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氢能产业链经济性测算与降本展望

时间:2022-06-09 20:54 来源:雅延咨询 作者:雅延 点击:
氢能能源战略地位清晰,把握全产业链降本节奏与平价环节。1)战略地位:氢能的能源属性及战略地位已明确,氢能作为来源广泛、清洁低碳、应用广泛、安全高效的二次能源将助力高耗能/高排放行业的低碳转型。2)发展现状:2020年我国氢气年产量约3300万吨,占终端能源总量仅2.7%,为全球最大制氢国,产业发展处于初期。3)规划目标:重点突破卡脖子技术,扩大可再生能源

氢能能源战略地位清晰,把握全产业链降本节奏与平价环节。1)战略地位:氢能的能源属性及战略地位已明确,氢能作为来源广泛、清洁低碳、应用广泛、安全高效的二次能源将助力高耗能/高排放行业的低碳转型。2)发展现状:2020年我国氢气年产量约3300万吨,占终端能源总量仅2.7%,为全球最大制氢国,产业发展处于初期。3)规划目标:重点突破“卡脖子”技术,扩大可再生能源制氢规模和应用比重,到2025年燃料电池车保有量约5万辆,可再生能源制氢量达10-20万吨/年。氢能产业有望加速发展,我们对全产业链关键环节进行经济性分析,以期把握当前产业链各环节成本现状,降本节奏及最具平价潜力的方向。

  制氢:副产氢兼具减碳&成本优势,绿氢长期降本空间大。三种主流制氢路径,制氢纯度制约应用,燃料电池用氢要求高纯度低硫低碳氢气,主流氢气纯度大于99.99%,电解水制氢&丙烷脱氢可达99.999%氢气纯度。1)化石能源制氢技术成熟&价格低:a)煤制氢:当煤炭价格为450元/吨时,煤制氢成本约10元/kg,考虑碳捕集后成本约16元/kg;b)天然气制氢:当天然气成本2.5元/m3时,天然气制氢成本约18元/kg。2)工业副产氢兼具减排&经济性优势:焦炉煤气副产氢成本介于9~15元/kg,氯碱化工、轻烃利用、合成氨醇等工艺综合成本介于13~22元/kg。3)电解水成本尚高,有待风光电价下行:碱性电解水已产业化应用,当电价为0.4元/度时制氢成本约30元/kg,其中电费成本占比超70%,当可再生能源电价降至0.15元/度时,绿氢16元/kg与蓝氢平价。

  储运:气态储运成本约8元/kg占主流,管道&液氢运输有望突破大规模运输关键瓶颈。1)长管拖车气态储运:技术成熟,氢源距离为100km时20Mpa长管拖车储运成本约7.79元/kg,成本对距离敏感,短途运输经济性较高。2)气态管道运输:成本主要集中在前期管道建设,天然气管道掺氢研究稳步推进中。3)低温液态储运:大规模运输潜力方向,技术不成熟,当前难点在于设备投资大&液化能耗较高。

  加注:规模化降本&政策补贴驱动加氢站建设,当前加注成本约11元/kg。35Mpa日加氢量500kg的加氢站初始投资约1500万元,满负荷运行下加注成本约11.33元/kg,终端价格约55元/kg(含补贴),核心设备国产化&规模化建设共促成本下降,预计2025年有望降至8.73元/kg。

  应用:补贴支持下氢燃料重卡较燃油重卡具备经济性优势,随燃料电池系统降本&加氢价格下行,预计2026年氢燃料重卡与电动重卡平价。1)现状经济性分析:氢燃料电池客车和物流车由于初始购置成本较高,全生命周期难以实现与燃油车平价。当前“以奖代补”政策倾向于重卡,氢燃料重卡在最高92.4万元补贴下,购置成本与燃油重卡接近,运维成本为燃油车的90%,在运营期第2年可与燃油重卡实现平价。2)降本预测:氢燃料重卡中燃料电池系统成本占比53%,储氢系统占比17%。随质子交换膜、气体扩散层等核心工艺国产化&规模化,燃料电池车成本将快速下行。我们假设2022-2025年燃料电池系统/储氢系统成本年均降幅25%/7%,2025-2030年均降幅20%/5%,补贴逐步退坡,预计2026年考虑初始补贴下的氢燃料重卡可与电动重卡平价。