（報告出品方/作者：華安證券，尹沿技）
【資料圖】
氫能行業(yè)大爆發(fā)，儲運市場放量在即
氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展逐步完善，市場快速擴張行業(yè)景氣度高
氫能產(chǎn)業(yè)鏈未來可期。國家發(fā)改委、國家能源局今年3月聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，到2025年，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系；到2030年，形成較為完備的清潔能源制氫及供應體系，可再生能源制氫廣泛應用；到2035年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系。氫能市場快速擴張，行業(yè)景氣度高。中國已成為世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年我國氫氣產(chǎn)量達4004萬噸，同比增長19.8%。未來隨著政策及市場驅動，氫能需求有望持續(xù)保持高增，中商產(chǎn)業(yè)研究院預測，2023年我國氫氣產(chǎn)量將達4575萬噸。
未來需求點燃市場熱情，氫能長期發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>
需求激增撬動氫氣儲運市場擴張。中國氫能聯(lián)盟預計，2030年我國氫氣年需求量將達到3700萬噸，2050年我國氫氣年需求量將接近6000萬噸，2060年有望突破1.3億噸。按照儲運設備占終端氫成本比30%，當期氫氣單價約為35元/kg，則2055年氫氣儲運市場有望突破萬億規(guī)模，2060年市場規(guī)模接近1.35萬億元。我國氫能產(chǎn)業(yè)具備長期發(fā)展?jié)摿?。根?jù)中國氫能聯(lián)盟的預測，在2060年碳中和愿景下，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中占比約為20%。其中，工業(yè)領域用氫占比仍然最大，約7794萬噸，占氫總需求量60%；交通運輸領域用氫4051萬噸，建筑領域用氫585萬噸，發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬噸。
氫能發(fā)展“攔路虎” ，儲運環(huán)節(jié)需打通
氫的供需錯配導致儲運成為氫氣大規(guī)模應用的前提。我國氫能在地理分布位置上供應與負荷呈逆向分布，氫氣資源“西富東貧，北多南少” ，而在需求上恰好相反，因此氫氣的儲運技術顯得至關重要。儲運氫環(huán)節(jié)難度大，成為制約氫能行業(yè)發(fā)展的瓶頸。標準狀況下，氫氣的密度較小(0.089g/L)，體積能量密度低；分子尺寸小，易泄漏且引起氫脆，對容器要求高；易燃易爆，其燃點為574°C，爆炸極限廣至4%-75%。這些使得儲運氫難度大、成本高、安全性低。 氫氣成本高，儲運環(huán)節(jié)或為降本關鍵。目前氫氣成本仍處于高位，行業(yè)降本訴求較大，終端氫氣價格約35元/kg，其中儲運成本可達9-13元/kg，占終端氫成本的25%-37%。
中國氫能儲運技術路線展望（2025-2050年）
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》，我國氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的技術方向發(fā)展，氫氣的儲存和運輸能力逐步提升，預計2050年儲氫密度達到6.5wt%。
低溫液氫適配中長距離儲運
高壓氣態(tài)儲氫技術成熟，國內應用普遍
現(xiàn)階段中國僅高壓氣氫儲運技術發(fā)展相對成熟，低溫液態(tài)、有機液態(tài)及固體材料儲氫技術尚處于起步階段。高壓氣態(tài)儲氫由于初始投入較低、對基礎設施配套要求較低，未來仍是小規(guī)模、短距離儲運氫的主要方式。液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫可以實現(xiàn)大規(guī)模、遠距離儲運氫。然而受技術和成本端的制約，低溫液態(tài)儲氫目前主要應用于航天領域，有機液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫尚處于示范階段，總占比不到0.1%。
