短期近距离气氢拖车，中期气氢拖车短距离与液氢长距离结合，长期管道输氢。储运环节成为氢能大规模应用下重点突破环节，高密度、轻量化、低成本、多元化的氢储运体系逐步建立。综合全文测算，液态储氢（液氢、液氨、甲醇）和管道运输成本对距离不敏感，均适用于长距离储运，气氢拖车对距离较为敏感，更适用于短距离。
　　短期：运输距离在300km以内时气氢拖车较为经济，因此当前加氢站应尽可能分布在氢源附近；
　　中期：液氢及储运装备发展相对成熟时，液氢运输将成为长距离运输主流，形成“短距离气氢拖车，长距离液氢槽车”运输格局，辅之液氨和甲醇载氢在特定场景和液氢装备尚未成熟前过渡使用；
　　长期：能源结构逐步转型下，对氢能的需求大且稳定，加氢站和应用场景已全面铺开，管道输氢前期投入大将不再是阻碍，管道输氢将成为最为经济的输氢方式。
　　长管拖车气氢运输适用短距离运输，中短期氢气需求量提升对运氢降本效果显著。氢能运输当前主要以高压气氢运输为主，其经济性范围半径在300公里内，适用于短距离运输，短期降本方向主要为提高拖车氢瓶工作压力，运用III/IV型氢瓶替换当前的I型瓶；长期降本方向为增加终端用氢需求，推广燃料电池汽车及其他领域应用。
　　低温液氢适合长距离大规模运输，液氢装备逐步国产化。未来中期将实现长管拖车气氢运输与液氢运输相互配合的输氢格局，此前国内液氢设备主要依赖于进口，但近年来国内积极在氢液化系统集成方面开发，液氢装备开始出现国产化替代趋势，未来液氢产能有望迅速提升。建议关注液氢装备及储运领域的相关企业。
　　液氨载氢为气氢向液氢过渡阶段的替代，适用长距离大规模运输。液氨载氢成本对距离不敏感，也适用于长距离大规模运输，可在常温常压下进行运输，但长期看大规模下其运氢成本高于液氢，因而液氨载氢可成为中短期内在液氢设备成熟前的长距离氢运输过渡技术。
　　管道输氢经济性最强，是未来运氢的终极方向。管道纯氢运输方式由于前期管道建设投入大，在当下用氢规模较小且分散的情况下经济性有限；由于全球天然气管网建设相对健全，因此天然气掺氢可作为中短期管道输氢降本较为有效的方式；从长期看，氢能产业较为成熟、用氢规模大且集中稳定时，纯氢管道运输将成为主流输氢方式。
　　投资建议
　　电解水及氢气需求端放量下，安全高效输氢技术是氢能大规模商业化发展的前提，建议关注昇辉科技、亿利洁能、华电重工、石化机械、兰石重装。
　　风险提示：技术研发进度不及预期；下游氢能需求不及预期；政策落地不及预期；项目落地速度不及预期。
　　

研究报告全文：2023年04月04日买入维持评级氢能燃料电池行业研究行业深度研究证券研究报告氢能组分析师姚遥执业S1130512080001yaoygjzqcomcn氢能燃料电池行业产业链系列报告之十四氢储运短中长期发展推演气液管道逐步过渡短期近距离气氢拖车中期气氢拖车短距离与液氢长距离结合长期管道输氢储运环节成为氢能大规模应用下重点突破环节高密度轻量化低成本多元化的氢储运体系逐步建立综合全文测算液态储氢液氢液氨甲醇和管道运输成本对距离不敏感均适用于长距离储运气氢拖车对距离较为敏感更适用于短距离短期运输距离在300km以内时气氢拖车较为经济因此当前加氢站应尽可能分布在氢源附近中期液氢及储运装备发展相对成熟时液氢运输将成为长距离运输主流形成短距离气氢拖车长距离液氢槽车运输格局辅之液氨和甲醇载氢在特定场景和液氢装备尚未成熟前过渡使用长期能源结构逐步转型下对氢能的需求大且稳定加氢站和应用场景已全面铺开管道输氢前期投入大将不再是阻碍管道输氢将成为最为经济的输氢方式长管拖车气氢运输适用短距离运输中短期氢气需求量提升对运氢降本效果显著氢能运输当前主要以高压气氢运输为主其经济性范围半径在300公里内适用于短距离运输短期降本方向主要为提高拖车氢瓶工作压力运用IIIIV型氢瓶替换当前的I型瓶长期降本方向为增加终端用氢需求推广燃料电池汽车及其他领域应用低温液氢适合长距离大规模运输液氢装备逐步国产化未来中期将实现长管拖车气氢运输与液氢运输相互配合的输氢格局此前国内液氢设备主要依赖于进口但近年来国内积极在氢液化系统集成方面开发液氢装备开始出现国产化替代趋势未来液氢产能有望迅速提升建议关注液氢装备及储运领域的相关企业液氨载氢为气氢向液氢过渡阶段的替代适用长距离大规模运输液氨载氢成本对距离不敏感也适用于长距离大规模运输可在常温常压下进行运输但长期看大规模下其运氢成本高于液氢因而液氨载氢可成为中短期内在液氢设备成熟前的长距离氢运输过渡技术管道输氢经济性最强是未来运氢的终极方向管道纯氢运输方式由于前期管道建设投入大在当下用氢规模较小且分散的情况下经济性有限由于全球天然气管网建设相对健全因此天然气掺氢可作为中短期管道输氢降本较为有效的方式从长期看氢能产业较为成熟用氢规模大且集中稳定时纯氢管道运输将成为主流输氢方式电解水及氢气需求端放量下安全高效输氢技术是氢能大规模商业化发展的前提建议关注昇辉科技亿利洁能华电重工石化机械兰石重装技术研发进度不及预期下游氢能需求不及预期政策落地不及预期项目落地速度不及预期市值EPS元PE代码公司相关业务亿元2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E300423SZ昇辉科技5652042---3462---碱性电解槽氢能车辆运营等600277SH亿利洁能14883023---2341---碱性电解槽风光氢储一体化项目601226SH华电重工92980