请务必阅读正文之后的免责条款部分[Table_MainInfo][Table_Title]2022.07.31财富研究产业掘金——氢能源系列1本报告导读：碳中和成为了全球共识的当下，氢能源具有来源丰富，高热值，综合性能强等特性，是化石能源的理想替代品。全球多国不断加码氢能源产业链，氢能源未来发展可期。摘要：[Table_Summary]自第21届联合国气候变化大会以来，清洁能源的使用已成全球共识。全球多国为践行减排承诺，促进绿色能源发展，相继提出其“碳中和”目标，截至2021年4月，全球已有130多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，清洁能源的推广与使用已成为全球共识。全球能源消费中，化石能源仍占据主导地位，消费占比合计超过80%。2020年，石油、煤炭和天然气在全球能源消费中占比分别为31.2%，27.2%和24.7%，三者合计占比83.1%。按照我国当前的储产比来看，石油，天然气和煤炭分别可以继续开采18年，43年和37年。氢能源作为来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，是化石能源的理想替代品。氢能源是来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。获取维度：氢能源来源丰富，目前主要有三种主流制取路径。1）以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；2）以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；3）电解水制氢。现阶段我国约97%的氢气都是由化石能源制氢或副产氢获得。能量维度：氢能源热值高，是优质高效的清洁能源。平均来看，石油，原煤，天然气的热值分别41.87MJ/kg，20.93MJ/kg，38.97MJ/kg，而氢气的热值达到142.4MJ/kg，热值远高于传统的三大化石能源。国际上多以标准燃料应用的基热值（标准煤当量）29.27MJ/kg计量,石油、天然气折算标准燃料系数分别为1.4286和1.33，氢气达到4.865，是极为优质高效的清洁能源。在可再生能源中，氢能源综合能力突出。与其他新能源相比，氢能源可获取来源更多且取用无时间天气限制；储能形式更佳多样化；应用范围更广，既可以作为燃料也可以能源，同时规模体量大且现阶段落地可借鉴传统能源形式。多国布局，氢能源未来发展可期。美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区依据当地实际情况，逐步明确氢能在国家能源体系中的定位，引导氢能产业健康发展。根据国际氢能委员会预测，到2050年，氢能将创造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元产值，在全球能源中所占比重有望达到18%，氢能源未来发展可期。风险提示：行业发展不及预期。[Table_Report]作者:穆方舟(分析师)电话：0755-23976527邮箱：mufangzhou@gtjas.com证书编号：S0880512040003作者:周子奇(研究助理)电话：021-38038256邮箱：zhouziqi@gtjas.com证书编号：S0880121030024作者:郭乃维(研究助理)电话：021-38038675邮箱：guonaiwei026732@gtjas.com证书编号：S0880122070044财富研究主题财富研究主题财富研究团队财富研究证券研究报告请务必阅读正文之后的免责条款部分2of71.化石能源仍是能源消费主流，清洁能源的使用成全球共识1.1.化石能源在能源消费中占据主导地位全球能源消费中，化石能源仍占据主导地位，消费占比合计超过80%。近年来，全球的能源供应主要是由三大化石能源石油、煤和天然气提供。2020年，石油、煤炭和天然气在全球能源消费中占比分别为31.2%，27.2%和24.7%，三者合计占比83.1%。化石能源不可再生且在地球的储备是有限，从能源安全的角度考虑，一旦石油、煤和天然气等化石能源枯竭，人类的能源供应将成为一个重大问题。人类必须在石油、煤和天然气等化石能源之外，寻找新的能源来保障能源安全。图1在能源消费中化石能源仍占据主导地位数据来源：BP，国泰君安证券研究在目前在已探明的化石能源中，我国煤炭储量较为丰富，占世界探明储量的13.3%，石油和天然气较为稀缺，储量占世界探明储量比例分别为1.5%和4.5%。按照当前的储产比来看，石油，天然气和煤炭分别可以继续开采18年，43年和37年。表1:中国三大传统能源储量有限探明储量占世界比例储产比全球储产比石油（十亿吨）3.51.5%18.253.5天然气（万亿m³）8.44.5%43.348.8煤炭（百万吨）14319713.3%37139.0数据来源：BP，艾瑞咨询，国泰君安证券研究1.2.清洁能源成全球共识，多国纷纷出台相关政策自第21届联合国气候变化大会以来，清洁能源的使用已成全球共识。迄今为止，距巴黎气候大会过去了7年的时间，全球多国为践行减排承诺，促进绿色能源发展，相继提出其“碳中和”目标，截至2021年4月，全球已有130多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，15%20%25%30%35%40%45%199520002005201020152020石油煤炭天然气请务必阅读正文之后的免责条款部分3of7清洁能源的推广与使用已成为全球共识。