核心观点：

在“碳中和”政策推动下，氢能迎来一波发展热潮，其在传统高耗能工业技术革新、交通、储能、建筑领域都将有丰富的应用，预计未来30年氢能的整体需求将增长8~10倍。在这一新兴赛道中，形成先发优势及具备氢气制备、储运、燃料电池等关键技术的公司有望创造长期价值。

截止2030年前，全球目前每年约12%的脱碳速度，需要提高五倍方可实现。打造低碳氢经济可以加速能源行业转型，在整个节能减排过程中发挥至关重要作用。由于氢可以代替碳氢化合物，特别是在难以实现减排目标的场景和领域中得到应用，公众将氢视为通向未来绿色能源的钥匙。在电气化受限或电气化成本效益不高的领域，可以选择氢作为燃料使用成为能源脱碳的方案。政策支持氢能发展，叠加行业长期发展潜力大，需要重点关注氢能源产业链上制氢、储运、以及核心部件和整车投资机会。

氢能是一种清洁脱碳、应用场景丰富的二次能源，也是可再生能源储存和转化的理想载体和媒介，未来在传统工业、交通、建筑等领域脱碳中有望扮演重要作用。氢能应用场景丰富，“碳中和”或加速氢能应用推广。氢能将成为第三次能源变革的重要媒介，氢气有潜力成为整合不同基础设施的能源载体，以提高经济效率、可靠性、灵活性，而且其中许多用途将有助于减少电力和交通部门的碳排放。氢还可以为电力部门提供大规模的长期能量存储，此外氢能源存储系统可以提供辅助电网服务，如应急、负荷跟踪和调节储备，这些服务可以提供额外的能量来源，从而降低电解制氢的成本。

据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》估算，2030年中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，虽然蓝氢在灰氢的基础上结合 CCS 技术，成本有所提高，但是依然低于绿氢成本，因此中期看好蓝氢未来的增长空间。绿氢长期占比有望大幅提升。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%。

图1：化石燃料的使用和氢能潜力

在获取成本不断降低的条件下，预计2050年氢能在能源结构中的占比有望超过10%。目前国内氢气需求约为2000万吨左右，消耗以化工行业为主。未来10年，预计燃料电池商用车、船舶等交通领域用氢将贡献需求增量的40%，2030年之后向“碳中和”迈进的过程中，钢铁等高耗能工业及交通领域的用氢需求将进一步加速，预计到2050年氢能需求量或超6000万吨，需求扩张有望接近8倍。“绿氢”是终极方向，产业导入期化石能源制氢不可或缺。氢能供给端目前主要以化石能源副产氢气为主，其主要优势是成本低，较清洁能源电解水制氢低约50%。低成本的化石能源制氢成为氢能应用推广导入期不可或缺的条件。

待商业模式稳定以及新能源发电成本逐步下降之后，预计2030年前后，新能源电解水制氢成本或“平价”于化石能源制氢，“绿氢”的普及有望大规模推开，其关键推手在于燃料电池和电解槽设备的效率提升。目前，氢气的年产量为7,000万吨，市场规模约为千亿美元。亚洲是最大市场（48%），美洲（22%）和欧洲（18%）紧随其后，而工业企业则是最大的使用群体，八成以上的需求来自炼化和化工行业。炼油厂使用氢气来降低柴油中的硫含量，全球范围内较高的柴油消耗量，加之更严格的硫含量法规要求，一直维系着市场对氢气的需求。在化工行业，氢气用于生产氨和甲醇，它们是两种用途广泛的基础化合物，其中氨是化肥行业的主要原料。目前的难题在于，如今消耗的氢气几乎95%均来自于化石燃料。每生产1公斤氢气将释放约10公斤二氧化碳，所消耗的电力大约为55千瓦时，随着电解技术日趋成熟，设备投资有望进一步降低。如果不能及时捕获、利用或封存生产过程中产生的二氧化碳，此类传统的制氢方法将对环境造成巨大影响。因此，只有在生产环节中尽可能减少碳排放，氢气才有助于全球经济实现可持续脱碳的目标。实现这一目标主要包括的途径有：利用风能、太阳能、水能等可再生能源以及沼气和核能，或是采用常规的化石燃料能源加上碳捕获与封存技术，从而实现低碳氢大规模生产。

