绿氢：化工重要血液未来空间广阔

正文目录TOC\o"1-2"\h\z\u绿氢：助力碳中和，各国争相布局 3氢气在化工生产中应用广泛，伴随渗透率提高绿氢未来空间广阔 4绿氢应用存在一定瓶颈，未来仍需逐渐攻克 8国内绿氢布局持续扩大，头部企业带头推进 10中国石化：能源化工龙头企业，制氢、储氢、用氢全业务链积极布局 宝丰能源：煤制烯烃龙头公司，率先布局风光制氢耦合煤化工 12风险提示 14绿氢：助力碳中和，各国争相布局IEA，20219400万吨，主要用于炼油与工业等传统需求，新兴应2021280030%，是全球最大的氢气消费国。据IEA，考虑各国政府针对具体行业规划场景下，预计全球20301.15氢气主要来源方式，但在此场景下将无法满足各国达到承诺的碳减排目标，因此绿色制氢IEACCUS的化石能源制氢未来有望迎来增长，其中欧洲、澳大利亚、拉丁美洲将贡献大部分电解水制氢的增量，而欧洲、美国、加拿大将CCUS的化石能源制氢增量。图表1：政策承诺及碳中和承诺场景下全氢能需（分区域分用） 图表2：全球低碳氢能扩产规划（2021年-2030年）注：政策承诺场景是指IEA根据各国政府具体行业规划测算的氢能需求，碳中和承诺场景是指IEA根据各国2030年碳减排承诺下的氢能需求资料来源：IEA，

注：CCUS是指碳捕获、利用与封存，ASP是指包含较早期规划项目的情景资料来源：IEA，100个国家制定碳中和目标，而绿色氢能则是完成能源碳中和的主要方向之一。随着全球对绿氢越来越重视，各个国家的氢能发展2022202510-20万吨/ACMI，2030500-1000万吨。据美国能源署，美国规划至2030/40/501000/2000/5000RepowerEU，欧盟规划至2030100010002030300/100万吨/年。随着各国绿氢规划项目的逐渐投产，绿氢市场规模有望持续增加。图表3：各国绿氢相关政策国家 时间中国 2022政策氢能产业发展中长期规划政策相关内容目标到2025年，可再生能源制氢量达10-20万吨/年2020绿色新政5114.130100兆瓦级绿氢量韩国产体系2021氢能领先国家愿景到2030年构建产能100万吨/年绿氢生产体系，清洁氢能占比升至50%2021日本2021绿色增长战略氢能全供应链综合支持试点未来10年对氢产业投入3700亿日元，目标2030年氢产能300万吨5亿日元/年支持在风光能源丰富地区生产绿氢，供应产能相对不足的伙伴国家2022英国2022英国氢能战略差价合约(CfD)3010GW/年(绿氢+蓝氢)9000万英镑绿氢基金23241GW2020德国2022国家氢能战略氢全球计划30年/40年目标电解槽产能5/10GW在国外竞价收购绿氢并在国内竞价拍卖，投入9亿欧元加拿大 2022国家氢战略22年11月宣布为绿氢提供40%的税收减免，23年春季退出，持续到30年2022绿氢计划宣布到30年达到500万吨/年的绿氢产能印度 2022财政补贴22141974亿卢比(24亿美元)的初始资金用于绿氢和电解槽生产制造资料来源：《全球绿氢产业财政金融激励政策与启示》（张真等，2022），海洋新能源研究，图表4：部分国家绿氢产能规划（截至2022年统计）（万吨）8,000

美国 欧盟 澳大利亚 印度 日本 韩国 中国6,0004,0002,00002025

2030

2040

2050资料来源：美国能源署，RepowerEU，各国政府官网，IEA和LeaderAssociates202310月，中东和北非（MENA）90个低碳氢项目，59318个。分阶段来看，5162341%8%。图表5：中东和北非国家绿氢项目数量 图表6：中东和北非国家绿氢项目不同阶的数量（个）30

