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文檔簡介

1、目 錄CONTENT氫能源簡介010203氫能源行業(yè)發(fā)展環(huán)境氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析01氫能源簡介氫能源的特點(diǎn)行業(yè)發(fā)展階段1.1 特點(diǎn):綠色零排放,或?qū)⒊蔀槟茉唇K極形式世界能源使用歷史人類環(huán)保意識增強(qiáng)推動(dòng)能源利用向著綠色、清潔化的方向發(fā)展。氫氣利用產(chǎn)物是水,可以真正做到零排放、無污染,被看 做是最具應(yīng)用前景的清潔能源之一,或?qū)⒊蔀槲磥砟茉词褂玫慕K極形式。柴草煤炭石油天然氣能源清潔化風(fēng)電光伏氫能1.1 特點(diǎn):氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)輕量化和高續(xù)航56483327200204060氫氣是常見燃料中熱值最高的(142KJ/g),約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。這意味著,消耗相同質(zhì)量的石油、煤炭和氫氣, 氫氣所提

2、供的能量最大,這一特性能有效滿足汽車、航空航天等輕量化發(fā)展需求。常見燃料熱值比較(單位:KJ/g)16014214012010080氫氣天然氣煤乙醇甲醇汽油熱值(KJ/g)1.1 特點(diǎn):發(fā)電建設(shè)成本低,不足光伏發(fā)電成本的1/52921166115311021913812580050010001500250020003000相較于風(fēng)能、天然氣、光伏、石油、生物質(zhì)能發(fā)電等眾多發(fā)電方式,氫能源的發(fā)電建設(shè)成本最低,僅為 580 美元/千瓦,不 足光伏發(fā)電建設(shè)成本的1/5 。不同能源發(fā)電建設(shè)成本對比(單位:美元/千瓦)3500光伏風(fēng)能天然氣氫氣生物質(zhì)能石油蓄電池 發(fā)電建設(shè)成本(美元/千瓦)1.1 特點(diǎn):

3、分布式應(yīng)用場景綜合成本高,成為市場應(yīng)用一大阻礙目前,氫能源主要通過燃料電池的形式實(shí)現(xiàn)利用。而以氫能源燃料電池汽車為例,由于氫氣在制備、儲存、運(yùn)輸?shù)冗^程中 需要更多技術(shù)處理而具有更高的單位成本,直接導(dǎo)致燃料電池電動(dòng)車綜合成本偏高。歐洲氫能源燃料電池汽車與其他燃料汽車使用成本對比(小汽車)資料來源:羅蘭貝格 整理項(xiàng)目燃料電池電動(dòng)車純電動(dòng)汽車柴油汽車購置成本(歐元)700003500031000使用年限444每年行駛里程(千米/年)600006000060000剩余價(jià)值50%50%40%車身折舊成本(歐元/千米)0.150.070.08燃料消耗0.008kg/km0.13kwh/km0.043l/k

4、m燃料價(jià)格9EUR/kg0.21EUR/kwh1.2EUR/km燃料消耗成本(歐元/千米)0.0720.0270.052維護(hù)成本(歐元/千米)0.0230.0180.023車輛使用綜合成本(歐元/千米)0.240.120.151.2 發(fā)展階段:燃料電池發(fā)展迅速,氫能源進(jìn)入高速發(fā)展階段人類對于氫能的研究已有幾百年的歷史,但直到近些年,隨著燃料電池的迅速發(fā)展和推廣,氫能作為最適宜的燃料才進(jìn)入 高速發(fā)展階段。氫能源發(fā)展歷程卡文迪許 從酸和金 屬反應(yīng)中 制得氫氣劍橋大學(xué) William Cecil首次提 出燃料電池Rudolph Jrren發(fā)明 第一個(gè)氫 氣發(fā)動(dòng)機(jī)1950年英國首次有 目的的電解 水制

5、氫1766年1839年1818年1874年凡爾納在神秘島 描繪了水為燃料的小 島,激發(fā)無限思考1928年氫氣作為“能量 載體”的概念首 次被提出1970年通用汽車首次 提出“氫經(jīng)濟(jì)” 概念,核電電 解水1980年德國提出 “HYSOLAR”計(jì) 劃:太陽能制氫21世紀(jì)以來燃料電池發(fā)展迅速, 最適宜燃料是氫, 氫有望成為未來能 源終極形式。1.2 發(fā)展階段:氫能源發(fā)展進(jìn)入市場推廣階段,政府作用居主導(dǎo)根據(jù)美國能源署氫能源計(jì)劃顯示,全球氫能源行業(yè)的發(fā)展大致可劃分為技術(shù)研究、過渡到市場、基礎(chǔ)設(shè)施完善和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化四個(gè)階段。目前, 行業(yè)發(fā)展已步入市場推廣階段,政府推動(dòng)作用仍居主導(dǎo)。美國能源署氫能源計(jì)劃實(shí)現(xiàn)產(chǎn)

