目前，在“碳中和”的背景之下，我国能源发展逐步从总量扩张向提质增效转变，能源效率、能源结构、能源安全已成为影响我国能源高质量发展的三大关键所在。相比其他转型方式，氢能与电能结合将成为构建现代能源体系的重要途径。
电能是多种能源间灵活高效转化的关键媒介，能量转换效率通常在90%以上。电气化水平的提升，有利于提升能源利用效率、降低化石能源在终端能耗中的占比，并缓解我国能源资源与负荷中心逆向分布的问题。
氢能与电能同属二次能源，更容易耦合电能、热能、燃料等多种能源并与电能一起建立互联互通的现代能源网络。更为重要的是，氢能可实现不连续生产和大规模储存，这将显著增加电力网络的灵活性。
(资料图片仅供参考)
但建设整个新能源系统所需要的时间周期会非常漫长，对于整个新能源系统的构建来说，目前只是刚刚起步的阶段。而氢能源作为其中一种互补型的清洁能源，整体产业链也刚刚开始建设，在没有形成规模化的产业链之前，前期的成本依然很高，因此中下游的企业的机会相对来说就比较少。
根据过去风光电发展经验来看，通常情况下面，最先相关受益的一般是上游相关的零部件企业，然后逐步传达至中下游的企业。
因此，我们可以首先来看整个氢能源的产业链。
氢能源产业链整体可以分为上游的制氢、纯化和液化，中游的运输储能，以及下游应用的加氢站和氢燃料车相关的电池系统。
除去基本面，另外从市场的角度来看，考虑到近期其它的新能源都在相对高位，而氢能源还在相对低位，因此有概率轮动到其相关的炒作。
01 政策梳理
氢能扶持政策密集出台。我国早期氢能政策较少，多为鼓励支持、技术创新等。2019年两会期间，氢能被首次写进《政府工作报告》，全国各地掀起了氢能发展热潮。随后，燃料电池汽车示范应用政策的发布、新能源汽车产业发展规划（2021-2035）的发布以及“双碳目标的设定，均为氢能产业及氢燃料电池汽车的发展注入动力。
去年多省发布“十四五”氢能产业规划。据不完全统计，今年北京、山东、河北、河南等省份相继出台十四五氢能发展规划或扶持政策，并从产业规模、企业数量、燃料电池汽车、加氢站等方面明确阶段目标。中国氢能联盟预测，2025 年中国氢能产业产值将达到1 万亿元。
根据国际氢能委员会最近发布的报告，自2021年2 月以来，全球范围内已经宣布了 131 个大型氢能开发项目，全球项目总数达到359 个。预计到 2030 年，全球氢能领域的投资将激增至 5000 亿美元。国际氢能委员会预测，到 2050 年，全球氢能产业将创造 3000 万个工作岗位，减少 60 亿吨二氧化碳排放，创造 2.5 万亿美元的市场规模，并在全球能源消费占比达到 18%。该报告特别指出，中国未来有望领跑全球氢能产业发展。预计到 2050 年，氢能在中国能源领域的占比有望达到 10%。
而在8月26日，科技部副部长张雨东在2022年世界新能源汽车大会上表示，发展氢能与燃料电池是能源交通行业低碳转型的重要选择之一。此消息有概率刺激氢能源出现一波新的炒作。
02 制氢
制氢按照不同的工艺可以分为：“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。
其中“灰氢”为目前我国的主要制备工艺，即利用传统化石能源制取氢气，同时排放温室气体。
而目前我国的几个龙头煤化工企业，基本已经过渡到了“蓝氢”阶段，即利用二氧化碳捕捉与封存技术（CCS）降低碳排放。
少数顶级化工企业，例如宝丰能源，已经开始尝试“绿氢”生产工艺，“绿氢”是通过可再生能源（如风电、水电、太阳能）等方法制氢，生产过程基本不会产生温室气体。
目前国际主要使用天然气制氢，我国则以煤制氢为主。目前，全球制氢技术的主流选择是化石能源制氢，主要是由于化石能源制氢的成本较低，其中天然气重整制氢由于清洁性好、效率高、成本相对较低，占到全球 48%。我国能源结构为“富煤少气”，煤制氢成本要低于天然气制氢，因而国内煤制氢占比最大（64%），其次为工业副产（21%）。根据中国氢能联盟与石油和化学规划院的统计，2019 年我国氢气产能约 4100 万吨/年、产量约3342 万吨/年。
整体而言，据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书 2020》估算，2030 年我国氢气的年需求量将从 3342 万吨增加至 3715 万吨，2060 年则增加至 1.3 亿吨左右。“蓝氢”则成为“灰氢”过渡到“绿氢”的重要阶段。灰氢中工业副产制氢，具有生产成本较低、技术成熟、效率高等优点，预计未来我国 PDH 扩产将超过 3000 万吨/年，即使按 3000 万吨/年测算，预计将带来 90 万吨/年以上的副产氢潜在增量，整体处于一个缓步攀升的过程。
