La cadena de la industria de la energía del hidrógeno puede explotar y los líderes de industrias subdivididas marcarán el comienzo de buenas oportunidades de desarrollo.
De hecho, es imperativo ajustar la estructura energética. Los países de todo el mundo otorgan gran importancia a las cuestiones ambientales y consideran la baja carbonización, la no carbonización y la baja contaminación como objetivos de las políticas energéticas. La energía del hidrógeno es una fuente de energía limpia ideal con alta densidad energética, sin contaminación y puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y partículas finas. Los países han considerado la energía del hidrógeno como una dirección estratégica para nuevas fuentes de energía en el futuro. En 2020, 20 países o alianzas desarrollaron estrategias nacionales de hidrógeno.
Los vehículos alimentados con hidrógeno son un caso industrializado de aplicación de la energía del hidrógeno. La cadena industrial de la energía del hidrógeno también incluye la producción de hidrógeno ascendente, el almacenamiento y transporte intermedio, las estaciones de hidrogenación descendente y muchos otros eslabones. La energía fósil representa más del 80% de la estructura energética nacional actual, pero el suministro interno de energía de hidrógeno para la producción de hidrógeno representa aproximadamente un tercio de la participación global, y el potencial para el desarrollo posterior es muy grande. Como la solución energética más ideal para la energía limpia, la cadena de la industria de la energía del hidrógeno probablemente estará a la vanguardia de la inversión.
Los recursos de "producción de hidrógeno" aguas arriba son abundantes.
La producción de hidrógeno es la fase anterior de la cadena industrial de la energía del hidrógeno, con diversos métodos, pero se obtiene principalmente a partir de energía fósil. Actualmente, el promedio mundial del 48% del hidrógeno proviene del gas natural, el 30% del subproducto hidrógeno y el 18% del carbón. Sin embargo, la estructura energética del hidrógeno de China es exactamente lo contrario. Dado que el carbón es el principal recurso, el carbón representa el 62% y el gas natural el 19%. Los diferentes métodos de producción de hidrógeno tienen diferentes costes de compra.
China es rica en recursos de carbón y la tecnología de producción de hidrógeno basada en carbón es una de las principales tecnologías de producción de hidrógeno actuales. El camino técnico consiste en convertir el carbón en gas de síntesis mediante gasificación y luego separar el agua y el gas para extraer hidrógeno de alta pureza. Su coste de adquisición es inferior al de otras fuentes de energía fósil, con un coste de 0,9-1,2 yuanes/metro cúbico. Empresas relacionadas con la producción de carbón a hidrógeno, como China National Energy Group y Sinopec (600028).
La producción de hidrógeno de bajo coste actualmente en el mercado es gas de coque, que es un subproducto de la coquización. El dispositivo tiene un alto grado de automatización, operación simple, ahorro de energía y reducción del consumo, y el costo de compra es de sólo 0,7-1 yuanes/metro cúbico, que es mucho menor que otros métodos de producción de hidrógeno. China es el mayor productor de coque del mundo, representa el 60% de la producción nacional de coque del mundo y es rico en recursos de producción de hidrógeno. Las empresas líderes en este campo incluyen Meijin Energy (000723) y China Xuyang (01907).
Debido a la falta de recursos de gas natural en nuestro país, la mayoría de los cuales dependen de las importaciones, la proporción de la producción de hidrógeno a partir de gas natural no es alta. La producción de hidrógeno a partir de gas natural se divide principalmente en producción de hidrógeno mediante reformado con vapor, producción de hidrógeno adiabático, producción de hidrógeno por oxidación parcial, producción de hidrógeno por pirólisis y producción de hidrógeno por reformado autotérmico. En la actualidad, el método principal de producción de hidrógeno en el país y en el extranjero es la producción de hidrógeno mediante reformado con vapor. El costo de la producción de hidrógeno es relativamente alto, oscilando entre 1,3 y 1,5 yuanes por metro cúbico, que es más alto que el nivel de costo de la producción de hidrógeno con carbón.
La producción de hidrógeno mediante electrolización de agua consiste en hacer pasar corriente eléctrica a la solución acuosa del electrolito en una celda electrolítica compuesta por electrodos, electrolitos y separadores. Después de electrolizar el agua, se produce hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo. El costo principal es la electricidad, pero debido al gran consumo de energía y al alto costo, es más alto entre todos los procesos de producción de hidrógeno, alcanzando los 3 yuanes por metro cúbico. En los últimos años, el auge de nuevas fuentes de energía como la eólica y la fotovoltaica ha reducido el coste de este proceso. Los principales objetivos enumerados son Shanghai Electric Power (02727) y Energy Saving Wind Power (601016).