我国也于2020年9月于联合国大会上，提出力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。表2：全球多个国家确立了碳达峰和碳中和时间表国家和地区碳达峰时间碳中和时间美国20072050欧盟19902050加拿大20072050韩国20132050日本20132050澳大利亚19902050巴西20122050数据来源：《碳定价机制发展现状与未来趋势2021》，艾瑞咨询，国泰君安证券研究表3：多国在碳中和上有所行动进展情况国家和地区（承诺年）已实现苏里南共和国、不丹已立法瑞典（2045）、英国（2050）、法国（2050）、丹麦（2050）、新西兰（2050）、匈牙利（2050）立法中欧盟（2050）、西班牙（2050）、智利（2050）、斐济（2050）政策宣示芬兰（2035）、奥地利（2040）、冰岛（2040）、德国（2050）、瑞士（2050）、挪威（2050）、爱尔兰（2050）、葡萄牙（2050）、哥斯达黎加（2050）、斯洛文尼亚（2050）、马绍尔群岛（2050）、南非（2050）、韩国（2050）、日本（本世纪下半叶尽早实现）数据来源：《碳定价机制发展现状与未来趋势2021》，艾瑞咨询，国泰君安证券研究2.氢能源是化石能源的理想替代品氢能源作为来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，是化石能源的理想替代品。氢能源是来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。2.1.氢能源来源丰富氢能源来源丰富，目前主要有三种主流制取路径。1）以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；2）以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；3）电解水制氢。现阶段我国约97%的氢气都是由化石能源制氢或副产氢获得。请务必阅读正文之后的免责条款部分4of7表4:存在多种制氢路径，氢能源来源丰富制氢方式制氢原料优点缺点适用范围化石能源制氢煤技术成熟储量有限，制氢过程存在碳排放问题，须提纯及去除杂质合成氨、合成甲醇、石油炼制天然气技术成熟电解水制氢电、水工艺过程简单，制氢过程不存在碳排放尚未实现规模化应用，成本较高结合可再生能源制氢；电子、有色金属冶炼对气体纯度及杂质含量有特殊要求化工过程副产氢焦炉煤气、化肥工业氯碱、轻烃利用等成本低须提纯及杂质去除，无法作为大规模集中化的氢能供应源合成氨、石油炼制生物质制氢农作物、藻类等原料成本低氢含量低——核能制氢水合理利用核能发电废热技术不成熟——光催化制氢水原料丰富技术不成熟——数据来源：中国氢能产业发展报告2020，国泰君安证券研究根据制取方式和碳排放量的不同，分为灰氢，蓝氢及绿氢。灰氢是通过化石燃料（例如石油、天然气、煤）燃烧产生的氢气；蓝氢是在灰氢的基础上，应用碳捕捉、碳封存技术，实现低碳制氢；绿氢是通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源电解水制氢，在制氢过程中基本上不会产生碳排放，被称为“零碳氢气”。2.2.氢能源优质高效，单位重量产热高氢能源热值高，是优质高效的清洁能源。热值是评价燃料质量的重要指标，是指单位重量燃料燃烧时所产生的热量，单位以兆焦/千克（MJ/kg）。平均来看，石油，原煤，天然气的热值分别41.87MJ/kg，20.93MJ/kg，38.97MJ/kg，而氢气的热值达到142.4MJ/kg，热值远高于传统的三大化石能源。国际上多以标准燃料应用的基热值（标准煤当量）29.27MJ/kg计量,石油、天然气折算标准燃料系数分别为1.4286和1.33，氢气达到4.865，是极为优质高效的清洁能源。表5：单位重量氢能源产热更高热值（千卡）原始单位焦炭7,000公斤（kg）煤球3,800公斤（kg）原油9,000公升（liter）液化油8,900公升（liter）液化石油气6,635公升（liter）车用汽油7,800公升（liter）柴油8,400公升（liter）燃料油9,600公升（liter）柏油10,000公升（liter）石油焦8,200公升（liter）其他石油产品9,000公升（liter）天然气8,000立方公尺（m³）请务必阅读正文之后的免责条款部分5of7液化天然气9,000立方公尺（m³）氢气34,,050公斤（kg）数据来源：美国能源协会（EIA），国泰君安证券研究2.3.氢能综合能力优于其他可再生能源在可再生能源中，氢能源综合能力突出。与其他新能源相比，氢能源可获取来源更多且取用无时间天气限制；储能形式更佳多样化；应用范围更广，既可以作为燃料也可以能源，同时规模体量大且现阶段落地可借鉴传统能源形式。从稳定性、储能性、可获得性、应用范围与其他新能源对比发现氢能是可以长周期使用、环保、适用范围多元（供热、供电、燃料等）同时储运相对方便、制取来源广可实现性强的优质能源。