6、業(yè)化基礎(chǔ)設(shè)施完善過渡到市場技術(shù)研究政府起主導(dǎo)作用商業(yè)行為起主導(dǎo)作用2000201020202030204002氫能源發(fā)展環(huán)境政策環(huán)境技術(shù)環(huán)境2.1 政策環(huán)境:政府重視,眾多國家出臺政策支持發(fā)展氫能源從全球范圍看,目前很多國家都出臺了強(qiáng)有力的支持氫能源發(fā)展的相關(guān)政策。其中,力度最大、響應(yīng)最積極的是日本,歐 盟、美國和韓國緊隨其后,印度、冰島、加拿大和巴西等也有部署,中國也頻出相關(guān)政策。全球支持氫能源發(fā)展的主要國家分布加拿大對于燃料發(fā)電 系統(tǒng)和燃料電池的設(shè) 備購買基于補(bǔ)貼美國加州立法機(jī)關(guān)通過了 一項(xiàng)價(jià)值達(dá)20億美元的延 長純凈汽車和燃料補(bǔ)貼到 2023年的法案(ABB), 推進(jìn)加氫站建設(shè)。巴西實(shí)施

7、PaCOS4 計(jì)劃: 總投資額達(dá)750萬美元用 于開發(fā)將乙醇轉(zhuǎn)換成碳 氫化合物固體氧化物燃 料電池陽極。冰島提出建設(shè)“ 生態(tài)經(jīng) 濟(jì)”,環(huán)境友好型燃料沒 有燃料稅,只有增值稅。2014-2020 年 , 歐 盟 將 啟 動(dòng) Horizon2020計(jì)劃,在該計(jì)劃中氫 和燃料電池的投入預(yù)算可能達(dá)到 220億歐元。德國啟動(dòng)“ 氫流 動(dòng)圖” 計(jì)劃, 擬 建全國性的氫燃 料補(bǔ)給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。中國新能源汽車免征車輛購置 稅;頒布首個(gè)加氫站設(shè)施扶持 政策,符合標(biāo)準(zhǔn)新建加氫站周 獎(jiǎng)勵(lì)400萬元。韓國實(shí)施“綠色氫城市示范” 項(xiàng)目,計(jì)劃到2018年間投入總 額達(dá)到877億韓元。日本發(fā)布?xì)淙剂想姵剀嚻占凹按龠M(jìn)策略,對外公

8、布了日 本的氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展 路線圖。印度實(shí)施“ 第十 二期 RD&D ” 計(jì) 劃, 繼續(xù)支持氫 氣生產(chǎn)、內(nèi)燃發(fā) 動(dòng)機(jī)中氫氣的存 儲和應(yīng)用和燃料 電池項(xiàng)目。2.1 政策環(huán)境:氫燃料電池汽車是支持重點(diǎn),各國側(cè)重點(diǎn)有所不同資料來源:電動(dòng)汽車資源網(wǎng) 整理氫燃料電池汽車是氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn),但各國政策支持重點(diǎn)有所不同。從發(fā)展規(guī)劃來看,美、韓、法、中注重氫燃料 電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施(如加氫站)建設(shè);而日本則更重視氫能源技術(shù)(如儲運(yùn)技術(shù))的發(fā)展。部分國家氫燃料電池汽車戰(zhàn)略規(guī)劃匯總國家戰(zhàn)略規(guī)劃以斯塔克區(qū)運(yùn)輸管理局為首的公私合作伙伴聯(lián)盟,計(jì)劃起草中西部各州替代燃料運(yùn)輸走廊行動(dòng)計(jì)劃。計(jì)劃建立電動(dòng)、 美國燃料

9、電池和CNG動(dòng)力乘用車、卡車和公共汽車均可補(bǔ)充動(dòng)力的運(yùn)輸路線。2018年2月,3500輛燃料電池電動(dòng)車,39座加氫站運(yùn)營中。氫能基本戰(zhàn)略十大行動(dòng)計(jì)劃涵蓋了從技術(shù)研發(fā)到成本,到氫氣來源等等。分別是低成本方式利用氫能、開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效 日本儲運(yùn)技術(shù)、可再生能源的電解水制氫、氫能發(fā)電的商業(yè)化應(yīng)用、推廣普及燃料電池汽車、工業(yè)余熱的熱解制氫、降低燃料電池成本、新技術(shù)開發(fā)、強(qiáng)化國際合作,引領(lǐng)國際標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)氫能知識科普。擬出臺國家氫能法案,未來五年相關(guān)補(bǔ)助將達(dá)20億歐元。韓國投資2.6萬億韓元發(fā)展燃料電池汽車。計(jì)劃2020年,燃韓國料電池汽車達(dá)9000輛,加氫站達(dá)80座;計(jì)劃2030年,燃料電池汽車將占汽車總產(chǎn)

10、量10%,加氫站預(yù)計(jì)達(dá)520座。發(fā)布國家氫能計(jì)劃。2019年起ADEME投入1億歐元用于氫能工業(yè)、交通及儲能等領(lǐng)域。到2020年建設(shè)100座加氫站 法國5000輛燃料電池輕型商用車,200輛燃料電池重型車輛。到2028年擁有400-1000座加氫站,2-5萬輛輕型商用車,800-2000輛重型車輛。2016年,中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院和全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會聯(lián)合發(fā)布中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016,明 中國確提出氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,分近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和遠(yuǎn)期(2030-2050年)三個(gè)階段發(fā)展中國氫能產(chǎn)業(yè)。2.1 政策環(huán)境:中國重視氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)

