氢能的2.0时代到来.pdf

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。1 证券研究报告 战略战略 能源转型系列报告：氢能的能源转型系列报告：氢能的 2.0 时代时代到来到来 华泰研究华泰研究 研究员 刘俊刘俊 SAC No.S0570523110003 SFC No.AVM464 +(852)3658 6000 研究员 苗雨菲苗雨菲 SAC No.S0570523120005 SFC No.BTM578 +(86)21 2897 2228 联系人 张瑶珈张瑶珈 SAC No.S0570122090160 +(86)755 8249 2388 2024 年 3 月 17 日中国内地 深度研究深度研究 绿氢进入绿氢进入 2.0 时代，时代，需求有望多维度展开需求有望多维度展开 近期工信部等 7 部门发布加快推动制造业绿色化发展的指导意见，将氢能作为“未来能源”，并且要求围绕石化化工，钢铁，交通，储能和发电领域布局产业发展。相比此前氢能产业规划，我们看到此番不再局限于交通和储能领域，向多元绿氢以及其衍生产品发展。我们认为氢正在进入 2.0 时代，需求侧的多元化发展更接近氢作为广泛使用的工业原料，能源载体，和零碳能源的本质，这才能更快的推进产业规模化与技术迭代，打破此前缺乏需求+成本较高无法产业化的僵局。与过往市场报告不同，本篇报告从需求出发，分析了化工，工业、交通、发电四大产业，19 个细分子行业的需求，从产业增长，驱动因素，替代模式，技术成熟度，平价等五维度去分析绿氢及其衍生产品绿色甲醇和绿氨的需求，从而预期产业化发展方向。三个子行业撬动更大市场，三个子行业撬动更大市场，1 美金平价线有望带来美金平价线有望带来 4500 万吨万吨/年绿氢需求年绿氢需求 除了市场关注的燃料电池产业外，我们预计绿色甲醇，化工合成氨，氢冶金三个领域在欧盟碳政策、船舶甲醇订单等推广及经济性催化下看到需求启动。三大领域在 2025/2030 年间或带来 150/620 万吨绿氢需求，占比64%/48%，加速产业化降本，撬动发电/道路交通等领域需求爆发。2035年，我们预期这三大领域占比将下降至 36%，而其他领域占比到 2035 将达到 64%，达到 3835 万吨，接力增长。从绿氢成本角度，电价占比 80%+，是敏感性最高的成本项，我们测算认为在 0.130.15 元/度电价下绿氢成本降至 1011 元/kg，开启炼化、合成氨、氢基竖炉平价市场；在 0.08 元/度电价下绿氢成本降至 7 元/kg，进一步开启氢基重卡、氢燃料电池发电市场。从产业发展路径来看，政策性需求驱动供给增长与成本下降，推动产业化，并撬动多元需求领域全面爆发，形成产业发展正循环。我们预计全球绿氢市场在 2025/30/35 需求达 230/1290/5900 万吨，2025-35 区间复合增速达到38%。绿氢也将正向驱动新能源需求，到 2035 年即可带动全球光伏 356GW每年新增装机。新能源与绿氢形成正反馈，量变产生质变，带来平价曙光新能源与绿氢形成正反馈，量变产生质变，带来平价曙光 绿氢供给侧需要新能源发电降本、离网制氢系统、氢储运技术的共同发展。我们认为需求的启动与目前光伏发电成本的快速下降带来量变的奇点，推动产业中长期的进一步质变。光伏组件价格 2022 年底至今下降近 50%，国内增量发电成本将达 0.24 元/度以下，中长期可达 0.15 元/度以下。但考虑网电消纳需要额外的备用与平衡成本，网购电价格较难低于 0.6 元/度。因此我们认为离网的柔性制氢系统将得以加速发展。此外，全球光照好的区域如中东北非，新能源电价已存在 1.5 美分/度执行价格且有望降至 1 美分/度，区域性绿氢平价也已看到曙光。此外，氨全球贸易体系完善，其作为氢载体一方面同体积储氢量高于液氢 50%，长途海运成本仅为液氢的 10-20%，我们认为中国设备、中东制氢、欧洲需求、氨基运输将是较快实现的供应体系。绿氢绿氢产业化大幕已然拉开，剑指万亿规模全球市场产业化大幕已然拉开，剑指万亿规模全球市场 我们认为绿氢全球发展奇点已来，氢基能源与需求的多样性将推动多行业清洁化的发展，并助推全球新能源技术与综合应用模式的迭代。我们预计绿氢产业到 2035 年会带来万亿的产值规模，其中电解槽设备产值 2912 亿元，燃料电池系统设备产值 4708 亿元，电解槽与燃料电池其它辅助设备与建设产值 1468 亿元，氢储运/加氢站/氨运输罐增量产值合计 994 亿元，中国氢相关装备供应链迎来广阔成长机遇。