虽然蓝氢在灰氢的基础上结合 CCS 技术，成本有所提升，但是依然低于绿氢成本，因此看好蓝氢未来的增长空间。绿氢其经济性受电价的影响较大。如果按照平均工业电价0.6 元计算，产氢成本约40-50 元/kg，明显偏高。据估算，当电价低于 0.3 元时，电解水制氢成本与其他工艺路线相当。从增长空间来看，受益于可再生能源成本下降以及碳排放约束，2020-2030 年间绿氢比例将从 3%上升 15%，2050 年我国氢气需求量将接近 6000万吨。长期来看，只要成本端可以降低，绿氢占比有望大幅提升。
目前电解水制氢的经济性主要取决于电费。以目前主流的碱性电解水为例，制氢效率约 5 度/立方米，电费成本约占 85%，因此其经济性受电价的影响大。如果按照平均工业电价 0.6 元计算，产氢成本约 40-50 元/kg，明显偏高。据估算，当电价低于 0.3 元时，电解水制氢成本与其他工艺路线相当。
所以，总的来说，从短期的角度来说，目前绿氢的成本过高，想要商业化的话还需要绿电成本降低下来。但对于风力发电、光伏发电之类的不稳定能源，氢储能则是一个非常理想的解决方案。
以风电来说，风电是非常不稳定的，如果你把风力发电机直接接到用电器上，会经常出现断电或者烧掉用电器的情况。
当今的主要解决方案是：
1、用大量电池组储存电能。
2、直接接入国家电网，利用智能电网分时消纳不稳定电力。
但是，上述情况都存在成本高、技术难度大等弊端。但如果风力发电机直接接一个电解槽，利用氢储能，问题就解决了。有风的时候，发多少电，就电解多少水。没风的时候，电解槽不工作也无所谓。只要控制系统实时监测氢气储量即可。
而这两天又有相关的绿氢相关的政策出台。2021年12月3日，工业和信息化部印发《“十四五”工业绿色发展规划》（以下简称“《规划》”）。《规划》提出，到2025年，工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成效，绿色低碳技术装备广泛应用，能源资源利用效率大幅提高，绿色制造水平全面提升，为2030年工业领域碳达峰奠定坚实基础。
因此电解槽作为绿氢中关键的零部件，会迎来比较大的发展机会，可以类比于风电中的塔筒。
相关上市公司：
1.氢气制取：中石油、中石化、东华能源、卫星化学、鸿达兴业、宝丰能源、嘉化能源、美锦能源、凯美特气、金宏气体等
2. 氢气纯化：昊华科技、杭氧股份等
3. 氢气液化：中泰股份等
03 中游储运
氢是所有元素中最轻的，在常温常压下为气态，密度仅为 0.0899 kg/m3 ，是水的万分之一，因此其高密度储存一直是一个世界级难题。
高压气态储氢是目前最常用并且发展比较成熟的储氢技术，其大规模的运输方式是管道运输。我国目前正不断建设氢气管道工程，中国石油天然气管道工程有限公司中标河北定州至高碑店氢气长输管道项目，拟建设管道全长达 145 公里。这条管道拟建设管径 508毫米，设计运输量 10 万吨/年。未来管道输送氢气压力等级升级和氢气管道规模扩大能降低氢能管道输送成本。液态储运的储氢密度高，能运送大量氢气，适用长距离运输氢气。但液体转化成本高，我国油气公司在 LNG 和 LPG 领域有丰富的经验和运输车辆储备，未来伴随成本下降，有望在液态氢气运输上具备竞争力。相对另两种运输方式,固态难度较大，还有待发展。加氢站是氢能产业发展的重要环节，自 2014 年以来，全球加氢站的数量不断增长，到 2020 年底达到了 553 站。
储运氢气的方式主要分为气态储运、液态储运和固态储运（储氢材料）。我国目前氢气运输的主要方式是高压气态长管拖车为主，但是未来有望同时发展气、液、固三种储运方式。下面是三种方式的对比：
从技术的角度来说，氢气会导致金属产生“氢脆”现象。但是，储存氢气不是必须选用金属管体。目前进行研究的蜂窝状陶瓷储氢罐可以有效解决氢气的储存问题。还有一些有关碳纤维高压储氢瓶，玻璃纤维储氢瓶等各种材质的储氢设备，都可以解决氢气的储存问题。
储氢材料
虽然氢能比其他能源更具优势，但大范围的应用仍受限。其中氢能大规模进入市场的主要障碍之一是包括生产、运输和加注在内的供氢基础设施的缺乏，也就是氢产业链上游和中游的完善度不足。就目前技术发展程度而言，氢的交货成本远大于等能量水平下的汽柴油成本，而其中氢的运输成本在交货成本中占约6%左右。
影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分，其中最主要的因素是氢气成本。
相关上市公司
1.气态储运：中集安瑞科等
2.液态储运：富瑞特装、航天晨光等
3.储氢瓶：中材科技、京城股份等
04 下游应用
氢能产业链的下游应用包括传统石化工业应用、氢燃料电池应用、加氢站等方面。除了传统的石化共业应用以外，加氢站、氢燃料电池是目前相当重要的应用方向。
氢燃料电池应用主要在三个市场，分别是便携设备市场、固定式系统应用市场、交通运输应用市场。其中，在交通运输领域的装机率占到将近70%，氢燃料电池汽车成为汽车领域重要的发展方向之一。
