氢能产业发展趋势及投资布局分析

来源:未知 飙马 2021-06-02 13:32

引言:每次能源脱碳都在改变人类文明,每次能源的转换都会伴随大国兴衰。19世纪工业革命,煤炭的使用诞生了日不落帝国,20世纪油气时代,美国成为世界第一工业国,21世纪新能源革命势不可挡。纵观中国的新能源革命,经历了发展光伏风电、构建特高压网络、扶持新能源车等,但也暴露出可再生能源弃电、新能源车续航动力等问题。在新时代碳中和的时代背景下,氢能被寄予厚望。东滩智库做了《氢能产业发展趋势及投资布局分析》专题分享,今天将这一专题分享转为文字,供感兴趣的朋友学习交流。(附分享视频)

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大家好,本次专题分享为氢能产业发展趋势及投资布局研究,主要包括三部分内容,一是产业的发展概况,二是细分市场的发展特征,三是产业的格局及园区案例。

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 氢能产业发展概况

氢能产业是一种以氢气为能量载体,通过燃料电池等做转换,直接生成电能等能量的新能源。其燃烧热之高,约是锂电池的100倍,其具有灵活高效、清洁低碳应用广泛三大核心特征,成为了未来能源的新星。

纵观其发展历程,起步于燃料电池的实验室探索以及美国应用于宇宙航空航天领域,但是由于成本和纯电动车应用等问题,经历了较长的停滞搁浅期。直到09年日本首推家庭燃料电池,及14年丰田首推燃料电池车,进入了技术突破和商业化应用时期。随后多个国家制定氢能发展规划,产业进入全面提速期,未来随着技术的进一步突破和规模化的进一步应用,有望迎来产业的发展爆发期。

从全球格局看,技术储备方面,日本专利第一,是产业技术的掌握者,中国虽然基础研究领跑,但是应用技术不足,产业链的核心掌控能力不强。从全球主要国家的战略来看,侧重点各有不同,日韩重应用,欧洲推基建,中国以能源转型、战新产业为核心,侧重科技创新和下游应用的推动。

从中国的环境来看,国内政策铺路,政策的方向已经由燃料电池车购置补贴、下游的市场,向基础设施、关键零部件、运营服务等供给端倾斜,如氢能汽车的十城千辆工程已经发布,强调技术攻关区域合作和示范应用。从中国的发展基础看,中国是世界最大产氢国,商用车的最大应用地,并且装备和储氢材料的制造基础雄厚,已经成立了产业创新联盟,具备产业化的基础,中国已有了氢能产业化提速的基础环境。在这里整理了国家和地方的相关规划政策。

从市场前景看,在供给端,在全球未来的能源供给体系中,氢能约占18%,将改变能源的供给结构。从需求端来看,我国规划到2035年,燃料电池车将达到130万辆,下游相关产品的市场即将打开。

从产业现状看,目前我国氢能产业发展主要有四大问题,一是核心技术受限,相关制造的成本较高,产品成熟度不足,规模化生产弱。二是产业链不完备,部分的关键零部件以及核心的设备仍然依赖进口,国产的能力较弱。第三是基础设施建设尚不足,但是目前进程已加快,我国加氢站等基础设施已经跃居全球第二。四是顶层设计待加强,与美日韩相比,我国尚未出台国家层面的发展战略和产业定位。

从发展趋势看,氢能产业呈现四大态势,一是产业链呈现“自下而上”的发展突破。由于上游的技术较难突破,在下游的市场有望随着基础设施和示范应用的推广率先突破,然后向中游以及上游的链条去延伸。二是“资本+技术”成为推动快速产业化的发展路径,政府、大型央企等社会资本进入储运加氢燃料电池等高技术含量的环节。三是终端的应用场景将会丰富。目前主要以交通为主的单一应用是不利于技术验证和全产业链降本,未来将会加速向氢能船舶等交通以及工业建筑等其他场景拓展。四是区域的协同分工明显、专业化的集群有望涌现。一方面示范城市群的支持政策已出,区域的产业链协同或成为主流,并且随着能源供需统筹,制造环节分工协作和设施的网络联通,像专用设备、氢能科创、整车制造、氢能服务等集群将会在各地增加。

