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在“雙碳”目標的推動下，憑借著多年在鋰電池技術上的發展和寧德時代、比亞迪這樣優秀公司的崛起，我國目前正在大力推動鋰電池技術的發展。但是鋰電池的短板決定了短時間內只能應用于乘用車，而貢獻了碳排放77%的商用車市場也需要新能源技術替代原本的燃油車

?乘用車只貢獻了20%排放，商用車則貢獻了77%

這一市場未來可能會由氫能源填補

氫燃料電池是一種非燃燒過程的能量轉換裝置， 通過電化學反應將陽極的氫氣和陰極的氧氣（空氣）的化學能轉化為電能。燃料電池結構單元主要由膜電極組件和雙極板構成，其中膜電極組件是由質子交換膜、 催化劑與氣體擴散層組合而成的，為反應發生場所；雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板，其主要作用是通過流場給膜電極組件輸送反應氣體，同時收集和傳導電流并排出反應產生的水和熱

和鋰電池比起來，氫燃料電池有一個巨大的優勢，就是能量密度，二者差了100多倍，

這就意味著，如果應用在重卡這樣的商用車上，鋰電池的重量要遠遠大于氫能源，商用車要把原本用于放貨物的空間挪給電池組，這明顯是劃不來的

氫燃料電池最大的應用場景在重卡一類的商用車

鋰電池只有做到半固態或固態電池，能量密度達到500wh/kg，才有可能應用在純電重卡上

從能量保存時間段來看，電池每天都會有電量流失，而氫能源則是按照季度、月計算的，氫能源的使用也不受溫度限制，因此氫能源理論上的應用場景是要比鋰電池多得多的

從商業化程度來看，鋰電池已經相當成熟，從最早的鎳氫電池，到手機用的三元電池，再到車用鋰電池，技術的迭代是連續的，也就是說開發者不需要從零開始研究車用電池，只需要在發展現有的技術，把原本用于手機的電池用在汽車上就好了

而氫能源電池沒有像手機這樣的應用場景，一上來就是車規級。發展難度可想而知

基礎設施方面，電網本來就有，只需要鋪設充電樁就好了，而加氫站卻沒有現成的基礎設施可以鋪設，加氫站的發展速度遠遠落后于充電樁

"> 充電樁加氫站對比

從成本角度看，隨著大規模應用，氫燃料電池規模越大、單個罐子越大、壓縮機流量越高越經濟。長期來看燃料電池是優于鋰電池的

從能源成本（充電/氫氣）來看，氫燃料車的百公里能源成本遠大于電車。目前終端氫氣價格大約是60元/kg，鋰電池平均900元/kwh。當氫氣下降到30元/kg時，鋰電池下降到700元/kwh可實現與傳統燃油車平價，很明顯，鋰電池只差20%，而氫能則差50%

鋰電池經過多年的發展使其較早完成了商業化，但短期來，除非固態電池技術出現大的突破，否則看只能應用于乘用車，相對而言，氫能源在能量密度上的優勢和大規模應用之后的成本優勢使其可能成為新能源商用車的不二之選，而商用車占了77%的排放總量。這也是我國大力發展氫能源的重要原因

氫燃料產業鏈分為上游制氫環節，中游儲運環節和下游制造應用環節

在制氫環節，根據能源消耗的不同，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”

灰氫、藍氫和綠氫

“灰氫”是通過化石能源、工業副產等伴有大量二氧化碳排放制得的氫，生產成本較低、技術成熟、效率高，但制備過程中的碳排量較高?；茉粗茪渲饕袃煞N：

煤制氫是工業大規模制氫的首選，是我國目前成本最低的制氫方式，技術路線成熟高效、可穩定制備，但其設備結構復雜、運轉周期相對較低、投資高、配套裝置多，且碳排放量較高，2019 年我國煤制氫產量達到 2124 萬噸/年，占我國氫氣總產量的 64%

天然氣制氫耗水量小、二氧化碳排放低、氫氣產率高、對環境影響相對較小，目前國際主要使用天然氣制氫，天然氣重整制氫由于清潔性好、效率高、成本相對較低，占到全球 48%，2019 年我國利用天然氣制氫產量為 460 萬噸/年，占我國氫氣總產量 14%

