请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明[Table_MainInfo]宏观研究证券研究报告宏观专题报告2021年12月28日相关研究[Table_ReportInfo]《外汇去哪里了？——再议人民币为何偏强》2021.12.26《放大版‚2019‛：要乐观》2021.12.22《人民币为何这么强？——国内美元‚池‛的视角》2021.12.19[Table_AuthorInfo]分析师:梁中华Tel:(021)23219820Email:lzh13508@htsec.com证书:S0850520120001联系人:李林芷Tel:(021)23219674Email:llz13859@htsec.com氢能源：痛点和机会——‚能源变革‛研究系列一[Table_Summary]投资要点：发展氢能：零碳的重要抓手。氢能是一种优质的二次能源，其制取便利、高效环保、应用广泛，能助力减碳、优化能源结构。全球已有多国在国家层面提出了氢能相关战略，而在我国实现‚2030年碳达峰，2060年碳中和‛的进程中，发展氢能及相关产业、技术将是重要抓手。我国氢能现状：潜力大，难点多。从资源禀赋和产业基础看，中国是世界第一产氢大国，中国发展氢能具有较好的条件，且目前我国氢能发展较快，在全球新投资的氢能项目中我国占比较高，发展潜力较大。但我国氢能产业仍有以高排放的灰氢为主、制取和储运技术薄弱、绿氢价格较高、应用场景单一等问题，制约行业发展。未来趋势：空间广阔、赛道众多。我们预计，从总量来看，氢能需求预计将保持年均3.5-6.0%的增速，而相关的生产、储运等领域，将实现更高增速的增长，成为我国能源体系的重要组成部分。根据目前行业的主要痛点，即实现供给端平价和需求端广泛应用，从短期发展视角看，可以关注氢能应用领域的热点赛道，尤其是氢燃料电池、燃料电池车及加氢站建设；而从中长期发展视角看，可以关注上游的可再生能源制氢、电解槽等赛道，以及中游的液氢储运、输氢管道建设等赛道。宏观研究—宏观专题报告2请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明目录1.发展氢能：零碳的重要抓手.......................................................................................52.我国氢能现状：潜力大，难点多...............................................................................73.未来趋势：空间广阔、赛道众多.............................................................................10宏观研究—宏观专题报告3请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明图目录图1氢能源行业产业链...............................................................................................5图2各类能源发电碳排放强度（gCO2/kWh）..........................................................5图3各类能源的热值（KJ/g）....................................................................................5图42020年我国一次能源消费结构...........................................................................8图52021年11月我国电力结构................................................................................8图62012-2020年我国氢气产量................................................................................8图7各区域氢能相关项目占比（截至2021年2月）................................................9图82017年我国与全球、日本氢气供给结构............................................................9图9各类制氢方式效率和排放比较............................................................................9图102018年各类制氢成本（美元/千克）................................................................10图11广东省能源用氢（≥4N）价格变化（元/标方）...............................................10图122020年我国氢能消费的结构...........................................................................10图13我国氢气消费情况预测（万吨）.....................................................................11图142020-2050年我国氢气供给结构预测（%）....................................................12图152050年氢能在各行业最终消费需求占比（%，理想情形）.............................13图162050年全球氢能需求结构预测........................................................................13图17主要经济体顶层氢能战略中各项应用优先级（