11、施建設(shè),并提出相關(guān)規(guī)劃中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016明確提出我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,預(yù)計(jì)到2050年,加氫站覆蓋全國, 燃料電池運(yùn)輸車輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā)電得到推廣應(yīng)用。中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃資料來源:中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016 整理時(shí)間制氫氫能儲存與運(yùn)輸氫能利用及基礎(chǔ)設(shè)施2016-2020年(近期)工業(yè)副產(chǎn)氫氣回收煤基制氫示范可再生能源制氫氣態(tài)儲氫(35Mpa)拖車、液氨罐車運(yùn)輸氣態(tài)儲存(70Mpa示范)管道輸送(示范)燃料電池運(yùn)輸車輛(示范)到2020年,氫能現(xiàn)代有軌電車達(dá)到 50列;燃料電池車達(dá)到1萬輛;加氫 站達(dá)100座2021-2030

12、年(中期)可再生能源制氫(推廣)液態(tài)及其他方式儲存管道輸送燃料電池車輛及發(fā)電應(yīng)用、氫能軌 道交通及船舶等推廣到2030年,燃料電池車達(dá)到200萬 輛;加氫站達(dá)1000座2031-2050年(遠(yuǎn)期)煤基低碳制氫(推廣) 綠色氫能供給方式多元化長距離管道輸送安全、可靠的氫能儲存及 運(yùn)輸體系加氫站覆蓋全國,燃料電池運(yùn)輸車 輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā) 電推廣應(yīng)用2.1 政策環(huán)境:國外補(bǔ)貼聚焦消費(fèi)環(huán)節(jié),購置補(bǔ)貼是主要形式氫能源燃料電池汽車市場有望成為氫能源最大的消費(fèi)端,而成為各國政策扶持重點(diǎn)。此外,國外補(bǔ)貼政策多集中于消費(fèi)環(huán) 節(jié),以購置稅費(fèi)抵免或購置補(bǔ)貼的形式發(fā)放,僅德國將補(bǔ)貼放在了開發(fā)制造環(huán)節(jié)

13、。國外燃料電池汽車主要支持政策國家氫燃料電池汽車補(bǔ)貼政策補(bǔ)貼類型美國2015年美國國會將燃料電池汽車稅收抵免額度提高至8000美元;2017年購買燃料電池 車的車主可享受稅收抵免降低為4000美元。購置稅費(fèi)抵免日本東京的燃料電池汽車買家將由京都政府補(bǔ)貼100萬日元,并由中央政府補(bǔ)貼200萬日元。購置補(bǔ)貼韓國為每個(gè)購買燃料電池汽車的用戶提供2750萬韓元的補(bǔ)貼。購置補(bǔ)貼丹麥對燃料電池汽車實(shí)施免稅政策至2018年底。購置稅費(fèi)抵免英國2018年3月前,交通部為燃料電池乘用車購買者提供4500英鎊補(bǔ)貼。購置補(bǔ)貼德國德國交通部計(jì)劃于2019年前投資2.5億歐元用于氫燃料電池汽車的研發(fā)與推廣,使這類 車型

14、適合大規(guī)模量產(chǎn)。車型開發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)資料來源:Ofweek鋰電網(wǎng) 整理2.1 政策環(huán)境:國內(nèi)補(bǔ)貼力度全球最大,均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放我國燃料電池汽車補(bǔ)貼力度遠(yuǎn)超國外最高額度,但均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放,并未在氫能源燃料電池汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域設(shè)置 補(bǔ)貼政策。而從 2014 年起我國將加氫站納入了補(bǔ)貼范圍,刺激配套產(chǎn)業(yè)加速該行業(yè)的發(fā)展。中國燃料電池汽車主要支持政策時(shí)間2009政策主要內(nèi)容節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助 對試點(diǎn)城市購置燃料電池汽車等節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補(bǔ)助。其20112014資金管理暫行辦法中,零排放純電動(dòng)和燃料電池汽車按 6-60萬元不等的成本差價(jià)財(cái)政補(bǔ)貼。中華人民共和國車船稅法規(guī)定對

15、 燃料電池汽車免征車船稅。 關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于 200 公斤的新建燃料電池汽車加氫 通知站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì) 400 萬元。2015中國制造 2025明確提出繼續(xù)支持燃料電池汽車的發(fā)展,并對燃料電池汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,提 出三個(gè)發(fā)展階段:第一是在關(guān)鍵材料零部件方面逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;第二是燃 料電池和電堆整車性能逐步提升;第三方面是要 實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的運(yùn)行規(guī) 模進(jìn)一步擴(kuò)大,達(dá)到1000輛的運(yùn)行規(guī)模,到2025年,制氫、加氫等配套基礎(chǔ) 設(shè)施基本完善,燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。2016國家發(fā)改委和國家能源局系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)文 提出15項(xiàng)重點(diǎn)創(chuàng)新任務(wù),其中包括氫能

16、與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新。2018關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái) 政補(bǔ)貼政策的通知指出燃料電池補(bǔ)貼政策基本不變,力度不減。資料來源:Ofweek鋰電網(wǎng) 整理2.1 政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺政策支持氫能源汽車發(fā)展在氫能源產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入階段,只有中央和地方相互配合,好的產(chǎn)業(yè)政策才能落地,才能真正促進(jìn)產(chǎn)業(yè)向好發(fā)展。因此,國家層 面出臺多項(xiàng)支持政策之后,各地方政府也出臺了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,支持氫能源燃料電池汽車發(fā)展。中國地方政府相繼出臺燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)支持政策(一)省份政策重點(diǎn)城市產(chǎn)業(yè)園代表企業(yè)遼寧省遼寧省加快發(fā)展新能源汽車的實(shí)施方案大連、撫順、鞍山新賓氫能產(chǎn)業(yè)園新源動(dòng)力、大連氫能源研究院、沐與 康氫能北京市