260260370482609311922011669碱性电解槽气体扩散层等300471SZ厚普股份6392003---85004---加氢机加氢枪加氢站等000852SZ石化机械6738006006013019120311213458123842输氢管道压缩机PEM电解槽603169SS兰石重装100450130220290374707331425251947碱性电解槽氢储球罐来源Wind国金证券研究所数据截至4月4日注石化机械兰石重装预测值来自国金预测敬请参阅最后一页特别声明1行业深度研究内容目录综述气液管道逐步推进配套设备及材料迎来机遇5一高密度轻量化低成本多元化的氢储运体系611构建多元化氢储运体系向高密度轻量化低成本多元化发展612储运环节成为氢能大规模应用下重点突破环节涵盖气液固三类方式7二短期以气氢储运长管拖车为主适用于短距离运输821氢能运输当前以气氢运输为主采用长管拖车运输高压储氢瓶822长管气氢拖车适合短距离运输中短期氢气需求量提升对运氢降本效果显著8三低温液氢适用长距离大规模运输度电成本下降驱动成本下行1031低温液氢运输适用于长距离和大规模度电成本下行和规模化驱动降本1032液氢装备国产化替代趋势中期将实现气氢与液氢运输配合的输氢格局11四液氨载氢为气氢向液氢过渡阶段的替代适用长距离大规模运输1341液氨载氢成本对电价敏感成本对距离不敏感下适用于长距离大规模运输1342甲醇载氢成本对距离不敏感需在用氢地配套甲醇裂解制氢工厂14五管道输氢经济性最强是未来输氢的终极发展方向1651氢气及加氢站大规模普及前纯氢管线经济性有限天然气掺氢或成过渡1652纯氢管网是大规模集中制氢及长距离运输的终极目标17六固态储氢材料体积密度大适用于固定式及小型移动式场景18七相关公司2071厚普股份300471SZ2072石化机械000852SZ2173兰石重装603169SH2174中集安瑞科3899HK2275富瑞特装300228SZ2376中泰股份300435SZ2477国富氢能2478中科富海25八风险提示27图表目录图表1不同方式氢气储运成本比较5图表2不同运输规模和运输距离下的三种运氢模式成本比较T气氢拖车P管道输氢L液氢储运6图表3氢能产业发展中长期规划2021-2035内容6敬请参阅最后一页特别声明2行业深度研究图表4气液固三种储运方式对比7图表5长管拖车气氢运输场景8图表6高压储氢瓶分类及应用现状8图表7运输距离对运氢价格的影响以4t天为例9图表8运氢量对运氢价格的影响以200km为例9图表9长管拖车运氢成本测算关键参数假设9图表10长管拖车运氢成本构成9图表11高压氢瓶相关代表企业9图表12低温液氢运输场景10图表13低温液氢运输成本测算关键参数假设10图表14低温液氢成本构成满产能10图表15液氢运输成本对距离不敏感以20t天为例11图表16液氢运输成本随产能利用率提高大幅下降以500km为例11图表17低温液氢运输成本对电价反应敏感11图表18国内液氢示范工程情况12图表19液氢领域相关代表企业12图表20液氨载氢场景及相关装备13图表21液氨载氢主要参数假设13图表22液氨载氢成本结构13图表23液氨载氢成本对运输距离不敏感14图表24液氨载氢成本随用氢规模变化趋势14图表25液氨载氢运输成本对电价反应敏感14图表26甲醇载氢场景及相关装备15图表27甲醇载氢主要参数假设15图表28甲醇载氢各环节成本占比15图表29甲醇载氢成本对运输距离不敏感15图表30甲醇载氢成本随用氢规模的变化趋势15图表31管道输氢场景及主要装备16图表32国外输氢管道项目情况17图表33国内纯氢管道建设情况17图表34管道输氢主要参数18图表35不同运力利用率下的管道输氢运输成本18图表36三类储氢方式18图表37固态储氢材料分类及举例18图表38主要的金属间化合物及其储氢特性19敬请参阅最后一页特别声明3行业深度研究图表39不同储氢方法效率体积能量密度和主要评价19图表40固态储氢相关公司及动态19图表41相关推荐公司20图表42厚普股份主要氢能产品及项目20图表43石化机械主要产品21图表44石化机械氢能研发产品21图表45油气输送钢管21图表46兰石重装氢能产品布局22图表47神华宁煤球罐工程22图表48中石油兰州石化分公司4000m球罐22图表49中集安瑞科氢能板块相关产品23图表50中集安瑞科氢气管束23图表51中集安瑞科液氢储罐23图表52富瑞特装主要产品24图表53液氢生产工艺流程示意24图表54深冷技术装置24图表55国富氢能液氢使用流程25图表562019-2021年国富在中国车载储氢系统市占率25图表572019-2021年国富在中国车载储氢瓶市占率25图表58中科富海氢能领域主要业务26敬请参阅最后一页特别声明4行业深度研究短期近距离气氢拖车中期气氢拖车短距离与液氢长距离结合长期管道输氢综合全文测算来看从时间维度来看我们认为短期内以气氢拖车近距离运输为主中期气氢拖车短距离与液氢长距离运输结合为主长期将以管道输氢为主液态储氢低温液氢液氨载氢甲醇载氢以及管道运输成本对运输距离都不敏感均适用于长距离储运而气氢拖车对运输距离较为敏感短期来看当运输距离在300km以内时气氢拖车较为经济因此当前加氢站应尽可能分布在氢源附近中期来看当氢能产业进一步发展液氢装备及储运装备发展相对成熟时液氢运输将成为长距离运输主流将形成短距离气氢拖车长距离液氢槽车的运输格局辅之液氨和甲