“灰氫”增長潛力主要來自于工業副產氫，工業副產氫綜合成本僅為5-6元/Kg

煤制氫、天然氣制氫、工業副產氫占了絕大部分氫供給

工業副產氫中又以焦爐煤氣副產氫可供給量最大，2020年我國焦爐煤氣可副產氫氣 428.5 萬噸，是未來我國工業副產氫最大的供給來源

氯堿副產氫具有氫氣提純難度?。ㄌ峒兦皻錃饧兌瓤蛇_ 99%左右）、耗能低、自動化程度高等優點，特別是使用該法獲取氫氣的過程中不產生二氧化碳 ，相對綠色無污染

2020年我國氯堿副產氫生產總量可達 91 萬噸，其中 60%的氫氣被配套的 PVC和鹽酸裝置所利用，可對外供氫約 36 萬噸

但是由于“十四五”期間，我國要消化部分焦化行業過程產能，氯堿裝置新增產能也有限，這兩種制氫方式都難有大的增量

可能帶來增量的是PDH副產氫，PDH是制備丙烯的重要方式，丙烷在催化劑條件下通過脫氫生成丙烯，其中氫氣是丙烷脫氫的副產物，2020 年我國已經投產的 PDH 裝置合計產能 776 萬噸/年，PDH 副產氫達 23.6 萬噸/年

預計未來我國 PDH 擴產將超過 3000 萬噸/年，貢獻90萬噸/年以上的副產氫潛在增量

“藍氫”是在“灰氫”的基礎上，利用CCUS技術降低碳排放，實現低碳制氫，藍氫是從灰氫到綠氫的過渡階段

CCS(Carbon Capture and Storage，碳捕捉和封存） 技術是指將二氧化碳收集并送到封存地點，避免直接排放到大氣中的技術

CCS技術

使用CCS技術煤制氫碳排放當量下降約一半，但是碳排放依然很高，主要是因為結合 CCUS 的煤制氫系統消耗大量電力導致大量間接溫室氣體排放

結合CCS技術的煤制氫碳排放下降約一半

另外，采用CCS技術制氫的兩種化石能源制氫方式，會導致制氫成本上升，其中煤制氫上升33.3%，天然氣制氫上升81.8%，但仍然低于電解水制氫成本

CCUS則是CCS技術新的發展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中，可以循環再利用，而不是簡單地封存。我國對于CCUS技術的開發程度并不比國際先進水平落后

我國煤儲量豐富而天然氣不足，煤炭成本更低，但由于煤的品質較差，疊加后續的除雜工程后，采用CCUS技術后的煤制氫綜合成本反而更高于天然氣制氫

采用CCUS的天然氣制氫和煤制氫對比

“綠氫”，也稱可再生能源電解水制氫，生產過程基本不會產生溫室氣體，經濟性主要取決于電費，占制氫成本的85%，由于成本的限制，2020 年我國電解水制氫只占 3%，當電價低于 0.3 元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當

主要制氫方法成本對比

不過受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，2020-2030 年間“綠氫”比例將從 3% 上升 15%

其中，光伏制氫是最具潛力的電解水制氫方式，比如中國石化今年 2 月在新疆庫車規劃1GW光伏制氫項目，預計年產氫氣 2 萬噸，建成后將成為全球最大的綠氫生產項目

幾大光伏、石化龍頭也都開始了光伏制氫的布局，比如：

隆基股份2021 年與中國石化、明陽智能、無錫高新區政府等公司或部門簽訂合作協議，布局光伏制氫、氫能設備、風光儲氫一體化等項目

陽光電源2020 年與吉林白城市、山西運城市簽訂合作協議，布局光伏制氫、清潔能源消納示范基地等項目

寶豐能源在2021年4月，國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目正式投產，包括 200MW 光伏發電裝置和每小時 2 萬標方的電解水制氫裝置

