氢能源：储运千亿市场，氢压机及储氢瓶放量在即
氢能储运为氢能发展重要环节
氢能储运是产业链中的重要一环
氢能产业链分为上游制氢、中游储运氢及下游氢能应用，涉及环节较多、应用领域广泛。制氢端即通过化石能源或电解水等方式生产氢气；储运端指将制得的氢气进行压缩或液化后储存，再通过车载或管道等方式运输至下游加氢站、化工企业等应用领域。其中储运环节是连接上游供给及下游需求的关键，是整个产业链环节中的必不可少的一环。
氢能行业步入发展快车道，储运氢环节成为降本关键
全球氢能市场快速扩张，储运环节占氢气总成本的30%-40%。据IEA数据，2021年全球氢气总产量达到9423万吨，同比增加5.5%，2030年产量有望达到17998万吨，2021-2030年CAGR达到7.5%，产业发展迅速。据中国煤炭工业协会数据， 2021年中国氢气总产量达到3300万吨，同比增加32% ，占全球市场的35.02%，未来随着政策及市场驱动氢能需求有望持续保持高增。目前氢气成本仍处于高位，行业降本诉求较大。其中储运氢环节约占氢气总成本的30%-40%，是决定氢气终端成本的一大关键因素。
气态储氢核心设备压缩机、储氢瓶快速放量
高压气态储氢为目前行业主流选择
由于氢气密度较小（0.089g/L）、液态温度较低（-253℃）、稳定性差等特性，使得储运氢难度较大。氢气储存主要分为气、液、固三种形态，目前国内高压气态储氢技术相对成熟，在成本方面具备优势，是现阶段主要的氢气储运方式。受技术和成本端的制约，低温液态、固态等其他储氢技术仅有少量应用，总占比不到0.1%。
目前行业对储氢技术的核心要求为安全、大容量、低成本。高压气态储氢操作简单、成本较低、技术成熟，但由于压力较高存在一定的安全隐患，并且储氢密度较低使得储氢效率较低。低温液态储氢在储氢密度上具有优势，体积密度为80MPa下高压气态储氢的2倍多，但制冷耗能大、储存成本过高。由于有机液态储氢开发难度大、固体材料储氢技术尚不成熟，离商业化应用还有一段距离。我们认为高压气 态储运在中短期内仍将是储氢的主流方案，而未来低温液态氢储及固态储氢运有望逐步实现商业化。
氢气压缩机应用于储运过程中的多个环节
高压气态储氢通过高压压缩的方式存储气态氢，关键设备为压缩机和储氢瓶。氢气压缩机主要作用为通过提高氢气储存密度和压力将氢气压缩成高压氢气。压缩机在整个氢能产业链中应用广泛，氢气生产环节中制氢厂需将氢气压缩至相应的储氢瓶中；在管道运输中，需要在运输途中使用氢压机为氢气提供动力；氢气送至加氢站及下游应用端后，需要经过压缩机进行再次压缩储存。
隔膜压缩机市场份额达到70%
氢气储运环节中常用的两种压缩机为隔膜压缩机和液驱压缩机。隔膜压缩机通过膜片在液压油的推动下来回摆动，从而完成吸气、压缩、排气循环往复的过程。隔膜式压缩机技术国内应用成熟度较高，具有气体无污染、无泄漏、压缩比较好的优点，成为当前市场主流，在氢气压缩机市场份额达到70%，其中在充装压缩领域占比达到90%以上，在加氢站压缩领域占比为66%。液驱活塞式压缩机利用液压油驱动活塞往复运动从而实现气体的压缩，具有结构简单、体积较小等优点，且启停不影响压缩机寿命，目前主要应用于撬装式加氢站。
氢气压缩机逐渐向高压、大排量、国产化发展
下游需求倒逼压缩机逐步向高压、大排量方向转变。随着下游燃料汽车氢气加注压力的提升续航里程不断提升，加注压力为70MPa的燃料汽车的续航里程为35MPa的1.6倍之多，倒逼加氢站的压缩机由目前主流的35MPa压缩机提升至70Mpa。同时加氢站为满足大规模车队在有限的场地上加注，最佳路径为增大压缩机的排量，随着压缩机的排出压力及排量的增加，压缩效率有望进一步提升。液驱式压缩机渗透率提升空间较大。在大排量压缩机成为未来趋势的背景下，液驱式压缩机凭借排量高、模块化设计、体积相对小、维修简单、密封件寿命高等特点，近两年关注度不断提升，未来液驱式压缩机需求有望保持高增。国产化替代趋势明确。目前加氢站压缩机成本约占加氢站建设设备总成本的30%，进口压缩机售价为300-500万元，而国产压缩机售价仅为100-200万元，过去加氢站中进口压缩机占比约为70%，随着国产品牌技术迭代及产品性价比提升，目前加氢站国产品牌占有率达到50%，未来随着加氢站对压缩机性价比及产品售后维修要求的提高，国产品牌替代空间有望进一步提升。