氣態(tài)儲氫瓶儲存環(huán)節(jié)受限條件多
1）儲氫密度低，運輸效率低：15MPa的標準高壓鋼瓶的重量儲氫密度僅為1wt%，即使是35-70MPa高壓鋼瓶，儲氫密度也僅5wt%，儲氫重量不到瓶重的5%。因此高壓氣氫運輸效率較低，一輛長管拖車的有效載氫量只有260kg左右，運力約為液氫儲運車的5% 2）高壓提高儲氫密度，安全性較差：儲氫瓶材料與氫氣長期接觸，氫浸入到材料內部，導致金屬材料塑性的損減、裂紋擴展速率的加快和斷裂韌性的下降，從而引發(fā)氫脆，導致容器斷裂或爆炸。3）儲氫罐關鍵材料、核心部件（如碳纖維材料、瓶口閥、減壓閥）依賴進口：Ⅲ型儲氫瓶碳纖維復合材料占儲氫瓶生產(chǎn)成本的62.5%，Ⅳ型儲氫瓶碳纖維復合材料成本占比更高，35MPa和70MPa的Ⅳ型儲氫瓶中碳纖維復合材料的成本占比分別為77%和78%左右。碳纖維價格基本決定了儲氫瓶成本，而我國目前碳纖維國產(chǎn)化率不足50%，進口依存度高。
運輸成本是氣態(tài)儲氫經(jīng)濟性的制約因素
高壓氣態(tài)儲氫并非最經(jīng)濟儲氫方式。僅考慮氫氣運輸成本，在500km的運距范圍內高壓氣氫運輸成本最高，低溫液態(tài)、管道、LOHC處于明顯低位。500km時，氣態(tài)/LOHC/低溫液態(tài)/管道的運輸成本分別為9.57、3.01、2.62、1.45元/kg。高壓氣態(tài)儲氫運力小，導致單位成本較高，管道儲氫、低溫液態(tài)儲氫成本優(yōu)勢顯現(xiàn)。
氣態(tài)儲氫長距離運輸經(jīng)濟效益低，發(fā)展液氫是破局之點
低溫液態(tài)儲氫是將氫氣冷卻至-253℃，以液態(tài)的形式儲運。由于其具有最小的分子量和極強的燃燒強度，液氫傳統(tǒng)意義上運用于航空航天領域。Mordor Intelligence預測，到2040年，我國預計新增8700架次飛機，市場規(guī)模達到10.29萬億，這將有效推動液氫行業(yè)發(fā)展。同時，對清潔能源的需求日益增加，液氫替代傳統(tǒng)化石燃料的趨勢愈發(fā)明顯。據(jù)Mordor估計，全球液氫市場2018-2028年的年均復合增長率將達到5.20%，到2028年全球液氫市場有望達到3521.44億元。
國外液氫技術成熟為國內提供借鑒
美日等發(fā)達國家液氫技術已大規(guī)模普及，為國內液氫儲運發(fā)展提供借鑒。在國內液氫儲運技術尚不成熟的情況下，美日等發(fā)達國家液氫已大規(guī)模普及，液氫儲運占70%。2021年全球的液氫產(chǎn)能接近500噸/天，其中北美地區(qū)有接近20座10噸/天以上的液氫生產(chǎn)工廠，占據(jù)了全球85%的產(chǎn)能，遠遠領先于其他國家和地區(qū)。并且液氫儲運規(guī)模效應顯著，發(fā)達國家已將成本降低到高壓氣氫的八分之一左右。這表明液氫儲運技術已得到充分驗證，降本路徑逐漸清晰，未來國內大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展指日可待。 美國Gardner Cryogenics公司、美國Chart公司、日本川崎重工業(yè)株式會社和俄羅斯深冷機械公司Cryogenmesh等企業(yè)代表了液氫儲運的產(chǎn)業(yè)前沿。
儲存環(huán)節(jié)-低溫液態(tài)儲氫的儲氫密度大、安全性高
低溫液態(tài)儲氫有著以下優(yōu)勢： 1、儲氫密度大，單車運輸量高。液氫在常溫、常壓下的體積儲氫密度為70.8kg/m3 ，分別為20、35、70MPa高壓氫氣的5、3、1.8倍。其運氫效率遠超氣態(tài)儲氫，單車運氫量可達4000kg，是高壓氣態(tài)運輸?shù)?5倍，裝卸時間也明顯縮短，運輸效率顯著提高。我們認為，遠距離運輸液氫儲運在單位成本上具有成本優(yōu)勢。2、液氫在銷售計量上比氣氫更有優(yōu)勢。在大規(guī)模的交易中，計量的精準性將變得非常敏感，液氫可以直接稱重計量，誤差在1%；而高壓氣氫的壓差法計量，至少有3%的誤差。 3、安全性高。液氫儲存在日常儲存運輸?shù)膲毫^低(一般低于1MPa)，以Linde公司為例，其液氫儲罐壓力為0.2MPa，遠低于高壓氣氫儲運方式的壓力。因此低溫液態(tài)儲氫在日常運營過程中更易保證安全。
