氢能源之灰氢-工业副产氢系列,PDH制氢产业链跟踪笔记…

氢能源之灰氢-工业副产氢系列,PDH制氢产业链跟踪笔记…
2023年04月10日 18:26 优塾君

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产业升级、补链强链

已积累1000+篇战略新兴产业链梳理笔记

bgys2015

2022年3月23日,由发改委、能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,确定了氢能将是未来国家能源体系的重要组成部分,同时强调短期目标为初步建立以工业副产氢和可再生能源就近利用为主的氢能供应体系。

国内具有良好的工业副产氢产业基础,且副产氢产能整体靠近能源负荷中心,具备较大发展潜力。今天,我们来看工业副产氢中的丙烷脱氢产业链。

丙烷脱氢这条产业链的各个环节,包括:

上游——高纯度丙烷是丙烷脱氢的主要原材料。当前国内丙烷主要来源于炼厂副产,含硫量较高、纯度较低,不适用于丙烷脱氢装置,因此国内丙烷脱氢装置所需高纯度丙烷仍依赖于进口,进口依赖度80%左右。

目前国内PDH采购的丙烷主要来自于美国和中东,中东属于传统丙烷产地,一般以沙特阿美每月公布的指导价(CP价格)作为各国采购丙烷的定价基础。2014年页岩油气革命后,美国丙烷产量和出口激增。2021年,国内丙烷进口来源结构为:美国41%、阿联酋15%、卡塔尔13%、尼日利亚3%等。

国产丙烷企业有联泓新科、宝丰能源、万华化学、浙江石化、宁夏润丰等。

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图:丙烷进口来源占比

来源:华鑫证券

中游——丙烷脱氢,是工业副产氢气的重要方式之一,当前国内丙烷脱氢产能主要集中在长三角、珠三角,主要企业有东华能源、卫星化学、万华化学、巨正源、浙江石化、金能科技等。

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图:部分投产的PDH装置 (单位:万吨)

来源:光大证券

下游——氢能作为清洁能源,在燃料电池汽车、建筑、化工、电子、食品、冶金、轨道交通等领域应用较为广泛,2021年国内氢能市场需求量已达3463万吨。

目前我国氢能产业仍处于发展初期,氢气主要作为化工原料和工业原料应用于化工(制备甲醇与合成氨)和钢铁等领域,氢燃料电池发展潜力较大,随着储运、燃料电池的关键材料和零部件领域技术突破,应用空间会进一步打开。

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图:燃料电池车企业销量占比(单位:%)

来源:国金证券

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图:产业链图谱

来源:并购优塾

从产业链上的参与者近期的增长情况来看:

金能科技(山东,德州)——根据年度业绩预告,预计2022年实现归母净利润2.2亿元~2.6亿元,与上年同期(法定披露数据)相比,同比减少72.18%到76.46%,扣非归母净利润800万元~1200万元,同比减少98.50%到99.00%。

卫星化学(浙江,嘉兴)——2022年前三季度,实现营业收入278亿元,同比+39%,实现归母净利润30亿元,同比-29%。

东华能源(江苏,张家港)——1月30日发布业绩预告,预计2022年归母净利润4000万元~4500万元,同比下降96.05%~96.49%。

从机构一致预期增长和景气度来看:

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图:Wind机构一致预期增长和景气度情况

来源:Wind、并购优塾

本报告,将更新到产业链地图

(一)

工业副产制氢,是将在工业生产过程中(包括炼厂重整、丙烷脱氢、焦炉煤气及氯碱化工等)副产的氢气,分离提纯的制氢方式。

从氢能源制备方式的结构看,2020年,煤制氢占比62%;工业副产氢占比19%;天然气制氢占比18%,可再生能源制氢(电解水制氢等)占比不足1%。中长期来看,可再生能源制氢是氢能源的终极解决方法,但受限于电力成本、储运成本等,短期需要化石能源制氢、工业副产氢作为过渡,提供氢气供应。

基于现阶段的成本优势、环保优势,工业副产氢的占比会继续提高,其中:

环保优势——由于煤制氢会产生大量CO2,属于灰氢,在考虑碳交易价格的情况下,其制氢成本将有所上升;另外,2021年以来煤价大幅上行也助推了煤制氢成本抬升。工业副产氢属于蓝氢,碳排放量在灰氢的基础上大幅降低。

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图:工业副产氢碳排放量

来源:头豹研究院

成本对比——当前国内工业副产氢方式,主要包括氯碱副产制氢、焦炉煤气制氢(详见《产业链研究报告库》前段时间有覆盖)、轻烃裂解制氢(丙烷脱氢、乙烷裂解)、合成氨/甲醇等工艺。

