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电力行业氢能系列报告(一)制氢篇:副产氢已占先机,绿氢有望开新局-211214(21页).pdf
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电力行业氢能系列报告(一)制氢篇:副产氢已占先机,绿氢有望开新局-211214(21页).pdf
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氢能系列报告(一)制氢篇
副产氢已占先机,绿氢有望开新局
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电力
2021 年 12 月 14 日
中性(维持)
行情走势图
平安观点:
氢能是替代化石能源实现碳中和的重要选择。氢能已经成为应对气候变
化、建设脱碳社会的重要能源。欧、美、日、韩等发达国家纷纷制定氢能
路线图,加快推进氢能产业技术研发和产业化布局。氢能产业已成为我国
能源战略布局的重要组成。氢能可以以“二次能源、能源载体、低碳原料”
三种角色助推能源转型进程。2050 年全社会绿氢需求或将接近 1 亿吨。
我国氢气生产以西北、华北为主,主要来自化石能源。从区域分布看,氢
能生产主要在西北和华北地区。按生产来源划分,可以分为“灰氢”、“蓝
氢”和“绿氢”三类。目前,我国氢气主要来自灰氢。工业副产气制氢在
技术经济环境方面具有显著优势。未来与大规模光伏发电或风力发电配套
的电解水制绿氢将成为发展趋势。
副产氢是近期理想氢源。我国氯碱、炼焦以及化工等行业有大量工业副产
氢资源,足以满足近期和中期氢气的增量需求。相对来说,丙烷脱氢、乙
烷裂解等获取的氢气浓度较高。到 2022 年,丙烷脱氢和乙烷裂解项目副
产氢气每年可供约 36 万辆氢燃料电池车行驶,工业副产氢几乎可以覆盖
京津冀、长三角和广东地区,与氢能示范区域匹配,可以提供相对低成本
的氢能。
绿氢将逐步走上前台。电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、纯度高以及
副产高价值氧气等特点,但其单位能耗约在 4-5 千瓦时/立方氢,电价占到
总成本的 70%以上。若采用现有电力生产,制氢成本约为 30-40 元/公斤。
一般认为当电价低于 0.3 元/千瓦时具备较好经济性。目前,电解水制氢技
术主要有碱性水电解槽(AE)、质子交换膜水电解槽(PEM)和固体氧化
物水电解槽(SOE)。其中,碱性电解槽技术最为成熟,生产成本较低。
氢能产业已成为我国能源战略布局的重要部分。我国已经成为全球最大的
氢气生产国,但是目前氢气主要来自灰氢(化石燃料),但化工过程副产氢
成本低、产量大,且与氢能示范城市匹配,是短期最现实的氢源;随着碳
市场的推进,绿氢的需求逐步增加,未来大规模光伏发电或风力发电配套
电解水生产绿氢将成为趋势。随着氢能产业逐步用于汽车和工业,氢能的
利用量将逐步增长,关注丙烷脱氢和乙烷裂解副产氢气的应用,建议关注
金能科技、东华能源,绿氢产业的发展将推动电解槽及新能源装备的需求,
新能源运营商也将受益,推荐隆基股份和三峡能源。
风险提示:1)碳中和政策实施不及预期;2)氢能价格难以大幅下降;3)
燃料电池成本下降不及预期;4)氢能冶金等工业应用发展不及预期。
氢能系列报告(一)制氢篇
副产氢已占先机,绿氢有望开新局
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2021 年 12 月 14 日
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电力·行业深度报告
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评级
2021-12-13
2020A
2021E
2022E
2023E
2020A
2021E
2022E
2023E
三峡能源
600905.SH
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0.17
0.29
0.35
56.1
42.9
25.1
20.8
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601012.SH
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推荐
东华能源
002221.SZ
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0.73
0.97
1.25
1.70
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13.5
10.4
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未评级
金能科技
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正文目录
氢能产业链——制氢 ........................................................................................................................................ 4
一、氢能是替代化石能源实现碳中和的重要选择.............................................................................................. 4
1.1 氢能产业已成为我国能源战略布局的重要部分 ......................................................................................... 4
1.2 国家和地方均出台氢能政策支持产业发展................................................................................................ 5
1.3 氢能在能源转型中的角色 ....................................................................................................................... 7
1.4 2050 年氢能(绿氢)的市场需求超过 1 亿吨 .......................................................................................... 7
二、当前中国氢气生产集中在北方,以灰氢为主.............................................................................................. 7
2.1 氢能分布在西北和华北 .......................................................................................................................... 7
2.2 氢气来源现以化石燃料为主,未来向绿氢过渡 ......................................................................................... 8
2.3 不同技术制氢的技术经济环境性分析 .....................................................................................................11
三、副产氢是近期理想氢源,绿氢逐步走上前台............................................................................................ 13
3.1 工业副产氢是近期最现实氢源 .............................................................................................................. 13
3.2 可再生能源制氢是实现碳中和的必然选择.............................................................................................. 16
五、投资建议 ................................................................................................................................................ 19
六、风险提示 ................................................................................................................................................ 19
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图表目录
图表 1 氢能产业链——制氢 ........................................................................................................................... 4
图表 2 氢能替代主要领域............................................................................................................................... 5
图表 3 国家层面氢能相关的主要政策 .............................................................................................................. 5
图表 4 各地出台的氢能产业政策..................................................................................................................... 6
图表 5 国内燃料电池汽车主要政策 ................................................................................................................. 6
图表 6 从区域分布看,氢能生产主要分布在西北和华北地区(万吨) ............................................................... 8
图表 7 从氢的来源看可分为灰氢、蓝氢、绿氢................................................................................................. 9
图表 8 2020 年我国氢气主要来源占比 ............................................................................................................ 9
图表 9 2020 年我国氢气主要消费途径占比 ...................................................................................................... 9
图表 10 当前中国氢气生产和消费主要工艺 .................................................................................................. 10
图表 11 副产气制氢在经济性、碳排放等方面具有综合优势............................................................................11
图表 12 副产气制氢能源效率最高 ............................................................................................................... 12
图表 13 以现状电力结构看,电解水制氢碳排放最高..................................................................................... 12
图表 14 工业副产氢成本最低 ...................................................................................................................... 13
图表 15 丙烷脱氢工艺流程图 ...................................................................................................................... 13
图表 16 中国 PDH 副产氢项目表(不完全统计) ......................................................................................... 14
图表 17 部分中国 PDH 副产氢项目图 .......................................................................................................... 15
图表 18 部分中国乙烷裂解副产氢项目图 ..................................................................................................... 16
图表 19 电解水制氢技术对比 ...................................................................................................................... 17
图表 20 碱性电解槽(AE)电解水制氢示意图 ............................................................................................. 18
图表 21 质子交换膜(PEM)电解水制氢示意图........................................................................................... 18
图表 22 水电解制氢工艺流程图................................................................................................................... 18
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