在碳排放導致全球氣候變暖的大背景下，以低碳減排為目標的能源革命正在全球范圍內展開。為減少對化石能源的依賴，在提出2030年碳達峰和2060年碳中和的雙碳目標后，中國能源結構轉型正在奔跑加速。
中國在能源轉型上做的努力經歷了水、風、光、核等多個階段，作為清潔能源的重要方向，風光電的快速發展可以預見。特別是今年以來，支持風電、光伏發電的發展政策密集出臺，光伏和風電的產能擴張飆漲，產業規模日漸擴大，風電、光伏發電迎來了高光時代。
但當前電力具有供需實時平衡以及難以大規模儲存的特點。無論是風電還是光電，都是具有偶發性（或周期性）的非穩定能源，大規模可再生能源發電并網加劇了電力系統供需兩側的雙重波動性與不確定性，系統調峰難度大，運維較為困難。隨著未來可再生能源發電占比的進一步提升，傳統電力系統調節手段將無法滿足可再生能源發電產生的波動性儲能需求。據預測，當全國非水可再生能源裝機達到1500-2000GW以上，傳統的電力系統和優化手段將到達天花板。
而氫能是兼具清潔與高效儲能載體的雙重角色，通過將風能、太陽能、核能等能源轉化為氫能，實現可再生能源大規模跨季節儲存、運輸，成為當前新能源領域的最佳整體解決方案。
氫能儲能方案是推動傳統化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規模發展的理想互聯媒介，是實現交通運輸、工業和建筑等領域大規模深度脫碳的最佳選擇。氫能的重要性，已被包括中國在內的主要國家接受和重視，被譽為21世紀最具發展潛力的清潔能源。
在我國12月24日召開的2022年全國能源工作會議上，明確指出要重點推動可再生能源、儲能、氫能等技術攻關。據國際氫能委員會預測，到2050年全球環境20%的二氧化碳的減排要靠氫氣來完成，氫能將創造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價值，在全球能源需求占比中有望達到18%，主導脫碳社會。
如果說過去十年風電和光電是清潔能源領域的焦點，那“風光”之后，氫能或將成為未來十年重點開發和探索的清潔能源，有望成為下一個投資風口。
01中國具備良好的氫能產業發展基礎，潛力巨大
中國是第一產氫大國，氫能的生產利用已經非常廣泛，自2009年產量首次突破1000萬噸以來，已經連續9年保持世界第一，且整體呈穩步增長趨勢。2020年全國氫氣產量約為2500萬噸，約占全球產量的三分之一，同比增長13.6%，但主要是作為工業原料使用而非能源。如果中國未來大力發展氫能產業將具備較好的基礎。
在基礎設施加氫站數量的建設方面，中國的35MPa加氫站技術已趨于成熟，目前開始主攻70MPa加氫站技術。中國的加氫站建設從2016年開始提速，2016年至2018年實現翻倍增長，2019年建成的數量是2018年的2倍。截至2020年年底，中國已建成的加氫站有69座，僅次于日本和德國。日、德、中三個國家加氫站數量占全球總數的56%，領先地位明顯。
在氫能源汽車應用方面，根據中汽協發布的數據，2021年1-11月中國燃料電池汽車產銷均完成0.1萬輛。當前燃料電池汽車的保有量接近8000輛。從國家此前發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》的規劃來看，到2035年燃料電池汽車保有量將達100萬輛左右，也就意味著未來十幾年內燃料電池汽車有著百萬的增長空間，氫燃料電池市場發展潛力巨大。
02風光電+氫將成未來趨勢，新能源巨頭相繼進軍氫能領域
氫能源按照生產來源劃分，主要可分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。灰氫由化石能源制取氫氣，過程會排放溫室氣體；藍氫能夠可持續儲存；綠氫由核能、可再生能源通過電解水等手段制取，過程沒有溫室氣體排放。
