1立方氢气等于多少吨(多少立方氢气等于一吨)-百科网

1立方氢气等于多少吨(多少立方氢气等于一吨)

（报告出品方/作者：广发证券，郭鹏、许洁）

引言：餐厨垃圾制氢——小荷才露尖尖角

餐厨垃圾制氢项目不断推出，经济性+减碳性兼备的再生资源新方向。2022年以来，各企业开展“餐厨垃圾制备氢气”项目的消息不断推出，如城康氢碳新材料在湖北襄阳投建“垃圾制氢+碳资源化”绿氢绿碳工厂，预计于年内建成；瀚蓝环境宣布年内将在佛山南海建设约2200吨/年的餐厨垃圾制氢项目等。餐厨垃圾制备氢气兼具经济性及减碳性，是再生资源的重要细分领域；且“焚烧+”企业具备资金优势和原材料成本优势，若开拓该细分方向可为企业带来增长新驱动。

“十四五”期间“无废城市”建设需求释放在即，餐厨垃圾制氢为重要细分方向，可打开固废及再生再生资源企业成长天花板。2021年底，18 部委联合印发《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》，“无废城市”从2019年的11+5试点到2022 年的百余座城市目标，随之延伸出的环卫、再生资源、危废等超万亿元的综合固废需求有望全面释放。其中餐厨垃圾制氢为兼具“经济性”与“减碳性”的新路径，值得重点关注。“焚烧+”企业具备餐厨垃圾资源优势及资金优势，若能够拓展制氢业务，其营收及业绩可获得新增长动能，打开成长天花板。

一、低成本制绿氢，掘金再生资源新方向

（一）1 吨餐厨垃圾可产生 69m³沼气，最终可转化为 90 m³氢气

“餐厨垃圾发酵产生沼气，沼气提纯制备氢气”是较为主流的餐厨垃圾制氢工艺。根据《餐厨垃圾能源化研究进展》及《厌氧消化处理餐厨垃圾工艺》，餐厨垃圾制备氢气主要采用厌氧发酵法，主流工艺有2种：（1）两步法：餐厨垃圾发酵先产生沼气（同时会产生含量较低的氢气，通常直接排放），沼气提纯后再制备氢气，该工艺产业化应用较多；（2）一步法：通过改变催化剂、反应条件、反应物配比等，餐厨垃圾厌氧发酵时尽可能多的同时产出氢气及甲烷，但目前该工艺多停留在实验室阶段。

1吨餐厨垃圾平均产生69立方米沼气，按65%甲烷含量计算，对应约45立方米甲烷。根据《污泥餐厨垃圾不同混配比厌氧发酵产氢产甲烷》，餐厨垃圾的组成成分（如面食、蔬菜、肉类等占比）、污泥含量、含水量等均会影响厌氧发酵反应速率及产生的沼气量。我们统计了市场上7个餐厨垃圾资源化项目，平均来看，1吨餐厨垃圾对应产生69立方米沼气。考虑到沼气中甲烷含量一般为50%-80%，若取平均值65%， 1吨餐厨垃圾最终可对应产生45立方米甲烷。

甲烷制氢多采用蒸汽重整法，1立方米甲烷平均约产生2立方米氢气，则1吨餐厨垃圾最终可转化为90立方米氢气。甲烷蒸汽重整法（SMR）是目前甲烷制氢最为广泛应用的技术。其主要流程包括：原料气预处理、蒸汽转化、CO变换、氢气提纯。根据《天然气制氢工艺介绍及成本分析》提到的实际运行情况，平均1立方米甲烷对应约产生2立方米氢气。

（二）即使氢价较去年下跌 35%，项目 IRR 仍超 12%，盈利能力看好

餐厨垃圾制氢项目经济性测算：假设项目年产2200吨氢气，对应餐厨垃圾处置产能为740吨/日。本文旨在测算餐厨垃圾发电企业拓展至制氢项目的经济性，我们假设制氢项目年产2200吨（即2447万m³）氢气，参考（一）中提到的比例关系，该制氢项目约需要27万吨/年的餐厨垃圾量（即产能为740吨/日的项目运行365天）。

初始投资：测算项目初始总投资约9421万元。由于测算对象为餐厨垃圾处置企业拓展制氢项目的经济性，我们不考虑餐厨垃圾处置装置，仅考虑“沼气制氢”阶段的投资额。根据《沼气制氢工艺技术研究》、《天然气制氢工艺介绍及成本分析》，产氢1575吨/年的项目（假设2000m³/小时的制氢项目运行24h×365天）对应的总投资额约为6745万元。基于此，我们测算，2200吨/年的制氢项目需要的总投资约为 9421万元。

