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绿氢行业深度报告:绿醇绿氨崛起,投资机会涌现
下载次数:
1394 次
发布机构:
国海证券股份有限公司
发布日期:
2024-02-19
页数:
64页
核心观点:绿醇绿氨崛起,投资机会涌现
绿电成本下降,绿氢产业崛起
政策支持和技术进步的双重推动下,绿电成本下降,我国绿氢产业呈现蓬勃发展态势。根据中国产业发展促进会氢能分会统计,2023年1月至11月,我国签约、获批及公示的绿氢项目数量累计64个,项目规划总投资突破4100亿元,全部投产后新增绿氢产能将达234.7万吨/年(绿氨和绿色甲醇项目按氢当量折算)。据我们测算,截至2024年1月,光伏电站LCOE发电成本有望降至0.175元/kWh,耦合风电后绿电成本降至0.221元/kWh,该电价下的碱性电解槽制氢法成本为15.20元/kg,扣除制氢补贴和碳税收益成本为11.90元/kg。该电价下的PEM电解槽制氢法成本为18.64元/kg,扣除制氢补贴和碳税收益成本为15.34元/kg,逐步接近煤制氢气的成本9.09元/kg。
重点关注绿氢相关项目运营商:宝丰能源、东方盛虹、中国化学、滨化股份。
绿氢崛起带来的电解槽机遇:
据TrendBank统计,2022年中国电解槽总出货量约800MW,在2021年基础上实现翻番,其中,碱性电解水制氢设备的出货量约776MW,PEM电解水制氢设备的出货量约24MW。据GGII预计,2025年国内电解水制氢设备市场需求量将超过2GW。据《中国2030年“可再生氢100”发展路线图》显示,国内可再生能源制绿氢的项目正在快速增加当中,将拉动上游电解水制氢设备的出货规模,预计2030年我国可再生氢累计装机将达到100GW,预计2030年我国电解槽合计市场空间超3000亿元。
重点关注电解槽及电解槽用膜相关公司:泛亚微透、东岳集团、万润股份、东材科技、科隆股份、新和成。
绿醇和绿氨兴起带来的设备端市场空间广阔
制氢、空分、合成氨等设备投资有望增加。截至2023年底,我国合成氨产能7100万吨,2023年产量为5489.36万吨。按照每吨氨折合为176kgH2、每标方氢的质量为89g测算,假设2023年合成氨产量全部替换为绿氨,需要绿氢产能966.13万吨(1085.54亿Nm3),空分装置350.71亿Nm3/h,有望拉动绿氢装置投资额4186.21亿元、空分装置投资额192.08亿元。
截至2023年底,我国甲醇产能10455万吨,2023年产量为7369.20万吨。假设2023年甲醇产量全部替换,采用煤化工耦合绿氢制甲醇需要绿氢产能733.91万吨(824.62亿Nm3),预计拉动总投资额7369.20亿元,绿氢部分投资额预计为3180亿元。
重点关注设备相关公司:杭氧股份、中材科技、宝武镁业。
行业评级:基于行业快速发展,维持绿氢行业“推荐”评级。
风险提示:重点关注公司业绩不及预期、电解槽等设备价格大幅上涨、光伏组件等原材料价格大幅上涨、行业竞争加剧、新技术涌现替代现有技术方案、安全生产事故等。
本报告核心观点指出,在政策支持和技术进步的双重推动下,我国绿氢产业正迎来蓬勃发展。随着绿电成本的显著下降,绿氢的经济性逐步提升,其制备成本正逼近传统煤制氢。这一趋势不仅催生了大规模绿氢项目的涌现,也为电解槽制造、绿醇和绿氨生产等相关领域带来了广阔的投资机遇。
报告强调,绿醇和绿氨作为绿氢的主要消纳途径,其产能扩张正成为推动绿氢产业发展的重要力量。预计到2030年,我国电解槽市场空间将突破3000亿元,而绿醇和绿氨的规模化应用也将带动制氢、空分、合成氨等设备投资的显著增长,形成万亿级的市场潜力。
绿氢是利用可再生能源电解水制备的氢气,是唯一能实现零排放的制氢方式,与化石能源制备的“灰氢”和采用碳捕集技术的“蓝氢”形成鲜明对比。目前,我国绿氢产业在政策支持和技术进步下呈现蓬勃发展态势。2023年1月至11月,我国签约、获批及公示的绿氢项目累计达64个,规划总投资突破4100亿元,全部投产后新增绿氢产能将达234.7万吨/年。这些项目主要集中在内蒙古、吉林、黑龙江等风光资源丰富、政策支持力度大的地区。绿氨和绿色甲醇是绿氢项目的主要消纳途径,同期新增绿氢合成氨项目27个,规划投资1885.8亿元,可新增绿氨产能约485万吨/年;新增绿氢制甲醇项目20个,规划投资1754.2亿元,可新增绿色甲醇产能约865万吨/年。
