2023氢能＆燃料电池行业产业链系列报告之十六：潜在亿吨放量空间绿氢消纳及驱动力探讨.docx

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1、氢能&燃料电池行业研究氢能&燃料电池行业产业链系列报告之十六一潜在亿吨放量空间，绿氢消纳及驱动力探讨投资逻辑氢气消纳潜在上亿吨量级，带动万亿市场规模启动。氢气消纳主要集中在化工、钢铁、储能和交通四大领域，从短、中期以及理论极限值分析来看，短期已立项规划的绿氢项目可带动上百万吨氢气需求和上百亿元市场空间，而在绿氢全面渗透下，潜在的消纳空间高达亿吨，将催生氢气和相应设备的万亿市场规模。绿氢放量高增趋势已成，新增绿氢消纳问题逐步凸显。中国绿氢项目数量及政策规划量双高增，当前已立项产能达242万吨、2025年各地政策规划总量达100万吨，将带动电解槽的装机高增。根据政策规划，2025年电解槽装机量在中

2、性/乐观情况下将达到19/28GW,目前招标已达GW级别，2023-2025年CAGR将达180题放量高增已成趋势。当前国内氢气供需趋于平衡，化工行业氢气产量/消耗量约3800/3540万吨，根据统计和测算的已立项/短期/中期绿氢产能270/341/9000万吨看，供给端将高速增长，绿氢消纳问题逐步显现。基于氢气工业原料和能源产品的双重属性，以及碳排放双控等政策下多个行业开启的绿色化转型，未来氢气消纳将集中在化工、钢铁、交通、电力四大行业。化工：氢气作为工业原料直接消纳，项目升级减碳将带动绿氢消纳。传统高碳排放工业新增产能受控，氨基绿色化工将成为产业转型的重要突破口，绿氢需求先后受替代渗透和新

3、增项目带动。（1）合成氨：供需趋紧下产能有望迎来逐步恢复，制氢环节是合成氨主要碳排放来源，电解水制氢可实现零碳排放，绿氨规划已超800万吨，带动百万吨氢气增量；（2）甲醇：考虑到煤制甲醇新项目难以获批，绿色甲醇有望成为新增产能突破口，当前规划量已达到450万吨，对应约86万吨氢气增量；（3）炼化：高端化、绿色化发展成为新趋势，氢炼化将成为石化工业碳中和关键,“十四五”全国清洁生产推行方案提出石化化工行业实施绿氢炼化降碳工程，炼厂绿氢渗透率有望稳步提升。钢铁：行业开启绿色转型，碳税下绿氢渗透有望提速。钢铁行业脱碳难度高、体量大，其碳排放量约占中国碳排放总量的15,优碳转型需求迫切。电气化难以实现

4、完全脱碳，氢气具备高能量密度及热值，采用绿氢替代焦炭还原及煤掺烧绿氢供热将成为钢铁领域脱碳的关键路径，国内大型钢铁企业已开启氢冶金试点项目，产能规模达到740万吨，对应将带动约40.7万吨氢气需求。钢铁领域对氢气成本敏感度高，碳税落地将驱动绿氢渗透提速。以焦炭价格2500元/吨测算，无碳税下，氢炼铁与焦炭炼铁平价时的氢气成本为9.55元kg,50欧元/吨碳税下，将提升至15元kg,此时绿氢的制取成本对应电价为0.2元/kWh,并且低于灰氢加碳税的成本。储能：风光消纳压力提升，大规模、长周期氢储能迎机遇。可再生能源大规模应用根本性问题在于消纳，在源侧实现风光消纳并发展大规模长时储能，是实现绿色大

5、电网稳定供电的关键，也是绿电外送的前提。氢储能是长周期、大规模储能的优选项，大规模应用和时间边际成本低，上游侧耦合风光设备电解水制氢，可解决风光消纳及上网问题，新能源配储需求推动氢储能放量，风光氢储一体化项目逐步落地，开工的一体化项目对应制氢产能已达28万吨。交通：率先打开绿氢消纳第一缺口，放量确定性强。当前燃料电池重卡在补贴下可实现TCO平价，平价下绿氢应用场景加速率先突破，根据2025年各地区政策规划，燃料电池汽车保有量达到11.8万辆，放量具备较高确定性，将拉动绿氢在需求侧的消纳，预计2025年氢气需求量达160万吨。投资建议绿氢产能放量高增已成趋势，绿氢全面渗透下潜在消纳空间高达亿吨，

