【开源】氢能源新质生产力代表，北交所和新三板氢全产业链覆盖

🌈文末研究合集 | 我们专注新三板、北交所研究10年🏆

01

    近年来，我国氢能技术及产业快速发展：首列氢能源市域列车完成达速试跑，海水直接制氢技术在福建海试成功，《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》等陆续推出。氢能作为清洁能源，为经济社会发展注入强劲动力，也成为深受关注的科技话题。

    从政策角度来看，2024年9月，我国发布了34条与氢能相关的政策，包括国家层面的10条，地方层面的24条；2024年10月，我国发布了33条与氢能相关的政策，包括国家政策4条，地方政策29条。从这些政策可以看出全国正在加速推进氢能发展进程，各省结合资源禀赋优势，不断开拓氢能应用场景，扩展氢能下游产业链，构建具有自身特色和优势的氢能全产业链生态。

    而从产业发展情况来看，中国电解水制氢产能及电解槽需求量都处于快速增长阶段。2023年电解水制氢新增产能（建成项目）约3.7万吨/年，同比增长约181%；截至2023年底，累计产能达约7.2万吨/年。绿氢项目产能的持续建设，推动电解槽需求量（在建项目）进一步扩张。2023年，中国制氢电解槽需求量约1.42GW（不含出口），同比增长约128%。

    到2023年底，中国电解水制氢产能约63%集中在西北新疆、宁夏两省；同时约80%采用光伏制氢，主要受中国石化库车光伏制氢等示范项目带动。电解水制氢项目产能的落地受各地区可再生能源丰沛水平、技术成熟度、减碳需求、消纳潜力等因素影响。

    短期来看，三北地区将成为电解水制氢产能主要聚集地，风电制氢或风光一体化制氢占比将逐渐升高。新疆、宁夏、内蒙古等地是光伏资源或风能资源最丰富地区，光伏及风电可利用小时数高，对氢气综合成本的快速降低具有重要作用；此外，这些地方分布有油气加工、甲醇生产等一系列用氢装置，可对绿氢的大规模工业应用进行技术验证并对绿氢实现有效消纳。

    长期来看，东部沿海或将成为中国绿氢产能主要来源之一，而风电制氢为东部主要模式。东部沿海各省陆上及海上风电技术可开发量超过4000GW，占东部可再生能源可开发量7成左右；在全国炼化、甲醇等用氢场景中，东部地区氢气需求占总量50%以上；东部沿海港口众多，其氢基能源国际贸易也将率先起步。

    技术层面来看，2023年中国碱性电解槽进入技术迭代阶段，国内PEM电解槽技术水平也逐步提升。

    零部件性能进展方面，部分国产化新型合金催化剂、复合隔膜开始在国内电解槽厂家试用。结合部分厂家研发进展，国产催化剂或隔膜等或可实现批量供应，1至2年内在性能上迭代更新至国际前沿水平。国内主流的中压柱形碱性电解槽结构进展方面，单槽制氢量继续增大，2023年有约10款2000Nm^3/h单槽制氢电解槽推出，且推出3000Nm^3/h电解槽。

    低压方形碱性电解槽路线进展方面，2023年中国推出至少三款低压方形碱性电解槽，其中单槽制氢量最高达到3000Nm^3/h。国内碱性电解槽性能指标不断突破。一是额定制氢电耗降低，电流密度升高。两者主要与制氢催化剂活性、隔膜电阻等因素有关。2023年，主要厂家产品的额定制氢电耗平均约为4.3kW·h/Nm^3H2，电流密度约3200A/m^[email protected]。结合技术发展，预测到2025年，碱性电解槽制氢平均电耗有望降至约4.1kW·h/Nm^3H2，同时电流密度升至4000A/m^[email protected]。二是负荷调节范围更宽。电解槽负载功率范围主要受隔膜零部件、电解槽结构、工程系统设计等方面影响。2023年，主要厂家的产品负荷调节范围约为25%～110%。受益于国内电解槽产品设计迭代升级与制氢项目工程应用经验积累，到2025年碱性电解槽负荷调节范围有望达到15%～110%。小型阵列式碱性电解槽方案中，并联的子模块电解槽达到40台，系统制氢量达到4000Nm^3/h。

