氢能燃料电池行业国金研报深度解析,现在就是绿氢大规模应用爆发前夜!

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国金最新研报:绿氢经济性可期,高碳场景替代加速

光储降价叠加政策溢价,绿氢成本将提前进入经济性区间,绿氢成本取决于用电成本和设备成本,这两项占制氢总成本的80%以上。

绿氢制取成本下行,核心看电价和电解槽降本

基于电解槽规模扩大与技术革新,高效化、低成本和规模化成为其主要趋势。据统计,新增1.9GW电解槽招标量同比增长翻番;成本方面,去年1月和12月设备招标价格同比下降了25%;能源效率方面,电解槽耗电量已从去年年初5kWh/标方降至最低4.3kWh/标方。

制氢电价正逐步从廉价、环保走向廉价且环保。多省市已出台相应电价优惠政策或绿氢制取补贴,伴随着碳税的实施以及设备成本的降低,廉价且环保的电将逐渐成为市场主流。

根据测算,电价低于0.2元/kWh才有竞争优势。借鉴初期发展模式,电价优先考虑低廉,而非能源类型。绿氢应选择能提供廉价电力的地区,如西北部新能源发电电价较为便宜,东部部分地区提供的电价政策优惠也较多。

电网平均碳排放量为0.5703t CO2/MWh,不属于绿电范畴。为达到绿氢全过程零碳排放,采用绿色新能源发电才是最终解决方案。当新能源发电电价降至0.2元/kWh甚至0.1元/kWh时,绿氢经济效益将凸显出来,廉价且环保的电力为绿氢应用的必要前提。

在绿氢发展初期,各地通过政策优惠或适度降低、取消过网费用以支持其发展,使电价普遍控制在0.2元/kWh。设备满负荷运行时,绿氢成本可与灰氢持平,有望推动产业突破。

光储系统降价超预期,绿氢经济性初现

2010 至 2022 年间光伏系统造价及LCOE分别下降 83%/89%,其中组件成本下降贡献了51%的光伏系统造价下降、45%的LCOE 下降。储能方面,11月国内2小时磷酸铁锂电池储能系统加权平均中标价格降至0.8元/Wh,较年初均价下降46%。

假设项目70%的电量上网, 30%电量用于制氢,弃电率20%,根据测算,在光伏组件1元/W、单位投资3.1元/W,储能电芯0.5元/Wh、单位投资1.06元/Wh,电解槽 1.2 元/W、单位投资 1.35 元/W 的情况下,对应的制氢成本在6.48元/kg,这是当前光储氢设备可能达到的价格。在此模式下绿氢制取的成本已经可实现与灰氢平价,未来随着光储氢设备的技术迭代及规模化等带来的进一步降价,项目将实现经济性,绿氢消纳光伏发电电量占比也将大幅提升。

绿氢大规模应用拐点将出现在光储氢平价点,现阶段正向全面平价点逼近。例如光伏行业的爆发是在2018年平价上网政策之后,对应看氢能行业的爆发拐点将出现在光储氢平价点之后。阶段看,在新能源成本下行的背景下,阶段性的区域绿氢平价已实现,绿氢成本正在向全面平价点逼近,绿氢的大规模应用处在爆发前夜

政策陆续出台,为产业前期保驾护航

氢气政策管理条例开始逐步松绑,河北、吉林、内蒙、广东、安徽六安、辽宁大东区、新疆布尔津都对绿氢生产储运项目或加氢站建设从政策上有不同程度松绑。(具体政策措施略,可参阅往期文章)

各地制氢端补贴陆续出台,给予3-12元/kg不等补贴

自2024年至2025年,吉林每公斤制氢补贴为12元和9元;内蒙古鄂尔多斯补贴分别为3元和2元;河南濮阳补贴为12元和9元;新疆克拉玛依补贴为3元和1.5元;甘肃张掖补贴为10元;辽宁大连补贴为10元;宁夏宁东补贴为5.6元和5.6元。

