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本文系基于公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構成任何投資建議。

近期，全國范圍內(nèi)河北、廣東、山東、浙江、北京、上海等多個省市相繼在其“十四五”規(guī)劃中提出發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，帶來氫能源概念股“漲聲一片”。我大A股對主題投資從來都是熱情滿滿，而本著字數(shù)越少、主題越好炒的邏輯，“氫能”自然受到追捧。

記得上一回“氫能熱”，還是在2019年的時候，當年氫能首次被寫入《政府工作報告》，報告提出要推進充電、加氫等基礎設施建設。歷史總是驚人地相似，資本市場迅速掀起一波氫能源熱潮，美錦能源（000723． SZ）、雄韜股份（002733． SZ）等龍頭股紛紛大漲，尤其是美錦能源，最高漲幅達五倍之多。（只不過主題過后又回到最初的起點）

拋開市場人心變化之外，回到氫能基本面本身。今年是“十四五”規(guī)劃的開局之年，任何一項政策規(guī)劃都將引來市場的廣泛關注，這將對氫能發(fā)展的帶來怎樣的影響？

圖1：美錦能源、雄韜股份股價走勢，資料來源：雪球

談到氫能源，憑借其零污染、能量高、資源豐富等優(yōu)點，常常被冠以“終極能源”的稱號，擁護者自然不在少數(shù)。尤其是過去兩年有關氫能的政策頻繁出臺，不少投資者已經(jīng)開始展望氫能的未來，表示氫能將與風電、光伏三分天下，甚至有部分理想主義者，認為氫能要取代風電、光伏，成為人類的“唯一終極能源”。

然而理想很美好，現(xiàn)實很骨感。其實自從1869年俄國人整理出化學元素周期表，將氫元素放在周期表的首位開始，人們就從未停止過對氫的研究和利用，但氫能的“終極能源”理想至今仍然僅停留在科幻片中，當光伏、風電等可再生能源遍布全球之際，氫能的應用仍處在0－1的階段。

如何正視這個問題，我們首先不去否定市場對于氫能的遠大期許，但重中之重是切不可孤立地看待氫能，這不是簡單粗暴的對比物理、化學參數(shù)就可以一分高下，應當把氫能和光伏、風電、水電放在能源體系變革這個大背景之下探討�；�于此，我們該如何看待這新一波的“氫能熱”？氫能在未來的能源變革中又將扮演什么樣的角色？

01

熟悉又陌生的氫能

初中化學課本上有一個簡潔而又經(jīng)典的化學反應：水通電后生成氫氣和氧氣，氫氣燃燒之后又回歸水，整個過程無副產(chǎn)物。同時，氫氣的熱值是化學燃料里面最高的，同等質(zhì)量下，氫氣的熱值約是汽油的3．3倍、天然氣的3．4倍、煤炭的6．8倍。

更驚喜的是，氫資源極其豐富又容易獲取。大部分氫元素以水的形式存在于大自然，地球表面約71％的面積被水覆蓋，氫元素無處不在且取之不盡。

氫氣有這么多優(yōu)點，氫氣制取的原理只需初中文化即可理解，那為什么在我們?nèi)粘Ｉ�活中用到的還是很少？用氫能替代傳統(tǒng)化石燃料，看似是最完美的解決方案，實際卻是難以大規(guī)模使用。

客觀的講，氫能對普通人來說，是一種熟悉卻又陌生的能源，畢竟我們的生活場景幾乎沒有和氫能產(chǎn)生交集，大多數(shù)人能夠想到的是電視上說過火箭發(fā)射的推力可以使用氫能。

圖2：大眾所熟悉的氫能應用場景，資料來源：網(wǎng)絡

02

理想與現(xiàn)實的差距

1、氫氣從哪里來？

可能絕大部分都不知道，我國是名副其實的產(chǎn)氫大國，2020年中國氫氣產(chǎn)量突破2500萬噸，已連續(xù)多年位列世界第一。為什么還要為氫氣的來源發(fā)愁呢？

事實上，國內(nèi)的氫氣總量雖大，大部分氫氣是不環(huán)保的灰氫和藍氫。所謂灰氫是指以化石能源為原料，通過甲烷蒸氣重整或自熱重整等方法制造的氫氣，碳排放較高。藍氫是在灰氫的基礎上將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳用碳捕捉或者碳封存手段處理了。說到這兒就能明白，藍氫和灰氫都不是真正的清潔能源。

