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研究报告:中金公司-新能源汽车系列报告(II)

2020-04-06 01:28新能源 人已围观

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  我们认为燃料电池产业链尚处在商业化早期,中性看待燃料电池板块。【慧博投研资讯】

  但从资金门槛和技术门槛角度,未来有较高的市场份额和利润空间的企业存在机会,细分板块推荐顺序是燃料电池商用车、加氢站、质子交换膜、燃料电池电堆及系统。(慧博投研资讯)理由我们认为作为内燃机的替代性技术,中短期锂电的发展将会先于燃料电池。1)纯电动汽车降低了技术门槛,氢燃料电池的系统复杂度反而上升;2)燃料电池不会取代锂电技术,而是作为其良好补充;3)从能源传输的角度看,电力运输环节效率和速度远高于氢能物理运输。

  制氢:华北焦炉煤气、华东氯碱产氢可规模外供,特高压或打破区域限制。2016年全球范围内氢气产出大约在6,100~6,500万吨之间,其中天然气重整制氢是最主要的方式,煤炭制氢的占比仅约11%;而中国由于“富煤,贫油,少气”的能源结构,年产氢气约2,100万吨,其中煤炭制氢占比62%。我们认为本着“当地产,当地用”的原则来建造制氢设施,会是技术推广初期的优先方案。在目前主流的制氢路线中(煤焦化&气化制氢、油气制氢、氯碱制氢和清洁能源弃电制氢),我们认为涉及到天然气、分布式弃风弃光制氢的方式,由于供给不足或供给需求地区不匹配等原因,并不适合我国国情;石化行业产出氢气大多用于后续的生产过程,亦无法大规模外供。而煤制氢、氯碱制氢具有1)通过副产物供应,净供给量高;2)分布在华东华北地区,离需求地近;3)成本低廉等特点,可以成为主要的氢源方式。未来通过清洁能源弃水、弃风、弃光的电力经过输配电线路至需求地后再电解水制氢,成本将有所下降(降至22~28元/kg),更具有环保优势,也可以酌情考虑。

  存储与运输:液氢运输是中期的方向。目前我国可以商业化运作的氢能储存方式是压缩和液化两种,并采用管束车、槽车等交通运输工具的方式实现配送。在氢能源发展的初期,考虑到氢气液化设备的初始投入较大,而且液化所需要的能耗也比压缩氢气高,因此采用管束车运送压缩氢气的方式比较符合实际。我们认为,在下游产业规模化后,液氢存储运输得益于初期资本投入得到摊销、运输过程中消耗能源较少、适合长途运输,会成为主要的运输方式。

  加氢站及运营:相较海外数量少、顶层设计正完善、建设需大量资金、具有排他性。据我们统计国内运营的加氢站共有15座,而全球共有运营中加氢站320座,其中日本101座,德国57座,美国40座,国内绝对数量和人均加氢站均偏少。目前尚缺乏有关加氢站建设和运营监管的顶层设计,但通过2019《政府工作报告》的落实正迎来破冰、逐步完善。加氢站前期建设费用较高,中小型加氢站或加氢子站需要投入约1,500万元-2,000万元,而大型的加氢母站则可能需耗资金4,000万元。加氢站选址需要考虑服务半径,因此在一定范围内具有排他性,以加油站为例,高速公路加油站原则上每百公里不超过两对;我们认为此举在未来的加氢站行业发展规划中也会有相似的要求,以防止投资过热、分布过密。鉴于:1)加氢站建设对资本需求量大;2)海内外氢气压缩机、氢罐、加注机等加氢站设备供应链已经趋于完备;3)加氢站在选址上具有排他性,我们认为加氢站及运营或是较好的投资领域。

  证券研究报告 2019年6月4日主题研究新能源汽车系列报告(II):氢燃料电池概览和上游投资机会 观点聚焦 投资建议我们认为燃料电池产业链尚处在商业化早期,中性看待燃料电池板块。

  但从资金门槛和技术门槛角度,未来有较高的市场份额和利润空间的企业存在机会,细分板块推荐顺序是燃料电池商用车、加氢站、质子交换膜、燃料电池电堆及系统。

  1)纯电动汽车降低了技术门槛,氢燃料电池的系统复杂度反而上升;2)燃料电池不会取代锂电技术,而是作为其良好补充;3)从能源传输的角度看,电力运输环节效率和速度远高于氢能物理运输。

  2016年全球范围内氢气产出大约在6,100~6,500万吨之间,其中天然气重整制氢是最主要的方式,煤炭制氢的占比仅约11%;而中国由于“富煤,贫油,少气”的能源结构,年产氢气约2,100万吨,其中煤炭制氢占比62%。

  我们认为本着“当地产,当地用”的原则来建造制氢设施,会是技术推广初期的优先方案。

  在目前主流的制氢路线中(煤焦化&气化制氢、油气制氢、氯碱制氢和清洁能源弃电制氢),我们认为涉及到天然气、分布式弃风弃光制氢的方式,由于供给不足或供给需求地区不匹配等原因,并不适合我国国情;石化行业产出氢气大多用于后续的生产过程,亦无法大规模外供。