醇载氢在某些特定场景和液氢装备尚未成熟前过渡使用长期来看能源结构逐步转型下对氢能的需求大且稳定加氢站和应用场景已全面铺开管道输氢前期投入大将不再是阻碍管道输氢将成为最为经济的输氢方式图表1不同方式氢气储运成本比较250200kg150100运输成本元50000100200300400500600运输距离km20MPa气氢低温液氢液氨载氢甲醇载氢满运力管道输氢来源加氢站氢气运输方案比选氨载氢技术经济性分析国金证券研究所结合成本和能耗两方面因素综合考虑我们认为气氢拖车运输适合小规模短距离运输情景气氢管道运输适合大规模长短距离运输情景液氢罐车运输适合大规模长距离运输相关储氢罐制造碳纤维生产液氢装备管道钢材及配套装备厂商受益从运输距离角度分析1长管气氢拖车适合短距离运输2液氢运输适合长距离运输3管道气氢未来在氢能需求规模大且稳定的情况下有望成为主流运氢方式从成本角度分析1气氢拖车运氢成本受规模影响不大主要受距离因素影响2液氢罐车运氢成本随着运输规模的增大大幅降低随运输距离的增大而略微上升但上升幅度远小于气氢拖车的运输方式3管道输氢中投资成本在运氢成本中占最大份额适用于运氢规模大远近运输距离场景均适用从能耗角度分析气液管道三种运氢方式的单位能耗与运氢规模基本无关仅与运输距离有关1管道输氢方式的能耗最低2液氢罐车运输则在氢气液化之后由于其高能量密度仅需少量柴油消耗满足车辆运行因此运输距离对液氢罐车运输方式能耗的影响幅度很小从板块受益角度分析1长管气氢拖车运输需求增长将带动氢气储罐需求上升未来高压氢罐降本驱动主要为提高拖车氢瓶工作压力使用IIIIV型氢瓶替换当前的I型瓶以及终端用氢需求放量对应氢瓶制造和碳纤维相关企业受益敬请参阅最后一页特别声明5行业深度研究2液氢罐车大规模普及时将带动配套液氢设备需求高增布局液氢设备相关企业受益3管道运输建设将带动相应钢材压缩机等配套材料与设备的需求可制备输氢管道钢材及配套设备企业将受益图表2不同运输规模和运输距离下的三种运氢模式成本比较T气氢拖车P管道输氢L液氢储运来源氢能供应链中最佳运氢方式的选择国金证券研究所11构建多元化氢储运体系向高密度轻量化低成本多元化发展逐步构建高密度轻量化低成本多元化的氢能储运体系2022年3月我国发改委发布氢能产业发展中长期规划2021-2035年规划提出要提高高压气态储运效率加快降低储运成本有效提升高压气态储运商业化水平推动液氢储运产业化应用探索固态深冷高压有机液体等储运方式应用开展掺氢天然气管道纯氢管道等试点示范逐步构建高密度轻量化低成本多元化的氢能储运体系图表3氢能产业发展中长期规划2021-2035内容2025年2030年2035年燃料电池车可再生能源二氧化碳减形成较为完备的氢形成涵盖交通加氢站提升可再生能源发展目标保有量制氢排能产业技术创新体广泛应用可再储能工业等领制氢在终端能源10-20万吨100-200万系清洁能源制氢生能源制氢域的多元氢能应约5万辆部署建设消费中的比重年吨年及供应体系用生态核心技术产业创新制氢设施交通领域工业领域储能领域质子交换膜燃料电池高校科研院所企因地制宜的制氢技重型车辆应用货汽车风光发电氢储规划路线还原剂替代化石新型燃料电池核心零业建设重点实验室术路线清洁化市场与锂电池纯电动能一体化应用新模能源应用部件以及关键装备前沿交叉研究平台低碳化低成本汽车的互补发展模式式交通储能发电工业示范工程城市公交车物流配送车环卫可再生能源资源富集氢气需求在金融医院学校商业工在合成氨甲醇炼化煤制油车量大的地区矿企业等领域引入氢燃料电池气等行业替代化石能源来源氢能产业发展中长期规划2021-2035国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明6行业深度研究12储运环节成为氢能大规模应用下重点突破环节涵盖气液固三类方式氢气需求高增和应用范围扩大储运环节成为氢能大规模应用下重点突破环节氢能储运路线将从低压到高压气态到多相态发展逐步提高氢气储运能力当前国内氢气用量及运输半径相对较小氢气的运用主要发生在氢源附近因此高压气态运输的方式较为经济随着氢能市场的深入发展氢气的需求半径扩大运输方式将由高压气态向甲醇液氨为储氢载体过渡并持续向以液态形式运输为主发展从更远期来看高密度高安全性的固态储氢管道输氢等将成为主要的氢能储运方式按照氢的不同形态通常将储氢方法分为气态储运高压气氢管道氢液态储运低温液态有机液态和固态储运三种1高压气态储氢技术比较成熟是我国当前最常用的储氢技术未来向轻量化高压化低成本质量稳定方向发展提高经济性和安全性2低温液态储氢标况下氢气密度的850倍沸点低至-25278对储氢容器的绝热要求高低温液态储氢目前主要在航天领域得到应用3有机液态储氢密度高储氢条件较为宽松但目前成本较高能耗大尚未广泛应用4固体储氢储氢材料可以分为物理吸附型储氢材料和金属氢化物基储氢合金两类其中金属氢化物储氢是目前最有希望且发展较快的固态储氢方式但目前尚处于技术攻关及示范应用阶段图表4气液固三种储运方式对比质量储氢压力载氢量储氢密度能耗经济距储氢方式运输工具密度优点缺点国内技术水平Mpkg车kgm3kwhkg离kmwt耐压储氢瓶厚关键零部件仍依长管拖车20300-400145111-13150重存在泄露和赖进口储氢密成本低充放气爆炸风险度比国外低气态储氢速度快常温下缺少管道掺氢标进行前期投入大有管道1-4-32-02500准法规现有管泄露风险道里程短成本高液化过低温液态储氢