初中化學告訴我們,氫氣在充分燃燒的條件下,產物只有水。在碳中和的大背景下,氫能自然也被提上議程,並且政策持續加碼。前有光伏和風電帶來豐厚的回報打頭陣,那麼同樣備受關注的氫能當前投資價值如何呢?
政策持續加碼,市場空間不斷擴大
2019年兩會期間,氫能被首次寫入《政府工作報告》,之後工信部、國務院、發改委等多部門陸續發佈支持、規範氫能產業的發展政策。
2020年9月,財政部、發改委等五部門聯合印發燃料電池示範應用通知,並進一步明晰了對燃料電池汽車商用及氫能供應的獎勵。
2021年10月,國務院印發《2030年前碳達峯行動方案》,方案裏強調要積推動氫能在交通運輸領域的應用,到2030年當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右,同時有序推進充電樁、配套電網、加註(氣)站、加氫站等基礎設施建設,提升城市公共交通基礎設施水平。
2021年國務院在《“十四五”規劃及2035年遠景目標綱要》中提到,在包括氫能與儲能在內的前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃。同時在碳中和政策背景下,各個省份均在“十四五”規劃當中強調積極發展清潔能源利用,推動碳達峯、碳中和行動,從長期目標來看氫能產業的發展是其中關鍵之一。
從持續發佈的引導政策來看,氫能被予以厚望。
此外,各地政府也積極出台氫能產業發展規劃,主要聚焦在氫燃料汽車(主要為城市公交大巴車和物流車)的推廣、燃料電池核心技術研發、加氫基礎設施建設以及氫能示範城區的打造。
和風光靠補貼起來的一樣,隨着燃料電池技術的進步,我國正在實施各種財政政策補貼扶持燃料電池汽車商業化發展。2020年9月起,我國對氫燃料電池汽車開始為期4年的“以獎代補”政策,對入圍示範的城市羣,按照其目標完成情況撥付獎勵資金。具體而言,有以下幾個特點:
(1)補貼領域:燃料電池汽車的推廣+氧能供應,利好燃料電池核心零部件國產化。燃料電池汽車推廣方面,除了對整車進行獎勵,同時對國產的電堆、膜電極、質子交換膜、碳紙、催化劑等燃料電池關鍵核心零部件環節進行積分獎勵,促進零部件的國產化替代。氫能供應方面,主要對車用氫氣實際加註量給予積分獎勵,其中,綠氫的補貼額高於灰氫。
(2)補貼方式:“以獎代補”,而非大面積補貼。氫燃料電池汽車的補貼將由面向全國大範圍式的購置補貼方式,轉為面向入圍城市羣的燃料電池汽車商用補貼。同時,補貼需項目完成並達標後,經專家評審通過,對示範城市予以獎勵。
(3)補貼額度:對入選城市羣,每個城市羣最多獲17億獎勵補貼採用積分制,對獲批的城市羣組,燃料電池汽車的商業應用補貼上限為15億元,氫能供應補貼上限為2億元。
在政策的推動下,讓氫燃料電池汽車有望更快實現商業化,實現大規模放量。
根據工信部、中國汽車工程學會編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》指出,到2025,年氫燃料電池汽車保有量達10萬輛左右,到2030-2035年,保有量達100萬輛左右。
而2020年燃料電池汽車保有量為1萬輛,銷量為1177輛;民生證券預計2020-2025年年銷量增速均值為56%,2025年年銷量預計能達到3.7萬輛,年銷量增速均值為20%,2035年年銷量預計達到20.6萬輛。
可見,氫燃料電池汽車的市場十分廣闊,行業超高速的增長,必然將再次產生類似寧德時代(300750.SZ)的大牛股。
值得注意的是,儘管氫燃料電池前景無限,但眼下氫燃料電池仍面臨諸多問題,要大面積商業化並不容易。
大規模商業化難度不小
1)催化劑鉑稀缺,國內嚴重依賴進口,價格有望進一步走高。電動車上最貴的是電池,貴的是正負極和電解液,加上外圍的線路、冷卻、殼體等。這十多年電動車從無人問津走向千家萬户的過程,歸根結底就是在投資與補貼的共同助力下,鋰電池從極其昂貴到成本可接受的過程。
而燃料電池,是讓氫氣和氧氣以一種非燃燒的形式,發生氧化還原反應,反應過程釋放出電能。
所以氫燃料電池更接近燃油車,即電能是由儲存的氫與外界的氧,在燃料電池堆中“現發現放”,而不像電動車那樣外接電網充電並儲存在電池裏“先存再放”。
也正是因為這個原因,一輛氫燃料電池車最貴的是能量發生裝置而不是儲能裝置,即燃料電池堆而非儲氣罐。燃料電池堆之所以能讓氫、氧在不燃燒的情況下氧化反應,最關鍵的部件是二者之間的質子交換膜,而交換膜需要一種價格不菲的貴金屬:鉑。
在燃料電池堆中,鉑充當加快反應的催化劑,其用量直接關係到燃料電池的發電功率。國外氫燃料電池鉑的用量已實現<0.2g/kW,而我國催化劑用量普遍處於0.3-0.4g/kW的水平,而按0.2g/kw,單車鉑的用量為20g計算(對應功率僅100kw),當前鉑單價為228元/克,僅鉑的用量成本就高達4560元。
