萬億市場潛力的綠氫進入規?;炞C階段 規劃、招標項目數量全面暴增丨黃金眼
來源:全景財經作者:全小景2024-01-10 19:32

規劃和招標逐步落地,綠氫放量高增已成趨勢,這個能夠撬動萬億級別市場的綠色能源路徑,迎來規?;炞C時期。

01、綠氫——清潔能源時代主流路徑

氫能是一種優質且最具可持續發展潛力的二次能源。

與電能類似,氫能需要由一次能源轉化獲得,而不像煤、石油、天然氣可以直接開采。氫能具有儲備豐富、來源廣泛、清潔高效、儲運靈活、應用廣泛等特點:1)儲備豐富:氫是宇宙中分布最廣泛的物質,構成了宇宙質量的75%,因此被稱為人類的終極能源。2)來源廣泛:可以通過化石燃料、生物質熱裂解或微生物發酵、工業副產氣、電解水等途徑制備。3)清潔高效:每千克氫燃燒后的熱量,約為汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。氫燃燒的產物是水,是世界上最干凈的能源。4)應用豐富:氫能在交通、工業、建筑和電力等諸多領域均有廣闊應用前景。5)儲運靈活:氫能既可以氣態、液態存儲于高壓罐中,也可以固態存儲于儲氫材料中。

因此發展氫能是提高能源安全、促進能源革命、引領產業轉型升級、實現“雙碳”目標綠色發展的重要途徑。

《巴黎協定》后,國際主要經濟體均加快以新能源為主的能源結構轉型調整,構建綠色、低碳、安全、高效的新型能源供應體系。我國規劃2030年碳達峰,2060年實現碳中和。氫能是一種能量密度高并且無污染的理想清潔能源,通過電解水方式制氫碳排放接近于零,因此發展氫能是實現碳中和的重要抓手。

部分國家碳中和/碳達峰目標資料來源:ECIU,OECD

按照制氫過程的碳排放強度,可以將氫能分為灰氫、藍氫和綠氫。

化石燃料制氫和工業副產制氫方式得到的氫氣為“灰氫”;“灰氫”基礎上應用用碳捕捉、碳封存等技術(CCUS)將碳保留下來,制備得到的氫氣為“藍氫”;通過光伏發電、風電、水電等可再生電力供能的電解槽制取的氫為“綠氫”。

資料來源:車百智庫、《國內外氫能產業政策與技術經濟性分析》等

根據中國煤炭工業協會數據,2022年我國氫氣產量達4004萬噸,同比增長21.3%。截至2021年底,煤制氫在我國仍占據主導地位,占比62%,天然氣制氫占18%,電解水制氫占比不足1%。我國大力發展風、光等清潔能源為電解水制氫產業化發展提供保障,預計到2050年,電解水制氫占比將大幅提高至49%,成為主流的制氫方式。

02、為何當下節點提及綠氫?

2023年以來板塊核心邏輯發生重大變化,由下游燃料電池推廣應用轉移到上游綠氫推動電解槽放量。

新能源設備的大幅降本以及綠色能源的政策性溢價共同推動了綠氫大發展,市場關注點由2023年上半年綠氫作為新興能源的第一波熱潮,轉向開始關注行業端的綠氫項目落地節奏以及企業端的相應訂單獲取及兌現節奏,下游多個綠氫應用領域的鋪開也將同步帶動綠氫需求高漲,在綠氫項目儲備充足的情況下,未來1-3年項目落地將持續高增長。

今年以來從政策角度看,各地氫氣的政策管理條例開始逐步松綁,綠氫應用限制陸續開放。當前新增發布氫能政策共9項,其中,國家級政策2項,地方級政策7項。政策包括對制氫一體化項目、儲能和氫能產業安全和發展、加氫站建設等方面。

從經濟性角度看,關鍵是用電成本,現階段采用外供電力的綠氫成本(電價≤0.2元/kWh)可與灰氫平價,對于綠氫的全面平價,光儲氫一體化項目是關鍵。

專業機構測算到2025年和2030年,堿性電解水制氫的單位成本分別下降至15.9元/kg及9.9元/kg,分別較2022年下降45.5%及66.3%。若不考慮煤價的變化和碳稅的影響,堿性電解水制氫單位成本將分別于2025年及2028年與藍氫和灰氫打平。若同時考慮煤價變化和碳稅的影響,堿性電解水制氫單位成本有望分別于2024年及2026年與藍氫和灰氫打平。

