2020氢能源加氢站发展分析报告.pptx

2020氢能源加氢站发展分析报告,摘要前言：这篇报告回答了投资者最关心的四个问题，为什么氢能源产业链中首先需要关注加氢站？加氢站 发展现状及相关政策是什么样的？建造一个加氢站需要多少钱？以及我们的加氢站运营情况如何？1）加氢站是连接上游氢气和下游燃料汽车用户的纽带，是大规模发展燃料电池车的基本条件。我国的加 氢站核心组件国产化程度较高，若建设能够规模化，可以有效地控制成本。2）截至2020年1月，我国已建成加氢站61座，规划和在建的加氢站有 84 座。政策方面，我国多地相继 出台加氢站补贴相关政策 ，单座加氢站补贴金额100-500万。并且，我国龙头企业，如中石油、中石化 开始布局氢能源产业链，起到了行业带头作用。3）不同类型的加氢站建造成本差异较大，我国建设的加氢站以高压氢气加氢站为主，造价大约在1500 万元，近期有所下降。成本下降主要源于规模化建设以及采用新的设计和技术提高效率，我们推算，未 来加氢站降本空间在30%-40%左右。4）我们的加氢站主要建在物流车、公交车及专用车能够稳定运营的区域，从而保证加氢站的利用率。目 前我国加氢站的利用率约为40%，未来市场规模提升后，我们认为利用率有望达到70%。,风险提示：政策性风险、经营性风险、市场竞争风险、其他不可抗力因素；,目录,1、全球加氢站发展现状及相关政策,4 页,2、加氢站的种类及工作原理,11 页,3、建造一个加氢站需要多少钱,14 页,23 页,4、中美加氢站运营比对5、结论,26 页,1、全球加氢站发展现状及相关政策,国际加氢站相关政策,表1：海外加氢站补贴政策,图1：海外氢能源政策分布图,近些年，世界各国相继出台各种促进 氢能源产业发展的政策。产业链中， 由于加氢站这类基建设施是氢能源产 业上游制氢与下游用户的联系枢纽， 是产业链的核心，政府对加氢站的补 贴和相关规划非常明确。我们认为，对环境的忧虑是政府出 台政策的核心驱动力，这种驱动力 是长期的，可持续的。,我国加氢站相关政策,我国地方政府积极规划氢能源产业建设，出台各类补贴政策，部分地区给出100-500万元的加氢站建设补贴。,表2：各地加氢站补贴政策,全球加氢站数量,近年来，全球加氢站数量持续增长。据统 计，截至2019年底，全球加氢站保有量接 近450座。其中，日本加氢站116座，处于 全球领先地位，德国紧随其后，拥有加氢 站81座；美国目前运行的加氢站为63座； 值得注意的是，中国加氢站数量迅速增加， 截至2020年1月已建成61座；此外，韩国 加氢站保有量30座。由于中、韩两国市场 快速成长，2019年亚洲加氢站数量首次超 过了欧洲地区。,图 2：全球加氢站数量统计（座）,图 3：美国加利福尼亚州加氢站,图 5：美国洛杉矶加氢站,图 4：美国旧金山湾区加氢站,美国加氢站分布,美国是全世界最早进行氢能源创新的国家。加 氢站在加利福尼亚、旧金山、洛杉矶等地区发 展迅速。美国在加氢站建设方面，更加重视与 氢能源应用场景结合，形成当地特有氢能产业 生态圈。,我国加氢站数量,截至2020年1月，我国已建成加氢站61座，规划和在建的加氢站有 84 座。根据国家规划，2020年我国将建成100座加氢站，到2030年实现建成1000座加氢站的目标。,图 6：我国部分加氢站分布图,参与加氢站布局的大型企业,目前，国家能源投资集团、中石化、中石油开始着手规划建设加氢站。例如，中石化广东广州 石化氢燃料电池供氢中心项目已于2019年10月启动，广州石化位于粤港澳大湾区，氢气产能富裕，具备为广州市及珠三角地区氢能产业提供氢气资源的条件，可作为广州市氢气供应基地。这些大型企业布局的方式、使用的技术对中小型企业发展加氢站起到了带头和指导性作用。