氢能源股现涨停潮!板块进入明确投资窗口期!一文读懂国内氢能产业投资机会(附部分概念涨停股解析)

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6月27日,氢能源板块盘中走强,截至发稿,京城股份3连板,康盛股份华光环能等涨停,昇辉科技美联新材致远新能纷纷大涨。

26日从国家石油天然气管网集团有限公司获悉,9.45兆帕全尺寸非金属管道纯氢爆破试验日前在位于新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场成功实施。这标志着国内首次高压力多管材氢气输送管道中间过程应用试验圆满完成,为我国今后实现大规模、低成本的远距离纯氢运输提供了技术支撑。

中信建投表示,甘肃4GW光伏离网制氢项目启动招标,单体制氢规模创国内新高,招标规模超预期,氢能板块进入明确投资窗口期。

氢能:有望成为21世纪的终极能源

氢能有望成为21世纪的终极能源。氢能具有零碳、高效、可储存、安全可控等显著优势,是实现碳中和目标较为理想的解决方案。按照氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)的定义,氢能是国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳的重要载体。

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工艺,电解水制氢有望成为最终选择。氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式,应用场合不同,相应匹配的氢气储存方式不同。氢气运输分为气态输送、液态输送和固态输送,气态和液态为目前的主流方式。我们预计,交通、工业和建筑等领域或将成为未来氢能应用的主战场,氢能有望助力上述行业的脱碳历程。

国内氢能产业布局综述

可再生氢产能稳步提高。截止2022年底,全球电解水制氢累计装机容量700MW,同比新增170MW,约+32%。新增装机容量可生产可再生氢气9万吨/年。其中,我国累计装机容量300MW,占比最高,为43%;欧洲180MW,占比26%;北美80MW,占比11%;其他国家及地区140MW,占比20%。我国电解水制氢装机容量以碱槽为主,欧洲及北美地区以PEM为主。

氢能技术取得突破进展。中国已掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺。

1、制氢方面,车用质子交换膜、电池系统集成取得突破,相关产业链已经建立;面向氢能重卡的大功率燃料电池系统成为氢能产品的高技术亮点,具备国际领先水平。但电堆水平和国外仍有差距,膜电极等基础材料技术成为下一步亟需攻克的瓶颈。

2、储氢方面,在长距离输送氢气技术方面获得突破。中国石化“西氢东送”起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市,管道全长400多公里,是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢,大力缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性示范引领作用。

氢能应用领域逐步扩大。我国已在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用,氢燃料电池汽车保有量达14979辆,居全球第三。加氢站网点建设正在铺开。到2022年年底,中国已建成加氢站310座,居世界第一。氢能产业呈现集群化发展态势。京津冀、长三角和粤港澳大湾区汇集全产业链规模以上工业企业超过300家。

我国积极融入全球氢能产业供应链。我国加强与各国在技术创新、绿色氢能贸易、标准规则等方面的开放合作。根据国家能源集团官网,2023年4月,国家能源集团与法国电力集团签署扩展合作协议,规划在江苏东台共同建设“风光氢储”绿色能源协同融合的海上综合智慧能源岛示范项目,总规划装机150万千瓦,并将积极达成第三方市场可再生能源项目的具体合作投资机会。

制氢:绿氢平价可期,关注下一个从0-1行业的投资机会

政策口径看,根据国家能源局发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,到2025年,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。在新能源行业投资机会中,除已进入高速发展期的风光储车等行业外,我们近期亦关注到中国氢能产业的发展机会。我们认为,中国氢能行业的快速发展,具备供给端&需求端的可行性,且往未来看经济性拐点可期。