  而煤制氢、氯碱制氢具有1)通过副产物供应,净供给量高;2)分布在华东华北地区,离需求地近;3)成本低廉等特点,可以成为主要的氢源方式。

  未来通过清洁能源弃水、弃风、弃光的电力经过输配电线路至需求地后再电解水制氢,成本将有所下降(降至22~28元/kg),更具有环保优势,也可以酌情考虑。

  目前我国可以商业化运作的氢能储存方式是压缩和液化两种,并采用管束车、槽车等交通运输工具的方式实现配送。

  在氢能源发展的初期,考虑到氢气液化设备的初始投入较大,而且液化所需要的能耗也比压缩氢气高,因此采用管束车运送压缩氢气的方式比较符合实际。

  我们认为,在下游产业规模化后,液氢存储运输得益于初期资本投入得到摊销、运输过程中消耗能源较少、适合长途运输,会成为主要的运输方式。

  加氢站及运营:相较海外数量少、顶层设计正完善、建设需大量资金、具有排他性。

  据我们统计国内运营的加氢站共有15座,而全球共有运营中加氢站320座,其中日本101座,德国57座,美国40座,国内绝对数量和人均加氢站均偏少。

  目前尚缺乏有关加氢站建设和运营监管的顶层设计,但通过2019《政府工作报告》的落实正迎来破冰、逐步完善。

  加氢站前期建设费用较高,中小型加氢站或加氢子站需要投入约1,500万元-2,000万元,而大型的加氢母站则可能需耗资金4,000万元。

  加氢站选址需要考虑服务半径,因此在一定范围内具有排他性,以加油站为例,高速公路加油站原则上每百公里不超过两对;我们认为此举在未来的加氢站行业发展规划中也会有相似的要求,以防止投资过热、分布过密。

  鉴于:1)加氢站建设对资本需求量大;2)海内外氢气压缩机、氢罐、加注机等加氢站设备供应链已经趋于完备;3)加氢站在选址上具有排他性,我们认为加氢站及运营或是较好的投资领域。

  但从资金门槛和技术门槛角度,未来有较高的市场份额和利润空间的企业存在机会,细分板块推荐顺序是燃料电池商用车、加氢站、质子交换膜、燃料电池电堆及系统。

  氢能源产业链概览以燃料电池汽车为例,全产业链可以分为上游的氢能制备、贮存、运输、加注等环节;中游的燃料电池电堆及系统、相关零部件等;下游的整车应用、工程服务与营运等。

  我们将上下产业链分为7大环节和19个投资领域,梳理了国内外主要的相关企业,详见图表1。

  图表1:燃料电池汽车全产业链概览资料来源:公司网站,中金公司研究部中金公司研究部:2019年6月4日4 影响氢燃料电池推广的内外部变量如同原油价格、油耗要求、排放法规等外部因素促生了基于锂电池技术的新能源汽车发展;锂电池技术的进步,同样也是影响燃料电池汽车发展的外部变量,见图表2。

  氢燃料电池的功率响应速度决定了在相当长的时间里面会与锂电池以电-电混合的形式存在,即氢燃料电池可视为增程式发电机。

  如果锂电池的成本大幅下降,则氢燃料电池作为增程式发电机的必要性则将下降,反之,如果锂电池的技术进步趋缓,则氢燃料电池的必要性则将提升;消费者对续航里程的期待影响氢燃料技术的商业价值。

  消费者对于电动汽车的里程焦虑,成为影响新能源汽车补贴政策变化的一个关键变量。

  如果未来消费者随着用车习惯的改变,对于续航里程的期待逐步降低(例如续航需求只需要300公里),则氢燃料电池作为增程式发电机的重要性会下降;反之,如果消费者对于续航里程的期待不降反升(比如希望到800公里以上),则氢燃料电池的商业价值会更加凸显。

  制氢、贮存、运输环节的进步使得氢源得到普及;加氢环节的进步使得可落地范围扩大;关键零部件的进步使得汽车应用效率和安全性得到保障;而所有的进步带来的成本降低,会使得燃料电池汽车开始不依赖补贴而得到自发的推广。

  图表2:燃料电池汽车推进进度不仅取决于自身技术发展,也取决于锂电池发展等外部条件资料来源:中金公司研究部氢能源产业链投资机会前瞻:细分板块推荐燃料电池商用车、加氢站、质子交换膜、电堆及系统汽车行业规模巨大,因此伴随每一次技术变革,总会促生相关产业链的庞大需求。

  若供给存在限制(高技术门槛、高资金需求或受限的自然资源),就会在相应的环节带来巨大的价格弹性,形成利润池,典型代表为高技术高投入的重卡发动机、锂电池行业和资源受限的有色矿产;反之,如果产业存在巨大规模,准入门槛较低,虽有可能伴随大量资本涌入而出现阶段性的投资机会,但长期若没有护城河保护,在需求增速慢于供应增速之后,则有可能出现长时间的行业整合和优胜劣汰,典型代表为造车新势力。

  中金公司研究部:2019年6月4日5 我们将燃料电池汽车的19个投资领域按照资金门槛和技术门槛打分,得到了产业链门槛图谱,详见图表3-4。

  按图索骥,资金门槛最高的行业有从资本市场投融资的需求,而技术门槛最高的企业,一旦技术突破则有望长期享有较高的市场份额和利润空间。

  综合门槛最高的行业是燃料电池乘用车、电堆及系统、燃料电池商用车、加氢站和质子交换膜,在中国由于乘用车电气化已经有较好的锂电基础,氢燃料在乘用车的发展缺乏必要性,我们细分板块推荐顺序是燃料电池商用车、加氢站、质子交换膜、燃料电池电堆及系统。