密度高安民用起步阶段液氢槽车067000641413200程能量损失大储存全性好与国外存在差距需绝热装置隔热储氢量大能量有机液态成本高能耗大槽罐车常压200040-504-200密度高储存设尚未广泛应用储氢操作条件苛刻备简单体积储氢容量技术复杂成本固态储氢货车4300-400501510-133150高氢纯度高尚未广泛应用高投资大安全性好来源中国氢能产业发展报告2020国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明7行业深度研究21氢能运输当前以气氢运输为主采用长管拖车运输高压储氢瓶氢能运输当前主要以高压气氢运输为主高压气氢运输可分为长管拖车和管道输送两种我国当前长管拖车运氢主要采用20MPa的I型钢制储氢瓶耐压不超30MPa单车运氢在300kg左右而国外已经推出50MPa运输用储氢瓶III型IV型单车运氢可达900kg甚至更高氢瓶耐压越高单车运氢量就越多长管拖车气氢运输场景将上游高纯氢经由压缩机压缩至20MPa通过装气柱装入长管拖车氢瓶再运输至加氢站拖车车头和管束分离装有高压氢气的管束在站内经由卸气柱被压入加氢站的高中低压储氢瓶组中进行分级存储最后由加注枪注入终端车用氢瓶中图表5长管拖车气氢运输场景来源集装管束运输车在氢气运输中的应用国金证券研究所图表6高压储氢瓶分类及应用现状分类现状纯钢制金属瓶主要材料为Cr-Mo钢容易发生氢脆而爆裂耐压不超30MPa通常为20MPa重量高I型钢制内胆纤维缠绕瓶容易发生氢脆耐压可达70MPa通常是45MPa按材质II型高分类铝制内胆纤维缠绕瓶耐压可达70MPa我国车载储氢瓶主要使用35MPa的III型瓶压III型储塑料内胆纤维缠绕瓶通常为70MPa质量最轻适合车载是国外主流技术路线我国应用尚处于起步阶段是未来发展方向氢IV型瓶固定式储氢瓶当前主要采用20MPa钢制氢瓶并且可与45MPa钢制瓶98MPa钢带缠绕式压力容器组合用于加氢站当前我国车载储氢大多为35MPa的III型瓶70MPa的III型瓶也有少量应用而国外主流采用70MPa的IV按用途车用储氢瓶型瓶车用气瓶与运输用气瓶的主要差别在于压力不同储运气瓶的压力高于车用氢气瓶分类当前长管拖车钢瓶主要为20MPa的I型钢瓶而国外主流运氢压力可达50MPa甚至更高我国未来运输用储运输用储氢瓶氢瓶将逐步被IIIIV型瓶取代来源中国氢能联盟国金证券研究所22长管气氢拖车适合短距离运输中短期氢气需求量提升对运氢降本效果显著长管拖车适合短距离运输移动式储氢瓶对体积和重量敏感度较高运输成本对运输距离敏感拖车储氢瓶工作压力越低越敏感20MPa长管拖车载氢量约为300kg30MPa敬请参阅最后一页特别声明8行业深度研究长管拖车载氢量约为600kg50MPa长管拖车载氢量约为900kg以运氢量4吨天测算当运输距离从50公里增加至600公里时20MPa长管拖车运输成本由24元kg增加至133元kg50MPa长管拖车运输成本由17元kg增加至61元kg由此可见长管拖车运氢成本随运输距离变化明显且长管拖车氢瓶工作压力的提高使运氢成本显著降低预计未来运输用钢瓶有望被碳纤维储氢瓶逐渐替代以降低运氢成本中短期氢气需求量提升对运氢降本效果显著规模效应对气氢拖车运输降本有一定作用当运氢量从1吨天提高至10吨天时50MPa长管拖车运氢成本由41元kg降为27元kg降本幅度在30左右更大规模的运输降本效果则不明显可见近中期内氢气需求量对运氢成本的降低效果显著随着未来加氢站以及燃料电池汽车数量进一步增加短距离运氢成本仍有较大下降空间图表7运输距离对运氢价格的影响以4t天为例图表8运氢量对运氢价格的影响以200km为例16065601405512050kgkg100458040603540运输成本元运输成本元302025002001002003004005006000246810121416运输距离km运氢量t天20MPa30MPa50MPa20MPa30MPa50MPa来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所图表9长管拖车运氢成本测算关键参数假设图表10长管拖车运氢成本构成运氢规模t天4车速kmh60百公里油耗L25人工费柴油价格元L7燃油费拖车车头和管束价格万元66设备电费拖车寿命年10压缩设备投资每车工人数2车辆投资工资标准万元人年10维保费压缩设备万元140氢气压缩过程耗电kwhkg1电价元kwh06来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所测算来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所综上分析长管拖车气氢运输适用于短距离运输中短期氢气需求放量下存在较大降本空间未来降本驱动主要为提高拖车氢瓶工作压力使用IIIIV型氢瓶替换当前的I型瓶以及终端用氢需求放量图表11高压氢瓶相关代表企业相关领域代表企业碳纤维中复神鹰恒神股份光威复材中简科技京城股份中集安瑞科国富氢能亚普股份中材科技科泰克氢瓶制造兰石重装中国一重国机重装富瑞特装来源Wind国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明9行业深度研究31低温液氢运输适用于长距离和大规模度电成本下行和规模化驱动降本低温液氢运输场景将上游氢气经过液化厂低温处理