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氢能 | 氢能产业链:制氢、储运与应用三大环节潜藏哪些市场机遇?

帕卓管路 2024-03-25 13:54:30 148次 返回

氢能是可持续发展*具潜力的二次清洁能源,在全球主要国家的政策积极推动下,氢能有望高质量快速发展。

氢能产业链包括上游制氢,中游氢储运、加氢站,化工、氢燃料电池为氢能主要的应用场景。氢能设备是产业发展的基础,目前我国在氢能设备方面有极大的改善空间,在技术创新,降本增效,安全生产,国产替代方面,都存在着众多机会。

氢能产业链:制氢、储运以及应用

资料显示,氢能产业链可大致分为制氢、储运以及应用三个环节。

氢气的来源与应用都集中在传统的炼化、工业领域,真正具备长期发展前景的”绿氢”仍处于起步阶段。

而若想真正发挥氢气作为一种清洁能源的优势,制氢、储运以及下游应用环节均需要大量的基础设施投入。

因此,绿氢产业链的启动将为大量设备、零部件、运营企业带来长期的发展空间。

制氢端:绿氢潜力巨大,电解槽为核心设备。

1)灰氢:化石能源制氢设备拓展过程中,主要受益方为提纯设备,包括PSA 装置(昊华科技)、深冷分离(杭氧股份、中泰股份);

2)蓝氢:在化石能源制氢基础上增添碳捕集设备,至2025 年需增设年捕集量2000 万吨的CCUS 设备,核心动力装置为螺杆压缩机,厂商主要包括冰轮环境、冰山冷热;

3)绿氢:国际氢能委员会预计到2050 年绿氢将占氢气总产量的60-80%,当前通过水电解制取,电解槽为反应场所,势银(TrendBank)预计2024-2025 年新增装机量分别为4.8GW、8.2GW,按均价计算分别达到66 亿元、112 亿元。

目前我国主流的制氢方式分别为化石燃料煤制氢,天然气制氢,电解水制氢三种方式,其中化石燃料制氢占据我国大部分市场,但电解水制氢作为更低碳的制氢方式,具有更大的发展潜力。

电解水制氢有三种技术路线,分别为碱性电解水制氢(AWE)、质子交换膜(PEM)电解和固体氧化物(SOEC)电解,其中电解槽是制氢的核心设备。在三种技术路线中,碱性电解水技术*为成熟,成本相对较低,商业成熟度高,运行经验丰富,且国内一些关键设备主要性能指标均接近于国际先进水平,单槽电解制氢量大,易适用于电网电解制氢。目前国内电解槽厂家已超过七十家。相比于碱性电解水,PEM电解槽中质子交换膜更依赖进口,有待国产材料进一步突破。

近年来,受益于国家双碳目标,电解槽市场需求量持续增加,电解槽研发生产进展迅速。据统计,2023年1-10月,全国已公开电解水制氢项目共90个,其中新签约项目41个,开工在建项目41个,预计到2023年底,我国的电解水制氢项目将超100家,从2023年的电解槽中标情况来看,隆基氢能、派瑞氢能、塞斯克斯、阳光电源等厂商的市场份额较大。

储运端:关注高压储氢瓶、氢液化装置。

1)长管拖车适用于200km 以内的小规模运输,,主要储存设备为高压气态储氢瓶;高工氢电预计2025 年站用储氢瓶市场规模将达到5.6亿元,车载储氢瓶市场规模达到34 亿元,主要玩家包括中材科技、中集安瑞科、京城股份、亚普股份、兰石重装、科新机电等;其中储氢瓶阀门成本占比约8.1%,对应2025 年市场规模2.8 亿元,主要玩家包括鲲华科技、舜华新能源及富瑞阀门等;

2)低温液氢适用于200km 以上的大规模运输,液化过程成本较高,核心设备为包含压缩机、膨胀机在内的液化装置,当前国产民用设备实现突破,相关公司有中科富海、航天六院101 所、中泰股份等。

3)输氢管道初始投资巨大但更具经济性,石化机械、国家管网、东宏股份等在管材、材料等领域发力以克服“氢脆”难题.。

加注端:加氢站集中建设,集成设备(含压缩机)放量在即。截至2023 年底,我国已累计建成加氢站407 座,我们根据各省级地区提出的氢能发展目标测算,未来两年集成设备增量市场空间至少为69.18 亿元(含站用储氢瓶),其中压缩机为29.23 亿元。国内加氢站集成设备商主要有国富氢能、海德利森、舜华新能源、氢枫能源、中集安瑞科等,氢压缩机设备商主要包括开山股份、石化机械等。

用氢端:燃料电池空间巨大,氢燃气轮机逐渐突破。

1)燃料电池:弗若斯特沙利文预计至2030 年,氢燃料电池系统的运输应用和固定式应用按销量计算的市场规模将分别达到70.02GW 和13.35GW。①电堆,2023 年上牌车辆电堆装机量达到931.2MW,CR5 达到62%,分别为神力科技(亿华通控股子公司)、国鸿氢能、捷氢科技、潍柴巴拉德以及氢晨科技;②空压机方面,主要公司包括势加透博、金士顿、东德实业;③氢循环部件,主要公司包括东德实业、瑞驱科技、浙江宏昇;④增湿器方面,主要公司包括伊腾迪、同优科技、沃瑞氢能;⑤电子水泵方面,主要公司包括合肥新沪、艾尔航空、飞龙股份。

为加强氢燃料电池系统、电堆及其材料和核心零部件的核心技术研究,我国政府出台多项技术创新引导政策。随着我国研发水平的提升,电堆及其他核心零部件的成本不断下降,成本的降低将带动氢燃料电池汽车的发展,进而活化整个产业链。

2)氢燃气轮机:国内公司积极开展燃气轮机掺氢试验,主要包括上海电气、杭汽轮集团、国家电投等。

测试设:随着电解水制氢市场的兴起和燃料电池技术的更新迭代,测试设备的需求显著提升。一方面,测试是保障氢能装备安全稳定运行的关键环节,测试设备需求将伴随电解槽及燃料电池市场空间的拓展而增长;另一方面,在电解槽大标方及燃料电池大功率的发展路径下,专业测试设备提供商基于检测能力经验积累将具备先发优势,国内厂商包括科威尔、锐格新能源、氢导智能、大连宇科。

氢能设备发展,逐步国产化

设备国产化是氢能装备的重要发展方向,在政策方面,各地区鼓励氢能基础设施建设,如——

去年9月7日,浙江省经信厅印发的《浙江省氢能装备产业发展行动方案(2023-2025年)》,提出到2025年,全省氢能装备产业规模持续做大,产值力争突破100亿元,基本形成较为完备的氢能装备产业链,综合发展水平居全国前列的总体目标。

国家发改委在11月7日提出,要始终将科技创新摆在氢能产业发展的首要位置,集中力量突破氢能“制-储-输-用”全链条关键核心技术,促进先进技术应用和迭代升级。


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