高壓氣氫拖車是當(dāng)下氫氣短距離運輸?shù)闹饕緩?。從我國?dāng)下氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來 看，氫氣的短距離異地運輸主要通過集裝管束運輸車進(jìn)行。例如，化工富余氫氣經(jīng)過脫水、 脫氧等凈化流程后，經(jīng)過氫壓縮機壓縮至 20MPa，由裝氣柱充裝入集裝管束運輸車。經(jīng)運 輸車運至目的地后，通過高壓卸車膠管把集裝管束運輸車和卸氣柱相連接，卸氣柱和調(diào)壓 站相連接，20MPa 的氫氣由調(diào)壓站減壓至 0.6MPa 并入氫氣管網(wǎng)使用。在加氫站日需求 500kg 的情況下，高壓氣氫拖車運輸節(jié)省了成本與管道建設(shè)前期投資成本，在一定儲運距 離以內(nèi)經(jīng)濟性最高。高壓儲氫容器自重大，氫氣的密度又很小，裝運的氫氣質(zhì)量只占總運 輸質(zhì)量的 1%～2%左右，因此氣態(tài)氫的拖車運輸僅適用于將制氫廠的氫氣輸送到距離不太 遠(yuǎn)，同時需用氫氣量不太大的用戶。

輕量化、高壓力是未來高壓氣氫拖車的發(fā)展方向。我國當(dāng)下用于高壓氣氫拖車運輸?shù)?運輸氣瓶主要以工作壓力 20MPa 的純鋼制 I 型瓶為主，單車運輸氫氣約 380kg。與國外領(lǐng) 先技術(shù)仍有一定差距，國外采用 45MPa 纖維全纏繞高壓氫瓶長管托車運氫，單車運輸氫氣 可達(dá) 700kg。為了提高運輸效率和適應(yīng) 70MPa 壓力等級加氫站的建設(shè)需求，我們認(rèn)為高 壓氣氫拖車未來將繼續(xù)向輕量化、高壓力方向發(fā)展。

管道輸送是最經(jīng)濟、最節(jié)能的大規(guī)模長距離輸送氫氣的方式。管道運輸壓力一般為 1.0～4.0MPa，輸氫量大、能耗低，但是建造管道一次性投資較大。在管道運輸發(fā)展初期， 可以積極探索摻氫天然氣方式。截至 2019 年，美國已有 2500 公里的輸氫管道，歐洲已有 1598 公里的輸氫管道，我國則僅有 100 公里的輸氫管道。2021 年 6 月，中國石油天然氣管道工程有限公司中標(biāo)河北定州至高 碑店氫氣長輸管道可行性研究項目，管道全長約 145 公里，設(shè)計輸氫量 10 萬噸/年，是國 內(nèi)目前規(guī)劃建設(shè)的最長氫氣管道。

氫-天然氣混合氣的管網(wǎng)運輸。研究表明，使用已有管網(wǎng)輸送氫氣是低成本長距離輸送 大量氫氣的優(yōu)選方法之一。直接把天然氣管網(wǎng)變成氫-天然氣混合氣（含氫量約 15%），僅 需對原有管網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑旒纯?。但是，如果要進(jìn)行純氫輸送，則需要對天然氣管網(wǎng)進(jìn) 行實質(zhì)性的改造，包括材料和重要部件的更換、安全性措施升級等。利用天然氣管網(wǎng)輸送 天然氣混合氣和升級改造天然氣管網(wǎng)來輸送純氫，這兩個方面的技術(shù)分析和研發(fā)工作也是 美國能源部氫能發(fā)展計劃中的主要內(nèi)容。

2.2 液氫輸送：液氫槽車運輸及 LOHC 運輸將成中期大規(guī)模、 長距離運輸主要途徑

液氫槽車運輸適合運距較遠(yuǎn)，運量較大的場景。液氫的運輸、儲存容器需使用特殊合 金和碳纖維增強樹脂等，而且還必須使用應(yīng)對自然蒸發(fā)的液態(tài)氫用浸液泵和高隔熱容器等 特殊設(shè)備和技術(shù)。制氫廠制得的氫氣，經(jīng)過液化后，可方便地進(jìn)行公路運輸，到達(dá)加氫站 后可直接給液氫用戶加氫，或者通過氣化、加壓后給高壓氫罐用戶加氫。槽車是液氫車運 的關(guān)鍵設(shè)備，常用水平放置的圓筒形低溫絕熱槽罐。汽車用液氫儲罐其存儲液氫的容量可 以達(dá)到 100m3，鐵路用特殊大容量的槽車甚至可運輸 120~200m3 的液氫。液氫存儲密度 和損失率與儲氫罐的容積有較大關(guān)系，大儲氫罐的儲氫效果要比小儲氫罐好。