若煤价在400-1050元/吨之间变化,即可对应估算电价在0.1-0.23元/kWh的范围内变动。在此补贴体系中,绿氢实现与煤制氢达到价格持平。

碳税逐步落地,绿氢大规模应用时点将提前

碳税实施将致使化石能源使用成本增加,进一步加快绿氢产业化进程。从目前趋势来看,新能源设备价格的下行将使区域性平价成为可能。同时,欧盟碳税2023年10月已进入试运行,

2026年起正式实施。这将加剧灰氢生产成本上升,从而催生绿氢气进入相对低价。

数据显示,2022年欧盟平均碳价约为88.36欧元/吨,2023年预计将达97.66欧元/吨。考虑到每千克灰氢(煤制氢)约产生的25kg二氧化碳,并以欧盟50、100欧元/吨的碳价计算,灰氢成本将分别上扬9.7、19.3元/kg。碳税逐步落地下,绿氢的平价进程将加速,绿氢的大规模应用时点或将提前

欧盟碳税倒逼绿色甲醇应用,打开航运及海外新需求

在低电价环境下,绿色甲醇经济效益逐渐显著。鉴于我国"多煤、少油、缺气"的资源格局,煤制甲醇作为一种常见的甲醇生产工艺已经成熟,然而要实现真正的碳减排,关键在于在加氢过程中使用绿氢。因此,以这种方式制造的甲醇可称之为绿色甲醇/液态阳光甲醇。

据测算,电价低于0.15元/kWh时,绿色甲醇达到初步具竞争优势,这恰好与煤制甲醇800元/吨生产成本相近。考虑到碳税因素,绿色甲醇的成本优势逐渐显现。煤制甲醇过程能耗约为2.13吨/吨甲醇,按照欧盟碳税50-100欧元/吨、人民币兑欧元汇率为7.8的标准计算,折合每吨煤制甲醇需额外支付390-780元,相较于0.2元/kWh的绿色甲醇成本,650元/吨碳税下,两者之间差价可达1000元/吨,碳税的实施使得绿色甲醇成本优势日趋明显。

绿色甲醇在绿色航运以及对碳排放要求严格或碳价格居高不下的行业和地区的应用逐渐开展,将成为未来绿色甲醇主要的消费市场。受到欧盟碳税政策影响,甲醇船订单需求呈现大幅增长趋势,绿色甲醇有望成为未来一段时间内的重要燃料来源。

绿氨经济性可期,适用于替代传统高碳路线

合成氨传统路线碳排放量高,采用绿氢替代路线将实现大幅减碳。根据中国气体工业协会数据,2020年我国合成氨行业二氧化碳的总排放量 2.19亿吨,占到了化工行业排放总量的19.9%。工业合成氨对氢气来源无特殊要求,可采用绿氢替代煤制氢与天然气制氢,实现除供热环节外的零碳排放。

低电价下绿氨可与传统合成氨路线的成本持平。当前 ALK 制氢合成氨路线在 0.2、0.15元/kWh度电成本、1.5元/W购置成本下,可实现与煤制氢合成氨(煤价 950、650元/吨)、天然气制氢合成氨(气价 1.2、0.8元/m)的成本持平。

交通领域氢价接受度最高,可实现运营成本平价

49吨燃料电池重卡百公里氢耗取8kg。燃油车百公里油耗约 40-50L,油价在6-7 元/L,则氢气枪口售价37.5元/kg时,百公里能耗费用基本与柴油车齐平。

加氢站氢气售价在 30 元/kg 时,从外供加氢站氢气模型看,0.3 元/kWh 电价可实现平价,从制加氢一体化站模型看,电价为 0.35元/kWh时可实现平价。

电价补贴下,交通领域氢气能源使用经济性进一步凸显。东部地区,例如广东给予站内加氢制氢一体化站 0.18元/kWh谷电的蓄冷电价优惠,此时电解水制氢在交通领域的售价将低至 20元/kg左右,远低于与柴油车的能源成本对比。