17、北京市加快科技創(chuàng)新培育新能源智能汽車產(chǎn)業(yè)的 指導(dǎo)意見/清華大學(xué)、億華通、福田客車、海德 利森、氫璞創(chuàng)能、中國航天集團(tuán)河北省河北省戰(zhàn)略性新興企業(yè)三年行動(dòng)計(jì)劃、氫能 源示范城市發(fā)展規(guī)劃張家口、霸州張家口創(chuàng)壩產(chǎn)業(yè)園、 霸州市汽車產(chǎn)業(yè)園億華通、福田客車、宇通客車雄韜氫能大同產(chǎn)業(yè)園雄韜股份山東省山西省山西省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃大同山東省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃, 濟(jì)南、濰坊、淄博、正在計(jì)劃出臺燃料電池產(chǎn)業(yè)政策濱州、聊城中國氫谷東岳、濰柴、大洋電機(jī)、中通客車陜西省陜西省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、陜西 省低碳試點(diǎn)工作實(shí)施方案西安/新青年客車河南省河南省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展

18、規(guī)劃鄭州、平頂山、新鄉(xiāng)新鄉(xiāng)氫能產(chǎn)業(yè)園代表宇通客車江蘇省蘇州市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見(試行)、如如皋、蘇州、張家港、 如皋氫能產(chǎn)業(yè)園、丹 皋“十三五”新能源汽車規(guī)劃鹽城、鎮(zhèn)江徒氫能產(chǎn)業(yè)園南京大學(xué)、弗爾賽、百應(yīng)能源、富瑞 特裝、氫云新能源研究院、神華集團(tuán)、蘇州競力資料來源:信達(dá)證券 整理2.1 政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺政策支持氫能源汽車發(fā)展目前,包括北京、遼寧、河北、江蘇等在內(nèi)的10余個(gè)省份均有出臺相關(guān)政策以支持氫能源汽車的發(fā)展,主要通過建立示范 城市、產(chǎn)業(yè)園,并積極鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)發(fā)展的形式進(jìn)行。中國地方政府相繼出臺燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)支持政策(二)省份政策重點(diǎn)城市產(chǎn)業(yè)園代表企業(yè)安徽省安徽省戰(zhàn)略性新

19、興產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃/明天氫能產(chǎn)業(yè)園明天氫能同濟(jì)大學(xué)、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)、嘉定區(qū)氫能與燃料電池上海市上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃六安上海重塑、上海神力、上汽集團(tuán)、東風(fēng)特產(chǎn)業(yè)園汽、 上海舜華、上海新源、中科同力湖北省武漢氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案、武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù) 開發(fā)區(qū)(漢南區(qū))加氫站審批及管理方法武漢武漢開發(fā)區(qū)氫燃料電池 產(chǎn)業(yè)園雄韜股份、眾宇動(dòng)力、氫陽能源浙江省浙江省能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃臺州臺州氫能產(chǎn)業(yè)園淳華氫能四川省四川省人民政府關(guān)于印發(fā)四川省節(jié)能減排綜合工 作方案(2017-2020年)的通知成都/東方電氣、成都客車、金星清潔能源裝備佛山市南海區(qū)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015- 廣東省

20、2025年)、佛山市南海區(qū)促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)營及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法佛山、云浮、 東莞、深圳、 中山、廣州佛山(云浮)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移 園、廣順產(chǎn)業(yè)園國鴻氫能、大洋電機(jī)、飛馳客車、長江汽 車、東灃新能源、中石化、鴻基創(chuàng)能、東 風(fēng)特商資料來源:信達(dá)證券 整理2.1 政策環(huán)境:鋰電池汽車補(bǔ)貼退坡,但燃料電池汽車保持不變近年來,我國鋰電池汽車補(bǔ)貼逐步退坡,而氫能源燃料電池汽車的補(bǔ)貼政策相對穩(wěn)定。燃料電池汽車補(bǔ)貼上限保持不變, 且補(bǔ)貼力度大于鋰電池,表明氫能源燃料電池汽車正處于政策大力支持階段。中國鋰電池汽車和燃料電池汽車補(bǔ)貼對比資料來源:財(cái)政部 整理純電動(dòng)續(xù)駛里程R(工況法、Km)20172018增長率10

21、0-15020/150-2003.61.5-58.33%200-2503.62.4-33.33%純電動(dòng)乘用車250-3004.43.4-22.73%300-4004.44.52.27%4004.4513.64%插電式混合動(dòng)力乘用車(含增程式)502.42.2-8.33%乘用車2020(上限)不變?nèi)剂想姵仄囕p型客車、貨車3030(上限)不變大中型客車、中重型貨車5050(上限)不變車型補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)(萬元/輛)變動(dòng)情況2.2 技術(shù)環(huán)境:專利申請數(shù)量大幅增長,發(fā)明專利占比約六成自2016年開始,國內(nèi)氫能源專利數(shù)量迅速攀升,發(fā)明專利數(shù)量占比也同步提高。截至2019年3月,中國氫能源相關(guān)專利申 請量共計(jì)6

22、58件,其中發(fā)明專利占比高達(dá)59.72%,2018年發(fā)明專利占比更是創(chuàng)下歷史新高。482007-2018年中國氫能源相關(guān)專利申請數(shù)量(單位:件,%)160151100%14086%90%12063%12380%70%1008058%57%56%54%50%48%47%44%50%8060%50%60402037%195236242723181240%30%20%10%00%200720082009201020112012201320142015201620172018中國氫能源相關(guān)專利申請量(件)發(fā)明專利占比(%)資料來源:SooPAT 整理2.2 技術(shù)環(huán)境:電池應(yīng)用是技術(shù)研發(fā)重點(diǎn),相關(guān)專利占