液氫槽車輸送在我國發(fā)展將成必然。液氫當(dāng)下痛點問題在于短距離運輸成本較高，現(xiàn) 有技術(shù)條件下，液化過程的能耗和固定投資較大，液化過程的成本占整個液氫儲運環(huán)節(jié)的 90%以上，而這也造就了液氫運輸成本對于距離不敏感。未來，由于液化設(shè)備的規(guī)模效應(yīng) 和技術(shù)升級，液化能耗和設(shè)備成本還有較大的下降空間。鴻達(dá)興業(yè)在內(nèi)蒙古自治區(qū)投資建 設(shè)我國首個規(guī)?；拿裼靡簹漤椖浚戤a(chǎn) 3 萬噸液氫。此外，國富氫能、嘉化能源、中科富海等多家企業(yè)也在積極拓展液氫市場，疊加 2021 年出臺的三項關(guān)于液氫的國家標(biāo)準(zhǔn)為液 氫的發(fā)展提供了政策導(dǎo)向，民用液氫規(guī)?；厔菀殉杀厝?。2020 年 12 月，鴻達(dá)興業(yè)完成 全國首車長距離民用液氫運輸，其自主生產(chǎn)的液氫跨越 2500 多公里，是國內(nèi)液氫長距離運 輸?shù)闹匾锍瘫?/p>

液氫駁船運輸適用于跨國運氫。液氫還可使用駁船運輸，這和運輸液化石油氣相似， 不過需要更好的絕熱材料，使液氫在長距離運輸過程中保持液態(tài)，駁船上裝載容量很大的 存儲液氫的容器。用于船運的液氫儲罐容積可達(dá) 1000m3 以上，且無需經(jīng)過人口密集區(qū)域， 相較于陸運更加安全、經(jīng)濟。日本川崎重工建造的全球首艘液氫運輸船“SUISO FRonTIER “于 2021 年 5 月 24 日在神戶市面向媒體公開，12 月 24 日開啟首航，從日本駛往澳大利 亞，提取第一批貨物，船上搭載了川崎重工播磨工廠制造的氫氣儲罐，這種長 25 米、高 16 米的橢圓形儲罐能夠儲存 1250m3 的液氫。

液氫駁船運輸?shù)陌l(fā)展將由未來當(dāng)?shù)刂茪涑杀镜母叩蜎Q定。采用液氫駁船運輸?shù)臍錃馔?往是進(jìn)口的，這部分船舶進(jìn)口的氫能源將與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的氫能源直接競爭，當(dāng)?shù)氐闹茪涑杀?水平及其降本潛力將成決定性因素。就液氫駁船運輸較為領(lǐng)先的日本而言，未來液氫駁船 運輸將搶占日本近半氫氣運輸市場。日本政府提出，到 2050 年日本的氫氣用量大約為 2 千萬噸，約為 2020 年的 5000 倍。川崎重工表示，計劃在 2050 年，用 80 艘船舶運輸日本國內(nèi)所需 2 千萬噸氫氣中的 900 萬噸。川崎重工將斥資 5.78 億美元建造全球首艘大型液 化氫運輸船，改傳將配備 4 個可分別儲存 4 萬 m3 液化氫的儲罐，預(yù)計 2026 年完工。

液體有機氫（LOHC）輸送可依托已有的油品儲運設(shè)施，有望在大規(guī)模儲運氫方面擔(dān)任 重要角色。氫氣的大規(guī)模運輸除了利用管道運輸，還可利用 LOHC 的方式，依托已有的管 道、儲罐、接卸設(shè)施、槽車、火車罐車、油船等油品儲運設(shè)施實現(xiàn)大宗的儲存和運輸。新 建氫氣管道需要大量的前期投入成本，利用已有天然氣管道摻氫的方式運輸，到達(dá)目的地 后，還需分離氫氣，實施的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性較大。我們認(rèn)為在氫氣輸送管網(wǎng)尚未廣泛建設(shè) 之前，LOHC 輸送有望在大規(guī)模儲運氫方面擔(dān)任重要角色。