截至2021年5月30日）......13图182015-2020年全球各地区电解槽装机容量（MW）..........................................14图19中国电解槽装机容量预测（GW）..................................................................14图20不同储氢方式占比变化预测（%）..................................................................14图21全球输氢管道长度及中国占比预测.................................................................14图22我国燃料电池汽车发展现状............................................................................15图23我国氢燃料电池在不同车辆中的渗透率预测（%）........................................15图24全球加氢站数量及增速...................................................................................15图25全球主要国家地区加氢站建设情况（座）......................................................15宏观研究—宏观专题报告4请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明表目录表1主要经济体氢能源顶层设计战略........................................................................6表2我国中央氢能源相关文件与省级氢能源产业规划...............................................7表3降低氢价的目标和技术路线.............................................................................12表4《2030年碳达峰行动方案》中氢能源相关行动...............................................13表5中国各省份氢能源产业发展目标......................................................................16宏观研究—宏观专题报告5请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明1.发展氢能：零碳的重要抓手氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量，它是一种理想的二次能源，被认为是全球能源转型的重大战略方向。其产业链分为上游制氢、中游储运和下游终端消费三个环节，涉及的产业领域非常广泛。图1氢能源行业产业链资料来源：前瞻产业研究院，海通证券研究所从生产端来看，氢能的优势在于制取、储运便利，相对环保。一是氢能来源广泛，除了以化石燃料制氢外，还可利用风电、太阳能等通过电解水形式制氢。二是储运相对便利，氢可以气、液态存储于高压罐中，也可以固态存储于储氢材料中，相对于以电网运输，波动大、损耗多的风能、太阳能等更具优势。三是相对绿色环保，氢能的燃烧产物是水，在使用可再生能源制氢的前提下能实现零碳排放，而传统化石能源通过制氢，而不是直接发电，其碳排放强度也会有所下降。从应用端来看，氢能的优势在于高效、应用广泛。一是高效，相对于其他常见能源，氢气燃烧的热值更高，能达到142KJ/g，远高于其他能源，从而能够提升效率。二是氢气的应用广泛，既可以用作燃料电池发电，应用于汽车，船舶和航空领域，也可以单独作为燃料气体或化工原料进入生产，同时还可以在天然气管道中掺氢燃烧，应用于建筑供暖等。目前在已经规模化应用的能源中，仅有石油能具备供热、供电、交通燃料等多种功能，而氢气无疑又是一种具有多种能源特性、适用多种场景的优质能源。图2各类能源发电碳排放强度（gCO2/kWh）0150300450600750900资料来源：Nextchem，WorldNuclearAssociation，海通证券研究所注：这里假设1千克氢气能产生33.3kWh的电图3各类能源的热值（KJ/g）020406080100120140160氢气天然气汽油煤乙醇甲醇资料来源：前瞻产业研究院，海通证券研究所宏观研究—宏观专题报告6请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明自《巴黎协定》制定了‚将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内‛的长期目标后，多国宣布在一定时间内实现碳中和。而发展氢能来推进减碳、优化能源结构，是达成零碳排放的重要举措之一。当前，全球多国已经出台氢能顶层设计和战略路线。根据国际氢能委员会的报告，在全球已有31个国家在国家层面提出了氢能相关战略，这些国家占全球GDP的73%。综合来看，海外各国的国家氢能战略，首要目标在于尽快脱碳，其次才是增加能源种类，其中澳大利亚、俄罗斯、加拿大等国还有扩大氢能出口的战略目标。而重点技术领域上，主要集中在降低氢价、发展氢燃料交通和工业脱碳上。值得注意的是，由于各国的资源禀赋存在差异，发展氢能的路线也存在差异，例如天然气资源丰富的俄罗斯，就以发展以天然气为原料的蓝氢，而非常见的绿氢为主要技术方向。表1主要经济体氢能源顶层设计战略国家/地区时间文件具体内容日本2017/12氢能源基本战略意在创造一个“氢能社会”。该战略的主要目的是实现氢能与其他燃料的成本平价，建设加氢站，替代燃油汽车（包括卡车和叉车）及天然气及煤炭发电，发展家庭热电联供燃料电池系统。鉴于日本的资源状况，日本政府还将重点推进可大量生产、运输氢的全球性供应链建设。基本氢能战略还设定了2020、2030、2050及以后的具体发展目标。韩国2019/01氢能经济发展路线图宣布韩国将大力发展氢能产业，引领全球氢能市场发展，重点关注氢燃料电池汽车，到2040年可创造出43万亿韩元的年附加值和42万个工作岗位，氢能经济有望成为创新增长的重要动力。