表6:氢能源在稳定性、储能型、可获得性以及应用范围上更具优势氢能源其他新能源稳定性无地域限制无时间限制（无需考虑制取的间歇性和波动问题）光伏和风电能有间歇性且波动大需要考虑波峰波谷阶段，受天气和时间影响大电网消纳压力较大储能型有气液固三种储存形式，载体的技术成熟可实现大容量且安全储能无时间限制（长期储存不影响质量和使用能力）储存形式单一且限制性大(需要转化成电储能或靠近水源）有时间限制（储存有周期性，时间过就会影响能源质量和密度）可获得性获得来源多样:化石燃料、可再生能源电解水等均可制氢主要依靠风、太阳、水自然资源转化获取，相较于氢能获取来源少应用同时氢能既可作为燃料亦可作为能源使用：交通运输领域（燃料电池）；冶金、化工等工业领域（作为燃料使用）；建筑领域（燃料电池）；发电风能和光伏主要用于发电规模年制氢量约3300万吨2020年全国氢气产能超过2000万t/a2021年光伏发电量3259亿千瓦时风电6526亿千瓦时其他可以利用现有加油站基础转化成加氢站—效率高成本低有原料供给基础和优势，可以快速实现灰制氢模式，然后同步探索蓝绿氢方式制氢产业链和天然气供应模式大致相同，落地实现性大占地面积大，无法在城市大规模铺设设备需要重新铺设设备，成本高、效率相对低选址有地域限制，容易对当地水土环境造成不良影响数据来源：国家能源局，艾瑞咨询，国泰君安证券研究3.多国布局，氢能源发展可期在减少碳排放、能源安全、促进经济增长等因素的驱动下，美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区依据当地实际情况，逐步明确氢能在国家能源体系中的定位，制定多样化的氢能相关政策，引导氢能产业健康发展。根据国际氢能委员会（HydrogenCouncil）预测，到2050年，氢能将创请务必阅读正文之后的免责条款部分6of7造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元产值，在全球能源中所占比重有望达到18%。表7:多国布局氢能源产业链国家产业链布局（制氢-储存-加氢）设备&技术企业布局美国95%天然气制氢，5%为绿氢气氢储运、液氢储运已建成加氢站86座，在营54座掌握着液氢储气罐、储氢箱等核心技术，为了确保在新兴技术领域的领先地位，美国十分重视氢能产业链上下游的相关技术培育，涉及氢气的生产、储运、燃料电池制造、燃料电池汽车及加氢站基础设施等。美国已有17兆瓦的电解制氢项目在运营，输氢管道容量为1.4吉瓦提供氢能基础设施解决方案的AirProduct、Praxair，以叉车燃料电池为主的PlugPower、固定式燃料电池为主的FuelCellEnergy、BloomEnergy等大型燃料电池生产企业欧盟6%为绿氢，94%来自石油化石燃料气氢储运、液氢储运累计建成加氢站200余座，在营173座以德国为代表的欧盟各国已实现了制氢、运输、储存及燃料电池应用的氢能全产业链，且已将燃料电池技术应用到汽车、船可再生的电解制氢被认为是舶和发电站等多个领域。制氢的主要途径。欧盟已安装超过140兆瓦的电解专用制氢设备，占全球产能的40%以上欧洲清洁氢联盟：包括蒂森克虏伯、西门子、壳牌、空客，以及丹麦和挪威的一些公司等，参与制氢电解槽的相关产业链，并推进实施1吉瓦规模的电解槽项目。日本电解氢占4%，其余来源于化石能源加工过程中的副产品获得气氢储运、液氢储运累计建成加氢站159座在日本的战略路径中，不将氢能作为化石能源的替代能源，而是致立干推动氢能与褐煤等多和化石能源及可再生能源的耦合协同发展。日本在氢能的无碳排放生产、氢能发电、氢燃料汽车等领域技术最为成熟和先进。由丰田、日产、本田、新日本石油、岩谷、东京燃气、日本发展银行等机构联合出资成立，包括氢能产业链各环节，涵盖了研发、示范、推广等各阶段，树立了协同推进的样板。中国3%为绿氢，97%来自石油化石燃料气氢储运累计建成194座加氢站，在营加氢站超过157座，居世界首位目前，工业副产氢是利用重点，电解水制氢工艺中碱性电解已实现大规模工业化应用，PEM电解工艺国内外差距大；储运方面，高压气瓶储氢三型瓶已量产，高压长管拖车技术较为成熟，是当前主流的运氢方式；缺乏成熟量产的加氢站设备厂商，进口设备推高了加氢站建设成本。制氢环节：隆基股份、阳光电源、中国旭阳集团储运环节：中材科技、中复神鹰加氢环节：厚普股份、中国石化数据来源：《中国氢能产业发展白皮书》，《全球氢能观察2021》，《全球氢能产业发展状况分析》，艾瑞咨询，国泰君安证券研究请务必阅读正文之后的免责条款部分7of7本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。免责声明本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。评级说明评级说明1.投资建议的比较标准投资评级分为股票评级和行业评级。以报告发布后的12个月内的市场表现为比较标准，报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数涨跌幅为基准。股票投资评级增持相对沪深300指数涨幅15%以上谨慎增持相对沪深300指数涨幅介于5%～15%之间中性相对沪深300指数涨幅介于-5%～5%减持相对沪深300指数下跌5%以上2.投资建议的评级标准报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅。行业投资评级增持明显强于沪深300指数中性基本与沪深300指数持平减持明显弱于沪深300指数国泰君安证券研究所上海深圳北京地址上海市静安区新闸路669号博华广场20层深圳市福田区益田路6009号新世界商务中心34层北京市西城区金融大街甲9号金融街中心南楼18层邮编200041518026100032电话（021）38676666（0755）23976888（010）83939888E-mail：gtjaresearch@gtjas.com