目前，在“碳中和”的背景之下，我國能源發展逐步從總量擴張向提質增效轉變，能源效率、能源結構、能源安全已成為影響我國能源高質量發展的三大關鍵所在。相比其他轉型方式，氫能與電能結合將成為構建現代能源體系的重要途徑。
電能是多種能源間靈活高效轉化的關鍵媒介，能量轉換效率通常在90%以上。電氣化水平的提升，有利于提升能源利用效率、降低化石能源在終端能耗中的占比，并緩解我國能源資源與負荷中心逆向分布的問題。
氫能與電能同屬二次能源，更容易耦合電能、熱能、燃料等多種能源并與電能一起建立互聯互通的現代能源網絡。更為重要的是，氫能可實現不連續生產和大規模儲存，這將顯著增加電力網絡的靈活性。
(資料圖片僅供參考)
但建設整個新能源系統所需要的時間周期會非常漫長，對于整個新能源系統的構建來說，目前只是剛剛起步的階段。而氫能源作為其中一種互補型的清潔能源，整體產業鏈也剛剛開始建設，在沒有形成規模化的產業鏈之前，前期的成本依然很高，因此中下游的企業的機會相對來說就比較少。
根據過去風光電發展經驗來看，通常情況下面，最先相關受益的一般是上游相關的零部件企業，然后逐步傳達至中下游的企業。
因此，我們可以首先來看整個氫能源的產業鏈。
氫能源產業鏈整體可以分為上游的制氫、純化和液化，中游的運輸儲能，以及下游應用的加氫站和氫燃料車相關的電池系統。
除去基本面，另外從市場的角度來看，考慮到近期其它的新能源都在相對高位，而氫能源還在相對低位，因此有概率輪動到其相關的炒作。
01 政策梳理
氫能扶持政策密集出臺。我國早期氫能政策較少，多為鼓勵支持、技術創新等。2019年兩會期間，氫能被首次寫進《政府工作報告》，全國各地掀起了氫能發展熱潮。隨后，燃料電池汽車示范應用政策的發布、新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）的發布以及“雙碳目標的設定，均為氫能產業及氫燃料電池汽車的發展注入動力。
去年多省發布“十四五”氫能產業規劃。據不完全統計，今年北京、山東、河北、河南等省份相繼出臺十四五氫能發展規劃或扶持政策，并從產業規模、企業數量、燃料電池汽車、加氫站等方面明確階段目標。中國氫能聯盟預測，2025 年中國氫能產業產值將達到1 萬億元。
根據國際氫能委員會最近發布的報告，自2021年2 月以來，全球范圍內已經宣布了 131 個大型氫能開發項目，全球項目總數達到359 個。預計到 2030 年，全球氫能領域的投資將激增至 5000 億美元。國際氫能委員會預測，到 2050 年，全球氫能產業將創造 3000 萬個工作崗位，減少 60 億噸二氧化碳排放，創造 2.5 萬億美元的市場規模，并在全球能源消費占比達到 18%。該報告特別指出，中國未來有望領跑全球氫能產業發展。預計到 2050 年，氫能在中國能源領域的占比有望達到 10%。
而在8月26日，科技部副部長張雨東在2022年世界新能源汽車大會上表示，發展氫能與燃料電池是能源交通行業低碳轉型的重要選擇之一。此消息有概率刺激氫能源出現一波新的炒作。
02 制氫
制氫按照不同的工藝可以分為：“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。
其中“灰氫”為目前我國的主要制備工藝，即利用傳統化石能源制取氫氣，同時排放溫室氣體。
而目前我國的幾個龍頭煤化工企業，基本已經過渡到了“藍氫”階段，即利用二氧化碳捕捉與封存技術（CCS）降低碳排放。
少數頂級化工企業，例如寶豐能源，已經開始嘗試“綠氫”生產工藝，“綠氫”是通過可再生能源（如風電、水電、太陽能）等方法制氫，生產過程基本不會產生溫室氣體。