许多行业都可以畅想低碳氢的未来。个别行业的应用可能发展得更为迅猛，尤其是那些目前尚未有可行替代技术加速脱碳的行业，目前氢能源的应用领域有以下几个大的方向：

以低碳氢代过煤炭和天然气生产的常规氢为切入，随后探索用低碳氢和捕获的碳来生产合成燃料等不同的应用方式；旨在于摆脱对煤基产业的依赖，减轻大规模碳排放造成的环境压力。

氢能冶金是金属冶炼行业碳减排的一种重要途径，目前的研发应用主要集中在钢铁领域。短期内以高炉富氢为主，未来逐步推进气基竖炉富氢。国内钢铁行业未来一段时间仍以长流程为主，现阶段应推广灰氢+高炉富氢的氢能炼钢工艺，随着未来条件成熟，更适宜氢气炼钢的富氢气基竖炉直接还原工艺在国内占比将逐步提升。据世界钢铁协会数据，在传统的高炉炼钢方式下，每生产1吨钢铁会产生1.85吨二氧化碳。利用氢气直接从固态铁矿石中除掉氧气，是钢铁行业前景有利的脱碳途径。氢冶金作为当前低碳发展、能源变革的重要方向，是钢铁行业绿色低碳、高质量发展的路径选择之一，期待新的突破。钢铁制造商已通过示范项目测试了该技术，并有望在2025年左右发展成熟。

纯净氢气或氢气与天然气的混合气可为燃气轮机提供动力，从而实现发电行业的脱碳。相比天然气发电，利用氢燃料发电是替代火力发电的一种更佳的低碳化方案。在技术上，首先可以从氢燃料与天然气混燃发电开始突破，开发利用余热进行甲基环己烷（MCH）、氨等氢载体的脱氢反应技术，高效脱氢工艺可进一步降低成本，与此同时加快脱硝燃烧器和非喷淋脱硝技术的开发。2020年小型纯氢燃料热电联产的发电效率已提高到27%，到2030年有望全面实现商业化应用。燃气轮机制造商目前正在解决因氢燃烧而带来的火焰传播速度快、二氧化氮排放量高等技术难题，争取在2030年前能够开发出与氢完全兼容的轮机。此举将为发电企业开辟新的脱碳途径，加快脱碳步伐，并规避由于排放法规趋紧而导致的设备搁置、无法使用等风险。

该行业三分之一的二氧化碳排放来自于加热过程和触发煅烧反应所需的燃料源，在这种情况下，氢气可用作主要的燃料源；其余三分之二的二氧化碳排放来自于煅烧过程本身。水泥行业已经发现了多种碳减排的手段，包括提高能效、降低熟料混合比、使用添加结合材料、捕获生产过程中排放的碳，长期封存或利用。最后一点对于水泥行业而言机会规模尤其巨大：绿氢加上水泥生产商捕获的碳，可用于生产氨或甲醇等化合物，这也凸显了低碳氢市场中跨行业合作的潜力。

货运等重型交通运输提供了大量使用氢燃料的市场机会，其消费量足以产生规模效应。大型车队和固定规划的运输路线有助于避免在短时间内大规模建设加氢站网络。尽管部分汽车制造商对轻型汽车进行了大量投资，但仍然面临巨大挑战，例如在私家车领域，更便宜的低碳电动车已经面市。由于汽柴油成本通常高于其他行业中使用的天然气成本，因此氢气有望在交通运输领域率先获得成本优势。随着氢和合成燃料逐步成为车用燃料，各国政府可能改变现行的从汽柴油销售环节中征税的方式，转而对氢征税，从而减弱氢的成本优势。

氢燃料电池汽车是氢能高效利用的最有效途径，当前全球多个国家都在积极布局氢燃料电池汽车产业链。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。

