冲击但仍不满足需求184相关企业2141华电重工2142华光环能2143亿利洁能2244昇辉科技225风险提示23插图目录24表格目录24本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2行业专题研究机械1什么是碱性电解槽11氢能产业链现状绿色氢气是构筑低碳社会的重要载体绿氢是以可再生能源为电力输入电解水产生的氢气可以助力交通化工钢铁石化等多领域深度脱碳2022年3月国家发改委发布的氢能产业发展中长期规划2021-2035年提到氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一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规划明确提到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨年2035年可再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图2截至2023年可再生氢项目数量及产能万吨图1截至2023年可再生氢产能分布图年资料来源中国氢能联盟研究院民生证券研究院资料来源中国氢能联盟研究院民生证券研究院图3截至2023年不同来源可再生氢项目数量个图4截至2023年不同来源可再生氢产能万吨年资料来源中国氢能联盟研究院民生证券研究院资料来源中国氢能联盟研究院民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3行业专题研究机械2020年以来中国布局电解水制氢的企业数量在快速增加电解槽装备企业数量从2020年约10家迅速上升到超百家据势银统计产业链相关企业超二百家表12021年以来部分新进入水电解制氢企业汇总产品类别企业简称原先所属行业产品单槽制氢规模Nm3h隆基氢能光伏碱性电解槽1000凯豪达房地产碱性电解槽1000奥扬科技气瓶碱性电解槽1200希倍优氢能氢能碱性电解槽1400远景能源风电碱性电解槽电解槽华电重工工程碱性电解槽1200国富氢能氢能碱性电解槽1000宝武重工钢铁碱性电解槽30国电投氢能科技电力PEM电解槽50阳光氢能光伏PEM电解槽50上海治臻燃料电池PEM电解槽50中石化石油炼化PEM电解槽30莒纳科技氢能碱性电解槽电极相关零部件龙幡氢能源油品PEM电解槽催化剂西安菲尔特金属加工PEM电解槽气体扩散层金泉益金属加工PEM电解槽双极板资料来源势银民生证券研究院12电解槽技术碱性电解水制氢是指在碱性电解质环境下进行电解水制氢的过程电解质一般为30质量浓度的KOH溶液或者26质量浓度的NaOH溶液反应过程中在直流电的作用下水分子在阴极一侧得到电子发生析氢还原反应生成氢气和氢氧根离子氢氧根离子在电场和氢氧侧浓度差的作用下穿过物理隔膜到达阳极并且在阳极一侧失去电子发生析氧氧化反应生成氧气和水由于隔膜的阻碍氢气和氧气不会通过隔膜混合在一起但是电解液却可通本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4行业专题研究机械过隔膜进入另一侧制氢系统运行时氢气与碱液的混合液以及氧气与碱液的混合液分别经过气水分离器将气体和溶液分离碱液回流至电解槽氢气和氧气分别进入纯化装置提纯后进行收集图5碱性电解水工作原理图6碱性电解槽结构资料来源势银民生证券研究院资料来源碳能科技官网民生证券研究院碱性电解水制氢系统主要包括碱性电解槽主体和BOP辅助系统碱性电解槽主体是由端压板密封垫极板电极隔膜等零部件组装而成电解槽包括数十甚至上百个电解小室由螺杆和端板把这些电解小室压在一起形成圆柱状或正方形每个电解小室以相邻的2个极板为分界包括正负双极板阳极电极隔膜密封垫圈阴极电极6个部分BOP辅助系统主要包括电源供应系统控制系统气液分离系统纯化系统碱液系统补水系统冷却干燥系统及附属系统生产绿氢的核心在于应用高效的电解水制氢技术水在直流电的作用下会发生电化学反应并分别在电解槽的阴极和阳极产生氢气和氧气按照工作原理和电解质的不同电解水制氢技术可分为4种分别是碱性电解水技术ALK质子交换膜电解水技术PEM高温固体氧化物电解水技术SOEC和固体聚合物阴离子交换膜电解水技术AEM根据中国电解水制氢产业蓝皮书2022数据统计中国的出货量上看2021年碱性电解槽设备出货量约350MW占比超过95现阶段碱性电解槽占绝对优势双方最核心区别是隔膜不同电解质不同与之带来相应的优劣势这些可归总为成本效率是否适配新能源的权衡1催化剂不同非碱性环境反应效率慢所以需要稀有金属催化剂比如铂这会导致PEM成本高2电流密度碱性电解槽的隔膜厚通过离子效率低因此电流密度低同时碱性电解槽隔膜通过的是OH-比H体积大为了阻止H2O2本