成本端：餐厨垃圾制氢单吨氢气对应的成本为1.55万元/吨，其中折旧/能源消耗/直接人工/发电成本分别占18%/28%/6%/48%。从项目整体来看，（1）折旧摊销：若折旧年限为15年，则项目年折旧额为628万元；（2）能源消耗：生产1立方米氢气需要1.3kg去离子水、6kg冷却水、0.35千瓦时电能，考虑其他能耗，2200吨/年产氢项目对应约957万元/年能源消耗；（3）直接人工：假设需要人员20人，人工工资合计约200万元/年。（4）项目所需27万吨/年的餐厨垃圾若用于制氢，则会损失原本发电的收入，该成本约为1624万元。从单吨制氢成本来看，折旧、能源消耗、直接人工、发电成本分别为2855、4348、909、7390元/吨，合计单吨制氢成本为1.55 万元/吨。

费用端：单吨制氢费用合计为2835元/吨。（1）财务费用：假设初始投资9421万元中60%来自银行贷款，假设长期贷款利率为5.5%，则每年利息支出约311万元。（2）销售、管理、研发费用：假设项目需要销售人员、管理人员、研发人员数量为3、5、 5人，单位职工薪酬分别为10、12、15万元/年/人，且人工薪酬分别占总费用的70%、 50%、50%；综合来看，销售、管理、研发费用分别为43、120、150万元/年。单吨制氢费用合计为2835元/吨，财务、销售、管理、研发费用分别占比7%、19%、50%、 24%。

若未来氢价在2021年均价基础上下跌35%，餐厨垃圾制氢项目IRR仍可达12.6%，盈利能力看好。根据百川盈孚数据，2021年中国高纯氢全年均价为3.25元/m³，我们以此为乐观情景下的氢气价格。考虑到未来氢气市场价回落、或伴随技术突破氢能走向平价，中性、悲观的氢气价格分别为乐观情景下的65%、55%。在中性情况下， 2200吨/年餐厨垃圾制氢项目的收入约5170万元/年，毛利率、净利率分别为34.1%、 16.2%，项目IRR为12.6%。考虑到当前氢能技术出现实质性突破仍需时间，我们认为，氢能价格在2022年的基础上大幅下跌的可能性较小，同时伴随项目规模扩大，成本端规模效应将逐渐凸显，项目盈利能力看好。（报告来源：未来智库）

（三）相较天然气及电解水制氢等具备成本优势，布局加氢站附近可进一步降低成本

当前制氢主流方式有煤制氢、天然气制氢、电解水制氢、工业副产氢四种，根据《中国氢能产业发展（2020）》中的各类工艺制氢成本，我们比较发现，与天然气制氢、电解水制氢、合成氨等工业副产氢方式相比，餐厨垃圾制氢成本（单吨成本1.55万元/吨）优势显著：

（1）煤制氢、天然气制氢：伴随原材料价格上涨，制氢成本水涨船高。工艺成熟，制氢成本与煤价、天然气价格挂钩，而2021年以来，原料动力煤、天然气价格大幅上涨，2种工艺的经济性优势被削弱。以2020-2022年至今的价格为基准，煤制氢、天然气制氢的单吨制氢成本平均为1.08万元/吨、2.02万元/吨。

（2）工业副产氢：多为企业自用，整体成本高于餐厨垃圾制氢。指生产化工产品的同时得到氢气，主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、合成氨合成甲醇等，基本为企业自用，平均制氢成本在1.2万元/吨~1.8万元/吨不等，且大部分工业副产氢的成本均高于餐厨垃圾制氢。

（3）电解水制氢：规模效应尚未显现，制氢成本最高。主要工艺方式有碱性电解、 PEM电解两条技术路线，对应的制氢成本分别为2.16万元/吨、3.17万元/吨。当前我国电解水制氢规模仍处于兆瓦级别，规模效应尚未发挥，目前电解水制氢仍不具备经济性。

餐厨垃圾处置项目布局在加氢站附近可降低运氢成本。根据《中国规模化氢能供应链的经济性分析》，我国“干线门站”模式将会成为大规模输氢的主导，即通过多重储运方式及管道输氢，进入城市后通过加氢站等完成“最后一公里”的运输。考虑到餐厨垃圾项目多布局在城市人口密集区，项目所在城市加氢站数量成为决定运氢成本的重要因素。我们认为，若餐厨垃圾处置项目当地加氢站布局也较多，该类项目的运氢成本会明显降低，盈利能力可进一步提升。