A juzgar por los procesos actuales de producción de hidrógeno, la producción de hidrógeno a partir de carbón y la producción de hidrógeno a partir de gas de horno de coque son los métodos de producción de hidrógeno más eficaces, con costos relativamente bajos y grandes reservas de recursos. Sin embargo, los países están aumentando el apoyo político y la inversión financiera en energía de hidrógeno. En 2021, muchas provincias nacionales publicarán planes para la industria de la energía del hidrógeno, lo que brindará oportunidades de rápido desarrollo a las empresas de producción de hidrógeno y beneficiará el diseño de la energía del hidrógeno de los líderes del carbón y el coque.
China Xuyang es el mayor productor y proveedor independiente de coque del mundo, con evidentes ventajas de escala. La empresa aprovecha al máximo los recursos de hidrógeno, un subproducto de la industria del coque, para desarrollar el negocio de producción de hidrógeno. La compañía ha estado realizando movimientos frecuentes recientemente, como la construcción conjunta de bases industriales de energía de hidrógeno con la ciudad de Dingzhou en la provincia de Hebei y la ciudad de Hohhot en Mongolia Interior. En la actualidad, el sistema de purificación y llenado de hidrógeno de la primera fase del Proyecto de Energía de Hidrógeno del Parque Dingzhou tiene una capacidad de producción de 12.000 metros cúbicos por día y se pondrá en funcionamiento en julio de 2020.
El "cuello de botella en el desarrollo" de los sectores midstream y downstream
La tecnología de almacenamiento y transporte de hidrógeno es uno de los principales obstáculos para el desarrollo de la energía del hidrógeno. Los métodos de almacenamiento de hidrógeno incluyen principalmente el almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión, el almacenamiento de hidrógeno líquido a baja temperatura, el almacenamiento de hidrógeno líquido orgánico y el almacenamiento de hidrógeno sólido. En la actualidad, existen dos formas de almacenar energía de hidrógeno en nuestro país: almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión y almacenamiento de hidrógeno líquido a baja temperatura. El almacenamiento de hidrógeno líquido orgánico y el almacenamiento de hidrógeno sólido aún se encuentran en la etapa de demostración. La tecnología principal actual es el almacenamiento y transporte de hidrógeno gaseoso a alta presión, y la tecnología es relativamente madura.
La aplicación Zhitong Finance aprendió que el almacenamiento de hidrógeno gaseoso a alta presión tiene las características de bajo costo, bajo consumo de energía, velocidad de carga y descarga rápida, etc., pero la capacidad de almacenamiento de hidrógeno es pequeña y el almacenamiento de hidrógeno El peso es solo el 1% del peso de la botella. Se divide principalmente en tres tipos: tanques de almacenamiento de hidrógeno montados en vehículos, tanques de almacenamiento de hidrógeno para transporte y equipos fijos de almacenamiento de hidrógeno. Debido al desarrollo de los vehículos de hidrógeno, los tanques de almacenamiento de hidrógeno de los vehículos son el método principal y las botellas intravenosas envueltas en fibra de carbono de 70 MPa son la tecnología internacional principal.
La tecnología nacional está relativamente atrasada y las botellas de tipo III enrolladas en fibra de carbono de 35 MPa son el principal método de almacenamiento de hidrógeno. Sin embargo, la tecnología de las botellas de almacenamiento de hidrógeno de 35 MPa está básicamente madura y la botella de almacenamiento de hidrógeno de 70 MPa se aplica gradualmente. y promovido, y se espera que alcance los estándares internacionales. Los objetivos participantes en este campo incluyen Sinoma Technology (002080), que tiene docenas de especificaciones para botellas de hidrógeno de 35MPa. La capacidad de producción anual de botellas de hidrógeno de Shenyang Silinda es de 700.000 botellas, y las botellas de hidrógeno de 70 MPa que produce han pasado las pruebas de tipo.
Vale la pena mencionar que se espera que el almacenamiento de hidrógeno en estado sólido se convierta en el método principal de almacenamiento de hidrógeno en el futuro. Este método utiliza un metal de transición o una aleación para reaccionar con el hidrógeno, adsorber el hidrógeno en forma de hidruro metálico y luego calentar el hidruro para liberar el hidrógeno. Este método de almacenamiento de hidrógeno se adapta al desarrollo de vehículos con pila de combustible de hidrógeno y es el método de almacenamiento de hidrógeno más prometedor. 65438+ En febrero de 2020, Chai Wei Automobile (02338) anunció un aumento de capital de 1.300 millones de yuanes, de los cuales 2.000 millones de yuanes se utilizaron para proyectos de pilas de combustible (incluidas baterías de estado sólido).
