2023氢能&燃料电池行业产业链系列报告之十六:潜在亿吨放量空间绿氢消纳及驱动力探讨.docx
氢能&燃料电池行业研究氢能&燃料电池行业产业链系列报告之十六一潜在亿吨放量空间,绿氢消纳及驱动力探讨投资逻辑氢气消纳潜在上亿吨量级,带动万亿市场规模启动。氢气消纳主要集中在化工、钢铁、储能和交通四大领域,从短、中期以及理论极限值分析来看,短期已立项规划的绿氨项目可带动上百万吨氢气需求和上百亿元市场空间,而在绿氢全面渗透下,潜在的消纳空间高达亿吨,将催生氢气和相应设备的万亿市场规模。壤氢放量高增趋势已成,新增绿氢消纳问题逐步凸显。中国绿氢项目数量及政策规划量双高增,当前已立项产能达242万吨、2025年各地政策规划总量达100万吨,将带动电解槽的装机高增。根据政策规划,2025年电解槽装机量在中性/乐观情况下将达到19/28GW,目前招标已达GW级别,2023-2025年CAGR将达1800放量高增已成趋势。当前国内氢气供需趋于平衡,化工行业氢气产量/消耗量约3800/3540万吨,根据统计和测算的已立项/短期/中期绿氢产能270/341/9000万吨看,供给端将高速增长,绿氢消纳问题逐步显现。基于氢气工业原料和能源产品的双重属性,以及碳排放双控等政策下多个行业开启的绿色化转型,未来氨气消纳将集中在化工、钢铁、交通、电力四大行业。化工:氧气作为工业原料直接消纳,项目升级减碳将带动绿氢消纳。传统高碳排放工业新增产能受控,氢基绿色化工将成为产业转型的重要突破口,绿氢需求先后受替代渗透和新增项目带动。(1)合成氮:供需趋紧下产能有望迎来逐步恢复,制氢环节是合成鼠主要碳排放来源,也解水制氢可实现零碳排放,绿氮规划已超800万吨,带动百万吨氢气增量:(2)甲醇:考虑到煤制甲醇新项目难以获批,绿色甲醇有望成为新增产能突破口,当前规划量已达到450万吨,对应约86万吨氯气增量:(3)炼化:高端化、绿色化发展成为新趋势,氢炼化将成为石化工业碳中和关键,“十四五”全国清洁生产推行方案提出石化化工行业实施绿氢炼化降碳工程,炼厂绿氢渗透率有望稳步提升。钢铁:行业开启绿色转型,碳税下绿氢渗透有望提速。钢铁行业脱碳难度高、体量大,其碳排放量约占中国碳排放总量的15,能碳转型需求迫切。电气化难以实现完全脱碳,氧气具备高能量密度及热值,采用绿氢替代焦炭还原及媒掺烧绿氢供热将成为钢铁领域脱碳的关键路径,国内大型钢铁企业已开启氢冶金试点项目,产能规模达到740万吨,对应将带动约40.7万吨氢气需求。钢铁领域对氢气成本敏感度高,碳税落地将驱动绿氢渗透提速。以焦炭价格2500元/吨测算,无碳税下,氢炼铁与焦炭炼铁平价时的氢气成本为9.55元kg,50欧元/吨碳税下,将提升至15元kg,此时绿氢的制取成本对应电价为0.2元/kWh,并且低于灰氢加碳税的成本。储能:风光消纳压力提升,大规模、长周期氢储能迎机遇。可再生能源大规模应用根本性问题在于消纳,在源侧实现风光消纳并发展大规模长时储能,是实现绿色大电网稳定供电的关键,也是绿电外送的前提。氢储能是长周期、大规模储能的优选项,大规模应用和时间边际成本低,上游侧耦合风光设备电解水制氢,可解决风光消纳及上网问题,新能源配储需求推动氢储能放量,风光氢储一体化项目逐步落地,开工的一体化项目对应制氢产能已达28万吨。交通:率先打开绿氢消纳第一缺口,放量确定性强。当前燃料电池重卡在补贴下可实现TCO平价,平价下绿氢应用场景加速率先突破,根据2025年各地区政策规划,燃料电池汽车保有量达到11.8万辆,放量具备较高确定性,将拉动绿氢在需求侧的消纳,预计2025年羲气需求量达160万吨。投资建议绿豆产能放量高增已成趋势,绿氢全面渗透下潜在消纳空间高达亿吨,将催生氢气和相应设备的万亿市场规模,布局相关氢能核心装备企业将率先受益,电解槽:华电重工、昇辉科技、华光环能、亿利洁能;检测设备:科威尔。风险提示技术研发进度不及预期、下游氢能推广滞后、政策和项目落地不及预期。