广东省加氢站数量全国第一，山东、浙江、江苏等经济发达地区位居其后。根据势银（TrendBank）统计数据显示，在国家政策的重磅加码下，截至2021年我国加氢站建成数量达230座，其中2021年新建数量达101座。分地域来看，广东省加氢站数量位列第一，达45座；其次是山东、浙江及江苏省。分规模来看，加注能力1000kg/ 日及以上、500-1000kg/日的加氢站分别占比32%、54%。根据加氢站加注能力的占比情况，我们粗略测算，截至2021年底，全国加氢站总加注能力为192吨/日。

二、“无废城市”新路径，“焚烧+”企业赢在起跑线

（一）氢能中长期规划推动，餐厨垃圾制氢可成为“无废城市”新路径

氢能中长期规划推动绿氢制备，餐厨垃圾制氢项目具备一定的成本优势。近日《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》发布，强调到2025年，可再生能源制氢量达到10~20万吨/年。氢能行业纲领性文件出台，重点强调可再生能源制氢（包括电解水、生物质制氢等）为主攻制氢方向。餐厨垃圾制氢具备一定的成本优势，伴随着2025年10-20万吨/年的可再生能源制氢空间将释放，餐厨垃圾制氢有望占据一席之地。

海外餐厨垃圾制氢已有案例在先，国内产能紧随其后。海外有技术路线更加成熟、产氢效率更高的应用案例：美国Ways2H公司与日本蓝色能源公司（JBEC）合作，在加州建立垃圾制氢工厂，采用独创的气化+碳捕捉方案，每天处理8-50吨垃圾，每吨垃圾平均产生40-50kg氢气（约500m³氢气），且整个过程实现“负碳排放”。此外，BayoTech和IBMS集团宣布达成协议，启动英国首个“餐厨垃圾→甲烷→氢气” 项目，项目日产氢气1吨。

（二）“无废城市”边界广阔，固废+再生资源企业为核心载体。

十四五期间为无废城市的快速复制期，类似餐厨垃圾制氢的赛道潜力将被不断发掘，打开固废企业成长天花板。2021年底18 部委联合印发《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》，强调：（1）大力推进减量化、资源化、无害化，发挥减污降碳协同效应；（2）明确减污降碳协同增效为促进经济社会发展全面绿色转型的总抓手，在中国“30· 60”双碳目标下减污与降碳同样重要等。在“无废城市”一张网下，可综合利用的城市固废种类众多，既包括生活垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾，又涵盖废有色金属、废电子电器、报废汽车、废电池，废塑料、危废等。我们认为，伴随着“无废城市”建设步入快速复制阶段，类似餐厨垃圾制氢的“小众”赛道的潜力将被不断发掘，进一步打开固废及再生资源企业的成长天花板。

“无废城市”边界广阔，固废+再生资源企业有望成为核心载体。垃圾焚烧和再生资源企业可几乎涵盖“城市固废的减量、资源化、无害化”中的各个细分环节。我们认为固废企业、再生资源企业依托现有的基地及固废处置产能，具备规模+资金+ 技术三重优势，预期将会成建设“无废城市”的核心载体。

三、重点公司分析

（一）瀚蓝环境：餐厨垃圾制氢年内投运，对标“无废城市”优势显著

拓展餐厨垃圾制氢项目，迎接“焚烧+新能源”时代。根据公司官微披露，公司将于 2022年建设年产约2200吨氢气的制氢项目，项目投资额为9200万元，预计建成后将给公司带来5000+万元/年的经营收入。此外，公司在建设运营5个加氢站（3.5 吨/ 日），且项目位于南海狮山LNG储配站所属区域内，可降低制氢、运输成本。叠加项目可降低二氧化碳排放100万吨，预期该项目可增厚公司业绩。

横纵一体化打造“瀚蓝模式2.0”，环卫、餐厨垃圾、危废、农业垃圾处置多点开花。公司横纵拓展固废产业链效果显著，2021年环卫、餐厨处理、工业危废业务分别实现收入7.3、1.3、3.3亿元，同比增长43%、67%、232%。1.纵向：2021年新增垃圾清运转运项目8个、环卫服务项目25个。2.横向：（1）餐厨：截至2021年在手产能为3069吨/日（在运产能1180吨/日，占38.45%），产能储备丰富保障未来增长。此外，2021年公司实现餐厨垃圾提油量1万吨，伴随餐厨项目陆续投产，生物柴油放量值得期待。（2）其他：2021年工业危废处理量达8.99万吨，同比增长120.88%；农业垃圾处理营收同比大幅增长658%至3593亿元，多点开花打造持续增长动力。