截至2022.10 截至2023.10

（个）60

截至2022.10 截至2023.104020100阿吉埃伊联布及朗酋提

约 黎 毛 摩 阿 沙 旦 巴 利 洛 曼 特 嫩 塔 哥 阿 其尼 拉亚 伯

200早 停 示期 止 范概 运 项念 作 目

可 最 运 正行 终 营 在性 投 项 建研 资 目 设究 决/定/建造资料来源：IEA，LeaderAssociates， 资料来源：IEA，LeaderAssociates，氢气在化工生产中应用广泛，伴随渗透率提高绿氢未来空间广阔氢气下游大部分应用于化工生产，以炼化、合成氨以及甲醇为主。氢能源作为一种新型能源，具有来源多样、清洁低碳、灵活高效的特点，下游应用可以渗透到传统能源的各个方IEA，20229500万吨，炼化/合成氨甲醇/DRI43.2%/33.5%/16.7%/5.6%。国内氢气消费结构与全球有所不同，2021年我国氢气下游结构中合成氨/甲醇/炼厂用氢/焦炭和兰炭尾气综合利用分别占比32%/29%/12%/11%，合成氨及甲醇为我国主要氢气下游。图表7：2022年全球氢气下游消费结构 图表8：2021年我国氢气下游消费结构DRI6%甲醇DRI6%甲醇17%其他1%合成氨33%43%其他用11%

10%6%炼厂用氢12%合成氨32%甲醇29%资料来源：IEA， 资料来源：《我国氢气市场分析及发展前景研判》（杨铮等，2022），绿氢在炼化、合成氨制备以及甲醇制备方面都有应用场景。传统炼化的氢来源以重整装置以及化石燃料制氢为主，用于加氢裂化、除硫除氮等，利用绿电电解水制氢，用绿氢部分或全部替代传统炼厂化石燃料制备的灰氢，降低炼化企业综合能耗中燃料占比；制备合成氨方面，使用绿氢可以减少大量的二氧化碳排放，而氨可作为载氢体；制备甲醇方面，若煤制甲醇的氢都来自绿氢，亦可减少大量的二氧化碳排放。图表9：绿氢用于炼化产业链示意图资料来源：《沿海炼化企业跨界耦合低碳转型发展方案探讨》（陈晓昀，2024），图表10：绿氢制合成氨生产产业链示意图 图表11：绿氢制甲醇生产产业链示意图资料来源：《绿氢耦合现代煤化工发展路径研究》（王明华，2023）， 资料来源：《绿氢耦合现代煤化工发展路径研究》（王明华，2023），下游合成氨、甲醇是重要的化学原料，应用领域广泛。合成氨是重要的无机化工品，主要用于制造氮肥和复合肥等，据百川盈孚，2023年合成氨下游应用中尿素/硝酸和硝铵/磷酸铵/59%/9%/7%/6%。甲醇作为基本有机原料之一，主要用于制造烯烃、农药、甲醛等，据百川盈孚，2023年甲醇下游应用中烯烃/甲醛/甲醇汽油/MTBE分别占59%/13%/9%/8%。资料来源：百川盈孚， 资料来源：百川盈孚，图表14：2023年中国合成氨下游消费结构 图表15：2023年中国甲醇下游消费结构

MTBE 醋酸9%5%甲醛13%9%5%甲醛13%烯烃59%磷酸铵7%

其他16%

甲醇汽油

6%其他硝酸、硝铵9%尿素59%资料来源：百川盈孚， 资料来源：百川盈孚，氢气下游炼化、合成氨以及甲醇市场空间广阔，且仍在保持一定增长。据OPEC，2022年全球/中国炼油厂日均产能分别为10177/1718万桶；据BP，2022年全球/中国炼油厂日均加工量分别为8194/1389万桶。据彭博及中国氮肥工业协会，2022年世界/中国合成氨产能分别为239/68百万吨；据，2022年世界/中国合成氨产量分别为183/53百万吨。据彭博及百川盈孚，2021年全球/中国甲醇产能分别为174/99百万吨；据彭博，2021年全球/中国甲醇产量分别为115/70百万吨，2018-2021CAGR分别为7.4%/11.5%。图表16：全球及中国炼油厂年产能 图表17：全球及中国炼油厂年加工量（百万桶）50,000