只有用可再生能源電解水得到的氫氣，才能實現(xiàn)零排放，也就是業(yè)內(nèi)常說的“綠氫”，但綠氫年產(chǎn)量僅僅只有100萬噸左右，占比不足5％。說到底，還是因為電解水制氫的成本實在太高了。

氫能環(huán)保且資源豐富，是理想的清潔能源，這方面毋庸置疑。沒有充足的綠氫供應，就說明連源頭問題都沒有解決，自然下游的各種應用環(huán)節(jié)也就處處受限，氫能的理想成了空中樓閣。

圖3：2012－2020年中國氫氣產(chǎn)量增長情況，資料來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會

圖4：綠氫、藍氫、灰氫示意圖，資料來源：網(wǎng)絡

2、氫能給誰用？

假設我們解決了問題1，那問題2就是“氫能給誰用？”。

未來氫能發(fā)展前景最為廣闊的場景之一是交通領域的燃料電池汽車，不過燃料電池汽車同樣處在商業(yè)化早期，正如我們在《今天的氫燃料電池，相當于10年前的鋰電池》報告中所述：氫燃料電池的應用還存在系統(tǒng)成本高、使用成本高、加氫站建設成本高等問題。

國家對氫燃料電池的定位是電動化的補充，畢竟制氫的電價不可能比充電的電價還便宜，加上氫燃料電池的效率沒有鋰電池的效率高，所以只要能用電的地方，氫能其實是替代不了的。未來氫燃料電池主要運用上重卡、長途大巴、航空等電動化難以實現(xiàn)的商用車領域。

根據(jù)2020版氫能與燃料電池汽車技術路線圖規(guī)劃，氫能在交通領域的大規(guī)模應用至少要到2030年之后了。

圖5：2020版氫能與燃料電池汽車技術路線圖，資料來源：《面向碳中和的新能源汽車創(chuàng)新與發(fā)展》（歐陽明高），光大證券

截至2020年底，我國氫燃料電池汽車保有量為7350輛左右，預計這些車輛每年消耗氫氣量僅在3－6萬噸的量級，占比不到1％，反倒是化工行業(yè)對氫氣的需求最大，占到90％左右。然而我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)處于起步階段，對氫氣的需求還不足以支撐氫能的進一步發(fā)展，所以國內(nèi)氫氣產(chǎn)量雖然位居世界第一，但是行業(yè)增速一直在低位徘徊，下游需求沒上來，供給也沒有動能。

圖6：國內(nèi)氫氣需求結(jié)構，資料來源：《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》

3、氫氣如何觸達終端？

即使解決了氫氣來源問題，氫氣的運輸又面臨挑戰(zhàn)。氫元素位于元素周期表第一位，是最輕的元素，氫氣也是最輕的氣體，密度極小又脾氣火爆（易燃易爆），導致運輸成本居高不下。目前普遍采用的是利用長管拖車貯運高壓氣態(tài)氫。

未來最理想的運氫方式是管道氣態(tài)運輸，類似天然氣運輸。但是國內(nèi)的水平還相對落后，截至2019年，美國已有約2600公里的輸氫管道，歐洲也有1598公里，而我國氫氣管道，仍停留在“百公里”級別，總里程約400公里。

圖7：氫氣主要運輸方式比較，資料來源：錦緞研究院根據(jù)公開信息整理

從產(chǎn)業(yè)鏈角度，氫能從生產(chǎn)、運輸?shù)绞褂�，各個環(huán)節(jié)還存在制約因素，仍處在商業(yè)化早期。本次國家對燃料電池的補貼政策跟以往光伏、風電、新能源車等行業(yè)有顯著區(qū)別，氫燃料電池采取“以獎代補”的扶持方案，要求滿足條件的城市群申報燃料電池發(fā)展項目，只有國家認為你這個地方適合發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，才同意你申報。

形勢不容樂觀另外體現(xiàn)在，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍以中小企業(yè)、民營企業(yè)為主，研發(fā)投入通常僅在億元級別，且盈利水平較弱，大部分靠的是國家補貼。其實氫能的推廣應用離不開能源巨頭的參與，但從規(guī)劃來看，行業(yè)巨頭入局氫能源屈指可數(shù)，介入程度有限。講到這里，就不難理解為什么所謂的終極能源遲遲沒有大的動靜。