  燃料电池整车企业仅建设5万产能所需资金在20亿元以上、还面临补贴发放不及时及上下游对资金的占用;加氢站前期建设费用较高,中小型加氢站或加氢子站所需投入约为1,500万元-2,000万元/站,而大型的加氢母站则可能需耗资金4,000万元/站;制氢环节如果需要单独建设制氢产能,则投入更为巨大,一座大型集中式天然气重整制氢工厂的投入约在30亿人民币左右。

  重要的燃料电池零部件都需要新投产能产线,我们将其归为资金需求较多的一类,其中电堆系统目前受制于专利技术,大多需要额外支付技术许可或转让费,因此所需资金量更大(例如广东国鸿支付1,700万美元用于两个型号的电堆模组授权,潍柴动力支付9,000万美元用于购买海外企业电堆在中国生产和组装权利)。

  偏传统的零部件(双极板、传感器等)对设计要求高但设备一般都是通用设备加工,工程服务是智力密集性而非资本密集型,属于资金需求较少的分类。

  按技术门槛分类:燃料电池乘用车、电堆、质子交换膜门槛最高技术门槛最高的领域。

  燃料电池系统核心零部件电堆还处于“市场换技术”阶段,以合资或者专利特许权形式引进来,再行消化;质子交换膜虽有部分国内企业已有自主研发产品,但市场上仍以海外公司产品为主;燃料电池乘用车由于空间有限,对系统的能量密度、功率密度都较商用车更高,技术难度也处在最高梯队。

  燃料电池商用车、其余核心中游零部件、上游的加氢设备、加氢站建设,因为需要顾及系统高压、材料轻脆、易燃易爆等氢燃料系统特有的难题,也有较高的技术门槛。

  氢站运营、车辆营运租赁、氢气运输等环节对技术要求不高,值得一提的是,制氢环节如果采用氯碱工业、煤焦化的副产氢来提纯,设备投入较高但技术难度一般。

  中金公司研究部:2019年6月4日6 图表3:燃料电池汽车产业链资金门槛与技术门槛量化上游产业链中游产业链下游产业链制氢环节储氢/运输加氢站设备、建设、营运燃料电池电堆及关键零部件系统级别零部件整车应用服务与支持氢能贮存氢能运输加氢站设备加氢站建设加氢站运营电堆及系统质子交换膜气体扩散层催化剂双极板无油空压机氢气循环泵传感器其他商用车乘用车工程服务营运租赁资金门槛44101008 技术门槛6461082 *0-10分,0=最低,2=较低,4=中偏低,6=中偏高,8=较高,10=最高资料来源:中金公司研究部图表4:燃料电池汽车产业链资金门槛与技术门槛图谱资料来源:中金公司研究部0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0贮存、加氢设备氢能运输氢燃料商用车、加氢站建设加氢站营运电堆及系统质子交换膜双极板、传感器氢燃料乘用车工程服务制氢环节(技术门槛) (资金门槛) 营运租赁气体扩散层、其他催化剂、无油压缩机、氢气循环泵中金公司研究部:2019年6月4日7 从能源角度审视汽车动力形式的演变动力总成演变的背后,是能源价格与排放要求的变化内燃机在很长一段时间内,都是汽车最主要的动力形式。

  但伴随着原油价格以及日趋严苛的排放要求,内燃机为主的动力总成也面临着新能源的挑战:第一、二次石油危机使得原油价格在20世纪70年代大幅上升,成为当时西方经济衰退的重要原因之一,也直接促进美国国会在1976年颁布94-413法案,提出发展电动与混动车辆,以减少对外部的原油依赖;2008年金融危机后伴随全球经济回暖,原油价格进一步上升突破了100美元/桶,提高了用车成本; 环境问题开始得到重视。

  加州在1990年提出ZEV零排放车辆项目(海湾战争也爆发于1990年,并刺激原油价格上扬);欧洲自从1992年起开始执行汽车尾气排放标准I,并不断升级,加严对CO/NOx等废气和排放颗粒物的要求。

  然而自从2015年大众“排放门”后,柴油发动机在乘用车中所占比例迅速下降,大众集团亦全面转向电动化;从能源形式上看,氢燃料电池与锂电池都是“脱碳”的过程,使汽车不依赖于传统化石能源;从排放角度看,如果采用清洁能源制氢和发电,氢燃料与锂电技术都可以实现零排放;锂电池相关技术不断成熟,带来成本下降、能量密度提升,给汽车动力形式结构性变化提供了契机。

  以中国为例,2014-2018年电动汽车销售增速同比分别达到了325%/342%/53%/53%/62%,发展迅猛;而氢燃料电池技术则更多处在产业化早期阶段。

  图表5:过去每一次动力总成演变的背后,都是能源价格与排放要求的变化资料来源:万得资讯,US government publishing office,欧洲汽车尾气排放标准,中金公司研究部技术成熟度决定锂电发展先于燃料电池汽车不论是走内燃机、锂电还是燃料电池路线,都可以归为能量制备、运输、转换三个环节,详见图表6。

  相较于锂电池技术,燃料电池在运输和转换环节的技术成熟度都较低,在运输环节的效率也较低,因此我们认为,锂电池技术作为内燃机的替代性技术,中短期锂电的发展将会先于燃料电池。

  中金公司研究部:2019年6月4日8 电力运输环节效率高于汽油和氢能物理运输。

  汽油和氢能源通过管路、铁路、公路等方式运输,氢能源往往还需要经过增压或液化的过程。

  而电力运输则取决于电网搭建,运输效率和速度都远高于其他两种运输方式;锂电技术尽管面临续航偏短、充电时长较长、热失控风险等制约因素,但产业链已经较为成熟,正在通过产品迭代升级来提升用户体验。