截至2020年底，中国累计接入燃料电池车超6000辆，TOP10企业累计接入5300辆，占比达88.3%。从技术发展看，近年来氢燃料电池汽车功率逐年提升，2018年大多为30KW，2019年集中在40KW-50KW，2020年大多为60-80KW，2021年将以80KW为主。氢燃料电池整车市场，以客车、重卡为主的商用车成主流市场。在氢能客车渗透率不断提高的同时，重卡成为新的市场重点。一方面，在当前补贴条件下，燃料电池重卡已经进入平价区域，另一方面，燃料电池因高能量密度、长续航历程，运营阶段零排放的特点，成重载领域电动化的最优方案。

氢能源产业链主要包括: 上游氢的制取、储存、运输及加氢站; 中游的燃料电池及零部件的生产；下游的氢能应用等环节。

图2：氢能源产业链及上市公司（引自开源证券研报）

   上游主要包括制备、储存、运输、加固。当前，常用的制氢方法：一是以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源重整制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产提纯制氢；三是以电解水制氢为代表的可再生能源制氢；四是热分解制氢。其他技术路线，如生物质直接制氢和光解水制氢等新型制氢技术产收率较低，仍处于实验和开发阶段，尚未达到规模制氢要求。目前国际主要使用天然气制氢，中国则以煤制氢为主。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%。中国能源结构为“富煤少气”，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 年中国氢气产能约4100万吨/年、产量约3342 万吨/年。大规模低成本氢气是关键，路线由“灰氢”向“绿氢”发展。未来“可再生能源+水电解制氢”有望成为大规模制氢发展趋势。

 图3：目前主要制氢方式及对比

表1：各类制氢方式对比（引自国信证券）

图4：各类制氢技术占比（引自申万宏源研究）

  未来“可再生能源+水电解制氢”有望成为大规模制氢发展趋势。煤制氢路线与清洁低碳的氢能发展路线存在一定矛盾。为解决这一问题，利用CCUS技术(碳捕获、利用与封存技术)降低煤制氢过程中的碳排放是其未来发展前景的关键，即由灰氢向蓝氢转化，以推动煤制氢走向真正的清洁化。

1)灰氢：使用化石燃料制取氢气，并对释放的二氧化碳不做任何处理，会造成一定的碳排放，对大气污染。

2)蓝氢：使用化石燃料制取氢气，同时对释放的二氧化碳进行捕集和封存，但无法减除碳排放。

3)绿氢：使用可再生能源发电电解或光解制取的氢气，生产过程做到零碳排放。

   国内具有氢的制备和纯化技术储备的本土空分设备及工业气体公司，有望受益国内氢能产业的发展。

    宝丰能源——制氢龙头宝丰能源主要业务是以煤替代石油生产高端化工产品，具体包括：煤制烯烃、焦化、精细化工。太阳能电解制氢储能及综合应用示范项目：于2020年4月开工建设一期工程，项目整体工程计划于2021年底建成。太阳能电解制氢储能及综合应用示范项目一期工程已于2021年2月投入试运行。

  华昌化工---华昌化工在氢能源领域进行了探索及拓展，主要包括以下几个方面：①氢气充装站及加氢站建设。氢气充装站项目生产规模（产能）为：加工氢气能力3*1607公斤/ 天，年均净利润817.39万元，目前项目已通过消防验收；在上述充装站基础上，建设一座加氢站，目前正在建设中。

  ②电堆及氢燃料电池领域拓展。苏州市华昌能源科技有限公司实现了65kW发动机的市场运用（5辆示范应用公交大巴运行良好）、3*3kW多工位测试平台实现了销售、完成了国家重点专项百千瓦级测试台的建造等任务；在氢燃料电池电堆、发动机、测试系统和测试服务等领域初步形成布局。

