氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择

电力设备行业深度研究

投资摘要：

关键问题一：氢能既然这么好，为什么现在才加速推广？

逻辑一：履行“碳达峰碳中和”诺言的需要。

《巴黎协定》为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。协定规定，2023年进行第一次全球履约盘点，此后每5年进行一次。我国2020年做出“双碳目标”郑重承诺，“减碳”时间紧，任务重。氢能减碳显著，是重要选择。今年开始第一次履约盘点，也许是氢能加速推广的原因之一。

逻辑二：氢能涉及产业链众多，可以作为新的经济增长点培育。

过去几年，以锂离子电池为核心的电动汽车得到了显著发展。其中，基于中国的悉心培育，中国新能源车产业链领先优势明显。由于锂电新能源车的示范效应，近期，其他国家和地区期望，将氢能产业链悉心培育，成长为类似锂电动车的产业，成为经济发展新动力，并期望在氢能领域处于领头羊地位。

逻辑三：构建安全能源体系的重要选择。

当前全球地缘政治日渐复杂、局部地区爆发冲突频发，能源安全重要性日益提升，各国也将重新布局能源生产与消费。氢能来源广泛，可以摆脱自热禀赋限制，助力掌控能源自主性。氢能源技术革命与产业化的受重视程度加速提升。

关键问题二：何时有望突破？

燃料电池汽车是氢能初期应用的突破口，也是政策支持的重点。成本是影响氢燃料电池汽车推广的重要因素。中大型商用车是有望率先推广的方向,我们选取4.5吨物流车（中型货车）、49吨重卡（重型货车）和12米公交车（大型客车）为代表，分析了它们的成本何时能降到与油车相同的水平。

在不考虑补贴的情况下，预计2024年，“4.5吨物流车”可以实现“氢油平价”,“49吨重卡”预计将于2025年实现“氢油平价”，此后氢燃料电池汽车有望迎来大范围推广。

关键问题三：未来增速如何？

2021年，电解水制氢占氢气产量比重为0.04%（约0.04Mt)。假设2050年，电解水制氢比例提升至10%(66Mt)，则电解水制氢产量2021-2050 CAGR=29%,增速非常可观。

预计2025/2030全球燃料电池汽车保有量为17/94万辆，年销量为5.2/25万辆，渗透率为0.06%/0.28%。预计2023/2030，燃料电池汽车用氢气需求为62/474万吨，2023-2030 CAGR=34%。

投资策略：

上游：电解槽是电解水制氢系统中的核心设备。建议关注“绿电+绿氢”可以耦合的大市值龙头白马，如隆基绿能和阳光电源。同时推荐关注，传统业务稳健，积极布局开拓氢能源新业务的中小市值企业，如华电重工、华光环能和昇辉科技。

中游：建议关注储氢瓶中高价值材料一碳纤维龙头，如中复神鹰和光威复材。同时建议关注储氢瓶领军企业一中材科技。

下游：燃料电池汽车的核心是燃料电池发动机，推荐关注龙头一亿华通，以及一体化布局完整的头部企业一美锦能源。

风险提示：

政策落地不及预期、电解水技术进展不及预期、成本下降不及预期、配套设施建设不及预期。

评级增持 (维持）

2023年07月06日

曹旭特分析师

SAC执业证书编号：S1660519040001

刘宁研究助理

SAC 执业证书编号：S1660122090007

liuning@shgsec.com

行业基本资料

股票家数	357
行业平均市盈率	21.93
市场平均市盈率	11.69

行业表现走势图

资料来源：Wind，申港证券研究所

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重点关注公司盈利预测与估值

公司名称	市值（亿元）	净利润 (亿元)				P/E 2024E	2025E
公司名称	市值（亿元）	2023E	2024E	2025E	2023E	P/E 2024E	2025E
隆基绿能	2,114	188.5	234.2	270.2	11.2	9.0	7.8
阳光电源	1,758	69.6	93.4	121.1	25.3	18.8	14.5
华电重工	91	4.4	5.5	6.7	20.6	16.5	13.6
华光环能	111	8.9	10.7	12.2	12.4	10.4	9.1
昇辉科技	61			=			=
中复神鹰	324	9.3	12.9	16.8	34.8	25.2	19.3
光威复材	254	11.3	13.8	16.4	22.4	18.4	15.5
中材科技	343	35.5	42.6	51.3	9.7	8.1	6.7
亿华通	99	-1.0	-0.4	0.5	-96.6	-257.9	218.6
美锦能源	332	21.7	24.1	27.6	15.3	13.8	12.1

资料来源：Wind一致预期，申港证券研究所，采用2023年7月6日收盘后数据

内容目录

1.氢能“绿色低碳+能源安全"的战略选择..
1.1 减轻"温室效应”呵护人类家园是核心驱动力 ...5
1.2 构建安全能源体系的重要选择， ...8
1.3 氢能产业链环节众多潜在经济新增长点.. ..
2.政策氢能战略地位逐步提... 10
2.1中国：顶层设计逐步完善辅助完整产业链的形... ...0
2.2 海外：氢能政策逐渐加码产业步入发展快车道 ...1
3.市场空间广阔交通领域增速可. ..12
3.1 交通领域：氢燃料电池汽车前景清晰增速可...
3.2工业：氢直接还原铁减碳显著 2030年有望推广应用... ...5
4.产业链条不断完善助力氢能步入"快速发展期..
4.1 制氢：绿氢是重点降本可期... ...19
4.2 储运：短距储运有保障长距输运已启动建设.. .. 23
4.3 加氢：高速发展布局持续完善...
6.投资建议与重点公司梳理. ...31
6.1 制氢环节.... ....31
6.1.1 隆基绿能... ...31
6.1.2阳光电.源. ..32
6.1.3 华电重工.. ...33
6.1.4华光环能， ....34
6.1.5昇辉科技.. 34
6.2 储氢：看好核心材料龙头.. ..35
6.4 重点关注公司盈利预测与估值！ .36
7.风险提示... .. 36

图表目录

图1：《巴黎协定》及中美欧减碳计划时间线， ..6
图2：1.5℃控温情景下的碳排放控制目标. .6
图3：全球能源消费构成(2021) .7
图4: 中国能源消费构成(2021)
图5：化石燃料碳排放系数... .
图6：低碳氢、清洁氢与可再生氢的划分，
图7: 我国能源消费结构..
图8: 我国原油和天然气对外依存度.. 9
图9：氢能产业链
图10: 中国氢能政策发展历程
图11: 本世纪前2.年氢气需求情况13
图12: 2020氢气需求构成 … ...3
图13: 氢气生产来源构成（2020) ..13
图14：氢气生产来源构成（2021) ...3
图16：全球燃料电池汽车数量 (万辆) ....14
图17：国内燃料电池汽车数量 (万辆)
图18: 基于DRI的钢铁生产工艺示意图 ....16
图19: 中国宝武碳中和冶金技术路线图.. 17
图20: 中国宝武主要技术的减排潜力和部署时间表. ..17
图21: 日本钢铁工业减碳技术实施路线.. ..18
图22: 典型制氢工艺生命周期CO2排放量对比 (tCOz/tH2) ...19
图23: 4种电解水制氢方式原理示意图.. ..20
图24: AWE 制氢成本随电价变化.. ..22
图25: PEM制氢成本随电价与设备成本变化.. ...2
图26: 氢储运体系 ...23
图27: 不同运氢方式成本比较. ...24
图28: 全球加氢站数量
图29: 中国加氢站数量. ....25
图30: 三类燃料电池汽车实例.
图31: 氢燃料电池汽车补贴前成本构成. ....27
图32: 补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况.. ...27
图33: 三类典型车型每公里TCO 对比（元/km） ..30
图34: 隆基首台碱性水电解槽下线... .. 31
图35:
图36: 隆基ALK Hi1系列产...
图37: 阳光电源AWE制氢设备 ..32
图38: 阳光电源PEM制氢设备... ...32
图39: ...33
图40：华电重工研发的AWE装. ..33
图41：华光环能1500标方碱性电解槽产品. ..34
表1：中国近期主要氢能政策， ..0
表2：海外主要氢能政策 .1
表3：汽车领域用氢空间广.. ...15
表4：国内氢冶金项. .17
表5：国外氢冶金项目. ..8
表6：制氢方式对.. ..19
表7：电解水制氢技术对比. ....21
表8：AWE和PEM制氢成本对比... .. 21
表9：PEM制氢成本随电价与设备成本变化. 22
表10：储氢方式对比 ...24
表11：不同类型车辆的全生命周期拥有成本(2022) ..26
表12: 补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：4.5吨物流车. ..28
表13: 补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO 随购车成本和燃氢成本变化情况：49吨重卡.
表14：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：12米公交车. ...28
表15：三款典型氢燃料电池车成本演变预测... ...29
表16：三类典型车型每公里TCO 对比（元/km) .. 30
表17：重点关注公司盈利预测与估值.. ...36