2.3 固氫輸送：仍處試驗階段、未來有望豐富短距離運氫途徑

固氫輸送仍處研究階段，未來有望豐富短距離運氫途徑。固態(tài)氫的運輸是指用固體儲 氫材料通過物理、化學(xué)吸附或形成氫化物儲存氫氣，目前最具實用化價值的是使用儲氫合 金儲存氫氣，然后運輸裝有儲氫材料的容器。輕質(zhì)儲氫材料（如鎂基儲氫材料）兼具高的 體積儲氫密度和重量儲氫率，作為運氫裝置具有較大潛力。將低壓高密度固態(tài)儲罐僅作為 隨車輸氫容器使用，加熱介質(zhì)和裝置固定放置于充氫和用氫現(xiàn)場，可以實現(xiàn)氫的快速充裝 及其高密度高安全輸運，提高單車運氫量和運氫安全性。但是由于儲氫合金價格高（通常 幾十萬元/噸），放氫速度慢，還需要加熱，并且儲氫合金本身很重，長距離運輸不具備經(jīng) 濟性。目前尚未有固態(tài)氫氣運輸?shù)陌咐?，各類儲氫材料大都處于研究階段。我們認(rèn)為在未 來固氫運輸有望成為一種短距離氫氣運輸?shù)耐緩健?/p>

3. 氫儲運設(shè)備空間巨大，關(guān)注儲氫瓶及碳纖維

3.1 未來 10 年加氫站擴充 10 倍，車載儲氫瓶迎來黃金十年

氫能承壓設(shè)備受到加氫站與燃料電池汽車需求帶動，有望快速增長。截至 2019 年底， 中國已經(jīng)建成和在建的加氫站有 130 座以上，其中 61 座已經(jīng)建成，加氫站數(shù)量全球排名 第三，儲氫壓力容器（含緩沖罐等）將近 1000 臺，氫燃料電車汽車?yán)塾嬩N售 6164 輛，商 用車保有量全球第一，車載高壓氫氣瓶已經(jīng)超過 2.5 萬只。

儲氫承壓設(shè)備可根據(jù)氫的狀態(tài)分為氣態(tài)儲氫設(shè)備，液態(tài)儲氫設(shè)備，固態(tài)儲氫設(shè)備和復(fù) 合儲氫設(shè)備。1）氣態(tài)儲氫設(shè)備：主要用于儲存高壓氫氣，包括固定式儲氫壓力容器和高壓 氫氣瓶，具有充氫、放氫速度快，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，缺點是體積儲氫密度較低，并且 需要高壓力儲存，以增大儲氫密度。目前，氣態(tài)儲氫設(shè)備技術(shù)相對成熟，市場需求的主流 儲氫方式。2）液態(tài)儲氫設(shè)備：主要用于儲存液氫，包括固定式液氫儲罐和液氫瓶的優(yōu)點是 儲氫密度高，缺點是氫氣液化能耗高、長時間存放液氫存在蒸發(fā)損失的問題。在我國目前 主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，民用領(lǐng)域正在提速。3）固態(tài)儲氫容器：固態(tài)儲氫是通過氫與材 料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理吸附將氫儲存與固體材料中，優(yōu)點是儲氫壓力較低、體積儲氫密 度高、可純化氫氣；缺點是質(zhì)量儲氫密度低、充放氫需要熱交換。我國固態(tài)儲氫容器已在 通訊基站、加氫站有應(yīng)用。4）復(fù)合儲氫容器：為了提高儲氫密度，近年出現(xiàn)了高壓固態(tài)復(fù) 合儲氫氣瓶和高壓深冷復(fù)合儲氫氣瓶。

輸氫承壓設(shè)備主要用于將氣氫或者液氫從產(chǎn)地運輸?shù)浇K端用戶，主要分為氣態(tài)輸氫設(shè) 備和液態(tài)輸氫設(shè)備。1）氣態(tài)輸氫設(shè)備：主要用于輸送、分配氫氣，包括運氫設(shè)備和氫氣管 道。運氫設(shè)備主要有氫氣長管拖車和氫氣管束式集裝箱，通常采用鋼制大容積無縫高壓氣 瓶和鋼制內(nèi)膽碳纖維環(huán)向纏繞氣瓶。氫氣管道主要有輸氫管道和配氫管道。2）液態(tài)輸氫設(shè) 備：主要用于輸送液氫，包括液氫鐵路加注運輸車、液氫汽車罐車、液氫罐式集裝箱和液 氫管道等。

高壓儲氫瓶將迎黃金十年，2022-2030 年均復(fù)合增長率超過 60%，“卡脖子”難題 有望突破。我國在高壓儲氫瓶方面與國際領(lǐng)先技術(shù)仍有一定差距，差距主要在于對于 IV 型 儲氫瓶的應(yīng)用，我國主要應(yīng)用 III 型儲氫瓶，IV 型儲氫瓶對于我國氫能產(chǎn)業(yè)仍屬“卡脖子” 難題。目前 IV 型儲氫瓶基本處于測試階段，2020 年 12 月，斯林達(dá)車用 IV 型儲氫瓶通過 “三新”評審，成為國內(nèi)首家通過“三新”評審的 IV 型儲氫瓶制造廠家。奧揚科技的 IV 儲氫瓶產(chǎn)品指標(biāo)已經(jīng)通過歐盟、加拿大等第三方測試認(rèn)證，產(chǎn)品各項性能指標(biāo)良好，預(yù)計 2021 年年底前可完成產(chǎn)品的型式試驗。氫能用高壓儲氫瓶強調(diào)安全性與成本的結(jié)合，技術(shù) 壁壘較高。

