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风口爆发前夜,氢能产业如何投资掘金?

钛资本研究院发布时间:2022-09-06 11:45:00

  我国氢能及燃料电池产业正迸发出盎然生机。2022年3月,国家发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,为我国氢能发展提供政策支持和顶层设计。其实在此之前,从2017年上海市发布氢燃料电池汽车产业发展规划至2021年底,我国各地已经发布氢能和燃料电池产业相关政策文件累计238个,涉及全国30个省市。

  从燃料电池汽车销量来看,截至2021年底,全球燃料电池汽车累计销量为48,857辆,同比增长50.13%。预计到2030年,有望突破1000万辆,2021-2030年期间,复合增长率为80.55%。

  这一产业吸引了越来越多投资人的目光。香橙会研究院重点关注的50家氢能与燃料电池汽车产业非上市企业中,共有36家于2021年度获得融资,占比72%。其中,30家为燃料电池汽车产业链企业,占比83%;6家为氢能产业链企业,占比17%。

  在这一背景下,氢能及燃料电池产业有何投资机会?氢能产业链具体是怎样的?工业和亚盈体育app下载领域为何值得重点投入?最近,钛资本投研社邀请香橙会研究院氢能事业部总经理韩德祁进行分享,他参与多地政府氢能规划,燃料电池城市群申报方案编写,为大量知名氢能企业制定商业战略,项目科研,发起国内影响力最大的氢能垂直领域公众号之一。本次分享主持人是钛资本董事总经理王闵威,以下为分享实录:

  政策及发展现状

  先来看政策,新能源产业其实依赖于政策驱动,比如锂电,光伏最早都是由政策来推动整个行业的发展。现在,这个产业刚刚进入产业的导入期。2022年3月发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,算是整个行业的顶层规划,在此之后,各地陆续出台了落地政策实施规划以及行动方案,氢能燃料电池产业算步入了发展正轨。

  再看氢燃料电池汽车。氢能交通是氢能源的应用场景之一,是附加值最高的分支,也是对技术要求最高的一个领域,日韩,中国都是先从燃料电池汽车开始,从下往上发展整个氢能产业。2021年,全球燃料电池汽车销售量首次突破一万辆,中国去年是1000多台,日韩美三国的每年销量都名列前茅。日本的丰田和韩国的现代两个车企的燃料电池汽车的销量加起来占了全世界70%以上。

  再看政策目标。到2025年,全球的燃料电池汽车保有量预期是六十五万,中国根据燃料电池城市群示范的目标是到2025年保有五万台。但我认为,根据现在各国和我国各地的规划设计, 到2030年,全球的燃料电池汽车保有量应该有望突破一千万辆,对于中国来说,保底预测是80到100万台。

  当前投资情况

  就投资情况而言,此前,燃料电池汽车产业的投资,主要聚焦核心零部件,即发动机及其中的核心部件电堆。因为它们货值最高,占整车的价格比例也是最高,因此以前最受投资人关注。

  但是,随着这几年投资案例增多,投资偏好也开始逐渐分散。从以前专门投发动机和电堆,到电堆和其它关键零部件,甚至上游的氢能产业链,也开始有一些投资案例出现;投资人的成分也在逐渐发生变化,以前主要是产业投资人,现在PE,VC占比越来越高。

  我们重点关注的50家氢能和燃料电池汽车企业,2021年有36家获得了融资,其中有6家是氢能产业链的。虽然之前的投融资比例还不高,但这个数量在肉眼可见地逐年增长。

  下图所示是氢能燃料电池汽车的投资案例,进一步分析,发动机跟电堆占比50%,占比有所下降,但仍然是最高的。其他分割出来的小块都是电堆和系统里的一些零部件核心材料。右边是2021年6个氢能产业的投资案例,被投资项目主要集中在长三角地区。

  长三角是中国燃料电池和氢能技术最发达的地区,始终扮演技术外溢的角色,很多在广东或者其他地区落地生根的企业,追根溯源会发现都是从长三角,上海出去的。

  燃料电池汽车只是氢能的应用领域之一,往上看,整个氢能产业链,分成氢气的制取,储运和加注,往下看就是应用。

  燃料电池现在一共有三大应用领域:交通,亚盈体育app下载和工业。其中,交通领域最为热门,现在走进千家万户的汽车发展得最早,最快,也最吸引眼球。但我们认为,事实上,亚盈体育app下载和工业这两块的市场比汽车行业还要广阔得多,也是现在能迅速发展起来,吸引集中投资标的的领域,而且可能之后会聚焦于储能方向的商业化推广,应用以及一些关键技术门槛的突破上。

