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氢能星辰大海,电解槽旭日东升!氢能产业最全详解!附股!

23-03-16 17:43 384次浏览
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国家发展改革委、国家能源局近日联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,这是我国首个氢能产业的中长期规划。专家表示,首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,确定可再生能源制氢是主要发展方向。
以下内容较多,如果考虑标的推荐,主要围绕氢能产业链上游制氢环节,电解槽制氢相关,涉及相关标的整理:1、昇辉科技(300423):氢能领域全面布局;2、华电重工(601226):依托华电集团,电解槽订 单具较高保障 ;3、 华光环能(600475):主营环保与能源装备制造,与电解槽深度协同 ;4、科威尔(688551):专注测试电源,向电解槽检测设备横向延申。其他氢能标的:隆基绿能阳光电源亿利洁能兰石重装
一、氢能基础知识
定义:氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。能帮助可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能,加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。氢气的制取方式多样,产物无污染;氢能作为能量的主要利用方式是燃料电池,通过电化学反应直接将化学能转化为电能,能量转化过程不受卡诺循环的限制,能量转化效率很高;此外,氢能可以广泛应用于工业、交通、建 筑、发电等领域。
政策:我国于2019年首次将氢能写入《政府工作报告》。中国氢能联盟组织编写的《中国氢能源燃料电池产业白皮书2020》提出四大核心观点,一是脱碳是本轮氢能产业发展的第一驱动力 。二是可再生能源制氢成本有望在2030年实现平价。三是在2060年碳中和情景下氢能规模将达到1.3亿吨,在终端能源消费占比中达到20%,其中可再生能源制氢规模有望达到1亿吨,部署电解槽500吉瓦。四是完善低碳清洁氢政策体系是氢能助力碳中和的关键。
现状:目前我国氢气产量超3000万吨/年,主要是化石能源制氢、工业副产氢等,用于生产化工产品。化石能源制氢碳排放量很高,平均制取每公斤氢气会排放10-30公斤二氧化碳。预计2025年可再生能源制氢量将达到10-20万吨/年。
未来我国氢气需求将持续增加,工业需求占比最大,交通需求增速最快。据中国氢能联盟预测,在 2030 年碳达峰情景下,我国氢气的年需求量将达到 3715 万吨,在终端能源消费中占比约为 5%(按热值换算)。在 2060 年碳中和情景下,我国氢气的年需求量将增至 1.3 亿吨左右,在终端能源消费中占比约为 20%。
二、一图看懂氢能产业上中下游!


三、氢能产业链分析:氢能产业链包括制氢、储运、加氢站和氢燃料电池的应用!


1、制氢:氢气很难从自然界中直接大量获取,需要依靠不同的技术路径和生产工艺进行 制备。目前,主要制氢路径包括化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢。根据生产来源和碳排放量的不同,氢气可以分为灰氢、蓝氢、绿氢三种类型。灰氢是指通过化石重整(煤、天然气)、工业副产(焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻烃利用等)等生产的氢气。取自化石燃料的氢,如来源于煤炭天然气的氢,排放相对较高,但成本更低。灰氢是当前的主流氢气,约占全球氢气产量的95%。灰氢主要应用于内部需求,即直接用于氢气生产站点。蓝氢是在灰氢的基础上,将二氧化碳副产品捕获、利用和封存(CCS)而制取的氢气,是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。绿氢是利用可再生能源(如太阳能 或风能等)发电后,通过电解工序制取的氢气。绿氢的制取技术路线主要为电解水,其碳排放可以达到净零。此外,国外还将核能制氢称为粉氢。粉氢是以来源丰富的水为原料,利用核能大规模生产的氢气。热化学循环工艺和高温蒸汽电解都是有望与核能耦合的先进制氢工艺。


绿氢的主要生产方式为电解水制氢,水电解制氢。


2、储运:储运环节的核心在于储运技术与氢载体。因为如果未来分布式风光与氢能结合是主要发展路径,那氢能就很可能不需要长距离运输,高压储氢瓶将是最主要的储运方式。高压储气瓶技术要求较高,业内主要参与者为化工和制造企业。


