（報告出品方/作者：華安證券，尹沿技）
【資料圖】
氫能行業大爆發，儲運市場放量在即
氫能產業鏈發展逐步完善，市場快速擴張行業景氣度高
氫能產業鏈未來可期。國家發改委、國家能源局今年3月聯合印發的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》提出，到2025年，初步建立以工業副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系；到2030年，形成較為完備的清潔能源制氫及供應體系，可再生能源制氫廣泛應用；到2035年，形成氫能產業體系。氫能市場快速擴張，行業景氣度高。中國已成為世界上最大的氫氣生產國，根據中國煤炭工業協會數據，2022年我國氫氣產量達4004萬噸，同比增長19.8%。未來隨著政策及市場驅動，氫能需求有望持續保持高增，中商產業研究院預測，2023年我國氫氣產量將達4575萬噸。
未來需求點燃市場熱情，氫能長期發展潛力大
需求激增撬動氫氣儲運市場擴張。中國氫能聯盟預計，2030年我國氫氣年需求量將達到3700萬噸，2050年我國氫氣年需求量將接近6000萬噸，2060年有望突破1.3億噸。按照儲運設備占終端氫成本比30%，當期氫氣單價約為35元/kg，則2055年氫氣儲運市場有望突破萬億規模，2060年市場規模接近1.35萬億元。我國氫能產業具備長期發展潛力。根據中國氫能聯盟的預測，在2060年碳中和愿景下，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中占比約為20%。其中，工業領域用氫占比仍然最大，約7794萬噸，占氫總需求量60%；交通運輸領域用氫4051萬噸，建筑領域用氫585萬噸，發電與電網平衡用氫600萬噸。
氫能發展“攔路虎” ，儲運環節需打通
氫的供需錯配導致儲運成為氫氣大規模應用的前提。我國氫能在地理分布位置上供應與負荷呈逆向分布，氫氣資源“西富東貧，北多南少” ，而在需求上恰好相反，因此氫氣的儲運技術顯得至關重要。儲運氫環節難度大，成為制約氫能行業發展的瓶頸。標準狀況下，氫氣的密度較小(0.089g/L)，體積能量密度低；分子尺寸小，易泄漏且引起氫脆，對容器要求高；易燃易爆，其燃點為574°C，爆炸極限廣至4%-75%。這些使得儲運氫難度大、成本高、安全性低。 氫氣成本高，儲運環節或為降本關鍵。目前氫氣成本仍處于高位，行業降本訴求較大，終端氫氣價格約35元/kg，其中儲運成本可達9-13元/kg，占終端氫成本的25%-37%。
中國氫能儲運技術路線展望（2025-2050年）
根據中國氫能聯盟發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》，我國氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態到多相態”的技術方向發展，氫氣的儲存和運輸能力逐步提升，預計2050年儲氫密度達到6.5wt%。
低溫液氫適配中長距離儲運
高壓氣態儲氫技術成熟，國內應用普遍
現階段中國僅高壓氣氫儲運技術發展相對成熟，低溫液態、有機液態及固體材料儲氫技術尚處于起步階段。高壓氣態儲氫由于初始投入較低、對基礎設施配套要求較低，未來仍是小規模、短距離儲運氫的主要方式。液態儲氫、固態儲氫可以實現大規模、遠距離儲運氫。然而受技術和成本端的制約，低溫液態儲氫目前主要應用于航天領域，有機液態儲氫和固態儲氫尚處于示范階段，總占比不到0.1%。