国内氢压机企业布局加速
随着加氢站建设速度的加快叠加制氢项目迅速落地，氢气压缩机未来几年的需求将迎来快速增长。国内氢压机行业龙头企业为中鼎恒盛，在大流量氢气充装压缩机领域市占率高达90%，在加氢站压缩机领域市占率为30%。2021年以来氢压机企业布局明显提速，多家企业中标氢压机采购项目。
2025年全球氢气压缩机市场规模有望达到229.2亿元
核心假设：1）2025年我国加氢站保有量有望达到1087座，全球加氢站保有量有望达到2800座；2）2025年我国氢气管道运输长度有望达到879公里，全球氢气管道运输长度有望达到12500公里。结论：随着氢能需求的不断提升，中游环节压缩机设备需求有望迎来高速增长，2023-2025年我国氢气压缩机市场规模将达到38.5/48.5/65.4亿元，CAGR为30.3%，2023-2025年全球氢气压缩机市场规模将达到143.8/178.1/229.2亿元，CAGR为26.2%。
储氢瓶为氢能储存的重要容器
储氢瓶为氢能储存的重要容器，高压气态储氢技术通过储氢瓶实现氢气的储存和释放。根据内部结构选取材料的不同储氢瓶主要分为纯钢制金属瓶（I 型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II 型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）及塑料内胆纤维缠绕瓶（IV 型）。储氢瓶内部主要由内胆、中间层、表层三部分组成，内胆是储氢气瓶的核心部件，主要作用为阻隔氢气，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型储氢瓶内胆大多为金属材料，但氢气与金属材料接触会产生氢脆效应使金属塑性下降、诱发裂纹甚至开裂的现象，不适合长期储存，Ⅳ型储氢瓶内胆采用塑料等复合材料，耐氢气渗透性和耐热性较好。中间层是比较厚的耐压层，主要作用为承压，碳纤维凭借较好的拉伸强度及较轻的重量广泛用于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型瓶中的中间层，表层一般使用玻纤等包裹材料用于保护内部结构。
储氢瓶将逐步实现由I、II、III型向IV型瓶的产品迭代
IV型储氢瓶高储氢质量密度、低成本等优势明显。目前35MpaⅢ型储氢瓶成本为3921美元，而35Mpa Ⅳ型储氢瓶成本为2865美元，成本下降27%，主要系III型瓶储罐采用大量金属铝材料，而IV型瓶采用价格较低的高分子聚合物并且用量较少。在Ⅲ、Ⅳ型储氢瓶成本中，碳纤维复合材料成本占比最大，其中Ⅲ型储氢瓶碳纤维成本占比达到66%，Ⅳ型储氢瓶碳纤维成本占比为78%，同时随着储氢压力的提升碳纤维用量逐步增加，35MpaⅢ型储氢瓶碳纤维成本为3084美元，70 MpaⅢ型储氢瓶碳纤维成本为3921美元，涨幅达到27%。目前IV型瓶已经广泛应用于海外车载领域，而国内发展较慢，主要原因为国内技术落后以及我国氢燃料汽车大部分应用于商用车领域，商用车对储氢瓶的重量及储氢效率敏感度较低所以IV型瓶优势无法体现，并且碳纤维材料、碳纤维缠绕设备与高压罐体等加工设备高度依赖进口也成为阻碍我国IV型瓶发展的重要因素。未来随着设备材料逐步实现国产化替代及规模化生产，IV型瓶成本有望下降至III型瓶成本的0.6倍左右，产品迭代逐步提速。
2025年全球储氢瓶市场规模有望达到519.9亿元
