2022XX年氢能产业链深度研究报告氢能产业链 .doc

XX年氢能产业链深度研究报告氢能产业链 年氢能产业链深度研究报告 人类历史上每一次能源利用的里程碑式发展，都会开启一个新的时 代。从木柴到煤炭再到石油，人类文明也随之飞速进步，同时也越 来越离不开能源。而目前煤炭和石油等石化能源正面临着枯竭，人 类文明又将面临一个重大的转折。未来能源的选择将何去何从。答 案似乎模糊却也清晰，高效、清洁、可持续是要素，其中高效是必 要条件。高效就意味着能量密度高，寻踪能源发展史不难发现每次 能源的更迭都是在向更高的能量密度发展。由此来看，目前所知的 燃料中能量密度最高就是氢气，同时它还具备清洁和可持续的优势， 因此氢能极大概率将成为能源的终极之路。 主要观点 1.氢能储量大污染小效率高，有望取代传统能源，市场直逼4万亿美元。 氢是最理想的替代能源。氢元素是宇宙最丰富的元素，它构成了宇宙质 量的75%。氢取自于水，反应后生成水，实现了可循环零污染，同时 氢能热值142kj/g，效率高，并且无工作温度限制。 目前全球传统能源的年均消费量有45亿亿英热单位，对应市场空间超 过3万8千亿美元。如果氢能源成功替代传统能源，其市场空间将直 逼4万亿美元。 2.上游电解水制氢技术将成主流，成本是掣肘，期待电价下降带来利润 空间。 制氢途径主要有热化学重整、电解水和光解水三类。当前主要以石化燃 料化学重整为主，但是该方法不可持续也不环保；光解水是理论上最理 想的技术，但仍处于研究阶段。 电解水高效低碳可持续，并且技术业已成熟，高电价引起的高成本是目 前的主要障碍。近几年，可再生能源发电的装机总量和发电量都在快速 增长，电价下降是必然趋势，所以我们预测未来5-10年电解水制氢即 将“有利可图”。 3.中游高密度储氢是关键，高压气态是过渡，看好化学储氢带来产业突 破。 高密度储氢有低温液态储氢、高压气态储氢，储氢材料储氢三种。低温 储氢不经济；高压气态储氢是目前商业应用的主要方式，但是比容量低 限制了它的长远发展。 化学储氢是最理想的，比容量高、安全性好、成本低，但是材料的可逆 年氢能产业链深度研究报告 吸放氢和吸放氢温度技术问题尚待攻克，一旦取得突破将打通整条氢能 源产业链。 4.下游固定式领域发展稳定，汽车领域或将激发1万5千亿美元的市 场空间，无人机上的应用将是未来看点。 氢能源应用以燃料电池为基础，目前主要分布在叉、固定式和便携式三 个方面。 固定式领域发展快速，2013出货功率187百万瓦特，年增长率达到 50%。交通领域，叉车市场向好，在美国年复合增速高达52%，小型 车或在丰田mirai首发引领下取得突破，看1万5千亿美元的市场空间。 消费级无人机预计将迎来爆发元年，其功能系统目前主要是锂电池，搭 载氢燃料电池的无人机具有轻量和高续航特性或将强势逆袭。 2 年氢能产业链深度研究报告 目录 一、能源短缺和环境恶化，可持续清洁能源的开发迫在眉睫.7 （一）传统石化能源可用年数不超过120年.7 （二）环境恶化，生存受到挑战.8 （三）可持续清洁能源的开发是唯一解决方案.9 二、氢能源是终极能源之路.9 （一）氢能大储量、零污染、高效率.9 （二）氢能源生产和使用形成可循环闭环，实现可持续发展.9 （三）氢气比能量高，易于实现轻量化和高续航.10 （四）未来电和氢将成为能源结构两大支柱，实现能源的标准化.12 三、氢能源正处于产业化前夕，市场空间直逼4万亿美元.12 （一）氢能大蓝海，想象空间无限.13 （二）氢能发展已进入市场推广阶段，政策支持发展有保障.13 （三）氢能产业链三大环节：上游看电解水、中游看化学储氢、下游交通领域值得期待.17 