  我们展开来看。首先,什么是氢储能?氢储能的意思是,通过可再生能源发的电,或者不管什么来源的电,先电转氢,然后在需要时再氢转电,就这个电-氢-电转化的综合效率大概在35%。下图所示的坐标轴对比了各种各样的储能方式。可以发现,氢和氢载体的储能时间跨度最长,虽然锂电的储能效率在80%以上,电-氢-电的综合效率只有35%,但是我们觉得未来整个储能市场里,氢或者氢相关载体的市场空间是所有储能方式里面最大的。

  现在整个世界都要解决能源运输问题,就我国而言,即如何让大量的可再生能源走入长三角或者其他缺电的经济发达地区或沿海地区。结构性缺电一直是让我们大为头疼的难题,最近也有新闻报道,由于缺电,上海的观光灯都要关掉了,川渝地区限电更引发全国关注。这就引出了我国可再生能源的存储和运输问题,比如现在夏季时期,一方面,我国部分地区缺电问题严重,另一方面,我国光能丰富或者水电富余的地区有大量的电无法存储。通过下图中的坐标轴可以看出,氢是一个非常好的储能介质,但是关键技术门槛也卡在了储能这一环。

  现在的储运方式是制约产业发展最大的痛点,现在运氢都是长管拖车,一车只能运几百公斤。到目的地后只能卸下大概四分之三,剩下的四分之一因为压力的问题卸不出来,只好运回去,一路折合到氢气的使用价格就是每一公斤的氢气通过长管拖车运输跑100公里大概就要十块钱的成本。国家燃料电池示范城市对终端使用氢气的指导价格是35块钱每公斤,如果要从内蒙古运氢过来,氢气储运价格将远远超标怎么把如何降低氢气储运成本是整个行业乃至整个国家能源结构调整和未来可再生能源发展的一个关键问题。为了解决这个问题,现在出现了很多技术路线,这是投资人可以关注的一个方向。

  除了长管拖车。氢储运的技术路线还有液氢,这是大规模运氢的技术路线之一,也是最接近下一代商业化的技术路线。液氢在欧美国家比较流行,因为相比长管拖车,它们用液氢更经济,但在中国,现在长管拖车还是最普遍的。

  还有一些仍在积极拓展试验示范的技术路线,包括固态金属储氢,有机液态储氢,有机液体储氢和一些合成燃料储氢,在这些路线中,液氢属于低温储氢的方式。现在也有不少的公司在进行不同的示范项目,上海的氢枫能源使用镁储氢,有机的液体储氢日本的千代田已经在做了,还有用甲醇合成燃料,现在在我国也很火。另外,氨也是一个挺热门的储氢方式。

  未来可能比较热门的一个投资方向就是储能。氢储能可以解决可再生能源的波动性和间歇性,起到稳定电网的作用。在整个电-氢-电过程中,位居前端的太阳能,风电,都是很成熟的发电方式。问题在于水电解制氢的核心设备——电解槽。现在放眼全中国,可投的,可量产出货的企业屈指可数,整个行业完全处于供不应求的状态,只要一家公司能够提供稳定的电解槽产品出货,那下游的订单就会蜂拥而至。现在,很多公司都在陆续推出电解制氢的相关产品,但成熟产品比较稀缺,所以可投资标的不是很多,未来一旦找到合适的,短期或者中期的市场前景会非常乐观。

  其实,电解槽也有多条技术路线。首先,ALK是现在技术最为成熟的,也是在中国应用市场占有率最高的一种技术路线,它主要解决的是集中式发电的场景。其次,PEM纯水电解的方式,目前是全球占率最高的, 但目前在中国的应用场景还不多,因为它是分布式发电模式,适合解决需要快速响应的,小规模的急用场景,在中国,因为化工园区属性的问题,这条技术路线还无法大规模推广。根据广东省近日刚发布的燃料电氢能发展行动方案,广东省已经率先放开了站内制氢的政策门槛,所以我们预计PEM这条技术路线很快就能迎来爆发期第三个技术线是S O E C,即固体氧化物电解水。在某些应用场景上,它具有一定优势。但和前两条技术路线相比,它更为不成熟,还没有进行产业化导入阶段。

  总结而言,首先,现在的顶层规划已经明确了氢能的能源属性,战略地位和技术路线,在我国未来的能源结构转型升级里发挥重要作用,具有非常广阔的市场机会。第二,车端降本路线也清晰可见,电池汽车平价之路是一片坦途。