    国内PEM电解槽技术水平逐步提升。一是零部件供应链逐渐形成，国产质子交换膜、催化剂技术等逐渐实现量产；同时2023年以来燃料电池零部件企业逐渐涉足PEM电解槽领域，开始探索燃料电池极板、膜电极等向PEM电解槽的转化应用。二是2023年新公开的PEM电解槽产品在制氢电耗、电流密度等方面均有所提升，这主要得益于电解槽设计经验的积累以及催化剂的逐步优化等。三是贵金属用量逐渐降低。2023年中国PEM电解槽贵金属用量仍较高，阳极部分贵金属铱的负载量约1mg/cm^2。同时实验室内低铱催化剂技术，如核壳结构、原位制备等新型合成理念逐渐实现产业转化。到2025年，根据对技术转化进展的预判、各厂家披露的新型催化剂量产规划等因素，中国贵金属铱的用量或可降至约0.3mg/cm^2。

    电解水制氢成本由电解槽折旧成本、电力成本、人工管理费用、电解液材料成本等组成，其中电力成本与电解槽折旧成本占主要部分。折旧成本与电解槽系统成本、工作时长等有关，电力成本与电价和电解槽电耗等相关。以如下工作场景为例进行核算：在一台5MW碱性电解槽工作6小时/日、电解槽价格700万元、寿命15年、电价（直接连接的光伏、风电）为0.2元/kW·h等计算条件下，电解槽设备折旧成本约占总成本的31%，电力成本约占51%，人力、耗材等成本占18%。

    2023年按出货量计，中国占全球电解槽市场份额约62.7%。在中国，由于ALK的技术比PEM更加成熟，ALK比PEM更受青睐。中国有不少企业致力于ALK产业。2023年，ALK出货量达到1,160.5MW，而PEM出货量达到35.9MW。预计未来国内PEM技术将突破技术瓶颈，出货量将因此有所增长。根据沙利文预期，预计PEM的出货量将以196.0%的复合年增长率从2023年的35.9MW增长到2028年的8.2GW。ALK的出货量将以93.8%的复合年增长率从2023年的1,160.5MW增长到2028年的31.7GW。

    由于技术不成熟以及原材料（如铱、铂、钛）匮乏，国产PEM电解槽价格比国外高。PEM的出货额从2018年的人民币1,000万元增长到2023年的人民币5亿元。ALK的出货额以69.5%的复合年增长率从2018年的人民币1亿元增长到2023年的人民币14亿元。2023年按出货额计，中国占全球电解槽市场份额约27.5%。预计PEM的出货额将以128.9%的复合年增长率从2023年的人民币5亿元增长到2028年的人民币314亿元。ALK的出货额将以87.8%的复合年增长率从2023年的人民币14亿元增长到2028年的人民币327亿元。

    燃料电池作为氢能源重要下游应用发展方向。质子交换膜燃料电池主要包括燃料电池电堆及辅机系统（BOP）。燃料电池电堆是氢燃料电池系统的关键零部件，负责管理和控制化学能转化为电能的反应场所，由双极板、膜电极(MEA)及其他零部件（如密封垫片）组成。辅机系统是指除燃料电池电堆以外的燃料电池系统的模块及零部件，主要包括空压机和氢循环系统。

    氢燃料电池的下游可用于交通运输、工业用电等多方面。国内燃料电池系统的应用场景以商用车为主。与纯电动汽车相比，燃料电池汽车拥有强大的性能，运行时间和运行里程明显更长，安全性能也更优。目前，燃料电池商用车的主要示范应用集中在物流、公共汽车等领域。