3.2 車載儲氫瓶蓄勢待發(fā)，推動碳纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新高度

碳纖維行業(yè)存在明顯的供不應(yīng)求特征，國產(chǎn)化正提速。2020 年中國碳纖維總需求為 48851 噸，其中國產(chǎn)量僅 18500 噸，預(yù)計 2025 年我國碳纖維需求約為 15 萬噸，2025 年全球碳纖維需求約為 20 萬噸， 2030 年全球碳纖維需求約為 40 萬噸。2020 年國產(chǎn) 18500 噸銷量，相比 2019 年的 12000 噸，增長率為 54.2%，并且連續(xù)四年增長率超過 30%。應(yīng)用方面，風(fēng)電葉片為最主要的應(yīng) 用，占比超過 40%，高壓儲氫罐應(yīng)用僅占 4%。

儲氫瓶的痛點在于成本，儲氫瓶成本下降關(guān)鍵在于碳纖維成本的下降。據(jù) DOE 數(shù)據(jù)， 目前車載儲氫瓶成本在 16 美元/kwh～21 美元/kwh，而未來目標(biāo)為 8 美元/kwh，仍有超 過 50%的成本下降空間，目前 700bar 的 IV 型瓶成本中，碳纖維成本占總成本 52%，要 想達(dá)到儲氫瓶 8 美元/kwh 的最終目標(biāo)，碳纖維的成本需要下降至 13 美元/kg。目前我國 儲氫瓶用碳纖維主要供應(yīng)商為中復(fù)神鷹，然而受目前碳纖維行業(yè)嚴(yán)重供不應(yīng)求的影響，碳 纖維用壓力容器售價大幅上升，2021 年上半年售價上升至 151.55 元/kg，同比上升 19.42%。

儲氫罐將成碳纖維主要應(yīng)用場景，2030 年占比有望超 30%。碳纖維是儲氫瓶的關(guān)鍵 材料，據(jù) DOE 數(shù)據(jù)，碳纖維占儲氫系統(tǒng)成本超過 50%。據(jù)中科院寧波材料所特種纖維事 業(yè)部數(shù)據(jù)，乘用車碳纖維用量約為 75kg/輛，商用車碳纖維用量約為 320kg/輛。據(jù)此測算 2022/2025/2030 年儲氫罐用碳纖維累計用量為 0.32/3.12/29.55 萬噸，我們估算 2022/2025/2030 年儲氫罐用碳纖維年需求量為 0.2/1.21/9.52 萬噸未來五年全球范圍內(nèi)壓力容器用碳纖維 CAGR 為 20%。

4. 液氫產(chǎn)業(yè)鏈突圍在即，關(guān)注民用液氫領(lǐng)域的突破

4.1 液氫制?。阂簹洚a(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)

液氫產(chǎn)業(yè)鏈可分為液氫制取、液氫儲運和液氫加注三個部分。液氫制取環(huán)節(jié)是液氫產(chǎn) 業(yè)鏈中最為核心的環(huán)節(jié)，在現(xiàn)有技術(shù)下，液化過程的 能耗和固定投資較大，液化過程的成本占到整個液氫儲運環(huán)節(jié)的 90%以上。未來，由于液 化設(shè)備的規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)升級，液化能耗和設(shè)備成本還有較大的下降空間。液氫儲運環(huán)節(jié) 對于儲罐的要求于高壓氣氫儲罐的要求不同，前者對于隔熱技術(shù)要求很高，后者對于承壓 要求很高，液氫儲罐通常采用多層真空隔熱技術(shù)。液氫加注環(huán)節(jié)中液氫加氫站技術(shù)的核心 在于液氫泵，中國在液氫加氫站的推廣中相對落后，液氫泵的技術(shù)領(lǐng)域相對空白。

液氫制取環(huán)節(jié)是液氫產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的環(huán)節(jié)。液氫能否快速發(fā)展決定因素在于液氫 的制?。錃獾囊夯^程）能否快速降本，能否快速降本的決定性因素在于液氫的制取能否擴大規(guī)模，因為液氫生產(chǎn)工廠的建設(shè)成本高，能耗高，只有提高生產(chǎn)規(guī)模才能降低單位 成本，提高液氫競爭力。而能否實現(xiàn)液氫的大規(guī)模生產(chǎn)，取決于我國能否實現(xiàn)大型氫液化 裝置的國產(chǎn)化突破。