表2：制氢行业龙头标的（引自中国银河证券研究院）

随着中国氢能产业加速发展，氢能的应用越来越广泛。在此背景下，氢气产量持续增长。根据相关数据，2017年中国氢气产量约为1915万吨，2019年已经超2050万吨。2050年中国氢气需求中性情况下将达到近6000万吨，主要增量来自于交通运输的燃料电池车。到2030年中国的氢气需求量将达到3500万吨/年，产能缺口约1000万吨/年;到2050年中国的氢气需求量将达到6000万吨/年，其中交通运输方面的氢气需求量将达到2458万吨/年，产能缺口约2500万吨/年。2019年国内制氢行业的市场规模约为7175亿元，到了2025年，市场规模将超过8800亿元，达到约8802亿元的水平。

目前中国制氢原料中，煤炭使用最为广泛，占比达到64%，其次是工业副产占比达21%，天然气占比达14%，电解水使用最少，占比仅为1%。

中游产业链即为储氢和运氢。主要储运技术包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输等。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较难，储氢问题有待突破。高压气态储氢已得到广泛应用，低温液态储氢在航天等领域得到应用，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。这四种方式都有各自适用的场景。当前，高压气态储氢技术具有成本较低、充放氢速度快等特点，是发展最成熟的储氢技术，也是汽车市场使用的主要甚至唯一的储氢技术。目前国内主要采用35MPa的储氢瓶，相较于国际主流的70MPa高压储氢瓶仍存在一定的技术差距，伴随着国内储氢瓶技术的发展，国产70MPa的IV型储氢瓶有望迎来突破进展。中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。

图5：典型储氢技术（引自中国银河证券研究院）

气态储氢：目前以长管拖车为主，未来将发展管道运输，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，其储存方式是采用高压将氢气压缩到一个耐高压的容器里。目前所使用的容器是钢瓶，它的优点是结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快。但是存在泄露爆炸隐患，安全性能较差。当前以长管拖车的运输方式为主，未来更大规模发展需依靠管道运输。氢能应用若想大规模商业化，势必要解决运输管道规划施工问题。中国目前的氢气多为工业副产氢，来源于煤炭行业，产地多在北方内陆地区。应用则多在东部沿海较发达地区。从氢能产地到氢能应用地有上千公里的距离，且东部地区氢能用量大，采用拖车运输的方式无法解决东部地区氢能短缺的问题，建设长距离氢气运输管道势在必行。虽然运输管道建设成本高，但是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。

液态储氢：产业化仍需成本下降。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运。但液态氢的密度是气体氢的845倍。液态氢的体积能量密度比压缩状态下的氢气高出数倍，如果氢气能以液态形式存在，那它替换传统能源将水到渠成，储运简单安全体积占比小。但事实上，要把气态的氢变成液态的并不容易，液化1kg的氢气需要耗电4-10kWh，液氢的存储也需要耐超低温和保持超低温的特殊容器，储存容器需要抗冻、抗压以及必须严格绝热。目前海外超过1/3的加氢站使用液态储运的方式。

固态储氢：发展前景广阔，但技术尚未成熟。另一种运输方式是使氢气溶于液氮或有机液体中进行运输。这种方式对化学反应条件较严苛。相对另两种运输方式,固态运输技术难度较大，还处于研发阶段。未来若氢能市场扩张迅速，且固态运输达到应用要求，那么固态运输能发挥储氢密度高、运输氢气量大的优势。

表3：主要氢能储运及加氢企业（引自申万宏源研究）

在储氢环节，国内主要厂商包括深冷股份（深冷股液氢装置、液氢储罐、储氢系统）；富瑞特装（车载高压供氢系统和加气设备）；京城股份（车载储气瓶、钢质无缝气瓶，钢质焊接气瓶，焊接绝热气瓶，碳纤维全缠绕碳复合气瓶）；中材科技（粗纱、细砂、短切纤维、耐碱纤维、缝编织物等玻璃纤维制品）。

下游产业链为加氢和用氢。从目前国内外加氢站的运营情况来看，目前供氢的方式主要分为两种：站内制氢和外供氢气。截至2020年11月21日，全球主要氢能国家和地区共建成加氢站458座，另有255座在建或拟建的加氢站。中国加氢站建设进度逐步加快，截止2020年底，加氢站建成128座。中国加氢站氢源绝大部分来自于外供高压氢气。典型的外供氢的高压气氢加氢站投资组成中，除去土建，设备费用占据最大比例，主要是压缩机、储氢瓶、加氢和冷却系统，由于国内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。

