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绿氢绿氨经济性前景

国信证券研究报告系统分析了绿氢绿氨的经济性前景。绿氢成本约35元/kg,是灰氢和蓝氢成本的1.4-2.2倍,但西部地区光伏大发时段电价可低至0.15元/kWh,为绿氢制取提供成本优势。当电价为0.1元/kWh时电解水制氢成本18.60元/kg,接近天然气制氢成本;新能源电价0.13元/kWh时绿氨全成本约2643元/吨。中国氢能联盟预测到2050年可再生能源制氢将占市场80%份额,绿氢绿氨长期发展空间广阔。

绿氢成本现状与下降路径

当前绿氢成本约35元/kg,是灰氢(煤制氢6.7-13.4元/kg)和蓝氢(天然气制氢9.0-16.8元/kg)的1.4-2.2倍。2022年绿氢仅占氢气总产量1%,远低于灰氢(煤制氢56%、天然气制氢21%)。制约绿氢发展的核心因素是成本和基础设施。

电价是电解水制氢成本的最大变量。当电价大于0.2元/kWh时,电价占制氢成本超50%;当电价为0.3元/kWh时占比达61%。西部地区风光资源丰富,午间光伏大发时段电价可低至0.15元/kWh左右,为低成本绿氢制取提供了天然优势。

《新能源电解水制氢技术的经济性分析》测算显示:当电价为0.1元/kWh时,制氢总成本为18.60元/kg(含税),接近天然气制氢成本;当电价为0.15元/kWh时,成本为21.60元/kg;当电价为0.2元/kWh时,成本为24.59元/kg。电价从0.5元/kWh降至0.1元/kWh,制氢成本下降约73%。

未来绿氢成本下降路径包括:电价下降(弃风弃光电力利用)、电解槽规模化应用降本(设备投资下降)、技术工艺成熟(能耗下降)、政策补贴支持。中国氢能联盟预测到2050年可再生能源制氢将占市场80%份额。

绿氨:合成氨工业脱碳的核心路径

中国是全球最大合成氨生产国,产量从2018年4587万吨增长至2022年5806万吨(CAGR 4.8%)。头豹产业研究院预测2027年产量将达7509.7万吨,市场规模2402.9亿元。合成氨主要通过煤制合成氨(占总产能80%),是碳排放最高的化工行业之一(2.2亿吨),高于甲醇、乙烯等行业。

绿氨制备在中国拥有广阔发展空间。哈伯法是目前最成熟可靠的合成氨技术,电化学法绿氨尚处实验研发阶段。电价是影响合成氨成本最为关键的因素,《不同应用场景下新能源制氢合成绿氨经济性分析》测算显示:在新能源电价0.1-0.2元/kWh时,生产合成氨全成本区间为2275-3563元/吨(含税价)。

国内已规划绿氢项目58个,合计规划产能超1188万吨。已建成项目2个(产能42万吨)、在建项目9个(产能293万吨),未来随着项目逐步落地,绿氢产业将迎来高速发展期。

绿氢应用场景与终端需求

绿氢体积能量密度较高,适用于储氢,体积载氢效率是氢气的1.5倍,且更容易液化(常压-33℃即可液化,氢气需低于-253℃)。绿氢技术体系和储运基础设施完备,可通过管道、船舶、公路拖车等多种方式运输。

绿氢应用场景涵盖能源、工业、交通三大领域。能源领域:作为清洁燃料替代煤炭为火电厂提供清洁燃料,替代部分化石能源为发动机提供清洁燃料(如船舶运输);工业领域:合成肥料、化工原料替代;交通领域:燃料电池汽车用氢。

中国氢气需求量2050年有望达1.95亿吨(占全球近30%)。据中国氢能联盟数据,2020-2050年间每十年中国氢气需求量平均复合增速分别为4.8%、10.6%、5.9%。氢能占终端能源需求比重将从目前的约0%增至2040年的2%左右,2060年进一步提升至12%-14%,成为终端能源需求的第二大能源品种。

加氢站基础设施加速建设。截至2023年底我国已建成加氢站474座(+122座),覆盖30个省,2024年预计达569座。广东、山东、浙江、江苏、河北分布最多。
不同电价下绿氢与绿氨成本测算
电价(元/kWh)绿氢全成本(含税,元/kg)绿氨全成本(含税,元/吨)
0.1018.602275
0.1321.602643
0.1524.602900
0.2030.603563
0.3042.60

投资机会:绿氢产业链的前瞻布局

绿氢绿氨长期发展趋势向好,但当前仍处早期阶段,投资需把握节奏。

电解槽设备:碱性电解槽(技术成熟、成本低)和PEM电解槽(效率高、响应快)为主要技术路线,受益于绿氢项目放量。建议关注隆基绿能、阳光电源、华电重工等。

绿氢项目运营:风光制氢一体化项目在西部地区具备成本优势,随着电价下降和技术进步,经济性拐点有望加速到来。已规划项目逐步落地将贡献业绩增量。

储运与加氢站:氢气储运和加氢站是产业链关键环节,政策支持和基础设施完善将推动行业发展。建议关注氢能储运设备、加氢站建设相关标的。
点击阅读报告原文: 公用事业:能源结构绿色化进展及前景-241122(38页)
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