目前國際主要使用天然氣制氫，我國則以煤制氫為主。目前，全球制氫技術的主流選擇是化石能源制氫，主要是由于化石能源制氫的成本較低，其中天然氣重整制氫由于清潔性好、效率高、成本相對較低，占到全球 48%。我國能源結構為“富煤少氣”，煤制氫成本要低于天然氣制氫，因而國內煤制氫占比最大（64%），其次為工業副產（21%）。根據中國氫能聯盟與石油和化學規劃院的統計，2019 年我國氫氣產能約 4100 萬噸/年、產量約3342 萬噸/年。
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整體而言，據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書 2020》估算，2030 年我國氫氣的年需求量將從 3342 萬噸增加至 3715 萬噸，2060 年則增加至 1.3 億噸左右。“藍氫”則成為“灰氫”過渡到“綠氫”的重要階段。灰氫中工業副產制氫，具有生產成本較低、技術成熟、效率高等優點，預計未來我國 PDH 擴產將超過 3000 萬噸/年，即使按 3000 萬噸/年測算，預計將帶來 90 萬噸/年以上的副產氫潛在增量，整體處于一個緩步攀升的過程。
雖然藍氫在灰氫的基礎上結合 CCS 技術，成本有所提升，但是依然低于綠氫成本，因此看好藍氫未來的增長空間。綠氫其經濟性受電價的影響較大。如果按照平均工業電價0.6 元計算，產氫成本約40-50 元/kg，明顯偏高。據估算，當電價低于 0.3 元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。從增長空間來看，受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，2020-2030 年間綠氫比例將從 3%上升 15%，2050 年我國氫氣需求量將接近 6000萬噸。長期來看，只要成本端可以降低，綠氫占比有望大幅提升。
目前電解水制氫的經濟性主要取決于電費。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約 5 度/立方米，電費成本約占 85%，因此其經濟性受電價的影響大。如果按照平均工業電價 0.6 元計算，產氫成本約 40-50 元/kg，明顯偏高。據估算，當電價低于 0.3 元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。
所以，總的來說，從短期的角度來說，目前綠氫的成本過高，想要商業化的話還需要綠電成本降低下來。但對于風力發電、光伏發電之類的不穩定能源，氫儲能則是一個非常理想的解決方案。
以風電來說，風電是非常不穩定的，如果你把風力發電機直接接到用電器上，會經常出現斷電或者燒掉用電器的情況。
當今的主要解決方案是：
1、用大量電池組儲存電能。
2、直接接入國家電網，利用智能電網分時消納不穩定電力。
但是，上述情況都存在成本高、技術難度大等弊端。但如果風力發電機直接接一個電解槽，利用氫儲能，問題就解決了。有風的時候，發多少電，就電解多少水。沒風的時候，電解槽不工作也無所謂。只要控制系統實時監測氫氣儲量即可。
而這兩天又有相關的綠氫相關的政策出臺。2021年12月3日，工業和信息化部印發《“十四五”工業綠色發展規劃》（以下簡稱“《規劃》”）。《規劃》提出，到2025年，工業產業結構、生產方式綠色低碳轉型取得顯著成效，綠色低碳技術裝備廣泛應用，能源資源利用效率大幅提高，綠色制造水平全面提升，為2030年工業領域碳達峰奠定堅實基礎。
因此電解槽作為綠氫中關鍵的零部件，會迎來比較大的發展機會，可以類比于風電中的塔筒。
相關上市公司：