氫氣液化能耗下降空間巨大。理想狀態(tài)下，氫氣液化耗能為 3.92kWh/kg，然而實際 生產(chǎn)過程中卻無法達(dá)到。目前的氫氣液化主要是通過液氮冷卻和壓縮氫氣膨脹實現(xiàn)，耗能 為 13~15kWh/kg，幾乎是氫氣燃燒所產(chǎn)生低熱值(產(chǎn)物為水蒸氣時的燃燒熱值，33.3 kW h/kg)的一半，而氮氣的液化耗能僅為 0.207kW h/kg，因此降低氫氣液化耗能至關(guān)重要。 一個有效的方法就是擴大液氫的制備規(guī)模，通過大規(guī)模設(shè)備，可以將氫氣液化能耗降低到 5~8kWh/kg；調(diào)整工藝也是一個有效方法，比如歐洲聯(lián)盟的 IDEALHY 項目使用 He-Ne 布雷頓法制備液氫，能耗為 6.4kW h/kg。另外，發(fā)達(dá)國家正通過創(chuàng)新氫液化流程和提高設(shè) 備工藝及效率的方法，提高氫液化裝置的效率和降低能耗。一些采用高性能換熱器、膨脹 機和新型混合制冷劑的氫液化創(chuàng)新概念流程的能耗最低已至 4.41kWh/kg。

大規(guī)模氫液化裝置復(fù)雜，氫透平膨脹機技術(shù)是關(guān)鍵。氫的液化最早由英國的 James Dewar 于 1898 年通過 J-T 節(jié)流實現(xiàn)。到 1902 年出現(xiàn)了 Claude 循環(huán)，Claude 循環(huán)是如 今運行大規(guī)模氫液化裝置的基礎(chǔ)，根據(jù)制冷方式的不同又可分為氫膨脹制冷和氦膨脹制冷 氫液化流程。氫膨脹制冷循環(huán)流程采用氫氣自膨脹提供低溫區(qū)冷量，氦膨脹制冷循環(huán)氫液 化流程則是利用沸點更低的氦作為制冷劑提供低溫區(qū)冷量。但是無論是氫膨脹制冷還是氦膨脹制冷，在氫液化流程中，透平膨脹機都是最關(guān)鍵的設(shè)備。大冷量氫、氦透平膨脹機的 研發(fā)生產(chǎn)是目前氫液化系統(tǒng)的難點和急需解決的問題。美國空氣產(chǎn)品公司、德國林德集團 和法國液化空氣集團幾乎壟斷了氫液化裝置的市場和技術(shù)領(lǐng)域，已掌握成熟的氫透平膨脹 機技術(shù)，并有能力提供單個產(chǎn)能超過 30TPD 的氫液化設(shè)備。俄羅斯的深冷機械公司 Cryogenmesh 也可以生產(chǎn)最大 17TPD 的氫液化裝置，目前已應(yīng)用于俄羅斯多個航天發(fā)射 場。

氫的正仲轉(zhuǎn)化器也是一個重要設(shè)備。氫具有正、仲氫兩種不同的形式，隨著溫度的降 低，正氫會通過正-仲態(tài)轉(zhuǎn)化成仲氫，由于正-仲轉(zhuǎn)換放出的熱量大于氫氣的氣化潛熱，所 以最后的液氫產(chǎn)品必須以仲氫的形式存在，規(guī)定要求仲氫含量必須大于 95%。所以在氫液 化過程中，需要在換熱器或者中間加正仲轉(zhuǎn)換器，以保證仲氫的含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)對于 正-仲氫轉(zhuǎn)換催化劑研究已經(jīng)取得一定成績，北京航天試驗技術(shù)研究所自制的正仲氫轉(zhuǎn)化催 化劑性能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

4.2 液氫儲運：確保液氫優(yōu)越性

隨著液氫產(chǎn)業(yè)鏈布局深入，液氫貯罐領(lǐng)域國產(chǎn)替代加速。液氫的存儲主要問題在于絕 熱和泄漏，對于儲氫容器的要求在于良好的絕熱性能。受益于我國航天工業(yè)的發(fā)展，我國 在液氫貯罐制造技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成績，我國已經(jīng)完全具備了生產(chǎn)液氫貯罐的能力， 但是相對于國外領(lǐng)先技術(shù)，我國仍處于追趕狀態(tài)。大容量、低蒸發(fā)率是未來液氫貯罐的方 向。目前，美國 Gardner Cryogenics 公司、美國 Chart 公司、日本川崎重工業(yè)株式會社 和俄羅斯深冷機械公司 Cryogenmesh 等企業(yè)代表了液氫儲運的產(chǎn)業(yè)前沿。江蘇國富氫能 技術(shù)裝備股份有限公司也已經(jīng)生產(chǎn)出液氫儲罐和液氫罐車的樣品，未來將應(yīng)用于國富氫能 投建的洛陽液氫生產(chǎn)項目。

