氢能作为清洁、高效、安全、可持续的新能源,成为低碳能源体系的主力之一,在能源、交通、工业生产领域,有着非常大的市场潜力。氢能的使用的过程最重要的包含制氢、储存和运输、应用等方面,氢能应用的关键是安全高效的氢能储运技术。
氢气在常温常压下为气态,密度仅为0.0899千克/立方米。作为易燃气体,它属于危险品(非燃料),与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热即发生爆炸,因此氢能运输对安全要求比较高。目前,氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。
氢能的气态高压输运可分为长管拖车和管道输运两种方式。高压长管拖车是氢气近距离输运的重要方式,技术较为成熟,国内常以2OHPa长管拖车运氢,单车运氢约为300公斤,国外则采用45MPa纤维缠绕高压氢瓶长管拖车运氢,单车运氢可提升至700公斤。
气态输氢管道运输是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式,管道运行压力一般为1.0MPa-4.0MPa,具有输氢量大、能耗小和成本低等优势,但建造管道一次性投资较大。美国已有2500公里的输氢管道,欧洲已有1598公里的输氢管道。
液态输氢通常适用于距离较远、运输量较大的情况。其中,液氢罐车可运7吨氢,铁路液氢罐车可运8.4-14吨氢,专用液氢驳船的运量可达70吨。采用液氢储运能够减少车辆运输频次,提高加氢站单站供应能力。日本、美国已将液氢罐车作为加氢站运氢的重要方式之一。
固体合金的储氢方式中,轻质储氢材料(如镁基储氢材料)兼具高的梯级储氢密度和质量储氢率。在运送过程中将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用,加热介质和装置固定放置于充氢和用氢现场,可以同步实现氢的快速充装及其高密度高安全输运,提高单车运氢量和输氢安全性。
三种储氢方式中,高压气态储氢是目前大范围的应用的方式。在近距离运输中,主要是通过高压储气瓶来实现氢气的储存和释放。高压储氢瓶分为纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、金属内胆纤维缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4种。目前,III型瓶是我们国家发展重点,其中已开发35MPa和70MPa两种,35MPa已被大范围的使用在氢燃料电池车,70MPa开始推广。IV型瓶则处于研发阶段。目前储氢瓶成本比较高,碳纤维成本占比较大。随着储氢瓶的量产以及碳纤维国产化,储氢瓶制造成本将逐步下降。
目前,国内涉足氢气储运的上市企业主要包括中集安瑞科(中国香港上市)、京城股份、中材科技、亚普股份、龙蟠科技、富瑞特装、航天晨光等。
中集安瑞科前身为河北省燃气装备制造商“安瑞科”,2006年开始布局氢能业务,2007年并入中集集团,公司氢能业务聚焦“储、运、加”产业链深度布局,覆盖储氢瓶、供氢系统、加氢站和高压运输车等核心装备。中集安瑞科表示,计划设立年产能约10万个储氢瓶的生产线MPa和国际领先的IV型70MPa储氢瓶,布局中国及东南亚迅速增加的高压氢气储运市场。
京城股份深耕气体储运装备业务二十余年,在2014年率先完成70MPa高压氢燃料车用储气瓶的开发,填补了国内这一级别储氢瓶技术空白。京城股份拥有亚洲地区最具规模的、技术水平最先进的铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶(III型)的设计测试中心及生产线,III型储氢气瓶已批量应用于氢燃料电池汽车、无人机及燃料电池备用电源领域。2021年5月,公司进一步推出具有完全自主知识产权的IV型储氢瓶,该产品与同规格III型瓶相比,重量可降低约30%,质量储氢密度更高,为氢燃料电池汽车提供了轻量化车载供氢系统新选择,这将有利于加快京城股份与国内知名整车厂对接的步伐,转化为更多订单。
中材科技成立于2004年,隶属于央企中国建材集团,目前在苏州、九江、济宁等地有四个制造基地,储氢瓶年产能7万只,已具备量产35MPa高压储氢气瓶的生产能力,这款储氢瓶主要使用在于公交大巴车以及物流车等领域;70MPa储氢瓶正在推进认证工作。
亚普股份自主研发的III型35MPa车载储氢系统将搭载成渝“氢走廊”项目进行示范运行,后续将以此项目为载体,搭建完整的氢系统集成能力。技术路径稳步升级,围绕低成本碳纤维、燃料电池用碳纸和IV型储氢瓶不伤害原有设备的检测等项目的产学研合作有序推进,自主研发的IV型70MPa小容积车载储氢瓶目前正在搭载整车台架进行有关性能验证。
以上公司大部分具备30MPa和35MPa的储存装置的生产能力,部分公司掌握70MPa的关键技术。
储氢领域的上市公司从市值规模来看,截至5月18日收盘,中材科技的总市值最高,为358亿元人民币;其次为中集安瑞科,为170亿元人民币;京城股份、亚普股份总市值分别为85.65亿元和69.18亿元。
除了市值规模,中材科技营收规模在以上几家可比公司中也是最大的,东方财富多个方面数据显示,2021年上半年,中材科技、中集安瑞科、亚普股份、京城股份分别实现盈利收入93.59亿元、79.40亿元、39.83亿元以及5.27亿元,实现归母净利润18.47亿元、3.83亿元、3.05亿元和-100万元。
从资产负债情况去看,中材科技资产规模375.46亿元,是几家公司中最大的,但其资产负债率也最高,为59.89%;京城股份资产规模最小,仅有15.20亿元,但资产负债率也最低,为35%。从净资产收益率来看,中材科技最高,为19.80%,远高于其余几家公司,基本的财务数据情况良好。
华泰证券预测,车载储氢瓶市场规模在2030年预计达到69亿美元,受中国市场庞大的重卡基数推动,十年内中国市场的车载储氢瓶市场占有率预期提升至39%,成为全世界最大的车载储氢瓶市场。考虑到一辆车车载气瓶在3-6个不等,如按规划2025年燃料电池车保有量为10万辆,则储氢瓶年需求约为30.95万个,2020-2050年中国储氢瓶市场规模合计有望达到3234亿元。
整个氢能源产业链,除了燃料电池电堆是关键设备外,车载储氢系统的应用推广也是氢能车商业化的重要突破口。业内人士称,未来3-5年,储氢瓶这一细分领域将迎来蒸蒸日上,待到市场放量,产业链上市公司或将真正从“概念股”转向“业绩股”,提前布局的公司有望迎来新的业绩增长曲线。
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