23、比超1/5目前,氫能源技術(shù)的研發(fā)主要集中在直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的方法或裝置(如電池組)領(lǐng)域,而其他細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)專利數(shù)均在100件以下。可見,氫能源在電池應(yīng)用方面的技術(shù)研發(fā)是一大熱點(diǎn)。截至2019年3月中國氫能源相關(guān)專利主要分布細(xì)分領(lǐng)域(單位:件,%)排名分類號技術(shù)分類申請數(shù)量(件)申請數(shù)量占比(%)1H01M用于直接轉(zhuǎn)變化學(xué)能為電能的方法或裝置,如電池組14321.73%2C01B非金屬元素;其化合物9213.98%3C25B生產(chǎn)化合物或非金屬的電解工藝或電泳工藝;其所用的設(shè)備8412.77%4B01J化學(xué)或物理方法,如催化作用、膠體化學(xué);其有關(guān)設(shè)備527.90%5B60L電動(dòng)車輛動(dòng)力裝

24、置385.78%6F02M一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合物的供給或其組成部分314.71%7F02B活塞式內(nèi)燃機(jī);一般燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)294.41%8H02J供電或配電的電路裝置或系統(tǒng);電能存儲系統(tǒng)263.95%9F17C盛裝或貯存壓縮/液化/固化的氣體容器;固定容量的貯氣罐;將 壓縮/液化/固化的氣體灌入容器內(nèi),或從容器內(nèi)排出243.65%10B60K車輛動(dòng)力裝置或傳動(dòng)裝置的布置或安裝;兩個(gè)以上不同的原動(dòng) 機(jī)的布置或安裝;輔助驅(qū)動(dòng)裝置;車輛用儀223.34%資料來源:SooPAT 整理2.2 技術(shù)環(huán)境:專利集中度較低,東南地區(qū)企業(yè)競爭優(yōu)勢突出近年來,國內(nèi)氫能源專利研發(fā)集中度有所提高,2019年3月,TOP

25、10企業(yè)的氫能源專利申請數(shù)量占比提升至41.03%,但目 前仍處于相對較低水平。此外,專利申請數(shù)量前十企業(yè)主要分布在東南地區(qū)。截至2019年3月中國企業(yè)氫能源相關(guān)專利申請數(shù)量TOP10(單位:件,%)排名申請人申請數(shù)量(件)申請數(shù)量占比(%)1鎮(zhèn)江倍斯特曼新材料研究有限公司588.81%2上海攀業(yè)氫能源科技有限公司477.14%3佛山索弗克氫能源有限公司294.41%4山東賽克賽斯氫能源有限公司284.26%5蘇州中氫能源科技有限公司274.10%6蕪湖國氫能源股份有限公司213.19%7寧波和利氫能源科技有限公司192.89%8廣州中氫能源科技有限公司162.43%9廣東藍(lán)新氫能源科技有限公

26、司131.98%10鎮(zhèn)江康源新材料科技有限公司121.82%資料來源:SooPAT 整理03氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析產(chǎn)業(yè)鏈全景上游環(huán)節(jié)分析中游環(huán)節(jié)分析下游環(huán)節(jié)分析3.1 產(chǎn)業(yè)鏈全景:所涉環(huán)節(jié)和細(xì)分領(lǐng)域眾多,產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善制氫儲氫加氫站運(yùn)營氫能源燃料電池系統(tǒng)下游應(yīng)用氯堿廠副產(chǎn)氫電解水制氫生物制氫石化資源制氫化工原料制氫碳水化合 物石油、水 煤氣甲醇、乙醇、 液氨高壓儲氫液態(tài)儲氫儲氫材料儲氫加氫站氫能源主產(chǎn)業(yè)鏈包括上游氫氣制備、中游氫氣運(yùn)輸儲存、下游加氫站、氫燃料電池及氫能源燃料電池應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié),產(chǎn) 業(yè)鏈總體趨于完善。其中,氫能源燃料電池環(huán)節(jié)所涉細(xì)分領(lǐng)域和公司眾多,是重要環(huán)節(jié)之一。氫能源產(chǎn)業(yè)鏈全景氣體循

27、環(huán)系統(tǒng)燃料電池檢測測試設(shè)備電熱系統(tǒng)控制部件電堆雙極管其他MEA催化劑空氣擴(kuò)散層質(zhì)子交換膜便攜式應(yīng)用固定式應(yīng)用氫能源燃料電池汽車乘用車客車專用車中國石化、中國石 油、中國華能、中 國神華、富瑞特裝、國海氫能富瑞特裝 中材科技中國神華 伯肯節(jié)能 舜華新能源 億華通安思卓新能源 氫楓豐田、本田、現(xiàn)代、 榮威、北汽、通用上海交大、上海弘 楓、美國POCO、 日Kyushu武漢理工新源動(dòng)力VanHool、戴姆勒、豐田、上汽、福田、申通、中通、中植豐田、尼機(jī)拉、新青年、東風(fēng)特汽、貫新新能源貴研鉑業(yè)、喜馬 拉雅、新源動(dòng)力日本東麗、上海 河森、臺灣碳能東岳集團(tuán)、美國 杜邦、日本旭化 成、理工新能源巴拉德 雄韜