我们看好储运龙头中集安瑞科（华泰机械组覆盖）、压缩机龙头冰轮环境（华泰机械组覆盖），其他产业链相关设备包括：东方电气、上海电气。风险提示：产业链降本不及预期，技术进步不及预期，产业政策不及预期。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。2 战战略研究略研究 正文目录正文目录 绿氢进入绿氢进入 2.0 时代，需求有望多维度展开时代，需求有望多维度展开.4 绿氢 2.0 时代，这次有何不同.5 绿氢过去几年为何不温不火？.5 绿氢 2.0 时代，从“氢能发电”向“绿氢衍生”的思路转变.5 需求端迎来新机遇：关注三大方向边际变化.6 方向一：航运清洁化带来绿色甲醇需求增长.6 方向二：绿氢转氨解决储运问题，绿氨有望率先平价.6 方向三：氢冶金不仅仅是减排，也将缓解资源紧缺焦虑.7 供给端从量变到质变：新能源带来平价曙光.7 从新能源降本，到新能源应用降本.8 以全球产业链实现更快平价，带来绿氢贸易链的机遇.8 制氢，储氢，运氢提效降本，产业链迭代方兴未艾.8 投资建议.9 绿氢需求-经济性正循环有望启动，剑指全球 2035 年万亿元市场空间.9 公司推荐.10 绿氢产业迈向绿氢产业迈向 2.0 时代时代.13 从需求侧出发看绿氢产业新机遇.13 氢衍生产品的多元用途决定了氢产业需求来自多点爆发.13 从多个维度分析氢需求的形式，驱动力和替代难度.14 1 长距离运输打响绿氢启动第一枪，开辟绿色甲醇应用新赛道.15 1.1 船用可持续燃料.15 1.2 中长期重卡清洁化.20 1.3 航空可持续燃料.24 2 绿氢化工可能率先平价.27 2.1 化工是氢重要的存量应用场景.27 2.2 合成氨绿氢平价已见曙光.29 2.3 绿氨作为绿氢国际贸易的载体，通过跨国配置加速绿氨平价.31 3 绿氢冶金大有可为.34 3.1CBAM 进入过渡期，国际钢铁行业影响相对显著.34 3.2 钢铁减排技术路线多样，氢具备广泛用途.36 3.3 富氢高炉和氢基竖炉有望在欧盟贸易国和中东率先导入.38 4 绿氢前景仍是星辰大海.40 4.1 绿氢为电力系统提供可控基荷和长时储能.40 4.2 绿氢供热亦有可为.46 多管齐下加速绿氢降本，推动产业从量变到质变多管齐下加速绿氢降本，推动产业从量变到质变.47 1 从代购电到市场电到离网电，购电方式变化+柔性制氢技术推动绿氢平价.47 1.1 目前全球制氢产能以化石能源制氢为主，绿氢成本掣肘关键在于电价.47 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。3 战战略研究略研究 1.2 改变电解水制氢的购电模式，代购电市场电离网电，持续降低电力成本.48 1.3 离网制氢应用要求柔性制氢能力的提升.50 2 寻找电价洼地，构建绿氢全球贸易体系.53 2.1 全球风光资源分布不均，重点关注中东等地区的低成本绿氢潜力.53 2.2 各国氢能政策战略定位不一，蕴含全球贸易往来、绿氢资源优化配置机会.58 2.3 全球绿氢互认体系的建立是绿氢贸易的前置条件.60 3 回归技术本源，制氢、储氢、运氢技术迭代方兴未艾.62 3.1 制氢技术：ALK/PEM 居于主流，SOEC/AEM 关注细分场景应用.62 3.2 储氢运氢技术：关注氨、液氢储运技术设备国产化和物理、有机储氢技术研发.66 3.2 全球产业进展和格局.67 投资建议投资建议.71 看好储运龙头中集安瑞科和压缩机龙头冰轮环境（均为华泰机械组覆盖）.71 中集安瑞科：氢能储运装备龙头，2023 年前三季度氢能收入 4.36 亿元.71 冰轮环境：制冷压缩机龙头企业，氢能压缩机产品全布局.73 其他产业链相关设备包括东方电气、上海电气.75 东方电气：全球重要高端能源装备研发与制造商.75 上海电气：全球领先的工业级绿色智能系统解决方案提供商.76 风险提示.77 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。4 战战略研究略研究 绿氢绿氢进入进入 2.0 时代，需求有望多维度展开时代，需求有望多维度展开 氢不仅是能源，也是能源的载体和基础原料，可广泛运用于化工，氢不仅是能源，也是能源的载体和基础原料，可广泛运用于化工，工业工业，交运，建筑和发，交运，建筑和发电电等等领域领域。由于氢。由于氢发生发生反应后只反应后只产生产生水，且重量能量密度水，且重量能量密度极极高，因此高，因此一直被认为是实现零一直被认为是实现零碳排放的重要能源和碳排放的重要能源和能源转型重要方向。