液氫運輸成本遠(yuǎn)低于高壓氣氫，中遠(yuǎn)距離運輸成本低彌補氫氣高昂液化成本。相較于 低溫液態(tài)儲氫，高壓氣態(tài)儲氫在長距離運輸上十分不具有優(yōu)勢，其運輸成本對距離的敏感 性高，需要進(jìn)一步提高儲運效率。液氫儲運體積密度是高壓氣態(tài)儲運的 5 倍，在中長距離 氫氣儲運中經(jīng)濟性較高，是未來氫儲運的重要方向。

4.3 液氫加氫站：氫氣大規(guī)模發(fā)展必經(jīng)之路

加氫基礎(chǔ)設(shè)施為燃料電池汽車充裝燃料提供專門場所，是燃料電池車應(yīng)用的重要保障， 也是氫能發(fā)展利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 根據(jù)加氫站內(nèi)氫氣儲存的形態(tài)不同，可分為氣氫加氫站和 液氫加氫站。相較于高壓儲氫加氫站，液氫加氫站具有占地面積小、液氫儲存量的特點， 能夠滿足大規(guī)模的加氫需求。

高壓儲氫加氫站是通過外部供氫或站內(nèi)制氫獲得氫氣后，經(jīng)過調(diào)壓干燥系統(tǒng)處理后轉(zhuǎn) 化為壓力穩(wěn)定的干燥氣體，隨后在氫氣壓縮機的輸送下進(jìn)入高壓儲氫罐儲存，最后通過氫 氣加注機為燃料電池汽車加氫。液氫加氫站是通過液氫槽車將液氫運輸至加氫站，與加氫 站連接后進(jìn)人站內(nèi)的液氫儲罐。液氫儲罐中的氫通過氣化器進(jìn)行氣化，氣化后的氫氣進(jìn)入 緩沖罐。隨后進(jìn)入壓縮機內(nèi)被壓縮，并先后輸送至高壓、中壓、低壓儲氫罐中分級儲存。

氣氫加氫站主要包括卸氣柱、壓縮機、儲氫罐、加氫機、管道、控制系統(tǒng)、氮氣吹掃 裝置、放散裝置以及安全監(jiān)控裝置等等。其中最為核心的設(shè)備為壓縮機、儲氫罐以及加氫 機。液態(tài)加氫站是由液氫儲罐、高效液氫增壓泵、高壓液氫氣化器及氫氣儲罐、加氫機和 控制系統(tǒng)等關(guān)鍵模塊組成。其中液氫泵是液氫加氫站的核心設(shè)備，液氫泵相較于氣氫加氫 站中的壓縮機，能耗降低 80%～90%。

液氫泵是提高能效、降低成本并適用于液氫產(chǎn)業(yè)市場化和大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵核心設(shè)備， 目前仍為卡脖子難題，依賴進(jìn)口，國內(nèi)布局基本空白。對于輸送液氫的低溫液體泵，主要 有離心式和往復(fù)式（活塞式）液氫泵兩種形式。離心式液氫泵以大型液氫渦輪泵為主，主 要用于航天氫氧火箭發(fā)動機中氫燃料的輸送，現(xiàn)在也逐漸向工業(yè)和民用方向發(fā)展，但其相 對轉(zhuǎn)速較高，機械密封性和安全性問題難以解決；往復(fù)式（活塞式）液氫泵具有結(jié)構(gòu)簡單 可靠，故障率低，轉(zhuǎn)速不高，便于采用串聯(lián)式機械密封以保證裝置不泄漏，提高裝置安全 性，便于實現(xiàn)變流量運行等優(yōu)點，因此往復(fù)式（活塞式）液氫泵主要用于工業(yè)和民用液氫 的輸送與加注。美國空氣產(chǎn)品公司提供的液態(tài)氫氣壓縮泵（CHC）和林德集團提供的液氫 泵（Cryopump）是其中的佼佼者，國內(nèi)企業(yè)對于液氫泵的國產(chǎn)化研制仍處在起步階段， 仍需依賴進(jìn)口。