03

實現(xiàn)碳中和目標，最終能源格局如何？

1、光伏是主力

先來看張圖，這是2021年上半年我國發(fā)電量結(jié)構，火電發(fā)電量占比高達73％。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計，電力領域碳排放占全國碳排放總量的30％以上，遠超過歐美等國。這是由于國家“多煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定的。

圖8：2021年上半年中國發(fā)電量結(jié)構，資料來源：國家統(tǒng)計局、國家能源局、中電聯(lián)

國內(nèi)火電以燃燒煤炭為主，要想實現(xiàn)碳中和，首先需要拿煤炭開刀，根據(jù)清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院的測算，在碳中和的目標下，到2050年，煤炭比例則將降至5％以下�？稍偕�能源將成為電力的主要來源。

問題來了，可再生能源種類多樣，誰是主力？

先說水電，顧名思義，需要靠水發(fā)電，但目前中國主要的水電資源開發(fā)過半，主要流域中僅雅魯藏布江流域仍有較多的待開發(fā)資源�？傮w來看，由于受環(huán)保限制、資源開發(fā)難度影響，水電未來發(fā)展空間有限。

再說核電，聽起來高大上，安全隱患是最大的。包括技術設計的隱患、自然災害的發(fā)生都可能帶來巨大的風險，此外還要面臨核廢料處理的污染問題，日本福島核事故就是個典型。全球二百多個國家，僅有法國把核電當做主要能源，目前已有多個核能大國宣布放棄和淘汰核電，如德國、瑞士、瑞典、奧地利和日本，美國核電站也面臨著關閉潮。

最后再講講風電，風能的總量其實是有限的，如果用來發(fā)電了，風速就會下降，原來自然界的大氣流動就會受到影響。限制行業(yè)內(nèi)還沒有定論，如果地球表面裝了大量的風機，是否會影響到季風，繼而是否會影響到氣候。

往長遠看，必須得讓可再生能源走進千家萬戶，遍布全球，但水電只能在水資源豐富的地區(qū)應用，核電由于其特殊性只能建立在遠離人群的海邊或者海島，風電主要集中在西北和東南沿海，光伏是最不挑地方的，從農(nóng)村樓頂?shù)礁瓯谏衬�，再到到火星，只要有光的地方，光伏就能工作�?/p>

總結(jié)下來，能量供應量最充足、對環(huán)境影響最小、場地不受限制的可再生能源解決辦法，最終還是光伏。全球光伏終端需求持續(xù)成長的確定性進一步提升。

圖9：依靠太陽能工作的“祝融號”火星車，資料來源：網(wǎng)絡

根據(jù)BP Energy的預測，到2060年，我國實現(xiàn)碳中和，我國光伏發(fā)電所提供的能源占比高達35％，遠超過風電、氫能�，F(xiàn)在光伏的發(fā)電量占比僅僅2％，可以想象未來的增長空間是巨大的。

說句題外話，光伏板塊為什么持續(xù)上漲？其實背后的邏輯都在這里。從2020年初開始，通威股份（600438． SH）和隆基股份（601012． SH）的市值都漲了3倍多，光伏龍頭正備受明星資本追捧：2020年底，包括易方達、睿遠基金、朱雀基金、云南能投等多家投資機構競相參與了通威股份的定向增發(fā)。2020年隆基股份單晶硅片產(chǎn)能利用率也達到95％，單晶組件產(chǎn)能利用率約90％。

圖10：2060年中國能源結(jié)構預測圖，資料來源：BP Energy Outlook 2020

2、氫能打好輔助至關重要

我們認為，氫能更準確的定位是“輔助”。

要實現(xiàn)碳中和，必須推動在交通、工業(yè)和建筑等領域的深度脫碳，對于電氣化無法改造的場景，氫能終于有了用武之地。除了重卡、航空和長途航運等領域，還有鋼鐵行業(yè)，這些碳排放大戶。氫能煉鋼現(xiàn)階段正在尋求技術突破和規(guī)�；瘧�用，如果氫能冶金技術這條路走通了，鋼鐵行業(yè)也不再是夕陽產(chǎn)業(yè)了。氫能將使很多難以脫碳的領域?qū)崿F(xiàn)碳中和成為可能。

值得關注的是，隨著光伏、風電裝機量的增長，儲能市場迎來爆發(fā)式增長。國內(nèi)外也陸續(xù)出現(xiàn)了超大型儲能項目，不少企業(yè)已投入到儲能行業(yè)中。

