報(bào)告出品方：平安證券

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一、基礎(chǔ)設(shè)施：連接制氫與用氫的重要橋梁

1.1氫能是一種優(yōu)勢(shì)突出、前景廣闊的二次能源

應(yīng)用端優(yōu)勢(shì)：節(jié)能減排。

氫能是一種優(yōu)質(zhì)、清潔的二次能源，可作為汽油、柴油等能源的替代，與鋰動(dòng)力/儲(chǔ)能電池形成互補(bǔ)。
供給端優(yōu)勢(shì)：來源廣，承接棄風(fēng)棄光。
氫能夠以水為原料制取，原料豐富，無資源瓶頸；

使用風(fēng)電、光伏電解水制氫可解決棄風(fēng)棄光的消納問題，提升風(fēng)電、光伏等可再生一次能源的利用率。

供需現(xiàn)狀：全球氫氣產(chǎn)能以灰氫為主，下游主要作為化工原料使用

目前全球氫氣生產(chǎn)以化石燃料制氫（灰氫）為主，清潔制氫存在替代空間。
2021年全球氫氣產(chǎn)量9400萬噸，其中化石燃料制氫占80%以上，化石燃料制氫+CCUS（藍(lán)氫）和電解水制氫（綠氫）兩種清潔制氫路線制氫量占比總計(jì)不到1%。
目前我國(guó)氫氣產(chǎn)能約4100萬噸/年，產(chǎn)量約3300萬噸，制氫規(guī)模全球領(lǐng)先，以化石燃料制氫為主（近80%）。
氫作為能源應(yīng)用的普及程度不高，現(xiàn)階段主要作為化工原料使用。
2021年，全球氫氣需求超過9400萬噸。我國(guó)是全球最大的氫氣消費(fèi)國(guó)，需求量約2800萬噸，占全球的30%。
氫氣在全球和國(guó)內(nèi)均主要用于化工（合成氨/合成甲醇）和煉油，一半以上用于化工領(lǐng)域，當(dāng)前氫作為能源的應(yīng)用程度不高。

應(yīng)用展望：氫能交通潛力巨大，規(guī)模發(fā)展需產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)力

一定時(shí)期內(nèi)，工業(yè)是氫能最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域用氫量大、用氫技術(shù)成熟，是短期氫能應(yīng)用的主要場(chǎng)景。中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，碳中和情景下， 2060年我國(guó)工業(yè)用氫規(guī)模7,794萬噸，占國(guó)內(nèi)氫總需求量的60%。
氫能交通是氫能最具潛力的賽道，規(guī)模發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)發(fā)力。交通是全球碳排放的重要來源，發(fā)展氫能是交通脫碳的必經(jīng)之路；汽車等交通工具產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，發(fā)展氫能可以撬動(dòng)龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，碳中和情景下，2060年我國(guó)交通領(lǐng)域用氫規(guī)模達(dá)4051萬噸。氫能交通潛力巨大，但目前距離規(guī)模發(fā)展仍有差距，需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)成熟、降本、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

各國(guó)氫能的發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)

1.2氫能基礎(chǔ)設(shè)施：連接制氫與用氫的橋梁，包括儲(chǔ)運(yùn)與加注兩個(gè)環(huán)節(jié)

基礎(chǔ)設(shè)施之儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)：連接上游制備與下游應(yīng)用的重要一環(huán)

儲(chǔ)運(yùn)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)。氫氣密度低、性質(zhì)活潑，需要使用特定的設(shè)備或介質(zhì)儲(chǔ)存和運(yùn)輸?，F(xiàn)階段可行的氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線包括高壓氣氫、低溫液氫、固態(tài)儲(chǔ)氫等。氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，與氫能的低成本大規(guī)模應(yīng)用息息相關(guān)：

運(yùn)輸環(huán)節(jié)，氫運(yùn)輸成本有待降低，且長(zhǎng)距離（跨?。┻\(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性不足，需要發(fā)展低成本、長(zhǎng)距離運(yùn)氫方案；

