天風(fēng)證券:綠氫平價(jià)可期,下一個(gè)從0-1行業(yè)的投資機(jī)會(huì) 速讀
摘要
政策口徑看,根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,到2025年,建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。在新能源行業(yè)投資機(jī)會(huì)中,除已進(jìn)入高速發(fā)展期的風(fēng)光儲(chǔ)車等行業(yè)外,我們近期亦關(guān)注到中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)會(huì)。
我們認(rèn)為,中國(guó)氫能行業(yè)的快速發(fā)展,具備供給端&需求端的可行性,且往未來(lái)看經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)可期。我們將首先從綠色制氫環(huán)節(jié)出發(fā),在本篇報(bào)告中:1)論證中國(guó)綠氫制備的可行性;2)對(duì)經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)、市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算。
(資料圖)
一、為什么我們看好中國(guó)綠氫制備行業(yè)——從供給&需求端看,中國(guó)的綠氫制備行業(yè)發(fā)展均具可行性。
根據(jù)制取方式和碳排放量的不同,氫能主要分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種,其中綠氫為通過(guò)可再生能源電解水制氫,在生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生溫室氣體,但目前技術(shù)并未完全成熟、生產(chǎn)成本較高,因而當(dāng)前全球范圍內(nèi)氫能生產(chǎn)均以灰氫為主流。
供給端看,國(guó)家能源局已發(fā)布相關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,其中提及到2025年需建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。我們認(rèn)為,發(fā)展綠氫制氫為解決風(fēng)光大基地帶來(lái)的新增發(fā)電量消納問(wèn)題的解決手段之一,將與鋰電、光熱、液流等多種儲(chǔ)能手段&特高壓向東部輸電共同發(fā)展。
需求端看,中國(guó)是全球氫氣需求量&生產(chǎn)量第一大國(guó),年需求量及生產(chǎn)量均占全球30%左右,且未來(lái)中國(guó)氫能需求量仍將持續(xù)增長(zhǎng),因而帶來(lái)了綠氫制氫環(huán)節(jié)的發(fā)展契機(jī)。
根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì),到2030年我國(guó)氫能需求量將達(dá)到3500萬(wàn)噸,到2060年需求量將增至1.3億噸左右。從生產(chǎn)量看,根據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2012-2021年,中國(guó)氫氣產(chǎn)量從1600萬(wàn)噸增長(zhǎng)至3300萬(wàn)噸。
二、綠氫制備的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)何時(shí)到來(lái)——我們測(cè)算,綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià),與灰氫有望在25-27年平價(jià)。
我們認(rèn)為,往未來(lái)看綠氫占比提升的決定因素來(lái)自經(jīng)濟(jì)性??紤]當(dāng)前綠氫成本與灰氫仍存在較大差距,且綠氫中PEM電解槽較堿性電解槽成本更高,本篇報(bào)告我們重點(diǎn)分析堿性電解槽制備綠氫的經(jīng)濟(jì)性?;谥苽浼夹g(shù)、規(guī)模效應(yīng)、碳稅制度、碳價(jià)變化對(duì)灰氫的成本影響等,并以及電解水制綠氫的單位成本構(gòu)成包括電費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、期間費(fèi)用(我們預(yù)計(jì)23年分別占總成本的74.8%/10.7%/14.2%),我們對(duì)綠氫的生產(chǎn)成本變動(dòng)&對(duì)比藍(lán)氫、灰氫的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)進(jìn)行了如下測(cè)算。核心假設(shè)包括:
電費(fèi):影響因素包括單位電耗、單位電價(jià)。1)單位電耗:我們預(yù)計(jì)22年行業(yè)平均的單位電耗為5.3kwh/m3,未來(lái)隨堿性電解槽零部件的升級(jí),假設(shè)到2030年單位電耗可降低至3.9kwh/m3;2)單位電價(jià):假設(shè)工商業(yè)電價(jià)0.5元/kwh,結(jié)合未來(lái)風(fēng)光等新能源發(fā)電就地消納帶來(lái)的電價(jià)成本下降,預(yù)計(jì)至2025、2030年電費(fèi)下降至0.2、0.15元/kwh;
設(shè)備折舊費(fèi)用:主要與電解槽設(shè)備價(jià)格有關(guān),堿性電解槽設(shè)備價(jià)格目前約900萬(wàn)元/臺(tái),其中電極已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,我們預(yù)計(jì)未來(lái)存在規(guī)模降本空間;隔膜目前主要采用日本東麗的傳統(tǒng)PPS膜,未來(lái)具備國(guó)產(chǎn)替代及規(guī)模效應(yīng)降本空間,我們預(yù)計(jì),2022年-2030年堿性電解槽設(shè)備價(jià)格年均下降10%;
單位期間費(fèi)用:主要與項(xiàng)目規(guī)模有關(guān),取決于設(shè)備規(guī)格和年利用小時(shí)數(shù)兩個(gè)因素,目前堿性電解槽設(shè)備規(guī)格一般為1000-2000m3/h,預(yù)計(jì)未來(lái)有望逐步提升;年利用小時(shí)數(shù)考慮風(fēng)光有效利用小時(shí)數(shù)、配建儲(chǔ)能比例上升、新能源發(fā)電成本持續(xù)下降等,預(yù)計(jì)未來(lái)有望達(dá)到5000h。