  燃料电池虽然理论上可以解决锂电技术的痛点,但目前零部件和系统级别仍有不少难题有待突破。

  图表6:从能源流通角度看,运输和转化环节是各技术路线的主要制约因素资料来源:中金公司研究部燃料电池或是锂电技术的良好补充而不是替代随着电动汽车的普及,我们在技术上看到了划时代的变革,在整车行业看到了诸如美国的特斯拉和中国的造车新势力这样的新进入者。

  但展望氢燃料电池汽车,我们更多将其作为锂电技术的良好补充,换言之,我们认为基于锂电的新能源汽车目前是比氢燃料电池汽车更好的切入点。

  从燃油车到纯电动汽车,设计上三电系统代替了传统动力总成,机械复杂程度降低,制造门槛随之下降,给造车“新势力”等行业新入者带来机会。

  然而燃料电池技术从膜电极、高压氢罐等零部件级别尚有诸多难点未得到克服,系统级别复杂程度较纯电动车反而上升,见图表7;2)纯电动汽车改变了传统车动力来源,而氢燃料电池汽车仅是电动汽车的一种形式。

  仅依靠燃料电池来实时调节功率,考虑到氢/氧气传输时间和反应时间,电池功率响应将会有非常大的迟滞。

  中金公司研究部:2019年6月4日9 图表7:燃料电池车结构复杂,零部件技术难度也较大,难度并没有降低资料来源:Carscoops,Electrek,Autoprova,中金公司研究部中金公司研究部:2019年6月4日10 氢能源上游产业链:煤与氯碱制氢可规模外供,液氢运输是中期方向,加氢站具投资价值燃料电池产业链的上游主要由制氢、储氢、运输、加氢等环节购成,其中我们认为加氢站的布局具有较高的投资价值。

  制氢:华北焦炉煤气华东氯碱产氢可规模外供,特高压或打破区域型限制2016年全球范围内氢气产出大约在6,100~6,500万吨之间,其中美国年产约900~1,000万吨,中国年产氢气约2,100万吨。

  全球来看天然气重整制氢是最主要的方式,煤炭制氢的占比仅约11%;而中国由于“富煤,贫油,少气”的能源结构,煤炭制氢占比62%,是最大的组成,见图表8。

  中国作为全球最大的氢气生产国,具有充足的氢气来源支撑氢燃料电池的发展,我们认为未来两个大的方向选择在于制氢地点和制氢方式。

  图表8:主流制氢路线年) 资料来源:Shell,《人工制氢及氢工业在我国“能源自主”中的战略地位》,中金公司研究部氢源分布呈现地域性特点,华东华北是主要供给地,特高压或可打破地域局限由于中短期内氢能贮藏和运输成本会高于输配电成本,我们认为本着“当地产,当地用”的原则来建造制氢设施,会是技术推广初期的优先方案。

  中国山西、内蒙、陕西、新疆四省份的煤炭储量占据全国储量的70%,炼焦产能主要分布在华北地区,其中焦油产能华北占比约49%,焦炭产能华北占比约50%,有大规模提供焦炉煤气的材料基础和工业基础,见图表9-10。

  截止2018年我国烧碱企业产能约4,000万吨,山东产能占全国产能约28%左右,华东地区共计氯碱产能占比为50%左右,见图表11。

  天然气我国已探明地质储量区域的天然气主要集中在新疆和四川两地,东部沿海地区依赖西气东输工程来满足对天然气日益增加的需要。

  目前建成的三条西气东输干线亿立方米,用氢较多的东部地区并没有富余天然气资源来制氢,见图表12。

  2018年我国弃风电量最高的三省是新疆、甘肃和内蒙古,合计弃风电量约233亿千瓦时,占全国弃风电量的84%;弃光电量主要集中在新疆和甘肃,合计弃光电量约31.7亿千瓦时;总弃水电量约691亿千瓦时,主要出自四川。

  能源中心与需求省份的地区错位,通过当地制氢运输的方式辐射范围有限,仍需待特高压建成解决东西部发电用电的结构性失调。

  图表9:我国焦炭产能主要集中在河北、山西等地(2018)图表10:我国焦油产能也主要集中在华北区域(2018) 资料来源:卓创资讯,中金公司研究部资料来源:卓创资讯,中金公司研究部图表11:我国烧碱产能主要集中在华东地区的山东等省图表12:我国天然气集中在新疆与四川,依靠西气东输线路运往东部用气省份资料来源:卓创资讯,中金公司研究部资料来源:万得资讯,中国工程科技知识中心,中金公司研究部中金公司研究部:2019年6月4日12 制氢技术:需要考虑自用比例,氯碱与焦炉煤气制氢有规模供应可行性目前主流的制氢技术路线为煤焦化&气化制氢、油气制氢、氯碱制氢和清洁能源弃电制氢;其中石化行业产出氢气大多用于后续的生产过程,无法大规模外供。

  目前氯碱工业的氢气副产品是燃料电池领域较为常用的氢源,焦炉煤气的氢气副产品也有较多外供可行性。

  煤焦化过程是在隔绝空气、高温环境下产出焦炭和焦油,同时产出含有氢气的焦炉煤气,经过分离可以获得高纯度氢气。

  气化是指将煤置于高温高压环境下,和水蒸气或者空气反应得到的含有氢气的产物。

  值得一提的是,煤制氢产物中硫含量较高,无法直接用于燃料电池,还需要通过脱硫装置进一步净化;油气制氢将天然气、炼厂气等烃类气体和水在适当的温度和催化剂条件下,反应生成一氧化碳和氢气。