1.氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择

氢能，绿色低碳、来源丰富，应用广泛，对构建清洁低碳、安全高效的能源体系，具有重要意义，已成为全球加快低碳、绿色转型，培育经济新增长点的战略选择。发展氢能的主要驱动力可以归结为：

1．减轻“温室效应”，呵护人类家园是核心驱动力；

2.构建安全能源体系的重要选择；

3．氢能产业链环节众多，是潜在经济新增长点。

1.1减轻“温室效应”呵护人类家园是核心驱动力

2015年，《巴黎协定》在联合国气候变化大会（巴黎气候大会）上达成。由于温室效应，全球各地极端天气频发，世界面对气候变化和自然灾害加剧的压力持续增大。《巴黎协定》因此设定了主要目标：到本世纪末把全球平均气温升幅较工业化前的水平控制在2℃之内，并为把温升控制在1.5℃之内而努力；全球将尽快实现温室气体排放达到峰值，以促进温室气体排放实现回落，并在本世纪下半叶实现温室气体的净零排放。由此，国际社会开启了绿色减排新规划、新征程。

·根据国际能源署（IEA)和氢能联盟（Hydrogen Council）预测，限制 2C的温升，需将与能源相关的CO2排放量减少60%，由2015年的340亿吨，调整到2030年的260亿吨，到2050年降低到130亿吨。

·2020年9月，我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

●2021年1月，美国重返《巴黎协定》，然后积极推动气候变化治理，发布一揽子应对气候变化政策，包括《清洁能源革命与环境正义计划》、《关于应对国内外气候危机的行政命令》和《通胀削减法案》等，期望到2050年实现零碳排放。

●2021年7月，欧盟着手制定“Fitfor55”计划，核心目标是“2030温室气体排放量较1990 至少减少 55%”。

控制地球温度上升幅度，减轻“温室效应”，减少温室气体排放，实现碳中和，呵护地球生态，守护人类家园已经成为国际社会普遍共识。

图1：《巴黎协定》及中美欧减碳计划时间线

资料来源：中国政府网，欧盟官网，申港证券研究所

减碳目标时间紧，任务重。中国科学院院士于贵瑞团队预测：在2100年大气升温控制在 1.5℃目标下的 2030 年和 2050 年全球温室气体年排放量需要分别控制在约275亿吨和70亿吨CO2当量以内。然而以目前的排放情况估算，2030年温室气体排放总量将在520亿一580 亿吨COz当量区间。单就CO2来说，预计排放量将于2025 年达峰，其峰值约为 420 亿吨/年，即在历史发展模式下基本不可实现1.5℃ 的控温目标。要实现全球1.5℃控温目标，2030 年和 2050 年的全球CO2年净排放量需要分别控制在203 亿吨和-5 亿吨COz以内，并且至2100 年应达到每年从大气中净固定102 亿吨 CO2状态。

图2：1.5C控温情景下的碳排放控制目标

资料来源：于贵瑞等《中国碳达峰、碳中和行动方略之探讨》，申港证券研究所

能源领域是碳排放大户，能源领域减碳对“碳中和碳达峰”意义重大。我国是世界能源生产大国和消费大国，能源碳排放占全国碳排放总量的80%左右。传统燃料所产生的碳排放系数高（每种能源在燃烧或使用过程中单位能源所产生的碳排放数量)，排碳严重。

图3：全球能源消费构成 (2021)

资料来源：BP《Statistical Review ofWorld Energy-2022》，申港证券研究所

图4：中国能源消费构成 (2021)

资料来源：Wind，申港证券研究所

图5：化石燃料碳排放系数

资料来源：吴国华等《基于能源消费的二氧化碳排放量估算》，《IPCC2006 国家温室气体清单指南》，申港证券研究所

氢能，清洁环保、来源丰富，热值高，是实现零碳排放能源利用的重要选择。

·清洁环保：燃烧产物为水，零碳排放（碳排放系数为0)，不会对环境造成污染。

·来源丰富：电解水，化石能源重整制氢，工业副产物制氢均可以制氢。

·热值高：氢气是热值最高的燃料，为14*10^8J/kg（39kWh/kg)，是甲烷（天然气）的2.5倍，汽油的3.2倍。

绿氢减碳显著，是氢能发展的重点。根据氢的制取来源和制取过程中的碳排放情况，可将氢分为灰氢、蓝氢、绿氢。

·灰氢：由天然气、煤等化石燃料生产的氢气，制取过程成本最低，但碳排放量高。

·蓝氢：灰氢的“升级版”，在氢气生产环节配合碳捕捉和封存技术。

●绿氢：通过使用可再生能源（如太阳能、风能等）电解水得到的氢气，在生产绿氢的过程中，完全没有碳排放。

它们有时难以量化区分，因此业界基于制取氢气中的温室气体排放量，定义了“低碳氢”“清洁氢”与“可再生氢”。

·低碳氢：生产过程中所产生的温室气体低于14.51kgCO2e/kgH2。

·清洁氢：生产过程中所产生的温室气体低于4.9kgCO2e/kgH2;

·可再生氢：生产过程中所产生的温室气体低于4.9kgCO2e/kgH2，且氢气生产所消耗的能源为可再生能源。相当于通俗意义上的“绿氢”。

绿氢与可再生氢，是发展氢能的初衷，是氢能利用的理想形态，是全球重点支持发展方向，市场空间广阔。

《巴黎协定》还规定，2023年进行第一次全球履约盘点，此后每5年进行一次。
氢能减碳显著，今年开始第一次履约盘点，也许是氢能加速推广的原因之一。

图6：低碳氢、清洁氢与可再生氢的划分

资料来源：氢能联盟公众号《一图读懂丨低碳氢、清洁氢与可再生氢》，申港证券研究所

1.2构建安全能源体系的重要选择

氢能来源丰富，电解水，化石能源重整制氢，工业副产物制氢均可以制氢。在当前全球地缘政治日渐复杂、局部地区爆发冲突频发的背景下，能源安全重要性日益提升，各国也将重新布局能源生产与消费。氢能来源广泛，可以摆脱自热禀赋限制，助力掌控能源自主性。氢能源技术革命与产业化的受重视程度加速提升。

图7：我国能源消费结构

资料来源：Wind，申港证券研究所

图8：我国原油和天然气对外依存度

资料来源：Wind，申港证券研究所

1.3氢能产业链环节众多潜在经济新增长点

氢能产业链涉及环节众多，已成为全球培育经济新增长点的战略选择。氢能产业链总体可分为制取、储存、运输和应用等4个环节。其中，制氢方式主要分为：电解水制氢；煤，天然气等化石燃料重整制氢；氯碱尾气、焦炉煤气等工业副产物制氢。储运方式主要有：压缩气体储运、低温液化储运、有机液态储运、固态吸附储运。氢能的下游应用领域十分广阔，包括工业应用、交通运输、发电发热等。交通领域中氢燃料电池汽车是行业的焦点，发展前景广阔。从培育经济增长点角度看，氢能产业链条长，涉及领域众多，氢能产业的发展必将带动产业链上下游零部件、原材料、设备等厂商发展，为经济增长提供强劲动力。

图9：氢能产业链

资料来源：曹军文等《氢气储运技术的发展现状与展望》，殷伊琳《我国氢能产业发展现状及展望》，HydrogenCounciletc《Hydrogen forNet-Zero》，申港证券研究所

2.政策氢能战略地位逐步提升

全球氢能政策逐渐加码，推动氢能进一步迅速发展。在“碳中和+能源安全”的战略目标下，为此中国乃至全球都推出了氢能战略政策，加速氢能发展。

2.1中国：顶层设计逐步完善辅助完整产业链的形成

我国氢能源相关政策顶层设计逐步完善，辅助完整产业链的形成。2019年，氢能首次被写入《政府工作报告》，此后氢能逐步受到重视，相关支持政策加速出台，国家专门出台《氢能产业发展中长期规划（2021一2035 年)》，并且氢能作为前沿科技和新兴产业被写进国家“十四五”规划。国家正全面推动氢能发展，重点围绕可再生能源制氢、电氢耦合、燃料电池等领域，推动“制储输用”全链条发展。