澳大利亚2019/11国家氢能战略确定了15大发展目标，57项具体行动，意在将澳大利亚打造为亚洲三大氢能出口基地，同时在氢安全、氢经济以及氢认证方面走在全球前列。德国2020/06国家氢能战略设定了德国氢能战略的目标与雄心，并根据氢能现状与未来市场，提出了德国国家氢能战略的行动计划。该战略为氢能的生产、运输和利用提供了一个连贯一致的框架，并鼓励相关的创新和投资。设定了实现德国气候目标、创建德国新的经济价值链以及促进国际能源政策合作所需的步骤。欧盟2020/07欧洲氢能战略为欧洲未来30年清洁能源特别是氢能的发展指明了方向。该战略将通过降低可再生能源成本并加速发展相关技术，扩大可再生能源制氢在所有难以去碳化领域进行大规模应用，最终实现2050年“气候中性”的目标。法国2020/09法国国家无碳氢能发展战略计划到2030年投入70亿欧元发展无碳氢能，即在生产和使用过程中均不排放CO2的绿色氢能，促进工业和交通等部门脱碳，助力法国打造更具竞争力的低碳经济。俄罗斯2020/102020-2024年俄罗斯氢能发展路线图计划到2024年建成由传统能源企业主导的氢能全产业链，具体包括制造领域，重点倾向以天然气为原料制备的蓝氢和通过核电水解得到的黄氢；应用环节建造并测试以天然气制氢为动力的涡轮机、氢动力载人火车、氢能充电装臵等；运输环节建立氢气管网；科研方面开发“氢能全技术链”等。美国2020/11氢能计划发展规划提出未来十年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架，设定了到2030年氢能发展的技术和经济指标，研究、开发和验证氢能转化相关技术（包括燃料电池和燃气轮机），并解决机构和市场壁垒，最终实现跨应用领域的广泛部署。加拿大2020/12加拿大氢能战略分3个阶段发展国家氢能产业，预计到2050年，国内收益超过500亿美元的，传统石油和天然气部门将会被改造，并建立一个充满活力的氢能出口市场，可实现减排二氧化碳超过1.9亿吨。绘制了“氢经济”发展路线图，并制定了战略伙伴关系、投资、创新、规范与标准、政策与法规、用氢意识、地区发展、国际市场等八大方向的行动计划。英国2021/08英国氢能战略到2030年，英国将成为氢能领域的全球领导者，实现5吉瓦的低碳氢生产能力，推动整个经济系统脱碳，支持英国的新就业和清洁增长。基于氢能价值链的每个部分，战略阐述了未来10年发展和扩大氢经济的综合路线图，以及实现2030年目标所需的关键步骤。资料来源：北极星氢能网，人民网，科技部，中国科学院科技战略咨询研究院，商务部，中国科技情报网，海通证券研究所整理2020年9月22日，习近平总书记在联合国大会一般性辩论上向全世界宣布了我国2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，在践行‚双碳‛理念的过程中，发展氢能及相关产业、技术被多次提及。在2021年9月22日，在中央碳达峰、碳中和‚1+N‛政策体系中首个顶层设计文件《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，着重提到了‚统筹推进氢能‘制储输用’全链条发展‛，‚推动加氢站建设‛，‚推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关‛，‚加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用‛等氢能源产业的重要举措。与此同时，各地政府也将氢能领域作为实现‚双碳‛目标的重要抓手，截至11月中旬，我国有20多个省级市、40多个地级市推出了60多个氢能产业规划。我们预计，国家战略层面的氢能源顶层设计方案或将在近期出台。为达到‚双碳‛目标，氢能将受到国家政策的大力支持。我们预计，方案将设定氢能源相关产业发展的时间表、路线图，并设定量化目标。在重点推动领域方面，可再生能源制氢、氢能储运、氢燃料电池、相关基础设施建设等领域或将被提及。宏观研究—宏观专题报告7请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明表2我国中央氢能源相关文件与省级氢能源产业规划类别部门/地区时间文件相关内容中央文件全国人大2021/3/11《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，主旨是是未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批产业未来。中共中央、国务院2021/9/22《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》统筹推进氢能‚制储输用‛全链条发展。推动加氢站建设。推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关。加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。国务院2021/10/26《2030年前碳达峰行动方案》积极扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通运输领域应用。大力推广新能源汽车，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。交通运输部2021/11/18《综合运输服务‚十四五‛发展规划》提出加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设。工信部2021/12/3《‚十四五‛工业绿色发展规划》加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元化利用；开展可再生能源电解制氢示范工程；鼓励氢能等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用；发展氢燃料燃气轮机、超高压氢气压缩机、高效氢燃料电池等新能源装备；开展绿氢开发利用等新型污染物治理技术装备基础研究；推进绿氢炼化等技术的推广应用。