变成液态氢随后由液氢槽车运输至加氢站进行冷却气化再由加氢站加注枪注入终端车载储氢瓶图表12低温液氢运输场景来源Hydrogenliquefactionareviewofthefundamentalphysicsengineeringpracticeandfutureopportunities国金证券研究所低温液氢适用于距离较远运输量大的应用场景液氢槽车运氢成本对运输距离并不敏感因此适用于长距离运输假设液氢需求量为20吨天液氢槽车单车载氢量为4吨则当运输距离为50km增加到500km时运输成本仅从131元kg增加到140元kg随着未来燃料电池汽车的广泛应用加氢站密度不断增加时氢气日均需求也将大幅增长同时液氢的运输成本也将大幅下降20吨天液氢满产满销时运输成本有望降至10元kg以内图表13低温液氢运输成本测算关键参数假设图表14低温液氢成本构成满产能液化设备及厂房投资万元58000设备日处理量吨120百公里油耗L29电费人工费柴油价格元L7液化厂投资槽车投资液氢槽车价格万元辆350燃油费载氢量kg车4000维保费氢气液化过程耗电kwhkg125电价元kwh06来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明10行业深度研究图表15液氢运输成本对距离不敏感以20t天为例图表16液氢运输成本随产能利用率提高大幅下降以500km为例150350300140250kg130kg200120150单位成本元100110单位成本元50100010020030040050060000020406080100运输距离km产能利用率来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所低温液氢运输对电价反应敏感电价下降则液氢运输降本空间广阔从液氢运输成本构成来看电费是主要成本支出占比过半以满产能运输距离500km条件测算当电价从06元kWh降到02元kWh时液氢运输成本由95元kg下降至45元kg降幅达50左右图表17低温液氢运输成本对电价反应敏感12010080kg6040单位成本元2000001020304050607电价元kWh来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所32液氢装备国产化替代趋势中期将实现气氢与液氢运输配合的输氢格局液氢装备逐步国产化中期将实现长管拖车气氢运输与液氢运输相互配合的输氢格局建议关注液氢装备及储运领域的相关企业当前液氢运输在日本美国已成为加氢站运氢的重要方式之一我国液氢主要在航空航天领域有所应用民用液氢正在逐步推进目前全球范围内液氢工厂主要分布于北美尤其是美国产能占67此前我国液氢设备主要依赖于进口但近年来我国在氢液化系统集成方面积极开发液氢装备出现国产化替代趋势未来液氢产能有望迅速提升基于上游电价的快速下降上游可匹配三北地区可再生能源发电的低廉电价以及国产液氢装备不断的技术突破中期看将出现气氢与液氢配合的输氢格局即气氢负责地区内短距离运输液氢跨东西长距离输送敬请参阅最后一页特别声明11行业深度研究图表18国内液氢示范工程情况公司安装地点时间产能t天鸿达兴业乌海2020年投产03浙江能源嘉兴2021年设备调试15中建氢能定西2022年开工15长江三峡乌兰察布2022年开工02华九氢能洛阳2021年投产85齐鲁石化淄博2022年开工85吴源化工阜阳2022年投产15未势能源定州2022年开工05三十三集团重庆2023年投产5巴陵石化湖南核电岳阳2023年投产60AP嘉兴海盐2020年6月开工30AP呼和浩特2021年10月开工30林德嘉兴-30法液空嘉兴2021年12月开工30鸿达兴业乌海-100华久氢能洛阳2023年6月投产2700t年中科富海安徽2022年2月开工建设15齐鲁氢能淄博2022年2月开工13200t年久泰氢能内蒙古-30旭阳集团定州2021年9月开工1中石油管道乌海2022年8月启动5来源北京航天试验技术研究所101所势银能链国金证券研究所图表19液氢领域相关代表企业相关领域代表企业氢液化装备航天六院101所国富氢能富瑞特装深冷股份中科富海液氢储存国富氢能奥扬科技中集安瑞科鸿达兴业来源Wind国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明12行业深度研究液氨载氢的成本对距离不敏感适用于长距离大规模运输其储运难度低常温常压下即可运输当前压力容器满足需求但由于能源形态转化次数多其成本在低电价下远高于液氢因此液氨将成为在液氢大规模推广前的氢储运过渡技术41液氨载氢成本对电价敏感成本对距离不敏感下适用于长距离大规模运输液氨载氢是储氢技术之一液氨载氢是指将氢气与氮气反应生产液氨作为氢能的载体进行运输再将液氨裂解制氢运用到终端氨作为一种含氢质量分数达到176的富氢物质在常温加压086MPa或常压低温240K下很容易转化为液态其对应的能量密度分别为1340kJL-1和1435kJL-1同等条件下氢气的能量密度为840kJL-1便于储存低压储罐或者钢瓶和运输储运条件较液氢更宽松与丙烷类似液氨可直接利用丙烷的技术基础设施大大降低了设备投入液氨载氢场景是将上游制取的氢气在H-B工厂可与制氢母站合建中与氮气反应生成液氨经由液氨槽车运输至加氢站内进行站内氨裂解制氢再经提纯和压缩处理即可形成高压高纯氢最后经由加注枪注入终端车用储