各龍頭在氫能源領域的布局各有優缺點

除了用電成本，不同制氫路線的設備成本差別也很大，電解水制氫主要分為堿性電解水、質子交換膜電解水 （PEM ） 和固體氧化物電解水（SOE） 三類，其中：

堿性電解水技術已經實現工業規?；a氫，技術成熟，配套成本低，但耗電量高于其他技術路線

PEM 處于產業化發展初期，在耗電量和產氫純度方面都占優，但由于質子交換膜等核心部件依賴進口，電解槽成本昂貴，因此總體成本比電解水制氫高40%左右。隨著核心部件國產化、技術進步及規模效應降本，根據中國電動汽車百人會的預計，2030 年PEM在電解水中的市占率將達到 10%

SOE 還處在實驗室開發階段

綠氫主要技術路線對比

在儲運環節，高密度儲存一直是一個世界級難題，目前主要有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫和儲氫材料儲氫三種方式

高壓氣態儲氫是目前最常用并且發展比較成熟的儲氫技術，其儲存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里，比如鋼瓶，優點是結構簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快。但是存在泄露爆炸隱患，安全性能較差

我國目前以高壓氣態長管拖車為主，隨著氫能的大規模應用，我國未來會加速氫氣運輸管道的建設

液態儲運的儲氫密度高，能運送大量氫氣，適用長距離運輸。難點在于把氫氣從氣態轉化為液態，容器要求也更高，需要能夠耐超低溫和保持超低溫。目前海外超過 1/3 的加氫站使用液態儲運的方式

固態儲氫是使氫氣溶于液氮或有機液體中進行運輸，技術難度較大，還處于研發階段。如果固態儲氫技術出現技術突破，氫能源將很可能應用于乘用車上

儲氫材料儲氫/固態儲氫

除運輸環節，加氫站也是氫能產業發展的重要環節，加氫站的主要成本是空壓機和儲氫罐

我國目前具備45Mpa小流量空壓機的自主研發制造能力，可以生產87.5Mpa壓縮機樣機，但關鍵部件需要進口

自 2014 年以來 ，全球加氫站的數量不斷增長，到2020年底達到了 553 站。中集集團在氫能源領域布局多年，具有一定的優勢

全球加氫站總數量

我國建設和運營加氫站的主要是中石油和中石化，這點是有優勢的，即使不盈利，在國家政策的引導下，大型國企依然可以快速推動加氫站的建設

我國加氫站快速發展中

而在美國，能源高度市場化，沒有政府補貼就沒有企業愿意去投資這樣不賺錢的能源基礎設施

以尼古拉為例，它的模式就是客戶買車后不用管加氫，公司與合作伙伴修好加氫站，同時與物流公司合作（車也可以租賃），在物流公司兩端的倉庫設好加氫站，保證每一條線路跑下來客戶算賬足夠經濟的。所有虧損都由尼古拉來背負，這些燒的錢又是其通過資本市場融資來支撐的

日本在《氫能基本戰略》提到到 2050 年要用加氫站逐步替代加油站

下游應用環節中，目前主要是氫燃料電池技術和燃料電池汽車

氫燃料電池的原理是在陽極連續供給氫氣，而在陰極連續供給氧氣或空氣，就可以在電極上連續發生電化學反應并產生電流

燃料電池的核心部件是電堆，由多個單體電池以串聯方式層疊組合構成，電堆的核心包括質子膜、催化劑、固態儲氫等。電堆是我國及其重視的發展領域

2006年《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年）》中提到發展氫能源技術的時候，提出要重點研究電堆集成技術

2010年國家 863 計劃重大專項“燃料電池與分布式發電系統關鍵技術”中再次提到要“研發大功率質子交換膜燃料電池與固體氧化物燃料電池電堆與系統”

2012年《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020 年)》再次提到要“開展燃料電池電堆、發動機及其關鍵材料核心技術研究”

電堆技術是最值得關注的技術領域，一旦電堆技術有所突破，整個燃料電池產業鏈將會迎來極大的發展

市場格局上， 2019 和 2020 年市場份額的CR5 由 87%下降至 69%，并且裝機前 5 的企業也不盡相同。這些廠家以系統集成為主，核心零部件仍高度依賴進口

