氢能和燃料电池研报 新受益板块IGBT 马来南非百亿绿氢项目 德国200亿欧建万公里氢网络

维克·

氢能和燃料电池行业最新研报简读

01.长江:行业深度--各省市政府工作报告强化减污降碳,发力推动氢能(2024年2月27日)

2024年GDP增速目标较为稳慎,一般公共预算收入增速目标同步下调。2023年增速目标达成率较低,31个省市中,仅有14个省市完成了2023年设定的GDP增速目标;使得地方政府在设置 2024年增速目标时更为谨慎务实,16个省市下调了GDP增速目标。2023年节能环保方向财政支出为5633 亿元,同比增4.1%,2023Q3-Q4节能环保支出开始回暖,单季度同比增速分别为 10.0%、9.0%,主因 2023年10月以来地方政府化债,为财政支持力度提供阶段性保障。节能环保作为国家建设美丽中国的重要一环,财政支持力度持续回暖。美丽中国建设支持行业成长仍具续航力,2024年中央和地方对于债务管控和隐债化解的相关工作仍在持续推进,2024年环保方向财政支持保障性相对较强。

2024年地方政府工作报告更多聚焦碳中和、城镇污水管网建设、氢能等领域。

碳中和:稳步推进,完善全国碳市场体系。2024年多地推动能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变;加快钢铁、石化、建材等重点行业节能降碳改造;积极参与全国温室气体自愿减排碳排交易(CCER)与全国碳排放权交易市场建设。环保受益点主要在利于现金流改善与相关行业市场空间释放,利好垃圾焚烧(伟明环保、瀚蓝环境等)、资源回用(卓越新能等)、电动环卫装备(宇通重工、盈峰环境等)、检测认证(华测检测、谱尼测试等)、氢能(**冰轮环境、亿华通)**等。

氢能:政策持续推进,地方特色逐渐形成

2024年,氢能被写入21个省市的政府工作报告,首次写入的有 1省(海南),词频同比提升的有9个省市。内蒙古、吉林连续4年提及氢能,2024年氢能词频为7次,全国最高。

从各省市针对氢能的内容表述中可以发现:**2023年多个项目及技术取得实质性进展:**1)项目进度:内蒙古开工建设全球最大绿氢耦合煤制烯烃项目、广东湛江宝钢点火投产国内首套百万吨级氢基竖炉项目、新疆投产全国规模最大的库车绿电制氢项目、河北投产河钢氢冶金项目等,氢能产业化进程加快。2)技术突破:内蒙古建成世界首条固态低压储氢生产线、福建突破海水直接电解制氢等关键技术等。

多地提及绿氢制备及消纳。2022-2023 年各地政府报告中以燃料电池汽车为主, 部分省市提及绿氢。2024年绿氢制备及消纳方面的政策更加细化,吉林提出落地一批十亿级、百亿级“绿电+绿氢+绿氨+绿醇+绿色航煤”,内蒙古着力发展壮大绿氢、绿氨、绿醇等产业,青海推进绿氢应用试点示范。

区域协同合作加强,因地制宜发展:四川、重庆均提出加快建设成渝“氢走廊”“电走廊”,宁夏提出建成宁东“绿氢产业示范基地”、新疆提出加快推动乌鲁木齐、伊犁、克拉玛依、哈密等4个氢能产业示范区建设。

地方两会代表关于氢能的提案

顶层设计:强调明确氢能能源属性定位,支持制储运用项目落户到非化工园区;鼓励地方出台政策补贴、扩大燃料电池示范城市群数量、支持产业链相关企业参与碳交易等角度完善顶层法律法规。(北京、上海、河北、广东、吉林、重庆、山东、安徽)

制氢环节:支持非化工园可再生能源制氢项目;利用低成本的工业副产氢。(河北、广东)

储运环节:提出推动区域氢气管网的建设。(河北)

加氢环节:从构建加氢站网络体系、传统燃油站加油改造等领域支持加氢站发展。(河北、辽宁、重庆)

用氢环节:从氢能与其他产业耦合发展(依托城市湿垃圾沼气和垃圾焚烧烟气二氧化碳捕集设施,配套光伏制绿氢、制绿甲醇设施)、氢能交通、氢能热电联供角度提出建议。(北京、上海、河北、黑龙江、重庆、山东)

02.国泰君安产业深度 制氢电源:晶闸管or IGBT(2024年2月26日)