La falta de estaciones de servicio de hidrógeno es también uno de los principales obstáculos que limitan el desarrollo de la energía del hidrógeno. A finales de 2019, solo había 450 estaciones de servicio de hidrógeno en el mundo, y el número en China era menos de 100. Una estación de servicio de hidrógeno es un lugar donde los vehículos de pila de combustible se llenan de combustible. Según las diferentes etapas de almacenamiento de hidrógeno en la estación, se puede dividir en estación de hidrogenación de gas y estación de hidrogenación líquida. Aproximadamente el 30% de las estaciones de servicio de hidrógeno líquido del mundo son estaciones de servicio de hidrógeno líquido, y las nacionales son principalmente estaciones de servicio de almacenamiento de hidrógeno de alta presión.
Desde una perspectiva política, el estado fomenta el establecimiento de estaciones de servicio de hidrógeno. En 2014 se introdujo un plan de subvenciones para la construcción de estaciones de hidrogenación y en 2019 la construcción de instalaciones de hidrogenación se incluyó por primera vez en el informe de trabajo del gobierno. Además, mientras desarrollamos vigorosamente vehículos de nueva energía, también estamos aumentando la construcción de infraestructura de hidrógeno. Por ejemplo, el "Aviso sobre nuevas mejoras de las políticas de subsidios financieros para la promoción y aplicación de vehículos de nueva energía" emitido por cuatro ministerios y comisiones mencionó que se necesita apoyo de subsidios locales.
Desde la perspectiva de los objetivos, las empresas que implementan estaciones de hidrogenación incluyen Jiahua Energy (600273), Meijin Energy (000723) y Xiong Tao Co., Ltd. (002733). Entre ellos, Meijin Energy posee el 60% del capital social de Yunfu Jinhong y el 9,09% del capital social de Guohong Hydrogen Energy, desplegando toda la cadena industrial de energía de hidrógeno y pilas de combustible. Xiong Tao Co., Ltd. posee el 30% de Xiongzhong Hydrogen Energy. En la actualidad, Xiongzhong Hydrogen Energy ha construido la estación de hidrógeno Wuhan Hannan.
Las pilas de combustible de hidrógeno son la forma más eficaz de utilizar la energía del hidrógeno, principalmente porque el sistema de energía actual de los vehículos está impulsado por la combustión de combustible, que es una de las principales causas de la contaminación ambiental. El desarrollo de sistemas eléctricos está limitado por la duración de la batería y el tiempo de carga, que no pueden resolverse de manera efectiva. Los sistemas de combustible de hidrógeno pueden resolver eficazmente los problemas de los motores de combustible y los vehículos eléctricos puros. De hecho, una pila de combustible de hidrógeno es un dispositivo de conversión de energía sin combustión, no un dispositivo de almacenamiento de energía.
Las pilas de combustible de hidrógeno convierten la energía química del aire en energía eléctrica mediante reacciones electroquímicas. La unidad estructural consta principalmente de un conjunto de electrodos de membrana y una placa bipolar. La reacción del conjunto de electrodos de membrana se produce en la placa bipolar. Las pilas de combustible de hidrógeno son una aplicación de la energía del hidrógeno y también han generado una cadena industrial correspondiente. El upstream incluye hidrógeno, electrodos de membrana y placas bipolares, el midstream incluye principalmente sistemas de motores y pilas, y el downstream incluye principalmente empresas de automóviles.
Yihuatong (688339), una empresa que cotiza en la Junta de Innovación Científica y Tecnológica, es la única empresa que cotiza en el mercado de capitales sobre los componentes centrales de las pilas de combustible de hidrógeno puro. Su principal producto son los motores de pila de combustible. En 2019, las ventas nacionales de vehículos de pila de combustible fueron de 2.737 unidades, mientras que las ventas de motores de pila de combustible de Yihuatong fueron de 498 unidades, con una participación de mercado del 18,2%, muy superior a la del segundo clasificado, Guo Hong Hydrogen. Yihuatong ha sido pionero en la capitalización de la industria y la capitalización de la cadena de la industria de la energía del hidrógeno se ha convertido en una tendencia.
Además, las principales empresas productoras de hidrógeno también están desarrollando activamente la cadena industrial. Por ejemplo, en junio de 2020 y febrero de 2020, se estableció Dingzhou Xuyang Hydrogen Energy Co., Ltd. en Xuyang, China, para explorar activamente el diseño y el desarrollo del parque en campos como el almacenamiento de energía de hidrógeno, el transporte y los relacionados con el combustible. baterías. Dingzhou Xuyang Hydrogen Energy Company se convertirá en el operador operativo más importante en la cadena de la industria de la energía del hidrógeno en Xuyang, China. Con ventajas de escala y costos, a través del modelo de cooperación con el gobierno, se espera que el diseño de midstream y downstream se acelere y tome la delantera en la ocupación de participación de mercado.