内容目录综述:氢气潜在亿吨消纳空间,带动万亿市场起步5一、绿氢放量高增趋势已成,新增绿氢消纳问题逐步凸显61.1 规划和招标逐步落地,绿氢放量高增已成趋势61.2 绿氢规划高增下,消纳问题逐步凸显91.3 四大场景消纳绿氢,放量潜力多集中于三北地区11二、化工:氢气作为工业原料直接消纳,项目升级减碳将带动绿氢需求132.1 传统高碳排放工业新增产能受控,氢基绿色化工将成为产业转型重要突破口132.2 合成氨产能有望迎来逐步恢复,绿氢合成氨将率先实现规模化示范应用152.3 甲醇产能整合升级,绿色甲醇有望成为甲醇新增产能突破口192.4 高端化、绿色化发展成为新趋势,绿乳炼化将成为石化工业碳中和的关键21三、钢铁:行业开启绿色转型,碳税下绿氢成为脱碳关键原料及能源223.1 钢铁行业脱碳难度高、体量大,政策引导下行业开启绿色升级223.2 绿氢成为钢铁行业脱碳关键原料及能源,碳税下绿我渗透有望提速23四、储能:风光消纳压力提升,大规模、长周期氢储能迎机遇254.1 可再生能源大规模应用根本性问题在于消纳,以西北为代表的新能源消纳压力显现254.2 储能需求逐步高增,源侧发展长周期、大规模储能是绿色大也网稳定供电的关键274.3 氢储能大规模应用和时间边际成本低,是长周期、大规模储能的优选项28五、交通:率先打开绿氢消纳第一缺口,放量确定性强305.1 实现补贴下全生命周期成本平价,率先打开绿氢消纳305.2 燃料电池汽车放量确定性高,带动绿氢需求侧增量确定性较强31六、投资建议33七、风险提示34图表目录图表1:羲气消纳理论极限上亿吨,带动万亿市场规模5图表2:四大领域氢气消纳短中期及理论极限规模测算值5图表3:2022-2023年已立项绿氢项目合计约达到270万吨6图表4:各地政府政策规划绿氢量在2025/2030/2035年达到100/100/250万吨(万吨/年)6图表5:2025年中国对应电解槽装机量预计将达到19/28GW7图表6:2023年绿氢项目电解槽招标情况8图表7:2023年绿氢项目开工和EPC招标情况9图表8:氢气具备工业原料和能源产品双重属性9图表9:氢能在各行业脱碳路径中承担角色10图表10:氢气使用结构以合成氯、甲醇、炼油及直接燃烧为主10图表11:氨气供需趋紧11图表12:化工、钢铁、交通和储能领域使用绿氢路径11图表13:全球相关机构对氢在各领域中的应用渗透率逐年提高12图表14:三北地区绿氢成本与规模具备规模化发展优势12图表15:产业结构调整指导目录(2023年本)鼓励氢能应用并且限制及淘汰部分传统高碳排放产业.13图表16:高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)提出引导各化工行业绿色化升级改造14图表17:化工行业氢能利用路径分为现有替代以及新增需求两种模式14图表18:绿氢在化工领域应用场景主要为替代原有灰氢15图表19:2017-2022年我国合成氨产能、表现消费量、产量走势图(万吨)供需趋紧15图表20:B)16图表21:我国合成氨COz排放量占比达II)Bl16图表22:绿氢合成鼠可实现除供热环节外的全零碳排放16图表23:绿氢、绿氨制取过程17图表24:绿氢规划已超800万吨(下表为部分项目示例)18图表25:2017-2022年我国甲醇产能、表观消费量、产量走势图(万吨)19图表26:绿色甲醇规划已达450万吨20图表27:全球运营和在建的甲醇燃料船舶达60余艘21图表28:以绿色、低碳、循环为特征的综合性炼厂21图表29:“十四五”全国清洁生产推行方案提出石化化工行业将实施绿氢炼化等降碳工程22图表30:国内制造行业碳排放量占比达到36j22图表31:绿氢替代焦炭直接还原铁并配加电炉炼钢是钢铁行业完全脱碳的关键模式之一23图表32:氢能热值是其他传统化石能源的数倍23图表33:氢基零碳工业园区发展模式24图表34:氢冶炼技术分类24图表35:近期已宣布的氢冶金试点项目产能达到740万吨24图表36:灰/蓝/绿氢成本及加碳税后成本(元kg)25图表37:氢/焦炭炼铁成本平价时的氢气价格(元kg)25图表38:近三年风电按利用率相对较低省份逐月利用率情况26图表39:近三年光伏利用率相对较低省份逐月利用率情况26图表40:2022年各省风电、光伏累计装机占比三北地区居前列27图表41:2022年各省风电、光伏新增装机占比三北地区居前列27图表42:电解水制氢联动能源基地与用能负荷协同发展28图表43:氢储能适用于季度调峰28图表44:各种储能方式的最优储能容量、储能时长28图表45:光伏、风电制氢典型场景29图表46:曲解水制氢的应用场景29图表47:氢储能应用产业链30图表48:2023年开工风光氢储一体化项目对应制氢产能已达28万吨30图表49:燃料电池重卡全生命周期成本测算框架31图表50:FCV和BEV重卡TCo对比(短岛)31图表51:FCV和BEV重卡TCO对比(长途)31图表52:燃料电池汽车5大示范城市群32图表53:“以奖代补”补贴政策对比过往更聚焦于各地方政府32图表54:20212025年氢能汽车保有量测算超10万辆(辆)32图表55:2025年各地方燃料电池车推广目标加总达到11.8万辆33图表56:2025年交通领域氢气需求量将达到160万吨(吨)33综述:氧,潜在亿吨消纳空间,带动万亿市场起步氢气消纳潜在上亿吨量级,带动万亿市场规模。根据全文以及我们之前发布的氢能产业链系列深度报告之十三“绿氢催生新兴市场启动,电解水设备技术路线与成本之争”的测算和分析,氢气消纳主要集中在化工、钢铁、储能和交通四大领域,从短、中期以及理论极限值分析来看,短期已立项规划的绿氢项目可带动百万吨氯气需求和百亿元市场空间,而在绿乳全面渗透下,潜在的消纳空间高达亿吨,将催生氢气和相应设备的万亿市场规模。图表1:氢气消纳理论极限上亿吨,带动万亿市场规模领域类型绿氢潜在可渗透的行业规模使用绿氢的对应产品规划量短期规划对应绿氢量合成氨6000万吨805.1万吨141.7万吨化工甲醇8000万吨478.85万吨89.8万吨炼油7亿吨假设3%渗透23.1万吨钢铁钢铁冶炼18.9亿吨740万吨40.7万吨储能储存电能6000亿kWh28.18万吨28.18万吨交通商用车839万辆假设15%渗透率18.4万吨潜在市场规模短期中期理论极限I氢气需求规模(万吨)341896430959电解槽装机规模(GW)20836466726复气市场规模(亿元)9301627730025电解槽市场规模(亿元)490714613451来双:国金证券研究所测算图表2:日大领域氢?消纳短中期及理论极限规模测算值氢气消纳规模(万吨)短期中期理论极限合计341896430959化工2559983326钢铁40529217639储能282282382交通1824477611电解槽装机规模(GW)短期中期理论极限I合计20836466726化工155406723钢铁2521523832储能1793518交通119951653I氢气市场规模(亿元)短期中期理论极限|合计9301627730025化工69418123226钢铁110960917107储能774142311交通5044427382电解槽市场规模(亿元)短期中期理论极限|合计490714613451化工3657951445钢铁5842197664储能401821035交通2619503307亲乐一国金证券研究所测算-测算说明:(1)短期:以当前已落地或立项的绿氢相关项目作为指引测算,部分无明确规划项目的以绿氢渗透率估算;(2)中期:以30的绿氢渗透率为假设测算;(3)理论极限:以绿羲全面渗透为假设测算。氢气及设备相关假设和分析见系列深度报告之十三。一、绿氢放高增趋势已成,新增绿氢消纳问题逐步凸显1.1规划和招标逐步落地,绿氢放量高增已成趋势绿氢项目数量高增,已立项产能合计约达到270万吨。当前已投产的项目规模达到4.9万吨,其中位于新疆库车的国内最大光伏制氢示范项目于2023年8月30日全面投产,我国首个万吨级绿氢炼化示范项目正式落地,绿氢工业化规模应用逐步开启,电解槽进入规模化验证时代。