省级规划浙江2019/10/16《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》到2022年，通过技术突破、产业培育和推广应用，力争走在全国氢能产业发展前列。到2025年，基本形成完备的氢能装备和核心零部件产业体系；氢燃料电池电堆、关键材料、零部件和动力系统集成核心技术接近国际先进水平；加氢设施网络较为完善，氢能在汽车、船舶、分布式能源等应用领域量化推广，成为国内氢能产业高地。天津2020/1/17《天津市氢能产业发展行动方案（2020—2022年）》聚焦核心技术研发和先进装备制造，打造资源生产供给基地、装备研发制造集群、技术协同创新平台、氢能应用示范中心，构建技术、产业、应用融合发展的氢能产业生态圈，到2022年，氢能产业总产值突破150亿元。宁夏2020/5/6《关于加快培育氢能产业发展的指导意见》提出依托我区现代煤化工、清洁能源聚集优势和石油化工产业基础发展低成本氢源，在产业基础好、具备发展条件的银川地区和宁东能源化工基地先行开展制氢、储运、加氢站等基础设施建设，到2025年，力争建成1至2座日加氢能力500公斤及以上加氢站，布局建设氢能产业示范园区和服务平台，聚集氢能产业链企业，形成集群发展。山东2020/6/28《山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030年）》通过10年左右的努力，实现山东省氢能产业从小到大、从弱变强的突破性发展，打造‚中国氢谷‛‚东方氢岛‛两大品牌，培育壮大‚鲁氢经济带‛（青岛—潍坊—淄博—济南—聊城—济宁），建成集氢能创新研发、装备制造、产品应用、商业运营于一体的国家氢能与燃料电池示范区，成为国内领先、国际知名的氢能产业发展高地，为推动新旧动能转换，实现高质量发展提供重要保障。河北2020/7/14《河北省氢能产业链集群化发展三年行动计划（2020-2022年）》明确了河北省氢能产业链集群化发展目标，即产业规模显著提升，核心技术不断突破，应用领域持续扩大。为实现3年行动计划明确的目标，河北省将重点推进八项任务，包括建设张家口可再生能源制氢基地，此外，依托钢铁、化工等企业发展工业尾气高效低成本制氢等。四川2020/9/21《四川省氢能产业发展规划（2021-2025年）》以打造完善的氢能产业生态为导向，以自主创新为重点，突出本地优势及特色，突破燃料电池关键技术，提高产品经济性和市场竞争力，丰富示范应用场景，创新商业模式，提升产业装备水平，强化氢能供给体系，完善产业政策及标准法规体系，推动氢能及燃料电池产业高质量发展。北京2021/8/16《北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）》2025年前，具备氢能产业规模化推广基础，产业体系、配套基础设施相对完善，培育10-15家具有国际影响力的产业链龙头企业，京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上，减少碳排放200万吨。资料来源：中国政府网，新华网，工信部，北极星氢能网，天津市政府，人民网，山东省政府，四川省经信厅，北京市经信厅，海通证券研究所整理2.我国氢能现状：潜力大，难点多中国的能源结构仍然以化石能源为主，急需加强清洁能源发展。从一次能源消费结构来看，我国煤炭、石油、天然气等化石能源的占比高达84.1%，非化石能源占比仅为15.9%，相较2025年20%的要求还有一定距离，而相比2060年80%的目标还相去甚远。从最终能源消费结构来看，化石能源占比也依然高达61.9%，电能占比仅为26.9%，而且从发电方式来看，高碳排放的火电仍是我国主要发电方式，占比高达70.7%。氢能作为绿色、清洁、高效的二次能源，可优化现有能源结构、有效降低二氧化碳排放量，改善环境问题，助力‚双碳‛目标的实现。宏观研究—宏观专题报告8请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明图42020年我国一次能源消费结构56.818.98.415.9原煤原油天然气水电、核电、风电资料来源：Wind，海通证券研究所图52021年11月我国电力结构70.7%15.1%5.0%6.9%2.3%火力水力核能风力太阳能资料来源：国家统计局，海通证券研究所从资源禀赋和产业基础看，中国是世界第一产氢大国，中国发展氢能具有较好的条件。中国政府网、经济日报援引国际氢能协会统计显示，目前国际制氢年产量6300万吨左右，中国每年产氢约2200万吨，占世界氢产量的三分之一，且大部分是相对成本较为低廉的煤制氢，可为氢能及燃料电池产业发展的初级阶段提供充足的低成本的氢源。而且我国制备氢气的资源很丰富，弃电资源能作为氢能供给的重要来源。中国是全球第一大可再生能源发电国，截至2020年底，中国可再生能源发电装机总规模达9.3亿千瓦，占全球总量的80%以上。我国每年在风电、光伏、水电等可再生能源上的弃电约1000亿千瓦时，可用于电解水制氢约200万吨，可再生能源有望成为中国绿氢供给的主要来源。图62012-2020年我国氢气产量0246810121416050010001500200025003000201220132014201520162017201820192020氢气产量（万吨）增速（%，右轴）资料来源：中国煤炭工业协会，前瞻产业研究院，海通证券研究所目前我国也是全球发展氢能速度较快的国家之一，在截至2021年初全球投资的氢能项目中，我国占比较高。据国际氢能协会统计，全球氢能产业链上已建成、在建和规划项目共228个，主要分布在欧洲、澳大利亚、亚洲、中东、智利等国家和地区。从地域分布来看，预计欧洲的投资份额最大（约45%），其次是亚洲，而中国占亚洲总投资的50%左右，居首位。宏观研究—宏观专题报告9请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明图7各区域氢能相关项目占比（截至2021年2月）55.3%20.2%10.5%8.3%3.5%2.2%欧洲亚洲大洋洲北美洲中东和非洲拉丁美洲资料来源：HydrogenCouncil，海通证券研究所虽然潜力大、增速快，但我国氢能行业仍面临以下难点。一是我国生产的大都是高排放的灰氢。依据制取方式和过程中碳排放量的不同，氢气可分为化石能源燃烧产生的灰氢、通过碳捕集和封存技术来减少碳排放制取的蓝氢，以及由清洁能源和可再生能源制取的绿氢。