燃料電池系統CR5廠家分布

目前我國的氫燃料電池與國外成熟廠商的氫燃料電池相比，核心技術上還有一定差距

核心技術上我國與國外還有一定差距

目前我國氫燃料汽車主要集中在商用車領域，尤其是重卡，截至19年底，物流用車占比 60.5%，公交、通勤等客車占比 39.4%，乘用車僅用于租賃且占比僅 0.1%

氫燃料車市場滲透率

雖然目前來看氫能源發展遠遜于鋰電池，但得益于世界多國的推動和廣闊的傳統燃油車市場替代，未來空間極大

根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書 2020》估算，2030 年我國氫氣的年需求量將增加至 3715 萬噸，2060 年則增加至 1.3 億噸左右，2019 年我國氫氣產能約 4100 萬噸/年、產量約3342 萬噸/年

預計到2025年，中國氫能產業產值將達到1 萬億元；到2050 年，氫能源將承擔全球 18%的能源需求，有望創造超過 2.5 萬億美元的市場，氫能在中國能源領域的占比有望達到 10%

近年來氫能源汽車都保持了較高的銷量和保有量增速，分別由 2016 年的 629 輛和 639 輛上升至 2019 年的 2737 輛和 6175 輛，年復合增長率分別為63%和 114%

2020 年受新冠疫情影響，銷量下降為 1177 輛。截止 2020 年底，我國氫能源汽車保有量為 7352 輛

預計中國氫能源汽車保有量到 2025 年達 10 萬輛，CAGR 高達 115%，市場規模 800 億元?？蛙?、物流用車等商用車仍將占據主要地位，保有量占比在 80%以上。規劃在 2030 年氫能源燃料電池汽車保有量達80~100 萬輛

目前我國和日本對氫燃料電池的發展態度是比較堅定明確的

日本1973年成立“氫能源協會”并大力發展氫能源技術，目前是世界上氫燃料電池發展較為領先的國家，但與我國不同，日本主要開發乘用車的氫燃料電池，而非商用車

根據日本發布的日本的《氫能/燃料電池戰略發展路線圖》，日本計劃的氫能使用計劃分三個階段，第一階段是到2025年，快速擴大氫能的適用范圍

第二階段是2020 年中期—2030 年底，全面引入氫發電和建立大規模氫能供應系統，旨在從海外購氫的價格降到 30 日元/立方米，擴大日本商業用氫的流通網絡，全面利用海外未使用的能源生產、運輸、存儲氫，全方位發展氫發電產業等

第三階段從 2040 年開始，定位是建零二氧化碳的供氫系統建立期，旨在通過收集和儲存二氧化碳，全面實現零排放的制氫、運氫、儲氫

美國是最早研發氫能燃料的國家之一，目前美國擁有燃料電池車 7600 輛，計劃 2022 年達到 50000 輛，2025 年達到 200000 輛

"> 我國在2001年發布家 863 計劃電動汽車重大專項，開始重視燃料電池的研發，2019年首次在《政府工作報告》中寫入“推動充電、加氫等設施建設”，氫燃料電池的發展開始進入飛躍期

我國的氫能源戰略也分三步走，在《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》提出

2020年氫氣產能要達到720億立方米/年，燃料電池運輸車輛要達到1萬輛

2030年氫氣產能要達到1000億立方米/年，燃料電池運輸車輛要達到200萬輛

2050年氫能成為能源結構的重要組成部分，燃料電池運輸車輛要達到1000萬輛

《2019政府工作報告》和《2020政府工作報告》中都提到要繼續執行新能源汽車購置優惠政策，推動加氫基礎設施建設；加大氫燃料電池投入，開展氫能源示范應用

"> 2020/11發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》中提出要有序推進氫燃料供給體系建設；攻克氫能儲運、加氫站、車載儲氫等氫燃料電池汽車應用支撐技術

今年的“十四五”規劃中提出要在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域，組織實施未來產業孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業