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5行业专题研究机械相遇可承受的压强差范围小因此导致了离子通过速度慢电流密度低电流密度低一方面会影响效率另一方面因为电流密度的范围小其快速响应波动的能力会稍弱新能源适配变弱3工作温度碱液需要先加热并维持更高的工作温度这也会影响快速响应波动的能力4单机规模寿命由于技术和商业化更加成熟目前碱性电解槽的单槽产能寿命都要大幅领先PEM图72021年中国碱性电解槽质子交换膜PEM电解槽出货量占比资料来源势银中国电解水制氢产业蓝皮书2022民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6行业专题研究机械2微观层面跟踪氢能产业链21电解槽成本拆解碱性电解槽由电极电解液隔膜组成电解槽内装填电解质溶液通过隔膜将槽体分为阴阳两室各电极置于其中在一定的电压下电流从电极间通过在阳极上产生氧气在阴极上产生氢气从而将水分解制取氢气电解槽工作温度一般为7090以KOH或NaOH水溶液为电解质电解槽中的隔膜通常为石棉或者高分子复合材料电极一般采用镍基金属材料产生的氢气纯度在99以上经分离后的氢气需要脱除其中的水分和碱液碱性电解槽的成本与其制氢能力有关制氢能力越大成本越高目前国内市场在售的碱性电解槽单台设备制氢能力从几十到1000Nm3h价格从100万1000余万元不等其中1000Nm3h的制氢能力是当前碱性电解槽单台设备制氢能力的上限其价格大概在700万1000万元之间设备的制氢能力与其成本基本呈线性正相关关系图8碱性电解槽成本与制氢能力关系资料来源现代化工民生证券研究院据国内中石化新疆绿氢示范项目招标统计隆基考克利尔中国船舶718所的设备报价基本一致13套1000Nm3h的制氢设备约36亿元项目采招13组每组4台共计52台单机产氢量1000Nm3h的碱性电解槽配套气液分离和氢气纯化等设备按此估算单台1000Nm3h碱性电解槽成本约为692万元换算成单kW成本为6921000050001384元kW表2中石化新疆绿电制氢项目招标序号物资数量计量单位备注1制氯及配套设备13套包1-电解水制氨成套装置资料来源中石化官网民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告7行业专题研究机械表3中石化新疆绿电制氢项目评标序号投标人评标价格万元质量交货期备注1考克利尔竞立苏州氯能科技有限公司35996合格满足要求入围候选人2西安隆基氢能科技有限公司35988合格满足要求入围候选人3中国船舶重工集团公司第七一八研究所35088合格满足要求入围候选人资料来源中石化官网民生证券研究院据IRENA数据在碱性电解水制氢系统中碱性电解槽的成本约占45系统占其余配套设备占比55其中核心配套设备包括电源控制系统整流柜和变压器为电解水制氢提供直流电气液分离装置干燥纯化系统冷冻水及循环系统氢气缓冲与压缩设备在碱性电解槽的成本拆解中膜电极占比最高达到57膜电极份额中隔膜占比14镍电极14制造成本72图9碱性电解槽电解水制氢系统成本拆解资料来源IRENA民生证券研究院据IRENA数据统计2005-2020年碱性电解槽成本平均下降了60PEM本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8行业专题研究机械电解槽成本平均下降了67图10ALK电解槽降本趋势图11PEM电解槽降本趋势资料来源IRENA民生证券研究院资料来源IRENA民生证券研究院图12降本中规模经济出货量平衡点资料来源IRENA民生证券研究院2005-2020年专利系列数排名中中国总数排名第一2022年9月21日由中国氢能联盟研究院发起起草的国内首个电解槽评价标准碱性水电解制氢系统领跑者性能评价导则正式发布该标准的发布建立了我国在碱性电解水领域的评价体系将有助于我国可再生能源制氢装备制造行业的稳步发展评价导则制定过程中中船集团第七一八研究所考克利尔竞立天津大陆阳光氢能隆基氢能中电丰业等国内主要水电解制氢系统厂商和中检计量必维本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9行业专题研究机械德凯等第三方认证机构积极参与已顺利完成5家厂商碱性水电解制氢系统的先进性测试与认证工作图13相关专利总数及分布2005-2020图14专利数前十国家2005-2020资料来源IRENA民生证券研究院资料来源IRENA民生证券研究院22电解水制氢初步具备经济性221制氢方式当前主要有四种制氢方式分别为煤气化制氢天然气制氢电解水制氢和天然气结合碳捕集制氢根据以上生产方式的不同氢气可以分为灰氢蓝氢绿氢和紫氢四种类型类型的定义通常以天然气制氢为基准划分碳排放高于天然气制备方式的为灰氢