煤炭行业氢能专题之一：工业用氢端及绿色转型之路

请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 [Table_MainInfo] 行业研究/煤炭 证券研究报告 行业专题报告 2024 年 02 月 05 日 [Table_InvestInfo] 投资评级 优于大市 维持 市场表现 [Table_QuoteInfo] -12.81%-7.24%-1.68%3.88%9.44%15.01%2023/22023/52023/82023/11煤炭海通综指 资料来源：海通证券研究所 相关研究 [Table_ReportInfo] 《利好政策频出，板块基本面平稳》2024.01.28 《海通煤炭-23Q4 煤炭行业持仓分析》2024.01.23 《寒潮叠加事故，煤焦价格企稳》2024.01.21 [Table_AuthorInfo] 分析师:李淼 Tel:(010)58067998 Email:lm10779@haitong.com 证书:S0850517120001 分析师:王涛 Tel:(021)23185633 Email:wt12363@haitong.com 证书:S0850520090001 分析师:吴杰 Tel:(021)23183818 Email:wj10521@haitong.com 证书:S0850515120001 联系人:朱彤 Tel:(021)23185628 Email:zt14684@haitong.com 氢能专题之一：工业用氢端及绿色转型之路 [Table_Summary] 投资要点：  工业用氢：NZE 情景下至 2030 年工业用氢量有望达 7000 万吨，目前需求最大的领域为合成氨（50%）、甲醇（45%）和钢铁冶金（10%）。2022 年全球工业用氢量约 5300 万吨，同比+2%。碳中和（NZE）情景下，2030 年全球工业用氢量要增长到 7000 万吨，即未来几年的氢气产量年复合增长率要达到 4%，（过去四年仅 2%）。目前全球已经有超过 60 万吨工业用低碳氢项目，主要集中在欧洲（40%）、中国（28%）和中东（24%）。目前主要地区的支持政策包括：1）日本：致力于全面推进氢、氨供应链建设，计划到 2030 年实现火电20%掺氨燃烧，计划在未来 15 年公私共同投资 15 万亿日元推广氢能应用。2）韩国：将 2022 年作为氢气氨气发电元年，宣布投入 400 亿韩元用于有关设备基础设施建设。3）欧盟：修订版《可再生能源指令》提出到 2030 年可再生能源消费比例达到 42.5%，其中工业用氢中提出 42%为绿氢的约束性目标，并且对绿氢设定了严格的定义，涵盖时间相关性和地理相关性。  氢制合成氨：合成氨位居我国化工行业碳排放首位，绿氨成本下降仍需要绿电成本的降低，掺氨混燃有望打开绿氨消费场景。1）市场和应用：氨是世界上生产及应用最广泛的化学品之一，目前 80%以上用于生产化肥。我国是最大的合成氨市场，产量约占全球的 30%，消费主要用于农业、工业、储能。2）成本平价：目前绿氨成本（720-1400 美元/吨）相较灰氨（110-340 美元/吨）不具备竞争优势，到 2030 年有望实现平价，主要受益于可再生电力和电解槽成本的下降，以及 Haber-Bosch 过程效率的提升。3）规划项目：北美、非洲、澳大利亚在清洁氨生产方面较为领先和积极，目前清洁氨项目合计产能约 600 万吨。  氢制甲醇：甲醇为重要的工业原料和能源载体，有望成为代替燃油的碳中性基石能源。1）市场：2019 年全球甲醇需求量约 9800 万吨，其中约 2/3 主要用于生产如甲醛、乙酸和塑料其他化学品，其余用于车辆、船舶等燃料。2）成本平价：与目前的天然气（100-200 美元/吨）和煤制甲醇（150-250 美元/吨）成本相比，绿色甲醇的生产成本相对较高（约 800-1600 美元/吨），未来有望下降至 250-630 美元/吨。甲醇相较多数石油燃料在能源含量方面已经具备竞争力。3）需求潜力：IRENA 估计到 2050 年绿色甲醇需求量有望达 2.5 亿吨，对应需要建设约 280 家产能为 2500 吨/天的甲醇工厂以及 280GW 的电解槽容量。  氢基炼钢：氢提供生产近乎零碳钢铁的方法，可以作为高热燃料和原料。1）工艺路线：氢提供了一种生产近乎零碳钢铁的方法，即使灰氢炼钢（1.87 kg CO2/kg钢）的碳排放量较传统的煤基炼钢（0.7 kg CO2/kg 钢）也低很多。2）需求潜力：根据中国氢能联盟预测，到 2060 年，在钢铁行业中，被用作高热燃料和原料的氢气需求将分别达 2000 万吨和 1500 万吨。2022 年 12 月河钢集团完成全球首例采用“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术的氢冶金工程。  炼油用氢：NZE 情景下到 2030 年全球炼油用氢量或低于 3500 万吨，且低碳氢来源占比超 15%（其中绿氢：蓝氢=2：1），目前已宣布项目产氢量仅占 NZE情景要求的约 25%。1）应用场景：目前氢气主要用在炼油工艺中的催化裂化和热裂化过程，以降低有害杂质和温室气体排放。2022 年全球炼油用氢 4100万吨，增长主要来自北美和中东地区（约 3/4），其中低碳氢占比不到 1%。2）在建绿氢炼化项目：中石化新疆库车绿氢示范项目（我国首个万吨级绿氢炼化项目）、欧洲 REFHYNE 2 项目（将在德国的能源和化工园区运营欧洲最大的绿氢 PEM 电解槽）、丹麦 HySynergy 项目（欧盟的绿氢旗舰项目）等。3）成本平价：炼油工艺新增 CCUS 设施的成本为 0.25~0.5 美元/桶，高于目前的碳价（0~0.1 美元/桶），这使得炼油厂更倾向于支付碳税而非安装 CCUS 设备。因此未来大规模推广仍然需要大量政府补贴。  风险提示。下游需求不及预期，政策推动不及预期。 行业研究〃煤炭行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目录 1. 工业用氢 .................................................................................................................... 6 1.1 工业用氢量 ...................................................................................................... 6 1.2 工业用低碳氢项目 ........................................................................................... 6 1.2.1 建设中项目 ............................................................................................. 6 1.2.2 新宣布项目 ......