今年以來已經有13個省或直轄市出臺了十四五氫能發展規劃

相關公司中，在上游設備及制氫環節：

鴻達興業：

子公司烏?；碛?70 年氯堿及氫氣生產歷史

衛星石化：

目前擁有乙烷蒸汽裂解、PDH 產能分別為 125、90 萬噸/年，預計 2021 年副產氫產能達到 11.1 萬噸。公司未來乙烷蒸汽裂解、PDH 產能將擴產至 250、170萬噸/年，副產氫規模也將隨之增加

東華能源：

目前擁有國內最大 PDH 產能 180 萬噸/年，預計 2021 年副產氫氣 8 萬多噸。茂名一期（I）項目（60 萬噸/年 PDH、40 萬噸/年 PP）計劃于 2022 年年底投產，一期（II）項目（60 萬噸/年 PDH、2*40 萬噸/年 PP）預計于 2023 年投產

中國石化：

擁有國內最大的制氫能力，已運行 10 座加氫站，今年要建成運行 100 座，“十四五”期間建成 1000 座加氫站

雪人股份：

中國最大的制冰設備及制冰系統生產商和供應商之一，主營業務包括制冰、儲冰、送冰設備及系統的研發、生產及銷售，以及冷水設備、冷凍、冷藏、空調、環保等相關制冷產品的設計、生產及銷售。公司可為加氫站提供氫氣壓縮機與冷卻機組等核心裝備。

雄韜集團：

建成湖北省首座固定式加氫站，量級全國第三

美錦能源：

目前擁有焦炭產能715萬噸/年，與氫能板塊構成強協同效應，使得公司發展焦爐煤氣制氫和加氫站方面具有得天獨厚的優勢；公司旗下飛馳汽車20年發布了首款氫燃料電池重卡

中游儲氫環節中：

中材科技：

率先研發完成國內最大容積 320L 燃料電池氫氣瓶，并投入市場；開發取證燃料電池車用及無人機用35MPa 氫氣瓶 20 余種規格；成功掌握 70MPa 鋁內膽碳纖維復合氫氣瓶關鍵技術；啟動投資氫氣瓶生產線技改項目及站用儲氫容器生產線項目

京城股份：

下屬的天海工業公司于 2021 年 5 月 17 日宣布，推出具有完全自主知識產權的新一代車載儲氫氣瓶——IV 型瓶。該產品與同規格III 型瓶相比重量可降低約 30%，質量儲氫密度更高，并且正在建設中Ⅳ型瓶智能化數控生產線建設項目

中集集團：

世界領先的物流裝備和能源裝備供應商。公司在集裝箱、道路運輸車輛、能源化工及食品裝備、海洋工程、物流服務、空港設備等領域，提供高品質與可信賴的裝備和服務。 中集在氫能源領域布局多年。旗下中集安瑞科早在 2006 年就開始涉足氫能儲運技術研究與制造，產品和服務涉及氫氣儲存、運輸和加注核心裝備，擁有包括 20-30MPa 高壓氫氣管束運輸車、加氫站儲氫瓶組、加氫車、液氫儲罐、隔膜壓縮機、加氫機、35MPa 三型瓶和 70MPa 四型瓶等核心裝備的研發和生產能力，是目前國內最重要的供氫系統設備制造商

深冷股份：

生產智能加氫槍，在制氫、氫液化、氫氣儲運及加注領域有完善的技術儲備，致力于打造制氫、氫液化、氫儲運及加注、氫燃料電池的全產業鏈氫能源裝備服務供應商

中泰股份：

作為深冷技術及設備提供商，在制氫—氫儲運—加氫站等環節有所儲備，其中煤制氫的深冷分離工藝段，以及液化氫的核心設備，公司已有成功運行的業績

下游應用中：

億華通：

率先實現了發動機系統及燃料電池電堆的批量國產化，核心技術人員來自巴拉德；是我國燃料電池領域極少數具有自主核心知識產權并實現燃料電池發動機及電堆批量化生產的企業之一；2019 年度共銷售燃料電池發動機系統銷售，在國內率先開啟了氫燃料電池發動機批量商業化的進程