當前我國氫氣生產結構以“煤制氫”為主，占比達到62%；其次是天然氣制氫，占比為18%；工業副產氫占比18%；電解水制氫也就是“綠氫”占比僅1%。
化石能源制氫過程產生CO2等溫室氣體，且制得的氫氣含有雜質，后續對氫氣的提純和排碳的處理有較高要求。工業副產提純制氫是將富含氫的工業尾氣作為原料，能避免氫氣浪費，但長遠來看無法作為大規模集中化的氫供應來源。而電解水制氫純度高，雜質少，易于與可再生能源結合，且制氫過程不排放溫室氣體，符合綠色氫氣的發展路徑。
盡管當前電解水制氫占比小，但考慮減排效益，與大規模光伏發電或風力發電配套的電解水制綠氫將成為未來的發展趨勢。同時，可再生能源成本的持續下降也為清潔能源制氫提供了經濟可行性。2020年，光伏、風力發電度電成本分別為0.30、2.35元/kWh；預計到2030年將會分別降至0.20、0.25元/kWh。
綠氫成為氫能產業重點發展對象，風光電+制氫自然潛力巨大，新能源巨頭們也嗅到了商機，接連布局氫能領域。今年以來，隆基股份（601012.SH）、陽光能源（00757.HK）、晶科（601778.SH）、協鑫（002015.SZ）、林洋能源（601222.SH）先后進軍氫能。風電領域，金風科技（002202.SZ）、水發興業能源（00750.HK）和明陽智能（601615.SH）也相繼布局氫能，希望能趕上風口。
03政府明確發展信號，氫能產業是萬億級市場
氫能將作為中國清潔高效能源生產和消費體系的重要構成部分，根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019年版）》對中國氫能發展總體目標作出的規劃，到2050年，氫能在交通運輸、儲能、工業、建筑等領域廣泛使用，氫需求量將由目前的2000多萬噸提升至約6000萬噸，氫能產業鏈價值將超過10萬億元。到2050年氫的終端銷售價格降至20元/kg，加氫站數量將達到12000座，氫燃料電池汽車保有量達到3000萬輛。
我國已將氫能寫入《政府工作報告》、《2020年國民經濟和社會發展計劃》、《2020年能源工作指導意見》，甚至在“十四五規劃”中，氫能作為前沿科技和產業變革領域，首次在“五年規劃”中被提及。中國氫能源產業是一個萬億級的市場，將推動中國能源結構加從傳統化石燃料向清潔能源轉變，率先布局的企業有望乘上風口，而風光電與制氫的結合將讓新能源巨頭們再次捕捉到巨大商機。
氫能源產業專題分析:痛點和機會
氫能是一種優質的二次能源，其制取便利、高效環保、應用廣泛，能助力減碳、優化能源結構。全球已有多國在國家層面提出了氫能相關戰略，而在我國實現?2030年碳達峰，2060年“碳中和”的進程中，發展氫能及相關產業、技術將是重要抓手。
發展氫能：零碳的重要抓手
氫能是指氫在物理與化學變化過程中釋放的能量，它是一種理想的二次能源，被認為是全球能源轉型的重大戰略方向。其產業鏈分為上游制氫、中游儲運和下游終端消費三個環節，涉及的產業領域非常廣泛。
從生產端來看，氫能的優勢在于制取、儲運便利，相對環保。一是氫能來源廣泛，除了以化石燃料制氫外，還可利用風電、太陽能等通過電解水形式制氫。二是儲運相對便利，氫可以氣、液態存儲于高壓罐中，也可以固態存儲于儲氫材料中。三是相對綠色環保，氫能的燃燒產物是水，在使用可再生能源制氫的前提下能實現零碳排放。
從應用端來看，氫能的優勢在于高效、應用廣泛。一是高效，相對于其他常見能源，氫氣燃燒的熱值更高，遠高于其他能源，從而能夠提升效率。二是氫氣的應用廣泛，既可以用作燃料電池發電，應用于汽車，船舶和航空領域，也可以單獨作為燃料氣體或化工原料進入生產，同時還可以在天然氣管道中摻氫燃燒，應用于建筑供暖等。
我國氫能現狀：潛力大，難點多
中國的能源結構仍然以化石能源為主，急需加強清潔能源發展。從一次能源消費結構來看，我國煤炭、石油、天然氣等化石能源的占比高達84.1%，非化石能源占比僅為15.9%，相2025年20%的要求還有一定距離。