28、股份 新源動(dòng)力3.2 上游-制氫:中國產(chǎn)氫量世界第一,年產(chǎn)量或?qū)⑼黄?千萬噸經(jīng)過十余年的長足發(fā)展,我國氫氣年產(chǎn)量已逾千萬噸規(guī)模,是世界第一大產(chǎn)氫國。2017年,中國氫氣產(chǎn)量達(dá)到1915萬噸, 同比增長了3.5%;預(yù)計(jì)2018年中國氫氣產(chǎn)量已將近2000萬噸,到2020年或?qū)⒊?000萬噸。2012-2018年中國氫氣產(chǎn)量及增速(單位:萬噸,%)1600168517641800185019155.3%4.7%2.0%3.5%2.8%0%5%10%05001000150020002500201220132018E20142015中國氫氣產(chǎn)量(萬噸)20162017同比增速(%)3.2 上游-制氫:

29、天然氣制氫是主流方式,電解水制氫占比最小氫能是一種二次能源不可以直接獲得,需要通過制備獲得。目前,制氫技術(shù)主要有傳統(tǒng)能源和生物質(zhì)的熱化學(xué)重整、水的 電解和光解。其中,天然氣制氫是現(xiàn)今最主流的形式,但電解水制氫的可提升空間更為廣闊。2017年不同制氫方法氫氣產(chǎn)量占比結(jié)構(gòu)(單位:%)天然氣48%醇類30%煤18%電解水4%3.2 上游-制氫:電解水制氫污染最小,有望成為未來市場主流煤氣化制氫和天然氣重整制氫的CO 排放量均較高,對環(huán)境不友好,即化石燃料制取氫氣不可持續(xù),不能解決能源和環(huán)境 的根本矛盾。而電解水制氫是可持續(xù)和低污染的,有望成為未來氫氣制取的主流方式。典型制氫工藝中各類能源的轉(zhuǎn)化效率和

30、溫室氣體排放量資料來源:華創(chuàng)證券 整理制氫工藝原料能源能量密度(MW/km)能量轉(zhuǎn)化率(%)CO 排放量(kg/GJ)重整烴類天然氣7507669煤炭煤炭75059193生物質(zhì)太陽能1200.2425核能5002817水力57015電解水潮汐17020風(fēng)能47018太陽能12010.527光催化水太陽能120427熱化學(xué)循環(huán)水核能5005028煤化物3.2 上游-制氫:水電解制氫成本高,煤氣化等制氫已有利潤空間1.672.003.9901234目前,主流制氫方法中,煤氣化制氫的成本最低,而電解水制氫成本遠(yuǎn)高于石化燃料。此外,相對于石油售價(jià)而言,煤氣 化制氫和天然氣重整制氫已經(jīng)存在一定的利潤空間

31、。主流制氫方法制氫成本對比(單位:美元/千克)65.205煤炭氣化水電解天然氣制氫甲醇裂解 制氫成本(美元/千克)3.2 上游-制氫:電價(jià)持續(xù)走低,助推電解水制氫技術(shù)成為主流電解水制氫成本主要來源于固定資產(chǎn)投資、電價(jià)、固定生產(chǎn)運(yùn)維等開支,其中電價(jià)占其總成本的7成以上,是造成電解水成 本高的主要原因。近年來,電價(jià)成本不斷走低,有助于電解水制氫成本的大幅下降。電解水制氫成本構(gòu)成(單位:美元/千克)資料來源:DOE 整理項(xiàng)目201120152020固定資產(chǎn)投資0.60.50.4電價(jià)3.22.31.4固定生產(chǎn)運(yùn)維0.20.10.1其他0.10.10.1合計(jì)4.1323.3 中游-儲運(yùn):高密度儲氫技術(shù)難

32、度大,氣態(tài)儲氫是目前主流氫氣在常溫常壓下為氣態(tài),密度僅為0.0899 kg/m3 ,是水的萬分之一,因此其高密度儲存一直是一個(gè)世界級難題。目前, 儲氫方法主要分為低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫和儲氫材料儲氫三種,并以氣態(tài)儲氫為主。市場典型儲氫方式一覽氫化物儲氫物理儲氫吸附儲氫金屬氫化物絡(luò)合 氫化物有機(jī) 化合物高壓氣態(tài)碳基材料低溫 液態(tài)多孔 聚合物金屬骨架化合物氫 能固 態(tài) 儲 氫 材 料固 態(tài) 儲 氫 材 料3.3 中游-儲運(yùn):氣態(tài)儲氫成本最低,固態(tài)儲氫發(fā)展?jié)摿薮髿鈶B(tài)儲氫是目前主流,但是固態(tài)儲氫材料儲氫性能卓越,是三種方式中最為理想的儲氫方式,也是儲氫科研領(lǐng)域的前沿方 向之一。未來隨著儲氫合金使

33、用便利性提升和成本降低,其有望成為未來主流的儲氫方式。不同儲氫方式對比儲氫方式高壓氣態(tài)儲氫低溫液態(tài)儲氫固態(tài)儲氫材料儲氫單位質(zhì)量儲氫密度(wt%)4.5(高壓)5.11.0-2.6單位體積儲氫密度(kgH2/m3)26.35(40MPa,20)39.75(70MPa,20)36.625-40優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用廣泛、簡便易行;成本低;充放氣速度 快;在常溫下就可進(jìn)行儲氫密度高、安全性較好體積儲氫容量高;無需高壓及隔熱容器;安全 性好,無爆炸危險(xiǎn);可得到高純氫缺點(diǎn)需要厚重的耐壓容器;要消耗較大的氫氣壓 氫氣液化成本高,能量損失大, 縮功;有氫氣泄漏和容器爆破等不安全因素需要極好的絕熱裝置來隔熱技術(shù)復(fù)雜、投資大