氢的输运方式主要有气态输运、液态输运和固体输运三种方式。3、加氢:根据氢气来源,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站。①外供氢加氢站:先通过长管拖车、液氢槽车或者管道将氢气运送到加氢站,然后在加氢站内进行压缩、存储、加注等操作。②站内制氢加氢站:加氢站内配置了制氢系统,可以站内将氢气提纯、压缩,然后进行存储、加注。站内制氢加氢站可以省去运输氢气的费用,但是增加了加氢站的系统运营复杂程度和相关费用,目前我国主要以外供加氢站为主。加氢站近年来全球和我国加加氢站建设呈现高速增长势头。2021年全球已建成685座加氢站,其中我国累计建成加氢站194座。截至2022年4月,我国已累计建成加氢站超过250座,约占全球数量的40%,加氢站数量位居世界一。据香橙会预测,到2025年,我国建成的加氢站将达到926座。由于氢能利用尚处早期,燃料电池汽车数量少,目前加氢站较高的运营费用仍然令运营商找不到一个盈利的空间。在该领域的参与者,主要以中石化、中石油 为主,依靠全国加油站、加汽站的网点布局与规模化的运营团队,预计未来很可能仍是中石化、中石油等央企主导国内加氢站行业。 4、用氢。市场期望的主要民用领域是氢燃料电池汽车,电池电堆是全球顶尖车企与化工制造业研发的重点领域。目前,在氢能产业链企业中,仅有电池电堆和燃料电池整体系统行业可以单独构成企业的主营业务,其中亿华通潍柴动力 、新源动力和美锦能源 持股的国鸿氢能占据市场主导地位。即便如此,亿华通 、国鸿氢能等尚处于行业导入期的战略亏损阶段,未来谁的技术能在国内脱颖而出,尚存在非常大的不确定性。


四、电解槽制氢行业是未来的发展趋势。
展望未来,风光等清洁能源发电成本将持续降低,占比持续提升,带动电价下行。此外,电解水设备技术快速迭代,带动成本下降、效率提升。在此背景下,电解水制氢成本有望持续降低,提升绿氢经济性,带动绿氢占比提升。绿氢有望受益于氢能占能源比重提升、绿氢占氢能比重提升双重逻辑,迎来高速增长。电解水设备受益于绿氢高增速,有望迎来需求爆发。电解水制氢主流技术包括碱性电解、质子交换膜(PEM)电解与固体氧化物(SOEC)电 解,其中,碱性电解已大规模应用,PEM 电解则处于小规模应用阶段,SOEC 电解尚处实验 室阶段,未商业化,因此在本章节中,我们将重点讨论碱性电解槽与 PEM 电解槽技术。碱性电解技术成熟,单台装置规模可达 1000Nm³/h 以上,系统寿命长,成本较低,易于 实现大规模应用,是目前主流电解技术。PEM 电解相较碱性电解,处于相对早期阶段,成本 较高,但其电流密度高、系统转化效率高、能耗低、体积能量密度高、响应速度快、与不稳定电源适配性更强,综合性能更具优势,且未来降本空间更大,渗透率有望逐步提升。