在电解水制氢领域,有 ALK、PEM、SOEC、AEM 等技术路线,不同路线各显神通,未来谁能制霸天下不得而知。但是,不管哪条技术路线胜出,都需要一台制氢电源与之匹配。因此,氢能产业特别是上游制氢的爆发,将给传统的电源行业开辟一片新蓝海。光伏、风电等新能源产业的发展催生了阳光电源、禾望电气等光伏逆变器、风电变流器标杆企业,相信未来氢能产业也会诞生属于自己的制氢电源龙头。

千亿市场,制氢电源的市场空间和电解槽高度关联。从整流器的技术路线区分,制氢电源可分为晶闸管(SCR)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)两大路线。按每1000标方(5MW)电解槽配备一套制氢电源,其中晶闸管制氢电源价格20万元、IGBT 制氢电源价格 100 万元。假设电解槽年工作4000小时,当绿氢需求量达1000 万吨,对应电解槽装机量139GW,制氢电源市场累计56亿元-278 亿元;当绿氢需求量达1亿吨,对应电解槽装机量1,389GW,制氢电源市场累计556 亿元-2,778亿元。

离网制氢趋势下,IGBT和波动性风光的匹配性更高。为减小新能源风光制氢项目对现有电网的冲击和扰动,未来更多项目会采用弱并网/纯离网的制氢方式。晶闸管和IGBT本质上都可以理解为“开关”,相比晶闸管,IGBT 的开关控制更为精细,频率更高,相应产生的谐波也较少,整流效率更高。在离网制氢下,由于缺少大电网的支撑,晶闸管导通角调整的范围有限,且在低功率段会产生更大的谐波,导致更低的功率因数,而IGBT 由于其快速的关断能力,能更好应对波动性风光电力带来的功率变化,产生的谐波少,整流效率更高,从响应速率和用电效率来说更适合离网制氢场景。

制氢电源为大功率电源,与风电变流器的相似度最高。一是功率级别,单台制氢电源与风电变流器都为 MW 级,而光伏逆变器为 kW 级,从小功率电源向大功率电源切入存在一定的技术壁垒;二是对电网侧的理解,制氢电源与风电变流器都会涉及对电网的影响,与电网存在交互的过程,而普通的工业传动电源只需从电网取电,无需与电网进行交互,缺少对电网侧的理解。从风电变流器切入制氢电源,是适配度较高的一条路径。

巨头纷争,IGBT唱主角。在未来弱并网/纯离网制氢趋势下,IGBT 凭借与风光波动电力更高的匹配性市场份额会进一步扩大,从大功率电源产品经验,以及对电网侧的理解能力看,具有风电变流器制造经验的玩家将成为制氢电源赛道新的佼佼者。以禾望电气、阳光电源、汇川技术为代表的一众电源企业,以及雷动智创、中科智寰等初创企业,都已瞄准IGBT技术路线,抢滩制氢电源赛道。

国内氢能和燃料电池今日资讯

国家发展改革委、国家能源局发布加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见

意见提出,围绕大数据中心、5G基站、工业园区等终端用户,依托源网荷储一体化模式合理配置用户侧储能,提升用户供电可靠性和分布式新能源就地消纳能力。探索推动储电、储热、储冷、储氢等多类型新型储能技术协调发展和优化配置,满足能源系统多场景应用需求。

在太阳能驱动下水分解取氢,中科院金属所成功研发“人工树叶”

中科院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘岗研究团队与国内外多个研究团队合作,发明了将半导体颗粒嵌入液态金属实现规模化成膜的新技术,并构建出形神兼备的新型仿生人工光合成膜。其具有类似人工树叶的功能,在太阳能的驱动下可实现水的分解获取氢气。

河北邢台经济开发区2月26日举行中船风电氢能制储运用及储能装备研发制造基地项目开工仪式

中船风电是世界500强企业中船集团下属的专业化清洁能源投资开发建设运营公司,具有氢能制、储、运、用完整的技术装备体系,拥有国际领先的水电解制氢技术。

100台“资阳造”现代氢燃料电池轻卡27日发往广州示范运营

当天,在四川资阳高新区,现代商用汽车(中国)有限公司(以下简称现代商用车)厂区内,100台氢燃料电池轻卡下线,准备交付广州。

河钢49吨氢能重卡近日在河北港口集团京唐港投入运营

目前,河钢氢能交通产业已初具规模,在运氢能重卡累计255辆。

行业人士呼吁:绿氢制取商业化应用不应只关注成本,还需聚焦产品在不同应用场景下的可靠性和安全性

重塑斑斓氢能项目负责人沈炯认为,目前全国范围内还没有完全放开在非化工园区制氢的限制;国内制氢站在间距要求、安全要求等设计方面远高于国外。上述情况都需要专家来进行论证,给企业营造更好的发展环境。