绿氢项目规划持续高增,近两年已立项的绿氢项目合计约达到270万吨,放量高增已成趋势。图表3:2022-2023年已立项绿氢项目合计的达到270万吨省区已投产万吨/年2022年万吨/年2023年万吨/年下游应用领域内蒙古1.1101.340.3化工、交通、热电联供新疆20.070.5化工、交通甘肃0.041.30.8化工、交通、液氨辽宁6.61.1化工、交通、储能、液氨吉林3.24.5化工宁夏1.413.3化工、交通河北0.240.291化工、交通、储能河南0.021交通、工业山东0.020.32交通、综合加能站黑龙江0.05陕西2.1化工、交通江苏0.14天津1.3化工、交通湖北0.01化工、交通安徽0.78交通、热电联供浙江0.08发电、热电联供吉林0.04青海0.02合计4.9128141来源:政府直向、中国招标和采购网、国金证养研究所,数据截至2023/10/17绿氢政策规划量高增,2025年各地合计达100万吨。自国家层面发布氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)后,各地积极规划可再生能源制氢(绿氢),根据各地政府发布的相应氢能政策规划,绿氢产能合计规划量到2025/2030/2035年已达100/100/250万吨。当前国内政策规划地区全部集中于风光资源较为丰富的三北地区,其中内蒙古2025年规划量达到50万吨/年,占比达到当年加总规划的一半,是全国绿氢推广重点区域。图表4:各地2025/2030/2035年绿氢规划量达到100/100/250万吨(万吨/年)I地区2025年规划量2030年规划量2035年规划量f内蒙古50-宁夏830-吉林830-40120-150甘肃20-青海430100新疆10-合计10090-100220-250文源:各地政府科网、国金证卷研究所绿氢规划量带动电解槽装机量高增,2025年预计在中性/乐现情况下达到19/28GW。绿氢将采用电解槽电解水制取氢气,绿羲规划量的高增将带动相应设备的需求。以电解槽匹配光伏制氢为例测算,乐观情况以及中性情况下,在对应100万吨绿氢规划总量分别可装电解槽28GW和19GW。预计在未来技术迭代和成本逐步下降的情况下,2025年后电解水制氢设备及绿氢市场将持续加速。测算假设与过程如下:以1000标方/小时碱性电解槽为例测算,基于电解槽不同的年运营小时数,绿羲生产规划量对应的电解槽装机规模将有所区别,当也解水制氢的电来自于光伏时,根据光伏年发电小时数,乐观和中性情况下预计也解槽分别年运行IIOo和1500小时,同时考虑到部分也解槽的电采用外购电力的情况,假设2025年光伏供电和外购电力占比均为5C0、外购电,力年利用小时数为4000小时,100万吨绿氢对应乐观和中性情况下曲解槽装机量分别为28GW和19GW。图表5:2025年中国对应电解槽装机量颈计将达到19/28&H)中国绿氢市场空间预测(乐观估计)中国绿:氢市场空间预测(中性估计)|内蒙古50内蒙古50宁夏8宁夏8吉林8吉林8壕氢规划量(万吨)甘肃20绿氢规划量(万吨)甘肃20青海4青海4新疆10新疆10合计100合计100匹配光伏设备年运营时长(小时)1100匹配光伏设备年运营时长(小时)1500匹配外购电力年运营时长(小时)4000匹配外购电力年运营时长(小时)4000电解槽装机量(GW)28电解槽装机量(GW)19失而各地政砒r用、亩金证乐丽氏所电解槽招标已达GW级别,20232025年CAGR将达180。2023年ITO月绿氢项目电解槽招标量达到1.3GW,结合2025年乐观情况下28GW的规划装机量,预计20232025年CAGR将达180l,放量已成趋势。从2023年绿氢项目开工及EPC招标情况看,共7.82万吨绿氢项目,773Nm7h.260余套电解槽短期内将迎来招标。从下游应用领域看,主要集中在交通、化工、储能、工业四大领域应用。