全球炼油厂年产能 中国炼油厂年产能

（百万桶40,000

全球炼油厂原油年加工量 中国炼油厂原油年加工量40,000

30,00030,00020,000

20,00010,000

10,000020122013201420152016201720182019202020212022

020122013201420152016201720182019202020212022365资料来源：OPEC，

注：年产量按日产量乘以365资料来源：BP，图表18：全球及中国合成氨产量 图表19：全球及中国甲醇产量（百万吨）200

世界合成氨产量 中国合成氨产量

（百万吨）150

全球甲醇产量 中国甲醇产量1501001005050020122013201420152016201720182019202020212022

0

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021资料来源：彭博，中国氮肥工业协会， 资料来源：彭博，202220212022747/936/87295001590万图表20：2022年全球炼化、合成氨和甲所需氢气规模 图表21：2022年中国炼化、合成氨和甲所需氢气规模（万吨）5,000

测算数据 IEA

（万吨）1,0004,000 8003,000 6002,000 4001,000 2000炼化 合成氨 甲醇

0炼化 合成氨 甲醇（IEA，预测

资料来源：《绿氢耦合现代煤化工发展路径研究》（王明华，2023），公司公告，预测对于绿氢的远期规模，参考于24年3月17日发布的研报《能源转型系列报告：氢能的2.0时代到来》中的渗透率假设，我们做出如下假设：1）2025/2030/2035年全球及中国炼化中绿氢渗透率分别为2%/6%/16%，合成氨中绿氢渗透率分别为5%/10%/39%，甲醇中绿氢渗透率分别为0%/1%/4%；2）参考2022年我们测算出的全球及中国炼化、合成氨和甲醇所需氢气规模。我们估算2025/2030/2035年全球炼化中绿氢规模分别为88/264/705万吨，合成氨中绿氢规模分别为161/321/1253万吨，甲醇中绿氢规模分别为0/14/58万吨。我们预计2025/2030/2035年中国炼化中绿氢规模分别为15/45/120万吨，合成氨中绿氢规模分别为47/94/365万吨，甲醇中绿氢规模分别为0/9/35万吨。图表22：全球炼化、合成氨和甲醇所需绿氢远期规模 图表23：中国炼化、合成氨和甲醇所需绿远期规模(万吨)1,600

炼化 合成氨 甲醇

（万吨）400

炼化 合成氨 甲醇1,200 300800 200400 10002025

2030

2035

02025

2030

2035资料来源：预测 资料来源：预测绿氢应用存在一定瓶颈，未来仍需逐渐攻克目前大部分绿氢项目仍处于示范阶段，推动规模化应用需解决政策端、成本端、技术设备端等关键问题。政策端来看，我国仍缺乏针对电、氢两种能源系统协同利用的科学规划与协调统筹，相关政策体系与标准体系仍不健全。成本端来看，绿氢相较于化石燃料制氢的经济竞争力较低，且其作为调节资源的价值难以体现。技术设备端来看，绿氢相关核心技术、设备系统等有待进一步提升，部分设备所用关键材料仍依赖进口。可再生制氢仍处于2030202060%，主要源于可再生能源度电成本下降、电解槽投资成本下行以及电解槽效率的提高。图表24：绿氢VS灰氢生产成本路径图 图表25：2030年绿氢生产成本有望较2020年下降60%+资料来源：国际氢能委员会， 资料来源：国际氢能委员会，度电成本为影响绿氢成本的最大因素，对于碱性电解水制氢成本，我们做出如下假设：1）1000m3/h20001000300万元，折旧年限（直线折旧法，无残值）10年；3）光伏5kWh·m-3；4）60万元；5）4元/0.65元/m30.30元/m3。当电价分别为0.5/0.25/0.1元/kWh38.4/24.5/16.2元/kgBNEF，光伏/陆上风电/海上风电/光伏风电成本进一步下降的度电成本分别为0.21/0.29/0.55/0.10元/kWh，未来新能源发电有望改善电解水制氢的成本问题。图表26：不同电价下电解水制氢成本 图表27：不同新能源发电方式下的度电成本（元/kg）50

（元/kWh）0.640 0.430 0.2201000.5

0.4

0.3

0.25

0.2

0.15 0.1 0.05

0.0光伏

陆 海 光上 上 伏风 风 步风电 电 下电成本进一资料来源：《氢能供应链成本分析及建议》（张轩等，2022），《绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比》（蒋珊，2022），测算