图10：中国氢能政策发展历程

资料来源：程文姬等《“十四五”规划下氢能政策与电解水制氢研究》，中国政府网，申港证券研究所

表1：中国近期主要氢能政策

发布时间	发布机构	政策名称	内容提要
2022.10	国家能源局	《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》	开展氢制备、氢储存、氢输运、氢加注、氢能多元化应用等技术标准研制，支撑氢能"制储输用"全产业链发展。重点围绕可再生能源制氢、电氢耦合、燃料电池及系统等领域，增加标准有效供给。
2022.6	国家发展改革委、国家能源局等9部门	《"十四五"可再生能源发展规划》	推动可再生能源制氢和多能互补开发，开展规模化可再生能源制氢示范，推进有关重点领域绿氢替代。
2022.3	国家发展改革委、国家能源局	《氢能产业发展中长期规划 (2021—2035 年)》	明确了氢能的战略定位、各阶段氢能产业的发展目标以及未来氢能发展的重点任务。 2025年，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排 100-200 万吨/年。 2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，可再生能源制氢广泛应用。
			业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升。
2021.11	国家能源局、科学技术部	《"十四五"能源领域科技创新规划》	攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术，推动氢能与可再生能源融合发展。
2021.10	国务院	《2030 年前碳达峰行动方案》	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。
2021.9	中共中央、国务院	《中共中央国务院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。
2020.6	国家能源局	《2020年能源工作指导意见》	稳妥有序推进能源关键技术装备攻关，推动储能、氢能技术进步与产业发展；制定实施氢能产业发展规划，组织开展关键技术装备攻关，积极推动应用示范
2019.3	国务院	《政府工作报告》	氢能首次被写入《政府工作报告》。推动加氢等设施建设。

资料来源：中国政府网，国家能源局，国家发改委，申港证券研究所

2.2 海外：氢能政策逐渐加码产业步入发展快车道

海外欧美日等地，均出台国家级氢能发展战略，对氢能均寄予厚望，雄心勃勃，氢能产业链即将迎来变革，步入发展快车道。

美国：制定《国家清洁氢战略和路线图》，确定近、中、长期行动。规划2030/2040/2050年美国绿氢年产能分别达到1000/2000/5000万吨。2024-2028年实现电解水制氢成本2美元/kg，2029-2036 年实现制氢成本1美元/kg。此外，《通胀削减法案》也为绿氢生产提供税收抵免，支持绿氢发展。

日本：提高氢能发展目标。日本《第六次能源基本计划》中，将2030年氢/氨发电占比从第五期计划设定的0%提高到本次设定的1%。2030/2050 年实现氢气年供应量300/2000万吨。2030年实现制氢成本从目前的100日元/Nm（约合5.5元人民币/Nm）降至30日元/Nm（约合1.7元人民币/Nm)。

欧盟：目标明确，将氢能源整合到欧盟的综合能源系统。规划至2030年安装 40GW可再生能源电解槽，可再生能源制氢年产量1000万吨；2030\~2050年，可再生能源制氢技术将逐渐成熟，其大规模部署将可以使所有脱碳难度系数高的工业领域使用氢能代替。德国将投入90亿欧元用于氢能源市场推广和相关国际合作。

表2：海外主要氢能政策

国家/地区	发布时间	政策名称	内容提要
美国	2022.8	《通胀削减法案》(IRA)	投入约3700亿美元用于气候和可再生能源领域，为生产绿氢提供税收抵免。 2030/2040/2050年美国绿氢年产能分别达到
美国	2023.6	《国家清洁氢战略和路线图》	1000/2000/5000 万吨。 2024-2028 年实现电解水制氢成本2美元/kg，2029- 2036年实现制氢成本1美元/kg;
日本	2019	《氢能与燃料电池技术开发战略》	该战略着眼于三大技术领域：(1)燃料电池技术领域, (2)氢供应链领域，(3)电解技术领域。在这些领域中，
国家/地区	发布时间政策名称		内容提要
			确定10个项目作为优先项目。 2030年氢/氨发电占比从第五期计划设定的0%提高到本次设定的1%。
	2021.10	《第六次能源基本计划》	2030/2050年实现氢气年供应量300/2000万吨。 2030 年实现制氢成本从目前的100日元/Nm（约合 5.5元人民币/Nm）降至30日元/Nm（约合1.7元人民币/Nm)。第一阶段(2020~2024年)：发展目标是降低现有制氢
	2020.7 欧盟	《欧洲氢能战略》	过程的碳排放并扩大氢能的应用领域，将其从现有的化学工业领域扩展到其他领域。在2024年前安装至少 6 GW 可再生能源电解槽，达到可再生能源制氢年产量100万吨。第二阶段(2024~2030年)：使氢能成为综合能源系统的重要组成部分。安装至少40 GW 可再生能源电解槽，达到可再生能源制氢年产量1000万吨。第三阶段(2030~2050年)：可再生能源制氢技术将逐渐成熟，其大规模部署将可以使所有脱碳难度系数高
德国	2021.7 2020.6	《Fit for 55》《国家氢能源战略》为支持这一战略，德国政府还将在现有基础上再投入	的工业领域使用氢能代替。 2030 年安装40GW可再生能源电解槽，可再生能源制氢年产量1000万吨。第一阶段从2020年到2023年，为德国氢能源国内市场打好基础; 第二阶段从2024年到2030年，要稳固国内市场，塑造欧洲与国际市场，服务德国经济。

资料来源：新华网，中科院网，美国政府网站，欧盟网站，新能源网，申港证券研究所

3.市场空间广阔交通领域增速可期

氢能的应用场景主要包括交通、工业、发电、燃烧发热等方向。根据国际能源署(IEA)数据，本世纪前20年，氢气需求（用量）增长了50%。2020年，氢气需求约90Mt(百万吨)，其中大多数需求源自石油精炼、化工（生产氨气和甲醇)、钢铁等领域：

●石油精炼：作为原料、还原剂、以及能量来源，约40Mt需求，占比44%;

·化工：生产氨气和甲醇，约45Mt需求，总需求50%，其中3/4用来生产氨气，1/4 用来生产甲醇;

●钢铁：在直接还原法生产钢铁过程中（DirectReduced Iron，DRI)，消耗约5Mt氢气，占总需求6%。

·其他：在交通运输，发电等领域占比极少，像交通运输领域需求少于20kt，占比仅为0.02%。未来有很大的发展空间。

这些比例自从2000 以来，除了DRI生产中用氢比例稍有增加外，其他的几乎没有发生变化。

图11：本世纪前20年氢气需求情况

资料来源：IEA，申港证券研究所

图12：2020氢气需求构成

资料来源：IEA，申港证券研究所

当前清洁氢占比极小，发展空间广阔。根据IEA数据，2020年近1%的氢气源自化石燃料重整（有CCUS1)，可以算是清洁氢；2021年，清洁氢多了一个来源途径一电解水制氢，约占0.04%（约0.04 Mt)。根据 IEA 和 Hydrogen Council 等组织机构预测，2050年清洁氢2需求约660Mt（假设氢气价格为10元/kg，价值约合6.6万亿)，占全球最终能量需求的22%。假设2050年，电解水制氢比例提升至10%(66 Mt)，则电解水制氢产量2021-2050CAGR=29%，增速非常可观。

图13：氢气生产来源构成 (2020)

资料来源：IEA，申港证券研究所

图14：氢气生产来源构成 (2021)

资料来源：IEA，申港证券研究所

图15：近、中、远期氢气需求

Hydrogen end-use demand by segment, MT hydrogen p.a.

资料来源：IEA，Hydrogen Council，McKinsey&Company，申港证券研究所

3.1交通领域：氢燃料电池汽车前景清晰增速可期

以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口，也是政策支持的重点，商业化应用前景也较为清晰。基于锂电池的电动汽车是当前的主流，但存在废旧电池回收、续航里程短、充电速度慢等问题，这也为发展氢燃料汽车提供了空间。随着氢燃料电池汽车技术不断成熟、成本逐渐下降，氢燃料电池汽车将逐步占有一定市场。

燃料电池汽车推广持续提升，增速可期。根据中国氢能联盟统计，2022年底，中国燃料电池汽车保有量约1.3万辆，同比增长39%；全球主要国家（中韩日美德）燃料电池汽车总保有量达到6.7万辆，同比增长36.3%。根据中、外氢燃料电池汽车相关政策规划，我们预计，2025/2030国内燃料电池汽车保有量为5/37.1万辆，年销量为2.2/10万辆，渗透率为0.08%/0.33%；2025/2030全球燃料电池汽车保有量为17/94万辆，年销量为5.2/25万辆，渗透率为0.06%/0.28%。预计2023/2030,燃料电池汽车用氢气需求为62/474万吨，2023-2030CAGR=34%。

图16：全球燃料电池汽车数量 (万辆)

资料来源：中国氢能联盟，申港证券研究所

图17：国内燃料电池汽车数量 (万辆)