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 细分市场发展特征

首先来看一下氢能的产业链,由上游的制氢储运加氢中油的燃料电池以及下游的应用构成,其中上游的制氢包括氢气的制取和相关设备的制造,储运包括储存装备的制造和相关运输服务,加氢包括加氢站建设运营和相关设备的制造。中油燃料电池是整个产业链的核心技术和制高点,下游的应用涉及交通、固定式电池等多领域。下面就这5个环节进行一个详细的展开。

1、制氢环节

第一个是制氢环节,氢气的制取主要有5大路径。目前我国主要是化石燃料、工业副产和电解水制氢三大路线,技术相对成熟,供给充足,目前是以化石燃料为主,但是制氢路线并无最优选择,要结合区域资源科技,还有制氢的产量经济性,综合考虑。发展趋势方面,未来利用可再生能源弃电进行电解水制氢,将成为主要的制氢方式。

从市场主体看,制氢企业主要有4类主体,一是石化企业依托副产氢自建自用的基础来拓展制氢规模,如美景能源的焦炉气制氢。第二类是大型的能源公司依托能源供应等的技术优势,主要采取化石燃料制氢的方式,并且探索可再生能源制氢新技术,如国家能源集团、中石化等。第三类是电力公司依托风光发电的优势,发展绿氢制备的业务,如三峡新能发展光伏+制氢,华能做风电+制氢。第四类是装备制造商,主要是进行专业的设备以及技术服务,如做电解水制氢装备的苏州竞立,目前这4类企业主要是以大型国企央企为主,他们依托技术和资金的优势进行抢先的布局,从企业的动态来看,业务方面制氢企业从制氢向中下游去拓展,谋求‘’制-储-加-运‘’的一体化布局,甚至向燃料电池拓展。

从布局的特征上看,是优选氢源充沛和产业基础好的地区,如氢气制造都分布在山东、山西等地,而设备制造的企业集中在天津、江苏等装备制造产业基础好的地区。

2、储运环节

第二个是储运环节,目前我国的由于储运技术的门槛较高,依赖基础设施,成为产业发展的难点。目前氢气的储运主要有4种方式,我国以气态储运为主,运输方面也有4种方式,我国以气氢长管拖车为主,整体来看主要是发展的气态储运氢,整体是较落后的,技术突破和规模的提高是关键。

从发展趋势上看,是从气态向固液态储运来发过度发展的。那么液氢罐车相关装备以及有机和固态储氢的材料前景是广阔的。目前重点的储运发展领域是气氢和液氢,在气氢方面的话,目前行业集中度是相对较低的,国内制造厂商已经成了一定的规模,未来高压轻量和质量稳定的气态储氢设备将成为市场的热点。

比如70MPa的Ⅳ型碳纤维瓶的制造,而低温液氢领域目前是美欧巨头垄断,美国是独大的,中国液氢尤其是在民用领域才刚有突破,正是由于美国的进口封锁等国内的液氢,技术装备的突破,是具有非常大的意义的。

从市场主体来看,储运氢主要有三类主体,分别是装备制造商、材料研发企业以及综合性的服务商,是以技术型的企业为主。其中装备制造商主要是集中在制造业发达的长三角等地,随着未来设备的成长空间释放,储氢设备将会向二三线城市进行产能扩张。目前的装备制造商主要是在高压气氢和低温液氢储氢领域进行相关制造。第二类储氢材料的研发企业重点是聚焦前沿的技术,考虑科研以及原料资源的布局,比如说做稀土储氢材料的有研总院等。第三类综合服务商通常依托强大的储运核心技术来布局“储-运-加”产业链前端的一体化。

3、加氢环节

第三个是加氢环节,加氢是连接氢储运和交通应用的重要基础设施。目前我国加氢站是以外供加氢为主,加氢站的投资强度较大,成本很高,政策推动是很明显的依赖政策补贴,但是目前还均未盈利,在加氢站的成本构成中压缩机、储氢罐等设备占据大头。但是主要的设备依赖进口,国产替代的速度有待加速。根据规划,未来的加氢站数量将大增,到50年,加氢站数量将突破1万座,那么相关的加氢站运营、安全监测等专业化服务,以及相关核心设备的制造领域迎来众多机遇。