资料来源：《绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比》（蒋珊，2022），BNEF此外，绿氢的稳定性问题未来仍有待解决。一方面是稳定性不足带来的成本更高，下游化工装置的设计产能需要进一步提高，所以装置总成本以及能耗较高。据《资源禀赋差异地为了保障制氢需求需要配套更大容量的电解槽，使得设备装机总成本较高。另一方面是绿氢生产的波动性与下游化工合成连续生产之间的矛盾，合成氨、甲醇等化工品都是连续生产工艺，对氢气输入流量的稳定性有极高的要求，目前靠加储氢罐缓冲解决，因而需考虑到储氢等成本，未来在规模持续扩大后仍需考虑连续性问题。化工企业在选择绿氢时除了要考虑电解水制氢成本降低到较低水平，还需考虑波动性带来的额外成本以及对稳定产出的影响。图表28：山东省典型周可再生能源出力与氢情况 图表29：山西省典型周可再生能源出力与氢情况资料来源：《资源禀赋差异地区绿氢替代灰氢潜力分析》（时伟等，2024），

资料来源：《资源禀赋差异地区绿氢替代灰氢潜力分析》（时伟等，2024），国内绿氢布局持续扩大，头部企业带头推进20232023/2024/2025/2026年及之后4/19/6/140/104/51/275万吨，绿20/125/190/582万吨，绿氢相关项目（合计投资48/1235/704/3794图表30：中国绿氢项目每年规划建设产能投资额（部分统计） 图表31：中国绿氢、绿氨、绿色甲醇项目年规划建设产能万吨/年）万吨/年）（亿绿氢 绿氢相关项目投资额-右20 4,000