加氢方面投资标的推荐有：

潍柴动力000338：近五年营收复合增长来看，近五年营收复合增长为20.66%，过去五年营收最低为2016年的931.8亿元，最高为2020年的1975亿元。

富瑞特装300228：近五年营收复合增长来看，近五年营收复合增长为19.47%，过去五年营收最低为2016年的8.865亿元，最高为2020年的18.06亿元。目前燃料电池汽车及配套设施用氢气阀门在35MPa供氢系统及加氢站上已实现国产化配套，但国产化集成阀门配套技术有待提高，特别是核心产品寿命及稳定性。

雄韬股份002733：从近五年营收复合增长来看，近五年营收复合增长为0.46%，过去五年营收最低为2016年的25.01亿元，最高为2018年的29.56亿元。氢能重卡示范加氢站是雄韬氢雄在华北地区投资建设的第二座加氢站，由雄韬氢雄华北阳泉公司投资建设，雄韬氢雄华北阳泉公司是雄韬氢雄与华阳集团阳煤化工股份共同投资成立。

雪人股份002639：近五年营收复合增长来看，营收复合增长为15.79%，过去五年营收最低为2016年的8.111亿元，最高为2019年的15.14亿元。公司将在重庆市分期建设35座加氢站。

厚普股份300471：从近五年营收复合增长来看，营收复合增长为-22.13%，过去五年营收最低为2018年的3.704亿元，最高为2016年的13.01亿元。

用氢方面，目前对氢能源的应用更多集中在工业领域用氢（60%）、交通运输占比31%、建筑行业占比4%、电力占比5%。长期来看，氢燃料电池车具有很大增长空间，燃料电池商用车由于对空间要求低，对质量能量密度要求高，是更适用氢燃料电池的重要发展方向，在燃料电池商用车领域，公交车、轻型和中型卡车一直处于应用前沿。2050年，氢能源将承担全球18%的能源需求，有望创造超过2.5万亿美元的市场，燃料电池汽车将占据全球车辆的20-25%。虽然当前整体基数较小，但近年来氢能源汽车都保持了较高的销量和保有量增速，2016 年和 2019 年年复合增长率分别为 63%和 114%。截止2020年底，中国氢能源汽车保有量为7,352辆。燃料电池具有效率高、污染小、噪声低、充能快等优势。2020 年全球燃料电池出货量1318.7MW，市场规模42亿美元。燃料电池降本空间大，据测算，研究认为2020-2030年每年系统成本下降 14%左右。长期来看，燃料电池汽车仍将是燃料电池市场的增长主力。根据预测，2020-2025 年全球燃料电池市场年复合增长16.64％，2025年将达到90.5亿美元。

根据中商产业研究院撰写的《中国氢能产业发展报告2020》，预计中国氢能源汽车保有量到2025年达10万辆，CAGR高达115%，市场规模800亿元。客车、物流用车等商用车仍将占据主要地位，保有量占比在 80%以上。2030年后，随着燃料电池技术的成熟和成本的下降，重卡和乘用车规模也将迅速扩大。规划在2030年氢能源燃料电池汽车保有量达80~100万辆。

燃料电池技术难度高，与锂电池相比，燃料电池系统是发电装置，系统所带能量的大小取决于氢罐中能存储多少氢气燃料，而锂电则是储能装置，存储能量的极限受制于电池包的大小，因此氢燃料电池天然具有高质量能量密度的优势。此外，燃料电池还具备重量较轻、充电时间短、性能提升空间大等性能优点。