氢瓶图表20液氨载氢场景及相关装备来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所液氨载氢成本对距离不敏感适用于长距离大规模运输液氨载氢方式主要分为三个环节氢合成液氨环节液氨运输环节加氢站内液氨裂解制氢环节由于液氨载氢需要进行加氢站内液氨裂解制氢提纯以及压缩环节成本占比达62因此当前液氨载氢方式成本较高以单日氢气需求量4t加氢站规模500kg天单车载氨20t电价06元kWh为例测算当运输距离由50km增加至500公里时液氨载氢成本由184元kg增加至192元kg增幅较小图表21液氨载氢主要参数假设图表22液氨载氢成本结构H-B工厂规模t氨天2000H-B工厂投资万元16600氢合成液氨33车辆投资万元32加氢站规模kg天500站内制氢设备投资万元491站内制氢62液氨运输电价元kWh065用氢规模t天4来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所测算来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明13行业深度研究图表23液氨载氢成本对运输距离不敏感图表24液氨载氢成本随用氢规模变化趋势200250190180200170kgkg160150150140100130单位成本元12050液氨载氢成本元11010000010020030040050060001234运输距离km氢气需求量t天来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所液氨载氢成本对电价反应敏感电价下降带动液氨载氢运输降本以运输距离500km测算当电价从06元kWh降到02元kWh时液氨载氢运输成本由192元kg下降至101元kg降幅达45左右图表25液氨载氢运输成本对电价反应敏感250200kg150100液氨载氢成本元5000001020304050607电价元kWh来源氨载氢技术经济性分析国金证券研究所42甲醇载氢成本对距离不敏感需在用氢地配套甲醇裂解制氢工厂甲醇载氢也是储氢技术之一甲醇储氢技术是指将一氧化碳与氢气在一定条件下反应生成液体甲醇作为氢能的载体进行利用在一定条件下甲醇可分解得到氢气用于燃料电池甲醇还可直接用作燃料甲醇的储存条件为常温常压且没有刺激性气味利于储运甲醇载氢场景是将上游制取的氢气在氢-甲醇转化工厂CCU工厂中与CO2生成甲醇经由甲醇罐车运输至远距离的用氢地区在用氢地的甲醇裂解制氢工厂将甲醇裂解为氢气并提纯压缩注入气氢长管拖车再用长管拖车运输至各个加氢站以供终端使用敬请参阅最后一页特别声明14行业深度研究图表26甲醇载氢场景及相关装备来源MethanolsynthesisusingcapturedCO2asrawmaterialTechno-economicandenvironmentalassessment国金证券研究所甲醇载氢成本对距离不敏感适用于长距离大规模运输甲醇载氢方式主要分为六个环节氢合成甲醇甲醇运输甲醇裂解制氢气氢提纯高纯氢压缩气氢拖车运输与液氨载氢不同的是甲醇载氢的甲醇裂解环节所需设备占地面积较大不适宜加氢站内裂解因此甲醇载氢场景设定为在甲醇长距离运输至用氢地的甲醇裂解工厂母站进行统一制氢再由气氢拖车运输至周边各个加氢站短距离运输气氢拖车更为经济以单日氢气需求量4t加氢站规模500kg天电价06元kWh气氢拖车运输距离100km为例测算当甲醇运输距离由50km增加至500km时甲醇载氢成本由164元kg增加至179元kg增幅较小图表27甲醇载氢主要参数假设图表28甲醇载氢各环节成本占比CCU工厂规模t甲醇年440000气氢运输氢合成甲醇1713CCU工厂投资万元142000甲醇罐车投资万元77甲醇运输氢气压缩10甲醇裂解工厂规模t氢年12148甲醇裂解工厂投资万元947加氢站规模kg天500氢气提纯用氢规模t天418甲醇裂解制电价元kWh06氢34来源MethanolsynthesisusingcapturedCO2asrawmaterial国金来源MethanolsynthesisusingcapturedCO2asrawmaterial国金证券研究所证券研究所图表29甲醇载氢成本对运输距离不敏感图表30甲醇载氢成本随用氢规模的变化趋势250190180200170kgkg16015015014010013012050甲醇载氢成本元甲醇载氢成本元110100000100200300400500600运输距离km012345氢气需求量t天来源MethanolsynthesisusingcapturedCO2asrawmaterial国金证来源MethanolsynthesisusingcapturedCO2asrawmaterial国金证券研究所券研究所敬请参阅最后一页特别声明15行业深度研究51氢气及加氢站大规模普及前纯氢管线经济性有限天然气掺氢或成过渡管道输氢场景将上游制取的氢气经增压站加压后送入输氢管道进行长距离输送在输送至用氢地的氢气储配站后可调节压力引入加氢站最终由加氢机注入终端车用储氢瓶图表31管道输氢场景及主要装备来源加氢站氢气运输方案比选国金证券研究所绘制当前氢气应用及加氢站尚未大范围普及加氢站点较为分散管道运输经济性有限管道运输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