1. "Союз-20" является одним словом, или это два слова, разделенные дефисом? 2. Всегда ли можно назвать две основы, объединенные дефисом, одним единым словом, или же бывают случаи, когда это не так?

1. 20 в данном случае - неизменяемое приложение, переданное цифрами. Сочетания с приложениями не являются одним словом, а представляют собой соединения двух слов.
2. Не всегда. Дефис может как соединять части одного слова (_светло-зеленый, ва-банк, жар-птица_), так и соединять части словосочетания (_писатель-фантаст, два-три, хитрый-прехитрый_).