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研究报告
氢能源行业研究(二)
来源: | 作者:君研资本 | 发布时间: 2022-03-19 | 6486 次浏览 | 分享到:
氢能源行业是新能源的新兴细分,在新能源发展的大背景下,在《氢能规划》、《碳中和规划》等政策文件中氢能源的定位得到战略性提升。发展程度上看,预计氢能源相关产业将得到类似锂电池汽车的全方位扶持;发展速率上,预计氢能源最终成熟的时间将会大大缩短。
目前氢能源行业在2022冬奥会前后得到第一次广泛炒作,未来预计氢能源投资将更看重订单增长和产业布局,全行业爆发性机会仍然存在,我司现就氢能源上中下游全产业链进行研究,形成行业分析报告,以备充分布局。


图3:当前我国各种制氢成本与效率

传统方法制备氢气产能


  在电解水制氢技术成熟前,传统的制氢企业仍然是氢气的主要来源,尤其在氢能源下游应用爆发初期,氢气价格在需求拉动下大概率将快速上涨,目前我国氢产量前十二的传统能源企业如下:

图4:2020年国内前12企业氢气产能

  由于国家能源集团和中国石化占比过大,目前A股中科投资的氢气制取标的为图中的3-12名,以及凯美特气002549,金宏气体688106等相关标的。

氢气的纯化和液化


  氢气经过初次制取后,仍需要进行提纯提高纯度。杭氧股份002430是A股中较为稀缺的提纯设备提供商,公司同时生产氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、高纯氧、高纯氮、医用氧、二氧化碳、混合气体等多种气体产品,自身气体分离设备及其生产的气体产品广泛应用于能源、冶金、电子、化工(煤化工、炼化一体化)、环保、航天航空、科学研究、保健、食品等领域。

  氢气密度较小,有时需要将氢气经过深度冷却后压缩为液态。在深冷技术行业,主要有中泰股份300435和深冷股份300540,两家上市公司长期从事与深冷技术研发相关的核心技术、关键设备和成套装置,目前两家公司均提出了关于清洁能源建设的发展规划,有望从传统LNG业务拓展氢气业务。


二、氢能源中游储存


氢气的纯化和液化


  氢的高密度储运一直以来都是我国氢能布局的瓶颈。一方面,氢气是世界上密度最小的气体,体积能量密度较低,扩散系数较大;另一方面,氢气的燃点较低,爆炸极限宽,对储运过程中的安全性也有极高的要求。目前氢气储存主要方式有高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢、有机液态储氢。

  因受技术和成本端的制约,国内低温液化储氢技术、金属氢化物固态储氢短期难以实现规模化应用;因氢能需求量及建设成本问题,管道输氢还不能规模化应用。因此从储氢成本、技术、安全性等方面来看,高压气态储氢是当下商业化储氢的最优选择。

图5:三种储氢方法的优缺点

高压气态储氢瓶运输


  高压气态储氢瓶是目前的主流方法,具有充放氢速度快、容器结构简单等优点,高压储氢气瓶是氢燃料电池系统的关键部件之一,核心技术在于塑料内衬及碳纤维缠绕,高压化和轻量化需求是研发的主要方向。

  车用气瓶共分为四种类型:全金属气瓶(I型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(II型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(III型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(IV型)。Ⅰ型和Ⅱ型气瓶重容比较大,难以满足单位质量储氢密度要求,用于车载供氢系统并不理想,因而金属内胆纤维全缠绕气瓶(III型)和非金属内胆纤维全缠绕气瓶(IV型)是最常见选择。