图表6:2023年绿氢项目电解槽招标情况事目名称项目也电解槽招标(MW)制氢量/台套数技术路线应用1泳淞县300MW光伏翱氢项目河北保定6600Nm3Zh,2套碱性电解槽煤化工2深能库尔勒绿氢制储加用一体化示葩项目新催库尔勒51000Nm3Zh,2套碱性电解槽交通、热电联供3鄂托克前旗上海庙经济开发区光伏制氢项a内蒙古鄂尔多斯459000Nm3Zh碱性电解槽加氢站4平凉海螺岐峪区峡门乡100兆瓦风力发电及制氢项目甘肃平凉-1套碱性电解槽管道输送氢气至加氢站5乌审旗风光融合绿氢化工示范项目一期内蒙古鄂尔多斯39030000吨/年碱性电解槽煤化工6国能宁东可再生氢碳减排示能区一期项目宁夏宁东10520000Nm3Zh,21套成性电解槽原化工、加氢站7七台河勃利县200MW风电制氢项目黑龙江七台河7.51500Nm3Zh,2套碱性电解槽8大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目吉林大安5010000Nm3Zh,50套PEM电解槽合成氨9山东华电潍坊氢储能示范项目山东潍坊355000Nm3Zh,5套碱性电解槽交通10华能沛能院1300Nm3h碱性电解制氢系统试制设备招标甘肃张掖6.51300Nm3Zh,1套碱性电解槽-11海水制氢产业一体化示范项目一期辽宁大连6012000Nm3Zh,12套碱性电解槽孤网运行模式12大安风光制绿豆,合成氨一体化示范项目吉林大安19539000Nm3h,39套碱性电解槽合成氨13鄂尔多斯市纳日松40万千瓦光伏制氢产业示范项目鄂尔多斯357000Nm3Zh,7套应性电解槽屎化工14河北漓蒙新能源项目河北保康县408000Nm3Zh,8套碱性电解槽-15内蒙古兴安盟京能乐化工可再生能源绿豆替代示范项目内蒙古呼和浩特3001000Nm3Zh,60套碱性电解槽煤化工16内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗纳日松光伏制氢产业示危项目内蒙古鄂尔多斯204000Nm3Zh,4套碱性电解槽煤化工、加氢站17辽宁华电铁岭新台子一期25MW离网风电储能制氢一体化项目辽宁铁岭510OONm3Zh,1套碱性电解槽-合计1305来双:中国招标写泵两网:国至征募肝史丽t2023/10/17图表7:2023年氢项目开工和EPC招标情况W目名称M目地g目阶段制氢量万电年制氢量Nm3Zh电解槽量MW电解槽台套敷技术珞战开工时冏1大冶市绿,爆氢制储加用一体化氢能犷场综合建设项目湖北黄石EPC招标-22508.53碱性+PEM电解槽2023.62玉门油田可再生能源制氢示范项目甘肃酒泉项目开工0.2116000805-2023.83鄂尔多斯中极新能源4000万方钢缘加鱼一体化项目内蒙古鄂尔多斯项目开工0.36-2023.84大唐风光制豆一体化项目制豆内蒙古锡林郭勒盟EPC招标0.54140007014碱性电解槽2023.115中能虔松原质.能产业园(绿色氢氨醇一体化)吉林松原项目开工4.56480032462碱性+PEM电解槽2023.96张板绿氢合成氮一体化示范项目甘为张掖项目开工-400020-碱性电解槽2023.97华能蒙东公司华能兴安盟100万千瓦风电制氢一体化示范项目一期内蒙古兴安盟风也工程、送出工程可研及勘底设计技术服务预招标2.215400027054碱性电解槽20238中国能比2023年制氢设备集中采购招标甘时酒泉制氢设备集中采购招标22508.5125碱性+PEM电解槽2023-2024合计7.821550507732632023/10/171.2 绿豆规划高增下,消纳问题逐步凸显氢气具备工业原料和能源产品双重属性。氢气作为一种二次能源,目前已经广泛应用于化工、电子、冶金、能源、航空航天以及交通等诸多领域,当前社会上主要利用化石能源作为原料制备氢,再将氢作为化工、冶金等生产过程物料加以利用。