绿氢项目的平准化制氢成本(LCOH)主要受运行维护支出(尤其是电费)和主要设备投入(电解槽)影响。高效的隔膜材料和电极材料能有效降低电解槽单位电耗,从而降低电费。截至2024年1月,光伏电站LCOE发电成本有望降至0.175元/kWh,耦合风电后绿电成本降至0.221元/kWh。在此电价下,碱性电解槽制氢成本为15.20元/kg,扣除补贴和碳税收益后为11.90元/kg;PEM电解槽制氢成本为18.64元/kg,扣除补贴和碳税收益后为15.34元/kg。这已逐步接近煤制氢的成本9.09元/kg,其中煤炭成本占比约70%。光伏组件价格持续下行,进一步推动绿电成本下降。此外,风光发电耦合制氢制氧中,储能单元并非必需,通过与网电结合可降低综合电价,大型风光制氢项目对外购电的依赖程度正在下降。
2023年12月中国能建的电解槽集中采购招标显示,1000Nm³/h碱性电解槽最低入围价格为627.6万元/台套,单位报价在1.41-1.76百万元/MW;200Nm³/h PEM电解槽最低入围价格580万元/台套,单位报价在7.07-10.44百万元/MW。随着电解槽单套成本及单位电耗下降,绿氢项目的经济性有望进一步提升。与煤制氢相比,每千克绿氢可减少20千克二氧化碳排放,若按65元/吨碳价计算,可减少碳成本1.3元/kg,未来碳价上涨将进一步提振绿氢经济性。
国家层面,《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》和《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确了绿氢发展目标。省级层面,内蒙古、吉林等省份出台了具体的绿氢产能规划和电价补贴、制氢补贴、竞争性配置等支持政策。2023年国内多个示范项目投运,2024-2025年及远期规划的绿氢项目数量和规模持续增长。绿氢项目呈现大化工领域应用、风光氢储一体化、以及“碱性(ALK)+PEM”协同制氢的趋势。国际上,壳牌、BP、道达尔能源等能源巨头纷纷布局氢能,美国计划到2030年清洁氢产量增至1000万吨/年。中东地区凭借丰富的资源和优越的地理位置,正成为全球绿氢项目的领导者,中国和中东地区的绿氢规划规模位居全球前列。中国电解槽装机容量在2023年达到1100MW,全球占比55%,位居全球首位。航运业碳税的实施也扩大了对绿色甲醇等绿色燃料的需求。
电解水制氢技术主要包括碱性电解水(ALK)、质子交换膜电解水(PEM)、高温固体氧化物电解水(SOEC)和固体聚合物阴离子交换膜电解水(AEM)。目前,ALK技术最为成熟并已实现商业化,PEM技术处于商业化初期,SOEC和AEM尚处于研发和示范阶段。PEM电解水技术具有动态响应速度快、电流密度大、氢气纯度高等独特优势,更适配风电光伏等波动性电源,未来有望逐步成为主流。
碱性电解槽主要由极板极框、隔膜、电极构成,其中隔膜是防止氢气和氧气混合、允许电解液离子通过的关键部件。碱性电解槽成本中55%是膜片及膜组件。隔膜已发展至第三代复合隔膜,其隔气性好、能耗最低。聚苯硫醚(PPS)隔膜因其优异的耐热、机械和耐腐蚀性能,占据90%以上市场份额,但其电阻高、亲水性差等弱点促使复合隔膜成为未来趋势。目前国内PPS隔膜主要依赖进口,预计到2030年,国内PPS隔膜市场空间将超过60亿元。
据TrendBank统计,2022年中国电解槽总出货量约800MW,其中碱性电解水制氢设备占比97%。GGII预计,2025年国内电解水制氢设备市场需求量将超过2GW。根据《中国2030年“可再生氢100”发展路线图》,预计2030年我国可再生氢累计装机将达到100GW。基于此,报告测算到2030年,我国电解槽合计市场空间有望超过3000亿元,其中PEM电解槽市场规模将超过2000亿元,碱性电解槽市场规模将超过900亿元。目前,国内电解槽市场竞争激烈,苏州竞立、派瑞氢能、隆基股份、阳光电源等众多企业均具备电解槽生产能力。
