氫能產(chǎn)業(yè)：萬億市場的痛點(diǎn)與機(jī)遇

來源：平安證券研究所

隨著氫能技術(shù)的不斷發(fā)展和政策的強(qiáng)力支持，氫能產(chǎn)業(yè)的萬億市場將會逐漸兌現(xiàn)。上下游各環(huán)節(jié)的巨大市場潛力也將吸引更多企業(yè)涉足氫能產(chǎn)業(yè)，推動整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。

二

產(chǎn)業(yè)存在“致命”痛點(diǎn)，商業(yè)化進(jìn)程仍存阻力

盡管氫能有著諸多成為主流能源的理由，但至今仍未能大規(guī)模推廣，產(chǎn)業(yè)上和技術(shù)上也存在一些“致命”痛點(diǎn)，阻礙了氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程。

圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，最先需要解決的問題就是起點(diǎn)的制氫問題。目前工業(yè)制氫主流方法包括化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫，前兩者由于在生產(chǎn)中不可避免會產(chǎn)生二氧化碳排放，一般被劃分為“灰氫”。電解水制氫則是通過水的電解得到氫氣和氧氣，沒有碳排放，故被稱為“綠氫”。

根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，2021年全球氫氣生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中通過天然氣和煤制的灰氫達(dá)到81%，是當(dāng)前氫能消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的主體，而電解水僅占0.04%。

當(dāng)下，制約電解水發(fā)展最大問題是“電貴”。中信證券對于電解水成本的拆解測算，以常見的堿性電解水制氫法為例，目前總成本為23.8元/Kg，其中電費(fèi)為16.8元/Kg，占比超過70%；根據(jù)預(yù)測，2030年的電費(fèi)下降一半達(dá)到8.4元/Kg，相應(yīng)總成本也下降到12.6元/Kg，成本大幅下降。

來源：中信證券研究部

十四五規(guī)劃指出，第二批風(fēng)光大基地預(yù)計(jì)總裝機(jī)約4.55億千瓦，其中十四五期間完成裝機(jī)約2億千瓦。隨著風(fēng)光能源運(yùn)用并網(wǎng)，有望為電價(jià)“減負(fù)”，電解水制綠氫的成本將會不斷向灰氫接近靠攏。

其次，我國的制氫基地和用氫站分布不均，氫的運(yùn)輸也是目前亟待解決的難題之一。參照其他的氣體能源，氫能源最理想的運(yùn)輸方式也是管道儲運(yùn)。

由于氫氣分子量較小，分子間間隔較大，因此壓縮乃至液化都是十分困難的。目前我國現(xiàn)行的儲運(yùn)方式也以高壓氣氫運(yùn)輸為主，液氫運(yùn)輸作為試點(diǎn)進(jìn)行推廣。這種運(yùn)輸模式下，最顯著的特征就是“高成本、近距離”，遠(yuǎn)無法達(dá)到經(jīng)濟(jì)性推廣的要求。

來源：《Making the Hydrogen Economy Possible》、光大證券研究所

根據(jù)未來能源布局發(fā)展規(guī)劃，長距離的“西氫東輸”是大趨勢所在。就在近日，我國首條“西氫東送”跨省區(qū)長距離純氫運(yùn)送管道項(xiàng)目啟動，總長約400多公里，運(yùn)輸成本為每公斤幾元，相較于目前的長管拖車下降了近80%-90%，有望為運(yùn)輸痛點(diǎn)帶來解藥。

來源：央視《經(jīng)濟(jì)信息聯(lián)播》

在用氫端，制約氫燃料電池車推廣的核心問題在于電堆成本。電堆作為燃料電池系統(tǒng)的“心臟”，成本約占總體的60%左右。再對燃料電池電堆進(jìn)行拆分，其中催化劑和質(zhì)子交換膜是目前技術(shù)與成本較難推進(jìn)的兩個(gè)部分，分別占比36%和16%。