从能源转换效率和排放量来看，无疑低排放、高效率的绿氢，尤其是水力、风能电解制氢才是未来的主要方向。中国当前煤化工行业发展较为成熟，2016年我国煤制氢占比高达62%，相比来看，全球水平氢气供给中仅有18%为煤制氢，而在氢能产业最为发达的日本，其煤制氢的比重仅为6%，电解水制取的绿氢占比高达63%。在以煤炭作为制氢主要来源的情况下，碳排放水平相比直接使用煤炭所差无几，无法达到低碳的要求，所以当前我们面临的一个难点是需要加大研发和应用绿氢制造技术的比例。图82017年我国与全球、日本氢气供给结构0%20%40%60%80%100%全球日本中国煤炭天然气烃、醇类电解水资料来源：符冠云《氢能在我国能源转型中的地位和作用》，海通证券研究所图9各类制氢方式效率和排放比较020406080050100150200二氧化碳排放量（kg/GJ）能量转化率（%，右轴）资料来源：《世界能源蓝皮书》，张然《全球氢能产业发展的现状与趋势》，海通证券研究所二是制取、储运技术薄弱，绿氢价格短期或将较高。从纵向比较上看，我国仅有广东省公布了自2016年以来能源用氢的价格，可以看到近年来一直保持上涨的趋势。从横向比较上看，2021年上半年，德国氢气价格为74.4元/公斤，美国为106.35元/公斤，日本为70元/公斤，而中国仅为60-70元/公斤。虽然我国的氢气价格并不算高，但需要注意，这一方面是由于我国氢气供给目前以煤制氢为主，根据国际能源署的数据，2018年煤制氢的价格约在1.2-2.2美元/千克，而绿氢的价格高达3-7.5美元/千克，所以短期氢价相对较低。另一方面，是由于目前政府在消费用氢上给予大量补贴，实际中用氢价格仅为40元/千克左右，但补贴难以长期维持。如果未来绿氢占比提高、补贴金额减少，氢气价格或将出现明显的抬升。除了生产成本，我国氢气储运成本也面临上涨的可能。目前国内普遍采用20MPa气态高压储氢和长管拖车运输的方式，成本约为20元/公斤，占氢气终端消费价格的一宏观研究—宏观专题报告10请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明半。但气态运输储氢密度低，压缩能耗高，仅适用于日需求量在300千克以下、运输距离较短的加氢站，随着今后国内用氢规模的扩大、运输距离的拉长，50MPa气态高压储氢或液氢运输才能满足高效经济的要求，目前国外采用低温液态储氢的比例高达70%。但在国内现有技术下，液化过程总成本高昂，且前期设备固定投资较大，这将进一步抬升未来氢气的价格。图102018年各类制氢成本（美元/千克）024681012天然气天然气+CCUS煤炭可再生能源价格区间资料来源：IEA，海通证券研究所图11广东省能源用氢（≥4N）价格变化（元/标方）2.62.833.23.43.616/0117/0118/0119/0120/0121/01广东省能源用氢（≥4N）价格资料来源：CEIC，海通证券研究所三是目前氢能的应用场景比较单一，主要作为传统化工原料。当前，我国氢气主要应用于化工和钢铁等领域，具体分布在石化、化工、焦化等行业，主要作为化工原料用于生产甲醇、合成氨以及各类化工产品如化肥等。其中，仅有少量的高纯度氢气作为工业原料，如高纯度电子氢气等，而应用于燃料电池的能源用氢不足0.1%。可以看出，目前氢气消费仍然集中于传统高能耗领域，并未能发挥其减碳效果，这一方面是由于我国目前制备高纯度氢气能力有限，另一方面也是因为相关的应用技术发展还尚未成熟。图122020年我国氢能消费的结构（%）37.019.010.015.019.0合成氨甲醇炼油直接燃烧其他资料来源：华经产业研究院，中国煤炭加工利用协会，海通证券研究所3.未来趋势：空间广阔、赛道众多我国发展氢能及相关产业是大势所趋，但仍面临众多难点、堵点。那么，未来氢能源相关产业将会有多大的发展空间，又有哪些值得关注的细分赛道呢？首先，从总量来看，氢能需求预计将保持年均3.5%左右的增速，成为我国能源体系的重要组成部分。根据行业权威机构中国氢能联盟预计，到2030年碳达峰情景下，氢能在中国终端能源体系的占比将从2019年的2.7%提高到6%，而到2060年碳中和情景下，这一比重将提高到20%。这对应着我国对氢气的年需求量，从2020年的3342万吨，增长至2030年和2060年的3715万吨和1.3亿吨，年均增速约为3.5%。这一目标相较于该机构2019年制定的，未考虑‚双碳‛目标下，年均增速2.0%的方案更为积极。宏观研究—宏观专题报告11请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明对比国际上的路线图，我们预计实际增速可能高于此，或将在6%左右。国际能源署在《2050年净零排放——全球能源部门路线图》中预测，为实现在2050年碳中和，全球对氢气的需求将从2020年的0.87亿吨增长至5.3亿吨，年均增长6.2%。而国际氢能委员会在2021年11月的报告《净零氢能报告》中也提到，为实现碳中和、全球降温1.5度的目标，到2050年，全球对氢气的需求为6.6亿吨，占全球最终能源需求的22%，年均增速达7.0%。这两个目标均较国内机构要更积极，也就是说，如果碳中和的进程需要加快，氢能源行业发展也会进一步提速。图13我国氢气消费情况预测（万吨）0400080001200016000200002020202520302035204020452050标准情形积极情形保守情形资料来源：中国氢能联盟，《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》，《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》，中国汽车总站网-氢智会，海通证券研究所测算注：标准和保守情形分别依据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》2020版和2019版测算，积极情形依据年增速6%计算氢能需求的增长，势必带来生产端的增长。前文提到，根据中国煤炭工业协会的统计口径，2012-2020年，我国氢气产量的年均增速约为5.7%，呈现稳步增长趋势，预计下一阶段生产增速将略有提高，以满足日益增长的国内消费和出口需求。根据中国氢能协会在2019年《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》中的预测，氢能产业链产值在2050年将达到从2019年的3000亿元增加至12万亿元，年均增速12.6%。