能源转型重要方向。党的二十大报告提出要加快规划建设“新型能源党的二十大报告提出要加快规划建设“新型能源体系”，因此对于中国未来的能源发展方向，不仅要以新能源为主体建立新型电力体系，对体系”，因此对于中国未来的能源发展方向，不仅要以新能源为主体建立新型电力体系，对于电力无法解决的能源问题，需要通过绿氢来解决。根据于电力无法解决的能源问题，需要通过绿氢来解决。根据 IEA 统计，统计，2022 年年全球氢的需求全球氢的需求量在量在 9500 万吨，其中我国有万吨，其中我国有 4000 万吨，是最大的氢生产和消费国。万吨，是最大的氢生产和消费国。虽然过去氢的总需求虽然过去氢的总需求量较大，但是主要以化石能源生产的灰氢存在，绿氢占比很小，而且大多数生产采用长流量较大，但是主要以化石能源生产的灰氢存在，绿氢占比很小，而且大多数生产采用长流程工艺程工艺，氢的生产和需求在氢的生产和需求在系统闭环内系统闭环内匹配，没有对外的需求，因此绿氢不仅面临经济性匹配，没有对外的需求，因此绿氢不仅面临经济性平价难度，也面临实际产业发展中缺乏需求的问题。平价难度，也面临实际产业发展中缺乏需求的问题。过去市场对于氢的认识过去市场对于氢的认识主要在车用燃主要在车用燃料电池以及能源发电领域，限制了氢的发展范围和规模，随着氢产业发展的深入，我们看料电池以及能源发电领域，限制了氢的发展范围和规模，随着氢产业发展的深入，我们看到绿氢本身不仅在化工，冶金和到绿氢本身不仅在化工，冶金和电力电力领域出现更多应用，绿氢的衍生产品领域出现更多应用，绿氢的衍生产品如如绿色甲醇，绿绿色甲醇，绿氨也在交运，化工等领域出现更多氨也在交运，化工等领域出现更多场景场景。今年。今年 2 月月 29 日，工信部等日，工信部等 7 部门发布的加快推部门发布的加快推动制造业绿色化发展的指导意见提出：“围绕石化化工，钢铁，交通，储能，发电等领域动制造业绿色化发展的指导意见提出：“围绕石化化工，钢铁，交通，储能，发电等领域用氢需求”“构建氢能技术体系”，极大的拓宽了氢发展方向，我们认为氢发展进入用氢需求”“构建氢能技术体系”，极大的拓宽了氢发展方向，我们认为氢发展进入 2.0 时时代。本篇报告从需求入手，分析需求如何推动产业化降本实现平价之路。代。本篇报告从需求入手，分析需求如何推动产业化降本实现平价之路。与此同时新能源的持续降本更进一步增与此同时新能源的持续降本更进一步增加加绿氢绿氢平价的可能性，风机和组件价格在平价的可能性，风机和组件价格在 2023 年年年年底底已分别降至已分别降至 2 元元/瓦和瓦和 1 元元/瓦以下，瓦以下，风电光伏风电光伏发电成本均较发电成本均较 2022 年下降了约年下降了约 30%。而。而绿绿氢氢一方面水解制氢的主要成本是电，另一方面可以接受间歇性电源，因此可以更大限度的一方面水解制氢的主要成本是电，另一方面可以接受间歇性电源，因此可以更大限度的使用可再生能源使用可再生能源；随着电力市场化的推进，以及新能源逐步进入市场，随着电力市场化的推进，以及新能源逐步进入市场，绿氢绿氢也为可再生能也为可再生能源发电消纳提供保证，两者可以实现较强的正循环、互相促进。可以说没有新能源的低成源发电消纳提供保证，两者可以实现较强的正循环、互相促进。可以说没有新能源的低成本，也很难实现氢的大规模应用，而本，也很难实现氢的大规模应用，而绿氢绿氢未来的大规模应用，也将打开可再生能源的需求未来的大规模应用，也将打开可再生能源的需求瓶颈。我们预测到瓶颈。我们预测到 2030/35 年全球绿氢的需求有望达到年全球绿氢的需求有望达到 1290/5900 万吨，若全部由光伏电万吨，若全部由光伏电力满足则有望带动新增光伏力满足则有望带动新增光伏 101/356GW 每年的装机需求。每年的装机需求。图表图表1：绿氢和新能源的相互促进与正循环绿氢和新能源的相互促进与正循环 资料来源：华泰研究预测 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。5 战战略研究略研究 我国在我国在 2019 年首次将氢能写入政府工作报告以来，年首次将氢能写入政府工作报告以来，2020 年提出“双碳目标”后，年提出“双碳目标”后，21 年陆年陆续落地“氢进万家”和“燃料电池汽车示范城市群”两个重大氢能应用项目，在氢能产续落地“氢进万家”和“燃料电池汽车示范城市群”两个重大氢能应用项目，在氢能产业中长期规划中明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，在后续的十四五可业中长期规划中明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，在后续的十四五可再生能源发展规划中再生能源发展规划中明确提出明确提出推进氢能示范和制氢关键技术的发展。