,表 3：我国大型企业加氢站规划布局情况,2、加氢站的种类及工作原理,我国加氢站的种类,现有的加氢站主要分为站内制氢供氢加氢站和外供氢加氢站两类，工作流程略有不同。站内制氢加氢站：氢站内有制氢设备，可自行生产氢气，经过压缩后实现对外加气。外供氢加氢站：借鉴了天然气子母站的工作原理，从站外工厂(母站氢源)送至加氢站(子站)，经过 二次加压完成对外加气。,图 7：加氢站工作流程图,外供氢 加氢站,站内制氢 加氢站,不同种类加氢站对比,外供氢加氢站可分为高压氢气站、液氢站和复产氢源站三种，其中高压氢气站适合小规模加氢站， 氢气运输成本偏高，基础设施成本较低。液氢站方面，由于我国对液氢管制严格，目前国内没有 液氢加氢站，短时间内难以普遍应用。站内制氢加氢站可分为天然气重整站和水电解制氢站。这类加氢站对大规模加氢站是很好的补充，氢气价格取决于维护成本、电价和燃料价格，基础设施成本取决于装置生产能力。,表 4：各类加氢站成本比对,3、建造一个加氢站需要多少钱？,加氢站核心装备,图 8：压缩机类型,表 5：氢气压缩机制造代表企业,压缩机压缩机是将氢源加压注入储气系统的核心装置，是加氢 站三大核心设备之一，最重要的性能指标是输出压力和 气体封闭性能。根据工作原理和内部结构的不同，压缩机可分为机械式 压缩机和非机械式压缩机两大类。其中，机械式压缩机 可细分为活塞式、隔膜式、线性和离子液体四类压缩机。 非机械式压缩机可细分为低温液体泵、金属氢化物压缩 机、电化学氢气压缩机和吸附型压缩机四类。,加氢站核心装备,储氢瓶是加氢站储气系统的储氢容器，储氢的安全性极为重要，最重要的性能指标是储气压力。氢气与传统工业气瓶的钢质内胆易发生氢脆反应， 诱发容器壁裂纹生长。目前，加氢站高压储氢罐主 要采用碳纤维复合材料或纤维全缠绕铝合金制成的 新型轻质耐压内胆，外加可吸收冲击的坚固壳体。 目前，制造储氢瓶的主要技术壁垒是容器壁复合材 料制备和成型工艺。,储氢瓶,表 6：储氢瓶制造代表企业,图 9：加氢站储氢瓶,加氢站核心装备,加氢系统是为燃料电池汽车加注氢燃料 的核心设备，主要技术指标是加注压力。 氢气加注机的主要结构和工作原理与天 然气加注机相似，相较于氢气压缩机和 高压储氢罐而言技术难度较小。技术优势：系统的硬件模块能在充装过 程中可自动对机械连接、电气连接进行 安全检测，紧急状况下自动停止充装； 软件算法可确保快速精确加注，实现加 氢机、加氢枪、加氢车之间的闭环控制； 系统的远程维护和远程升级功能可大幅 降低系统的维护成本。,加氢系统,图 10：加氢撬装设备,表 7：加氢系统制造代表企业,建设一个加氢站需要多少钱？,不同类型的加氢站建造成本差异较大，我们将给出三种主流加氢站的建设成本，并分别进行讨论。总 体上，加氢站建成所需的与设备相关的费用约为160万美元，考虑投入使用前所需的调试费用、工程 设计费用、管理费用、建筑施工费用等其他费用，总成本将超过200万美元。外供氢高压氢气加氢站对于外供高压氢气加氢站来讲，压缩机、储氢瓶以及加氢及冷却系统是最核心的成本构成部分，约占 加氢站投资总量的50%，其中加氢及冷却系统成本占比最高，约占22%。,表 8：美国外供氢高压氢气加氢站建设成本构成,建设一个加氢站需要多少钱？,国内外供氢高压氢气加氢站当前，我国使用最多的是外供氢高压氢气加氢站。这类加氢站核心设备国产化程度较高，能够使用我国自主研发的储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等。 成本方面，压缩机占总成本较高，约 30%。 国内目前设备制造的发展方向主要是产业规模化，从而降低加氢站的建设成本，促进氢能产业链的发展。