  石化行业会需要大量的氢来完成复杂的化学过程,例如加氢裂化、重整、加氢精制以及其他原油和烃类化合物的蒸馏、加工和合成过程。

  因此石化行业氢产物自用率较高;氯碱工业制氢是以氯化钠水溶液为原料,电解生产烧碱和氯气,同时得到副产品氢气。

  经过气体分离与净化后,可以将氢气纯度提升至99%-99.99%,是目前燃料电池比较主要的供气方式;弃水弃电弃风电解水制氢。

  制氢成本:长远看我国宜选用煤制氢和氯碱制氢降低成本,或清洁能源弃电制氢降低排放主流制氢路线比较中可以看出,煤制氢得益于原材料成本低廉,使用规模巨大,因此综合成本较低;天然气和氯碱工艺制氢成本价格适中;电解水制氢则因为能耗较高,能源转换效率低,成本最高,见图表13。

  考虑到天然气受制于西气东输能力,我们认为当下以煤炭和氯碱为原材料的制氢工艺更具现实意义。

  我们认为涉及到天然气、分布式弃风弃光制氢的方式,由于供给不足或供给需求地区不匹配等原因,并不适合我国国情。

  而煤制氢、氯碱制氢具有:1)通过副产物供应,净供给量高;2)分布在华东华北地区,离需求地近;3)成本低廉等特点,可以成为主要的氢源方式。

  通过清洁能源弃水、弃风、弃光的电力经过输配电线路至需求地后再电解水制氢,成本将有所下降(至22~28元/kg),更具有环保优势,也可以酌情考虑,见图表14。

  中金公司研究部:2019年6月4日13 图表13:目前主流制氢路线成本比较,煤炭制氢和氯碱制氢是最佳选择资料来源:《The Hydrogen Economy》,《Chlor-Alkali by-Product Hydrogen LCA》,中金公司研究部图表14:未来主流制氢路线中,煤炭和氯碱制氢有成本优势且贴近使用地,清洁能源弃电制氢成本下降且有环保优势资料来源:《The Hydrogen Economy》,《Chlor-Alkali by-Product Hydrogen LCA》,中金公司研究部存储与运输:液氢运输是中期的方向目前我国可以商业化运作的氢能储存方式是压缩和液化两种,并采用管束车、槽车等交通运输工具的方式实现配送。

  在氢能源发展的初期,考虑到氢气液化设备的初始投入较大,而且液化所需要的能耗也比压缩氢气高,因此采用管束车运送压缩氢气的方式比较符合实际。

  在下游产业规模化后,液氢存储运输得益于初期资本投入得到摊销、运输过程中消耗能源较少、适合长途运输,会成为主要的运输方式。

  7.006.536.809.38 31.96 23.87 44.74 72.69 191.69 45.15 64.74 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200大型集中式天然气制氢大型集中式煤制氢氯碱制氢中型天然气制氢中型电解水制氢分布式天然气制氢分布式网电电解水制氢分布式风电制氢分布式光电制氢弃风电解制氢弃光电解制氢氢气生产成本氢气运输成本氢气加注成本(元/kg) 中金公司研究部:2019年6月4日14 常见存储方式概览主要已经大规模商业化的储氢方式是压缩氢气和液化氢两种,固态吸附、储氢合金等方式则更多还处在小规模运输或者实验室阶段。

  目前中国采用35Mpa压力的金属内胆带纤维缠绕的复合气瓶较多;液化氢初始投入高。

  液氢的体积能量密度为8.6 MJ/L,而35Mpa下氢气的体积能量密度为2.8 MJ/L,液氢能量密度大约是35Mpa气氢的3倍。

  将氢气深冷之后,可以提高运输效率,然而液氢需要专用的液化设备,提高了初始投入成本。

  尽管压缩氢气和液氢可以满足目前氢能源应用场景下的存储目的,但是考虑到压缩和深冷过程本身就会消耗大量的能源,学术界还在寻找是否有基于材料特性的储氢方式,目前披露数据的有固态吸附、有机化合物和储氢合金等特性材料。

  图表15:储氢方式比较技术氢质量含量环境要求发展现状液氢>

  5wt%超低温目前已经商业化,优势在于大规模存储和运输高压储氢1~5.5wt%常见压力为35/70/90MPa目前已经商业化低温高压储氢5.5~9.2wt%低温,大于25MPa部分商业化固态吸附储氢3~10.5wt% 碳纳米管、活性炭、分层石墨纳米结构等处于实验阶段有机化合物储氢6~8wt%常温高压处于实验阶段储氢合金1.4~3.6wt%常温常压处于实验阶段资料来源:美国能源局,Argonne国家实验室,Compendium of Hydrogen Energy,中金公司研究部常见运输方式概览根据储藏方式的不同,氢气的运输工具也有所区分,主要有运送压缩氢气的管束车,运输液态氢的槽车和大规模运输的输氢管路。