氢气作为可持续发展的清洁可再生能源,同时具有工业原料和能源产品的双重属性,可作为全球降低二氧化碳排放、实现碳中和的重要能源载体。图裹8:氢气具备工业原料和能源产品双重属性氧气用途应用领域工业原料氢气将广泛应用于化工、冶金等行业。能源产品氢气将以替代石油、天然气等化石能源为最终目标,广泛应用于交通运输、民用、航空航天、储能等领域。来源:我国氢气生产和利用现状及展里、国金证券研究所氢气可在多个生产和消费环节作为替代能源和原料,在工业、交通、也力、建筑等行业中均有不同的应用,其中最主要的用途包括燃料用氢、原料用氢,以及储能用氢三类。 燃料用氢:主要场景包含重型道路交通、船运、航空、发电等领域。氢气易燃且热值高,燃烧产物仅为水,不排放二氧化碳等温室气体,与传统的化石燃料(石油、天然气、煤炭)相比,氮是终端零排放的清洁能源,可作为供热或供电的燃料。目前燃料用氢的应用在全球范围内尚为有限,主要限制因素是燃氢轮机等设备设施的技术成熟度不高,相应的基磔设施和政策标准尚不完善。 原料用氢:主要场景包含钢铁、化工等领域。氢气是重要的工业气体,氢元素的强还原性被用于多种化学反应,是众多化合物的基础元素之一。化工行业需要用乳制备甲醇、合成氨等多种产品,冶铁需要利用羲气作为还原剂,多种高端材料的制造在生产流程中均需要使用氢气进行加工。 储能用氢:主要场景包含电力储能领域。作为广义储能的一种形式,在一定的环境条件和容器中储存液态氮或气态氢,通过燃料电池用于电力调峰以调节长时间和跨区域的储能,或将氢转换为化合物,例如合成氨,增强氢能用于燃料/原料的灵活性。图表9:氢能在各行业脱碳路径中承担角色来源:中国2030年“可再生氢100”发展路蝮图、国金证券研究所氢气使用结构以合成氯、甲醇、炼油及直接燃烧为主。从氢气的用途来看,最大应用领域是作为生产合成氮中间原料,氢气产能占比约为3G;第二是生产甲醇,包括煤经甲醇制烯煌的中间原料,氢气产能占比约为迎8;第三是焦炭和兰炭副产我的综合利用,占比约总15(已扣除制鼠醇,避免重复计算);第四是炼厂用氢,占比约为12,;第五是现代煤化工范畴内的原间接液化、煤直接液化、原制天然气、果制乙二醇的中间原料氢气,占比IJ为10;其他方式氨气利用占廖约为5o图表10:氢气使用结构以合成氯、甲醇、炼油及直接燃烧为主当前氢气供需趋于平衡,消纳问题逐步显现。当前国内外氢气主要在石化化工行业被较为广泛的生产和利用,根据对石化化工行业主要涉氢产品生产能力的统计,当前我国石化化工行业氢气总产能约为4000万吨,氢气产量约3800万吨,羲气消耗量约为3540万吨,从氢气产量和消耗量来看,我国氢气供需趋于平衡。根据上文统计的绿乳新增产能数据,已立项绿氢产能270万吨、短期341万吨、中期近9000万吨的量级看,绿氢规模将在未来几年内高速增长,在当前氢气供需趋于平衡的情况下,绿氢消纳问题可预见性的将逐步显现。来源:中国氢能快盟、中国煤炭工业协会、国金证赤研究所,注:假设以已立项、短期和中期的显气消耗量不变测算1.3 四大场景消纳绿氢,放量潜力多集中于三北地区氢气需求未来仍将持续稳步增长,化工、钢铁、交通和储能成为氢气四大应用消纳场景。“工业+绿氢”将在石化和钢铁行业开展示范,交通用氢逐步提升。石化工业和钢铁工业是氨气最大的应用领域,绿氢促进工业脱碳意义重大,效果也将更加明显。随着我国光伏发电和风力发电成本不断下降,西北“绿电”价格已低于0.2元/(kWh),初步具备提供工业绿氢的经济性,从已有绿氢项目和政策看,西北地区率先开展了绿氢+煤化工示范,绿氢制合成氨生产绿氯、绿氢制甲醇生产绿醇等技术方案也在开展。图表12:化工、钢铁、交通和储能领域使用球氢路径系派:飞中国豆能产正发展粮告、国金证券研无所- 化工氢气生产利用将持续增长,成为氢气消纳的重要场景。石化化工行业产品需求随全社会国民经济发展而发展,产品需求总体上仍将稳步增长,例如工业氮肥、甲醇化工、甲醇燃料和中间氨气产能预计未来仍将增长,总体上将会促进氢气需求增长。