而纵观全球欧美，推进氢能示范和制氢关键技术的发展。而纵观全球欧美，日韩，其他国家也纷纷提出自己的氢政策和计划。从政策来看，各国侧重有所不同，欧洲日韩，其他国家也纷纷提出自己的氢政策和计划。从政策来看，各国侧重有所不同，欧洲在政策上更关注需求端减排，是需求端政策最全面的区域，日韩在发展上更关注交通和电在政策上更关注需求端减排，是需求端政策最全面的区域，日韩在发展上更关注交通和电力领域，而中东等国的发展目标主要以力领域，而中东等国的发展目标主要以氢对外出口氢对外出口为主。为主。图表图表2：全球氢政策回顾全球氢政策回顾 资料来源：各国政府主管部门，华泰研究 绿氢绿氢 2.0 时代，这次有何不同时代，这次有何不同 绿氢过去几年为何不温不火？绿氢过去几年为何不温不火？绿氢在过去几年的发展慢于市场预期，一是因为过去电价较高，而绿氢成本中电价占比高达 80%，因此制氢设备本身进步不足以支持绿氢平价；二是因为氢需求存在于化工长流程内部循环而没有外部需求，因此与大规模、标准化的光伏不同，对于氢而言客户需求是每一个项目需要考虑的核心问题。市场需求和经济平价两大难题使得过去氢行业一直处于先有鸡还是先有蛋的悖论中。但是我们认为 2024 年以来氢产业进入了真正的转折点，首先需求侧出现了一些政策推进下，与现有设备和基础设施更兼容的绿氢衍生产品需求，其次新能源无论光伏还是风电的降本幅度使得电价成本达到接近 2 毛/度水平，从理论计算上绿氢的成本可以达到 14 元/kg，如果考虑一些光照较好或者风速较强的区域，当前电价已可以达到 1 毛 5/度水平，对应绿氢成本达到 11 元/kg，略优于当前灰氢成本（12 元/kg），因此平价已经近在咫尺。绿氢绿氢 2.0 时代，时代，从“氢能发电”向“绿氢衍生”的思路转变从“氢能发电”向“绿氢衍生”的思路转变 2024 年伊始，我们看到一些氢衍生产品的行业率先出现市场需求，将推动产业开启规模化降本，特别是氢在交运领域的航运和航空，工业领域的冶金，以及化工领域的合成氨有望率先出现突破，并且氢的应用形式不再仅限于纯氢，更可能是氢基燃料，包括绿色甲醇和绿氨，而后两者存在成熟的国际贸易流通（根据 IEA，合成氨、合成甲醇每年有 10%、30%的量每年通过国际贸易流通，全球有上百个港口支持装卸，而氢基本全部内部消化、外部供应链产业链体系不健全），将更进一步的降低绿氢的产业化发展难度。我们认为最终绿氢未来在四个大的产业领域以及 19 个细分行业存在发展机遇，基于自下而上的需求预测，我们预计氢需求结构（包含灰氢）将从目前 93%来自化工，到 2035 年在化工，交运，工业和电力领域分别达到 31%，19%，19%和 31%。2002年，日本政府提出能源安全、经济发展和环境保护的“3E”政策，持续致力于降低对石油等进口能源的依赖2002年，美国能源部发布国家氢能路线图2004年，欧盟启动“欧洲氢能及燃料电池平台”2006年，中国科技部发布国家“十一五”科学技术发展规划，将氢列为能源可持续发展中的关键科学问题2012年，中国国务院印发“十二五”国家战略性新兴产业发展规划，将燃料电池汽车的研发和应用列为重点发展方向2013年，日本提出日本再兴战略，将发展氢能定为国策2017年，日本发布氢能基本战略，提出2030 年左右实现氢能发电商业化的主要目标2018年，韩国将“氢能经济”列为三大创新增长战略投资领域之一2019年，加拿大发布加拿大氢能战略2019年，澳大利亚发布国家氢能战略2019年，中国首次将氢能源写入政府工作报告2020年，韩国颁布促进氢经济和氢安全管理法2020年，欧盟发布欧洲氢能战略2020年，美国能源部发布氢能计划发展规划中国发改委发布氢能产业发展中长期规划（20212035年），明确了氢的能源属性并且是战略性新兴产业的重点方向，提出了氢能产业发展的各阶段目标欧盟委员会提出 REPowerEU 一揽子计划，提出到2030年在欧盟生产1000万吨并进口1000万吨可再生氢的目标，提高了2030年工业、运输等部门的氢能份额规划日本发布以实现氢能社会为目标，建构大规模氢能供应链阿曼发布绿氢战略印度发布国家绿色氢能计划欧盟通过RED II要求的两项授权法案，明确绿氢定义；通过了将航运排放纳入EU ETS的改革立法；通过碳边境税调节机制；FuelEU