  高压压缩后的氢气存放在管束气罐中,单车运输量取决于气罐的水容积和管数量,一般在单车2万升左右。

  管束车运氢更适合于运输距离较短、更换频率较高的场合,但随着运输量变大,运费呈现上升趋势;液氢槽车运载量大,受制于液态氢源在我国占比不高。

  取决于气罐大小,一般单车运载量在2万升至5万升不等,在海外的应用较为普及。

  液氢槽车一般的运输半径在4,000公里左右,更远的距离就需要考虑液氢蒸发带来的损失;管路运输全球应用较少。

  氢气也可以通过管道输送至加氢站等地,美国、欧洲等地均布置有长度不等的氢气管路,一般直径在0.3m左右,压力范围在1-3Mpa。

  尽管运输效率高,运载量大,但由于缺乏统一标准,以及所需要的初始投资成本较高,截止2016年全球范围运氢管路建长度4,500公里,其中美国段长度2,608公里占比最高。

  中金公司研究部:2019年6月4日15 图表16:运输方式比较资料来源:同济大学,Delivery Infrastructure Analysis by TPChen,中金公司研究部图表17:全球范围内输氢管路建设长度约4,500公里,其中美国段长度占比约58% 资料来源:Shell,中金公司研究部加氢站及运营:相较海外数量少、顶层设计正完善、建设需大量资金、具有排他性中国加氢站无论是从绝对数量和人均加氢站数量都较海外主要国家少。

  截至2019年3月,据中金统计国内运营的加氢站共有15座,其中绝大多数都是依靠集中制氢、压缩贮存、管束车运送的方式来实现的外供加氢。

  据美国能源局与美国氢能分析资源中心,截止2019年3月,全球共有运营中加氢站320座1,其中日本101座,德国57座,美国40座,见图表18-19。

  长期制约加氢站发展是缺乏有关加氢站建设和运营监管的顶层设计,加氢站审批往往需要住建部、国土规划、发改部门、消防、环保、人防等部门协同参与审查与验收,由此带来审批手续繁复、耗时较长等问题。

  19年4月国务院发布了关于落实《政府工作报告》重点工作部门分工的意见,其中提到由财政部、工信部、发改委、商务部、交通运输部、住建部、能源局等部委按职责分工推动充电、加氢等设施建设。

  虽然仍缺乏细节,但相1美国能源局与美国氢能分析资源中心数据中中国运营中加氢站为13座,图表20中,我们把中国加氢站按照15座处理。

  运输方式单车运输容量备注管束车20,000 L技术成熟,适于短途高频运输液氢槽车20,000~50,000 L适用于长途大容量运输,海外应用较多管路运输310~8,900 kg/hr运输效率高,但初始投资成本大,目前未在国内普及2,608 613 376 303 237 147 258 025003000美国比利时德国法国荷兰加拿大其他(km) 中金公司研究部:2019年6月4日16 信顶层设计正迎来破冰、逐步完善。

  加氢站前期建设费用较高,中小型加氢站或加氢子站需要投入约1,500万元-2,000万元,而大型的加氢母站则可能需耗资金4,000万元。

  尽管根据四部委在2014年发布的《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》,对于符合国标且日加氢能力不低于200公斤的加氢站提供建设奖励400万元,动辄上千万的单站投入仍然让很多企业却步,需要资本的介入。

  例如对于燃油加油站,国务院发布的《加油站行业发展规划》中规定高速公路加油站原则上每百公里不超过两对;我们认为此举在未来的加氢站行业发展规划中也会有相似的要求,以防止投资过热、分布过密。

  鉴于:1)加氢站建设对资本需求量大;2)海内外氢气压缩机、上海机器人智能氢罐、加注机等加氢站设备供应链已经趋于完备;3)加氢站在选址上具有排他性,我们认为加氢站及运营或是较好的投资领域。

  图表18:全球加氢站布局以发达国家为主,中国占比约5% 资料来源:HyARC,DOE,中金公司研究部日本,101,31% 德国,57,18% 美国,40,12% 韩国,13,4% 中国,15,5% 英国,12,4% 丹麦,11,3% 其他,73,23% 中金公司研究部:2019年6月4日17 图表19:我国加氢站布局及主要参与企业序号名称城市日加注量(kg) 建设方运营方建成时间加注模式1永丰加氢站北京200北京清能华通&BP亿华通2006外供加氢2安亭加氢站上海200上海舜华&同济大学&上海神力上海舜华2007外供加氢4宇通加氢站郑州200宇通宇通2015外供加氢6同济-新源大连加氢站大连400同济大学同济大学&新源电力2016内供加氢7思劳加氢站云浮200氢枫能源广东国鸿2016外供加氢8丹灶瑞晖加氢站佛山200瑞晖能源瑞晖能源2017外供加氢3上海电驱加氢站上海500氢枫能源上海电驱2017外供加氢9丰田加氢站常熟-丰田丰田2017外供加氢5沙朗加氢站中山1000氢枫能源大洋电机2017外供加氢10东风特汽(十堰)加氢站十堰500氢枫能源东风特汽2017外供加氢11南通百应加氢站如皋200氢枫能源南通百应2018外供加氢12郫都区加氢站成都400四川燃气&四川金星四川燃气2018外供加氢13张家口临时加氢站张家口400亿华通亿华通2018外供加氢14佛罗路加氢站佛山500锦鸿新能源- 2018外供加氢15江桥加氢站上海750嘉氢实业上海重塑2018外供加氢资料来源:上电科,中金公司研究部中金公司研究部:2019年6月4日18 附录:氢能源相关政策梳理国家与地方政策梳理图表20:国家氢能源相关政策时间政策主要内容2001年9月863电动汽车重大科技专项计划国家拨款8.8亿,确定了以“三纵三横”为核心的电动汽车矩阵研发体系,其中包含了对燃料电池汽车和燃料电池系统的开发2009年2月《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》 首次开始在试点城市对燃料电池乘用车和客车分别给予25万/辆和60万辆的财政补贴2011年2月《中华人民共和国车船税法》 第四条规定:纯电动汽车、燃料电池汽车和插电式混合动力汽车免征车船税,其混合动力汽车按照同类车辆使用税额减半征税2012年7月《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》 首次对燃料电池汽车未来发展要达到的技术指标做了规划,提出2020年燃料电池汽车、车用氢能源产业要达到与国际同步水平,动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上,成本降至1.5元/wh 2014年8月《关于免征新能源汽车车辆购置税的公告》 出台《关于免征新能源汽车车辆购置税的公告》,规定:从2014年09月1日起到2017年12月31日,对购置的新能源汽车免征车辆购置税。