当前过半氢气下游应用集中于合成氨、甲醇及炼油领域,并且大多已立项的绿氢项目应用也集中于化工领域,未来化工领域将成为氨气消纳的重要场景。- 钢铁行业氢气需求结构面临调整,基于氢气的新技术有望迎来突破性增长。在钢铁工业中,副产的焦炉煤气中含氢为55即6R,高煤气含氢为132,转炉煤气含氢为。.2J0.3,另外利用CoREX技术(熔融还原法)在生产铁水过程中产生的煤气含鼠为i10-30(上述焦炉煤气的含氢量已与焦化合并统计)。目前我国钢铁行业每年生产约1400万吨的含氧副产品,其中高炉炼铁使用约为900万吨/年,电炉炼铁消耗约为400万吨/年。根据国家有关钢铁行业去产能、确保粗钢产量同比下降等要求,以及废钢回收和氢气直接还原铁等技术逐步推广,预计未来基于传统高炉炼铁所需要的焦化产能将有所下降,焦化副产氢相应下降;基于氢气直接还原铁技术的氢气需求或将得到突破性增长。- 我国氢能利用现阶段以车用氢能为主,处于起步初期示范阶段。截至2021年底,我国燃料电池车保有量约为9000辆,车型以商用车中的重卡、公交大巴、轻卡、物流车为主,截止到目前,已建成加氢站约300座,当前车用氢能用量不到1万吨,根据2025年各地区政策规划,燃料电池汽车保有量达到11.8万辆,放量具备确定性高,将拉动绿氢在需求侧的消纳,预计2025年氢气需求量达160万吨。图表13:全球相关机构对氢在各领域中的应用渗透率逐年提高来源:DOE,国金证券研究所绿氢放量潜力多集中于三北地区,成本和规模具备发展优势。各地可再生资源条件的差异导致区域性绿氢发展分化,三北地区等区域可再生能源资源丰富,其低电价致使这些地区范围内的绿氢与传统制氢路径的成本差异较小,在多种应用场景具备经济性,也因而绿氨在三北地区以风光氢大基地形式率先进行示范与规模化应用。东部和中部地区资源相对匮乏,同时电力需求旺盛导致绿电溢价,海上风电成本尚处于准平价阶段,使得绿氢成本与传统制氢路径成本具备一定差距,因而规模化释放节奏滞后于三北地区,然而燃料电池汽车示范城市群均处沿海地带,部分地区给予电解水制氢谷电优惠电价,预计东部地区以分布式为主进行发展。图表14:三北地区绿氢成本与规模具备规模化发展优势«0WOOWOODWOOOiOWWeMm(M0奈瓦:中国2030年“可再生京100”发展路我国、向至证券研究所二、化工:氧气作为工业原料直接消纳,项目升级设碳将带动绿氧需求2.1传统高碳排放工业新增产能受控,氢基绿色化工将成为产业转型重要突破口推动能耗双控转向碳排放双控,高碳排放产业受控。我国逐步把碳排放总量纳入考虑,实施碳排放双控可以有效避免能源总量控制的局限性,在控制化石能源消费的同时鼓励可再生能源发展,并且给予地方政府更多的绿色空间。国家发改委发布的产业结构调整指导目录(2023年本)由鼓励、限制和淘汰三类目录组成,传统方式制备的工业合成氮、甲醇、炼化、冶金等被归类为限制或淘汰类,其新增产能将会受到限制。图表15:产业结构调拄指导目录(2023年本)鼓励氢能应用并且限制及海汰部分传妩高碳排放产业类别定义投资及批准意见相关内容示例氢能技术与应用:高效经济制氧、运氢及鬲密度储氧技术开发 应用及设备制造,加豆站及车用清洁替代燃料加注站,移动新对鼓励美投资项目,按照国家有关投资管理 主要是对经济社会发展有规定进行审批、核准或备案:鼓励金融机构 鼓励 重要促进作用的技术、按照市场化原则提供信贷支持。对鼓励类投 类 装备及产品。资项目的其他优惠政案,按照国家有关规定执行。能源技术开发及应用,新一代氢燃料业池技术研发与应用,可 再生能源制氢,液态、圆态和态域氢,管道拖车运氢,管道 输氢,加氢站,鱼电耦合等氢能技术推广应用。可再生能源利用技术与应用:电解水制氢和二我化碳催化合成 嫁色甲醇O电力消纳和存储:电化学、压缩空毛、飞轮、储红 (鼠)、蓄然 等各类新型储能技术推广应用。清洁能,源和新能源船舶:LNG动力、纯电动、燃料电池动力船舶等,甲醇燃料、氨燃料、生物质燃料等替代燃料动力船舶。