绿氨通过新能源发电电解水制氢再合成氨,可实现氨生产过程的低碳或无碳化。随着“碳达峰碳中和”战略的推进,各国都在布局绿氨示范项目。国内已规划的绿氨项目产能累计达430万吨/年,其中2024年计划建成约104万吨/年,2025年计划建成约51万吨/年,远期规划仍有275万吨/年。采用电解水制绿氢及哈伯-博世法工艺合成氨的技术路径最为成熟。若2023年我国5489.36万吨合成氨产量全部替换为绿氨,将需要绿氢产能966.13万吨,空分装置350.71亿Nm3/h,有望拉动绿氢装置投资额4186.21亿元、空分装置投资额192.08亿元。
我国甲醇生产以煤制甲醇为主,占比约75.73%。《产业结构调整指导目录(2024年本)》对传统甲醇产能的限制,为绿色甲醇发展提供了空间。国内已规划的绿色甲醇项目产能累计达1033.75万吨/年,其中2023年已投产20万吨,2024年计划建成约125万吨/年,2025年计划建成约190万吨/年,远期规划仍有698.75万吨/年。煤制甲醇耦合绿氢是实现碳减排的重要途径,通过“绿电”电解水制氢、制氧,将“绿氢”作为原料补充到合成气,减少一氧化碳变换,并利用绿氧降低空分负荷。若2023年我国7369.20万吨甲醇产量全部替换,采用煤化工耦合绿氢制甲醇需要绿氢产能733.91万吨,预计拉动总投资额7369.20亿元,其中绿氢部分投资额预计为3180亿元。
报告重点关注了在绿氢产业中具有显著布局和潜力的公司。宝丰能源前瞻布局绿氢与煤化工耦合碳减排项目,其“太阳能电解制氢储能及应用示范项目”已实现绿氢绿氧直供化工装置,显著减少碳排放。中国化学作为化学工程领域国家队,积极布局双碳战略,有望成为碳中和方案的重要供应商,并已中标大型风光制氢一体化项目EPC总承包。东方盛虹是全球“碳捕集—绿色甲醇—新能源材料”产业链的先行者,与沙特阿美合作,并已建成全球首条二氧化碳制绿色甲醇产业链。
在电解槽及关键材料领域,新和成是国内聚苯硫醚(PPS)领先企业,其PPS产品已向碱性水电解槽隔膜销售。东岳集团是国内质子交换膜(PEM)领先生产商,其子公司东岳未来氢能拥有150万平米质子交换膜生产线。万润股份通过控股子公司九目化学开发无氟质子膜材料,目前处于中试开发阶段。东材科技作为光学膜龙头,也布局了年产50万平方米质子交换膜项目。泛亚微透投资的质子交换膜项目正加紧推进测试验证。滨化股份全方位布局氢能业务,参股天津市大陆制氢设备有限公司。科隆股份开发碱性水电解槽电极,并已完成中试。
在绿醇绿氨扩能带来的设备投资机遇方面,杭氧股份是空分设备龙头,在空分设计制造、工程总包及设备运行管理方面具有全产业链优势。中材科技是氢能储运领先企业,在高压复合气瓶、膜材料等领域市场占有率第一。宝武镁业则在镁基固态储氢材料方面进行布局,其镁基储氢项目投产在即,有望提供高密度、常温常压、高安全性的储氢解决方案。
基于绿氢行业的快速发展,报告维持“推荐”评级。同时提示风险包括:重点关注公司业绩不及预期、电解槽等设备价格大幅上涨、光伏组件等原材料价格大幅上涨、行业竞争加剧、新技术涌现替代现有技术方案以及安全生产事故等。
本报告深入分析了绿氢行业的发展现状、驱动因素及未来趋势,指出在绿电成本下降和政策强力支持下,绿氢产业正迎来爆发式增长。绿醇和绿氨作为绿氢的重要应用方向,其产能扩张将显著拉动相关设备投资。电解槽市场预计到2030年将达到3000亿元以上规模,而绿醇绿氨的设备投资潜力更是高达万亿级别。报告强调了绿氢项目运营商、电解槽及关键材料供应商、以及绿醇绿氨设备供应商等领域的投资机会,并对宝丰能源、中国化学、东方盛虹、新和成、东岳集团、万润股份、东材科技、泛亚微透、滨化股份、科隆股份、杭氧股份、中材科技、宝武镁业等重点公司进行了分析。尽管行业前景广阔,但仍需关注业绩不及预期、设备及原材料价格波动、市场竞争加剧、技术迭代以及安全生产等潜在风险。
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