  2014年11月《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》 对符合国家技术标准且日加氢能力不少于200kg的新建燃料电池加氢站每个站奖励400万元。

  2014年11月《能源发展战略行动计划2014-2020》 把氢的制取、储运、及加氢站,先进燃料电池、燃料电池分布式发电作为重点战略发展方向2015年4月《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》 对于燃料电池乘用车,燃料电池轻型客车、货车,燃料电池大中型客车、重重型货车分别给予20万/辆,30万/辆和50万/辆的补助(2017-2020年除燃料电池汽车外其他车型补助标准适当退坡,燃料电池补助标准不变) 2015年5月《中国制造2025》 实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大,达到1000辆的运行规模,到2025车,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,燃料电池汽车实现区域小规模运行。

  2016年6月《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》 重点创新任务,其中包括氢能与燃料电池技术创新2016年10月《中国氢能产业基诎设(2016)》一一一氢能产业的发路线辆;氢能轨道交通车辆达到50列;到2030年,加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆;到2050年,加氢站网络构建完成,燃料电池车辆保有量达到1000万辆。

  2016年12月《2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策》 纯电动补贴逐步退坡。

  但氢燃料电池汽车补贴在2020年前保持不变,且每辆燃料电池车最高可获50万元国家补贴。

  2016年12月《“十三五”战略性新兴产业发展规划兴产业发展规划》 进一步发展壮大与氢能源相关的新能源汽车、新能源、节能环保等战略新兴产业。

  2017年5月《“十三五”交通领域科技创新专项规划》 燃料电池汽车核心专项技术:深入开展电堆关键材料和部件的创新研究及产业化研发,加大燃料电池发动机辅助系统研发力度,重点突破高功率密度乘用车燃料电池发动机和长寿命商用车燃料电池发动机技术,燃料电池/动力电池混合动力集成控制与能量优化管理技术。

  2017年12月《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》(T/CECA-G0015.2017) 是首个氢能领域团体标准,该标准规定了氢燃料电池汽车用氢气的术语和定义、要求、氢中主要杂质气体的测试方法,还规定了氢气的抽样、采样与浓度计算方法,氢气的包装、标志与储运,记忆安全要求等,在制定过程中始终与国际相关标准保持同步。

  2018年2月《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 燃料电池补贴力度不减2019年3月《政府工作报告》修订“推动充电、加氢等设施建设”首次写入《政府工作报告》 资料来源:工信部,发改委,财政部,科技部,交通运输部,中金公司研究部中金公司研究部:2019年6月4日19 图表21:地方政府氢能源电池相关政策区域省市时间政策内容华北北京2017年《北京市加快科技创新培育新能源智能汽车产业的指导意见》 加大以氢燃料为主的燃料电池乘用车开发力度河北《张家口氢能产业发展规划》 到2020年全市投入使用的氢燃料电池公交车、物流车、出租车计划达到1800辆,建成加氢站21座,实现制氢每年2万吨、制造氢燃料电池发动机每年1万套、生产氢燃料电池客车每年4500辆山西2019年5月《山西省新能源汽车产业2019年行动计划》 19-20年培育有影响力的氢能与燃料电池技术研发中心1个、燃料电池汽车检验检测中心1个,在示范运行城市,建设加氢站3座、示范公交路线年进行推广应用,公交示范线年实现规模运营,加氢站到达20座,全省公交线台车辆的运营规模。

  华东上海2017年9月《上海市燃料电池汽车发展规划》 提出到2020、2025、2030年,上海市燃料电池汽车全产业链产值分别突破150亿元、1000亿元和3000亿元,有利于加速燃料电池产业化、商业化进程2018年1月《上海市鼓励和购买新能源汽车暂行办法》 对于在本市确定的燃料电地汽车商业运营示范区内运行的燃料电池汽车,按照不超过中央财政补助1:1的比例给予本市财政补助山东2018年9月《山东省新能源产业发展规划(2018-2028年)》 推动山东全省由“山东制造”向“山东智造”、“山东创造”转变江苏2018年3月《苏州市氢能产业发展指导意见(试行)》 到2020年,氢能产业链年产值突破100亿元,建成加氢站近10座,推进公交车、物流车、市政环卫车;到2025年,氢能产业链年产值突破500亿元,建成加氢站近40座,公交车、物流车、市政环卫车和乘用车批量投放,运行规模力争达到10000辆。

  2018年10月《如皋市扶持氢通用产业发展实施意见》 18-20年氢能产业年产值突破100亿元,建成加氢站3-5座,公共服务领域新增车辆中氢燃料比例不低于50%,分布式电源等示范应用项目不少于2个。