1、为什么我们看好中国绿氢制备行业——从供给&需求端看,中国的绿氢制备行业发展均具可行性。

  • 根据制取方式和碳排放量的不同,氢能主要分为灰氢、蓝氢、绿氢三种,其中绿氢为通过可再生能源电解水制氢,在生产过程中基本不产生温室气体,但目前技术并未完全成熟、生产成本较高,因而当前全球范围内氢能生产均以灰氢为主流。
  • 供给端看,国家能源局已发布相关氢能产业中长期发展规划,其中提及到2025年需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。我们认为,发展绿氢制氢为解决风光大基地带来的新增发电量消纳问题的解决手段之一,将与锂电、光热、液流等多种储能手段&特高压向东部输电共同发展。
  • 需求端看,中国是全球氢气需求量&生产量第一大国,年需求量及生产量均占全球30%左右,且未来中国氢能需求量仍将持续增长,因而带来了绿氢制氢环节的发展契机。根据中国氢能联盟的预计,到2030年我国氢能需求量将达到3500万吨,到2060年需求量将增至1.3亿吨左右。从生产量看,根据中国煤炭工业协会数据显示,2012-2021年,中国氢气产量从1600万吨增长至3300万吨。

2、绿氢制备的经济性拐点何时到来——我们测算,绿氢与蓝氢有望在25年平价,与灰氢有望在25-27年平价。

我们认为,往未来看绿氢占比提升的决定因素来自经济性。考虑当前绿氢成本与灰氢仍存在较大差距,且绿氢中PEM电解槽较碱性电解槽成本更高,本篇报告我们重点分析碱性电解槽制备绿氢的经济性。基于制备技术、规模效应、碳税制度、碳价变化对灰氢的成本影响等,并以及电解水制绿氢的单位成本构成包括电费、设备折旧费、期间费用(我们预计23年分别占总成本的74.8%/10.7%/14.2%),我们对绿氢的生产成本变动&对比蓝氢、灰氢的经济性拐点进行了如下测算。核心假设包括:

  • 电费:影响因素包括单位电耗、单位电价。1)单位电耗:我们预计22年行业平均的单位电耗为5.3kwh/m³,未来随碱性电解槽零部件的升级,假设到2030年单位电耗可降低至3.9kwh/m3;2)单位电价:假设工商业电价0.5元/kwh,结合未来风光等新能源发电就地消纳带来的电价成本下降,预计至2025、2030年电费下降至0.2、0.15元/kwh。
  • 设备折旧费用:主要与电解槽设备价格有关,碱性电解槽设备价格目前约900万元/台,其中电极已基本实现国产化,我们预计未来存在规模降本空间;隔膜目前主要采用日本东丽的传统PPS膜,未来具备国产替代及规模效应降本空间,我们预计,2022年-2030年碱性电解槽设备价格年均下降10%。
  • 单位期间费用:主要与项目规模有关,取决于设备规格和年利用小时数两个因素,目前碱性电解槽设备规格一般为1000-2000m³/h,预计未来有望逐步提升;年利用小时数考虑风光有效利用小时数、配建储能比例上升、新能源发电成本持续下降等,预计未来有望达到5000h。

测算结果:我们预计至2025年,绿氢制备单位成本有望下降至14.46元/kg,较2022年下降65%;至2030年,绿氢制备单位成本有望进一步下降至8.88元/kg,分维度对比绿氢与蓝氢、灰氢的经济性看,绿氢与蓝氢有望在25年平价,与灰氢有望在25-27年平价。

  • 若静态对比当前蓝氢、灰氢的单位成本(不考虑煤炭价格+碳税变化),预计绿氢与蓝氢、灰氢分别在25年、27年平价;
  • 若考虑碳税上涨带来的蓝氢、灰氢成本上升,预计绿氢与蓝氢、灰氢均在25年实现平价;
  • 若在碳税基础上,叠加考虑煤炭价格波动性,当前煤炭价格约700元/t,假设2022-2030年煤炭价格从1000元/t下降到500元/t(灰氢生产成本下降),预计绿氢与蓝氢、灰氢分别在25年、26年平价。

3、碱性电解槽市场空间怎么看——我们预计2025年碱性电解槽市场规模有望达到153亿元,22-25年CAGR+103%。

若不考虑国内氢气年产量增长,保守假设国内每年氢气总产量为3300万吨、绿氢渗透率由21年的1%提升至25年的15%、30年的50%、绿氢产销率由2022年较低水平提升至2025年的70%、年利用小时数和单机设备产能持续上升,我们预计,2022-2025年碱性电解槽市场规模有望达到18/38/65/153亿元,CAGR+103%;2030年碱性电解槽市场空间有望达到192亿元,市场规模为2022年的11倍。

相关概念股涨停归因(截至6月27日午盘)

来源:Datayes

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