氢气在交通领域应用场景增多,将带动燃料电池产业链受益

燃料电池产业链符合高增速、市场空间广的特点,仅从交通领域入手,商用车市场足够支撑千亿市值企业,分布式发电也将进一步提升企业估值,向乘用车切入时,万亿市场格局将打开。当前氢气供给无法满足未来燃料电池在交通领域使用,百万台预期存量下,对应氢气需求量超5000万吨,足以拉动整个上游氢气制备端。

西北成风光储氢主战场,规模化使氢储能消纳日趋经济性

西北外送电省份消纳压力突出,新能源装机高增和本地电量富余为主因。目前青海、甘肃、宁夏、内蒙、新疆风光装机占电源总装机比例已超过 35%,随着大基地建设推进,未来西北地区仍将成为风光装机快速渗透的主战场。

新能源设备的大幅降本以及绿色能源的政策性溢价共同推动了行业大发展,上游制氢端以及各下游应用领域逐步开始具备经济性,绿氢项目将陆续开工,行业进入兑现阶段

绿氢生产由项目持续落地所带动,板块整体表现将取决于招标的持续性与绝对量,随着近一年来电解槽项目招标要求逐步提高,标的首选具备进入大型项目供应商以及具备海外出货企业,电解槽相关设备端企业受益。

产业大发展下,中下游同步推广,加氢站建设带来的设备机会以及燃料电池核心零部件。

绿氢项目高增带来的制氢端设备相关受益企业:华光环能、华电重工、科威尔、昇辉科技、亿利洁能

加氢站、液氢及管道建设带来的设备端机会:石化机械、蜀道装备、冰轮环境、厚普股份、中泰股份

燃料电池汽车及氢储能电站推广加速,带来燃料电池需求高增,核心零部件受益企业:国鸿氢能、富瑞特装、亿华通、京城股份、致远新能

国内氢能资讯

雄安新区推进重载及长途交通运输等领域燃料电池汽车示范应用

2月8日,国家发展改革委、河北省人民政府发布关于推动雄安新区建设绿色发展城市典范的意见。文件指出,要合理布局氢能供应设施,推进重载及长途交通运输等领域燃料电池汽车示范应用。

2023年度上海市燃料电池汽车示范应用拟支持单位公示

公示日期:2024年2月8日至2024年2月14日,名单如下:上海捷氢科技股份有限公司、上海重塑能源科技有限公司、航天氢能(上海)科技有限公司、上海神力科技有限公司、上海青氢科技有限公司、上海鲲华新能源科技有限公司、康明斯新能源动力(上海)有限公司、上海鸿芯能科技有限公司、上海上氢能源科技有限公司、上海安池科技有限公司、上海甯新能源科技发展有限公司。

2月8日投资者关系平台

力源科技:2021年公司开始从事氢燃料电池发动机系统的研发、设计和集成业务

光威复材:通用级碳纤维产品应用于氢瓶

全球氢能

First Hydrogen宣布与威尔士公用事业公司合作测试其氢燃料电池轻型商用车(FCEV)

根据下个月的严寒天气情况,试验可以生成数据来表明氢燃料电池车在较低温度下相对于纯电车的优势。威尔士WWU运输经理Stephen Offley表示:目前的电池电动汽车无法提供所需的续航里程、快速充电时间、有效负载能力和牵引能力。关注First Hydrogen的分析师认为:北美和欧洲各国政府对氢技术的支持,是氢能公司的主要催化剂。

美国凤凰城Proteum Energy 1.2亿美元清洁氢工厂启动

预计投产后每天可生产35吨燃料级氢气,然后根据联合开发协议将其液化、储存和交付。合作伙伴 Air Water Gas Solutions可储存多达 150 吨液氢,每天可以运送十几卡车。新的 Proteum 基地还将拥有23 兆瓦 (MW) 光伏和储能设施。

未来市场洞察认为:全球电解槽市场预计将从2024年的47亿美元增长到2034年的424亿美元,复合年增长率为24.6%

随着政府和行业投资电解技术以减少碳排放并推广可再生能源,对绿氢的重视推动了这一增长。预计到 2034 年,美国电解槽行业的复合年增长率将达到 25.0%,日本是25.9%,英国是26.2%,韩国是26.9%,中国是23.8%。