另外由于受用地和成本的制约,汽/油等的混合建站成为主流的建设模式。加氢的市场主体主要有三类,由于目前加氢站的数量较少,是以中石油中石化为主力,主要包括第一是传统的建设运营商,包括老牌的央企以及上海顺华等专业的建设运营商。第二类是上游的自主和电池企业向下游产业链进行延伸,谋求多样化的方式介入加氢领域,如上游气体和加氢设备企业以及上海重塑等燃料电池企业。

4、燃料电池环节

第四个是燃料电池环节,燃料电池产业包括上游的零部件及材料,中游的电池系统组装和下游的应用,其中上游零部件中的电堆系统是价值量最大的环节,目前我国还处于发展的早期,有一些关键的材料和核心技术没有完全自主,但是目前国产化已经在加速突破,并且下游是大于上游,然后bop的辅件如空气压缩机等式要快于电堆零部件的。

在发展趋势方面,随着示范城市群的落地,还有新能源车的市场的需求拉动,电动电池的市场是在逐步扩大的,并且2020年一些主流电堆企业推出了大功率的产品,电堆的功率提升成为主流。在行业来看,目前上海重塑亿华通、清能股份等龙头企业占据主导,但是仍然有很多地方的入局者在增加,竞争是加剧的,市场格局变量依然很大。

从市场主体来看,燃料电池主要有三类企业,一是动力电池和电堆企业,他们一般具备自主开发和生产能力,依托电池和发动机的积累去布局燃料电池。比如说新源动力、易华通、广东国宏等。第二类是国内知名的车企,它是进军上游的电池系统,主要是为了谋求核心技术的自主掌控,比如说国内的上汽它已经将电池技术应用于上汽荣威,其技术和商业的拓展均进展神速。

第三类是关键材料和零部件企业,这类企业较少,主要是聚焦于关键技术的研发公关还有生产。比如说核心的关键材料气体扩散层,目前的通用氢能才建了国内的首条产线。从企业的动向来看,外企在抢占市场,比如丰田、现代、博世等均在进军中国的市场。随着这些外国巨头的入局将会引发鲶鱼效应。

另在投资动态方面,呈现出产业上下游产业链的延伸以及联合研发的现象。比如中游的系统集成公司通过收购等方式向上游延伸。另外车企和电池厂商通过合资合作等进行联合的研发来提升竞争力。未来上游的材料企业也有可能为了拓展业务向下游电堆等去布局。

5、氢能应用环节

第五个是氢能的应用。目前氢能的应用在交通领域率先拉开序幕,以燃料电池车为突破口,未来将向传播无人机等其他领域去拓展。另外家用储能、移动充电桩等多个场景的应用是可期的。

在整车市场方面,目前整车是进入了规模化推广的阶段,行业的市场集中度还是较高的,以物流和重卡为主,是主流的市场,并且车型的功率也在不断提升。

燃料电池车的发展历程其实和锂电发展历程较为相似,大概会经历一个10年的历程,经历三个阶段进入评价期,通过这三个阶段,能够逐渐实现燃料电池车从物流、公交等商用车领域的应用,向乘用车拓展,再向其他交通领域的布局,未来燃料电池车和纯电动车将会有望成形成长期共存互为补充的局面,并且和智能驾驶深度融合,成为一个产业应用创新的重点。

从市场主体看,目前的整车制造主要是以国内外的车企和汽车零部件行业巨头为主,国内的车企主要是从商用车的领域进行拓展,包括物流、客车、叉车以及有轨电车等,而海外的巨头重点是从乘用车的领域入手,目前韩国现代已经进军了中国的市场。

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 产业格局及园区案例

目前东部地区形成了三大集群,中西部地区也初步由两大集群形成。环渤海是创新发力,重点做绿氢制备,关键零部件及技术研发。长三角地区全国领跑,是燃料电池车的研发和示范领先的地区。珠三角是超前发展,目前是加氢网络建设最成熟、氢能和燃料电池示范较好的地区。川渝地区是资源支撑型,是可再生能源至今还有电池电堆研发的重要地区。中部地区作为后起之秀,重点突破的是电池的重要零部件研发以及客车的大规模示范。