表4：燃料电池和锂电池性能对比（引自国信证券）

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池由阳极、阴极、电解质和外部电路组成，其中燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原。如果在阳极连续供给燃料（氢气、天然气、甲醇等），而在阴极连续供给氧气或空气，就可以在电极上连续发生电化学反应并产生电流。燃料电池具有效率高、污染小、噪声低、充能快等优势。燃料电池汽车加氢与燃油车加油过程类似，仅需5-10分钟，明显快于电动车。燃料电池动力系统由：燃料电池电堆、催化剂、质子交换膜、气体扩散层、双极板、密封圈、紧固件、空压机、氢气循环泵、增湿器、储气瓶、散热器、DC/DC泵与阀件等组成。

    图6：燃料电池车结构组成（引自国信证券研究院）

燃料电池作为目前在制造上有5种零件仍需依赖进口，DC/DC变换器、空气压缩机、增湿器、氢气循环泵、氢气传感器。其次，铂(Pt)作为燃料电池的催化剂，属于贵金属和稀有金属，需要实现技术突破将铂的使用量降下来，才能大大降低制造成本。以率先实现氢燃料电池车量产的丰田Mirai为例，一辆车的用铂量仍需要约20克。在技术国产化方面仍有待突破。燃料电池汽车技术难度较大，规模化程度低，成本高昂，而国内燃料电池关键材料，如催化剂、质子交换膜等尚无法实现规模化生产，部分材料依赖进口且多数为国外垄断，价格更高。故从成本以及市场化角度来看，锂电池具备更大优势。燃料电池更为环保，安全性能各有优劣。除性能、技术难度与成本外，燃料电池与锂电池在环保、安全等方面也有一定差异。电动汽车虽然也是响应环保号召而诞生，但美国环境保护局认为用于制造锂金属电解质和电池阴极的强效熔剂能导致包括癌症在内的多种疾病，且用来制造压缩型高功率锂电池的钴金属具有高致癌性。而燃料电池的排放物为水，相较而言更为环保。预计2030、2050年氢燃料电池汽车市场空间分别突破3000亿、7000亿，系统关键零部件市场空间突破2000亿、3000亿，氢燃料电池+系统市场空间有望在2050年突破万亿。随着氢燃料电池车产业化的成熟，未来在船舶、无人机等交通领域以及储能、电力等民生领域有望开创更多应用场景。

表5：不同车辆性能对比

整体而言，近年来中国氢燃料电池装机量增速快，头部企业占据了主要的市场份额。但考虑到燃料电池行业仍在发展初期，市场空间小，一旦有个别企业上量，整体市场格局就会发生较大变化。例如从2019和2020年的市场份额看，CR5 由87%下降至69%，并且装机前5的企业也不尽相同。这些厂家以系统集成为主，核心零部件仍高度依赖进口。需密切关注未来几年的市占率变化，以及在电堆等核心零配件方面具有技术优势的厂家。

图7：2020 年中国燃料电池系统装机份额

表6：氢燃料电池产业链核心标的（引自天风证券）

表7：中国燃料电池汽车销量

截至2020年底。全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆，同比增长38%。其中，韩国保有量达10906辆，成为首个氢车保有量达到万辆级别的国家，占全球保有量的 34%，位居全球第一位。其次，美国保有量为8931辆，中国以7352 辆位居第三，日本以3902辆位居第四。2020年全球燃料电池装机量达1319.4MW，

2015-2020年复合增长率达35%；其中交通运输领域的需求上升尤为显著，年复合增长率达54%，2020年装机量994MW，占总装机量的75%。

氢能需求：交通领域需求渐增，“碳中和”或催生工业领域新需求。

氢气需求现状：化工需求为主导从全球范围看，目前化工依然是氢气最大的需求行业。按照IEA的统计，到2018年推算已经达到7400万吨的水平。结构而言，化工行业的需求能占到95%左右，其中主要包括炼化和合成氨，根据国家统计局历史数据，目前合成氨产量每年大约 5000~5500万吨，按照1吨合成氨耗0.16吨氢气计算，合成氨板块对于氢气一年的需求量约为1000万吨左右。根据中国石油经济研究院的数据，目前每年全国大约6亿吨的原油加工量规模，对应的氢气需求量约为900万吨，其它工业板块预计消耗氢气约为200万吨左右。随着市场对炼化产品精细化和品质要求的提升，炼化过程加氢的需求增多，导致近几十年炼化对氢气的需求也在增加，逐步超过合成氨的用氢需求。