34、、運(yùn)行成本高關(guān)鍵部件厚重的耐壓容器冷卻裝置,同時(shí)配備極好的保溫利用稀土等儲氫材料做成的金屬氫化物儲氫裝絕熱保護(hù)層置關(guān)鍵技術(shù)氫氣壓縮技術(shù)冷卻技術(shù),絕熱措施一定溫度和氫氣壓力下,能可逆地大量吸收、 儲存和釋放氫氣成本較低較高較高3.3 中游-儲運(yùn)-氣態(tài)儲氫:安全隱患普遍存在,輕量化是發(fā)展方向高壓氣態(tài)儲氫設(shè)備大致可分為車用高壓儲氫容器、高壓氫氣運(yùn)輸設(shè)備、固定式高壓氫氣儲存設(shè)備三種,均存在一定的安全 隱患。此外,高壓氣態(tài)儲氫未來將朝輕量化、高壓化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展。三種高壓儲氫設(shè)備的特點(diǎn)對比類型優(yōu)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用場景主要公司車用高壓儲氫罐高壓、輕質(zhì)發(fā)生事故破壞力大氫燃料電池汽車京城股份、斯林達(dá)安科

35、、 中材科技、科泰克高壓氫氣運(yùn)輸裝備點(diǎn)對點(diǎn)大規(guī)模 運(yùn)輸氫氣泄漏氫氣長管拖車; 氫氣管道運(yùn)輸中集安瑞科、雙瑞特裝、 中石化固定式高壓氫氣儲存設(shè) 備容量大泄漏爆炸傷損慘重加氫站、制氫廠、電廠美國CPI、AP; 浙江大學(xué)3.3 中游-儲運(yùn)-液態(tài)儲氫:受限于技術(shù),應(yīng)用成本很高低溫液態(tài)儲氫在全球的加氫站中有較大范圍應(yīng)用,但在車載系統(tǒng)中的應(yīng)用不成熟,存有安全隱患;此外,受限于技術(shù),國 內(nèi)液氫應(yīng)用成本很高。目前,富瑞氫能、中科富海具有一定的液氫儲運(yùn)技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)化能力。三種液氫相關(guān)設(shè)備介紹類型氫液化設(shè)備核心設(shè)備主要公司氦透平膨脹機(jī)、低漏率換熱器、氦螺桿 法液空、Linde;中航 壓縮機(jī)、低溫閥門、正仲氫轉(zhuǎn)化

36、器101所、中科富海液氫儲運(yùn)設(shè)備液氫泵、液氫儲罐、液氫槽車富瑞氫能液氫加氫站設(shè)備液氫泵、液氫貯箱中科富海3.3 中游-儲運(yùn)-固態(tài)儲氫:儲氫材料種類繁多,多數(shù)處于研究階段固態(tài)儲氫材料種類非常多,主要可分為物理吸附儲氫和化學(xué)氫化物儲氫。目前,各種材料基本都處于研究階段,均存在不 同的問題,但要實(shí)現(xiàn)固態(tài)“高效儲氫”技術(shù)路線需解決的關(guān)鍵問題是克服吸放氫溫度的限制。固體儲氫材料分類固態(tài) 儲氫材料物理吸附 儲氫材料金屬有機(jī)框架(MOFs)納米結(jié)構(gòu)(納米碳管、富勒烯、金屬修復(fù)碳基BN基材料等)化學(xué)氫化物 儲氫材料金屬氫化物簡單金屬 氫化物二元金屬氫化物(如MgH2)金屬間氫化物(如LaNi5H6)復(fù)雜金屬

37、氫化物鋁氫化物(如NaAlH4)氨基/亞氨基化物(如LiNH2)硼氫化物(如LiBH4)非金屬氫化物(NH3BH3、有機(jī)物)3.4 下游:氫能源燃料電池應(yīng)用廣闊,未來有望得到普及氫能源的下游應(yīng)用主要包括直接燃燒(氫內(nèi)燃機(jī))和燃料電池,且燃料電池技術(shù)效率更高,更具發(fā)展?jié)摿ΑD壳埃匀剂?電池技術(shù)為基礎(chǔ)的氫能源應(yīng)用已相對廣闊,未來將遍及汽車、發(fā)電和儲能等領(lǐng)域。氫能源主要應(yīng)用領(lǐng)域3.4 下游-燃料電池:出貨量快速增長,市場進(jìn)入快速增長期近年來,全球燃料電池市場正進(jìn)入快速增長期。2012-2017年,全球燃料電池累計(jì)出貨數(shù)量37.3萬個(gè),出貨容量2511MW, 年復(fù)合增速分別達(dá)10%和32%。保守估計(jì)

38、2018年全球燃料電池出貨容量已突破800MW。2012-2018年全球燃料電池出貨情況(單位:MV,萬個(gè))1672151853435174.66.76.46.16.37.36700246810100090080070060050040030020010002012201520132014全球燃料電池出貨容量(MW)201620172018E全球燃料電池出貨數(shù)量(萬個(gè))資料來源:E4TECH 整理3.4 下游-燃料電池:亞洲出貨數(shù)量第一,北美出貨容量居首從區(qū)域來看,目前,亞洲燃料電池出貨數(shù)量世界第一,數(shù)量占比近8成;而北美在出貨容量上具有顯著優(yōu)勢,占比接近一 半;此外,歐洲在燃料電池市場上也有