當前規劃和招標逐步落地,綠氫放量高增已成趨勢。

當前已投產的項目規模達到4.9萬噸,其中位于新疆庫車的國內最大光伏制氫示范項目于2023年8月30日全面投產,我國首個萬噸級綠氫煉化示范項目正式落地,綠氫工業化規模應用逐步開啟,電解槽進入規?;炞C時代。綠氫項目規劃持續高增,近兩年已立項的綠氫項目合計約達到270萬噸,放量高增已成趨勢。

綠氫政策規劃量高增,2025年各地合計達100萬噸。自國家層面發布《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》后,各地積極規劃可再生能源制氫(綠氫),根據各地政府發布的相應氫能政策規劃,綠氫產能合計規劃量到2025/2030/2035年已達100/100/250萬噸。當前國內政策規劃地區全部集中于風光資源較為豐富的三北地區,其中內蒙古2025年規劃量達到50萬噸/年,占比達到當年加總規劃的一半,是全國綠氫推廣重點區域。

與之對應的是,綠氫規劃量帶動電解槽裝機量高增。

電解槽招標已達GW級別,2023-2025年CAGR將達180%。2023年1-10月綠氫項目電解槽招標量達到1.3GW,結合2025年樂觀情況下28GW的規劃裝機量,預計2023-2025年CAGR將達180%,放量已成趨勢。從2023年綠氫項目開工及EPC招標情況看,共7.82萬噸綠氫項目,773Nm3/h、260余套電解槽短期內將迎來招標。

03、市場空間有多大?

2021年全球氫能總需求量達到9400萬噸,同比增長5%,在全球終端能源中占比達到2.5%。從下游需求方向來看,工業領域是主要的應用領域,交通、建筑、發電等方向仍處于起步階段;其中,工業領域包括鋼鐵、化工(煉化、合成氨、甲醇)等細分方向。據IEA統計,2021年,全球煉化、合成氨、甲醇及鋼鐵用氫的占比分別為42%、36%、15%及6%。

我國是全球氫能第一大需求國,預計到2060年我國氫氣需求量較2021年增長3倍,應用場景也更為豐富。

2021年,我國氫能需求量約2800萬噸;從氫氣利用結構來看化工同樣是最主要的應用領域,在下游占比約80%。根據中國氫能產業聯盟預測,預計零碳情境下,氫能在終端能源需求中占比將達到15%-20%。到2060年,我國氫氣的年需求量有望增至1.3億噸,其中可再生氫占比約75%-80%;分行業看,預計工業、交通、電力和建筑領域氫氣使用量將分別占比60%、31%、5%和4%。

國金證券研究所測算,根據已立項規劃的綠氫項目來看,2-3年后的氫氣市場規?;蜻_到930億元,其中電解槽市場規??蛇_490億元;而以以30%的綠氫滲透率為假設測算,至2030年氫氣市場規?;蜻_到1.63萬億元規模,電解槽市場規模也將達到7146億元。

來源:國金證券研究所測算

山西證券研究所則認為,以2022-2025年產能的年均復合增速為10%,2025-2030的年均復合增速為12%;到2030年我國電解水制氫占比24%,2023-2025年電解水制氫比例分別為0.34%、1.03%和2.80%;出口方面,印度和沙特的500/400萬噸氫能產量都為綠氫,且都是堿性電解槽,到2025年和2030年,其需要的電解槽從中國進口的比例分別為20%和50%為假設前提條件

到2025年和2030年,國內電解槽的市場空間分別達到186億元及371億元,分別約為2022年市場規模的13倍及26倍。若考慮印度和沙特市場,對我國電解槽的需求體量在2025年和2030年有望分別達到213億元及431億元。

04、產業鏈機會在哪?相關企業有哪些?