1、三大发展模式

根据氢能产业的发展逻辑等分析,目前我国氢能产业主要有三大模式。

第一个是技术驱动型,是通过在燃料电池系统技术领域去突破,比如说上海、北京等,然后再去向上下游拓展,构建完整产业链。第二个是政策驱动型,重点是通过氢能的终端应用环节去切入,比如说佛山、郑州等。第三类是资源驱动型,基于本土的资源和产业的基础,通过清源的环节,来建立优势,如张家口、成都等地。

在政策驱动型中,佛山模式极具代表,佛山属于一个没有科研院所,也没有产业基础的地区,但是通过政策和战术的配合,超前布局,十年磨剑,现在已经成为了燃料电池示范应用成效非常卓越的地区。重点有两大措施,一是政策的激励,包括设施先行和市场倒逼,出台了多项专项政策,对生产、研发、建设、运营等多环节激励,并且十分重视加氢站等网络建设,通过设施来撬动下游的市场。第二个方面是集群的培育,重点是做招商引资和创新培育,构建了双向孵化的创新机制。一方面是引进项目,采用高铁的模式,快速的引进成熟的技术进行产业化的应用。另一个方面也坚持本土企业的自主扶持,并且引进相关的配套企业,构建完整的产业链。

第二个是技术驱动型,以上海北京为主,主要是从氢能的核心材料,装备和关键零部件等技术创新去切入,并且推进了汽车的示范运营,绿氢制备、加氢站布局、检测认证等环节。重点从两个方面推进,第一个是强化创新驱动,搭建功能平台,包括产、学、政的联合进行协同的攻关,从电池的系统去切入,强化研发的创新,并且进行前沿的引领,制定相关的行业标准。第二个方面是抢抓示范应用去推动产业集群,一方面是向下游应用拓展去培育市场,包括政策导向,去开拓运营服务、加氢站建设等的市场。另一个方面是技术辐射加速产业化,主要是从核心技术零部件为引力,然后再去构建整个完整的产业集群,推动产业化进程。典型的园区如上海嘉定氢能港的案例。

第三个发展模式是资源驱动型,如四川等地,它核心的路径是在氢源丰富的地区,以打造氢源的输出地为核心。这些地区通常是风电矿产资源较丰富,这些地区可能不一定要发展非常全面的产业链,可能会依托整个全国的大市场来进行资源的优化配置,比如成都做燃料电池和可再生能源制氢,进行创新装备制造和检测认证。它周围的攀西地区就在规划探索备用电源和分布式发电等领域。

2、三种类型园区

在园区层面,总结目前的氢能产业园,主要有三大类型,第一个是新能源产业园的转型升级,是依托本来已有的存量新能源汽车制造等产业园,然后再抢抓氢能的风口,引进燃料电池制氢储氢等的企业集聚。比如说江苏的氢能小镇。

第二个是应用场景落地的园区,通常是在氢源充沛或者是有节能减排需求的地区,如钢铁、石化、煤炭矿区等,这些地区依托制氢的基础和市场需求的双重叠加优势,来吸引氢能的装备、燃料电池等的集群,构建氢能生态,典型的园区如上海宝武的武松氢能产业园。

第三个是专业化的装备和汽车制造园区,通常是在一些氢能产业禀赋并不突出的地区,专注于做下游的汽车和氢能装备的制造等。比如说浙江的湖州氢谷新能源汽车产业园。

综合来看这些园区可能主要有三大普遍特征,第一个是一般是现有少量的氢能和燃料电池企业入驻,后面才去规划一个系统的产业集群。第二个方面是园区的基础是较薄弱的,由于氢能产业园的投资开发建设比较大,其建设的进度往往是低于预期的。第三个方面是政府通常扮演多重的角色,比如说提供财政支持、终端运营订单、基金直投、研发平台建设等。


 

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项目名称城市商业面积类型开业时间
10.7万平米
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7万平米
城市综合体
开业3年
19.3万平米
购物中心
2021-06
10万平米
城市综合体
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产业地产
2021-07
74万平方米
城市综合体
暂无
品牌名称业态面积需求合作期拓展区域
儿童零售
40-80m²
3-5年
西北区
服饰集合店
1300-1600m²
5-10年
西北区
跨境电商/保税店
300-600m²
5-10年
西北区
零售/超市/大型综合超市
600-1000m²
5-10年
华南区
餐饮/火锅/小火锅/自助火锅
300-400m²
5-8年
华东区
餐饮/焖锅/干锅
180-200m²
3-10年
华东区
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