限制美主要是工艺技术落后,不 符合行业准入条件和有关 规定,不利于安全生产, 不利于实现碳达峰碳中和 目标,需要督促改造和禁 止新龙的生产能力、工艺 技术、装备及产品。对属于限制类的新龙项目,禁止投资。投资 管理部门不予审批、核准,各金融机构不得 发放贷款,自然资源、建设、生态环境、水 利、市场监管、消防、海关等部门不得办理 有关手续。对属于限制类的现有生产能力, 允许企业在一定期限内采取措施改造升级, 金融机构按信贷原则继维给予支持。天然制甲酣(C02含量20.以上的天然2I除外),100万吨/ 年以下柒制甲醇生产装置。以石油、天然气为原料的氟肥,采用固定层间歇气化技术合成 氮,铜洗法氧合成原料净化工艺。钢铁联合企业、独立焦化企业未同步配套建设干熄分、装煤、 推焦除尘、VOCs治理装置的炼焦项目。主要是不符合有关法律法淘汰美规规定,严重浪费资源、 污染环境,安全生产隐患 严重,阻碍实现碳达峰碳 中和目标,需要淘汰的落 后工艺技术、装备及产对淘汰类项目,禁止投资。各金融机构应停 止各种脑式的授信支持,并采取措施收回已 发放的贷款:各地区、各部门和有关企业要 采取有力措施,按规定限期淘汰。在淘汰期 限内国家价格主管部门可提高供电价格。半水屎气氨水液相脱硫、天然气常压间歇转化工艺制合成氨。不 达标的单机容量30万千瓦级及以下的常规燃媒火电机组(琮合 利用机组除外)、以发电为主的燃油锅炉及发电机组(先立后破 ,根据发布的年度淘汰计划有序沟汰)。来通:产业然构调整指导目来(2023年本)、国金证券研究所产业结构转型背景下,传统化工工业绿色升级改造受到积极引导。目前国内化工工业行业仍属于以化石燃料为主要能源基础和原料的高耗能高碳排放行业,新型产业结构转型背景下,传统高耗能、高碳排放的项目新增产能将受到扩张限制。高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版),针对炼油、煤化工、合成氨等化工行业出台了具体的实施指南,提出引导工艺和技术绿色化水平的升级改造、相关前沿技术加强攻关并加快淘汰不符合绿色低碳转型要求的落后设备和技术,相关政策为以可再生氢为基础的清洁化工产业发展奠定了发展基础。图表16:高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)提出引导各化工行业绿色化升级改造序号附件名称相关内容示例P附件1炼油行业节能降碳改造升级实施指南氢气系统优化。加强装贪问物料直供。推进炼厂氢气网络系统集成优化。采用氢夹点分析技术和数学规划法对炼厂氢气网络系统进行严格模拟、诊断与优化,推进氢气网络与用鱼装置协同优化,耦合供氢单元优化、加氢装置用氢管理和氢气轻运综合回收技术,开展氢气资源的精细管理与综合利用,提高氢气利用效率,降低氢托、系统能耗和二氧化碳排放。附件4现代肆化工行业节能降碳改造升级实施指南推动合成气一步法制烯炷、绿鱼与爆化工项目耦合等前沿技术开发应用。附件5合成乳行业节能降碳改造升级实施指令绿色技术工艺。优化合成氮原料结构,增加绿豆原料比例。选择大型化空分技术和先进流程,配套先进控制系统,降低动力能耗.加大可再生能源生产氨技术研究,降低合成缸生产过穆碳排放。附件7烧碱行业节能降碳改造升级实施指南加强储氢燃料电池发电集成装置研发和应用,探索氯碱一直能一林电自用新模式。加强烧碱蒸发和固城加工先进技术研发应用。附件11水泥行业节隗降碳改造升级实施制指南枳极开展水泥行业节能低碳技术发展路线研究,加快研发烬低能耗标杆示篦新技术、绿包鱼能燃烧水泥熟料关键技术。附件13建筑、卫生陶it行业节能降碳改造升级实施指南研究建筑、卫生陶记应用,能、氢能、富氧燃烧等新型烧成技术及装备,能耗智能犬.测和节能控制技术及装备。建筑陶无研发电烧棉道窑、氢燃料辄道窑烧成技术与装备,微波干燥技术及装备。附件14钢铁行业节能降碳改造升级实施指南重点围绕副产焦炉煤气或天然气直接还原炼铁、电炉大富家或富象冶炼、炫釉还原、鱼冶炼等低碳前沿技术,加大废钢资源回收利用,加强技术源头整体性的以础理论研究和产业创新发展,