2020～2030年交通领域需求将快速增加，目前中国氢燃料电池汽车产业处于起步阶段，产业链近两年正加速布局，应用领域主要集中在商业车领域。近五年中国燃料电池汽车产销量整体保持增长状态，除了2020年因受到新冠疫情的影响而有所下降之外，其他年份产销量均保持快速增长态势。截至2020年底，中国氢燃料电池汽车保有量为7350辆左右，年销量1177辆。预计这些车辆每年消耗氢气量仅在6～7万吨的量级，占比不足0.5%。因此，从中短期看，国内氢能需求还是以化工行业为主，预计合成氨对氢气的需求基本已稳定，在1000万吨左右；炼化对氢气的需求还有明显的增长空间。而氢能源车由于处在起步阶段，基数较小，短期内需求量级还难以达到百万吨的级别。

表8：预计2050年中国氢能需求约6000万吨

氢能供给端目前主要以化石能源副产氢气为主，其主要优势是成本低，较清洁能源电解水制氢低约50%。低成本的化石能源制氢成为氢能应用推广导入期不可或缺的条件。待商业模式稳定以及新能源发电成本逐步下降之后，考虑化石能源 CCUS 的成本，预计2030年前后，新能源电解水制氢成本或开始与化石能源制氢相匹敌，“绿氢”成本有望实现平价，大规模普及，其中的关键因素在于新能源发电的成本，特别是光伏发电成本的下降以及电解槽设备效率的提升。

碳中和背景下，“绿氢”将成为未来制氢发展趋势。氢能产业链上游供给充分，中游制造实力期待突破。中国制氢工业以引进技术为主，技术相对成熟，目前主流为化石能源重整制氢，未来向可再生能源制氢领域发展；储氢领域目前主流是高压气态储氢，中国目前达到全球领先水平的70MPa氢瓶已经有小规模应用，未来液态、固态储氢有望多路线发展；运氢角度目前以长管拖车为主，主要是规模尚小，长期看规模化后管网发展可能是必然趋势。加氢领域目前加氢站建设、运营成本远高于传统加油站，短期以政府补贴带动基础设施配套，未来规模化后成本有望大幅降低；发电领域质子交换膜燃料电池是应用主流，中国产品在体积功率密度、耐久性能、低温性能等方面与国际一流仍有差距，部分核心零部件国产化率仍低，制造实力提升与成本下降期待突破。

表9：中国氢气供给结构预测（引自申万宏源研究）

氢能源来源广泛，低碳环保，符合中国碳减排大战略，同时有利于解决中国能源安全问题，有望进入中国主流能源体系。2050年左右率先产业化的氢燃料电池汽车领域有望产生上万亿的市场空间，随着应用领域的拓展，氢能相关产业成长空间广阔。光伏、石化等跨界龙头企业纷纷布局。隆基股份、阳光电源、中国石化、等跨界龙头企业已开始纷纷布局光伏制氢赛道，从技术研发、工程建设、商业模式等多方面展开探索。宝丰能源、美锦能源、华昌化工等传统制氢龙头，已具备稳定的氢气输出。

产业链上下游中，核心零部件国产化各细分领域龙头最优先受益，可关注雪人股份、贵研铂业、富瑞特装、东岳集团；其次上下游配套为传统公司带来新业务扩张弹性，关注厚普股份、深冷股份、北方稀土、瀚蓝环境，最后，长期来看，电堆及系统也将走出具有长期竞争力的公司，推荐关注电堆及系统生产商潍柴动力、东方电气、大洋电机、腾龙股份、美锦能源、雄韬股份。