成本较大氢气长输管道的造价约为天然气管道的23倍美国已有2700公里输氢管道欧洲已有1600公里输氢管道我国仅有400公里输氢管道管道运输的成本主要来源于管材折旧及维护成本在当前加氢站尚未大范围普及站点较为分散的情况下管道运输经济性有限未来随着氢能产业下游应用的拓展及地区铺开管道输氢将成为最佳选择之一将现有天然气管网改造成纯氢管道或者进行天然气掺氢运输可避免输氢管道的前期高额投资是解决氢气规模化输送的有效途径截至2021年底全球天然气管道总里程约135万公里我国天然气管道总长约89万公里已经形成贯穿全国联通海外的天然气输送系统对现有天然气管道进行改造或是进行天然气掺氢存在较大可行性目前国内外已存在实践但仍然需要对管网进行系统性的检测与评估1钢制天然气管道以及管道系统中所有临氢部分的耐氢问题2零部件如密封件压力调节器等在临氢环境中功能是否正常3氢气是否会影响系统整体的运行理论上天然气掺氢体积比在20以内无需对天然气管道进行改造但实际上掺氢或是改造的途径仍存在一些局限因素所以掺氢比例在510以内基本上没有问题欧洲是迄今为止掺氢输送技术最先进和得到政府支持力度最大的地区部分国家对天然气掺氢比例进行了限制如德国天然气配送系统的掺氢上限为10法国为6意大利为5澳大利亚为4等敬请参阅最后一页特别声明16行业深度研究图表32国外输氢管道项目情况国家或地区年份项目公司掺氢比例内容研究指出工业和家用混氢天然欧盟2004-2009NaturalHy50气的室内爆炸严重性在掺氢比小于20时危害不明显将风电制氢掺入天然气管网终荷兰2008-2011VG220端设备未发现定性回火或点火等问题电力和天然气公用事业公司5首次尝试管道掺氢2013能源储存和清洁燃料公司2注入天然气分销网络德国在萨克森安哈尔特州的天然气2020Avacon20管网中掺氢法国2014GRHYD20天然气掺可再生氢供居民使用英国首个将氢气掺入天然气供英国2015HyDeploy20应系统的项目意大利2019SNAM燃气公司5-来源燃料电池与氢能观察国金证券研究所52纯氢管网是大规模集中制氢及长距离运输的终极目标建立纯氢管网输氢是未来大规模集中制氢及长距离运输的终极目标我国当前氢气管网发展不足输氢管道主要分布在环渤海湾长江三角洲等地以济源-洛阳氢气管道项目为例该项目配套假设2座站场项目总投资154亿元经我们测算发现随着管道运力利用率的下降运输成本大幅增加而当运力利用率较高时运输成本相对经济如管道运力利用率100时运输距离由50km增加至500km运输成本仅从08元kg增加至23元kg显著低于气氢拖车液氢等上述运输成本在未来氢能全面普及到各领域后管道输氢将会成为最具潜力的输氢方式图表33国内纯氢管道建设情况设计压力最大输氢量万吨项目管道全长km管径mm管材MPa年玉门油田输氢管道工程577200-251万标方小时巴陵长岭输氢管道42--4442金陵扬子氢气管道32----济源-洛阳氢气管道工程25508L245NS无缝钢材401004定州-高碑店氢气管道工程1647508L245N4010通辽纯氢示范应用项目78400--10达茂工业区氢气管道工程15907--63一期10二期30宁东基地首条入廊氢气输送管道1250--200万标方年来源国际氢能网国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明17行业深度研究图表34管道输氢主要参数图表35不同运力利用率下的管道输氢运输成本最大输氢量吨年100400250管道投资万元km61716200kg运力利用率运维费用万元年km1542915010氢气损耗比例82010050管道寿命年2080管道输氢成本元50100电价元kWh06000100200300400500600压缩电耗kWhkg1运输距离km来源济源-洛阳氢气管道工程招标书国金证券研究所来源济源-洛阳氢气管道工程招标书国金证券研究所储氢的几种主要方式主要包括物理储氢高压气态和低温液态氢化物储氢和吸附储氢其中氢化物储氢和吸附储氢都主要依赖于不同储氢材料的性质特点这两种方式都是通过利用氢气与储氢材料之间的物理或者化学变化来转化为固溶体或者氢化物的方式进行储存储氢材料的主要优点在于储氢体积密度大操作简单运输方便成本低安全等目前储氢材料路线仍存在着一些技术问题亟待解决提升储氢材料性能及优化储氢系统的控制管理是发展关键技术发展方面金属氢化物储氢材料的技术有待进一步提升例如重量储氢率可逆性等其次即使储氢合金本身体积储氢密度高但整体储氢系统换热管道中的介质热交换将影响储氢合金的反应速率因此储氢系统对吸放氢的温度速度循环等控制要求较高图表36三类储氢方式图表37固态储氢材料分类及举例来源储能科学与技术国金证券研究所来源储能科学与技术国金证券研究所金属氢化物储氢材料根据构成二元合金的原子比不同目前已开发的储氢合金主要包括AB5型AB2型AB型和A2B型等四大类目前储氢合金的研究热点方向主要致力于储存容量高综合性能好轻质储氢合金的开发和性能研究等敬请参阅最后一页特别声明18行业深度研究图表38主要的金属间化合物及其储氢特性类别合金氢化物储氢密度PepTbarK优点缺点AB5LaNi5LaNi5H61372298压力低反应快价格高储氢密度低AB2ZrMn2ZrMn2H361671483无需退火除杂适应性强初期活化难易腐蚀成本高ABFeTiMg2Ni1895303价格低寿