從最終能源消費結構來看，化石能源占比也依然高達61.9%，電能占比僅為26.9%，而且從發電方式來看，高碳排放的火電仍是我國主要發電方式，占比高達70.7%。氫能作為綠色、清潔、高效的二次能源，可優化現有能源結構、有效降低二氧化碳排放量，改善環境問題，助力“雙碳”目標的實現。
從資源稟賦和產業基礎看，中國是世界第一產氫大國，中國發展氫能具有較好的條件。國際氫能協會統計顯示，目前國際制氫年產量6300萬噸左右，中國每年產氫約2200萬噸，占世界氫產量的三分之一，且大部分是相對成本較為低廉的煤制氫，可為氫能及燃料電池產業發展的初級階段提供充足的低成本的氫源。
而且我國制備氫氣的資源很豐富，棄電資源能作為氫能供給的重要來源。中國是全球第一大可再生能源發電國，截至2020年底，中國可再生能源發電裝機總規模達9.3億千瓦，占全球總量的80%以上。
雖然潛力大、增速快，但我國氫能行業仍面臨以下難點。
一是我國生產的大都是高排放的灰氫。依據制取方式和過程中碳排放量的不同，氫氣可分為化石能源燃燒產生的灰氫、通過碳捕集和封存技術來減少碳排放制取的藍氫，以及由清潔能源和可再生能源制取的綠氫。從能源轉換效率和排放量來看，無疑低排放、高效率的綠氫，尤其是水力、風能電解制氫才是未來的主要方向。
二是制取、儲運技術薄弱，綠氫價格短期或將較高。從縱向比較上看，我國僅有廣東省公布了自2016年以來能源用氫的價格，可以看到近年來一直保持上漲的趨勢。
雖然我國的氫氣價格并不算高，但需要注意，這一方面是由于我國氫氣供給目前以煤制氫為主；另一方面，是由于目前政府在消費用氫上給予大量補貼，但補貼難以長期維持。除了生產成本，我國氫氣儲運成本也面臨上漲的可能。
三是目前氫能的應用場景比較單一，主要作為傳統化工原料。目前氫氣消費仍然集中于傳統高能耗領域，并未能發揮其減碳效果，這一方面是由于我國目前制備高純度氫氣能力有限，另一方面也是因為相關的應用技術發展還尚未成熟。
未來趨勢：空間廣闊、賽道眾多
我國發展氫能及相關產業是大勢所趨，但仍面臨眾多難點、堵點。那么，未來氫能源相關產業將會有多大的發展空間，又有哪些值得關注的細分賽道呢？
首先，從總量來看，氫能需求預計將保持年均3.5%左右的增速，成為我國能源體系的重要組成部分。根據中國氫能聯盟預計，到2030年碳達峰情景下，氫能在中國終端能源體系的占比將從2019年的2.7%提高到6%，而到2060年碳中和情景下，這一比重將提高到20%。
氫能需求的增長，勢必帶來生產端的增長。根據中國氫能協會在2019年《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》中的預測，氫能產業鏈產值在2050年將達到從2019年的3000億元增加至12萬億元，年均增速12.6%。而在考慮?碳達峰、碳中和?的目標后，預計實際增速還將高于此。
而產能的擴充將創造更多就業和投資。根據國際氫能委員會2017年的報告《氫能源未來發展趨勢》，到2050年，全球氫能產業將每年創造2.5萬億美元的市場收益，并提供超過3000萬個工作崗位。
具體來看氫能源行業的細分賽道，哪些有發展機遇？這取決于目前行業面臨的最大痛點是什么，要特別關注我國當前氫能領域的薄弱環節、“卡脖子”領域。
一方面是如何獲取更平價低碳的綠氫。首先是提高綠氫占比，其次，在當前技術條件下，我國氫能終端消費價格高于其他能源，要推廣氫能的使用，就要實現綠氫平價。
另一方面是如何更廣泛、高效地應用綠氫。在當前氫氣的主要應用領域如氨和甲醇制取上，而在鋼鐵、水泥等其他化工領域和水運、航空等交通領域，氫氣的滲透率也將繼續提高，但這還需要將當前使用的灰氫轉為綠氫，從而減少排放。
在當前全球各主要經濟體提出的頂層氫能戰略中，最受關注的應用領域是化工、冶煉、中重型運輸和公交。這說明，這些是在當前最具有緊迫性，也更具有可行性的技術應用領域，也是未來我國在氫能綜合應用中更應關注和突破的方向。