在中国2030年碳达峰、2060年碳中和的目标指引下，能源结构转型和发展新能源汽车是必由之路。氢燃料电池汽车是新能源汽车的重要技术路线之一，近年来受到国家政策的大力支持，氢能和燃料电池汽车产业迎来重大发展机遇，产业链的主要企业市场关注度有望逐步提升。可重点关注氢燃料电池产业链核心环节的投资机会，标的主要包括：进军燃料电池发动机系统的亿华通-U（688339）、潍柴动力（000338）、大洋电机（002249）、雄韬股份（002733），深耕关键零部件膜电极领域的道氏技术（300409）；以及车用氢能产业链的核心标的：美锦能源 （000723）、滨化股份（601678）、厚普股份（300471）、中材科技（002080）、鸿达兴业（002002）。

风险提示：

当前行业发展存在制约因素，体现在储运及燃料电池技术；中国在燃料电池关键材料、工艺、核心零部件、耐久性等方面和发达国家相比还有很大的差距；加氢站基础设施建设滞后，其相关技术标准和法规尚不完善，管理机制处在探索研究阶段；燃料电池高成本现状制约商业化发展，上游关键材料的研发与国外水平存在较大差距。目前，国内燃料电池上游相关材料以及相关技术的研发仍处于起步阶段，需更大投入。

氢燃料电池汽车方面取决于氢成本的下降速度。目前北京及周边市场上，终端的氢能市场价格在70元/公斤，长三角和珠三角区域价格在80-120元/公斤。以北京区域大巴车为例，每百公里氢能耗8公斤，即每百公里需560元，与汽柴油车相比竞争力严重不足。另外要看补贴政策能否延续，目前氢燃料电池汽车有较高的财政补贴，一般大巴车而言，行程满2万公里，获得补贴约100万元。在氢能加注环节，北京及周边地区，每公斤氢气政府补贴约30元，上述补贴未来能否继续，将直接关系到氢能源汽车的普及和运用程度。当前一座35MP加氢站的投资成本在1800-2500万元之间，政府补贴300-500万元不等，按照当前的氢气的价格，每天约加注400辆氢燃料汽车可以实现收支平衡，但从目前车辆情况看，国内在运的加氢站几乎均处于亏损状态。基础设备配套不足是当前氢燃料电池汽车发展滞后的核心因素之一，包括加氢站、氢能配套供应链等，如果基础设施配套建设低于预期，同样对氢燃料电池汽车商业化形成负面影响。中国的氢气运输环节技术仍有依赖进口。目前国内氢气运输的主要方式是长管拖车，因为氢气容易与金属发生氢脆反应和氢浸蚀，造成氢气泄漏，对技术要求很高。因此，设备目前大都需要从国外进口。另外氢气运输技术不足造成氢气运不远，现在的氢能示范应用都是在制氢产地附近200公里以内布局。

随着氢能产业的发展，氢能的应用场景会大幅增加，未来几年，氢能在天然气等其他领域的应用将会更受重视目前市场对氢能的应用主要集中在交通领域，以乘用车、商用车和氢能船舶等为主，未来预计氢能与天然气混合燃烧未来将会有较大的市场空间。从中长期看（2050年）整个氢能在能源终端占比将大幅提升，但近期能否获得快速发展，主要取决于两个因素，一是政策补贴是否会延续或是否会进一步增加补贴力度，第二是产业链中下游成本下降的速度。短期政策支持氢能发展，技术进步也将反哺解决产业链卡脖子问题，需要持续关注氢能源产业链上制氢、储运、以及核心部件和氢燃料车整车的投资机会。

预计2050年全球氢能源市场规模将突破2.5万亿美元，国内市场将突破4万亿元，2021年中国氢能领域相关企业将突破700家。需要持续在产业链中寻找合适的投资标的，一方面是氢能源的供应方，一方面是直接面对消费者的下游企业。对其业绩作出分析判断，一般而言市值大幅上涨，短期内可能与净利润增长有关，但长期来看，对应匹配的主要还是营业收入总量。其次，除了关注业绩以外，对后续成长性判断至关重要，将营收和利润与市值增幅是否一致作为判断企业估值的重要依据。长远来看，氢能产业的发展将迎来涨潮，但必须持续关注国家政策及市场竞争态势，以及上游制氢、燃料电池技术突破。

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