Maritime法规签署；ReFuelEU Aviation法规发布日本发布修订版氢能基本战略，提出了增强氢能产业竞争力的“氢能产业战略”和确保氢能安全利用的“氢能安全战略”美国能源部发布国家清洁氢能战略和路线图欧盟通过Fit for 55 一揽子计划，包括多个领域的拟议立法和修订：ETS修订后纳入航运、CBAM、ReFuelEU、FuelEUMaritime等韩国发布氢经济发展基本规划，提出到2050年韩国氢能将占最终能源消耗的33%，发电量的23.8%，成为最大能源阿联酋发布国家氢能战略沙特阿拉伯发布绿色沙特倡议2011-20202000-2010202120222023中国工信部等7部门发布加快推动制造业绿色化发展的指导意见，提出“围绕石化化工，钢铁，交通，储能，发电等领域用氢需求”“构建氢能技术体系”2024 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。6 战战略研究略研究 图表图表3：氢不仅是能源，是能源的载体，也是基础化工原料和还原剂氢不仅是能源，是能源的载体，也是基础化工原料和还原剂 资料来源：IEA，华泰研究预测 需求端迎来新机遇：关注三大方向边际变化需求端迎来新机遇：关注三大方向边际变化 具体而言，我们认为有三个氢应用方向的产业逻辑在正在积极向好，同时兼具行业自身需具体而言，我们认为有三个氢应用方向的产业逻辑在正在积极向好，同时兼具行业自身需求增长求增长+技术改造难度低技术改造难度低+减碳政策强化三重催化，有望占据先机：减碳政策强化三重催化，有望占据先机：1）航运清洁化带来绿色甲醇需求增长；2）绿氢转氨解决储运问题，绿氨有望率先平价；3）氢冶金不仅仅是减排，也将缓解资源紧缺焦虑。我们预计三大领域在 2025/2030 年或带来 150/520 万吨每年绿氢需求，占全部绿氢需求的 64%/48%，加速产业化降本，撬动发电/道路交通等领域绿氢需求爆发。2035 年，我们预期这三大领域占比将下降至 36%，而发电/道路交通占比2025/2030/2035 将达到 7%/26%/41%，是主要的接力增长型需求来源。方向一：航运清洁化带来绿色甲醇方向一：航运清洁化带来绿色甲醇需求需求增长增长 随着欧盟对于船运减排的政策于 2024 年开始实施，以及船舶恰好进入一轮更换周期，以马士基为首的船东公司从商业上选择甲醇和柴油双燃料船作为其减排的方式，一方面保证其在未来面对更严格的减排规则时不会陷入被动，另一方面甲醇燃料发动机技术相对成熟，马士基率先锁定生物质资源也能抢占商业先机。而截止今年年初马士基本身接近 40 条甲醇双燃料船订单，以及市场高达 200+条甲醇船的订单，使得绿色甲醇的需求预期上升，我们预计 2025 年将带动绿色甲醇 500 万吨，或者 50 万吨的绿氢需求。方向二：绿氢转氨解决储运问题，绿氨有望率先平价方向二：绿氢转氨解决储运问题，绿氨有望率先平价 一方面由于绿色合成氨生产无需清洁二氧化碳输入，因此我们测算其绿氨平价点在整个氢衍生产品中是最高的，达到 10.2 元/千克，如果考虑碳税 100 欧元/吨，则可达 25.4 元/千克；另一方面氨的液化温度远高于液氢，同体积不仅热值更高，含氢量也更高，因此在长距离运输上，液氨比液氢更适合船运（单船运载量更高），因此有望带来更多需求。我们预计最先大规模应用绿氨的区域为欧洲，一方面欧洲的清洁化目标最为激进，另一方面欧洲非尿素化肥的应用比例远高于全球平均水平、此类短流程中绿氨导入工艺障碍较小。我们假设2030 年欧洲非尿素类需求将全面实现绿氨替代，2035 年全球 50%的非尿素类需求实现绿氨替代，尿素类则假设替代比例为 5%/30%。对应将带动全球 2030/2035 年全球 348/1200万吨绿氢需求。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。7 战战略研究略研究 方向三：方向三：氢冶金不仅仅是减氢冶金不仅仅是减排，也将缓解资源紧缺焦虑排，也将缓解资源紧缺焦虑 虽然中国的钢铁以高炉为主，但是我们看到中东和印度区域由于缺少优质焦煤，因此采用气基竖炉作为钢铁的冶炼工艺，其中中东主要使用天然气，而印度使用煤制气。这些技术选择主要是考虑资源多样性，因此也使得绿氢在气基竖炉中替代成为可能。我们测算气基竖炉路线氢气平价线在 11（不考虑 CBAM）19（考虑 2030 年 CBAM100 欧元/吨，48.5%征收比例）元/kg，2030 年中东竖炉绿氢平价替代天然气具备导入机遇，印度由于气基竖炉是基于低成本煤气化而非天然气，因此平价条件更为苛刻。