39、一定的市場份額。2017年全球燃料電池出貨數(shù)量和容量區(qū)域分布(單位:%)歐洲7.0%北美13.6%亞洲78.2%其他1.1%出貨數(shù)量歐洲5.8%北美48.6%亞洲45.2%出貨容量 其他0.3%資料來源:E4TECH 整理3.4 下游-燃料電池:交通運(yùn)輸電源出貨容量最大,是主要應(yīng)用場景從類型來看,固定式燃料電池出貨數(shù)量占比第一,市場正在逐步壯大;而交通運(yùn)輸電源的出貨容量占比最大,是目前燃料 電池的主要應(yīng)用場景;便攜式電源發(fā)展相對滯后,未來有望在軍用領(lǐng)域異軍突起 。2017年全球不同類型燃料電池出貨數(shù)量和容量市場結(jié)構(gòu)(單位:%)固定電源77%便捷電源7%交通運(yùn)輸電源16%出貨數(shù)量固定電源32%便

40、捷電源1%交通運(yùn)輸電源67%出貨容量資料來源:E4TECH 整理3.4 下游-燃料電池:中國燃料電池出貨量加速攀升自2016年以來,在國家政策的大力扶持下,中國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至2017年底,我國燃料電池行業(yè)整體產(chǎn)能在60MW以上,2017年燃料電池出貨量達(dá)到45MW,出貨量增速進(jìn)一步提高。2012-2018年中國燃料電池出貨情況(單位:MV,%)67913244525.5%33.3%39.1%83.6%90.2%3.3%3.2%5.0%4.3%4.5%6.7%0%20%40%60%80%100%3020100908070605040201220132014中國燃料電池出貨容量(MW)

41、20152016同比增速(%)20172018E占全球的比例(%)資料來源:E4TECH 整理3.4 下游-燃料電池汽車:氫能源汽車滲透率低,仍處市場導(dǎo)入期燃料電池汽車銷量快速增長,若假設(shè)燃料電池汽車都以氫氣為燃料,那么截至2017年,氫能源汽車的滲透率也僅為0.0046%,表明在汽車應(yīng)用領(lǐng)域氫能源產(chǎn)業(yè)化尚處于導(dǎo)入期。2013-2018年全球燃料電池乘用車銷量及增速(單位:輛,%)資料來源:勢銀智庫 整理3315971123123260381.8%347.2%225.2%41.0%0246010002000300040005000201320162018E20142015全球燃料電池乘用車銷量

42、(輛)2017同比增速(%)3.4 下游-燃料電池汽車:中國銷量下滑,但2019年有回暖預(yù)期833050010002018年,中國燃料電池汽車明顯下滑,但是產(chǎn)量達(dá)1619輛,同比增加了27,其中,2018年12月生產(chǎn)的車輛多達(dá)1153輛,預(yù)計(jì)這些車輛部分將在2019年實(shí)現(xiàn)銷售,故銷售市場有回暖預(yù)期。2017-2018年中國燃料電池汽車產(chǎn)銷情況(單位:輛)200016191500127510482017中國燃料電池汽車產(chǎn)量(輛)2018中國燃料電池汽車銷量(輛)資料來源:交通部保險(xiǎn)數(shù)據(jù) 整理3.4 下游-燃料電池汽車:客車銷量大幅增加,銷量占比超5成客車, 421,50.5%2018年客車, 1

43、16,11.1%目前,國內(nèi)燃料電池汽車銷售主要以貨車和客車為主。2018年,燃料電池客車銷量大幅增加至421輛,占國內(nèi)燃料電池汽 車銷量的50.5%。2017-2018年中國燃料電池汽車細(xì)分產(chǎn)品銷量結(jié)構(gòu)(單位:輛,%)貨車, 412,49.5%貨車, 932,88.9%2017年資料來源:交通部保險(xiǎn)數(shù)據(jù) 整理3.4 下游-燃料電池汽車:中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群初步形成從地域看,中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在全國各地呈現(xiàn)出全面發(fā)力的發(fā)展特點(diǎn),但也形成了一定的產(chǎn)業(yè)集群。目前,綜合實(shí) 力較強(qiáng)的地區(qū)為北部地區(qū)和華東地區(qū);同時(shí)華中地區(qū)、西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群實(shí)力也日漸凸顯。中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群(一)省份重點(diǎn)城市產(chǎn)業(yè)園代表企業(yè)遼寧省大連、撫順、鞍山新賓氫能產(chǎn)業(yè)園新源動(dòng)力、大連氫能源研究院、沐與康氫能北京市/清華大學(xué)、億華通、福田汽車、海德利森、氫璞 創(chuàng)能、中國航天集團(tuán)河北省張家口、霸州張家口創(chuàng)壩產(chǎn)業(yè)園億華通、福田客車、宇通客車山西省大同雄韜氫能大同產(chǎn)業(yè)園雄韜股份山東省濟(jì)南、濰坊、淄博、濱州、 聊城陜西省西安河南省鄭州、平頂山、新鄉(xiāng)中國氫谷東岳、濰柴、大洋電機(jī)、中通客車

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