资料来源：中国氢能联盟，申港证券研究所

表3：汽车领域用氢空间广阔

	单位	2022	2023E	2024E	2025E	2026E	2027E	2028E	2029E	2030E
全球汽车销量		8163	8200	8300	8400	8500	8600	8700	8800	8900
全球燃料电池汽车销量	万辆	1.8	2.1	3.0	5.2	8.0	11.4	15.4	20.0	25.0
YOY		10%	17%	43%	73%	54%	43%	35%	30%	25%
全球燃料电池汽车渗透率		0.02%	0.03%	0.04%	0.06%	0.09%	0.13%	0.18%	0.23%	0.28%
全球燃料电池汽车保有量		6.7	8.8	11.8	17.0	25.0	36.0	51.0		94.3
YoY	万辆	36%	31%	34%	44%	47%	44%	42%	70.1 37%	35%
燃料电池汽车氢气需求	万吨		62	83	120	172	237	288	371	474
YOY				34%	44%	43%	38%	22%	29%	28%

氢燃料电池乘用车占比			30%	30%	30%	32%	35%	38%	42%	45%
乘用车保有量	万辆		2.6	3.5	5.1	8.0	12.6	19.4	29.4	42.4
乘用车单位氢气需求	kg/百公里/辆		1	1	1	1	1	0.9	0.9	0.9
乘用车年均行驶里程乘用车氢气需求	万公里		2	2	2	2	2	2	2	2 7.6
	万吨		0.5	0.7	1.0	1.6	2.5	3.5	5.3
氢燃料电池商用车占比商用车保有量			70%	70%	70%	68%	65%	62%	58%	55%
商用车单位氢气需求	万辆		6.2	8.3	11.9	17.0	23.4	31.6	40.6	51.9
商用车年均行驶里程	kg/百公里/辆		10	10	10	10	10	9	9	9
商用车氢气需求	万公里		10 62	10 83	10	10	10	10	10	10 467
	万吨				119	170	234	285	366
国内汽车销量国内燃料电动汽车销量	万辆	2685	2700	2750	2800	2850	2900	2950	3000	3050
YOY	万辆	0.34	0.5	1	2.2	3.5	4.9	6.4	8	10
国内燃料电池汽车渗透率		113%	47%	100%	120%	59%	40%	31%	25%	25%
国内燃料电动汽车保有量		0.01%	0.02%	0.04%	0.08%	0.12%	0.17%	0.22%	0.27%	0.33%
YOY	万辆	1.3 39%	1.8	2.8	5	8.5	13.3	19.5 47%	27.2	37.1 36%
			38%	56%	79%	70%	56%		39%
国外汽车销量	万辆	5478	5500	5550	5600	5650	5700	5750	5800	5850
国外燃料电动汽车销量	万辆	1.46	1.60	2.00	3.00	4.50	6.50	9.00	12.00	15.00
YOY		-1%	10%	25%	50%	50%	44%	38%	33%	25%
国外燃料电池汽车渗透率		0.03%	0.03%	0.04%	0.05%	0.08%	0.11%	0.16%	0.21%	0.26%
国外燃料电动汽车保有量	万辆	5.4	7.0	9.0	12.0	16.5	22.7	31.5	42.9	57.2
YOY		36.3%	30%	29%	33%	38%	38%	38%	36%	33%

资料来源：中国氢能联盟，Wind，申港证券研究所

3.2工业：氢直接还原铁减碳显著 2030年有望推广应用

钢铁行业不仅是能耗大户，也是碳排放大户。我国钢铁行业的能耗约占全国总能耗的15%，其中，70%的能耗集中在炼铁工序；碳排放量约占全国碳排放量的18%，是我国碳排放量最大的制造业行业。

氢能可以从本质上改变炼铁工艺高排放的缺点。用氢直接还原氧化铁（DRI)，产物是水，二氧化碳的排放量为零，减碳效果显著，也是确定性非常高的氢应用场景。

碳冶炼与氢冶炼反应对比：

碳冶炼：FeO3+3 CO=2Fe+3C02

图18：基于DRI的钢铁生产工艺示意图

资料来源：柴锡翠等《氢冶金的研究现状及其能耗状况分析》，申港证券研究所

氢冶金近期以实验为主，2030年有望推广应用。作为中国钢铁企业龙头，中国宝武的氢冶金路径具有示范和启示作用。中国宝武规划：

·2020一2035年主要通过对传统高炉工艺加以技术改造实现减碳目标；

·接近2035年时，部署“富氢碳循环高炉”；

●2035年之后大力发展“氢基竖炉”。

中国其他单位、以及国外的氢冶金项目，目前也是以实验为主。日本作为先进发达国家的代表，规划2030年左右推广应用高炉氢还原铁。虽然氢冶金替代碳冶金是确定的，但落地时间距今较久，故我们暂不预测氢冶金领域中氢气需求量。

图19：中国宝武碳中和冶金技术路线图

资料来源：中国宝武钢铁集团有限公司《一份镌刻在钢铁发展史册上的时代答卷》，申港证券研究所

图20：中国宝武主要技术的减排潜力和部署时间表

资料来源：中国宝武钢铁集团有限公司《一份镌刻在钢铁发展史册上的时代答卷》，申港证券研究所

表4：国内氢冶金项目

时间	单位项目
2019年1月	宝武集团	核能制氢与氢冶金 (合作方：清华大学、中核集团)
2019年10月	山西中晋	我国首套使用焦炉煤气进行气基直接还原炼铁(合作方：北京科技大学)
2019年12月	钢研总院	“十三五”重点研发计划：基于氢冶金的固废源头减量钢铁生产新技术(氢基竖炉+电炉熔分工艺)
2020年7月	宝武集团	新疆八一钢厂400m富氢碳循环高炉点火开炉，全球开放共享工业级别低碳冶金创新试验基地
时间	单位	项目
2021年4月	建龙集团	内蒙古赛思普公司年产30万t氢基熔融还原法高纯铸造生铁项目成功出铁
2021年7月	鞍钢集团	“绿色氢能冶金技术联合研发”项目签约启动，开发光伏/风电-电解水制氢-全氢流化床直接还原工艺(合作方：中科院过程所、上海大学等)
2021年12月	兴国铸业	建成了我国富氢低碳炼铁领域首台/套半工业化试验高炉(40 m)系统，完成了我国首次以纯氢为喷吹气源的高炉富氢冶炼技术开发试验，并对富氢试验高炉进行解剖研究(合作方：上海大学)
2022年2月	宝武集团	宝钢湛江钢铁零碳示范工厂百万吨级氢基竖炉工程正式开工，国内首套百万吨级氢基竖炉，也是首套集成氢气和焦炉煤气进行工业化生产的直接还原生产线
2022年3月	河钢集团	河北张宣高科科技有限公司氢能源开发和利用工程示范建设项目：2座55.5万t氢基还原竖炉开工建设

资料来源：鲁雄刚等《氢冶金的发展历程与关键问题》，申港证券研究所

表5：国外氢冶金项目

国家/地区	开始时间	项目计划	主要内容
日本	2008	COURSE50	日本2008年启动COURSE50 项目，历时10年开发关键技术，2018年开始进入高炉应用综合技术开发阶段
瑞典	2016	Carbon-Dioxide-Free Steel Industry 计划非化石能源钢铁项目HYBRIT	用 H2 替代高炉用煤粉和焦炭，纯氢直接还原球团矿生产海绵铁和球团、烧结的非化石能源加热(绿电-绿氢-氢冶金-电炉熔分)，投资 5130万欧元
韩国	2017	POSCO 低碳冶炼项目	包括低碳炼铁FINEX技术、高炉富炼铁技术、碳捕获与分离技术和利用废气热能发电技术，从2017年到 2023 年政府投资约合9.15亿人民币，官民合作研发
德国	2019	蒂森克虏伯公司高炉喷吹纯氢试验	全球首次“以氢代煤”，初期投资 270万欧元

资料来源：鲁雄刚等《氢冶金的发展历程与关键问题》，申港证券研究所

图21：日本钢铁工业减碳技术实施路线

2010 2020

2030 2040 2050 2100

COURSE50

高炉氢还原（内部氢气）

R&D逐步应用

SuperCOURSE50

高炉氢还原（外部氢气）

启动

氢还原炼铁

非高炉氢还原炼铁

启

动

R&D

逐步应用

碳捕集存储

回收封存钢铁生产中的CO2

R&D

逐步应用

碳捕集利用

钢铁企业CO再利用

R&D 逐步应用

资料来源：鲁雄刚等《氢冶金的发展历程与关键问题》，申港证券研究所

4.产业链条不断完善助力氢能步入“快速发展期”

氢能发展的挑战主要是经济性问题，随着技术迭代，“制储运加”氢等环节的成本大幅降低，产业链条不断完善，助力氢能步入“快速发展期”。

4.1制氢：绿氢是重点降本可期

绿氢是未来产业的重点发展方向。氢能产业发展初衷是零碳或低碳排放，我国当前电网以火电为主，当前电网电解水制氢生命周期CO2排放量是煤制氢的1.7倍。虽然灰氢、蓝氢成本较低，但将会逐渐被基于可再生能源的绿氢所替代。