是目前的主流氢气主要是通过石化能源如煤燃烧产生氢气生产时会伴有大量的二氧化碳排放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CCUS而制取后的氢气绿氢是利用可再生能源如太阳能或风能等发电后的再经电解工序制取的氢气天然气碳捕捉技术也可视为绿氢绿氢被称为零碳氢气是唯一具有全链路零碳排放的核心优势的氢气是氢能发展的终极目标222制氢成本分析天然气涨价天然气制氢成本提升从供给端来看俄乌地区是全球天然气等工业原料的重要出口地受俄乌影响欧美制裁的一项是欧洲德国主动关停北溪2号拒绝进口俄罗斯原油天然本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10行业专题研究机械气此举加剧全球天然气短缺导致能源价格居高不下从需求端来看目前各国致力于实现净零排放目标政策对清洁能源的推动将持续提升天然气需求各种因素作用下21年以来天然气价格高涨2022年均价到了6700元吨相比20212020年增长37106且未来我国LNG价格或将持续提升图15液化天然气LNF价格元吨900000800000700000600000500000400000300000200000100000000市场价液化天然气LNG全国资料来源wind民生证券研究院光伏LOCE下降利好电解水制氢根据中国光伏行业协会CPIA数据按等效利用小时1000h计算地面光伏电站度电成本LCOE从2018年的055元kwh下降到2022年的034元kwh4年下降到618电解水制氢成本一半以上来自于消耗电成本LCOE的下降有助于电解水制氢降本增效图162022-2030年光伏分布式电站不同等效利用图172022-2030年光伏地面电站不同等效利用小小时数LCOE估算元kWh时数LCOE估算元kWh资料来源CPIA民生证券研究院资料来源CPIA民生证券研究院根据前文数据及相关资料我们做出如下核心假设11000Nm3h的电解槽价格约为692万元本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告11行业专题研究机械2电解槽折旧寿命10年每年工作时间4000h每天约10小时3光伏电价采用CPIA2023年对地面式光伏LCOE的最新预测1200h等效利用小时为028元kwh4天然气煤炭水的价格采用Wind2022年平均数5电解槽成本配套设备的成本占比为45556碳捕捉的价格为02元kg表4核心假设假设项目数值单位碱性电解槽成本1384元kw6920元Nm3h692万元1000Nm3h折旧寿命10年工作时间4000h年产氢量4000000Nm3年电解槽折旧费用017元Nm3年配套设备制造费用021元Nm3年光伏电价LCOE028元kwh天然气价格6303元t450元m3煤炭价格820元t082元kg水价233元t0002元kgCO2碳捕捉费用200元t020元kg资料来源Wind现代化工CPIA势银中国电解水制氢产业蓝皮书2022民生证券研究院测算根据前述电解水制氢系统成本拆解碱性电解槽成本为1384元电解槽折旧费用和配套设备制造费用分别为017021元Nm32022年光伏电价天然气价格煤炭价格水价平均为028元kwh450元m3082元kg0002元kg目前技术下碳捕捉成本为200元吨本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12行业专题研究机械表5制氢成本制备1Nm3氢气煤气化制氢天然气制氢电解水制氢天然气碳捕捉消耗电kwh005446013消耗煤kg076消耗天然气Nm3040040消耗水kg081转化效率559720668709消耗电成本元001125004消耗煤成本元062消耗天然气成本元181181消耗水成本元000制造费用元014007038022维护成本元007003019011单位制氢成本元Nm3083192183218单位制氢成本元kg924215120482438电解水其他222x095x100x084x资料来源民生证券研究院测算根据HydrogenAnalysisResourceCenterHydrogenProductionEnergyConversionEfficienciesCurrentTechnologies的模型制造1Nm3的氢气煤气化制氢需要消耗076kg煤天然气制氢需要消耗005kwh电040Nm3天然气电解水制氢需要消耗446kwh电081kg水天然气加碳捕捉制氢需要消耗013kwh电040Nm3天然气根据我们的预测由于天然气涨价叠加光伏LCOE持续下降电解水制氢实际上已初步具备经济优势目前电解水制氢的成本高于于天然气制氢成本但已经低于天然气碳捕捉的制氢成本而当电解水制氢的成本与天