測(cè)算結(jié)果:我們預(yù)計(jì)至2025年,綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg,較2022年下降65%;至2030年,綠氫制備單位成本有望進(jìn)一步下降至8.88元/kg,分維度對(duì)比綠氫與藍(lán)氫、灰氫的經(jīng)濟(jì)性看,綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià),與灰氫有望在25-27年平價(jià)。
若靜態(tài)對(duì)比當(dāng)前藍(lán)氫、灰氫的單位成本(不考慮煤炭?jī)r(jià)格+碳稅變化),預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫分別在25年、27年平價(jià);
若考慮碳稅上漲帶來(lái)的藍(lán)氫、灰氫成本上升,預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫均在25年實(shí)現(xiàn)平價(jià);
若在碳稅基礎(chǔ)上,疊加考慮煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)性,當(dāng)前煤炭?jī)r(jià)格約700元/t,假設(shè)2022-2030年煤炭?jī)r(jià)格從1000元/t下降到500元/t(灰氫生產(chǎn)成本下降),預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫分別在25年、26年平價(jià)。
三、堿性電解槽市場(chǎng)空間怎么看——我們預(yù)計(jì)2025年堿性電解槽市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到153億元,22-25年CAGR+103%。
若不考慮國(guó)內(nèi)氫氣年產(chǎn)量增長(zhǎng),保守假設(shè)國(guó)內(nèi)每年氫氣總產(chǎn)量為3300萬(wàn)噸、綠氫滲透率由21年的1%提升至25年的15%、30年的50%、綠氫產(chǎn)銷率由2022年較低水平提升至2025年的70%、年利用小時(shí)數(shù)和單機(jī)設(shè)備產(chǎn)能持續(xù)上升,我們預(yù)計(jì),2022-2025年堿性電解槽市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到18/38/65/153億元,CAGR+103%;2030年堿性電解槽市場(chǎng)空間有望達(dá)到192億元,市場(chǎng)規(guī)模為2022年的11倍。
1、為什么我們看好中國(guó)綠氫制備行業(yè)?
1.1.行業(yè)背景:風(fēng)光大基地建設(shè)加速,就地制氫成為消納問(wèn)題解決手段之一
表1:風(fēng)光大基地規(guī)劃最新進(jìn)展
圖1:風(fēng)光大基地最新進(jìn)展
資料來(lái)源:國(guó)際能源網(wǎng),發(fā)改委,光明網(wǎng),國(guó)家能源局,《十四五規(guī)劃及?2035?年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》等,天風(fēng)證券研究所
1.2.需求端:中國(guó)為全球最大氫氣生產(chǎn)&需求國(guó),未來(lái)氫能產(chǎn)量及需求量仍將持續(xù)增長(zhǎng)
從需求端看,2021年全球氫氣需求量超9400萬(wàn)噸,yoy+5%,增量主要來(lái)自傳統(tǒng)化工工業(yè)領(lǐng)域。其他應(yīng)用(重工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑、發(fā)電等)僅占總需求的0.04%。
圖2:2022年我國(guó)氫能下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)
圖3:2060年我國(guó)氫能下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)
資料來(lái)源:中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》,IEA 《Global Hydrogen Review 2022》?,國(guó)家能源局《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,賽瑞研究《2022年中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》,氫啟未來(lái)網(wǎng),天風(fēng)證券研究所
1.3.從制氫方式看,目前灰氫制取仍為主流,但未來(lái)綠氫規(guī)模占比有望逐步提高
根據(jù)制取方式和碳排放量的不同,氫能主要分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種:1)灰氫:以化石燃料(包括煤炭、天然氣等)為原料制氫以及工業(yè)副產(chǎn)制氫,為目前成本最低、技術(shù)最成熟的技術(shù)路線,但制取過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳排放;2)藍(lán)氫:灰氫制取的過(guò)程中使用CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)進(jìn)行脫碳制氫,可使碳排放量減少90%以上,但制氫成本較高,屬過(guò)渡清潔能源;3)綠氫:通過(guò)可再生能源電解水制氫,在生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生溫室氣體,但目前技術(shù)不如灰氫制取成熟,且成本較高。
目前全球范圍內(nèi)均以灰氫為主流,2021年綠氫占比0.04%;中國(guó)維度看,2021年綠氫占比僅為0.9%。此外工業(yè)副產(chǎn)物和天然氣制氫融合CCUS技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景亦有望占比上升。
圖4:全球2021年制氫來(lái)源結(jié)構(gòu)
圖5:中國(guó)2021年及2050E制氫來(lái)源結(jié)構(gòu)(中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù))