我们测算高炉富氢平价线在 4（不考虑 CBAM）10（考虑 2030 年 CBAM100 欧元/吨，48.5%征收比例）元/kg，欧盟的钢铁贸易国有望率先考虑高炉富氢导入以应对 CBAM 带来的成本抬升，此外电炉钢、焦炉煤气喷吹在特定情形下也可能成为减排选项。综合来看，结合欧盟 CBAM 和中东氢平价带来的需求，我们预计氢冶金拉动绿氢需求 2025/30/35 为 0/150/760 万吨。图表图表4：氢需求端迎来新机遇氢需求端迎来新机遇 资料来源：IEA，华泰研究预测 供给端从量变到质变：新能源带来平价曙光供给端从量变到质变：新能源带来平价曙光 在过去的 3 年，以碱性电解槽为代表的制氢设备成本下降了 25%至 150 万元/MW（1H23），国内产量也增长了 300%+达到接近 1GW/年，但是考虑到制氢成本的占比中电力成本高达80%+，因此降低电价才是绿氢平价的核心驱动力。随着新能源成本在过去 3 年下降了 30%+，我们认为绿氢平价之路需要从三个维度去实现，1）用电降本，）用电降本，2）发电降本，）发电降本，3）技术降本。）技术降本。我们预计通过改变电力采购方式从网电到直购电可以降低绿氢电价 0.39 元/度，相当于绿氢降本 23 元/kg，而新能源电力继续降本以及寻找低电价区域布局绿氢产能到 2035 年可以进一步降低绿氢电价 0.15 元/度，相当于绿氢降本 9 元/kg，以及制氢相关技术进步如电耗优化进一步带来 1 元/kg 的成本下降，最终在远期使得绿氢成本降至 5 元/kg。我们认为 7 元/kg（1 美元/kg）及以上是多数绿氢应用的平价线，可以释放炼化、合成氨、氢基竖炉、氢基重卡、氢燃料电池发电储能等行业需求，上述领域绿氢需求合计有望带来 4500 万吨/年的市场空间，我们预计中国将在 2035-2040 年前后实现这一绿氢成本水平，而如果在海外比如中东等光照条件更好的区域甚至可能提前至 2030 年附近实现。01020304050600510152025303540合成航油替代航空煤油船舶甲醇替代燃料油合成氨绿氢替代灰氢竖炉氢替代天然气氢基重卡替代柴油分布式电源网内备用机组合成甲醇绿氢替代灰氢供热绿氢替代煤炭高炉富氢替代煤粉炼化绿氢替代灰氢全球2035需求空间（右轴）行业2035需求空间（右轴）绿氢平价点0欧/吨碳税绿氢平价点100欧/吨碳税2025中国绿氢生产成本2035中国绿氢生产成本易替代易替代难替代难替代（元/kg）（百万吨）1.1.初期需求由初期需求由强制政策驱动强制政策驱动2.2.部分应用平价部分应用平价带动规模化放量带动规模化放量3.3.产业链规模、降本正循环加速，进一步打开市场产业链规模、降本正循环加速，进一步打开市场 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。8 战战略研究略研究 从新能源降本，到新能源应用降本从新能源降本，到新能源应用降本 目前国内的灰氢成本在 12 元/kg，而电解水制氢在使用网电的情景下成本为 38 元/kg，一方面离传统制氢成本差距甚大，另一方面也无法满足减排的绿氢认证需求。随着新能源的设备成本下降，光伏和风电的发电侧成本已降至 0.21 元/度和 0.23 元/度，大幅低于用电侧价格（0.6 元/度），因此如何更高效的利用低成本的新能源将成为未来绿氢平价的主要路径选择。我们认为水解制氢本身需求特性可以接受新能源的波动性，使得其天然成为新能源的需求匹配，因此一方面通过微网甚至离网模式形成新能源和绿氢的组合，降低成本的同时可以实现完全零碳排放；另一方面中国电力市场化和新能源逐步入市，绿氢也可以通过长协和现货交易锁定新能源需求，既能解决消纳问题也能降低自身电价，与新能源发展形成强烈的正向循环。图表图表5：光伏和风电制造价格光伏和风电制造价格 2H22 以来价格走势以来价格走势 图表图表6：绿氢降本瀑布图绿氢降本瀑布图 资料来源：Solarzoom，华泰研究 资料来源：华泰研究预测 以全球以全球产业链实现更快平价产业链实现更快平价，带来带来绿氢贸易链的机遇绿氢贸易链的机遇 不同于新能源产业发展，最早从海外开始，主要依赖海外需求，绿氢发展初期获得国内需求的大力支持，但是我们也需要看到海外可能存在更好的自然资源去实现更低成本的绿氢生产，以及全球氢供需结构也会形成新的绿氢贸易链。得益于异常强烈的光照条件，中东在 2020 年的光伏招标已经达到最低 1.32 美分/度、平均 2 美分/度，因此随着新能源组件价格跌到 0.8-0.9 元/瓦，我们乐观的预计 2025-2030 年在中东地区就可能出现 1 美分/度的电价，对应绿氢的生产成本达到 1 美金/kg，因此带来产业化突破近在咫尺。