值得一提的是,全球鉑礦供應呈明顯寡頭效應。2019年全球鉑資源已探明儲量約6.9萬噸,南非佔全球總儲量91.3%;2019年全球鉑礦產量約6093千盎司(1895噸),南非以4402千盎司居首(1369噸),佔比72%,前五國家佔全球總產量97%。英美鉑業、斯班一靜水、羚羊鉑業、諾里爾斯克鎳業四家生產商的全球份額佔比達到70%。
中國鉑資源票賦較差,進口依賴度高。中國當前已查明鉑族金屬總儲量僅400噸,2019年總進口量/消費量分別為714/72噸,進口依賴度達到993%。南非是中國鉑金屬主要進口國家。
可想而知,若氫燃料電池大規模推廣的話,鉑的價格也會進一步走高,並且與鋰礦相比,鉑顯得更加稀缺。若氫燃料電池大規模商業化,並且沒有找到更合適的催化劑,那麼鉑的成本將難以下降。
2)制氫成本不菲。氫氣的來源可以通過合成氨、合成甲醇、煉焦、煉油、氯鹼等傳統石油化工行業中提取獲得,也可以通過電解水的方式製取。
傳統制氫工業中以煤、天然氣等化石能源為原料,稱為“灰氫”。制氫過程產生二氧化碳排放,製得氫氣中普遍含有硫、磷等雜質,對提純及碳捕獲有較高要求。
儘管焦爐煤氣、氯鹼尾氣等工業副產提純制氫,能夠避免尾氣中的氫氣浪費,實現氫氣的高效利用,但從長遠看無法作為大規模集中化的氫能供應來源。
而電解水制氫又稱為“綠氫”,這種方式製取得到的氫氣純度等級高,雜質氣體少,易與可再生能源結合,被認為是未來最具發展潛力的綠色氫能供應方式。但技術不成熟,成本也極高,因此如何降低氫氣的製取成本也是關鍵之一。
3)儲氫技術尚待突破。氫儲存的方式有高壓氣態儲氫、低温液態儲氫和固態儲氫。目前高壓氣態儲運氫技術相對成熟,是我國現階段主要的儲運方式。氣態下的氫通常以20MPa鋼製氫瓶儲存,並通過長管拖車運輸,適用於短距離、小規模輸運。管道輸氫是實現氫氣大規模、長距離運輸的重要方式,但建設成本較大,目前我國僅有100km管道建設。數據顯示,對於高壓氣態運氫運輸,當運輸距離為50km時,運輸成本為3.6元/kg,隨着距離的增加長管拖車運輸成本大幅上升,當運輸距離為500km時,氫氣的運輸成本達到29.4元/kg。
儘管液態儲氫適用於距離較遠、運輸量較大的場合,但裝置投資較大,能耗較高。而固態儲氫雖然具有儲氫密度高、安全性好、氫氣純度高等優勢。但技術複雜,成本高,尚無規模化使用。
4)加氫站又是一筆不小的投入。除了前面提及的問題以外,和電動車相比,而供電網絡是現代社會最基本、最成熟的基礎設施。雖然安裝充電樁,尤其是大規模建設公共充電站,依然對電網有着不小的負荷壓力,但終究是可以基於一切現有供電基礎設施的。充電網絡建設,更多是充電樁、站、場等終端的成本,並不需要單獨為充電設施另鋪設一套供電網絡。而氫能源汽車必須重新修建加氫站,據東吳證券研究顯示,加氫站的投資價格高達1500萬元,相當於傳統加油站的數倍,除建設成本外,還面臨着設備維護、運營、人工、税收等費用。
而加氫站的成本也必將計入氫燃料電池的成本之中。如此來看,氫燃料電池要實現平價,還有極大的路要走。
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濰柴動力(02338):電堆龍頭巴拉德的第一大股東。濰柴動力是國內重卡及動力總成,主要產品包括全系列發動機、變速箱、車橋、液壓產品、重型汽車、叉車、供應鏈解決方案、燃料電池系統及零部件、汽車電子及零部件等,其中,發動機產品遠銷全球110多個國家和地區,廣泛應用和服務於全球卡車、客車、工程機械、農業裝備、船舶、電力等市場。
2016年公司戰略投資蘇州弗爾賽能源科技,此後公司與博世、CeresPower等展開氫能源相關合作。2018年公司投資公告出資1.63億美元認購Ballard19.9%的股份,成為其第一大股東,與此同時公司啓動林德液壓產業園項目主要發展方向包括氫燃料電池和固態氧化物燃料電池等。與瑞士飛速集團戰略合作,進一步縱向延伸燃料電池產業鏈佈局,提高燃料電池動力總成的核心競爭力,彌補我國氫燃料電池核心部件短板。氫燃料電池加速產業化、規模化。建成集研發、測試、檢驗、試製等功能於一體的國際一流水平的燃料電池產業園,形成了完整產業鏈檢驗檢測能力;在全國開通燃料電池公交專線29條,運行里程超過800萬公里。
億華通-U(688339.SH):成立於 2012 年,是氫燃料電池系統製造商龍頭,在產業佈局上也涉及膜電極、雙極板、電堆、系統及檢測等全自主可控的氫能源中游產業鏈。
2019年中國氫燃料電池系統裝機量為128.1MW,對應的億華通市佔率為18.19%(國內第二),而TOP5佔的氫燃料電池裝機量的79%。2020年氫燃料電池系統裝機量下降至79.2MW,對應的億華通市佔率為15.4%(國內第二),TOP5佔2020年中國氫燃料電池系統裝機量的69%。截至2021年10月,億華通單月市場份額約為40%。
2021年市場份額迅速提升,主要原因為冬奧會訂單的陸續釋放。除此之外,億華通上市募集資金建設年產能8000套燃料電池發動機系統自動化生產線,計劃2021年建成投產,並於2024年總產能達1萬套。