（万吨/1,00015 3,000

80010 2,000

6004005 1,000

20002023

年）绿氢 绿氨 绿色甲醇年）绿氢 绿氨 绿色甲醇

2025

02026及以后

02023 2024 2025 2026及以后资料来源：各地政府官网，环评报告书， 资料来源：各地政府官网，环评报告书，图表32：国内部分绿氢项目情况产能（万吨/年）投产时间/公司项目投资额（亿元）绿氢绿氨绿色甲醇预计投产时间中国石化新疆库车绿氢示范项目3022023年6月三峡集团&鄂尔多斯满世集团鄂尔多斯纳日松40万千瓦光伏制氢示范项目312023年6月东方盛虹盛虹石化10万吨/年二氧化碳制绿色甲醇项目2.25102023年9月斯尔邦石化斯尔邦石化项目CO2制绿色甲醇项目2.25102023年9月中国石油远景零碳技术(赤峰)有限公司玉门油田可再生能源制氢示范项目远景赤峰零碳绿氢一期项目400（42）0.213220243月20246月国家电投齐齐哈尔百万吨级氢基绿色能源基地项目42016.4402024年9月中国石油乌兰察布兴和县风光发电制氢合成氨一体化项目41.392.572024年年底金风科技兴安盟绿氢制50万吨绿色甲醇项目137502025年12月中国电建内蒙古满洲里1.5GW风光制氢一体化示范项目10062025年12月中煤鄂尔多斯能源化工有限公司50万吨/年离网型风光制氢合成合成氨技术示范项目245502026年3月中国石化乌兰察布10万吨年风光制氢一体化示范项目205102027年6月中国能建赤峰市风光氢醇一体化及氢能配套产业项目26648122028年12月宝丰能源116.75万吨绿色甲醇项目30116.75中广核新能源投资（深圳）有限公司、中广核100万吨风光制氢绿色甲醇项目 260 100吉道能源资料来源：各地政府官网，环评报告书，中国石化：能源化工龙头企业，制氢、储氢、用氢全业务链积极布局中国石化作为全球能源化工产业链龙头企业，面对新能源大趋势，公司在新兴业务领域依托固有优势积极布局。在氢能方面，公司在制氢、储氢、用氢全业务链积极布局。对于氢制备得到的绿氢可以用于公司的加油站或炼厂，具备一定的需求端优势。图表33：氢能产业链示意图资料来源：CNCIC，在制氢方面，公司与康明斯、隆基股份合作，依托绿电生产绿氢，22121.12吨，54500吨/21月中国石化启动了全球最大的光伏制氢项目—302H2Station年全球中国累计921/407+13%/+18%及参股煤化工相关企业亦是缺氢大户，若绿氢成本持续下降，相关生产端有望逐步解决氢气自产瓶颈，实现整体成本压减及产能提升。图表34：绿氢制造的三种工艺 图表35：全球及中国加氢站数量全球中国（座）全球中国02016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023资料来源：中国石化， 资料来源：H2Station，高工氢电，图表36：中国石化新疆库车绿氢示范项目资料来源：中国石化，宝丰能源：煤制烯烃龙头公司，率先布局风光制氢耦合煤化工宝丰能源作为国内煤制烯烃龙头，亦率先布局风光制氢耦合煤化工。内蒙宝丰基地一期将260万吨40万吨/计产能为300万吨/年，是目前为止全球单厂规模最大的煤制烯烃，也是全球第一个规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。图表37：宝丰能源煤化工耦合风光一体化制氢流程图资料来源：宝丰能源环评报告，40万吨/632万吨年。该项（单独立项入甲醇合成装置，减少由于变化工艺带来的二氧化碳排放。根据公司环评报告，预计至补1765万吨/1555万吨12%。除此之外，公司还通过采用高压煤气化废锅技术（回收高位显热DMTO三代技术（降低原料单耗300万吨632万吨/30%。图表38：宝丰能源项目于纯煤方案原料消耗和碳排放量对比项目具体指标宝丰能源纯煤方案下降幅度煤炭消耗量原料煤用量（万吨/年）829103720%燃料煤用量（万吨/年）11221147%合计（折标煤，万吨/年）809106224%碳排放量核算低温甲醇洗尾气（CO2，万吨/年）981142331%燃料煤（CO2，万吨/年）23544647%外购电折算（CO2，万吨/年）207176-18%各加热炉（CO2，万吨/年）455417%合计排放（CO2，万吨/年）1469210030%资料来源：宝丰能源环评报告，3Nm3/h电解水制氢项目。宝丰能源在20191410101000Nm3/h电1万标方绿氢，0.520214月建成2Nm3/h202220231月，公司绿氢年生产规模已达到6亿立方米，每年可替代原料煤80万吨、减排二氧化碳140万吨，公司规划在宁夏、内蒙古基地布局超过百万吨/百亿立方米绿氢产业，致力于成为全球最大的绿氢供应商，全方位带动化工、交通、电子工业、储能等全行业深度脱碳。8.5GW光伏、1.5GW71万标方/449亿元，其中可再生能源部分投资36783图表39：宝丰能源宁东基地光伏发电及电水制氢储能项目 图表40：宝丰能源宁东基地光伏发电及电水制氢储能项目资料来源：宝丰能源环评报告， 资料来源：宝丰能源环评报告，风险提示产业政策不及预期：若全球各国对氢能支持政策不及预期，如欧盟碳排放相关贸易政策、清洁燃料导入相关政策、欧美绿氢补贴相关政策、中东绿氢项目支持政策、中国氢能产业政策等，则可能影响绿氢各项目投产进度以及发展预期。绿氢成本下降不及预期：成本高是制约绿氢发展的重要因素之一，若氢能产业链主要环节降本不及预期，如电力成本、设备成本、储运成本等，则可能导致绿氢较传统燃料经济性削弱，导入预期放慢。图表41：重点推荐公司一览表最新收盘价目标价市值(百万)EPS(元)PE(倍)股票名称股票代码投资评级(当地币种)(当地币种)(当地币种)20222023E 2025E20222023E2024E2025E中国石化600028CH买入 6.518.06792,5250.540.50 0.620.6312.0613.0210.5010.33宝丰能源600989CH买入 16.8819.89123,7870.860.77 1.171.7619.6321.9214.439.59资料来源：Bloomberg，预测图表42：重点推荐公司最新观点股票名称 最新观点中国石化(600028CH)宝丰能源(600989CH)

23年归母净利同比-10%，维持“买入”