濰柴動力：

公司是重卡裝備制造龍頭企業，2018 年開始部署新能源產業，先后作為第一大股東參股加拿大巴拉德和英國錫里斯動力兩家世界領先的氫燃料電池、固態氧化物燃料電池技術公司，推進新能源產業布局。2020 年上半年，濰柴動力建成新電堆生產線和燃料電池發動機生產線，規模達2萬套級別。同時，濰柴動力還在濰坊等地推廣了10 條氫能源公交線路和 220 輛氫能源公交車。隨著技術不斷成熟和成本降低，氫能源重卡或將在未來 5~10 年實現全壽命成本平價，并成為濰柴動力未來的增長驅動力。目前濰柴動力另有計劃投資 37 億元的氫燃料電池及關鍵零部件產業化項目（預計2022年建成）、固態氧化物燃料電池及關鍵零部件產業化項目（預計2024年建成）、燃料電池動力總成及核心零部件研發及制造能力建設項目（預計2024年建成）

宇通客車：

目前是國內大中型客車企業的絕對龍頭，市占率常年第一，2020年市場份額高達 35.36%。早在 2009 年，宇通客車就成功推出了第一代增程式燃料電池客車，2013 年宇通推出第二代氫燃料電池城市客車并建設了加氫站。2014 年宇通客車獲得國內首個燃料電池客車資質認證。宇通客車研發費用長期居行業第一，研發人員占比達 21.08%。2020 年宇通客車研發費用達 15.52 億元，是行業平均的 6 倍

福田汽車：

國內最大的商用車企業，核心產品包括商用車、乘用車和發動機領域。同時，福田汽車也是國內最早開始研發氫燃料電池和氫能源汽車的企業，在氫能源領域深耕多年，有較強的技術能力。早在 2006 年，福田汽車就與清華大學和北京億華通聯合承接國家“863 計劃”中氫燃料客車的研發項目，此后經歷“十二五”氫燃料汽車規劃與研究、“十三五”氫燃料汽車產業化等一系列項目，公司積累了大量氫能源汽車領域的技術和經驗

長城汽車：

國內領先的汽車自主品牌，在 SUV 和皮卡細分市場龍頭優勢顯著，同時也是較早布局進入氫能源乘用車市場的企業。長城汽車計劃在未來五年投入超過 1,000 億加速純電、混動和氫能領域的研發。2021 年長城汽車將推出首款 C 級氫燃料電池 SUV，并計劃在 2023 推出首款全尺寸氫燃料電池汽車。同時長城還將首先落地全球首個 100 輛 49 噸級燃料電池重卡的全面應用，到 2022 年完成冬奧會首支高端燃料電池乘用車的服務車隊

今年6月，全球首家氫能重卡公司尼古拉上市，尼古拉于2015年創立，目前在研的車型續航預計可以到到800~1400公里，預計2023年實現量產，預計年產5000~10000輛，目前已獲得了1.4萬輛訂單

氫能源產業鏈各主要公司位置

總體來說，制氫和儲氫環節技術難度都不高，現在的發展相對成熟，但是要注意技術的迭代，制氫環節目前已“灰氫”為主，中期會慢慢切換到“藍氫”，但“藍氫”依然是有碳排放的，長期一定是以“綠氫”為主的，在氫能發展的現階段以“灰氫”為主的公司業績一定是最好的，但長期來看要關注“綠氫”企業。儲氫環節現在以氣體儲氫為主，但更多的應用要通過固態儲氫實現，所以這個環節要關注固態儲氫技術的發展。電堆環節是最值得關注的技術環節，目前我國與國外先進技術有一定差距，一旦這個環節產生突破，我國的氫燃料電池將會迎來極大的發展。氫能源汽車已經有多家公司開始量產，業績逐漸兌現，主要是成本問題

短期來看，氫燃料電池與鋰電池不是競爭關系，而是互補關系。鋰電池占用空間小，基礎設施充足，技術成熟，適用于乘用車；而氫燃料電池還處于商業化早期，電堆技術發展不如鋰電池技術發展，再加上加氫站稀少，數量上遠遠不及充電樁和加油站，目標是在貢獻了77%碳排放的商用車市場。但這種區分不是絕對的，一旦半固態/固態鋰電池或固態儲氫技術出現重大突破，兩種技術都可能進入對方領域。