表6：制氢方式对比

制氢方法		反应原理	优点	缺点	成本（元/m²）成本（元/kg)
化石燃料制氢	煤	C+H2O→CO+H2	本低	技术成熟，成碳排放量大，产0.9 生含硫污染物		10.1
化石燃料制氢	天然气	CH4+O2→CO+H2	率高	工艺成熟，效天然气价格高，成本高	1.1	12.3
工业副产气制氢		以富含氢气的工业尾气（如氯碱尾气、焦炉煤气等）作为原料，通过变压吸附等技术将其中的氢气分离提纯	几乎无需其他原料投入，成本低	生产地点需靠近 1.3 氯碱工业附近，来源受限		14.6
电解水制氢		在电解槽中通入直流电、电化学反应	排放少，制氢纯度高	工艺简单，碳耗能大、成本高	/

资料来源：张彩丽《煤制氢与天然气制氢成本分析及发展建议》，宁翔《我国工业制氢技术路线研究及展望》，申港证券研究所

图22：典型制氢工艺生命周期CO2排放量对比 (tCOz/tH2)

资料来源：陈馨《典型制氢工艺生命周期碳排放对比研究》，申港证券研究所

电解水基本原理：

根据热力学等相关理论,理论上电解水制氢单耗约为:3kWh/Nm,即33 kWh/kg。
实际上由于欧姆损耗等原因，耗电量要高于理论值，效率达不到100%。

在技术层面，电解水制氢主要有4种：碱性水解（AWE/ALK)、质子交换膜水解(PEM)，固体聚合物阴离子交换膜（AEM）水解、固体氧化物（SOE）水解。

·AWE：商业化早，成熟度高，寿命长；可使用非贵金属电催化剂（如 Ni、Co、Mn 等)，因而成本低，但产气中含碱液、水蒸气等，需经辅助设备除去；另一方面，AWE难以快速启动、无法快速调节制氢的速度，因而与可再生能源发电的适配性较差。

·PEM：电流密度高、电解槽体积小、运行灵活、利于快速变载，与风电、光伏发电具有良好的匹配性。随着技术进步，以及PEM电解槽的逐步推广应用，其成本有望快速下降，是未来的重要发展方向。

·AEM和SOE目前处于实验室研发和初步示范阶段，短期不会大规模应用。

图23：4种电解水制氢方式原理示意图

AEM

资料来源：S.Shiva Kumar etc.《An overview of water electrolysis technologies for green hydrogen production》，申港证券研究所

表7：电解水制氢技术对比

	AWE	PEM	AEM	SOE
工作温度(℃)	≤90	≤80	≤60	≥800
电流密度(A/cm2)	<0.8	1~4	1~2	0.2~0.4
电解槽能耗(kWh/Nm3)	4.5~5.5	4~5	1	1
单机规模(Nm3/h)	≤1000	≤200	1	1
产氢纯度	≥99.8%	≥99.99%	≥99.99%	1
动态响应能力	较弱	较强	较强	较弱
可维护性	强碱腐蚀性强,运维复杂	无腐蚀性液体,运维简单	无腐蚀性液体,运维简单	1
成本	较低	使用贵金属电催化等材料，成本偏高	较低	1
技术成熟度	大规模工业应用	初步商业化应用	实验室研究	初步示范

资料来源：蔡昊源《电解水制氢方式的原理及研究进展》，俞红梅等《电解水制氢技术研究进展与发展建议》，申港证券研究所

电解水制氢成本主要在于电价和设备成本。电解水制氢成本组成包括3个部分：电解设备成本、电价和其他运营成本。电力占绝大部分份额。未来随着钙钛矿等低成本光伏发电技术的发展，电力成本有望大幅降低，制氢成本也有望随之下降与当前煤制氢、工业副产物制氢成本相当。由于AEM和SOE还未广泛商业应用，所以在此我们仅讨论AWE和PEM电解水制氢成本。

●AWE：在单位设备成本0.85万元/Nm/h，电价0.3元/kWh等假设前提下，如表所示，测算得AWE制氢成本为1.8元/Nm，其中电费成本为1.5元/Nm³，占比84%。AWE制氢技术经过几十年的发展，比较成熟，未来的降本路径主要会依靠电价的下降。在电价为0.2元/kWh，相应制氢成本可降为1.3元/Nm。

·PEM：在单位设备成本3万元/Nm/h，电价0.3元/kWh等假设前提下，如表所示，测算得PEM制氢成本为2.2元/Nm，其中电费和设备成本分别约占68%，23%。虽然当前成本较高，但响应速度快，适配性更强。随着技术进步，未来PEM会减少贵金属催化剂用量，而且，钙钛矿等低成本光伏发电技术正逐步商业化，未来，PEM电解水设备成本和电价均会降低。在它们成本分别为1万元/Nm/h，0.1元/kWh的情况下，PEM制氢成本可达0.9元/Nm，与煤制氢成本相当。

表8：AWE和PEM制氢成本对比

		单位	AWE制氢	PEM制氢
产能	单位产能	Nm3/h	1000	1000
	每天工作时长	h/天	12	12
	年运行天数	天/年	330	330
	年运行时间	h/年	3960	3960
	年产能	Nm3/年	3960000	3960000
初始投资	单位设备成本	万元/Nm3/h	0.85	3
	设备成本	万元	850	3000
	土建安装	万元	150	150

	单位	AWE制氢	PEM制氢
设备寿命	万h	8	6
折旧年限	年	20	15
单位折旧	元/Nm3	0.125	0.525
运营制造维护费用	元/Nm3	0.0025	0.0105
人工及管理费用	万元	60	60
单位人工	元/Nm³	0.15	0.15
单位耗电量	kWh/Nm3	5	5
电价	元/kWh	0.3	0.3
单位电费	元/Nm³	1.5	1.5
单位耗水量	t/Nm3	0.002	0.002
水价	元/t	5	5
单位水费	元/Nm3	0.01	0.01
合计成本	元/Nm3	元/Nm3	2.2
合计成本	元/kg	元/kg	24.6

资料来源：蒋珊《绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比》，张轩等《电解水制氢成本分析》，刘玮等《碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析》，申港证券研究所

图24：AWE制氢成本随电价变化

资料来源：蒋珊《绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比》，张轩等《电解水制氢成本分析》，刘玮等《碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析》，申港证券研究所

图25：PEM制氢成本随电价与设备成本变化

资料来源：蒋珊《绿氢制取成本预测及与灰氢、蓝氢对比》，张轩等《电解水制氢成本分析》，刘玮等《碳中和目标下电解水制氢关键技术及价格平准化分析》，申港证券研究所

表9：PEM制氢成本随电价与设备成本变化

PEM 制氢成本（元/Nm³）		单位设备成本（万元/Nm³/h）
电价（元/kWh）	0.5	4	3 2 3.0	1 2.9
	0.4	3.4 2.9	3.2 2.7 2.5	2.4
	0.3	2.4	2.2 2.0	1.9
	0.2	1.9	1.7 1.5	1.4
	0.1	1.4	1.2 1.0	0.9

4.2 储运：短距储运有保障长距输运已启动建设

氢气储运技术的发展对实现氢能大规模应用起重要支撑作用。

储氢的挑战在于：氢气易燃、易爆，在空气中的体积浓度在4%～75.6%之间时，遇火源就会爆炸。同时，氢气分子“简单小巧”一由2质子和2电子组成，容易泄露，钻进分子间隙，和钢材发生“氢脆”现象，导致储运装置材料力学性能下降、塑性下降，出现开裂或损伤的情况。

储氢方式多样，高压气态储氢比较成熟。氢能储存主要有高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运、固氢储运等方式。目前高压气态储运技术比较成熟，应用比较广泛，可以用在燃料电池汽车上，满足中长里程需求。

图26：氢储运体系

资料来源：曹军文等《氢气储运技术的发展现状与展望》，申港证券研究所

表10：储氢方式对比

储氢技术	原理	质量储氢密度	体积储氢密度 (kg/m³)	优点	缺点
高压气态	以高压气瓶为容器，通过高压压缩储存气态氢	5.7%	40	气速度快，可常温操作，技术比较成熟	储氢容器结构简单，充放储氢密度低，存在泄露爆炸风险
低温液态	将氢气压缩冷却至 -253℃，使其液化，并储存在低温绝热容器中	7.6%	70.7		储氢密度高，加注速度快能耗高，绝热要求高，一次性投资成本高，多用在航空航天领域，产业链成熟度低
有机液态	利用氢气与有机介质的化学反应（加氢+脱氢)，进行储存、运输和释放	6.7%	73.7	氢密度大、储运安全、设业化成熟度低备和管路易保养	稳定性高、安全性好、储脱氢温度高、效率低、能耗大，商
固态储氢	利用物理或化学吸附将氢气储存在固体材料之中	7.6%	106	储氢密度高、安全性好的昂贵，商业化程度较低	无需高压和超低温，体积室温下储氢量过低，且吸附材料