  如今,还有很多人说燃料电池汽车很贵,但是燃料电池汽车的购置成本每年都以20%到30%的速度下降,预计在三到五年之内,就可以和柴油车购置成本完全齐平。第三,在质子膜,催化剂,碳纸这些关键的零部件国产替代方面,现在成熟的标的还不多。这也就衍生出比较多的投资机会,可以看见有大量创业公司都在这几样零部件上下功夫。第四,上游可再生能源发电需要解决消纳,下游工业领域氢气需求量巨大,那么氢储能的机会就应运而生,但一方面成本太高,另一方面我们基础的荷高压还不够,负载不了这么大的可再生能源发电的亚盈体育app下载,如果能解决这些储运问题,将打开一片宏阔的崭新天地。第五,PEM的电解槽是下一代电解技术的大势所趋,但是目前成本还是比较高,需要从材料体系上攻克PEM电解槽里边的关键材料。

  问答

  Q1:请韩总比较一下,中美在氢能和氢燃料电池上分别有哪些长处跟短板?

  A:整个新能源产业,包括氢能,其实主要由政策推动,美国的氢能和燃料电池汽车的发展也经过了几任政府,每任政府对这个产业的态度不太一样,所以它的发展过程也是起起伏伏。但是目前来看,美国的加州地区是全球氢能电池汽车包括基础设施发展最好,最快的应用市场,它有大量的加氢站,丰田,现代,以及我们中国清能股份旗下的美国子公司,都在加州投放了大量的乘用车,现在也在推广重卡。这是因为加州政策利好,当地政府比较支持发展氢能。而且老百姓也愿意为环保买单,所以当地的氢燃料电池汽车和加氢站等基础措施发展较快。我们中国可以与之一比的就是广东的佛山和广州,这些地方的政府投入了大量的前期补贴支持产业的基础设施和终端应用发展,然后通过招商促进上游产业链的聚集。这些大概就是两国的共同点和区别。

  Q2:您提到现在可能低温液态的形态能够较早跑出来,但做到零下两百多度的温度能耗很大,那么这块的收益情况会是怎样?跟其它的固态,加压相比,为什么液氢更甚一筹?

  A:液氢是基础设施前期投入非常大的一个产业,现在主要面临的问题是如果前期投入太大,下游燃料电池汽车又没有几辆,液氢的性价比就太低。但是如果一个钢铁公司或者一个工业上比较大的地区客户能掌握价美质优的上游氢源,那液氢还是一个可以列为首选的对象。主要是液氢的技术路线在我国还没有太多的商业应用,所以它的成本或者商业模式还没有得到充分验证。我们觉得可以“让子弹飞一会儿”,让这些先跑跑看,再用在我们中国跑出来的数据跟海外进行对比,我觉得很可能液氢这个技术路线在中国的性价比不如欧美日这些发达国家。

  Q3:我国氢能产业的技术吸收情况是怎么样的?是否还是“穿马甲”的情况?

  A:作为一个制造业大国,很多东西在海外可能性价比不高,但是一到中国实现大规模生产或者应用之后就立即具备高性价比了。从技术上来说,由于很多东西之前应用场景太小了,企业对市场信心不足,就都没有切入这个领域。除了上游材料可能比较难,我国中游往下的企业我还是挺有信心的,有些公司现在跟海外的技术差距并不大。除了在一些关键领域可能进程会慢一点,但我们基本上具备国产化能力。例如双极板,中国已经出口了好多知名品牌;电堆系统是重卡上要用到的大功率产品,现在大功率的每个月都有突破性的产品出来。

  Q4:想请教韩总您怎么看氢气的管道运输技术壁垒和国内的发展前景?

  A:我觉得管网肯定是终极的运氢方式,我们国家现在主要是管网的基础设施还不够,管网的前期投入也非常大,这些肯定不是创业公司来做的,都是一些国字头的大集团或者是国家推动来实现,像中石油,中石化也都在做管网方面的工作。可这是一件时间跨度很长的事,现在管网技术主要面临的就是氢脆等问题,但我觉得这个是我们能够克服的。管网的问题主要还是基础设施投资巨大,对于民间的创业团队来说进入门槛太高。

  Q5:就刚才所提到的氢脆,那您怎么看石墨板和金属板这两种材料未来在双极板上的应用前景?