荷兰船东FPS和ZEM Ports Consortium推出氢动力货船

这个名为ZEM Ports NS 的项目推出 H2 Barge 2氢动力船舶,将在荷兰鹿特丹和德国杜伊斯堡之间的莱茵河零排放地运输货物。H2 Barge 2 是欧盟资助的示范项目。欧盟资助点第二艘示范船 Zulu 06 将于 2024 年在巴黎部署。

阿尔巴尼亚矿井深处发现丰富天然氢储量

法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的劳伦特·特鲁什(Laurent Truche)测量了地下深一公里处的气体,表示储量很丰富。发现地位于该国布尔奇泽铬铁矿矿,那里的氢气从岩石中渗出,引发了数次爆炸。该矿位于富含铁的岩石(称为蛇绿岩)区域内。在阿曼等国,水会与此类岩石发生反应,产生氢气。

工业气体巨头空气产品公司(Air Products)拒绝参与天然地质氢(白氢)项目,认为这是天上掉馅饼

该公司公司董事长、总裁兼首席执行官 Seifi Ghasemi 在公司最近的财报电话会议上说:这不科学,这只是空中楼阁。地质氢就在那里等待开采,并且可以很容易地提取,这种想法是不现实的。

福布斯刊文:美国能源部奖励2000万美元用于天然地质氢研究

该国能源部正在向研究实验室、大学和私营公司提供有史以来第一笔资金,以开发将自然产生的地下氢转化为新的清洁能源的方法。该国能源部周四宣布,将向美国顶尖实验室、大学和私营公司提供研究资助。

美国能源部能源高级研究项目局表示,大约2000 万美元的赠款将分配给16个团队,重点是开发方法来帮助刺激地下氢气的产生和流动,并改进提取元素燃料的工程技术。虽然总金额并不高,但这是第一个针对天然氢的研发项目点政府资助。获得资金的包括劳伦斯伯克利、劳伦斯利弗莫尔和洛斯阿拉莫斯国家实验室、科罗拉多矿业学院、麻省理工学院、南加州大学、德克萨斯大学和德克萨斯农工大学。Koloma是仅有的四家获得资助的私营公司之一,它已从比尔盖茨的 Breakthrough Energy Ventures 等投资者那里筹集了超过1 亿美元,并正在迅速采取行动,成为第一家开采地下氢气的公司。

关于它是如何产生的有不同的理论,但普遍的理论是它是热和水与氧化态铁混合的连续化学反应的副产品。它经常出现在断层线附近,例如穿过美国中部的中大陆裂谷,美国地质调查局的初步估计表明它的储量非常丰富。

Essar Energy Transition (EET) Hydrogen宣布与英国能源安全和净零部就其旗舰低碳氢工厂签署了原则声明

英国方面称项目达10GW,预计到 2030 年将支持多达 12,000 个就业岗位。EET公司计划在未来5年内投资36亿美元开发一系列低碳能源转型项目,其中24亿美元将投资于利物浦和曼彻斯特间的斯坦洛工厂。

印度JSW Energy Ltd旗下子公司JSW Neo Energy Ltd在印度太阳能公司(SECI)的6.5 ktpa(千吨每年)绿氢生产设施项目中标

JSW 将获得自绿氢生产开始之日起为期三年的激励补贴,总额为 6.76 亿印度卢比(约合 814 万美元)。JSW的目标是到2030年达到20吉瓦的发电能力和40吉瓦时的储能能力。该公司的在建项目总容量为9.8吉瓦。新项目预计 36 个月内投入使用。

美国能源部表示:液化天然气出口审查应权衡对绿氢市场的影响

该国能源部将在暂停颁发新许可证期间对美国液化天然气进行审查,以权衡天然气出口对新兴绿氢市场发展的影响。审查将需要数月。

Insplorion AB称其制造的氢传感器设备将大大提升工业安全和效率

Insplorion AB 的 NPS-P1 氢传感器原型正在接受一家大型国际化学公司的测试,以适用于恶劣的腐蚀性环境。该项目已投入 30 万瑞典克朗。