1、氢能产业链分为上游制氢、中游储氢和下游应用三大环节.17 2、上游制氢：电解水制氢将成主流，成本将随电价下降而下降.18 3、中游储运：高密度储氢是关键，储氢材料突破将助力氢能大发展.22 4、下游应用：万事俱备只欠东风，交通领域起飞在即，无人机上的应用有望成为突破口.26 四、氢能产业链上的公司梳理.34 （一）a股标的梳理.34 （二）推荐公司.36 1、三环集团：固体氧化物燃料电池隔膜板的主要供应商.36 2、富瑞特装：全球首家突破储氢材料技术的企业.38 3、长城电工：控股中国燃料电池领域规模最大的企业新源动力9%的股权.39 3 图表目录 图表1全球能源消费结构.7 图表2传统能源储量/消费量.7 图表3传统石化原料的用途.8 图表4年均碳排放.8 图表5环境恶化实例.8 图表6新能源替代传统能源结构图.9 图表7氢能源发展史.10 图表8氢经济示意图.10 图表9主要燃料的热值比较表.11 图表10氢和锂电比能量比较.11 图表11氢能实际应用.12 图表12氢能社会展望图.12 图表13氢能市场空间预测.13 图表14美国能源署氢能源计划.13 图表15支持氢能国家分布.14 图表16各国氢能相关政策.14 图表17氢能产业链.18 图表18氢气制备途径.18 图表19全球制氢能力（百万标准立方英尺/天）.19 图表20目前制氢主要原料.19 图表21目前氢气主要用途.19 图表22主要制氢技术成本对比.20 图表23氢气成本与石油和天然气售价对比.20 图表24典型制氢工艺中各类能源的转化效率和温室气体排放量.20 图表25光解水制氢原理示意图.21 图表26电极和反应物能带示意图.21 图表27电解水制氢成本构成.21 图表28可再生发电装机容量和发电量.21 图表29电解水制氢成本下降预期.21 图表30典型储氢技术.22 图表31储氢钢瓶示意图.23 图表32钢瓶储氢容量和doe目标.23 图表33储氢钢瓶分类.23 4 图表34储氢体积比密度.24 图表35固体储氢材料分类.24 图表36碳基储氢材料.25 图表37mofs储氢材料.25 图表38化学储氢机理图.25 图表39氢化物理论储氢量（wt%）.25 图表40不同储氢材料的特点.26 图表41“高效储氢”技术发展路线.26 图表42氢能应用领域.26 图表43分地区燃料电池出货量（百万瓦特）.27 图表44分应用燃料电池出货量.27 图表45便携式燃料电池.27 图表46美军燃料电池应用分类.27 图表472012年军用燃料电池资金支持项目.27 图表48燃料电池作通信基站备用电源.28 图表49热电联产示意图.28 图表50燃料电池固定式领域出货量（万台）.29 图表51燃料电池固定式领域出货量（百万瓦特）.29 图表52固定式领域燃料电池全球主要制造商.29 图表53燃料电池和锂离子电池动力车性能对比.30 图表54全球燃料电池车增长迅速（台）.30 图表55乘用车型燃料电池车占比最大.30 图表56美国燃料电池叉车销量（辆）.30 图表57叉车主要销售客户.30 图表58燃料电池叉车主要制造商.31 图表59全球汽车总销量（万辆）.31 图表60运输领域能源消耗量（百万吨油当量）.31 图表61小型燃料电池车发展历程.32 图表62日本mirai性能参数.32 图表63电动车和燃料电池车成本和里程关系.32 图表64mirai订单超预期.33 图表65全球加氢站分布.33 图表66全球加氢站变化.33 图表67a股标的公司列表.34 5 内容总结（1）XX年氢能产业链深度研究报告氢能产业链 年氢能产业链深度研究报告 人类历史上每一次能源利用的里程碑式发展，都会开启一个新的时 代