資料來(lái)源:《新能源電解水制氫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析》王明華,中國(guó)石油新聞中心,中國(guó)電力網(wǎng),IEA《Global?Hydrogen Review 2022》,氫啟未來(lái)網(wǎng),中國(guó)能源報(bào),中國(guó)-中東歐國(guó)家海關(guān)信息中心,天風(fēng)證券研究所
2、綠氫經(jīng)濟(jì)性測(cè)算
我們預(yù)計(jì),隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模上升&技術(shù)持續(xù)突破,綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià),與灰氫有望在25-27年平價(jià)
2.1.核心假設(shè)1——設(shè)備價(jià)格:我們預(yù)計(jì),規(guī)模效應(yīng)有望推動(dòng)堿性電解槽價(jià)格下降
電解槽設(shè)備折舊費(fèi)用在總成本中占比約10.7%:假設(shè)條件取相對(duì)中性,設(shè)備規(guī)格按1300m3/h,年利用小時(shí)數(shù)按4000小時(shí),單位電耗5kwh/m3,電價(jià)0.35元/kwh,單位水耗0.02t/kg,水費(fèi)4元/t,堿性電解槽設(shè)備價(jià)格按900萬(wàn)元/臺(tái),折舊年限按7年來(lái)計(jì)算,預(yù)計(jì)2023年使用堿性電解槽來(lái)制氫,電費(fèi)、水費(fèi)、設(shè)備折舊、其他成本在總成本中的占比分別為74.8%、0.3%、10.7%、14.2%。
圖6:2023年堿性電解槽制氫的成本結(jié)構(gòu)
資料來(lái)源:《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發(fā)展建議》?(張彩麗),《新能源電解水制氫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析》?(王明華),考克利爾競(jìng)立官網(wǎng),微能網(wǎng)公眾號(hào),彭網(wǎng)生活,氫能匯公眾號(hào),工業(yè)界公眾號(hào),高工氫電公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
2.2.核心假設(shè)2——電價(jià)、電耗、年利用小時(shí)數(shù)、設(shè)備規(guī)格等核心參數(shù)
除設(shè)備價(jià)格外,影響綠氫經(jīng)濟(jì)性測(cè)算的核心指標(biāo)還包括:電價(jià)、單位電耗、年利用小時(shí)數(shù)、設(shè)備規(guī)格,具體假設(shè)如下:
表2:不同設(shè)備規(guī)格和年利用小時(shí)數(shù)下的年生產(chǎn)氫氣量
資料來(lái)源:《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發(fā)展建議》?(張彩麗),《新能源電解水制氫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析》?(王明華),?《國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司關(guān)于?2023?年?5?月代理工商業(yè)用戶購(gòu)電價(jià)格的公告》,考克利爾競(jìng)立官網(wǎng),隆基氫能公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
2.3.測(cè)算結(jié)果:我們預(yù)計(jì),至2025年,綠氫制備單位成本有望下降至14.46元/kg
表3:2022-2030年制綠氫的單位成本測(cè)算
資料來(lái)源:《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發(fā)展建議》(張彩麗),《新能源電解水制氫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析》(王明華),天風(fēng)證券研究所
2.4.橫向看,我們預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫有望在25年平價(jià),與灰氫有望在25-27年平價(jià)
若靜態(tài)對(duì)比藍(lán)氫、灰氫的單位成本(不考慮煤炭?jī)r(jià)格+碳稅變化):據(jù)《新能源電解水制氫技術(shù)分析》?(王明華,2023),700元/噸煤炭?jī)r(jià)格下,藍(lán)氫、灰氫成本分別為16.26、11.86元/kg;與我們測(cè)算的2022-2030年綠氫成本比較,預(yù)計(jì)綠氫與藍(lán)氫、灰氫將分別在25年、27年平價(jià);
表4:????基于煤炭?jī)r(jià)格變化、碳稅的綠氫經(jīng)濟(jì)性測(cè)算
資料來(lái)源:《煤制氫與天然氣制氫成本分析及發(fā)展建議》(張彩麗),《新能源電解水制氫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析》(王明華),天風(fēng)證券研究所
3、綠氫市場(chǎng)空間測(cè)算
3.1.?市場(chǎng)空間:預(yù)計(jì)2025年堿性電解槽市場(chǎng)規(guī)模153億元,22-25年CAGR+103%
表5:2021-2030年國(guó)內(nèi)堿性電解槽市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)
資料來(lái)源:中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì),氫啟未來(lái)網(wǎng)公眾號(hào),時(shí)代氫能公眾號(hào),天風(fēng)證券研究所
本文作者:孫瀟雅,來(lái)源:天風(fēng)證券,原文標(biāo)題:《氫能行業(yè)報(bào)告1——制氫:綠氫平價(jià)可期,關(guān)注下一個(gè)從0-1行業(yè)的投資機(jī)會(huì)》
孫瀟雅 SAC執(zhí)業(yè)證書編號(hào):S1110520080009
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