  A:石墨双极板肯定是现在最成熟的方法,可是2021年的时候,金属双极板在终端车上面的应用市占率已经超过50%了,金属双极板解决的是更大的质量比功率密度。使它可以在更小的体积里做到更大的功率。从30千瓦走到300千瓦的过程中,不管是石墨还是金属,体积会变得非常大,哪怕是商用车都对空间要求很严格,更不要说以后在乘用车上面去推广应用了。所以我认为,金属板未来肯定会发生市场分化,在有些领域比如公交车或者物流车上面,用石墨板的机会会大一点,甚至一些固定式发电的项目上面肯定更好用。金属板主要应用在一些要求比较高的环境里,接下来就是金属板的价值在逐步提升的结果。

  Q6:我们看到乘用车基本上都是以电能的为主,电能车从乘用车开始向商用车去延伸,但新能源车现在基本上是一些商用车,比如说前面提到的氢能重卡,或者是一些特用车,比如像工程车之类的。那您觉得在乘用车这个终局里,新能源车能不能占有一席之地?

  A:燃料电池终究还是要用在乘用车上面。日本的丰田最早发展的也是乘用车,现在发展商用车是因为在中国市场发现长途重载是一个非常具有性价比的应用场景,可能在商用车领域更容易推广,相对而言更有性价比。可是我觉得未来氢能电池在乘用车的领域是有机会切入的。面临的第一个问题就是,现在全中国才一千万辆锂电的车,当中还包括了混动。中国的汽车保有量大概在四个多亿还是五个多亿。一千万辆的时候都已经要错峰充电了,对电网的负荷这么大,这个时候就对储能,对上游的可再生能源发电提出了更大的要求。现在氢液电池汽车的问题还是购置成本和使用成本比较高,然后基础设施像加氢站又不够。我觉得纯电车可能很快就会发展到天花板,这两种类型的新能源车应该都可以在市场上占有一定的比例。这些技术路线都不是互相取代的,锂电,纯电和氢不是一个谁要取代谁的问题,而是可能在一定的场景可以实现时间空间伴随的。

  Q7:我们主要竞争对手日本目前的技术发展到什么阶段?

  A:如果从车这个角度来说的话,日本的燃料电池汽车的技术还是全方位领先中国一个level的。毕竟他们发展时间早,做了几十年的,丰田举全部之力去发展这么一条技术路线,那肯定要发展得好,至少技术成熟,这是可以理解的。中国要在有限的时间窗口之内实现弯道超车是有可能的,因为我们中国的应用市场比日本要大很多,可以通过这些批量化应用来推动技术的成熟和进步。我们的燃料电池城市群示范宗旨就是扶强扶优,在每个细分赛道里面要扶持出五家头部企业。我觉得在这几年的时间窗口里面,我们中国的技术有机会全面和日韩并肩。

  Q8:请教一下现在电解槽领域有哪些不错的,值得关注的国内企业,可以推荐一下?

  A:有些公司可能因为某些原因没办法投资。如果从投资角度来说,中国现在做PEM电解槽可以出货的。现在可以供货的应该就几家。至于在研发的,因为它跟燃料电池的电堆系统是同样的构造,一个逆反应里边所有的构造都是一模一样的,只是材料构成会稍微不一样,所以所有的燃料电池的电器,尤其是金属板燃料电池电堆的公司,全都在做电解槽的研发,这些公司的产品也会陆陆续续投放市场。

  今年底和整个明年,我们都会看到很多传统做燃料电池电堆的企业发布电解槽相关产品,跻身为这个行业的新生力量,各位如果关注这个行业,可以看看哪些公司离这个发布产品比较近,或者技术团队比较靠谱的,又或者商业能力比较强,产品推出之后可以很快地通过之前的商业渠道拿到订单,尽快把它的产品做一些商业化的验证,然后可以跟竞争对手比有一个很好的数据反馈,完成迭代升级之后可以跑出一个比较好的性价比。

  钛资本研究院观察

  今年,国家发改委,国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》,氢能产业迎来新的发展契机,市场对于氢能的关注也迅速增加。氢能具备来源丰富,绿色低碳,应用广泛等多种优势,对于绿色低碳转型具有重要意义,现在仍处发展早期,氢能领域的科学研究, 技术创新和模式探索方兴未艾。

  目前,氢能产业尚处于从氢气向氢能的发展阶段,相关产业和投资快速发展。我国氢能产业在政策体系,技术水平,基础设施和产业应用等方面仍需提升,未来实现快速发展有赖于统筹,精准,有力的政策引导支持和 理性,高效,活跃的市场。

  绿色转型将深刻改变全球能源消费结构和生产生活方式。我们希望通过梳理氢能产业政策脉络,募投数据和产业结构,呈现氢能产业私募股权投资市场图景。钛资本高度关注这一领域,未来将持续陪同优秀公司进步,发展。

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