,表 9：中国外供氢高压氢气加氢站建设成本构成测算,建设一个加氢站需要多少钱？,外供氢液氢加氢站由于液氢需要保持低温，需要使用低温型压缩机和仪用空压机，价格是高压氢气站的2.93倍，约占总投资成本的28%。此外其他系统价格和建设费用也远高于高压氢气站。总体来看，液氢站建设成本比 高压氢气站成本高30.8%。,表 10：美国外供氢液氢加氢站建设成本构成,站内水电解制氢加氢站站内制氢加氢站较外供氢加氢站多了制氢设施，这类加氢站实现了制氢与加氢一体化，虽然造价高于 外供氢气加氢站，但省去了长途运输氢气的费用。制氢装置是这类加氢站中成本最高的组件，例如水 电解站使用的是电解装置，成本约占加氢站总投资40%。,建设一个加氢站需要多少钱？,表 11：美国站内水电解制氢加氢站建设成本组成,我国部分加氢站投资一览表,我国早期建造的加氢站设计的加注压力多为35Mpa，主要原因是我国燃料电池车以商用车为主，如 客车、专用车、物流车等，这类车需要35Mpa的加注压力，而小轿车需要70Mpa的加注压力。目 前，新建的加氢站开始出现了35/70Mpa并存的加注压力设计，这类加氢站不仅可以给商用车加氢， 还可以服务于乘用车。随着技术发展，核心部件国产化程度逐步提升，投资金额逐年下降，并开始出现复合型加氢站，即 充电与加氢一体化的大型加氢站。,表 12：部分加氢站投资情况,可降成本空间,在加氢站成本下降呈现积极趋势。总的来看，成本下降主要源于规模化建设以及采用新的设计和技术 提高效率。我们对加氢站最核心的三大部件进行规模化估计，压缩机需求量增加到100套/年时，部件 总成本能够较目前下降56%，核心部件直接生产成本有望降低82%；储氢系统年需求量达到100套时， 成本大约可降低8.5%；加氢系统年需求量达到500套时，成本可下降30%-35%。由此，我们推算， 未来加氢站降本空间在30%-40%左右。,表 13：加氢站核心部件降本空间,4、中外加氢站运营比对,中国加氢站案例分析,上海是中国领先的燃料电池应用城市之一。目前上海在嘉定、奉贤和江桥地区拥有三个加氢站。并 且，随着上海继续扩建其加氢基础设施，有13个加氢站正处于选址阶段。作为周边地区重要的物流 枢纽，一大批物流企业在这一区域建立了物流中心和仓储网络，稳定运营的燃料车和氢气生产、运 输、加氢站形成了一套完整的氢能源产业闭环。这个模式能够稳定运行的前提是有巴士、物流车和通勤车定点、定时、定路线的运营需求，从氢气 的生产到车辆的闭环运行模式以及地方政府的大力支持。,图 11：氢能源产业链闭环,图 12：苏州、昆山、上海加氢站与物流企业分布图,中、美加氢站运营情况对比,图 13：美国季度加氢站使用率,图 14：中、美加氢站使用加注压力对比,资料来源：California Energy Commission、Trend Bank、风证券研究所,表14：中美加氢站情况对比,5、结论,加氢站可以接受剩余的电力产生的氢气。由于季节性需求变化，加氢站可以为可再生能源， 如风电、光伏的周期储存提供解决方案。,1,加氢站在地理上较为分散，可以充当电网的平衡器。相反地，充电站则增加了电网峰值需求。,人们上班开车，下班或假期时集中充电，快速充电会迅速推高电网负荷。为了提升峰值，电 网公司需要对配电设施进行升级，费用昂贵。而加氢站内置能量储存，可以从电网间隔性地 产生氢能。并且，相较于电池，大型储能装置建造成本更低。,2,加氢站占地面积小，并且更高效。同类车型下，加氢只需要快速充电所需时间的6.67%-10%，在保证同时间内给相同数量汽车加氢或充电时，加氢站占地面积显著小于充电站。,3,发展加氢站的必要性,THANKS,