由于氢气作为工业副产气体,仅消耗部分原料和少量制造费用,以及氢气提纯成本,工业副产氢的综合成本约为9.29-22.40元/kg,低于天然气制氢、电解水制氢。

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图:各类工业副产氢成本

来源:东吴证券

工业副产氢主要为各企业自产自用,根据中国电动汽车百人会统计,从工业副产氢的放空量测算看,2020年我国工业副产氢的规模约在450万吨/年,按照车辆氢耗7kg/100km、日均行驶200km计算,可供应97.6万辆公交车的运营。

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图:工业副产氢制氢的供应潜力 (单位:万吨/万辆)

来源:中国氢能产业发展报告2020,川财证券研究所

此前,我们在焦炉煤气制氢产业链报告中有过跟踪,目前焦炉煤气副产氢可供给量较大,2020年,工业副产氢总量接近600万吨,其中焦炉煤气占比约70%。

轻烃裂解制氢,主要有丙烷脱氢(PDH)和乙烷裂解两种路径。其中,乙烷裂解技术成熟,但受乙烷资源来源有限(乙烷难以储存,储运能力限制美国等出口国供应能力)等因素影响,乙烷裂解副产氢增量会相对较小。

今天,我们重点来看丙烷脱氢。

丙烷脱氢(PDH),是制备丙烯的重要方式之一,丙烷在催化剂条件下通过脱氢生成丙烯,过程中副产氢气(丙烷→丙烯+氢气)。PDH产物中氢气含量在60%~95%,可通过纯化技术制取满足燃料电池应用的氢气;PDH装置副产的氢气纯度高,提纯难度小。

参考《中国氢能产业发展报告2020》,PDH生产成本约为1.0~1.3元/Nm3,提纯成本约0.25~0.5元/Nm3(2.8~5.6元/kg),制氢综合成本为14.0-20.16元/kg。

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图:PDH制氢工艺流程

来源:川财证券

与其他制氢方式相比,丙烷脱氢具有生产流程短、占地面积小、建设周期短、成本低、能耗小、碳排放量少、制氢纯度高、制氢产能大等优势,是当前国内制氢市场较具氢气供给潜力的方式。

(二)

首先,我们先从收入体量和业务结构对各家公司,有一个大致了解。

2022年中报收入规模上,卫星化学(188.14亿元)>东华能源(151.92亿元)>金能科技(88.25元)。

从收入构成看,其中:

金能科技——2021年,煤焦产品(含焦炭、焦粉、煤焦油等)收入占比44.3%,烯烃收入占比13%,炭黑及煤焦油深加工产品(炭黑以及炭黑油、沥青等)收入占比25%,精细化工产品(山梨酸钾、对甲基苯酚、甲醇等)占比5%。其中,其煤焦产品主要用于钢铁行业,炭黑主要用于橡胶行业,烯烃产品主要为丙烯。

2021年,其首个石化项目青岛90万吨/年PDH项目投产,2022年中报,烯烃业务占比提升至25.69%。

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图:收入结构(单位:亿元)

来源:并购优塾

卫星化学——收入主要由C3化工品(主要为丙烯、聚丙烯、丙烯酸及酯)构成,2020年及之前年度占收入比例超过82%。

目前已全面投产90万吨/年PDH、45万吨/年聚丙烯、66万吨/年丙烯酸、75万吨/年丙烯酸酯,以及22万吨/年双氧水、15万吨/年SAP、22.8万吨/年高分子乳液产能。

2021年,功能化学品(丙烯酸及酯、乙二醇、环氧乙烷等)收入占比67.88%,高分子材料(高吸水性树脂(SAP)、高分子乳液)收入占比9.5%,新能源材料(电子级双氧水等)占比0.8%。

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图:收入结构(单位:亿元)

来源:并购优塾

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图:业务布局

来源:国海证券

东华能源——主要业务板块包括:1)PDH制丙烯。以丙烷为原料,通过PDH工艺生产丙烯;2)聚丙烯,通过丙烯单体聚合成聚丙烯;3)PDH副产高纯度氢气的销售和综合利用。

2021年,液化气销售(国际贸易业务)收入占比约60%,聚丙烯收入占比32.4%,丙烯收入占比5.3%,氢气、蒸汽收入占比1.99%。2022年中报,氢气、蒸汽业务收入占比提升至1.87%。

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图:收入结构(单位:亿元)

来源:并购优塾

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图:业务概览

来源:公司官网

(三)

接下来,我们将近期的收入和利润增长情况放在一起,来感知增长趋势:

一、归母净利润增长

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图:归母净利润增速(单位:%)