2月27日投资者互动平台

冰轮环境:公司产品可用于氢冶炼领域

海马汽车:公司氢燃料电池汽车示范运行落地工作正在加紧推进

昇辉科技:公司子公司盛氢制氢已于2023年6月在站内制氢项目中获得制氢设备业务订单

中远通:有氢燃料电池DC/DC变换器和储能产品,这两部分产品收入占比较小

2月27日国家知识产权局公告

宇通客车申请燃料电池汽车及其氢气控制系统专利,提升氢系统碰撞或故障等异常情况下的安全性

企查查数据

东方电气、中石化投资成立氢能公司,注册资本1.6亿元,含汽车销售业务,该公司由东方电气旗下东方电气集团东方锅炉股份有限公司、中国石化旗下中国石化销售股份有限公司分别持股51%、49%。

全球氢能

马来西亚42亿美元绿氢项目将于本周签署

财经媒体The Edge报道,马来西亚砂拉越州企业SEDC Energy将于本周敲定价值42亿美元的绿氢项目协议。项目包括在婆罗洲岛沙捞越民都鲁区开发一个氢中心,以及两个大型生产项目。第一个H2biscus项目,SEDC Energy与三星工程、乐天化学和浦项制铁等韩国公司合作,将氢气转化为氨出口韩国,绿氢年产能15万吨。最终投资决定预计今年底作出。第二个项目是H2ornbill,绿氢年产能90万吨,最终投资决定将于 2025 年敲定,项目由马来西亚本地财团开发,与日本公司Sumitomo和Eneos合作,以液态有机氢形式出口,载体为甲基环己烷(MCH)。这两个项目将利用水力发电,水力发电占砂拉越三分之二以上的电力供应,预计将于2027年投产。

SEDC还计划明年斥资8,300万至1.05亿美元在古晋州首府建设一个年产1,900吨的绿氢项目和自动快速交通 (ART) 有轨电车加氢站。砂拉越的第一批燃料电池ART车辆(沿道路上绘制的双虚线行驶,使用与自动驾驶特斯拉汽车相同的激光雷达技术)于去年9 月开始为期三个月的道路测试,预计将于2025年末交付,共38辆,由中国中车子公司制造。

欧洲高风力发电导致绿氢的边际成本直线下降

由于周末风力发电量大且气温温和,上周短期电力市场再次下跌。现货价格较前一周下跌8%。这也导致绿氢的边际成本下降。Hydex Green下跌8欧元/兆瓦时(0.27欧元/公斤),平均交易价格为111欧元/兆瓦时(3.70 欧元/公斤)。优化后的 Hydex12 Green上周平均价格为98欧元/兆瓦时(3.25欧元/公斤)。优化的(Hydex12 Green)的氢气边际成本总计比传统Hydex Green 低13欧元/MWh(0.45 欧元/公斤)。

天然气市场方面,持续良好的供应形势和温和的气温也导致价格下调。现货价格平均比上周下跌5%。结果,传统生产氢气的边际成本也下降了。Hydex Blue蓝氢和Hydex Grey灰氢分别下降了2欧元/MWh(0.07欧元/公斤)和3欧元/MWh(0.08欧元/公斤),平均报价为64欧元/MWh(2.13欧元/公斤)或63 欧元/兆瓦时(2.12 欧元/公斤)。

绿氢相对于传统氢的竞争力每周都在提高。“绿-灰”超价差价平均交易价格为47欧元/兆瓦时(1.58欧元/公斤),较上周下降6欧元/兆瓦时(0.18 欧元/公斤)。地下优化绿氢“12Green-Grey”的混合价格为34欧元/MWh(1.13 欧元/千克)。

Hydex氢指数是基于成本的,是指电解(绿氢)、蒸汽重整、有二氧化碳储存(蓝氢)和没有(灰氢)三种不同制氢技术的短期生产成本。

200亿欧元的输氢核心网络是德国实现气候中和的关键

德国已决定打造一个横跨近10,000公里的氢能源核心网络,预计总投资将达到200亿欧元。该项目的预期完成时间为未来数年内。为了能确保氢气能够抵达消费者的手中,德国需要建立完善的输氢管网,并期望能在2025年起实现氢气的高效传输。其中,鲁尔区的最长氢气管道全长达240公里,德国中部的比特费尔德、施科保和洛伊纳周边地区,氢气网络覆盖的范围长达150公里。此外,石勒苏益格-荷尔斯泰因州的一条氢气管道超过30公里。

近万公里的输氢管网建成后,将是欧洲规模最庞大的输氢管网。在这些管网中,60%将由天然气管道转变而来,而40%则为新建。德国的设想是,氢能源网络应当如天然气和电力网络一般,由用户共同承担。然而,由于初期的使用者数量较少,政府和运营单位会先行承担这笔费用,如果在2055年后仍存在缺口,线路运营方还需要额外承担24%的补偿。