命短A2BMg2NiMg2NiH43591555储氢量高条件苛刻来源储能科学与技术国金证券研究所物理吸附型储氢材料物理吸附主要是靠材料和氢分子之间的范德华力实现可逆储氢的氢分子不发生解离储氢容量取决于吸附材料的比表面积通常材料的比表面积越大吸附温度越低储氢量就越大目前适用于低温物理吸附的材料主要分为碳基有机非金属材料如活性炭碳纳米管石墨等和金属有机框架材料MOFs两类研究的方向集中在吸附材料的制备和表面改性以期通过调制内部结构和表面改性实现较温和的条件下提高储氢容量图表39不同储氢方法效率体积能量密度和主要评价方法储氢效率体积能量密度kgL主要评价高压储氢07100015技术成熟应用广泛简便易行液化储氢1420004技术成熟广泛应用于大型存储能耗高金属氢化物储氢30028价格昂贵适合小型系统活性炭储氢980NA经济储氢量高解吸快循环使用寿命长易实现规模化生产纳米碳管储氢28NA处于研发阶段不能大规模生产成本高NaBH43350036储存效率高安全污染成本较高来源储能科学与技术国金证券研究所固态储氢终端应用多集中于固定式储氢以及对重量不敏感的小型移动式应用固态储氢多采用金属氢化物和铝合金氢罐致使固态储氢罐较重其终端应用大多在固定式储氢和对重量不敏感的小型移动式场景固态储氢未来有望成为大规模储能的方式之一可用作移动基站的备用电源建筑热电联供电源和微网电源等实现长期存储和调峰在小型移动领域固态储氢罐可直接被售卖以及补能替换应用在相应的移动式场景例如两轮车叉车等固态储氢整体处于研发示范的较早期阶段近年国内以固态储氢作为能源供应的卡车和备用电源等应用逐步亮相图表40固态储氢相关公司及动态相关公司动态首个氢能全场景的科研示范项目设备发货标志着其完成金属固态储氢技术的商业落地具备固态储氢产品设计和集成厚普股份能力目前固态储氢项目已经基本完工圣元环保2022年4月圣元环保旗下全资子公司泉州有元氢能源研究院与有研工研院就氢能研究院达成正式技术服务包括储有研工研院氢材料研究与制备船舶港口车辆等应用场景固态储氢装置等现以厦门泉州两地作为试点横店东磁投资安泰创明安泰创明目前已拥有自主知识产权的固态储氢作为氢源的百瓦级氢燃料电池发电系统可应用于氢能两安泰创明轮车与永安行等合作并将在江苏广东等地开展特定区域场景示范工程已建成一条年产800吨储氢材料的生产线永安行氢能棒采用低压固态储氢技术安全储氢量大内部平衡压力低该氢能棒已通过火烧高空抛落撞击等实验云海金属与宝钢金属及相关高校和研究所合力开展镁基固态储氢研究项目目前处在研发阶段技术成熟后将会量产鸿达兴业拥有气态液态固态储氢技术积极推动制氢储氢储能及氢能应用产业化的发展镁基固态储氢设备是氢枫能源三大基础业务板块之一氢枫能源与上海交通大学材料学院丁文江院士团队共同建立了氢氢枫能源储上海能源科技有限公司专注于镁合金固态储氢技术的研发生产2022年4月在河南新乡高新区镁合金高密度储氢技术产业化项目的全球首条生产线建成投产测试固态镁基储氢材料已实现规模化生产产能达20t年以上其自研的使用多孔镁合金颗粒的镁基固态储氢设备已实镁源动力现模块化储氢常压加热放氢时常温常压循环使用3000次无衰减来源国际氢能网国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明19行业深度研究电解水及氢气需求端放量下安全高效输氢技术是氢能大规模商业化发展的前提从板块角度看电解水设备氢气储罐碳纤维液氢配套设备输氢管道钢材及配套设备相关企业受益建议关注昇辉科技亿利洁能华电重工石化机械兰石重装图表41相关推荐公司市值EPS元PE代码公司相关业务亿元2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E300423SZ昇辉科技5652042---3462---碱性电解槽氢能车辆运营等600277SH亿利洁能14883023---2341---碱性电解槽风光氢储一体化项目601226SH华电重工92980260260370482609311922011669碱性电解槽气体扩散层等300471SZ厚普股份6392003---85004---加氢机加氢枪加氢站等000852SZ石化机械6738006006013019120311213458123842输氢管道压缩机PEM电解槽603169SS兰石重装100450130220290374707331425251947碱性电解槽氢储球罐来源Wind国金证券研究所数据截至4月4日注石化机械兰石重装预测值来自国金预测71厚普股份300471SZ厚普股份业务涵盖氢能天然气加注设备的研发生产清洁能源领域及航空零部件领域核心零部件的研发生产天然气和氢能源等相关工程的EPC等厚普股份各子公司发展方向明确在清洁能源装备领域从产品设计宏达公司零部件研发生产安迪生测量科瑞尔等到成套设备集成厚普股份完整布局拥有完整产业链服务能力加氢站市占率在国内排名前三厚普股份负责加氢站加气站工程建设的全资子公司宏达公司2022上半年实现营收4900万元同比增长1731当前业务已覆盖国内外市场图表42厚普股份主要氢能产品及项目主要产品及项目氢能加注70MPa加氢机70MPa加氢枪液氢真空绝热低温管设备100MPa加氢质量流量计加氢橇装设备液氢换热器氢能工程案例接收站气化站液化工厂分加氢站加气站综合能源站加氢站控制系统布式能源来源厚普股份官网国金证券研究所敬请参阅最后一页特别声明20