制氢，储氢，运氢提效降本制氢，储氢，运氢提效降本，产业链迭代方兴未艾产业链迭代方兴未艾 最终打铁仍需自身硬，虽然在过去的三年电解制氢设备成本已经下降了 25%，但是在过去两年的产业化过程中，我们也看到绿氢设备在产品稳定，质保维护，参数标准化上仍然有待提升，另外降本提效也是这个产业不变的话题。我们认为在目前的技术路线下，ALK 仍然是主流产品，PEM 将在风光联合制氢下提升整体的效率，降低成本会是产业重要的补充，SOFC 虽然寿命和效率较高，但是难以匹配波动电源，因此其可逆的制氢/发电模式将在特殊应用场景和核电制氢下拥有更多机会；AEM在技术方向上有望结合ALK和PEM的优点，但是膜技术寿命仍有待提升。我们认为从产业链格局去看，膜是制氢产业的核心环节，在降本增效中最为关键，亟需进一步国产化和技术升级，其次为 BOP 和催化剂工艺提升。而绿氢衍生的绿色甲醇和绿氨工艺有望降低绿氢的储运成本，并借用目前成熟的化工体系，减少目前产业的资产搁浅风险。00.511.522.53风机含塔筒光伏组件（元/瓦）当前灰氢未来绿氢（元/kg）免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。9 战战略研究略研究 投资建议投资建议 绿氢绿氢需求需求-经济性正循环有望启动，经济性正循环有望启动，剑指剑指全球全球 2035 年万亿元年万亿元市场空间市场空间 2022 年，全球氢需求 9500 万吨，基本为灰氢和蓝氢，绿氢贡献可忽略不计。展望未来，展望未来，我们预计我们预计 2025、2030、2035 年年全球全球绿氢需求绿氢需求达到达到 230 万吨、万吨、1290 万吨、万吨、5900 万吨万吨每年每年。我们预计我们预计 2035 年绿氢需求贡献来自化工年绿氢需求贡献来自化工 31%（灰氢 2022A：93%）、交运交运 19%（灰氢 2022：2H2+O2；2）氢气与二氧化碳催化合成反应 CO2+3H2 CH3OH+H2O。为满足欧盟对非生物质基可再生燃料（RNFBO）的认定（核心要求是燃料全生命周期碳排放强度低于 28.2gCO2eq/MJ，电甲醇在利用绿氢的基础上，其中二氧化碳来源的选项包括：1）直接空气捕捉；2）生物基来源如生物沼气或生物质电厂尾气等；3）排放强度相对低、满足强度要求的工业点源捕捉（20240 年前可以使用工业点源捕捉 CO2，2040 年以后不再符合欧盟认定）。实际应用来看，马士基基于自身战略考虑，仅接受来源实际应用来看，马士基基于自身战略考虑，仅接受来源 2）生物基）生物基的的 CO2，因此当前多数的在建产能为面向马士基的供应链亦采用此类 CO2来源。对于电甲醇工艺，对于电甲醇工艺，1kg甲醇产出需要甲醇产出需要 0.19kg 的氢气投入。的氢气投入。100%74%83%64%55%14%8%26%17%24%37%38%30%12%8%48%62%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1H20 2H20 1H21 2H21 1H22 2H22 1H23甲醇LNG燃料油050100150200250（艘）免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。20 战战略研究略研究 图表图表21：生物质甲醇、绿色电甲醇工艺路线示意图生物质甲醇、绿色电甲醇工艺路线示意图 资料来源：IRENA，能景氢研，公司公告，马士基可持续发展报告，华泰研究 我们估算到我们估算到 2025-30 时期中后段，船舶绿色甲醇燃料需求有望达到时期中后段，船舶绿色甲醇燃料需求有望达到 1000 万吨万吨/年量级，拉年量级，拉动绿氢需求达到接近动绿氢需求达到接近 100 万吨万吨/年量级。年量级。根据 DNV 对全球甲醇船舶订单的追踪统计，预计到2028年全球甲醇双燃料船舶下水量超过230艘，根据万TEU吨位船舶的典型燃料耗量，预计上述船舶下水量对应甲醇需求超过 1100 万吨/年。结合目前在建绿色甲醇项目的技术路线情况，我们假设上述需求分别 30%/70%由电甲醇/生物质甲醇满足，而电甲醇及生物质甲醇对绿氢的单耗分别为 0.19、0.020.09 kgH2/kgMeOH，估算得 2028 年甲醇船舶带动绿氢需求超过 100 万吨/年。