核心假设：1）2025年我国车载储氢瓶需求量有望达到23万支，全球需求量达到80.5万支；2）2025年我国加氢站保有量有望达到1087座，全球加氢站保有量有望达到2800座。结论：随着氢能需求的不断提升，储氢瓶需求有望迎来高速增长，2023-2025年我国储氢瓶市场规模将达到112.3/136.1/170.7亿元，CAGR为23.3%，2023-2025年全球储氢瓶市场规模将达到396.5/450.9/519.9亿元，CAGR为14.5%。
低温液态储氢商业化进一步加快
低温液态储氢是以20K低温将液化氢气储存到绝热真空容器中的一种新兴储氢技术，相比于高压气态储氢，低温液态储氢质量密度更大，储存氢气纯度更高。但为了保证低温、高压条件，低温液态储氢需使用具有良好绝热性能的液氢储罐以及配套严格的绝热方案与冷却设备，同时氢气液化工程中能耗较大使得低温液态储氢成本较高，低温液化储氢的单位成本为高压气态储氢单位成本的2倍左右，目前低温液态储氢主要应用于军事航天等对氢气纯度要求较高的领域，未来随着液化能耗的减少及保温效率的提升，低温液态储氢商业化进展有望加快。
未来固态储氢研发有望提速
固态储氢是基于氢气与储氢材料间的物理或化学变化，形成固溶体或者氢化物，从而实现氢气的存储。具有储氢密度高、运行压力低、安全性好等优点，目前利用金属氢化物储氢技术较为热门，单位体积的金属可以储存常温常压下近千体积的氢气，体积密度甚至优于液氢。但由于固态储氢的技术门槛较高，资金需求巨大，目前我国仍处于研发示范的早期阶段，近年国内陆续有以固态储氢为能源供应的大巴车、卡车、冷藏车、备用电源等问世，随着氢能行业及企业对该领域的关注度加大，固态储氢有望在实际应用中不断实现技术研发迭代。
短期车载储氢满足需求，液氢管道运输趋势明确
车载运氢是目前运氢的主要方式
目前随着下游氢能需求的不断增加以及制氢企业与使用氢气的企业分布不均匀，氢气的运输成为氢能发展道路上的关键一环。氢气的运输环节在氢气总成本中占比达到20%-30%，氢气的的运输方式主要由氢气的储存形式及运输距离决定。高压气体储氢主要通过长管拖车和管道运输两种方式，长管拖车适合短距离、小规模的氢气运输，管道运输适合大规模、长距离的氢气运输，目前由于我国氢能处于发展初期，基础设施建设不完善，长管拖车仍为主流的运氢选择。低温液体储氢主要通过液氢槽车进行运输，适用于长距离、输运量大、氢气纯度要求高的氢气运输，目前我国液氢槽车运输主要用于航天及军事等细分领域，海外液氢槽车运输发展较为成熟应用广泛。
长管拖车目前是我国氢气运输的主流选择
长管拖车技术成熟，为目前我国氢气运输的主要方式。制氢厂制得的氢气在通过压缩机高压压缩后储存在储氢瓶中，然后由长管拖车运输。长管拖车通常具有 6~10 个大容积储氢瓶，但由于氢气密度小，而储氢压力容器自重大，所以最终拖车所运氢气的质量只占总运输质量的 1%~2%，运输量大约为260-460kg/车。长管拖车目前只适用于运输距离较近(运输半径300公里)、输送量较低的运输场景，随着运输距离从50公里提升至500公里，长管拖车成本由4.3元/kg提升至17.9元/kg，其中人工费用和油费是导致长管拖车成本快速增加的主要影响因素。
管道运氢是未来大规模、长距离运氢的必然趋势
随着未来氢气需求的不断增加，管道运氢是实现大规模、长距离输氢的主要方式。管道储氢相较于长管拖车具有运输体量大、距离远、能耗损失低、经济高效等多重优势。但其铺设难度大、投资成本较高，当运输距离由150公里提升至550 公里时，氢气管道投资建设费用由9.6亿提升至35.43亿。我国管道运输研究起步相对较晚，输氢管道规模较小，总里程约400公里，在用管道仅有百公里左右，主要由中国石油、中国石化、国家电投等大型国企建设，在化工园区内应用为主。海外氢气管道起步较早，目前全球氢气输送管道总里程已超过5000km，美国输氢管道总里程已超过2700km排名第一，欧洲氢气输送管道长度也达到1770km，未来随着氢气需求不断提升，我国管道输氢的必要性将不断凸显，根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》测算，2030年我国氢气管道总里程将达到3000 公里。
