2.5 西北氫氨一體化生產(chǎn)具備可行性
進(jìn)一步考慮就地消納電氫，以在西北項目地新建合成氨工廠為例，測得電氫加上 新建合成氨配套裝置后附加成本約為 2.5 元/kg，合計質(zhì)量成本約為 12.5 元/kg，具 備可行性。 我們選取“大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項目”作為測算基準(zhǔn)，根據(jù)大安風(fēng) 光制綠氫項目招標(biāo)文件，制氫合成氨部分總投資 254977.93 萬元，規(guī)劃安裝 PEM 制氫 設(shè)備 50 套(單套 1000Nm3 /h)，堿液制氫設(shè)備 36 套(單套 200 Nm3 /h)，制氫能力 46000Nm3 /h，儲氫裝置 60000Nm3氫氣，1 套 18 萬噸合成氨裝置，按照制氫設(shè)備合計費 用 6.6 億，儲氫裝置合計費用 3 億，估算得合成氨裝置投資額約為 15.9 億，按固定 投資均攤至耗氫量，單位氫氣附加成本約 2.5 元/kg。 考慮配套建設(shè)合成氨裝置時，整體成本約為 12.5 元/kg，已經(jīng)非常接近煤制氫成 本，考慮到煤制氫也有一定的運輸半徑，且電氫成本仍有較大下降空間，因此綠氫+ 綠氨模式或已具備產(chǎn)業(yè)替代經(jīng)濟性，形成綠氫、綠氧、綠氨一體化產(chǎn)能。
3 電氫替代加速，行業(yè)放量空間較大
3.1 產(chǎn)業(yè)政策扶持電氫項目開發(fā)提速
多地政策從生產(chǎn)直接補貼、電價補貼、電力交易政策、資源配套等方面對電氫項 目給予扶持，以改善電氫系統(tǒng)經(jīng)濟性。 1)直接補貼，現(xiàn)有地方政策規(guī)定首年按照 15 元/kg 給予補貼，補貼額度按比例 逐年退坡，如吉林省、濮陽市; 2)電價優(yōu)惠，或給予一定電力交易政策支持，如深圳市、攀枝花市，以深圳市 “電解制氫設(shè)施谷期用電量超過 50%的免收基本電費”政策為例，如果按照谷用電進(jìn) 行控制，并以前文廣東省電費占比進(jìn)行測算，則該政策可減少約 75%電解水制氫成本; 3)資源配套，主要是風(fēng)電光伏開發(fā)資源，如湖北省、濮陽市。
電氫項目落地加速，項目業(yè)主來源廣泛，下游企業(yè)投資意愿較強。據(jù)高工氫電統(tǒng) 計，2023 年第一季度共有 11 個綠氫項目簽約或開工，共涉及到綠氫產(chǎn)能超 100 萬噸 /年，項目總投資近 500 億。以中國石化、中國化學(xué)、寶豐能源為代表的化工企業(yè)， 以華電集團(tuán)、國家電投、中能建等為代表的電力企業(yè)加速推進(jìn)電氫應(yīng)用項目落地。
3.2 電氫替代供需兩側(cè)潛力均大
電氫需求側(cè)主要看國內(nèi)氫氣需求，電氫供給主要看新能源發(fā)電供給。
2023-2025 年電氫需求滲透率預(yù)計僅為 1.4%/2%/3.5%
從需求端來看，我們對十四五時期氫氣在化工、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了測算， 在不考慮燃料用途大幅增長的情況下，預(yù)計到 2025 年氫能總體需求變化不大，保守 預(yù)計 2025 年氫氣年需求合計約 3700 萬噸，氫氣整體需求 3 年 CAGR 為 1.7%。其中， 化工領(lǐng)域用氫占比仍然最大，合成氨、合成甲醇、石油煉化合計需求約 3008 萬噸， 占?xì)淇傂枨罅?81%; 交通運輸領(lǐng)域用氫 39 萬噸，占比不足 2%。
電氫滲透率有望加速提升。隨著電氫經(jīng)濟性提升及國家政策鼓勵，電氫占比有望 持續(xù)提升，進(jìn)而推動電解水制氫系統(tǒng)需求高增。根據(jù)我們測算，假設(shè) 2023-2025 年電 解水制氫滲透率分別為 1.4%/2%/3.5%，并假設(shè)單套制氫系統(tǒng)產(chǎn)氫量為 1500 方/h，則 新增電解槽分別達(dá) 379/875/2265 臺，對應(yīng)裝機需求約為 2.4/5.5/14.3GW。
預(yù)計 2023-2025 年新增電氫僅占新增風(fēng)光裝機的 1.49%/2.76%/7.13%
從供給端來看，電解水制氫占比有限，并不能完全解決新能源消納問題。我們假 設(shè) 2023-2025 年新能源裝機為 160/200/200GW，則 2023-2025 年電解槽總裝機占新能 源總整體比例僅為 0.75%/1.11%/2.03%，新增電解槽占新增新能源裝機的比例僅為 1.49%/2.76%/7.13%?？梢?，新能源消納仍需火電靈活性改造、抽水蓄能、新型儲能、 需求側(cè)響應(yīng)等多管齊下，共同解決。 根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，至 2030 年，電氫下游需求替代滲透率可達(dá) 15%，屆時， 占可再生能源供給比例僅達(dá) 6.46%，供給和需求側(cè)均無明顯的產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，經(jīng)濟性 成為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)放量的首要因素。