由于太阳能和风能资源不足,德国的期望是其自身的氢产能可以满足30%至50%的使用需求,其余50%至70%的氢气需求通过从国外进口以满足。此举预计会通过管道从北海和波罗的海地区以及欧洲的西南部、东南部以及南欧或北非地区进口氢气。此外,德国未来的进口对象还包括智利、澳洲等国。

乌兹别克斯坦实施6200万美元绿色制氢投资项目

项目由乌兹别克斯坦企业Maxam-Chirchik和著名的沙特阿拉伯ACWA Power Company的子公司ACWA Power Uzbekistan Hydrogen Holdings合作,成立ACWA Power UKS Green H2合资企业,计划在布哈拉地区的Gijduvon建造一座绿氢生产厂以及一座风力发电设施。根据2023年11月27日签署的协议,该项目将建设一座3000吨绿色制氢工厂和一座52兆瓦风力发电厂。项目的外国直接投资总额达6200万美元。此前有报道称,中国电建与沙特ACWA Power公司合作,已启动在乌兹别克斯坦建设绿色制氢工厂。

海外研报:沙特阿拉伯、中国将引领全球氢能投资增长

清洁氢的投资2023年将增加两倍多,达到104亿美元,其中大部分是绿氢项目。根据彭博新能源财经发布的年度能源转型投资趋势报告,欧洲、中东和非洲在清洁氢方面的投资大部分为 60 亿美元,其次是美洲,投资额为 27 亿美元,亚太地区投资额为 17 亿美元。利用可再生能源电力生产的绿氢占投资的84%,其次是蓝氢占 13%,管道和地下储存占3%。沙特阿拉伯 NEOM 绿氢项目是世界上在建的最大的电解氢设施。中国库车的260MW绿色制氢项目,是世界上已投产的最大绿氢工厂。同样制氢产能的项目,中国投资额相对较低,原因之一是中国制造的电解槽比世界其他地方制造的电解槽便宜高达70%。

Hive Hydrogen与Genesis Eco-energy Development签署南非58亿美元Coega绿氨项目的风电协议

双方签署协议,将在西开普省建设395MW风力发电,以支持东开普省Coega的绿色氨项目的开发。Hive Hydrogen投资额58亿美元的绿氨中心是南非的旗舰项目。该项目于2022年11月被该国公共工程部授予战略综合项目地位。项目建成后,预计将产生 3,480兆瓦的电力来供应该工厂。该项目的开发还将使博福特西地区的其他独立发电厂能够将其电力连接到电网。

Horizon Fuel Cell宣布在阴离子交换膜方面取得技术突破,可实现大规模1美元/公斤绿氢生产

Horizon有20年的膜技术开发经验,与合作伙伴在基础材料和制造工艺方面的合作实现了这一突破。这项创新将于本月28日在日本氢能和燃料电池博览会推出。尽管近年来出现了多种制氢技术,但许多技术都被证明缺乏经济性或不可靠。Horizon开发一种新型阴离子交换膜 (AEM) 材料组合,预计运行时间超过 60,000小时,效率95%,与其他电解槽系统相比,具有显著成本优势。Horizon的目标是在几个月内开始交付AEM膜,并预计从 2024年底开始向商业客户提供兆瓦级AEM电解槽。AEM利用地球上丰富的镍和铁材料,无需使用昂贵的铱催化剂和钛板,并避免使用全氟烷基物质(PFAS),这些物质因被归类为“永久化学品”而受到严格审查。2023年12月,Horizon 宣布在新加坡HET Hydrogen Pte Ltd 成立电解槽子公司,并已开始部署兆瓦级PEM电解槽。

比利时初创公司Solhyd开发太阳能氢电池板,制氢就像光伏板一样简单

该公司研发的氢气面板是集光伏发电板块和利用大气环境中湿度生成氢气的专利体系于一体的产品。其突出创新在于,能够直接将太阳能转化为电能,同时避免了各类电气设备安装及入网成本。每一个氢气面板在常温常压下均具备独立的光电解功能,有效降低了安装限制。此外,设备只收集氢气。据称,每个氢气面板每年通常能制造出6至12公斤的氢气。

这些面板可以在家居或工业场所进行安装,其生产的氢气可用于燃气锅炉的立即消耗,或者也可以接入天然气网络。组装和分配的理念与光伏发电高度相似。氢气电池板的规模规格也与光伏太阳能电池板相当,一旦投入室外环境便可以生成氢气。施工中可将多个面板集合起来,满足个体或集体的需求。