在今年3月份的《碳中和的“龍脈”：儲能》報告中，我們介紹了可再生能源＋儲能，儲能將是新能源發(fā)電體系的重要部分，而氫能作為儲能，長周期儲存成本更低，可以和電儲能形成互補。在大力發(fā)展可再生能源的同時，更要加快儲能的發(fā)展。

04

氫能發(fā)展亟需的兩大推動力

1、政策補貼少不了

在能源變革中，我們國家是跑在前面，不管是光伏、風電還是新能源汽車，中國都是最大的市場，但在氫能領域，我們卻落后了。

雖然氫能目前已經(jīng)列入“十四五”規(guī)劃，大的規(guī)劃和方向有了，但是氫能的專項規(guī)劃到現(xiàn)在還沒有發(fā)布。一直以來，氫作為危險品，受到政府嚴格管控，現(xiàn)在氫氣從化工屬擴展到能源屬性，現(xiàn)在要將氫氣作為常規(guī)能源來對待，加氫氣就像加汽油一樣，那么如何規(guī)范使用，這些都是亟待解決的問題。

從2019年氫能寫入政府工作報告開始，股價已經(jīng)漲了一波，但氫能項目業(yè)績依然沒有明顯變化。此前氫能在新能源體系中，其擔任的角色和價值是模糊的�；仡櫄v史，不管是新能源汽車，還是風電、光伏，這些產(chǎn)業(yè)之所以能達到今天的規(guī)模，背后離不開政策的支持。

2、足夠多的廉價綠電

電動車之所以能迅速普及，重要原因是動力電池成本的大幅下降。氫能想要推廣，需要電解水制氫成本的大幅下滑和廣泛應用。

綠電的源頭是風電、光伏等可再生能源，但現(xiàn)在光伏、風電的發(fā)電價格還不夠便宜，雖然現(xiàn)在風電、光伏的單純發(fā)電成本已經(jīng)低于煤電，但在實際生產(chǎn)中，還要考慮輸電的成本、電能入網(wǎng)的比例等等�？稍偕�能源發(fā)電的成本還得繼續(xù)下降，真正實現(xiàn)低廉。

講到降本，在所有可再生能源中，光伏的下降速度是最快的，從2010－2020年來看，光伏發(fā)電成本下降了87％。未來隨著太陽能板壽命和光電轉(zhuǎn)換的效率的提升，光伏發(fā)電的成本還將繼續(xù)下降，根據(jù)BP發(fā)布的2020年能源展望數(shù)據(jù)，到2050年，光伏發(fā)電的成本較2018年還能下降70％。

圖11：未來30年光伏成本下降曲線，資料來源：BP Energy

另一方面，氫能的發(fā)展還要求光伏企業(yè)開拓更多的應用場景，通威股份首創(chuàng)的“水下養(yǎng)魚、水上發(fā)電”的“漁光一體”，就是個很好的例子，截至2020年末，公司建成以“漁光一體”為主光伏電站45座，累計裝機并網(wǎng)規(guī)模超過2GW，該模式正在向全國推廣。

令人期待的是，除了通威、隆基這些光伏行業(yè)的老牌龍頭，新的勢力正在加快布局光伏產(chǎn)業(yè)：今年6月份，特斯拉官宣布將會在國內(nèi)建立“特斯拉能源”部門，用于向國內(nèi)市場銷售太陽能屋頂系統(tǒng)；9月華為與河南投資集團簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，共同促進整縣屋頂分布式光伏試點項目的高標準建設。

圖12：通威股份的“漁光一體”項目，資料來源：公司官網(wǎng)

05

百花齊放的未來能源體系

作為碳排放第一大國，我們國家仍處在高速發(fā)展期，對化石能源的需求是巨大的，政府在這個時間點定下2030年碳高峰、2060年碳中和的目標勢必面臨諸多挑戰(zhàn)。換個角度想，碳中和目標對光伏、風電、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)是前所未有的歷史機遇，氫能也從此登上了能源變革的舞臺。

未來的能源需求一定是多元化的，光伏、風電、氫能、水電，一個都不能少，都有各自的定位。現(xiàn)在的氫能，尚處商業(yè)化早期，生產(chǎn)、運輸和使用，都存在較大瓶頸，氫能的發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈上的每個環(huán)節(jié)都有貢獻，一起努力，實現(xiàn)質(zhì)的突破。而光伏行業(yè)的高速增長和成本降低將是氫能增長的重要驅(qū)動力，徹底解決綠氫源頭的問題。

氫能可以走多遠，還須看光伏能走多快。