然气制氢成本接近持平时我们认为电解水制氢设备的投资会加速图18敏感性分析LCOE-天然气图19敏感性分析LCOE-煤LCOE元kwhLCOE元kwh095x016020024028032036040222x016020024028032036040810038x044x049x054x060x065x070x148098x111x125x138x152x165x179x702044x050x056x062x068x074x080x128110x125x141x156x171x186x201x天然气元m3540057x065x072x080x088x096x103x煤元kg098136x155x174x192x211x230x249x450068x077x086x095x104x114x123x082157x178x200x222x243x265x286x486063x071x080x089x097x106x114x089148x168x189x209x229x250x270x432070x080x089x099x109x118x128x079162x184x206x228x251x273x295x378080x090x101x112x123x134x144x069178x203x227x252x277x301x326x324092x104x117x129x142x154x167x059199x226x253x281x308x336x363x资料来源民生证券研究院测算资料来源民生证券研究院测算本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13行业专题研究机械据天然气价格和煤价格展开敏感性分析当前电解水制氢成本约为煤炭制氢的222x天然气制氢的095x随着LCOE价格下降电解水的成本优势将有所凸显223锂电池和氢能储能对比图20锂离子电池储能系统的平准化成本图21氢能设施储能的平准化成本资料来源麦肯锡民生证券研究院资料来源麦肯锡民生证券研究院锂离子电池的能量密度和功率密度较高目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池但是锂离子电池储能具有两大缺陷一是随着储能时长和储能容量的增加储能成本将急剧增加二是安全性问题将越来越显著锂离子电池很容易发生电池内部短路而导致自燃相比之下氢储能作为一种新型储能在能量维度时间维度和空间维度上具有突出优势在规模储能经济性方面随着储能时间的增加储能系统的边际价值下降可负担的总成本也将下降规模化储氢比储电的成本要低一个数量级本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告14行业专题研究机械3宏观视角下光伏石化电网氢能商业化诉求31光伏企业氢能布局表6光伏企业氢能布局或进展情况公司时间布局或进展2021年3月成立子公司隆基氢能布局氢能隆基绿能在建项目包括无锡氢能一期500MW产能项目工程进度已达83项目预计投入1822022年上半年亿元阳光电源GW级制氢设备工厂已经顺利投入生产运营国内首套IGBT大功率制氢电源完2022年上半年阳光电源成发货200标方PEM制氢系统产品成功交付至宁夏客户所在项目地2022年9月14日拟28亿成立氢能领域合资公司阳光氢能与正能集团举行合作签约内蒙古圣圆正能制氢加氢一体化项目项目位于鄂2022年3月31日尔多斯市伊金霍洛旗计划投资1396亿元规划建设6000Nm3h电解水制氢阳光氢能2022年7月16日阳光氢能200Nm3hPEM绿电制氢系统启运发货阳光氢能与必维集团战略合作签约阳光氢能1000Nmh碱性水电解制氢系统荣获国际2022年11月3日认证公司第一批30台电解水制氢设备已投运宝丰能源的太阳能电解制氢储能及应用示范项目2022年上半年采用单台产能1000标方小时的高效碱性电解槽制氢设备设备投资额共计327亿元宝丰能源宝丰能源发布关于内蒙300万吨年烯烃项目获得环评批复的公告标志该项目正式获2022年11月24日批2021年5月专注于下游电站业务的晶科科技宣布布局光伏制氢晶科科技与康明斯中国投资有限公司在上海签署战略合作协议根据协议晶科科技和晶科科技康明斯中国将结合双方技术及产品开发光伏PEM电解槽各种应用场景下的制氢方案2022年7月共同探索光伏制氢整体解决方案并协同参与光伏制氢大型项目招投标为客户提供一站式整体解决方案协鑫集团正式发布氢能战略明确了两条氢能发展路线1蓝氢战略路线首期建成年产230万吨合成氨逐步扩能至每年400万吨的生产规模可供应国内70万吨蓝氢2绿协鑫集团2021年7月氢战略路线通过低成本规模化高效率光伏制氢成为绿氢生产商与综合服务商计划到2025年建设100座综合能源站并达到绿氢年产能40万吨林洋能源全资子公司林