移動(dòng)儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，高密度儲(chǔ)氫是延長(zhǎng)燃料電池車?yán)m(xù)航的關(guān)鍵，需開發(fā)壓強(qiáng)高、自重輕的儲(chǔ)氫瓶，或探索液氫等更高密度路線；? 固定儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段應(yīng)用需求較少，但遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期氫儲(chǔ)能的需求下，大規(guī)模低成本儲(chǔ)氫技術(shù)有待發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)運(yùn)路線以高壓氣氫為主，使用壓力容器（儲(chǔ)氫瓶等）儲(chǔ)存，使用長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸。我們認(rèn)為，隨著氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展，低溫液氫、管道輸氫、固態(tài)儲(chǔ)氫等儲(chǔ)運(yùn)方式將逐漸在氫儲(chǔ)運(yùn)體系中扮演重要角色。

基礎(chǔ)設(shè)施之加氫站：氫能應(yīng)用端的重要保障，關(guān)鍵設(shè)備處于國(guó)產(chǎn)替代階段

加氫站是氫能應(yīng)用端的重要基礎(chǔ)設(shè)施。加氫站是為氫燃料電池汽車充裝氫氣的專用設(shè)施。國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車推廣提速，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2023年上半年全國(guó)氫燃料電池汽車銷量2410輛，同比增長(zhǎng)73.5%。隨著氫車保有量的增加，加氫站的配套建設(shè)也需要隨之提速，保障車輛獲得可靠的氫氣供應(yīng)。根據(jù)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2022年國(guó)內(nèi)累計(jì)建成358個(gè)加氫站，加氫站建設(shè)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。
加氫站關(guān)鍵設(shè)備處于國(guó)產(chǎn)替代階段。設(shè)備是加氫站的關(guān)鍵組成部分，占加氫站建設(shè)成本超過60%；其中，壓縮機(jī)是加氫站的核心設(shè)備，成本占比超過30%。加氫站壓縮機(jī)技術(shù)壁壘較高，海外壓縮機(jī)廠商在國(guó)內(nèi)加氫站中占據(jù)了約70%份額（2021年全年）；國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)廠商憑借技術(shù)積累和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)積極入局，推動(dòng)加氫站關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代，保障產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。

政策驅(qū)動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步發(fā)展

政策驅(qū)動(dòng)下，氫能基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)步發(fā)展。頂層設(shè)計(jì)重視氫能基礎(chǔ)設(shè)施布局，地方規(guī)劃明確定量目標(biāo)，氫能基礎(chǔ)設(shè)施有望迎來穩(wěn)步發(fā)展。

1.3氫能基礎(chǔ)設(shè)施參與者全景圖

產(chǎn)業(yè)展望：不斷完善的基礎(chǔ)設(shè)施與供應(yīng)端、應(yīng)用端同頻共振

二、儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)：高壓氣氫和低溫液氫有望率先產(chǎn)業(yè)化

2.1氫氣儲(chǔ)運(yùn)方案主要有四種，高壓氣氫和低溫液氫有望率先產(chǎn)業(yè)化

氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)方案主要有四類：

高壓氣氫：將氫氣加壓，以高壓氣體的形式壓縮在儲(chǔ)氫瓶中儲(chǔ)存，使用長(zhǎng)管拖車或管道運(yùn)輸。
低溫液氫：在常壓或較低壓強(qiáng)下，將氫氣降至-253℃使其液化，儲(chǔ)存在絕熱容器中，使用液氫槽車運(yùn)輸?shù)姆桨浮?br/>固態(tài)儲(chǔ)氫：利用金屬氫化物等儲(chǔ)氫材料能夠可逆吸放氫的特性進(jìn)行儲(chǔ)氫，可用于固定式或低速車載應(yīng)用。
有機(jī)液體儲(chǔ)氫：利用有機(jī)物的碳原子加氫和脫氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)吸放氫。
高壓氣氫和低溫液氫有望率先產(chǎn)業(yè)化。四種儲(chǔ)運(yùn)方案中，固態(tài)和有機(jī)液體等儲(chǔ)氫方式發(fā)展階段相對(duì)較早，高壓氣氫和低溫液氫技術(shù)相對(duì)成熟，有望率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)使用的儲(chǔ)氫瓶與液氫儲(chǔ)運(yùn)所需的液化設(shè)備賽道具有發(fā)展?jié)摿Α?br/>