来源:并购优塾

金能科技2021年利润增速较大,主要系金能化学项目投产,新增产品收入;同时,主要产品价格上涨。

对增长态势有感知后,我们接着再将各家公司的收入和利润情况拆开,看近期财报数据。

金能科技——2022年前三季度,实现营业收入141.01亿元,同比增长78.06%,归母净利润2.6亿元,同比下降77.01%。扣非归母净利润7239.54万元,同比下降93.08%。

根据年度业绩预告,预计2022年实现归母净利润2.2亿元~2.6亿元,与上年同期(法定披露数据)相比,同比减少72.18%到76.46%,扣非归母净利润800万元到1200万元,同比减少98.50%到99.00%。业绩下滑的原因主要是:受宏观环境等因素影响,全年煤炭、原油和天然气价格居高不下,主要原材料丙烷价格自2021年底出现长时间持续性上涨,导致公司石化产品生产成本大幅上升,同时下游客户需求不足,成本价格传导不畅,压缩产品利润。

此外,国内房地产市场继续疲软,出口数据下滑,消费者降低了消费意愿,钢铁、汽车、家电行业低迷,公司产品市场需求大幅收缩。

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图:单季度业绩及增速(单位:亿元、%)

来源:并购优塾

东华能源——2022年前三季度,实现营业收入220.09亿元,同比增长2.58%;归母净利润1.59 亿元,同比减少84.48%。

其中Q3单季度,实现营业收入68.17亿元,同比减少5.27%,环比减少16.93%;归母净利润0.13亿元,同比减少94.37%,环比减少67.79%。

PDH副产氢能力达到7.5万吨/年,2022Q3氢气实现销售约0.48万吨,收入约合0.68亿元,销售均价为14,167元/吨,环比上半年有所提升。

东华能源1月30日发布业绩预告,预计2022年全年归母净利润4000万元~4500万元,同比下降96.05%~96.49%。

业绩下降主要原因是:全球能源类大宗商品价格宽幅震荡,公司主要原材料丙烷的年度均价大幅上涨;美联储加息进一步加剧了生产端的成本提升。国内PDH工艺制丙烯、聚丙烯的装置规模略有增长,加剧了聚丙烯行业供应端的压力。同时,受卫生事件影响,下游需求不足,导致聚丙烯价格萎靡。

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图:单季度业绩及增速(单位:亿元、%)

来源:并购优塾

卫星化学——2022年前三季度,实现营业收入278亿元,同比+39%,实现归母净利润30亿元,同比-29%。上半年受益于连云港石化C2项目一阶段产能释放,同时关键产品丙烯酸及酯价格价差较去年同期维持较高位置,公司业绩实现高速增长。

Q3单季度,实现营收89.6亿元,同比-3.2%,环比-16%,归母净利润2.35亿元,同比-89%,环比-81%。

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图:单季度业绩及增速(单位:亿元、%)

来源:并购优塾

公司Q3业绩同比大幅下滑,主要是受经济下行预期影响,下游需求较为疲软,公司丙烯酸及酯产品价格大幅下跌,叠加原材料价格仍处于高位,C3产业链价差大幅收窄。

2022Q3单季度,国内丙烷、丙烯、聚丙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯税后均价分别为5166元/吨、6468元/吨、7258元/吨、8214元/吨、8682元/吨,分别同比+16%、-6%、-4%、-37%、-47%,分别环比-10%、-11%、-7%、-35%、-28%。

综上,2022年,三家收入增长主要来自于扩产带来的增量,受原材料价格高企、产品售价承压影响,各家盈利能力均出现下滑。

(四)

接下来,我们看一下现金流质量。

一、净现比

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图:净现比 (单位:倍)

来源:并购优塾

卫星化学2020年的净现比为负数,主要是应收票据收款及背书转让使用的影响(应收票据期末余额比期初增加6.58亿元,票据用于支付购买固定资产款24.36亿元,将应收票据视同现金返还本期经营性现金流量净额为25.74亿元),导致经营活动现金流量净额为负数。

二、资本性支出&经营活动现金流量净额

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图:经营活动现金流&资本支出 (单位:亿元)

来源:并购优塾

三家公司的资本支出都比较高,大于经营活动现金流量净额,主要是各家均处于扩产中,包括PDH、PP项目,此外,卫星化学建设项目还有乙烯、苯乙烯、环氧乙烷等带动capex上行。

(五)

对比完增长情况,我们再来看利润率、费用率的变化、以及价值链分配情况。

一、毛利率

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图:毛利率(单位:%)