氢燃料电池汽车的应用和商业化离不开氢站基础设施的建设，加氢站也是氢能下游的一个十分重要的环节。氢气加注是通过将不同来源的氢气经过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气。
接下来将重点介绍氢能下游中氢燃料电池汽车及加氢站的发展现状。
氢燃料汽车
氢能源汽车产业上游为汽车生产材料，主要材料为氢燃料电池、氢内燃机、轮胎、电机、内饰外饰等。汽车生产企业将材料组装成氢能源汽车，下游为氢能源汽车产业服务行业，主要为加氢站、汽车维修、汽车美容、汽车保险等。
氢燃料电池汽车因其具有良好的环境相容性、能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短、无需充电等特点，被视为很有前景的清洁能源汽车，且在在能源资源获取上，氢气具有多种来源渠道、如利用风能、太阳能等可再生能源通过电解水方式获取，从工业废气中提纯获取，不会受到传统能源资源的限制。
相比于传统汽车，氢能源汽车使用氢燃料电池作为动力来源，具有能量转换效率高和完全无污染的优点。相比于锂电池电动车，氢能源汽车除了不受温度影响、续航里程更长以外，还具有能迅速补充燃料（3~5 分钟）的优点。然而，不同于锂电池电动车可以利用现有电网建造充电站，氢能源汽车使用的加氢站目前完全依赖长管拖车运输，效率较低且成本较高。加氢站成本高昂、数量稀少加上汽车自身成本较高等一系列原因制约了氢能源汽车的发展，目前氢能源汽车尚未得到大范围应用。
随着氢燃料电池技术的突破、国家对清洁能源的日益重视。中国开始加大对氢燃料电池领域的规划和支持力度。《中国制造2025》提出实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大，达到1000辆的运行规模，到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。
中国汽车工程学会曾预测到2030年，我国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。
氢能源燃料电池是氢能源汽车的核心，随着氢能源汽车的发展进入成熟阶段，产量将迎来爆发式增长时期，氢燃料电池的市场需求也将大大打开。
据统计数据显示，2015年我国燃料电池出货量约10.5MW，同比增长14.1%，出货量首次超10MW。未来，燃料电池市场将持续增长，预计到2021年出货量将超20MW，2030年将达35MW。
加氢站
加氢站是指：通过将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气，可以类比传统燃油车的加油站。
加氢站主要设备包括：泄气柱、压缩机、储氢罐、加气机、管道、控制系统、氮气吹扫装置、监控装置等。
目前，国内氢能的应用主要集中在燃料电池汽车方面。在燃料电池产业链上，加氢站属于上游制氢运氢与下游燃料汽车应用的重要枢纽。如果没有完善的加氢站基础设施，将很难支撑起燃料电池车应用规模的扩大，加氢站的建设是产业发展的基础。
国内发展燃料电池汽车产业可遵循以下路径：通过补贴和发展商用车（公交、大巴、物流车等），带动加氢站等配套基础设施的完善；逐步完善和便捷的加氢设施支撑更多燃料电池汽车的用量；由此形成良性循环，最后再向乘用车推广，扩展到更为广阔的私家车领域。
对于加氢站来说，压缩机、储氢罐、加气机为核心设备。
2025年后国内燃料电池汽车产业将进入快速发展阶段，到2030年国内燃料电池汽车年销量规模可达百万台以上，配套加氢站数量将在4500座以上，对应加氢站投资规模800亿元，相关设备投资规模达到500亿元。
以外供氢气作为氢源的加氢站，设备方面的投资主要在于氢气压缩设备（40%）和高压储氢装置（30%），其他还包括站控系统和加注设备等；估算到2030年各类设备投资规模分别为，氢气压缩设备（201亿）、高压储氢装置（151亿）、站控系统及其他（100亿）、氢气加注设备（50亿）。
相关上市企业
一、 氢燃料电池
1.整车：上汽集团、长城汽车、长安汽车、广汽集团、宇通客车、中通客车、福田汽车、东风汽车、福田汽车、中国重汽等
2.储氢瓶：中材科技等
3.氢燃料电池系统：英威腾、冰轮环境、开山股份、汉钟精机、科威尔、东岳集团、大洋电池、雄韬股份、淮柴动力、安泰科技、中钢天源
二、加氢站建设：中石油、中石化、华昌化工、金能科技、河钢股份、东方电气、安奉科技等
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$金宏气体(688106)$$东华能源(002221)$$卫星化学(002648)$$鸿达兴业(002002)$$宝丰能源(600989)$$美锦能源(000723)$