    得益于产业补贴和国家扶持政策，中国氢燃料电池在商用车（尤其是公共汽车、物流车）应用方面已处于领先地位，超过了其他应用场景。此外，在低价氢地区，氢能重卡的可扩展性有所提高，预计到2027年安装氢燃料电池的重卡将达到成本平价。2023年，全球氢燃料电池行业的市场规模（按销售额计）已达到60亿美元，自2018年起以29.9%的复合年增长率增长。2023年，交通运输及固定式发电是全球氢燃料电池下游应用的前两大分部，分别占43.9%及47.2%。根据沙利文预期，预计全球氢燃料电池市场将于2028年前达到1,168亿美元，2023年至2028年的复合年增长率为81.1%。

    以单一氢燃料电池系统的单个电堆组件为例，燃料电池电堆成本约占燃料电池系统成本的63.0%，是燃料电池系统的关键零部件。在燃料电池电堆中，双极板成本约占燃料电池电堆成本的27.5%，膜电极成本约占燃料电池电堆成本的61.8%。在膜电极结构中，催化剂是最大的成本项目，约占膜电极整体成本的39.8%。

    根据弗若斯特沙利文的资料，2023年，重型卡车是氢燃料电池系统最大的应用领域。具体而言，2023年重卡搭载的氢燃料电池系统销售额为人民币19亿元，约占2023年中国氢燃料电池系统销售总额47.6%，预计到2028年，重卡搭载的氢燃料电池系统销售额将增至人民币289亿元，2023年至2028年的复合年增长率为72.9%。2023年，政府补贴后的氢燃料电池重卡的全生命周期成本低于传统能源重卡，自2027年起，无政府补贴的氢燃料电池重卡的生命周期成本预计低于燃油重卡。自2028年起，燃料电池重卡的生命周期成本预计低于电动重卡。2050年，由于氢燃料电池系统的规模效应及技术进步，氢燃料电池重卡的生命周期成本将会大幅下降，生命周期成本将下降至人民币252万元，低于电动重卡的成本。

02

    现阶段北交所中氢能相关的公司共有11家，截至2024年12月9日总市值达到274.35亿元。

    从产业链分布情况来看，北交所内氢能相关的公司覆盖了制氢、储氢、运氢、燃料电池应用等全产业链环节。制氢环节，硅烷科技、齐鲁华信；储氢环节，吉林碳谷、新威凌；运氢环节特瑞斯、海泰新能；应用环节宁新新材、东方碳素、凯大催化、利通科技、方盛股份。

    硅烷科技：硅烷科技是一家从事氢硅材料产品研发、生产、销售和技术服务的专业公司，主要产品为氢气（工业/高纯氢）与电子级硅烷气。硅烷科技在2021年7月已建成年产1,600万方高纯氢生产线，并正式向电力、公交、半导体等行业供应高纯氢。硅烷科技的氢气生产工艺原材料为焦炉煤气，是上游煤化工企业的尾气。

    齐鲁华信：主要产品是应用于石油化工催化、环保催化和煤化工催化的催化剂分子筛，主要包括ZSM-5系列分子筛、Y型系列分子筛、BETA系列分子筛、汽车尾气治理新材料等。在制氢方向上，可以用于吸附剂。

    新威凌：是一家专业化从事常规锌粉、超细高纯锌粉、片状锌粉等锌金属深加工系列产品的生产型企业。其中球状锌粉产品广泛应用于富锌防腐涂料、粉末镀锌、化工、医药、有色冶金、摩擦材料、粉末冶金等领域，片状锌粉主要应用于储能储氢配套行业、军工配件行业及达克罗涂层行业等领域。

    吉林碳谷：目前主流储氢瓶分为I-IV四类，其中二型、三型、四型瓶需要使用碳纤维作为瓶胆外部包裹材料以增强储氢瓶的耐压性能。吉林碳谷目前为国内最大的专业碳纤维原丝生产商，所生产的碳纤维原丝可用于碳纤维缠绕储氢瓶。

    宁新新材：专业从事特种石墨材料研发、生产与销售的企业。氢能源方面，宁新新材正在研发一种电导率好、气密性强、机械性能好、耐腐蚀性能高的氢燃料电池石墨双极板。截至2023年年报项目基本完成试验，尚待批量中试。