運輸環(huán)節(jié)-液氫適合中長距離儲運
液氫距離敏感性不強，在運輸能耗和載運能力上具有巨大優(yōu)勢。運輸能耗方面，相同能耗下低溫液態(tài)儲運的運輸能力是高壓氣態(tài)儲運的15倍。以一總重36噸的運輸車為例，液氫和高壓氣態(tài)的載重能力分別為4500kg和30kg。每百公里能耗增加方面，液氫也比氣氫表現(xiàn)優(yōu)異，每公斤液氫能耗增加分別為0.16kWh，2.38kWh?？偰芎姆矫妫邏簹鈶B(tài)運輸總能耗主要為壓縮能耗與運輸能耗，液氫的總能耗包括氫的液化能耗，壓縮能耗與運輸能耗。在運輸里程達到 500 km以上時，液氫的總運輸能耗低于高壓氣氫。因此，長距離運輸?shù)某杀緝?yōu)勢與能耗優(yōu)勢使得液氫在中長距離運輸更占優(yōu)勢。
低溫液態(tài)閥門市場需求旺盛
車載儲氫瓶閥門是制約國產(chǎn)儲氫罐發(fā)展的“卡脖子”技術。據(jù)GGII預估，氫能閥門是加氫站、車載供氫系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)中增長最快的細分市場，到2025年中國車載儲氫系統(tǒng)的氫能閥門市場需求規(guī)模將達到7億元左右，據(jù)此估算，2021-2025年的氫能閥門市場的CAGR高達62.8%。從車載儲氫系統(tǒng)氫能閥門國產(chǎn)化情況來看，國產(chǎn)品牌占有率為20-30%。 國產(chǎn)化替代趨勢明顯。依據(jù)尺寸，運輸要求，國外產(chǎn)品定價700-70000元不等，而國內產(chǎn)品高壓氣態(tài)氫閥門價格僅為2000元，為國外同類型產(chǎn)品的十分之一，價格優(yōu)勢明顯。富瑞特裝、上海舜華等公司先后打破“卡脖子”技術，研制出70MPa的瓶口閥，目前正轉向攻關液態(tài)儲氫罐的瓶口閥難題。
無損儲存是液氫運輸趨勢所向
液氫的無損儲存一直是低溫液體存儲的研究熱點。氫氣的液化能耗較高，蒸發(fā)損失大。液化1kg氫需耗電10-20kWh，液化過程以及運輸過程有能量的損耗，壓縮氫氣需要20%的氫氣能量，液化氫氣則需要高達40%。液氫長時間無損儲存涉及兩方面關鍵技術突破。 1）正仲氫的高效催化轉化：進一步提高液化過程中高純度液氫中的仲氫濃度，有效降低液氫罐中可能發(fā)生的自發(fā)轉化過程，降低轉化熱帶來的液氫蒸發(fā)損失。 2）液氫儲罐絕熱性能提升：由傳統(tǒng)的被動絕熱方式向主動絕熱技術轉變，將更低熱導率、更高低溫性能的材料應用于液氫儲罐，進一步提高液氫存儲容器的絕熱性能。
有機液態(tài)儲氫發(fā)展空間向好
有機液態(tài)儲氫具備性能優(yōu)勢，存在發(fā)展可能
有機液態(tài)儲氫（LOHC）將氫氣存儲在具有高氫質量分數(shù)的有機液體中，通過化學吸附或物理吸附將氫氣儲存于有機液體的分子間隙中。有機液態(tài)儲氫能夠實現(xiàn)常溫常壓下的氫氣儲運，其穩(wěn)定性高、長周期儲存成本低、日常維護量小、儲氫過程可逆，減少資源浪費與環(huán)境污染。但由于脫氫效率低、反應溫度高、催化劑易被中間產(chǎn)物毒化等問題，目前尚處于研發(fā)階段。
有機液態(tài)儲氫技術國內外發(fā)展存在差異
LOHC技術發(fā)展地區(qū)差異性明顯。LOHC技術在先發(fā)優(yōu)勢明顯的地區(qū)發(fā)展迅速，歐洲與日本等受限于資源稟賦的國家及地區(qū)依靠早期規(guī)劃已經(jīng)實現(xiàn)LOHC的部分商業(yè)化應用。2019年，日本先進氫能源鏈技術開發(fā)協(xié)會投資有機液態(tài)儲氫進口項目，每年運送210噸氫至日本用于發(fā)電和交通領域。2023年，德國投資全球首個液態(tài)儲氫項目，ShipaH2oy將應用兆瓦級液態(tài)有機儲氫LOHC技術的綠氫，在船上開發(fā)和應用零排放推進技術。由于起步較晚，技術尚未成熟等劣勢，我國有機液態(tài)儲氫項目仍處于示范階段。
重點公司分析
蜀道裝備：天然氣液化先行者，布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈
深冷業(yè)務技術國內領先。公司是國內最早進入天然氣液化和液體空分行業(yè)并具有關鍵技術的企業(yè)之一。公司已獲得制氫、氫液化、液氫儲罐等相關專利，能夠設計、制造制氫、氫液化、氫儲運及加注等成套裝備，具備提供液氫加氫站裝置的技術和裝備的能力。 轉向清潔能源，公司布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，制氫環(huán)節(jié)，公司擬建設山西原平清潔能源項目，使用低價煤制取清潔能源，得到氫氣、LNG以及氫氣化合物等。儲運環(huán)節(jié)，公司目前已經(jīng)具備35MPa/70MPa氣態(tài)加氫站及液態(tài)加氫站的設計、裝備提供能力，同時也具備日產(chǎn)5-10噸液氫裝置的能力。應用環(huán)節(jié)，公司依靠股東資源，布局清潔能源站。長期來看氫能有望成為公司新增長點。
京城股份：國內首款III型儲氫瓶制造者，破局液氫儲氫瓶
公司擁有8個氣體儲運裝備生產(chǎn)基地以及1個美國分公司。公司持續(xù)創(chuàng)新，擁有多種壓力容器的設計和制造資格，可生產(chǎn)各類氣瓶、蓄能器殼體、低溫罐箱及加氣站等系列產(chǎn)品。 儲氫瓶制造方面：公司下屬子公司天海工業(yè)，研發(fā)并推出國內首款70MPa III型氫瓶，并在2022年研制出新一代IV型氫瓶。儲氫瓶采用塑料內膽碳纖維全纏繞結構，儲氫密度達6.6%wt，重量輕、壽命長，為氫燃料電池重卡提供輕量化供氫系統(tǒng)，Ⅳ型瓶390L-8瓶組系統(tǒng)可使續(xù)航里程超過600公里。目前，公司布局液氫領域，2022年公司下屬子公司天海低溫裝備公司開展《車用 1000L 液氫儲氫系統(tǒng)、固定式液氫儲罐等關鍵技術研發(fā)及產(chǎn)品開發(fā)》項目，現(xiàn)已通過驗收。
富瑞特裝：低溫閥門巨頭，搶先布局液氫閥門市場
公司專業(yè)生產(chǎn)低溫深冷介質的閥門和管道元件，主要產(chǎn)品有低溫工業(yè)閥門、氫閥和液氫閥門，服務于LNG、空分、化工、車載供氫系統(tǒng)和加氫站等領域。公司已經(jīng)建立LNG全產(chǎn)業(yè)鏈。公司下屬子公司富瑞閥門與長隆石化所生產(chǎn)的閥門與燃料加注系統(tǒng)被用于“張家港號”液體運載火箭。 液氫閥門方面，公司依托主營業(yè)務在壓力容器方面的經(jīng)驗，布局氣態(tài)儲氫相關產(chǎn)品鏈，如氣態(tài)儲氫罐、70MPa供氫系統(tǒng)用閥門設計開發(fā)、70MPa加氫站用閥門的設計開發(fā)等；同時公司布局液態(tài)儲氫業(yè)務，如液氫供氣系統(tǒng)及配套氫閥的研發(fā)。 營收增長高態(tài)勢，23年度有望爆發(fā)。公司2023一季度營業(yè)收入7.6億元，同比增長180.7%，后續(xù)隨著國內氫能需求放量增加，公司營業(yè)收入有望維持高增長態(tài)勢。
中集安瑞科：借高壓氣態(tài)運輸之優(yōu)勢，發(fā)力液氫儲運市場
公司立足能源、化工、食品裝備行業(yè)，為客戶提供運輸、儲存、加工的關鍵裝備，工程服務及系統(tǒng)解決方案。公司自2006年起開拓氫能業(yè)務，覆蓋儲、運、加板塊。公司是高壓管束氫氣運輸車龍頭，也是較早發(fā)力液氫儲運領域的裝備制造商之一，在2013年成功為海南文昌交付300m3液氫貯罐。2022年公司成功自主研發(fā)國內首臺12米液氦罐箱，液氫罐車的企業(yè)標準及設計方案成為首家通過行業(yè)技術協(xié)會符合性評審的公司。氫能業(yè)務帶動能源營收增長。2018-2022年公司營收CAGR為11.94%，且多年均實現(xiàn)正利潤。2022年公司毛利潤34.01億元，同比增長25.7%。2022年能源裝備板塊營業(yè)收入105.91億元，同比增長9.01%，業(yè)務占比54.27%。其中的氫能業(yè)務營收9700萬元，同比增加64.4%。隨著未來儲運市場放量，市場對液氫運輸增加，公司有望借助多年營運經(jīng)驗與技術壁壘，布局液氫罐車市場，從而帶動公司整體營業(yè)收入增加。
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精選報告來源：【未來智庫】。
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