2.1高壓氣氫：現(xiàn)階段最常用的儲(chǔ)運(yùn)方式，采用高壓儲(chǔ)氫瓶作為容器

高壓氣氫是現(xiàn)階段氫儲(chǔ)運(yùn)最主要的方案。在四種氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)中，高壓氣氫技術(shù)最為成熟，標(biāo)準(zhǔn)體系相對(duì)完善，產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模。
高壓氣氫的儲(chǔ)存需要使用高壓儲(chǔ)氫瓶，用于固定儲(chǔ)存、車載使用等；運(yùn)輸則可采用長(zhǎng)管拖車或管道運(yùn)輸。
多環(huán)節(jié)需求帶來儲(chǔ)氫瓶廣闊市場(chǎng)空間。高壓氣氫的制備、運(yùn)輸、加氫站儲(chǔ)存及車載等多個(gè)環(huán)節(jié)均需要使用儲(chǔ)氫瓶，儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)空間廣闊。根據(jù)Research and Markets報(bào)告預(yù)測(cè)，2030年全球氫壓力容器市場(chǎng)將達(dá)到198億美元，2023年-2030年預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)50.9%。

高壓氣氫：儲(chǔ)氫瓶包括Ⅰ~Ⅳ型四種，高壓、輕質(zhì)的Ⅲ、Ⅳ型瓶將成為主流

根據(jù)材料和纏繞結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)氫瓶可分為Ⅰ~Ⅳ型四種類型。Ⅰ型瓶：由純鋼材料制成的壓力容器；Ⅱ型瓶：內(nèi)膽為鋼制，瓶體環(huán)向部分纏繞纖維樹脂復(fù)合材料；Ⅲ型瓶：內(nèi)膽為鋁制，瓶體全向纏繞碳纖維復(fù)合材料；Ⅳ型瓶：內(nèi)膽為聚合物工程塑料制成的容器，全向纏繞碳纖維復(fù)合材料。
氣態(tài)儲(chǔ)氫高壓化、輕量化的需求下，Ⅲ型、Ⅳ型瓶將成為主流的儲(chǔ)氫瓶路線。提高儲(chǔ)氫的質(zhì)量和體積密度，是降低氫氣運(yùn)輸成本、提高氫車?yán)m(xù)航能力的關(guān)鍵。一定壓強(qiáng)范圍內(nèi)（≤70MPa）儲(chǔ)氫壓強(qiáng)越大，單位體積可容納的氫質(zhì)量越多；儲(chǔ)氫瓶自重越輕，運(yùn)輸氫氣的有效負(fù)載比例越高。因此，高壓化、輕量化是儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)品迭代的主要方向。Ⅰ型和Ⅱ型瓶技術(shù)成熟、成本低廉，廣泛用于道路運(yùn)輸和固定儲(chǔ)存，但儲(chǔ)氫效率較低，未來或?qū)⒅鸩奖惶娲?；Ⅲ型、Ⅳ型瓶?jī)?chǔ)氫壓強(qiáng)更大、自重更輕，現(xiàn)階段主要用于氫燃料電池車載供氫，規(guī)模降本后有望在儲(chǔ)運(yùn)全環(huán)節(jié)廣泛運(yùn)用，成為儲(chǔ)氫瓶的主流路線。