液氫加注有望成為未來主流加氫方式。國外液氫加氫站的應(yīng)用已較為成熟，已有約 1/3 的加氫站為液氫加氫站，而國內(nèi)液氫加氫站剛剛起步，處于規(guī)劃階段，重塑集團、佛燃能 源、國富氫能、素極動力等多家公司于 2021 年 2 月簽署合作協(xié)議，共同推進(jìn)液氫儲氫加 氫站項目。根據(jù)國外相關(guān)文獻(xiàn)，基于 H2A 模型測算得出，加氫量相同時，液氫加氫站的單 位投資要低于高壓氣氫加氫站，并且建設(shè)規(guī)模越大，單位投資的優(yōu)勢越明顯。因此我們認(rèn) 為，隨著未來下游燃料電池汽車市場不斷擴大，加氫站單站供應(yīng)能力勢必將會上升，加氫 站的規(guī)模將逐漸擴大，疊加上游液氫儲運，液氫制取的成本不斷下降，未來液氫加氫站將 會占據(jù)一席之地。（報告來源：未來智庫）

4.4 民用液氫項目快速布局，2030 年氫液化設(shè)備空間近千億

我國液氫產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展，民用液氫完成從 0 到 1。我國液氫工廠有陜西興平、海南 文昌、北京 101 所和西昌基地等，主要服務(wù)于航天發(fā)射，并且產(chǎn)能極低，總產(chǎn)能僅有 4TPD。 民用液氫領(lǐng)域正處于發(fā)展初期階段，鴻達(dá)興業(yè)于 2020 年液氫項目的部分投產(chǎn)，標(biāo)志著我國 民用液氫領(lǐng)域從無到有，從 2019 年開始各地政府與企業(yè)正快速規(guī)劃有關(guān)液氫項目。

我國氫液化設(shè)備和新技術(shù)已有一定進(jìn)展，全面國產(chǎn)化勢在必行。氫液化裝備主要包括 壓縮機、透平膨脹機、換熱器、正-仲氫轉(zhuǎn)換器。全球范圍內(nèi)，林德和法液空是最具實力的 氫液化設(shè)備供應(yīng)商，美國企業(yè)也能夠提供氫液化設(shè)備，但對我國還實施禁運的政策。我國 氫液化核心設(shè)備還大都依賴進(jìn)口，這就導(dǎo)致了獲取氫液化設(shè)備的成本高昂，價格談判處于 被動地位。我國一些企業(yè)在此方面已經(jīng)實現(xiàn)了技術(shù)突破，2017 年，中科富海開始研發(fā)第一 套液化能力 1.5 噸/天的大型氫液化裝置，于 2019 年低完成了所有裝備的加工制造集成， 目前已具備氦透平膨脹機等氫液化核心工藝及技術(shù)，此外中科富海于 2019 年還承接了北京 市科委 5 噸/天大型氫液化裝置磁浮軸氫透平膨脹機研制任務(wù)。目前西安交通大學(xué)和北京航 天試驗研究中心正在合作開展大型氫液化裝置和高效氫、氦透平膨脹機的研發(fā)工作，積極 突破這一技術(shù)難題。

2030 年我國液氫設(shè)備空間有望達(dá)近千億。美國的民用液氫占據(jù)主流，并且主要用于工 業(yè)領(lǐng)域。其中 33.5% 用于石油化工行業(yè)，37.8% 用于電子、冶金等其他行業(yè)，10% 左右 用于燃料電池汽車加氫站，僅有 18.6% 的液氫用于航空航天和科研試驗。據(jù)國富氫能預(yù) 測，加氫站用氫氣 2025 年液氫會提供 10%以上的氫氣供應(yīng)，2030 年液氫會提供 30%的 氫氣供應(yīng)。根據(jù)美國能源部對于目前氫液化成本的評估，氫液化裝置產(chǎn)能從 6TPD~200TPD， 對應(yīng)的投資成本為 2.1 億元～34.3 億元，氫液化裝置具備規(guī)模效應(yīng)。根據(jù)《節(jié)能與新能源 汽車技術(shù)路線圖 2.0》相關(guān)規(guī)劃，到 2025 年我國加氫站的建設(shè)目標(biāo)為至少 1000 座。據(jù)以 上數(shù)據(jù)測算得出 2022/2025/2030 年，液氫工廠市場空間為 4.86/48/900 億元。

4.5 相關(guān)公司情況整理

厚普股份：公司在加氫站領(lǐng)域已形成了從設(shè)計到關(guān)鍵部件研發(fā)、生產(chǎn)，成套設(shè)備集成、 加氫站安裝調(diào)試和售后服務(wù)等覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)能力。2019 年公司與法液空合作設(shè)立 的合資公司液空厚普，依托法液空在全球氫能市場的先進(jìn)技術(shù)，具有液氫等技術(shù)的引入通 道和國際市場空間，致力于加氫站設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，為氫能產(chǎn)業(yè)提供基礎(chǔ)設(shè)施服 務(wù)，承建了目前全球規(guī)模最大的加氫站——北京大興國際氫能示范區(qū)加氫示范站，單日氫 氣加注量可達(dá) 4.8 噸。公司產(chǎn)品包括加氫機、加氫槍、壓縮氫氣加氫機檢定裝置、加氫質(zhì) 量流量計、加氫橇裝設(shè)備，49t 車載液氫儲供系統(tǒng)，其產(chǎn)品均為自研自制。