而在考虑‚碳达峰、碳中和‛的目标后，预计实际增速还将高于此。而产能的扩充将创造更多就业和投资。根据国际氢能委员会2017年的报告《氢能源未来发展趋势》，到2050年，全球氢能产业将每年创造2.5万亿美元的市场收益，并提供超过3000万个工作岗位。而其与麦肯锡2021年2月发布的《氢能观察》中又进一步提到，到2030年，对氢能源及整个价值链的总投资预计将达到5000亿美元。我国作为产氢大国，产量约占全球的1/3，并综合考虑发展速度，预计我国每年在氢能领域的新增的就业和投资也将相当可观。具体来看氢能源行业的细分赛道，哪些有发展机遇？这取决于目前行业面临的最大痛点是什么，要特别关注我国当前氢能领域的薄弱环节、‚卡脖子‛领域。一方面是如何获取更平价低碳的绿氢。首先是提高绿氢占比。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》，预计到2050年，随着我国能源结构转型，从以化石能源为主转为以可再生能源为主的能源消费结构，通过可再生能源电解水制氢将成为主要的氢气来源，预计绿氢占比达到70%以上，高排放的灰氢占比将逐步缩减至20%。在2020年考虑‚双碳‛目标后，这一目标也再次更新，中国氢能联盟专家委员会主任余卓平提到，我国可再生能源制氢产量在2030年和2060年要分别达到500万吨和1亿吨，占比分别为13.5%和76.9%。宏观研究—宏观专题报告12请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明图142020-2050年我国氢气供给结构预测（%）0204060801002020203020402050化石能源制氢工业副产氢可再生能源制氢生物制氢等其他技术资料来源：中国氢能联盟，《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019》，海通证券研究所其次，在当前技术条件下，我国氢能终端消费价格高于其他能源，要推广氢能的使用，就要实现绿氢平价。中国氢能联盟专家委员会主任余卓平分析，如果到2025年我国风电、光伏的新增装机发电成本降低到0.3元/千瓦时，绿氢成本将降到约25元/千克，能够与天然气制氢进行竞争。等2030年可再生能源发电成本降低到0.2元/千瓦时后，绿氢成本将低至15元/千克，可以与现在化石能源加上碳捕集技术制氢的价格进行竞争。《中国氢能产业发展报告2020》则给出了到2025、2030和2050年降低氢价至40、35、20元/千克的实现路径表，可以看出，要使得氢能终端价格有所降低，需要依靠上游制氢、储运、加氢多环节的整合。表3降低氢价的目标和技术路线年份氢气终端价格实现路径制氢储运加氢202540元/kg工业副产氢<2020Mpa以上高压气氢储运<10大型化合建站<10可再生能源发电<0.3元/kWh，制储加一体站<10203035元/kg可再生能源发电<0.25元/kWh电解水制氢系统成本<1500元/kWCCUS<0.3元/kgCO2气氢储运≥50MPa液化效率≤10kWh/kg—205020元/kg可再生能源发电<0.15元/kWh电解水制氢系统成本<1000元/kWCCUS<0.2元/kgCO2液化效率≤7kWh/kg—资料来源：中国电动汽车百人会、车百智库，《中国氢能产业发展报告2020》，海通证券研究所另一方面是如何更广泛、高效地应用绿氢。能源转型委员会预测了到2050年氢能在各行业的渗透率，在当前氢气的主要应用领域如氨和甲醇制取上，氢气渗透率将达100%，而在钢铁、水泥等其他化工领域和水运、航空等交通领域，氢气的渗透率也将继续提高，但这还需要将当前使用的灰氢转为绿氢，从而减少排放。国际氢能委员会分析，在2050年氢气的消费结构中，43.2%的氢气将被用于交通领域，而第二大用途则是用于工业，占比为27.3%，另外，还有9.8%和16.7%的氢气将被运用于发电和热力。其中，在运输方面，氢气主要用于制造燃料电池供电动汽车使用；而在工业领域，主要是作为工业或能源原料；在发电领域，氢是储存可再生能源的主要选择之一，氢和氨可用于燃气轮机以提高电力系统灵活性；在热力领域，氢气可以混合到现有天然气网络中，未来也可以在氢气锅炉或燃料电池中直接使用。宏观研究—宏观专题报告13请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明图152050年氢能在各行业最终消费需求占比（%，理想情形）020406080100氢能占比资料来源：EnergyTransitionCommissions，海通证券研究所图162050年全球氢能需求结构预测01020304050交通运输发电热力工业氢能需求占比（%）资料来源：HydrogenCouncil，麦肯锡，海通证券研究所为了实现在供给端平价和需求端广泛应用的目标，当前哪些氢能源产业领域和赛道更值得关注？首先，我们可以参考政府报告中提到的重点技术领域，《2030年碳达峰行动方案》中提到了多项与氢能源相关的行动，如氢冶金试点、推广氢燃料动力车辆、推进加氢站建设、创新低成本可再生能源制氢技术等。而在工信部发布的《‚十四五‛工业绿色发展规划》中，也提到了发展可再生能源电解制氢技术，氢燃料燃气轮机、超高压氢气压缩机、高效氢燃料电池等新能源装备，绿氢炼化等降碳技术等方向。表4《2030年碳达峰行动方案》中氢能源相关行动主要领域与氢能源相关内容工业钢铁行业：探索开展氢冶金等试点示范石化化工行业：拓展富氢原料进口来源交通运输积极扩大氢能等在交通运输领域应用推广氢燃料动力重型货运车辆有序推进加氢站等基础设施建设科技创新鼓励高等学校加快氢能等学科建设和人才培养聚焦氢能等重点，深化应用基础研究集中力量开展低成本可再生能源制氢等技术创新加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用政策保障建立健全氢制、储、输、用标准资料来源：中共中央人民政府，《2030年前碳达峰行动方案》，海通证券研究所而在当前全球各主要经济体提出的顶层氢能战略中，最受关注的应用领域是化工、冶炼、中重型运输和公交。这说明，这些是在当前最具有紧迫性，也更具有可行性的技术应用领域，也是未来我国在氢能综合应用中更应关注和突破的方向。