高壓氣氫：車載Ⅲ、Ⅳ型瓶發(fā)展提速，2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約34億元

目前Ⅲ、Ⅳ型瓶主要用于車載市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約34億元。
現(xiàn)階段Ⅲ、Ⅳ型瓶產(chǎn)業(yè)規(guī)模有限，成本高于Ⅰ、Ⅱ型瓶，因此主要用于能量密度要求高的車載供氫環(huán)節(jié)。車載供氫將成為一段時(shí)間內(nèi)Ⅲ、Ⅳ型瓶的主要需求場(chǎng)景。GGII預(yù)計(jì)，2025年我國(guó)車載儲(chǔ)氫瓶需求量約23萬支，市場(chǎng)規(guī)模34億元。
國(guó)內(nèi)車載儲(chǔ)氫瓶以Ⅲ型瓶為主，Ⅳ型瓶推廣有待提速。與Ⅲ型瓶相比，Ⅳ型瓶采用塑料內(nèi)膽，自重更輕、疲勞壽命更長(zhǎng)，車載應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。目前，國(guó)際先進(jìn)的燃料電池汽車多采用車載Ⅳ型瓶供氫，而我國(guó)車載儲(chǔ)氫瓶以35MPa Ⅲ型瓶為主，產(chǎn)品存在升級(jí)空間。國(guó)內(nèi)車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)存在35MPa Ⅲ型瓶向70MPa Ⅲ型瓶產(chǎn)品迭代、以及Ⅲ型瓶向Ⅳ型瓶升級(jí)的趨勢(shì)。2023年5月，國(guó)標(biāo)《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》發(fā)布，為國(guó)產(chǎn)Ⅳ型瓶上市和應(yīng)用掃清障礙，國(guó)內(nèi)Ⅳ型瓶發(fā)展有望提速。

高壓氣氫：Ⅲ、Ⅳ型瓶制造主要環(huán)節(jié)包括內(nèi)膽制造和纏繞成型

Ⅲ型和Ⅳ型高壓儲(chǔ)氫瓶均為內(nèi)膽加纖維纏繞形成的壓力容器，工藝流程可概括為內(nèi)膽制造、纏繞成型、檢測(cè)與裝配部分。
內(nèi)膽制造：Ⅲ型和Ⅳ型瓶?jī)?nèi)膽材料不同，制造工藝也有所不同：Ⅲ型瓶鋁制內(nèi)膽主要經(jīng)歷卷制或拉伸、滾收口成型、熱處理等；Ⅳ復(fù)合材料內(nèi)膽可選用吹塑或注塑成型等。內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型方法、熱處理和表面處理技術(shù)等均對(duì)氣瓶壽命和能量密度存在重要影響，新型材料的開發(fā)則成為Ⅳ型瓶技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
纏繞成型：增強(qiáng)纖維纏繞層是氣瓶最主要的承壓部分，Ⅲ、Ⅳ型瓶纏繞技術(shù)原理類似。纏繞環(huán)節(jié)的技術(shù)難點(diǎn)包括：設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)纏繞層數(shù)和鋪層順序的確定、纏繞方式和線型選擇；纏繞環(huán)節(jié)的纏繞成型、張力控制技術(shù)；樹脂基體的設(shè)計(jì)與制備等。

高壓氣氫：碳纖維是Ⅲ、Ⅳ型瓶制造的關(guān)鍵材料

碳纖維是Ⅲ、Ⅳ型瓶制造的關(guān)鍵材料，占據(jù)其制造成本的60%以上。碳纖維是Ⅲ、Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶制造的關(guān)鍵材料，構(gòu)成其外圍承擔(dān)壓強(qiáng)的纖維纏繞層。碳纖維在Ⅲ、Ⅳ型瓶成本中占比高，據(jù)GGII引用美國(guó)能源部數(shù)據(jù)，碳纖維成本占Ⅲ、Ⅳ型瓶成本的60%以上。Ⅲ、Ⅳ型瓶的推廣有望提升高性能碳纖維需求，同時(shí)碳纖維國(guó)產(chǎn)替代或?qū)⒊蔀棰?、Ⅳ型瓶降本的關(guān)鍵。
儲(chǔ)氫瓶用碳纖維將逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。國(guó)內(nèi)Ⅲ、Ⅳ型瓶用碳纖維主要采用T700級(jí)及以上規(guī)格小絲束，國(guó)外主要采用技術(shù)開發(fā)復(fù)雜但生產(chǎn)成本更低的大絲束。目前中復(fù)神鷹、光威復(fù)材等企業(yè)實(shí)現(xiàn)了小絲束碳纖維的技術(shù)突破，具備了量產(chǎn)能力，同時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局大絲束項(xiàng)目，有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫瓶用大絲束碳纖維國(guó)產(chǎn)替代。

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