未来液氢运输渗透率有望提升
低温液态氢气储运相较于高压气态氢气储运的优势在于运输成本低、纯度高、计量方便等，液氢一般采用车辆或船舶运输，液氢槽车是液氢运输的关键设备，当槽罐车容量为65m3时可运输4000 kg的氢气。相较于气氢运输分散生产后进行运输，液氢一般采用集中生产统一运输的方式。当氢气深冷至20 K 液化后能量密度远大于气氢，所以液氢需要的公路运力远小于气氢，日本的液氢和气氢对公路车运力要求为 1∶6，而美国则高达 1∶20。目前我国由于没有先进的大规模氢液化工厂，气氢运输在总成本上尚占据优势，当运输距离从50公里提升至500公里时，液氢槽车的运输价格在13.51-14.31元/kg范围内小幅提升。但美日等发达国家已经将液氢的储运成本降低到高压气氢的八分之一左右，随着我国氢气液化产能的不断提升，液氢储运未来有望成为我国氢能运输的一种重要方式。
随着氢气需求的提升，逐渐实现由长管拖车向管道运氢的转换
氢能运输成本与储运距离和储运量有着密切关系，通过对长管拖车、管道运输及液氢运输三种运输方式成本进行对比，短期来看，在短距离（300公里以内的城市内）低用量运氢方面，高压气态长管拖车成本低于低温液态储运成本，符合目前我国氢能发展初期的要求。中期来看，在中距离（300公里以上的城际间）低用量运氢方面，低温液态储运成本低于高压气态长管拖车成本，未来随着氢能需求逐步增加及氢气液化产能、技术的不断提升，液氢储运渗透率将逐步提升。长期来看，管道运输成本最低，未来随着大规模、长距离运氢成为趋势，管道运氢将成为主流选择。
4.重点公司分析
开山股份：压缩机领域老兵，布局氢能打开新局面
国内螺杆空压机龙头企业，业绩呈现阶梯式增长态势。公司深耕空气压缩机领域近20年，主营业务螺杆空气压缩机生产规模和技术水平处于行业领先，制造规模亚洲排名第一、全球排名第三。同时公司进一步向下游布局拓宽业务领域，向地热发电成套高端装备主要供应商和地热发电运营商转型。近年来受海外需求旺盛，公司营收稳步增长，2022年前三季度营收为27亿，同比增加5%，归母净利润达到3.4亿，创历史新高。
厚普股份：天然气及氢气加注双轮驱动，持续研发保持旺盛活力
加注领域拥有完整产品系列，业务稳定发展。公司是清洁能源加注设备整体解决方案供应商，主要业务涵盖天然气、氢气加注设备的研发、生产和集成。在氢气核心部件研制上，公司已实现高压气氢、液氢、固态储氢三种储氢方式的布局。参与北京冬奥会4座加氢站、北京大兴氢能科技园加氢站、马来西亚电氢合建站项目、山西鹏飞集团鹏湾氢港一期2万吨焦炉煤气制氢项目、三峡集团制储运加加氢站EPC项目等多个大型氢能项目。积极研发布局低压固态储氢装备和活塞式氢气压缩机。公司持续投入研发，目前低压固态储氢装备已通过小批量测试，活塞式氢气压缩机已经完成1000小时的连续运行测试。
京城股份：高压气瓶纯正标的，盈利能力逐步改善
京城股份主营业务为气体储运业务。主要产品包括 LNG气 瓶、CNG气瓶、钢质无缝气瓶、氢燃料电池用铝内胆碳纤 维全缠绕复合气瓶等，其中钢质无缝气瓶占据40%营收，凭 借气体储运多年积累的技术经验，公司2021年开始布局车载 储氢瓶生产，2022H1储氢瓶营收占比达到13%。
亚普股份：燃油箱行业龙头，响应政策积极布局氢能
公司主营业务为汽车储能系统产品，位居国内汽车燃油系统市场 第一，全球市场排名第三。公司2020年开始布局氢能领域，目前 首款车用氢气减压阀—“开天锏”研发成功，该产品已通过国家 机动车产品氢循环试验认证，经过5万次寿命试验（2500次@-40℃ 和85℃）后，该产品整体任何一点的泄漏率始终≤1PPM，远低于 国内外标准所要求的泄漏率<10nml />(约560PPM)，这个关键指标 处于全球领先水平。