1.氫氣制取：中石油、中石化、東華能源、衛星化學、鴻達興業、寶豐能源、嘉化能源、美錦能源、凱美特氣、金宏氣體等
2. 氫氣純化：昊華科技、杭氧股份等
3. 氫氣液化：中泰股份等
03 中游儲運
氫是所有元素中最輕的，在常溫常壓下為氣態，密度僅為 0.0899 kg/m3 ，是水的萬分之一，因此其高密度儲存一直是一個世界級難題。
高壓氣態儲氫是目前最常用并且發展比較成熟的儲氫技術，其大規模的運輸方式是管道運輸。我國目前正不斷建設氫氣管道工程，中國石油天然氣管道工程有限公司中標河北定州至高碑店氫氣長輸管道項目，擬建設管道全長達 145 公里。這條管道擬建設管徑 508毫米，設計運輸量 10 萬噸/年。未來管道輸送氫氣壓力等級升級和氫氣管道規模擴大能降低氫能管道輸送成本。液態儲運的儲氫密度高，能運送大量氫氣，適用長距離運輸氫氣。但液體轉化成本高，我國油氣公司在 LNG 和 LPG 領域有豐富的經驗和運輸車輛儲備，未來伴隨成本下降，有望在液態氫氣運輸上具備競爭力。相對另兩種運輸方式,固態難度較大，還有待發展。加氫站是氫能產業發展的重要環節，自 2014 年以來，全球加氫站的數量不斷增長，到 2020 年底達到了 553 站。
儲運氫氣的方式主要分為氣態儲運、液態儲運和固態儲運（儲氫材料）。我國目前氫氣運輸的主要方式是高壓氣態長管拖車為主，但是未來有望同時發展氣、液、固三種儲運方式。下面是三種方式的對比：
從技術的角度來說，氫氣會導致金屬產生“氫脆”現象。但是，儲存氫氣不是必須選用金屬管體。目前進行研究的蜂窩狀陶瓷儲氫罐可以有效解決氫氣的儲存問題。還有一些有關碳纖維高壓儲氫瓶，玻璃纖維儲氫瓶等各種材質的儲氫設備，都可以解決氫氣的儲存問題。
儲氫材料
雖然氫能比其他能源更具優勢，但大范圍的應用仍受限。其中氫能大規模進入市場的主要障礙之一是包括生產、運輸和加注在內的供氫基礎設施的缺乏，也就是氫產業鏈上游和中游的完善度不足。就目前技術發展程度而言，氫的交貨成本遠大于等能量水平下的汽柴油成本，而其中氫的運輸成本在交貨成本中占約6%左右。
影響我國氫氣售價的最主要因素是包括制氫和儲運氫氣在內的氫氣成本部分，其中最主要的因素是氫氣成本。
相關上市公司
1.氣態儲運：中集安瑞科等
2.液態儲運：富瑞特裝、航天晨光等
3.儲氫瓶：中材科技、京城股份等
04 下游應用
氫能產業鏈的下游應用包括傳統石化工業應用、氫燃料電池應用、加氫站等方面。除了傳統的石化共業應用以外，加氫站、氫燃料電池是目前相當重要的應用方向。
氫燃料電池應用主要在三個市場，分別是便攜設備市場、固定式系統應用市場、交通運輸應用市場。其中，在交通運輸領域的裝機率占到將近70%，氫燃料電池汽車成為汽車領域重要的發展方向之一。
氫燃料電池汽車的應用和商業化離不開氫站基礎設施的建設，加氫站也是氫能下游的一個十分重要的環節。氫氣加注是通過將不同來源的氫氣經過壓縮機增壓儲存在站內的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣。
接下來將重點介紹氫能下游中氫燃料電池汽車及加氫站的發展現狀。
氫燃料汽車
氫能源汽車產業上游為汽車生產材料，主要材料為氫燃料電池、氫內燃機、輪胎、電機、內飾外飾等。汽車生產企業將材料組裝成氫能源汽車，下游為氫能源汽車產業服務行業，主要為加氫站、汽車維修、汽車美容、汽車保險等。
氫燃料電池汽車因其具有良好的環境相容性、能量轉換效率高、噪音小、續航里程長、加注燃料時間短、無需充電等特點，被視為很有前景的清潔能源汽車，且在在能源資源獲取上，氫氣具有多種來源渠道、如利用風能、太陽能等可再生能源通過電解水方式獲取，從工業廢氣中提純獲取，不會受到傳統能源資源的限制。