资料来源：曹军文等《氢气储运技术的发展现状与展望》，申港证券研究所

从运输方面来看，主要有车载运输和管道运输。

·车载运输：短距离成本优势明显。目前，中国氢能产业处于发展初期，运输距离短、氢气需求量小，车载运输足以满足目前发展需求。

●管道运输：远距离成本优势明显。初期投资成本高。今年4月，中国石化主导的、我国首个纯氢长输管道项目已经启动。此外，以现有的天然气输运管网为基础，进行天然气掺氢运输，也是潜在可能途径。

图27：不同运氢方式成本比较

资料来源：曹军文等《氢气储运技术的发展现状与展望》，申港证券研究所

4.3加氢：高速发展布局持续完善

加氢站高速发展，布局持续完善。2022年，中国和全球加氢站数量分别为330个，814个，同比增速分别为29%，19%。根据中国氢能联盟数据，我国加氢站已累计覆盖28个省（直辖市)。广东佛山新建加氢站8座，累计建成运营35座，位居全国首位；山东省共建成30座，位于全国第二。船舶、火车用加氢站开展试点应用。我国 30 兆帕加氢站技术已基本实现自主化贯通，70兆帕加氢站加氢机处于示范验证阶段。

图28：全球加氢站数量

资料来源：Wind，申港证券研究所

图29：中国加氢站数量

资料来源：中国氢能联盟，申港证券研究所

5.氢燃料电池汽车降本预测“氢油平价”即将到来

成本是影响氢燃料电池汽车推广的重要因素。中大型商用车是有望率先推广的方向，所以我们选取4.5吨物流车（中型货车）、49 吨重卡（重型货车）和12m公交车（大型客车）为代表，分析它们的经济性。

图30：三类燃料电池汽车实例

资料来源：捷氢科技官网，宇通客车官网，申港证券研究所

本文采用行业内常用的“全寿命周期拥有成本（Total Cost of Ownership,TCO)”模型来评估它们的经济性。

全寿命周期拥有成本=购车成本+能源成本+维保成本-车辆报废残值。

表11中，基本假设：氢气价格35元/kg（不考虑加氢补贴)，柴油价格8.5元/儿，充电价格1.2元/kWh（含电价和服务费)；柴油车尿素消耗量为柴油的5%，尿素价格4元儿，柴油车尿素费用计入能源费用，其它运营费用、全生命周期里程参考市场行情估算。氢燃料电池车在“以奖代补”4政策期内享受购车补贴，补贴标准按照中央和地方1:1的比例配套5。

表11：不同类型车辆的全生命周期拥有成本 (2022)

	场景1			场景2			场景3
车型	4.5吨物流车			49吨重卡			12米公交车
能源类型	氢	电	柴油	氢	电	柴油	氢	电	柴油
购车成本/万元	60	18	10	140	80	45	180	130	60
使用成本/万元	48.0	34.8	68.6	308.0	165.2	257.6	180.0	84.0	173.8
全生命周期里程/万 km	60	60	60	70	70	70	60	60	60
能源单价/（元/kg，元/kWh，元/L）	35	1.2	8.5	35	1.2	8.5	35	1.2	8.5
能耗/（kg/100 km，kWh/100 km，L/100 km）	2	40	12	12	180	40	8	100	31
尿素消耗/(L/100 km)			0.6			2			1.55
能源费用/万元	42.0	28.8	62.6	294.0	151.2	243.6	168.0	72.0	161.8
维保费用/万元	6.0	6.0	6.0	14.0	14.0	14.0	12.0	12.0	12.0
维保周期/万km	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
单次维保费用/（元/次）	500	500	500	1000	1000	1000	1000	1000	1000
车辆残值/万元	1.1	1.3	1	3.4	1.5	2.1	3.6	1.7	2.3
补贴前TCOI万元	106.9	51.5	77.6	444.6	243.7	300.5	356.4	212.3	231.5
补贴前每公里TCO/（元/km)	1.8	0.9	1.3	6.4	3.5	4.3	5.9	3.5	3.9
补贴前氢车与油车单位TCO之比			1.4			1.5			1.5
购车补贴/万元	35.2	0	。	92.4	0	。	67.8	0	0
补贴后TCOI万元	71.7	51.5	77.6	352.2	243.7	300.5	289	212.3	231.5
补贴后每公里TCOI元	1.2	0.9	1.3 0.9	5.0	3.5	4.3 1.2	4.8	3.5	3.9 1.2
补贴后氢车与电车单位TCO之比

资料来源：张磊等《氢能在交通领域的应用及燃料电池汽车成本分析》，陈轶嵩等《多角度氢燃料电池汽车全生命周期成本分析研究》，知识产权网，知乎网-氢云链《补贴落地谁最强？一文了解燃料电池汽车城市群补贴情况》，申港证券研究所

不考虑购车补贴的情况下，电动汽车(BEV)TCO最低，氢燃料电池汽车(FCEV)TCO最高。对于重卡（49吨）和大型客运车（12米公交车）来说，BEV续航里程较短，两者标称续航里程分别约为315km，200km（以比亚迪B12大巴、福田智蓝重卡为例)，而且补能时间长，这限制了它们的应用场景；而FCEV续航里程可达1000km，无里程忧虑；对于物流车来说，若有冷藏运输需求，制冷机也需消耗电力，纯电汽车带电量无法满足营运需求，所以氢燃料电池汽车可以在这些领域占据一定市场。

FCEV成本高，所以需要补贴来提高其经济性，以推广使用。然而，即使考虑补贴，对于重卡和大型客运车来说，氢燃料电池汽车成本仍高于电车和油车。所以需要采取其他措施来降低氢燃料电池汽车成本。

在氢燃料电池成本中，购车成本和燃氢成本占绝大部分比例，降低它们成本是提高氢燃料电池汽车的有效途径。FCEV与油车的TCO相当时，有望迎来大规模应用。以柴油为燃料的4.5吨物流车、49 吨重卡和12米公交车的单位TCO分别为1.3元/km，4.3元/km，3.9元/km。

●对于4.5吨物流车，FCEV购车成本降到40万元，燃氢成本降到33.6万元时，可以达到“氢油平价”，即补贴前每公里TCO，FCEV和柴油汽车相同，为1.3元/km。

●对于49 吨重卡，补贴前FCEV的TCO受燃氢成本影响较大，当燃氢成本降到205.8万元时，可以达到“氢油平价”点一4.3元/km以下。

●对于12米公交车，补贴前的 FCEV 的购车成本降到140 万元，燃氢成本降到117.6 万元时，FCEV补贴前每公里TCO可以达到“氢油平价”点一3.9元/km以下。

图31：氢燃料电池汽车补贴前成本构成

资料来源：申港证券研究所根据表11测算

图32：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况

资料来源：申港证券研究所根据表11调整“购车成本”和“燃氢成本”测算

表12：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：4.5吨物流车

购车成本 (万元) 补贴前每公里 TCO
燃氢成本（万元）	（元/km） 42.0	60	50	40	30	20	10
		1.8	1.6	1.4	1.3	1.1	0.9
	37.8	1.7	1.5	1.4	1.2	1.0	0.9
	33.6	1.6	1.4	1.3	1.1	0.9	0.8
	29.4	1.4	1.3	1.1 1.0	0.9 0.8	0.8	0.6
	25.2	1.3	1.1	0.9	0.7	0.6 0.5	0.5
	21.0	1.2	1.0				0.4

资料来源：申港证券研究所根据表11调整“购车成本”和“燃氢成本”测算

表13：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：49吨重卡

购车成本（万元）补贴前每公里 TCO
燃氢成本	（元/km）	140	120	100	80	60	40
	294.0	6.4	6.1	5.8	5.5	5.2	4.9
	264.6	5.9	5.6	5.4	5.1	4.8	4.5
	235.2 （万元）	5.2	4.9	4.6	4.3	4.0	3.7
	205.8	4.3	4.0 3.1	3.7	3.4	3.1	2.8
	176.4 147.0	3.4 2.8	2.5	2.9 2.2	2.6 1.9	2.3 1.6	2.0 1.4

资料来源：申港证券研究所根据表11调整“购车成本”和“燃氢成本”测算

表14：补贴前氢燃料电池汽车每公里TCO随购车成本和燃氢成本变化情况：12米公交车

购车成本（万元) 补贴前每公里 TCO
1	（元/km）	180	160	140	120	100	80
燃氢成本（万元）	168.0	5.9	5.6	5.3	4.9	4.6	4.3
	151.2	5.7	5.3	5.0	4.7	4.3	4.0
	134.4	5.2	4.8	4.5	4.2	3.8	3.5
	117.6	4.6	4.2	3.9	3.6	3.2	2.9
	100.8	4.0	3.7	3.3	3.0	2.7	2.3
	84.0	3.6	3.2	2.9	2.6	2.2	1.9