图17主要经济体顶层氢能战略中各项应用优先级（截至2021年5月30日）资料来源：WorldEnergyCouncil，海通证券研究所测算注：强是指该分项当前有较高优先级（Immediatepriority），中是指长期具有优先级（Longtermpriority），弱是指有较弱的优先级（Lowerpriority），其余为未提及宏观研究—宏观专题报告14请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明具体地，我们按产业链的上中下游分别寻找未来的焦点赛道。从生产端看，核心在于如何低成本制取零碳排放的绿氢，与此相关的赛道包括电解槽、催化剂、碳捕集和封存（CCUS）等。其中，可以从低碳电力和水中产生干净的氢气，是未来增加绿氢供给的核心。近年来我国电解制氢项目及装机容量增速较快，从2015年的1.63MW，增至2020年的23.47MW，年均增速高达70.5%。要实现到2030年和2060年绿氢占比达13.5%和76.9%的目标，分别需要部署电解槽装机80GW和500GW，这意味着在2020-2030年间要保持年均125.6%的超高增速，而在2030年后，年增速逐步趋于正常。图182015-2020年全球各地区电解槽装机容量（MW）050100150200250300350201520162017201820192020中国欧洲加拿大亚洲其他世界其他资料来源：IEA，海通证券研究所图19中国电解槽装机容量预测（GW）01002003004005006002015202020252030203520402045205020552060中国电解槽装机容量预测资料来源：刘玮等，《‚双碳‛目标下我国低碳清洁氢能进展与展望》，海通证券研究所预测。2021年及之后为预测值从储运端看，需要提高储运的效率、增加基础设施供应，主要涉及的赛道包括高压气氢储运、液化储运、氢气管网建设等。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019）》的技术路线展望，‚低压到高压、气态到多相态‛是氢气储运未来的发展方向。根据邹才能等（2019）的预测，到2050年，我国液态储运的比例将从2020年的10%提高到55%，而这就需要在氢气液化相关技术方面的大量投入。在储运的基础设施上，氢气管网建设有较大的发展空间。工业氢气运输主要以管道形式为主，低压管道运氢适合大规模、长距离的情况，在未来有极大的需求。全球在2020年共建成输氢管道6000公里，其中，中国仅有400公里，占比为6.7%。而根据刘自亮等的研究，预计在中速发展的情况下，到2050年全球将建成长距离和短距离输氢管道7.5万和100万公里，年均增速约为18.9%。中国预计到2030年将建成氢气管道3000公里，年均增速为22.3%，较全球增长更快。图20不同储氢方式占比变化预测（%）0204060801002020203020502100高压气态储氢低温液态储氢有机液态储氢固态储氢资料来源：邹才能等，《人工制氢及氢工业在我国‚能源自主‛中的战略地位》，海通证券研究所图21全球输氢管道长度及中国占比预测6810121416180204060801001202020202520302035204020452050全球中国占比（%，右）资料来源：刘自亮等，《氢气管道与天然气管道的对比分析》，海通证券研究所测算。全球增速取中速发展情况，中国增速取2020-2030年增速从需求端看，值得关注的赛道包括氢燃料电池与催化剂，氢燃料车以及相关的基础设施建设等。氢燃料电池通过将氢气和氧气转化为水，从而产生电能，是未来氢气应用在化工、宏观研究—宏观专题报告15请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明交通、发电等领域的重要形式。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019）》中预测，我国燃料电池系统的规模将从2019年的1万套，增长到2050年的550万套。这其中需要重点攻克的技术难关，是催化剂的研发。氢燃料电池的核心系统是电堆，电堆系统的核心是催化剂和质子交换膜，其中催化剂占燃料电池电堆成本的40%以上。目前燃料电池的催化剂主要是昂贵的铂基，且我国目前还未能实现量产，未来对燃料电池的高需求，势必需要我国能尽快开发高效低成本的低铂或非铂催化剂。氢燃料电池在交通运输行业中的应用是未来的重要增长点。目前我国燃料电池汽车占新能源汽车销量的比重最高也不超过0.4%。其中，截至2020年8月，燃料电池车主要以物流车和客车为主，乘用车占比仅为0.1%，且主要用于租赁。根据车百智库的预测，氢燃料电池汽车保有量将在2025、2035和2050年分别达到10万、100万和3000万辆，年均增速约为25.6%，主要应用于重卡、客车等大型车辆中，在乘用车中的渗透率也将提高到12%。图22我国燃料电池汽车发展现状0.00.10.20.30.404008001200160018/1019/0419/1020/0420/1021/0421/10燃料电池汽车当月销量（辆）燃料电池汽车占新能源汽车比重（累计，%，右）资料来源：Wind，海通证券研究所图23我国氢燃料电池在不同车辆中的渗透率预测（%）01020304050607080客车物流车重卡乘用车202520352050资料来源：车百智库，海通证券研究所而氢燃料汽车的广泛应用，还需要基础设施，如加氢站的配套建设。截至2020年底，全球共建成加氢站约544座，其中我国128座，占比约为23.5%。根据《中国氢能与燃料电池白皮书（2019）》预测，我国加氢站数量在2035年将达到1500座，在2050年将达到10000座以上，为实现这一目标，加氢站数量的年均增速达15.6%。而根据香橙研究会统计的情况，当前我国加氢站建设的速度在全球领先，在建数量远超其他国家和地区，可以预见在近期，我国将继续推进氢能基础设施领域建设。图24全球加氢站数量及增速-20-100102030400100200300400500600全球加氢站数量（座）增速（%，右轴）资料来源：Wind，H2Stations，海通证券研究所图25全球主要国家地区加氢站建设情况（座）050100150200250日本欧洲中国美国韩国已建成在建资料来源：公众号‚香橙会研究院‛，海通证券研究所注：数据截至2020年11月21日虽然目前我国氢能源产业规划的顶层设计尚未公布，但根据各省份已经公布的氢能源产业发展规划、路线图，我们也可以研判，在短期内，在应用端发力会是氢能产业发展的重心。