相比于傳統汽車，氫能源汽車使用氫燃料電池作為動力來源，具有能量轉換效率高和完全無污染的優點。相比于鋰電池電動車，氫能源汽車除了不受溫度影響、續航里程更長以外，還具有能迅速補充燃料（3~5 分鐘）的優點。然而，不同于鋰電池電動車可以利用現有電網建造充電站，氫能源汽車使用的加氫站目前完全依賴長管拖車運輸，效率較低且成本較高。加氫站成本高昂、數量稀少加上汽車自身成本較高等一系列原因制約了氫能源汽車的發展，目前氫能源汽車尚未得到大范圍應用。
隨著氫燃料電池技術的突破、國家對清潔能源的日益重視。中國開始加大對氫燃料電池領域的規劃和支持力度。《中國制造2025》提出實現燃料電池汽車的運行規模進一步擴大，達到1000輛的運行規模，到2025年，制氫、加氫等配套基礎設施基本完善，燃料電池汽車實現區域小規模運行。
中國汽車工程學會曾預測到2030年，我國氫能汽車產業產值有望突破萬億元大關。
氫能源燃料電池是氫能源汽車的核心，隨著氫能源汽車的發展進入成熟階段，產量將迎來爆發式增長時期，氫燃料電池的市場需求也將大大打開。
據統計數據顯示，2015年我國燃料電池出貨量約10.5MW，同比增長14.1%，出貨量首次超10MW。未來，燃料電池市場將持續增長，預計到2021年出貨量將超20MW，2030年將達35MW。
加氫站
加氫站是指：通過將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣，可以類比傳統燃油車的加油站。
加氫站主要設備包括：泄氣柱、壓縮機、儲氫罐、加氣機、管道、控制系統、氮氣吹掃裝置、監控裝置等。
目前，國內氫能的應用主要集中在燃料電池汽車方面。在燃料電池產業鏈上，加氫站屬于上游制氫運氫與下游燃料汽車應用的重要樞紐。如果沒有完善的加氫站基礎設施，將很難支撐起燃料電池車應用規模的擴大，加氫站的建設是產業發展的基礎。
國內發展燃料電池汽車產業可遵循以下路徑：通過補貼和發展商用車（公交、大巴、物流車等），帶動加氫站等配套基礎設施的完善；逐步完善和便捷的加氫設施支撐更多燃料電池汽車的用量；由此形成良性循環，最后再向乘用車推廣，擴展到更為廣闊的私家車領域。
對于加氫站來說，壓縮機、儲氫罐、加氣機為核心設備。
2025年后國內燃料電池汽車產業將進入快速發展階段，到2030年國內燃料電池汽車年銷量規模可達百萬臺以上，配套加氫站數量將在4500座以上，對應加氫站投資規模800億元，相關設備投資規模達到500億元。
以外供氫氣作為氫源的加氫站，設備方面的投資主要在于氫氣壓縮設備（40%）和高壓儲氫裝置（30%），其他還包括站控系統和加注設備等；估算到2030年各類設備投資規模分別為，氫氣壓縮設備（201億）、高壓儲氫裝置（151億）、站控系統及其他（100億）、氫氣加注設備（50億）。
相關上市企業
一、 氫燃料電池
1.整車：上汽集團、長城汽車、長安汽車、廣汽集團、宇通客車、中通客車、福田汽車、東風汽車、福田汽車、中國重汽等
2.儲氫瓶：中材科技等
3.氫燃料電池系統：英威騰、冰輪環境、開山股份、漢鐘精機、科威爾、東岳集團、大洋電池、雄韜股份、淮柴動力、安泰科技、中鋼天源
二、加氫站建設：中石油、中石化、華昌化工、金能科技、河鋼股份、東方電氣、安奉科技等
（特別說明：文章中的數據和資料來自于公司財報、券商研報、行業報告、企業官網、百度百科等公開資料，本報告力求內容、觀點客觀公正，但不保證其準確性、完整性、及時性等。文章中的信息或觀點不構成任何投資建議，投資人須對任何自主決定的投資行為負責，本人不對因使用本文內容所引發的直接或間接損失負任何責任。）
$金宏氣體(688106)$$東華能源(002221)$$衛星化學(002648)$$鴻達興業(002002)$$寶豐能源(600989)$$美錦能源(000723)$