氣態儲氫瓶儲存環節受限條件多
1）儲氫密度低，運輸效率低：15MPa的標準高壓鋼瓶的重量儲氫密度僅為1wt%，即使是35-70MPa高壓鋼瓶，儲氫密度也僅5wt%，儲氫重量不到瓶重的5%。因此高壓氣氫運輸效率較低，一輛長管拖車的有效載氫量只有260kg左右，運力約為液氫儲運車的5% 2）高壓提高儲氫密度，安全性較差：儲氫瓶材料與氫氣長期接觸，氫浸入到材料內部，導致金屬材料塑性的損減、裂紋擴展速率的加快和斷裂韌性的下降，從而引發氫脆，導致容器斷裂或爆炸。3）儲氫罐關鍵材料、核心部件（如碳纖維材料、瓶口閥、減壓閥）依賴進口：Ⅲ型儲氫瓶碳纖維復合材料占儲氫瓶生產成本的62.5%，Ⅳ型儲氫瓶碳纖維復合材料成本占比更高，35MPa和70MPa的Ⅳ型儲氫瓶中碳纖維復合材料的成本占比分別為77%和78%左右。碳纖維價格基本決定了儲氫瓶成本，而我國目前碳纖維國產化率不足50%，進口依存度高。
運輸成本是氣態儲氫經濟性的制約因素
高壓氣態儲氫并非最經濟儲氫方式。僅考慮氫氣運輸成本，在500km的運距范圍內高壓氣氫運輸成本最高，低溫液態、管道、LOHC處于明顯低位。500km時，氣態/LOHC/低溫液態/管道的運輸成本分別為9.57、3.01、2.62、1.45元/kg。高壓氣態儲氫運力小，導致單位成本較高，管道儲氫、低溫液態儲氫成本優勢顯現。
氣態儲氫長距離運輸經濟效益低，發展液氫是破局之點
低溫液態儲氫是將氫氣冷卻至-253℃，以液態的形式儲運。由于其具有最小的分子量和極強的燃燒強度，液氫傳統意義上運用于航空航天領域。Mordor Intelligence預測，到2040年，我國預計新增8700架次飛機，市場規模達到10.29萬億，這將有效推動液氫行業發展。同時，對清潔能源的需求日益增加，液氫替代傳統化石燃料的趨勢愈發明顯。據Mordor估計，全球液氫市場2018-2028年的年均復合增長率將達到5.20%，到2028年全球液氫市場有望達到3521.44億元。
國外液氫技術成熟為國內提供借鑒
美日等發達國家液氫技術已大規模普及，為國內液氫儲運發展提供借鑒。在國內液氫儲運技術尚不成熟的情況下，美日等發達國家液氫已大規模普及，液氫儲運占70%。2021年全球的液氫產能接近500噸/天，其中北美地區有接近20座10噸/天以上的液氫生產工廠，占據了全球85%的產能，遠遠領先于其他國家和地區。并且液氫儲運規模效應顯著，發達國家已將成本降低到高壓氣氫的八分之一左右。這表明液氫儲運技術已得到充分驗證，降本路徑逐漸清晰，未來國內大規模產業化發展指日可待。 美國Gardner Cryogenics公司、美國Chart公司、日本川崎重工業株式會社和俄羅斯深冷機械公司Cryogenmesh等企業代表了液氫儲運的產業前沿。
儲存環節-低溫液態儲氫的儲氫密度大、安全性高
低溫液態儲氫有著以下優勢： 1、儲氫密度大，單車運輸量高。液氫在常溫、常壓下的體積儲氫密度為70.8kg/m3 ，分別為20、35、70MPa高壓氫氣的5、3、1.8倍。其運氫效率遠超氣態儲氫，單車運氫量可達4000kg，是高壓氣態運輸的15倍，裝卸時間也明顯縮短，運輸效率顯著提高。我們認為，遠距離運輸液氫儲運在單位成本上具有成本優勢。2、液氫在銷售計量上比氣氫更有優勢。在大規模的交易中，計量的精準性將變得非常敏感，液氫可以直接稱重計量，誤差在1%；而高壓氣氫的壓差法計量，至少有3%的誤差。 3、安全性高。液氫儲存在日常儲存運輸的壓力較低(一般低于1MPa)，以Linde公司為例，其液氫儲罐壓力為0.2MPa，遠低于高壓氣氫儲運方式的壓力。因此低溫液態儲氫在日常運營過程中更易保證安全。