洋创业投资有限公司与舜华新能源合资成立清耀上海新能源科林洋能源2021年8月技有限公司主要从事氢能业务其中舜华控股60林洋参股40中国石化集团公司与天合光能股份有限公司签署战略合作框架协议将围绕绿电制氢业2021年6月务光伏材料供应及研发展开深度合作天合光能天合元氢首台套碱性电解水制氢设备正式下线该设备产氢量为1000Nm3h可以有效2022年12月19日解决新能源弃电问题资料来源各公司公告公众号民生证券研究院目前已有不少光伏企业布局氢能如隆基绿能阳光氢能宝丰能源晶科科技协鑫集团林洋能源天合光能等在光伏补贴结束背景下市场格局以民营龙头企业为主目前各环节的技术迭代放缓布局氢能技术是对未来电氢相互支撑预期的跟进储备本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15行业专题研究机械光伏发电存在消纳问题近年来我国弃光率虽然处于下降趋势但是在可再生能源充足的地区仍然存在较高的弃光率据全国新能源消纳监测预警中心数据2022年全国弃光率达到17而西藏弃光率达到20其次是青海将近10弃光率问题目前并没有得到完全解决光伏的消纳问题源于资源错配包括时间及空间层面从时间层面来看光伏在夜间及阴天发电量骤降不如火电可控性强从空间来看我国太阳能资源主要集中在西北地区与用电量高的中东部地区产生空间错配光伏制氢能缓解光伏调峰消纳等问题用光伏发电电解水产生的绿氢能产生大量储能来削峰填谷缓解时间错配的问题此外由电解水产生的氢气比锂电池储能时间更长可以提供季度级别的长时储能进一步确定了氢作为储能载体的特性结合运氢技术将有效缓解资源空间错配问题长期来看来看光伏制氢各环节技术仍需突破有较大的降本空间在技术发展促进降本的背景下光伏等可再生能源制氢有望成为主要的制氢方式促进可再生能源高比例利用图222022年我国存在弃光情况的城市图23光伏制氢一体化示意图2520151050西藏青海新疆蒙西宁夏陕西河北吉林甘肃山东蒙东辽宁贵州山西河南云南黑龙江资料来源双碳目标下可再生能源制氢技术综述及前景展望民生资料来源全国新能源消纳监测预警中心民生证券研究院证券研究院图24阴天时一天光伏发电量走势kwh图25光伏制氢一体化示意图资料来源光伏公共频道民生证券研究院资料来源全国新能源消纳监测预警中心民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16行业专题研究机械32传统石化能源企业氢能布局表7传统能源企业氢能布局公司时间布局或进展明阳集团先后与中国石化宁德时代隆基股份等巨头名企签署战略合作协议并发布了2021年氢能对外投资公告明阳集团总部主体工程正式开工该工程规划将大兆瓦风力发电机组海水制氢等项目纳2022年2月入总部经济核算并新增落户碳交易等相关业务明阳集团明阳阳江青洲四海上风电项目开建其中配套建设风电制氢项目有望成为全国首个海2022年8月底上风电海洋牧场海水制氢融合项目2022年10月13日明阳智能全球最大单体碱性水电解制氢装备在广东成功下线2022年11月30日明阳集团东方CZ9海上风电场示范项目动工金风科技与吉林省人民政府签署战略合作框架协议双方将深入推进风电制氢制氨及氢能2022年8月31日产业链风电装备制造碳纤维在风电叶片领域应用新能源乡村振兴抽水蓄能等领域金风科技务实合作2022年9月26日由金风科技联合专业化工设计院进行设计勃利县20万千瓦风电制氢联合运行示范项目开工2022年8月33日大唐海南氢能产业发展中心正式揭牌大唐集团2021年6月中国大唐与吉林省签约双方将谋划实施陆上风电绿电制氢等新能源项目2022年3月大唐海南能源开发有限公司与东方锅炉签署氢能产业综合示范合作框架协议东旭集团2022年4月17日东旭集团又与河南洛阳高新区签署氢能汽车产业园项目正泰氢能携手重塑集团重磅发布四大关键氢能技术成果包括绿氢制造装备及兆瓦级氢能2022年12月13日发电系统镜星二十二新一代大功率燃料电池系统SIRIUS-E大功率燃料电池电堆M-正泰集团Pack系列碳化硅DCDC变换器2022年4月浙江正泰新能源设计开发的燃料电池氢储能电站项目已经正式实施资料来源各公司公告公众号民生证券研究院在双碳背景下我国能源结构中传统能源占比将逐渐下降长期来看新能源会逐渐替代传统能源能源转型势在必行目前锂电池已经开始在下游应用影响石化能源如由于新能源汽车兴起带动充电站对加油站的冲击在未来转型压力以及现有新能源冲击下传统石化能源可以考虑与氢能耦合发展开拓企业发展的另一路线在制氢领域目前我国制氢还是以化石原料和工业副产氢灰氢为主电解水制氢规模仍然很小在运输氢气方面盘活天然气管道掺氢运输也是传统石化行业发展氢能的一大方向根据2019年全球各国已经建立的37个天然气掺氢的示范项目天然气中掺入20的氢气后发动机热效率可以提高15经济性提高