工業(yè)上目前主流的催化劑是Pt（鉑）、Pd（鈀）等貴金屬，價(jià)格昂貴，難以大規(guī)模推廣。非貴金屬、納米材料等新型催化劑的性能也已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證，但距離工業(yè)化仍有一定距離要走。

而質(zhì)子交換膜，則面臨著類似光刻機(jī)的困境。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年國內(nèi)燃料電池質(zhì)子交換膜的市場份額中戈?duì)枺╓. L. Gore & Associates）占了85%，國外廠商累計(jì)市占率超過88%。

高度的進(jìn)口依賴，讓質(zhì)子交換膜有著被“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)。因此，質(zhì)子交換膜的國產(chǎn)替代也是氫燃料電池普及的必然條件。

三

氫能產(chǎn)業(yè)布局刻不容緩

面對氫能產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，多家企業(yè)已經(jīng)積極開展技術(shù)布局，相應(yīng)給出了一些解決方案。

在綠氫的制備方面，即將沖擊IPO的國富氫能給出了一個(gè)值得借鑒的思路。根據(jù)國富氫能官網(wǎng)展示的方案，制氫可以與水、風(fēng)、光等可再生能源結(jié)合，將多余的電能高效的轉(zhuǎn)為氫能。其還與歐洲技術(shù)團(tuán)隊(duì)合作，研發(fā)并生產(chǎn)用于單戶和多戶住宅的智能太陽能分布式制氫儲能解決方案，融合了太陽能、氫能、熱能、鋰電儲能和燃料電池等多能互補(bǔ)的一體化系統(tǒng)。在高效的能源利用轉(zhuǎn)化方案下，高額電費(fèi)成本帶來的制氫困境有望得以緩解。

來源：國富氫能官網(wǎng)

在儲氫方面，長城汽車旗下子公司未勢能源聚焦于拓展氣氫、液氫兩大應(yīng)用，圍繞長距離、重載運(yùn)輸和大容量車載儲氫開展了一系列研發(fā)突破。月初，未勢能源發(fā)布了最新的“木星”車載液氫儲氫系統(tǒng)，單瓶儲氫質(zhì)量高達(dá)80kg，續(xù)航里程超過1000km，已經(jīng)配套長城汽車“新長征1號液氫重卡”進(jìn)入到路試階段。面對乘用車，未勢亦推出了第二代70MPa-57L Ⅳ型儲氫瓶，超出主流的35MPa儲氫瓶一倍，處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

在氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體解決方案方面，億華通在去年12月與新疆伊犁打造“光伏制氫源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目”。項(xiàng)目立足于新疆伊寧，共建光伏電站、電解水制氫、加氫站、氫儲能、氫燃料電池整車應(yīng)用等項(xiàng)目，預(yù)計(jì)電解水制氫工廠產(chǎn)能達(dá)到每年2萬噸綠氫，計(jì)劃建成加氫站20座，可滿足3000余輛氫燃料電池重卡的日常運(yùn)營需求。

隨著產(chǎn)業(yè)布局深化，多種能源共生發(fā)展將成為大勢所在，風(fēng)光儲氫一體化和高壓儲用氫將成為行業(yè)發(fā)展主流，產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)有望得到緩解，產(chǎn)業(yè)潛力有望在近些年得到兌現(xiàn)。

雖然氫能作為一種高效、環(huán)保的能源，具有長期的發(fā)展?jié)摿ΓF(xiàn)階段仍存在制氫成本高、儲氫技術(shù)不夠成熟等問題。

在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和清潔能源需求逐漸增長的背景下，隨著技術(shù)變革、政策支持和產(chǎn)業(yè)布局，相信氫能將成為未來的重要能源形式，展現(xiàn)更廣闊的發(fā)展前景和市場機(jī)遇。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：壹DU財(cái)經(jīng)(ID：yiducaijing2021)，作者：東子