運輸環節-液氫適合中長距離儲運
液氫距離敏感性不強，在運輸能耗和載運能力上具有巨大優勢。運輸能耗方面，相同能耗下低溫液態儲運的運輸能力是高壓氣態儲運的15倍。以一總重36噸的運輸車為例，液氫和高壓氣態的載重能力分別為4500kg和30kg。每百公里能耗增加方面，液氫也比氣氫表現優異，每公斤液氫能耗增加分別為0.16kWh，2.38kWh?？偰芎姆矫?，高壓氣態運輸總能耗主要為壓縮能耗與運輸能耗，液氫的總能耗包括氫的液化能耗，壓縮能耗與運輸能耗。在運輸里程達到 500 km以上時，液氫的總運輸能耗低于高壓氣氫。因此，長距離運輸的成本優勢與能耗優勢使得液氫在中長距離運輸更占優勢。
低溫液態閥門市場需求旺盛
車載儲氫瓶閥門是制約國產儲氫罐發展的“卡脖子”技術。據GGII預估，氫能閥門是加氫站、車載供氫系統、燃料電池系統中增長最快的細分市場，到2025年中國車載儲氫系統的氫能閥門市場需求規模將達到7億元左右，據此估算，2021-2025年的氫能閥門市場的CAGR高達62.8%。從車載儲氫系統氫能閥門國產化情況來看，國產品牌占有率為20-30%。 國產化替代趨勢明顯。依據尺寸，運輸要求，國外產品定價700-70000元不等，而國內產品高壓氣態氫閥門價格僅為2000元，為國外同類型產品的十分之一，價格優勢明顯。富瑞特裝、上海舜華等公司先后打破“卡脖子”技術，研制出70MPa的瓶口閥，目前正轉向攻關液態儲氫罐的瓶口閥難題。
無損儲存是液氫運輸趨勢所向
液氫的無損儲存一直是低溫液體存儲的研究熱點。氫氣的液化能耗較高，蒸發損失大。液化1kg氫需耗電10-20kWh，液化過程以及運輸過程有能量的損耗，壓縮氫氣需要20%的氫氣能量，液化氫氣則需要高達40%。液氫長時間無損儲存涉及兩方面關鍵技術突破。 1）正仲氫的高效催化轉化：進一步提高液化過程中高純度液氫中的仲氫濃度，有效降低液氫罐中可能發生的自發轉化過程，降低轉化熱帶來的液氫蒸發損失。 2）液氫儲罐絕熱性能提升：由傳統的被動絕熱方式向主動絕熱技術轉變，將更低熱導率、更高低溫性能的材料應用于液氫儲罐，進一步提高液氫存儲容器的絕熱性能。
有機液態儲氫發展空間向好
有機液態儲氫具備性能優勢，存在發展可能
有機液態儲氫（LOHC）將氫氣存儲在具有高氫質量分數的有機液體中，通過化學吸附或物理吸附將氫氣儲存于有機液體的分子間隙中。有機液態儲氫能夠實現常溫常壓下的氫氣儲運，其穩定性高、長周期儲存成本低、日常維護量小、儲氫過程可逆，減少資源浪費與環境污染。但由于脫氫效率低、反應溫度高、催化劑易被中間產物毒化等問題，目前尚處于研發階段。
有機液態儲氫技術國內外發展存在差異
LOHC技術發展地區差異性明顯。LOHC技術在先發優勢明顯的地區發展迅速，歐洲與日本等受限于資源稟賦的國家及地區依靠早期規劃已經實現LOHC的部分商業化應用。2019年，日本先進氫能源鏈技術開發協會投資有機液態儲氫進口項目，每年運送210噸氫至日本用于發電和交通領域。2023年，德國投資全球首個液態儲氫項目，ShipaH2oy將應用兆瓦級液態有機儲氫LOHC技術的綠氫，在船上開發和應用零排放推進技術。由于起步較晚，技術尚未成熟等劣勢，我國有機液態儲氫項目仍處于示范階段。
重點公司分析
蜀道裝備：天然氣液化先行者，布局氫能全產業鏈