来源:并购优塾

2022年三家公司毛利率明显下滑,主要是:上游煤炭、天然气、原油及丙烷等石化产品价格居高不下,导致各家成本端承压,叠加需求疲软,成本价格传导不畅,压缩利润空间。

卫星化学的毛利率较高,主要是主业C2、C3化工品的毛利率较高。

二、净利率

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图:净利率(单位:%)

来源:并购优塾

净利率波动与毛利率基本一致。

2021Q4,金能科技净利率为负数,主要是:毛利率下降(煤焦、精化产品的原料成本升高),同时研发支出、资产减值损失(存货跌价等)增加所致。

三、净资产收益率

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图:ROE&ROIC(单位:%)

来源:并购优塾

卫星化学2021年的净利率较高,主要是C2投产放量提升盈利,C3高景气量价齐升。

C2业务方面,连云港石化C2一阶段项目投产以来运行良好,上游乙烷价格保持基本稳定,乙烯均价1036欧元/吨,同比上涨超70%,乙烷裂解成本优势进一步扩大。C3业务方面,2021年初,丙烯酸(18万吨/年)及丙烯酸酯(30万吨/年)新产能的投放,受供需趋紧影响,丙烯酸、丙烯酸丁酯均价大幅提升。

东华能源的权益乘数更高,主要是:银行贷款占比较高,包括保证借款、融资性票据贴现(公司开具的信用证和银行承兑汇票贴现)等。

四、价值量分配

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图:产业链代表公司增长&业绩预期

来源:wind、并购优塾

1)成长性方面,上游有产能放量的联泓新科、卫星化学2023年收入预期增速较高,受2022年低基数影响,上中游2023年利润增速普遍较高。

卫星化学产能扩张积极,其中C2产业链方面,连云港石化C2项目二阶段于2022年8月开车成功,预计2023年可贡献全年业绩;绿色化学新材料产业园一期建设碳酸脂系列、乙醇胺、聚苯乙烯、α-烯烃及POE产能,也会再2023年逐步达产。

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图:C2业务布局

来源:国海证券

2)价值量分配方面,由于上游、中游化工类企业经营类别较多,但整体受上游原油价格波动影响,处于不同产业链位置,盈利能力存在一定差异。

下游燃料电池汽车厂商福田汽车、金龙汽车2021年出现亏损,福田汽车受计提宝沃汽车资产减值损失影响较大,金龙汽车受卫生事件影响,客车需求减少,市场竞争激烈,叠加人民币升值、原材料价格上涨等因素影响,毛利率下降。

福田汽车由于低基数,券商预期利润增速较高。

以上,基本数据情况分析清楚后,我们来看行业景气度。

(六)

行业景气度,我们通过下列数据来看:

一、原油价格

3月中旬依赖,原油价格大幅回落,跌破前期震荡区间,主要是海外银行宏观风险事件,加剧了市场对经济衰退,并导致燃料需求下降的担忧情绪。

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图:原油价格(单位:美元/桶、元/桶)

来源:wind

二、丙烷价格

LPG国际价格与原油价格正相关性强。3月29日,海关总署全球贸易监测分析中心和上海石油天然气交易中心发布的中国液化石油气(LPG)综合进口到岸价格指数显示,3月20日-26日,中国液化丙烷综合进口到岸价格指数为135.62点,环比下降4.91%,同比下降16.77%;

国际定价基准方面,据沙特阿美公司2023年3月数据显示;3月丙烷合同价(CP)为720美元/吨,较上月下调70美元/吨,环比下降8.86%,较去年同期下降19.55%。

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图:丙烷价格(单位:美元/吨)

来源:wind

三、丙烯价格

随天气转暖,国内民用燃料需求持平;工业需求上升,PDH装置开工率上升,丙烷化工需求增加。

近期随着丙烷价格的持续走弱,国内PDH装置利润得到边际修复。

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图:国内PDH装置利润 (单位:元/吨)

来源:中金公司

四、燃料电池汽车销量

根据中汽协数据,2023年2月,燃料电池汽车产销分别完成100辆和40辆,同比分别下降53.1%和77.5%。1-2月,燃料电池汽车产销累计分别完成170辆和200辆,同比分别下降51.4%和45.6%。下滑主要是:冬奥会导致基数较高,以及去年12月产销创下新高,透支了部分需求。

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图:燃料电池销量 (单位:辆)

来源:川财证券

(七)

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图:氢气成本构成 来源:安信证券

这个行业的增长逻辑,我们用公式表示为:

PDH制氢行业规模=PDH装置产能*平均开工率*1吨PDH副产氢气量*氢气价格;

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【引用资料】本报告写作中参考了以下材料,特此鸣谢。[1][2][3]

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