资料来源：申港证券研究所根据表11调整“购车成本”和“燃氢成本”测算

燃料电池系统成本、储氢系统成本、单位里程耗氢量、氢气价格是影响氢燃料电池汽车的重要因素，我们参考《节能与新能源汽车技术路线图2.0》等资料给出的氢燃料电池汽车相关的“里程碑指标和路线图”，对三款典型FCEV成本演变进行了预测。

·在不考虑补贴的情况下，预计2024年，“4.5吨物流车”可以实现“氢油平价”，“49吨重卡”预计将于2025年实现“氢油平价”。

●在有购车补贴的情况下，从经济性角度来说，当前（2023年)“4.5吨物流车”已经实现“氢油平价”；2024年，“49吨重卡”和“12米公交车”可以实现“氢油平价”。

表15：三款典型氢燃料电池车成本演变预测

4.5吨物流车				49吨重卡				12米公交车
	2022			2023E 2024E 2025E 2022			2023E 2024E 2025E2022				2023E 2024E2025E
购车成本／万元	60	50	39	29	140 120	98	77	180	163	145	128
YOY		-17%	-21%	-26%	-15%	-18%	-22%		-10%	-11%	-12%
燃料电池系统成本（万元）	40	32	24	16 65	52	39	26	40	32	24	16
YOY		-20%	-25%	-33%	-20%	-25%	-33%		-20%	-25%	-33%
功率（kW）	80	80	80	80	130 130	130	130	80	80	80	80
单位成本（元/kW)	5000	4000	3000	2000	5000 4000	3000	2000	5000	4000	3000	2000
YOY		-20%	-25%	-33%	-20%	-25%	-33%		-20%	-25%	-33%
储氢系统成本（万元）	7.5	6.0	4.2	2.4 25	20	14	8	15	12	8.4	4.8
容量（kg）	12	12	12	12 40	40	40	40	24	24	24	24
单位成本（万元/kg）	0.6	0.5	0.35	0.2 0.6	0.5	0.35	0.2	0.6	0.5	0.35	0.2
YOY		-20%	-30%	-43%	-20%	-30%	-43%		-20%	-30%	-43%
动力电池系统（万元）	3.2	3.0	2.8	2.7	12.6 12.0	11.4	10.8	11.0	10.5	10.0	9.5
带电量（kWh）	30	30	30	30	120 120	120	120	105	105	105	105
单位成本（元/kWh)	1050	998	948	900	1050 998	948	900	1050	998	948	900
YOY		-5%	-5%	-5%	-5%	-5%	-5%		-5%	-5%	-5%
车身、电机及其他（万元）	9.4	8.9	8.4	8.0	37.4 35.5	33.8	32.1	114.0	108.3	102.9	97.7
		-5%	-5%	-5%	-5%	-5%	-5%		-5%	-5%	-5%
使用成本／万元	48.0	41.9	36.7	32.3	308.0 265.4	228.9	169.5	180	156	135	117
全生命周期里程/万 km	60	60.0	60.0	60.0	70.0 70.0	70.0	60.0	60	60	60	60
氢气价格/（元/kg）	35	33.3	31.6	30.0 35	33.3	31.6	30.0	35	33.3	31.6	30.0
YOY		-5%	-5%	-5%	-5%	-5%	-5%		-5%	-5%	-5%
单耗/（kg/100 km）	2	1.8	1.6	1.5 12	10.8	9.7	8.7	8	7.2	6.5	5.8
YOY		-10%	-10%	-10%	-10%	-10%	-10%		-10%	-10%	-10%
燃氢费用／万元	42.0	35.9	30.7	26.3	294.0251.4	214.9	157.5	168.0	143.6	122.8	105.0
维保费用／万元	6.0	6.0	6.0	6.0	14.0 14.0	14.0	12.0	12.0	12.0	12.0	12.0
维保周期/万 km	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5 0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
维保单价/（元/次）	500	500	500	500	1000 1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000
车辆残值／万元	1.1	1.0	1.0	0.9	3.4 3.2	3.1	2.9	3.6	3.4	3.2	3.1
YOY		-5%	-5%	-5%	-5%	-5%	-5%		-5%	-5%	-5%
补贴前TCO/万元	106.9	90.7	75.2	60.4	444.6 381.6	324.0	243.5	356.4	315.0	276.8	241.9
补贴前每公里TCO/	1.8	1.5	1.3	1.0	6.4 5.5	4.6	4.1	5.9	5.2	4.6	4.0

		4.5吨物流车			49吨重卡				12米公交车
YOY		-15%	-17%	-20%		-14%	-15%	-12%		-12%	-12%	-13%
购车补贴／万元	35.2	28.8	21.6	15.1	92.4	75.6	56.7	39.7	67.8	55.4	41.6	29.1
		-18%	-25%	-30%		-18%	-25%	-30%		-18%	-25%	-30%
补贴后 TCO/万元	71.7	61.9	53.6	45.3	352.2	306.0	267.3	203.8	288.6	259.6	235.2	212.8
补贴后每公里TCO/ （元/km）	1.2	1.0	0.9	0.8	5.0	4.4	3.8	3.4	4.8	4.3	3.9	3.5
YOY		-14%	-13%	-15%		-13%	-13%	-11%		-10%	-9%	-10%

资料来源：张磊等《氢能在交通领域的应用及燃料电池汽车成本分析》，陈轶嵩等《多角度氢燃料电池汽车全生命周期成本分析研究》，知识产权网，知乎网-氢云链《补贴落地谁最强？一文了解燃料电池汽车城市群补贴情况》，中国电动汽车百人会《氢燃料电池汽车全生命周期经济性分析 2020》，王贺武等《中国氢燃料电池汽车技术路线选择与实践进展》，《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，上海科创办，宇通客车官网，北极星氢能网，申港证券研究所

图33：三类典型车型每公里TCO 对比(元/km)

资料来源：申港证券研究所根据表11和15汇总绘制注：因为柴油车发展历程比较久，比较成熟，所以我们假设其单位TCO不变

表16：三类典型车型每公里TCO 对比(元/km)

	2022 2023E	2024E	2025E
氢-4.5吨物流车-补贴前	1.8 1.5	1.3	1.0
油-4.5吨物流车	1.3 1.3	1.3	1.3
氢-4.5吨物流车-补贴后	1.2 1.0	0.9	0.8
氢-49吨重卡-补贴前	6.4 5.5	4.6	4.1
油-49吨重卡	4.3 4.3	4.3	4.3
氢-49吨重卡-补贴后	5.0 4.4	3.8	3.4

氢-12米公交车-补贴前	5.9 5.2	4.6	4.0
油-12米公交车	3.9 3.9	3.9	3.9
氢-12米公交车-补贴后	4.8 4.3	3.9	3.5

资料来源：申港证券研究所根据表11和15汇总绘制

6.投资建议与重点公司梳理

6.1制氢环节

电解槽是电解水制氢系统中的核心设备。建议关注“绿电+绿氢”可以耦合的大市值龙头，如隆基绿能和阳光电源。同时推荐关注，传统业务稳健，积极布局开拓氢能源新业务的中小市值企业，如华电重工、华光环能和昇辉科技。

6.1.1隆基绿能

“绿电+绿氢”是实现碳中和的重要方案，隆基早有布局，逐渐提速。

·2021年，隆基绿能正式成立了隆基氢能，致力于成为全球领先的大型绿氢装备与方案提供商。

●2021年10月，隆基首台碱性水电解槽下线。标志着公司已经初步具备订单交付能力，也标志着公司向“全球领先的氢能装备技术公司”的愿景，迈出了重要一步。电解水制氢装备产能约500MW，规划未来五年内产能达到5-10GW，有10倍增长。

·2022年5月，作为大型绿氢装备与方案供应商，成功入围中石化首个万吨级绿氢示范项目。隆基的碱水制氢系统已实现并达到了世界领先水平：4台 1000Nm/h电解槽对应1台气液分离装备，系统制氢能力达到4000Nm/h，单台纯化能力达到8000Nm/h，系统电耗无论实证数据还是设计水平均创造了领先性。2022年产能约为1.5GW。

●2023年2月，隆基发布全新一代碱性电解水制氢设备ALKHi1系列产品，最低4kWh/Nm，大幅领先于现有的行业商业化水平。它可以降低10%以上的直流电耗，在不同场景下的制氢LCOH将大幅降低。制氢直流电耗每降低0.1kwh/Nm，可以使制氢LCOH降低1.8%-2.2%,相当于降低了制氢设备初始投资的10%到25%。