深冷業務技術國內領先。公司是國內最早進入天然氣液化和液體空分行業并具有關鍵技術的企業之一。公司已獲得制氫、氫液化、液氫儲罐等相關專利，能夠設計、制造制氫、氫液化、氫儲運及加注等成套裝備，具備提供液氫加氫站裝置的技術和裝備的能力。 轉向清潔能源，公司布局氫能全產業鏈，制氫環節，公司擬建設山西原平清潔能源項目，使用低價煤制取清潔能源，得到氫氣、LNG以及氫氣化合物等。儲運環節，公司目前已經具備35MPa/70MPa氣態加氫站及液態加氫站的設計、裝備提供能力，同時也具備日產5-10噸液氫裝置的能力。應用環節，公司依靠股東資源，布局清潔能源站。長期來看氫能有望成為公司新增長點。
京城股份：國內首款III型儲氫瓶制造者，破局液氫儲氫瓶
公司擁有8個氣體儲運裝備生產基地以及1個美國分公司。公司持續創新，擁有多種壓力容器的設計和制造資格，可生產各類氣瓶、蓄能器殼體、低溫罐箱及加氣站等系列產品。 儲氫瓶制造方面：公司下屬子公司天海工業，研發并推出國內首款70MPa III型氫瓶，并在2022年研制出新一代IV型氫瓶。儲氫瓶采用塑料內膽碳纖維全纏繞結構，儲氫密度達6.6%wt，重量輕、壽命長，為氫燃料電池重卡提供輕量化供氫系統，Ⅳ型瓶390L-8瓶組系統可使續航里程超過600公里。目前，公司布局液氫領域，2022年公司下屬子公司天海低溫裝備公司開展《車用 1000L 液氫儲氫系統、固定式液氫儲罐等關鍵技術研發及產品開發》項目，現已通過驗收。
富瑞特裝：低溫閥門巨頭，搶先布局液氫閥門市場
公司專業生產低溫深冷介質的閥門和管道元件，主要產品有低溫工業閥門、氫閥和液氫閥門，服務于LNG、空分、化工、車載供氫系統和加氫站等領域。公司已經建立LNG全產業鏈。公司下屬子公司富瑞閥門與長隆石化所生產的閥門與燃料加注系統被用于“張家港號”液體運載火箭。 液氫閥門方面，公司依托主營業務在壓力容器方面的經驗，布局氣態儲氫相關產品鏈，如氣態儲氫罐、70MPa供氫系統用閥門設計開發、70MPa加氫站用閥門的設計開發等；同時公司布局液態儲氫業務，如液氫供氣系統及配套氫閥的研發。 營收增長高態勢，23年度有望爆發。公司2023一季度營業收入7.6億元，同比增長180.7%，后續隨著國內氫能需求放量增加，公司營業收入有望維持高增長態勢。
中集安瑞科：借高壓氣態運輸之優勢，發力液氫儲運市場
公司立足能源、化工、食品裝備行業，為客戶提供運輸、儲存、加工的關鍵裝備，工程服務及系統解決方案。公司自2006年起開拓氫能業務，覆蓋儲、運、加板塊。公司是高壓管束氫氣運輸車龍頭，也是較早發力液氫儲運領域的裝備制造商之一，在2013年成功為海南文昌交付300m3液氫貯罐。2022年公司成功自主研發國內首臺12米液氦罐箱，液氫罐車的企業標準及設計方案成為首家通過行業技術協會符合性評審的公司。氫能業務帶動能源營收增長。2018-2022年公司營收CAGR為11.94%，且多年均實現正利潤。2022年公司毛利潤34.01億元，同比增長25.7%。2022年能源裝備板塊營業收入105.91億元，同比增長9.01%，業務占比54.27%。其中的氫能業務營收9700萬元，同比增加64.4%。隨著未來儲運市場放量，市場對液氫運輸增加，公司有望借助多年營運經驗與技術壁壘，布局液氫罐車市場，從而帶動公司整體營業收入增加。
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精選報告來源：【未來智庫】。
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