6、将催生氢气和相应设备的万亿市场规模，布局相关氢能核心装备企业将率先受益，电解槽：华电重工、昇辉科技、华光环能、亿利洁能；检测设备：科威尔。风险提示技术研爰进度不及预期、下游氢能推广滞后、政策和项目落地不及预期。内容目录综述：氢气潜在亿吨消纳空间，带动万亿市场起步5一、绿氢放量高增趋势已成，新增绿氢消纳问题逐步凸显61.1 规划和招标逐步落地，绿氢放量高增已成趋势61.2 绿氢规划高增下，消纳问题逐步凸显91.3 四大场景消纳绿氢，放量潜力多集中于三北地区11二、化工：氢气作为工业原料直接消纳，项目升级减碳将带动绿氢需求131.1 传统高碳排放工业新增产能受控，氢基绿色化工将成为产业转型重要突破

7、口131.2 合成氨产能有望迎来逐步恢复，绿氢合成氨将率先实现规模化示范应用151.3 甲醇产能整合升级，绿色甲醇有望成为甲醇新增产能突破口191.4 高端化、绿色化发展成为新趋势，绿氢炼化将成为石化工业碳中和的关键21三、钢铁：行业开启绿色转型，碳税下绿氢成为脱碳关键原料及能源223. 1钢铁行业脱碳难度高、体量大，政策引导下行业开启绿色升级223.2绿氢成为钢铁行业脱碳关键原料及能源，碳税下绿氢渗透有望提速23四、储能：风光消纳压力提升，大规模、长周期氢储能迎机遇254. 1可再生能源大规模应用根本性问题在于消纳，以西北为代表的新能源消纳压力显现254.1 储能需求逐步高增，源侧发展长周期

8、、大规模储能是绿色大电网稳定供电的关键274.2 氢储能大规模应用和时间边际成本低，是长周期、大规模储能的优选项28五、交通：率先打开绿氢消纳第一缺口，放量确定性强305. 1实现补贴下全生命周期成本平价，率先打开绿氢消纳305.2燃料电池汽车放量确定性高，带动绿氢需求侧增量确定性较强31六、投资建议33七、风险提示34图表目录图表1：氢气消纳理论极限上亿吨，带动万亿市场规模5图表2：四大领域氢气消纳短中期及理论极限规模测算值5图表3：2023-2023年已立项绿氢项目合计约达到270万吨6图表4：各地政府政策规划绿氢量在2025/2030/2035年达到100/100/250万吨（万吨/年）

9、6图表5：2025年中国对应电解槽装机量预计将达到19/28GW7图表6：2023年绿氢项目电解槽招标情况8图表7：2023年绿氢项目开工和EPC招标情况9图表8：氢气具备工业原料和能源产品双重属性9图表9：氢能在各行业脱碳路径中承担角色10图表10：氢气使用结构以合成氨、甲醇、炼油及直接燃烧为主10图表11:氢气供需趋紧11图表12：化工、钢铁、交通和储能领域使用绿氢路径11图表13：全球相关机构对氢在各领域中的应用渗透率逐年提高12图表14：三北地区绿氢成本与规模具备规模化发展优势12图表15：产业结构调整指导目录（2023年本）鼓励氢能应用并且限制及淘汰部分传统高碳排放产业.13图表16

10、：高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2023年版）提出引导各化工行业绿色化升级改造14图表17：化工行业氢能利用路径分为现有替代以及新增需求两种模式14图表18：绿氢在化工领域应用场景主要为替代原有灰氢15图表19：2017-2023年我国合成氨产能、表观消费量、产量走势图（万吨）供需趋紧15图表20：U）16图表21：我国合成氨COz排放量占比达I1）I116图表22：绿氢合成氨可实现除供热环节外的全零碳排放16图表23：绿氢、绿氨制取过程17图表24：绿氨规划已超800万吨（下表为部分项目示例）18图表25：20172023年我国甲醇产能、表观消费量、产量走势图（万吨）19图表2