五、好风凭借力,送我上“氢”云,目前围绕氢能的部分个股整理:1、昇辉科技(300423):氢能领域全面布局 公司主营业务包含电气成套设备、LED 照明与亮化、智慧城市等相关产品,涵盖从居家到城市的全场景解决方案,为客户提供专业的一站式配套服务。2022H1 公司高低压成套设备实现营收约 9 亿元/yoy+8%,毛利率 21%;LED 照明设备及安装业务实现营收约 2 亿元 /yoy-20%,毛利率 28%;智慧社区业务实现营收约 2 亿元/yoy+110%,毛利率 20%。公司发 布 2022 年业绩预报,归母净利润预计亏损 9.05-10 亿元。亏损主要原因为并购昇辉控股有 限公司而产生的商誉计提减值 9.8-10.8 亿元。展望未来,公司商誉减值基本完成,轻装 上阵,随氢能业务逐渐放量,有望实现业绩反转。2021 年起公司新增氢能业务板块,成立子公司昇辉新能源有限公司作为氢能业务的运营主体,对氢能产业链的部分环节进行投资,并自主运营氢能源汽车运营平台、大规模电解水制氢设备、氢能相关电气设备及关键零部件。在氢能领域,公司已初步形成“3+3”业务模式,即参股投资 3 家氢能产业链头部企业,自主经营 3 大氢能业务板块。参股 3 家产业链企业包括:膜电极龙头鸿基创能、电堆龙头国鸿氢能、整车制造企业飞驰汽车。三大氢能业务板块包括:1)成立氢能源汽车物流运营平台子公司,通过搭建运营平台推动应用规模的扩大,带动产业链上游燃料电池零部件及整车的发展;2)成立子公司佛山安能极,依托昇辉科技现有电气主业,快速实现氢能相关领域电气设备的生产制造能力,产品包括燃料电池 DC/DC,整流柜、控制器、AC/DC 等电气设备;3)参股设立电解水制氢装备公司盛氢制氢,现 1000Nm³/h 碱性电解设备已下线,能耗低至 4.3kWh/Nm³,领先行业平均水平。2、华电重工(601226):依托华电集团,电解槽订 单具较高保障 公司为工程整体解决方案供应商,业务集工程系统设计、工程总承包以及核心高端装 备研发、设计、制造于一体,致力于为客户在物料输送系统工程、热能工程、高端钢结构 工程、海洋工程、工业噪声治理工程、氢能工程等方面提供工程系统整体解决方案。2022H1 公司物料输送系统工程业务实现营收约 13 亿元/yoy+65%,毛利率 12%;高端钢结构 工程实现营收约 12 亿元/yoy+57%,毛利率 15%;热能工程实现营收约 6 亿元/yoy+139%,毛 利率 12%;海洋与环境工程实现营收约 4 亿元/yoy-75%,毛利率 9%。电解水制氢设备领域,公司 1200Nm3/h 碱性电解水制氢装置与气体扩散层产品已成功下线,具有高电流密度、高电解效率、大容量、高响应速度等特点,运行平稳、性能先进、结构紧凑。此外,公司持续加大 PEM 电解设备研发投入,双技术路线并行发展。华电集团为公司控股股东,依托华电集团,公司与内蒙古华电氢能签署《内蒙古华电包头市达茂旗20 万千瓦新能源制氢工程示范项目 PC 总承包合同制氢站部分》,电解槽订单消化具高保障。3、 华光环能(600475):主营环保与能源装备制造,与电解槽深度协同 公司主营业务涉及环保与能源两大领域,环保领域主要为固废处置提供专业设计、环保设备制造、工程建设、处置运营的全产业链系统解决方案和综合服务,能源领域涉及锅炉设计制造、传统及新能源电力工程总包、热电运营、光伏电站运营的全产业链业务。2022H1 公司地方能源供应行业收入约 17 亿元/yoy+52%,毛利率 19%;工程综合服务行业收入约 15 亿元/yoy+25%,毛利率 17%;装备制造业务收入约 9 亿元/yoy-3%,毛利率 25%。电解槽领域,公司与大连理工大学合作成立零碳工程技术研究中心,进行电解水制氢示范项目开发。公司在环保与能源装备制造领域的成功经验,助力公司快速切入电解槽行业,2022 年仅耗时 70 天完成 30Nm³/h 碱性电解水制氢设备研发与制造,现已完成产品中试。4、科威尔(688551):专注测试电源,向电解槽检测设备横向延申 公司专注于测试电源设备制造,依托电力电子技术平台,融合软件仿真算法与测控技 术,为多行业提供专业、可靠、高性能测试电源和系统。目前,公司测试电源和系统主要应用于新能源发电、电动车辆、燃料电池及功率器件等工业领域,新能源发电领域客户包 括阳光电源、华为、SMA、台达、锦浪科技特变电工 等,电动车客户包括比亚迪吉利汽车长城汽车 、ABB、法雷奥西门子、纳铁福传动等,燃料电池行业终端用户包括上汽集团宇通客车潍柴动力 等。2022H1 公司测试电源业务实现营收约 1.2 亿元/yoy+61%,功率半导体测试及智能制造装备业务实现营收 0.18 亿元/yoy+500%,氢能测试及智能制造装备业务实现营收 0.12 亿元/yoy-50%。公司在燃料电池测试系统布局较早,技术领先,于 2017 年推出燃料电池专用回馈式电子负载,用以模拟燃料电池实际工况中的负载特性,改变了行业中之前主要用 Kikusui(日本)和 EA(德国)小功率电子负载并机且不回馈的测试方式,满足了国内燃料电池系统向大功率发展的行业趋势和能量回收利用的测试要求。