    东方碳素：以特种石墨研发、生产与销售为主营业务的高新技术企业。产品主要包括等静压石墨等，氢能源方面可用于氢能源电池的石墨双极板。

    一个氢燃料电池单电池由两侧的双极板、以及由聚合物电解质膜、膜两侧的催化层和气体扩散层构成的膜电极组件共同组成。反应物氢气和氧气（空气）通过双极板上的孔道被输送至膜电极处。在阳极侧，氢气在催化作用下被分解为带正电荷的氢离子和电子。其中氢离子可选择性通过质子交换膜，并在阴极侧在电催化剂作用下还原氧气生成纯净的水。即氢离子在将两个半反应分开的电解质内迁移，电子通过外电路定向流动、做功，形成总的电回路。石墨是最早被人们用来制造双极板的材料，因为其具有密度小、导电性好、接触电阻较小，良好的抗腐蚀性等优点。

    双极板在燃料电池系统里起到支撑膜电极、输送反应气体（氢气与氧气）并防止反应气体发生异常混合的作用。由于双极板在PEMFC燃料电池中具有重要作用，故而双极板性能的优劣直接影响着燃料电池的性能。双极板的质量占到了整个电池的60%~80%，其成本达到了电池成本的20~40%。

    利通科技：主营产品为钢丝增强橡胶软管，以及134a汽车空调软管，耐热蒸汽软管，耐磨喷砂软管，各类橡胶软管总成。根据2023年年报中披露，利通科技在研“氢能及燃料电池氢气加注软管及管路系统”项目，预期研制具有-40℃至+65℃工作温度范围、高清洁度和极低渗透速率的橡胶软管，达到103.5MPa工作压力，比氢燃料汽车标准设定的最高压力70MPa的安全值更高，让氢燃料供应更安全、更高效。

    凯大催化：专业致力于贵金属及有色催化剂、有机中间体的研究和生产的企业。目前已形成钯炭（Pd/C）、铂炭（Pt/C）、铑炭（Rh/C）、钌炭（Ru/C）、钯碳酸钙（Pd/CaCO3）等载体类催化剂，在医药、农药、精细化工、石油化工、环保、能源、材料及电镀行业得到应用。在氢能源领域，凯大催化本身具有氢燃料电池铂基催化剂产品；后续公告拟与北京氢璞创能科技有限公司、嘉兴谦吉投资有限公司旗下基金共同出资设立合资公司，开展氢燃料电池催化剂的研发、生产与销售业务。

    方盛股份：主要产品为铝制板翅式换热器及相关产品，广泛应用于工程机械、风力发电、机车、压缩机、石油石化、液压系统等多个领域。氢能源方面方盛股份换热器产品可用于氢燃料电池热管理领域。

    特瑞斯专注于研发、生产、销售各类天然气输配专用调压、计量集成设备以及LNG应用的配套装备，已经形成天然气输配系统集成、核心零部件、LNG成套设备三大类产品。氢能方面，目前特瑞斯主要有甲醇加注撬、压缩机撬等相关业务。参考2024半年报，氢相关产品方面是目前特瑞斯的重点研发方向，公司主要进行了液驱式氢气压缩机撬的开发、三甘醇除水装置、甲醇水蒸气重整制氢、氢气用控制阀等产品的开发。

    目前特瑞斯在分布式氢能源解决方案方面已有如甲醇水蒸气重整制氢装置、天然气掺氢装置等产品。

    海泰新能业务主要包括光伏组件销售、光伏电站开发建设出售、光伏电站 EPC 业务等。2024年3月公告，二级全资子公司张家口海泰氢能科技有限公司获得河北省发展和改革委员会签发的《企业投资项目备案证》，项目名称为康保-曹妃甸氢气长输管道项目。主要建设内容为起点位于张家口康保首站，末点位于唐山市曹妃甸末站的线路管道，线路总长度约为736.5公里。项目总投资610723万元，项目资本金总额122144.6万元。此管道利用张家口市及周边地区的风电、光电的资源，通过电解水制出的绿氢，目标市场为唐山市的交通用氢、氢冶金、工业用氢以及城燃掺氢。