8污染物排放降低60-80石化企业建设加氢站具有天然的优势除了独立建设加氢站之外利用现有的加油站改造油氢合建站可减少土地和管理成本更为快捷经济综合分析来看合建站是满足未来相当长时间内油电氢燃料电池车等共存期能源补给的最佳方式在工业用氢方面氢用于炼油合成氨生成甲醛及钢铁等过程中已经十分成熟本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告17行业专题研究机械图262021年我国制氢方式占比图27向天然气管道掺氢的可能路径363762113工业副产氢电解水制氢煤制氢天然气制氢资料来源天然气管道掺入氢气的影响及技术可行性分析民生证券资料来源亿渡数据民生证券研究院研究院图282017-2022年全球及中国加氢站数量个图292030年工业用氢预计需求量占比中国加氢站累计数量全球加氢站累计数量占比90040008003500700300060025005002000400150030020010001005000000201720182019202020212022资料来源亿渡数据金联创H2stations民生证券研究院资料来源中国氢能联盟民生证券研究院33电网有冲击但仍不满足需求氢能与电网形成一定的竞争关系主要包括特高压电网以及电力现货市场虽然有一定的冲击但氢能仍有需求特高压电网指的是指1000kV及以上交流电网或800kV及以上直流电网其中直流输电主要用于送受关系明确的远距离大容量输电以及部分大区省网之间的互联交流输电用于近距离大容量输电和更高一级电压等级的网架建设2021年我国在运直流特高压共计17条总输电能力约134亿千瓦时其中可再生能源电量2871亿千瓦时占全部输送电量的587直流特高压功能在于解决资源和负荷中心分布失衡的问题呈现出西电东送北电南送特征特高压直流电网支持了可再生能源的跨省输送但由于新能源的不稳定性同等装机功率下绿电的发电利用小时数低2021年17条直流绿电占比59其中风本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告18行业专题研究机械光直流的绿电占比仅为29同时同时电网系统自身的电压频率耐受性能有局限无法应对光风电的大范围波动目前一般需要一定比例的火电打捆外送因此储运氢及当地消纳氢在特高压现有布局下仍有一定需求空间2022年11月25日国家能源局发布电力现货市场基本规则征求意见稿逐步推动所有电力主体进入市场一方面促进了中长期电力市场通过现货市场发现价格另一方面能够缓解新能源消纳问题由于电力现货市场仍处于探索试点阶段目前新能源参与现货市场仍存有一些问题新能源发电具有不确定性制度要求发电商进行远期发电能力和短期功率预测容易出现发电不足需要从现货市场买入电量履约的现象不仅如此新能源发电商也需要承担收益下行的压力许多地区普遍存在新能源发电现货结算度电均价低于燃煤电价的现象以至于都难以达到过去标杆价格结算收益电力现货市场仍需要进一步完善目前并不会对氢能的利好有重大影响表8传统能源企业氢能布局额定输送容量年输送电量可再生电量地区特高压简称利用率绿电占比主要绿电种类亿kwh亿kwh亿kwh向家坝-上海复奉直流56062830283050100水锦屏-同里锦苏直流63073619361957100水哈密-郑州天中直流7008446115976436风光溪洛渡金华宾金直流70082716271339100水宁东浙江灵绍直流7008504111647223风光酒泉湖南祁韶直流700827197093926风光晋北江苏雁淮直流700828575044118风光内蒙古江苏锡泰直流876018594162122风内蒙古山东鲁固直流8760265410103038风光内蒙古山东昭沂直流8760319610783634风准东皖南吉泉直流9636550617295731风光青海河南青豫直流7008151514892298水四川江西雅湖直流7008150514602197水云南广东楚穗直流43802176217650100水云南广东普侨直流26281562156259100水云南广东新东直流43802379237954100水昆柳龙昆柳龙直流70082271227132100水全国总计电量11528488728714259全国仅风光直流464282323867135029资料来源各公司公告公众号民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19行业专题研究机械图302022Q3光伏发电量占当地用电比例图313月5日山西电力现货市场价格资料来源全国新能源消纳监测预警中心民生证券研究院资料来源山西电力交易中心民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20