冰輪環(huán)境：公司突破了氫氣液化的大型氦氣壓縮機關(guān)鍵技術(shù)，新型高效氦氣螺桿壓縮 機入選第一批能源領(lǐng)域首臺重大技術(shù)裝備項目；加氫站用高壓加氫壓縮機整體性能達(dá)到國 際先進(jìn)水平；此外公司還實現(xiàn)了燃料電池兩大核心部件——空壓機和氫氣循環(huán)泵的產(chǎn)業(yè)化， 并在相應(yīng)細(xì)分市場均已占據(jù)主流份額。

深冷股份：公司已先后取得了制氫、氫液化、液氫儲罐的相關(guān)專利，已具備制氫、氫 液化、氫儲運及加注等成套裝備的設(shè)計、制造一站式解決方案提供能力，具備了提供液氫 加氫站裝置的技術(shù)和裝備能力。 公司根據(jù)國內(nèi)氫行業(yè)政策導(dǎo)向和市場發(fā)展的趨勢積極進(jìn)行 液氫裝置、氫加注站市場推廣工作，探索以液氫技術(shù)為核心打造制氫、儲氫、用氫的氫能 源示范產(chǎn)業(yè)鏈，示范產(chǎn)業(yè)鏈的示范目標(biāo)是實現(xiàn)零排放、碳中和。

中泰股份：公司已在氫能源的制氫-儲氫-加氫站全產(chǎn)業(yè)鏈有所布局。公司具備成熟的 大規(guī)模制取高純度氫的技術(shù)以及業(yè)績，在煤制氫的深冷分離工藝段已取得國內(nèi)領(lǐng)先地位;氫 液化領(lǐng)域，公司具備為大規(guī)模氫液化提供核心設(shè)備的業(yè)績，同時，將借助重組標(biāo)的公司成 熟的加氣站網(wǎng)絡(luò)，利用公司現(xiàn)有技術(shù)布局加氫站，在氫能市場化應(yīng)用時可快速切入市場。 值得一提的是，2021 年 6 月，公司與赤峰市松山區(qū)人民政府、中船風(fēng)電，潤豐能源簽署合 作協(xié)議，聯(lián)合投資風(fēng)電與光伏核心裝備制造、風(fēng)電場與光伏電站開發(fā)建設(shè)、制氫及氫液化 等產(chǎn)業(yè)化項目，標(biāo)志著公司在氫液化領(lǐng)域的布局。

嘉化能源：圍繞“長三角氫能走廊”建設(shè)，公司充分利用園區(qū)內(nèi)大規(guī)模副產(chǎn)氫優(yōu)勢， 與美國空氣產(chǎn)品公司(AP)和三江化工簽署三方合作協(xié)議，利用三江化工的液氮資源和公司 副產(chǎn)氫氣資源，共同發(fā)展液氫產(chǎn)業(yè)；公司還與浙能集團共同合作的氫能綜合利用項目。建 設(shè)浙江省內(nèi)第一座液氫工廠。

鴻達(dá)興業(yè)：公司是氯堿制氫龍頭企業(yè)，于內(nèi)蒙古建設(shè)運營了我國首個民用液氫工廠， 成為全球屈指可數(shù)的能生產(chǎn)液氫的企業(yè)之一，并實現(xiàn)了液氫的遠(yuǎn)途運輸。公司已具備高壓 氣態(tài)、液態(tài)、稀土固態(tài)三種不同的儲氫路線，尤其是后兩種都在進(jìn)行規(guī)模化的技術(shù)推廣。 近年來，鴻達(dá)興業(yè)已經(jīng)先后與北京航天試驗技術(shù)研究所、日本旭化成株式會社、法國液化 空氣、日本東芝等相關(guān)機構(gòu)建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，通過引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在 氯堿制氫行業(yè)不斷鞏固領(lǐng)先地位，逐漸形成了液氫、高純氫氣、超純氫氣等氫氣全業(yè)態(tài)產(chǎn) 能，公司也因此成為國內(nèi)最早開展液氫生產(chǎn)和儲運聯(lián)動業(yè)務(wù)的公司，并且正在開展分布式 能源的應(yīng)用和示范。