03

    新三板作为北交所上市后备军，其中也包含了较多的氢能源产业链相关企业。其中，4家较为典型的氢能源公司分别集中于氢气压缩机以及氢气制造两大领域。

    丰电科技是专注于工业压缩机及工业节能系统领域的综合服务商，面向各行业各领域提供压缩机和工业节能系统全面解决方案。在工艺气体压缩机制造领域拥有全环节完整的知识产权，制造氢能领域全品类的氢气压缩机，以及应用于光伏、锂电、核电、航天、军工等各领域的工艺气体压缩机。

    丰电科技子公司丰电金凯威拥有制氢压缩机、充装压缩机、加氢站压缩机，实现氢能压缩机的全面覆盖。参与了荷兰壳牌国内第一个商业氢能项目32MPa氢气装冲压缩机、河北建投风电制氢（崇礼）等典型项目。

    中溶科技是一家专注于非粮乙醇及其下游产品研发、生产和销售的国家高新技术企业。国家专精特新小巨人企业、中国石油和化工行业技术创新示范企业、河北省先进集体、河北省技术创新示范企业。主要从事生物化工、医药化工、精细化工及新能源领域，年产能醋酸乙酯30万吨，乙醇18万吨，消毒酒精系列产品2万吨, 燃料电池用氢气7200吨，天然气4000万m³。已通过IS09000质量管理体系认证、HACCP管理体系认证、CE认证等5项国内外体系和产品认证。拥有国内领先以上水平科技成果11项，申请专利技术100多项，国际专利1项，取得省部级科技进步奖8项。

    子公司唐山中溶科技有限公司依靠当地钢铁工业尾气等资源优势、地域优势，进行化工合成乙醇和电池燃料氢、天然气等产品的生产，进而打造迁安清洁能源基地。中达减碳（唐山）技术工程有限公司、中氢检测（唐山）有限公司是2023年新成立的全资子公司，助力公司做大做强氢能产业链，同时，助力国家的一氢双碳战略。

    2023年6月12日，中溶科技每小时10000标方焦化尾气制燃料氢项目在河北迁安经济开发区正式投产。项目于2022年4月开始动工建设，主要建设技术领先的燃料电池用氢气生产装置两套，转化自主知识产权8项，达产后将实现年产燃料电池用氢气7200吨，每天可满足700辆燃料电池重型卡车及其他燃料电池汽车的使用。

    普发动力2023年获得工业和信息化部颁发的国家级专精特新“小巨人”企业称号，利用在天然气压缩机领域的技术积累，针对加氢市场，推出了液压活塞式氢气压缩机。同时提供氢能源核心装备解决方案及安装服务。

    普发动力目前已有如大兴氢能示范区加氢站项目、佛山高明区有轨电车加氢站等多个氢能工程项目。

    裕隆气体为西北地区气体产品综合供应商龙头企业，专业从事工业废气回收利用、气体研发生产、运输销售服务和清洁能源开发。氢能方面，主要产品为纯氢气及高纯氢气。

04

    技术迭代风险、宏观经济变动风险、政策变动风险。

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    开源北交所研究团队专注北交所，新三板，科技新产业、专精特新、新质生产力研究。连续多年获得新财富最佳分析师、水晶球奖最佳新三板北交所研究、上证报最佳分析师、中证报金牛奖、Wind金牌分析师、21世纪金牌分析师、第一财经最佳分析师等荣誉。

所获荣誉

👉2024年21世纪金牌分析师北交所研究第一名

👉2024年Wind金牌分析师最佳北交所研究机构

👉2023年新财富最佳北交所公司研究团队第一

👉2016-2022年水晶球奖北交所最佳分析师公募榜/总榜 双第一

👉2016-2017年金牛奖新三板研究第一名

👉2015-2016年新财富最佳新三板研究第一名