  21-25年形成国内有影响力的整车企业1-2家、关键零部件企业10家左右,氢能产业年产值突破300亿元,公共服务领域中氢燃料电池汽车比例不低于30%。

  26-30年氢能产业年产值突破1000亿元,公共服务领域中氢燃料电池汽车比例不低于总量的50%。

  中南2018年12月《张家港市氢能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》 对参与建设苏州市氢能产业创新中心并成功运营的研发机构、加氢站等给予相关补助广东2018年8月《关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》 广东2018-2020年新能源汽车推广应用省级财政补贴资金中的30%将用于支持氢燃料电池汽车推广应用2018年11月《佛山市氢能源产业发展规划(2018-2030)》 将佛山建设成为全国领先的氢能源产业示范城市和集聚高地湖北2018年1月19日《武汉氢能产业发展规划方案》 2018-2020年聚集超过100家燃料电池汽车产业链相关企业,燃料电池汽车全产业链年产值超过100亿元,建设5-20座加氢站,燃料电池公交车、通勤车、物流车等示范运行规模达到2000-3000辆。

  资料来源:各地方政府网站,中金公司研究部中金公司研究部法律声明一般声明本报告由中国国际金融股份有限公司(已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格)制作。

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  因此,投资者应当考虑到中金公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。

  与本报告所含具体公司相关的披露信息请访问,亦可参见近期已发布的相关个股报告。

  与本报告所含具体公司相关的披露信息请访,亦可参见近期已发布的关于该等公司的具体研究报告。

  个股评级标准:分析员估测未来6~12个月绝对收益在20%以上的个股为“推荐”、在-10%~20%之间的为“中性”、在-10%以下的为“回避”。

  行业评级标准:“超配”,估测未来6~12个月某行业会跑赢大盘10%以上;“标配”,估测未来6~12个月某行业表现与大盘的关系在-10%与10%之间;“低配”,估测未来6~12个月某行业会跑输大盘10%以上。

  本报告的版权仅为中金公司所有,未经书面许可任何机构和个人不得以任何形式转发、翻版、复制、刊登、发表或引用。

  V160908 编辑:张莹北京 上海 香港中国国际金融股份有限公司 中国国际金融股份有限公司上海分公司 中国国际金融(香港)有限公司北京市建国门外大街1号 上海市浦东新区陆家嘴环路1233号 香港中环港景街1号国贸写字楼2座28层 汇亚大厦32层 国际金融中心第一期29楼邮编:100004 邮编:200120 电线 电线 传线 深圳 Singapore United Kingdom 中国国际金融股份有限公司深圳分公司深圳市福田区益田路5033号平安金融中心72层邮编:518000 电线 China International Capital Corporation (Singapore) Pte. Limited #39-04,6 Battery Road Singapore 049909 Tel: (65) 6572-1999 Fax: (65) 6327-1278 China International Capital Corporation (UK) Limited Level 25,125 Old Broad Street London EC2N 1AR, United Kingdom Tel: (44-20) 7367-5718 Fax: (44-20) 7367-5719 北京建国门外大街证券营业部 北京科学院南路证券营业部 上海浦东新区世纪大道证券营业部北京市建国门外大街甲6号SK大厦1层邮编:100022 电线 北京市海淀区科学院南路2号融科资讯中心B座13层1311单元邮编:100190 电线 上海市浦东新区世纪大道8号上海国金中心办公楼二期46层4609-14室邮编:200120 电线 上海黄浦区湖滨路证券营业部 深圳福华一路证券营业部 杭州教工路证券营业部上海市黄浦区湖滨路168号企业天地商业中心3号楼18楼02-07室邮编:200021 电线 传线 深圳市福田区福华一路6号免税商务大厦裙楼201 邮编:518048 电线层邮编:310012 电线 南京汉中路证券营业部 广州天河路证券营业部 成都滨江东路证券营业部南京市鼓楼区汉中路2号亚太商务楼30层C区邮编:210005 电线层邮编:510620 电线 成都市锦江区滨江东路9号香格里拉办公楼1层、16层邮编:610021 电线 厦门莲岳路证券营业部 武汉中南路证券营业部 青岛香港中路证券营业部厦门市思明区莲岳路1号磐基中心商务楼4层邮编:361012 电线层4301-B 邮编:430070 电线 青岛市市南区香港中路9号香格里拉写字楼中心11层邮编:266071 电线 重庆洪湖西路证券营业部 天津南京路证券营业部 大连港兴路证券营业部重庆市北部新区洪湖西路9号欧瑞蓝爵商务中心10层及欧瑞蓝爵公馆1层邮编:401120 电线号天津环贸商务中心(天津中心)10层邮编:300051 电线层邮编:116001 电线 佛山季华五路证券营业部 云浮新兴东堤北路证券营业部 长沙车站北路证券营业部佛山市禅城区季华五路2号卓远商务大厦一座12层邮编:528000 电线 云浮市新兴县新城镇东堤北路温氏科技园服务楼C1幢二楼邮编:527499 电线 长沙市芙蓉区车站北路459号证券大厦附楼三楼邮编:410001 电线 宁波扬帆路证券营业部 福州五四路证券营业部 西安雁塔证券营业部宁波市高新区扬帆路999弄5号11层邮编:315103 电线号恒力城办公楼38层02-03室邮编:350001 电线 传线 西安市雁塔区二环南路西段64号凯德广场西塔21层02/03号邮编:710065 电线 传线

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