图表图表22：船舶绿色甲醇需求及对应绿氢需求测算船舶绿色甲醇需求及对应绿氢需求测算 资料来源：DNV，MAN ES，马士基官网，华泰研究预测 1.2 中长期重卡清洁化中长期重卡清洁化 氢基能源汽车国内外发展结构有所差异，但中长期来看有望聚焦于商用车发展。氢基能源汽车国内外发展结构有所差异，但中长期来看有望聚焦于商用车发展。中国2015/2016 年开始便通过新能源车的补贴政策，推动电动与燃料电池汽车发展。乘用车领域，电动车在中国具备显著更强的竞争力与产业链基础，因此国内市场燃料电池的发展集中于商用车，早年以客车与普通专用车为主，2021 年开始燃料电池重卡开始逐步成规模的商业化。海外则主要是由日本车企推动燃料电池乘用车率先发展，商用车与重卡应用则在近年才开始，但体量相对较小。中国市场：中国市场：中国燃料电池销量 2017-2020 年基本无增长，2021 年增长提速，但总量相对较小。2023 年中国燃料电池汽车销量 5791 辆，同比增长 72%。燃料电池重卡上牌量 3653 辆，占比超过 50%。平均单车燃料电池功率达到 130kW。海外市场：海外市场：海外市场 2023 年销量仅 8660 辆，同比下滑 43%。主要原因在于海外绝大部分以乘用车为主，与电动车的相对竞争优势在进一步减弱下市场需求下滑。-0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2-2 4 6 8 10 122020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E生物质甲醇需求电甲醇需求对应氢需求（右轴）（百万吨）（百万吨）免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。21 战战略研究略研究 图表图表23：中国燃料电池汽车销量（商用车为主）中国燃料电池汽车销量（商用车为主）图表图表24：全球燃料电池汽车销量（乘用车为主）全球燃料电池汽车销量（乘用车为主）资料来源：中汽协、华泰研究 资料来源：中汽协会，Marklines，华泰研究 中国重卡保有量有望维持稳定，新能源渗透方才开始。中国重卡保有量有望维持稳定，新能源渗透方才开始。我们在氢基长距离运输中将聚集于燃料电池的中长期展望。虽然在过去几年中，燃料电池汽车的销量有相当部分为客车，一方面国内公交车已基本实现电动化，另一方面公路营运载客汽车的保有量在持续下滑，至2023 年仅有 55 万辆，实际可贡献的增长空间相对有限。我们预期重卡保有量维持于我们预期重卡保有量维持于 900 万辆附近。万辆附近。新能源车在重卡的替代新能源车在重卡的替代 2021 年方才启动，其中电动重卡主要为年方才启动，其中电动重卡主要为 200km 以内的短途应以内的短途应用，燃料电池重卡目标长里程运输。用，燃料电池重卡目标长里程运输。图表图表25：中国重卡保有量近年基本维持稳定中国重卡保有量近年基本维持稳定 图表图表26：新能源重卡注册量与渗透率新能源重卡注册量与渗透率 资料来源：公安部、华泰研究 资料来源：中汽协、华泰研究 燃料电池汽车依旧主要由政策驱动，无补贴下基本不具备经济性。甲醇汽车也于燃料电池汽车依旧主要由政策驱动，无补贴下基本不具备经济性。甲醇汽车也于 2019 年获年获得政策鼓励，同样为一种中长期清洁发展路线。得政策鼓励，同样为一种中长期清洁发展路线。2022 年发布的氢能产业发展中长期规划（2021-2035）规划至 2025 年中国燃料电池汽车保有量达到 5 万辆（至 2023 年底累计约为 1.8 万辆，完成率 36%）。2020 年五部委关于开展燃料电池汽车示范应用的通知发布后，燃料电池的补贴模式为国家财政性质的统一购置补贴为主，变为城市群示范应用下的地方支持为主。目前正式获批的城市群包括北京、上海、广东、河北、河南五大区域。无补贴下，目前燃料电池整车购置成本近 100 万/辆，是传统柴油重卡的近 3 倍。燃料成本上以 30 元/kg 的氢计算，年化运营成本（折旧+燃料+运维）我们测算是柴油重卡的 1.5x 以上。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。22 战战略研究略研究 图表图表27：中国燃料电池相关政策中国燃料电池相关政策 资料来源：国家发改委官网，中国政府网，各省发改委，华泰研究 中长期中长期来看，来看，锂电重卡无法胜任长距离运输，长途道路交通的清洁化，需要以绿氢为基准锂电重卡无法胜任长距离运输，长途道路交通的清洁化，需要以绿氢为基准的燃料电池或绿色甲醇重卡。的燃料电池或绿色甲醇重