公司通过 IPO 募集资金 1.5 亿元,用于“高精度小功率测试电源及燃料电池、功率半导体测试装备生产基地建设项目”,加大燃料电池检测设备领域投入。PEM 电解槽与质子交换膜燃料电池工作原理类似,在燃料电池检测设备成熟经验下,公司业务进一步拓展至 PEM 电解槽检测设备,完成氢能产业链上下游检测设备全方位布局。 隆基绿能传统业务:公司作为全球光伏龙头,实现组件一体化布局,出货持续高增。公司 2022年实现归母净利润 145-155 亿元,同增 60%-71%,扣非归母净利润 140-151 亿元,同增59%-71%。我们预计公司 2022 年组件出货 45-47GW,同增 17-22%,组件盈利保持坚挺。氢能业务:隆基氢能当前研发的核心航道是降低制氢的单位电耗,2 月推出世界领先的制氢装备系列产品隆基 ALK Hi1,直流电耗满载状况低至 4.3 千瓦时每立方米,Hi1plus 产品低至 4.1 千瓦时每立方米,可以降低 10%以上的直流电耗,大幅降低 LCOH,驱动绿氢经济性提升。产品适合的场景可以根据项目的具体情况和财务假设来确定。Hi1适用于1500-5000 小时,比如纯风电、纯光伏、风光互补等;Hi1 plus 5000 小时以上,比如绿电交易、多能互补等。隆基氢能 21 年实现 500 MW 产能,22 年实现 1.5 GW 产能,预计 25 年达到 5-10GW。阳光电源传统业务:公司是全球逆变器龙头,营收占比前三的业务为光伏逆变器、电站投资开发以及储能系统。公司 2022 年实现营收 390-420 亿元,同增 62%-74%,实现归母净利润 32-38 亿元,同增 102%-140%。2023 年逆变器放量叠加 IGBT 模块紧缺涨价,预计 出货盈利高增;2023 年大储出货同增 2 倍,户储同增 5-6 倍,继续量利双升。氢能业务:阳光电源从光伏制氢入局氢能,成立全资子公司阳光氢能。阳光氢能已建有国内首个光伏离网制氢及氢储能发电实证平台、国内最大的 5MW 电解水制氢系统 测试平台、PEM 电解制氢技术联合实验室,及年产能 GW 级制氢设备工厂。阳光氢能独立生产 1000 标方碱性制氢系统、兆瓦级 PEM 制氢系统对应的电解槽,可以提供包括制氢电源、电解槽、智慧氢能管理系统在内的成套系统解决方案。2022 年,为内蒙古综合能源站项目提供碱性水电解制氢装置,为宁夏等地项目提供 200 标方 PEM 制氢装置。2022 年 12 月底,长江电力 绿电绿氢示范项目产氢成功,顺利产出 99.999%高纯度氢气, 该项目采用阳光氢能领先的 PEM 电解制氢技术,将为国内首个 500kw 氢燃料电池动力船艇提供制氢加氢服务。亿利洁能传统业务:煤化工、清洁热力作为存量业务,未来增长点在于光伏发电加氢能。化工业务每年贡献利润 7-8 亿元。光伏电站预计 23 年年底建成共 3.3 GW,25 年实现风光电站的装机容量达到 15GW。氢能业务:在制氢和用氢端均有丰富的运营经验,主要包括风光制氢项目和参股投资的碱性电解槽产品。公司计划 23 年底前实现 200 台的 1000 标方碱性电解槽产能规模,25 年前达到 500 台;预计 23 年订单量在 40 台左右,未来 200 台,市占率预期可以达到 10%左右。23 年 1 月 40 万千瓦的风光制氢一体化项目在自治区层面获批,公司依托大股东 30 多年沙漠治理的核心优势,打造沙戈荒地区的风光氢储新材料,可一体化消纳,占据土地资源的优势,同时与央企达成非常紧密的战略合作。兰石重装传统业务:公司是国内能源化工装备和工业智能装备细分领域的核心企业之一,公司正在加快推动由传统能源化工装备制造向新能源装备制造领域拓展转型。公司 2022年实现归母净利润 1.9-2.1 亿元,同增 55%-71%,扣非归母净利润 1.3-1.5 亿元,同增61%-86%氢能业务:在氢能装备领域,业务主要为制氢、储氢和加氢站装备。具体产品有低压储氢容器、煤制氢装备、加氢站用微通道换热器(PCHE),正在研发渣油 POX 造气制氢装置、大型高压储氢球形储罐和卧式储罐(45MPa/75MPa)和丙烷脱氢技术装备。兰石重装已完成盘锦浩业 20 万 Nm³/h 煤制氢装置、榆林华秦氢能产业园一期项目储氢球罐设计制造及安装,完成加氢站微通道换热器研制并交付客户试用。22 年 8 月高压储氢容器试制取得圆满成功,正式进入市场化推广阶段。22 年底与内蒙古宝丰签订绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目供货合同,金额达 6.12 亿元。计划在现有 50Nm3 /h 电解水制氢装置基础上,快速完成 1000Nm3 /h 及以上规模电解水制氢装置的开发。 $昇辉科技(sz300423)$ $隆基绿能(sh601012)$
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