當前來看,產業鏈上游端受綠氫項目高增帶動,并具備政策保障和經濟性前提,2024年綠氫項目批量開工,將直接帶動制氫設備需求起量,電解槽作為核心設備率先受益。中游端,隨廉價氫氣供應增加,儲運環節將成為制約下游應用的重要成本項,隨氫能產業標準體系出臺、氫能高速示范建設等相關措施落地,將帶動相關裝備放量。下游端,燃料電池汽車明年推廣將提速,2025年國家/各地加總規劃達5萬/11.8萬輛,燃料電池核心零部件將受到帶動。

其中“綠電”+“綠氫”協同發展的光伏一體化龍頭隆基綠能,自2018年起開始布局氫能,2021年3月正式成立隆基氫能科技有限公司,業務主要涵蓋電解水制氫設備制造和可再生能源制氫系統解決方案隆基綠能在產品性能和產能規模上都相對領先。

產能上,截至2022年底約有1.5GW的產能;預計2025年左右,公司有望形成5-10GW的電解水制氫裝備產能。2023年2月14日,隆基氫能發布全新一代堿性電解水制氫設備ALKHi1系列產品,在直流電耗滿載狀況下,能耗下探至4.3Wh/Nm3。此外,公司同時推出了ALKHi1plus產品,直流電耗滿載狀況下低至4.1kWh/Nm3;在2500A/㎡電流密度下,可進一步低至4.0kWh/Nm3。

陽光電源是國內最早布局氫能的新能源企業,同時具有ALK及PEM電解槽規?;a能力。公司自2019年開始布局氫能業務;2021年,陽光氫能科技有限公司成立,主要產品有制氫電源、堿性水電解槽、PEM電解槽、氣液分離與純化裝置、智慧氫能管理系統等。2022年,公司年產能GW級制氫設備工廠投運,具備大功率ALK和PEM電解制氫系統規?;a能力。

堿性電解槽方面,陽光氫能1000m3/hALK電解槽能耗達到行業先進水平,并在研4臺1000m3/hALK電解槽對應1臺氣液分離及純化裝置。PEM電解槽方面,公司與中科院大連化學物理研究所合作,研發100m3/hPEM電解槽,實現系統交付;2022年12月,長江電力200Nm3/hPEM水電制氫示范項目全功率達產。

雙良節能推出了全生命周期的綠電制氫解決方案,單槽制備量達到了1200Nm3/h以上,氫氣純度可達99.9999%。此外,公司成立了專業的氫能研究中心進行產業鏈技術研發,布局上游電解制氫技術、儲氫技術、以及下游氫氣高效利用技術。2023年3月,公司綠電制氫裝備生產車間封頂,預計該項目全部投產后,新增年產值約30億元。

億利潔能的氫能業務與光伏業務協同性較強,電解槽可自產自銷。氫能發展方面,2022年9月,億利陽光谷庫布其低碳產業園500臺套堿性電解槽生產線正式投產,內蒙古自治區首臺套1000標方堿性電解槽正式下線,能耗4.3-4.6kWh/Nm3H2。

此外,億利氫田時代與清華紫荊創新研究院簽約,以“產學研用創”相結合的模式合作,開展大功率電解水制氫技術與裝備的中試研發、成果轉化與產業化。根據億利節能董事長表示,預計公司至2024年可實現年產500臺套(合計2.5GW)堿性電解制氫設備,目標是至2030年在我國西部沙區年產達到1000臺套。

蘭石重裝氫能業務的主要產品為制氫、儲氫和加氫站裝備,其中制氫端:循環流化床加壓煤氣化制氫裝置、渣油POX造氣制氫裝置;2)儲氫端:低壓儲氫容器,8MPa、50MPa高壓氣態儲氫容器;3)用氫端:加氫站用微通道換熱器(PCHE)。此外,公司還具有正在研發的1000Nm3/h堿性電解水制氫、98MPa多層包扎式高壓氫氣儲罐、45MPa大流量氫氣離子液壓縮機等產品。

背靠央企的華電重工則在產業鏈多環節進行布局。公司自2020年籌劃發展氫能產業,在制氫、儲氫和氫燃料電池方面都進行了布局。制氫方面,承擔的華電集團“十大重點科技項目”制氫課題相關成果通過了中國石油和化學工業聯合會組織的驗收,自主開發的1200Nm3/h堿性電解水制氫裝置和氣體擴散層產品順利下線,應用了國內首創的單面焊雙面焊縫成型工藝。儲氫方面,聯合高校開展技術研究,確定儲氫氣瓶技術路線。用氫方面,投資并控股通用氫能,形成了150kW氫燃料電池分布式供能系統。

華光環能依托傳統環保業務積淀,邁入了規?;娊馑茪涞馁惖?。2022年,公司于大連理工大學合作成立零碳工程技術研究中心。2023年4月,公司1500Nm3/h堿性電解槽產品正式下線,目前已經形成了年產1GW電解水制氫設備制造能力,具備2000Nm3/h以下多系列堿性電解水制氫系統技術。

責任編輯: 高蕊琦
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