固废依旧高成长，“焚烧+”业务边界持续拓宽。发改委明确“无废城市”十四五100 座城市目标，环卫、再生资源、危废等超万亿元的综合固废需求有望全面释放。而公司已打造全面对标无废城市的“瀚蓝模式2.0”模式，借助“南海固废循环产业园” 示范效应实现了在南平、开平等8个项目的园区模式输出。且公司依然秉承持续并购的成长模式，固废业务仍将保持高速成长。

（二）旺能环境：业绩稳增、现金流亮眼，期待锂电回收项目放量

外延并购加速焚烧扩张，餐厨业务放量期已至，低估值高成长属性突出。（1）截至 2021年底，在运焚烧产能2.23万吨/日，试运营+在建+筹建0.31万吨/日；上网电量同比增长33%，吨发电量同比增长4%；公司通过外延并购保障焚烧成长性，2022 年获得云南省首个项目（800吨/日）实现区域扩张。（2）公司实现餐厨垃圾运营收入2.56亿元（同比+190%），截至2021年底在运产能1720吨/日，试运营+在建产能 1000吨/日。仅依靠垃圾焚烧项目外延并购及产能爬坡、餐厨业务放量，未来2年有望达到20%+的业绩增速，低估值、高成长下更具弹性。

锂电回收快速扩产爬产，集团汽车拆解业务构建协同优势。子公司立鑫新材料的动力电池提钴镍锂项目（一期）于2022年4月正式运营，负荷率已爬产至80%，预计全年可完成70%以上产能，2023年达产；项目对应镍钴锰提纯量3000金吨/年（2022H2扩展至7500金吨/年），碳酸锂提纯量1000吨/年（2022H2扩展至2800吨/ 年）。公司亦规划6万吨废电池/年的磷酸铁锂电池回收业务。公司股东美欣达集团拥有10万辆/年废车拆解产能，与上市公司锂电拆解业务构建良好协同。

业绩稳增、现金流亮眼，期待锂电回收项目放量。依靠垃圾焚烧项目外延并购及产能爬坡、餐厨业务放量，公司未来 2~3 年 20%+业绩增速仍可保障。叠加锂电池回收等新兴业务布局提高公司成长预期，当前低估值，高成长属性突出下更具估值弹性。（报告来源：未来智库）

（三）北清环能：废油脂资源化时代开启，全产业链布局优势显著

一季度业绩同比增长301%，餐厨并购项目持续兑现落地。公司2022Q1实现营业收入3.38亿元（同比+75.73%）、归母净利润0.40亿元（同比+300.69%），彰显出色成长弹性。而作为支持业绩增长的餐厨项目，2022年以来公司陆续锁定天津市餐饮垃圾处理厂特许经营项目、天津市滨海新区有机废弃物综合利用处置项目、成都市餐厨垃圾无害化处理厂等项目，合计新增产能2500吨/日。与“滨阳燃化”启动70 万吨/年生物柴油产线布局，后续成长潜力突出。

并购保障餐厨项目快速扩张，2023年目标8000~10000吨/日产能。公司作为国内唯一以餐厨废弃物资源化利用为主业的上市公司，锁定餐厨处理规模已达4530吨/日（较2021年末+123%）。根据投资者关系记录表，公司拟通过并购等方式2022年实现6000~8000吨/日、2023年实现8000~10000吨/日累计餐厨规模，产能加速放量。而公司锁定项目拥有约4.7万吨/年的废油脂产出潜力，UCO现价已超8000元/吨。伴随餐厨并购加速，公司资源潜力更加突出。

销售端：10万吨长协订单保障全年业绩，70万吨/年生物柴油打通全产业布局。一方面，公司与国际石化龙头签订2022年10万吨UCO销售协议，废油脂销售渠道得以保障下，股权激励目标为2022~2024年扣非归母净利润1.8、2.7和4.0亿元；另一方面，公司与滨阳燃化开启40万吨/年二代及30万吨/年一代生物柴油产线建设，下游生物柴油布局有望在完善公司全产业链布局的同时增厚产品附加值。