综合来看，氢能产业未来具有广阔的发展空间。短期发展视角来看，可以关注氢能应用领域的热点赛道，尤其是氢燃料电池、燃料电池车及加氢站建设。而从中长期发展视角看，可以关注上游的可再生能源制氢、电解槽等赛道，以及中游的液氢储运、输氢宏观研究—宏观专题报告16请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明管道建设等赛道。表5中国各省份氢能源产业发展目标省市规划年份产业规模企业数量燃料电池车产能（辆）推广/应用燃料电动车（辆）加氢站（累计，座）燃料电池发动机产能北京2023年500亿元（京津冀）5-8家龙头企业/300037/2025年1000亿元（京津冀）10-15家龙头企业/1000072/山东2022年200亿元100家相关企业500030003020000台2025年1000亿元10家知名企业200001000010050000台2030年3000亿元一批知名企业5000050000200100000台河北2022年150亿元//250020/2025年500亿元10-15家领先企业/1000050/2030年2000亿元5-10家龙头企业/50000100/河南2023年/30家相关企业/300050/2025年1000亿元（氢燃料电池汽车）//500080/重庆2022年/6家相关企业/80010/2025年/15家相关企业/150015/天津2022年150亿元2-3家龙头企业100010四川2025年初具规模25家领先企业600060浙江2022年100亿元100010003010000台上海2023年1000亿元（燃料电池车）//1000030/2025年///1000070/江苏2021年500亿元1-2家龙头企业2000/20/2025年//10000/50/广东2022年///首批氢燃料电池乘用车示范运行300/内蒙古2023年400亿元3-5家龙头企业/383060/2025年1000亿元（氢燃料电池汽车）10-15家龙头企业/1000090/宁夏2025年/一批相关企业//1-2资料来源：前瞻产业研究院，海通证券研究所宏观研究—宏观专题报告17请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明信息披露分析师声明[Table_Analysts]梁中华宏观经济研究团队本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息，本人不保证该等信息的准确性或完整性。分析逻辑基于作者的职业理解，清晰准确地反映了作者的研究观点，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。法律声明本报告仅供海通证券股份有限公司（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客户。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司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。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、价值及投资收入可能会波动。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。市场有风险，投资需谨慎。本报告所载的信息、材料及结论只提供特定客户作参考，不构成投资建议，也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需要。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况。在法律许可的情况下，海通证券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并进行交易，还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。本报告仅向特定客户传送，未经海通证券研究所书面授权，本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。如欲引用或转载本文内容，务必联络海通证券研究所并获得许可，并需注明出处为海通证券研究所，且不得对本文进行有悖原意的引用和删改。根据中国证监会核发的经营证券业务许可，海通证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。宏观研究—宏观专题报告18请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明[Table_PeopleInfo]海通证券股份有限公司研究所路颖所长(021)23219403luying@htsec.com高道德副所长(021)63411586gaodd@htsec.com邓勇副所长(021)23219404dengyong@htsec.com荀玉根副所长(021)23219658xyg6052@htsec.com涂力磊所长助理(021)23219747tll5535@htsec.com余文心所长助理(0755)82780398ywx9461@htsec.com宏观经济研究团队梁中华(021)23219820lzh13508@htsec.com应镓娴(021)23219394yjx12725@htsec.com李俊(021)23154149lj13766@htsec.com联系人侯欢(021)23154658hh13288@htsec.com李林芷(021)23219674llz13859@htsec.com金融工程研究团队高道德(021)63411586gaodd@htsec.com冯佳睿(021)23219732fengjr@htsec.com郑雅斌(021)23219395zhengyb@htsec.com罗蕾(021)23219984ll9773@htsec.com余浩淼(021)23219883yhm9591@hts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