11、6：绿色甲醇规划已达450万吨20图表27：全球运营和在建的甲醇燃料船舶达60余艘21图表28：以绿色、低碳、循环为特征的综合性炼厂21图表29：“十四五”全国清洁生产推行方案提出石化化工行业将实施绿氢炼化等降碳工程22图表30：国内制造行业碳排放量占比达到36.22图表31：绿氢替代焦炭直接还原铁并配加电炉炼钢是钢铁行业完全脱碳的关键模式之一23图表32：氢能热值是其他传统化石能源的数倍23图表33：氢基零碳工业园区发展模式24图表34：氢冶炼技术分类24图表35：近期已宣布的氢冶金试点项目产能达到740万吨24图表36：灰/蓝/绿氢成本及加碳税后成本（元kg）25图表37：氢/焦炭炼铁成本

12、平价时的氢气价格（元kg）25图表38：近三年风电按利用率相对较低省份逐月利用率情况26图表39：近三年光伏利用率相对较低省份逐月利用率情况26图表40：2023年各省风电、光伏累计装机占比三北地区居前列27图表41：2023年各省风电、光伏新增装机占比三北地区居前列27图表42：电解水制氢联动能源基地与用能负荷协同发展28图表43：氢储能适用于季度调峰28图表44：各种储能方式的最优储能容量、储能时长28图表45：光伏、风电制氢典型场景29图表46：电解水制氢的应用场景29图表47：氢储能应用产业链30图表48：2023年开工风光氢储一体化项目对应制氢产能已达28万吨30图表49：燃料电池重

13、卡全生命周期成本测算框架31图表50：FCV和BEV重卡TCo对比（短岛）31图表51：FCV和BEV重卡TCO对比（长途）31图表52：燃料电池汽车5大示范城市群32图表53：“以奖代补”补贴政策对比过往更聚焦于各地方政府32图表54：20232025年氢能汽车保有量测算超10万辆（辆）32图表55：2025年各地方燃料电池车推广目标加总达到11.8万辆33图表56：2025年交通领域氢气需求量将达到160万吨（吨）33综述：氧气潜在亿吨消纳空间，带动万亿市场起步氢气消纳潜在上亿吨量级，带动万亿市场规模。根据全文以及我们之前发布的氢能产业链系列深度报告之十三“绿氢催生新兴市场启动，电解水设备

14、技术路线与成本之争”的测算和分析，氢气消纳主要集中在化工、钢铁、储能和交通四大领域，从短、中期以及理论极限值分析来看，短期已立项规划的绿氢项目可带动百万吨氢气需求和百亿元市场空间,而在绿氢全面渗透下，潜在的消纳空间高达亿吨，将催生氢气和相应设备的万亿市场规模。图表1:氢气消纳理论极限上亿吨,带动万亿市场规模领域类型绿氢潜在可渗透的行业规模使用绿氢的对应产品规划量短期规划对应绿氢量合成氨6000万吨805.1万吨141.7万吨化工甲醇8000万吨478.85万吨89.8万吨炼油7亿吨假设3%渗透23.1万吨钢铁钢铁冶炼18.9亿吨740万吨40.7万吨储能储存电能6000亿kWh28.18万吨28.18万吨交通商用车839万辆假设15%渗透率18.4潜在市场规模短期中期理论极限氢气需求规模（万吨）341896430959电解槽装机规模（GW）20836466726氢气市场规模（亿元）9301627730025电解槽市场规模（亿元）490714613451来源：国金证券研究所测算图表2:四大领域氢气消纳短中期及理论极限规模测算值氢气消纳规模（万吨）短期中期理论极限合计341896430959化工2559983326钢铁40529217639储能282282382交通1824477611电解槽装机规模（GW）短期中期理论极限合计20836466726化工155406723钢