3.3 從 0-1，相關(guān)電解槽公司爭相布局
電氫賽道風(fēng)起云涌，電解槽系統(tǒng)率先放量，2022 年國內(nèi)電解槽設(shè)備出貨量同比 2021 年翻倍。2021 年之前，聚焦電解水制氫設(shè)備制造的廠商主要包括派瑞氫能、考 克利爾競立、天津大陸等深耕多年的頭部企業(yè)，2021 年起，風(fēng)電、光伏、氫能產(chǎn)業(yè)鏈 企業(yè)先后布局電解槽業(yè)務(wù)，行業(yè)出貨量大增。據(jù) GGII 統(tǒng)計，2021/2022 年中國電解 水制氫設(shè)備出貨量分別約 350MW/722MW。 電解槽行業(yè)仍處于高速增長階段，競爭格局尚不穩(wěn)定。2021 年，考克利爾競立 (出貨量 160MW)、派瑞氫能、山東賽克賽斯氫能位居電解槽出貨量前三;2022 年考 克利爾競立(出貨量 230MW，占比 31.9%)、派瑞氫能、隆基氫能(首次切入前三)位 居出貨量前三，行業(yè) CR3 達(dá) 73%，同比 2021 年下降約 10 個百分點。 從產(chǎn)能來看，據(jù)勢銀 (Trend Bank)統(tǒng)計，2022 年中國堿性電解槽企業(yè)已披露產(chǎn) 能接近 11GW，質(zhì)子交換膜制氫設(shè)備的產(chǎn)能已超過百兆瓦級。堿性電解水制氫路線相 對成熟，投資成本低，當(dāng)前占據(jù)主導(dǎo)地位。
從產(chǎn)品性能來看，ALK 制氫電解槽普遍向高產(chǎn)氫量、低能耗、快速響應(yīng)發(fā)展。據(jù) GGII 統(tǒng)計，截至 2022 年 12 月，國內(nèi)推出 1000 標(biāo)方及以上大標(biāo)電解水制氫設(shè)備的廠 商超過 25 家，明陽智能和派瑞氫能均已下線 2000 Nm³/h 電解槽，為目前全球最大的 單體堿性水電解制氫裝備;單位電耗方面，主流企業(yè)的電解槽直流電耗集中在 4.3~4.6kW·h/Nm3 H2區(qū)間，差異總體較小，隆基、中電豐業(yè)、明陽智能最新產(chǎn)品直流 電耗最低已少于 4.0kWh/Nm3 H2，處于領(lǐng)先水平。在行業(yè)尚處早期階段，技術(shù)研發(fā)能力 強、產(chǎn)品更新迭代快的企業(yè)有望在激烈的競爭中獲得相對優(yōu)勢;電流密度方面，目前 的行業(yè)領(lǐng)先水平可達(dá)到 6000A/m2;快速響應(yīng)方面，考慮到未來需要適應(yīng)風(fēng)光發(fā)電靈活 波動，電解槽負(fù)載調(diào)節(jié)速度和范圍對成本有較大影響，目前行業(yè)負(fù)載范圍領(lǐng)先水平已 可達(dá) 20%-200%。 PEM 制氫方面，截止到現(xiàn)在，國內(nèi)可量產(chǎn) PEM 制氫均在兆瓦級，單槽產(chǎn)氫量最高 可達(dá) 200Nm³/h ，較 2021 年最大功率單 PEM 電解槽 50Nm³/h, 取得了較大突破。
上市公司積極布局氫能，產(chǎn)業(yè)協(xié)同明顯。當(dāng)前制氫電解槽企業(yè)整體可分為四類： 1)傳統(tǒng)電解水制氫設(shè)備頭部企業(yè)及二線企業(yè)，這類企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢， 團(tuán)隊在產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化運作方面更為成熟，品牌和客戶積累雄厚;2)風(fēng)電光伏產(chǎn) 業(yè)鏈企業(yè)，具備原本業(yè)務(wù)所積累的供應(yīng)鏈優(yōu)勢、產(chǎn)能優(yōu)勢以及人才優(yōu)勢，如隆基綠能、 雙良節(jié)能、華電重工;3)氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，實現(xiàn)氫氣“制、儲、輸、用”環(huán)節(jié)全鏈 條發(fā)展，以下游業(yè)務(wù)協(xié)同布局拉動上游氫源業(yè)務(wù)，如昇輝科技;4)其他能源裝備企 業(yè)，具備裝備制造的豐富經(jīng)驗，或下游自有化工一體化項目可供綠氫消納，如億利潔 能等。
部分上市公司彈性較大。標(biāo)的公司均于 2021-2022 年入局，我們選取 2021 年年 報數(shù)據(jù)作為原業(yè)務(wù)營收、利潤的測算基準(zhǔn)。按照現(xiàn)有入局企業(yè)平均 0.5GW 的電解槽產(chǎn) 能，1000 方對應(yīng) 5MW 產(chǎn)能，單臺售價 1000 萬元計算電解槽業(yè)務(wù)營收約為 10 億元， 假設(shè)電解槽平均毛利水平為 30%，測算得營業(yè)成本為 7 億元。針對公司電解槽業(yè)務(wù)與 原業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)性高低，我們對新業(yè)務(wù)對應(yīng)的費用率進(jìn)行賦值并測算彈性。
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