图34：隆基首台碱性水电解槽下线

资料来源：隆基绿能公众号《里程碑！隆基首台碱性水电解槽下线》，申港证券研究所

图35：隆基-中石化电解水项目现场

资料来源：隆基绿能公众号《绿电+绿氢加速能源转型，隆基氢能入围中石化绿氢示范项目》，申港证券研究所

图36：隆基ALKHi1系列产品

资料来源：隆基绿能公众号《隆基氢能ALKHi1系列产品，面向全球发布》，申港证券研究所

6.1.2阳光电源

公司AWE和PEM双线发展，均有示范项目落地。

·2019年10月，阳光电源携手中科院大连化物所成立“PEM电解制氢技术联合实验室”。实验室将以大功率PEM电解制氢装备的研究开发为核心，研发过程中产出的科研成果，优先以阳光电源的产业基地为转化出口。

●2021年3月，发布全国最大功率PEM电解槽—250kW（50标方)。该款电解槽尺寸小、重量轻，更适宜应用于对土地面积或部署空间敏感的场景，适用多种制氢应用模式，适配风光储网能量接入。安全可靠，直流电耗低，寿命长达10年。响应速度快，能实现5分钟内冷启动、10秒内热启动、输入功率秒级响应。

●2022年，1000Nm³/h碱性电解水（AWE）制氢系统荣获国际认证，200Nm/hPEM制氢系统交付。

图37：阳光电源AWE制氢设备

资料来源：阳光电源官网，申港证券研究所

图38：阳光电源PEM制氢设备

资料来源：阳光电源官网，申港证券研究所

图39：阳光电源绿电制氢系统示范项目

长江电力绿电绿氢示范项目
资料来源：阳光电源官网，申港证券研究所

分布式发电制氢加氢一体化示范项目

国网兆瓦级氢能科技示范项目

6.1.3华电重工

传统业务：公司主要业务为工程总承包以及核心高端装备研发，涵盖物料输送工程、热能工程、高端钢结构工程等方面。

氢能业务：积极布局与开拓。

●2022年，自主研发的1200Nm/h碱性电解槽和气体扩散层（GDL）产品顺利下线；为加快推进氢能业务关键技术研究及核心装备开发，投资并控股通用氢能51%股权相关工作。目前在手项目有：内蒙古华电包头市达茂旗 20 万千瓦新能源制氢项目，合同总金额3.4亿。

●2023年3月，大股东华电科工（持股63%）与金山股份共同出资建设25MW风电离网制氢一体化项目，项目总投资2.8亿，预计年产绿氢1230 吨，其中华电科工投资占比30%。

图40：华电重工研发的AWE装备

资料来源：华电重工“2022年报”，申港证券研究所

6.1.4华光环能

传统业务：公司重点发展能源和环保两大产业，主要从事：燃煤、燃气、地热、余热等各类热电企业投资、建设、运营。

氢能业务：

●2022年，公司能成功研制开发了一套产氢量30Nm/h碱性电解水制氢中试示范工程设备。该设备的单位能耗为4.3kWh/NmH2，制氢系统能效值81%，能效等级为1级。

●2023年3月，成功研发并下线产氢量1500Nm/h的碱性电解槽。已具备500Nm³/h以下、500-1000Nm/h，1000-2000Nm/h，多个系列碱性电解水制氢系统制造技术。已有10000m²电解槽水制氢设备制造场地，并同步推进新制造基地建设。

图41：华光环能1500标方碱性电解槽产品

资料来源：中国能源网，申港证券研究所

6.1.5昇辉科技

传统业务：高低压成套设备、LED 照明设备及安装。

氢能业务：在氢能产业的核心环节进行投资与布局。

●参股设立电解水制氢装备公司盛氢制氢，1000Nm/h 碱性电解设备已下线。

●依托公司现有电气主业，自主生产氢能相关领域电气设备，包括电源柜、控制器、AC/DC等电气设备。

·成立氢能源汽车物流运营平台子公司，通过搭建运营平台推动应用规模的扩大，带动产业链上游燃料电池零部件及整车的发展。

·参股国鸿氢能、飞驰汽车、鸿基创能三家氢能头部企业，形成从燃料电池核心零部件到氢燃料电池系统，再到氢能源整车的产业链布局。

6.2 储氢：看好核心材料龙头

高压气态储氢是目前较为成熟，应用比较广泛的储氢技术。高压化、轻量化、高强度的储氢瓶是保证安全性和经济性的重要发展方向。碳纤维是优选高强度材料，也是价值量较高的材料。建议关注在碳纤维领域实力强劲的企业，如中复神鹰和光威复材，同时建议关注储氢瓶领军企业一中材科技。

储氢相关公司动态：

·中复神鹰：公司高性能碳纤维产品在国内碳/碳复材的市场占有率约 60%、储氢气瓶的国内市场占有率达80%。

●光威复材：公司T700S级碳纤维产品已经成熟应用于35MPa储氢瓶；T800S级碳纤维目前在参与客户70MPaIV型瓶的研制和验证。

●中材科技：公司现在具备3万只储氢瓶年产能,计划2023年产能提升至5万只，十四五末期形成20 万只产能；战略目标是成为全球的氢能储运装备领域的综合市占率第一的领军企业。

6.3 用氢：看好掌握核心科技及一体化布局完整的龙头

燃料电池汽车是氢能发展初期，行业的焦点，也是政策支持的重点。而燃料电池汽车的核心是燃料电池发动机，推荐关注燃料电池发动机的龙头一亿华通，以及一体化布局完整的头部企业一美锦能源。

用氢公司相关动态：

●亿华通：2021年底，亿华通研发的240kW氢燃料电池发动机“G20+”正式首发，是首款额定功率超过200kW的单系统车用燃料电池发动机，质量功率密度达810W/kg。已研发有80kW、120kW、240kW等多种燃料电池发动机，可以满足公交、冷链物流、重型卡车等商用车和乘用车等领域的应用。截止2022年底，公司燃料电池系统已安装于工信部新能源汽车目录中的121款燃料电池汽车上，位居行业前列。今年6月，布局上游制氢领域，成立氢能科技公司，发布公司首套PEM电解水制氢产品。

·美锦能源：2017年，公司正式启动氢能产业，目前已完成氢能较为完整的产业链布局。2022年2月，美锦能源旗下飞驰科技生产的三款氢燃料电池汽车在中国北端一漠河，顺利通过了为期两个多月的极寒试验。2022年6月，参股的膜电极行业头部企业—鸿基创能佛山子公司投产了高性能膜电极及PEM 电解水制氢项目，将总产能提升至1000万片。2023年5月，控股子公司飞驰科技与第三方合作，已成功研制出全国首台低压储氢燃料电池公交车。目前该样车正在进行性能和可靠性测试。

6.4重点关注公司盈利预测与估值

表17：重点关注公司盈利预测与估值

公司名称	股票代码	当前市值 (亿元)	净利润 (亿元)			P/E
公司名称	股票代码	当前市值 (亿元)	2023E	2024E	2025E	2023E	2024E	2025E
隆基绿能	601012.SH	2,114	188.5	234.2	270.2	11.2	9.0	7.8
阳光电源	300274.SZ	1,758	69.6	93.4	121.1	25.3	18.8	14.5
华电重工	601226.SH	91	4.4	5.5	6.7	20.6	16.5	13.6
华光环能	600475.SH	111	8.9	10.7	12.2	12.4	10.4	9.1
昇辉科技	300423.SZ	61	1	：	-	1	-	-
中复神鹰	688295.SH	324	9.3	12.9	16.8	34.8	25.2	19.3
光威复材	300699.SZ	254	11.3	13.8	16.4	22.4	18.4	15.5
中材科技	002080.SZ	343	35.5	42.6	51.3	9.7	8.1	6.7
亿华通	688339.SH	99	-1.0	-0.4	0.5	-96.6	-257.9	218.6
美锦能源	000723.SZ	332	21.7	24.1	27.6	15.3	13.8	12.1

资料来源：Wind一致预期，申港证券研究所，采用2023年7月6日收盘后数据

7.风险提示

政策落地不及预期。氢能产业规划落地过程中面临不确定的风险，可能导致政策推广效果不及预期。

电解水技术进展不及预期。电解水技术影响电解效率，产氢质量以及初始设备投资成本，若技术进展不及预期，可能导致制氢进展不及预期。

成本下降不及预期。若电解水设备成本、可再生能源电价、燃料电池系统、储氢系统的成本下降不及预期，将影响绿氢的推广应用。

配套设施建设不及预期。氢的“储运加”对氢能的推广也很重要，若“储运加”配套设施发展建设不及预期，将限制氢能的应用。

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行业评级体系

申港证券行业评级体系：增持、中性、减持

增持报告日后的6个月内，相对强于市场基准指数收益率5%以上

中性报告日后的6个月内，相对于市场基准指数收益率介于-5%～+5%之间

减持报告日后的6个月内，相对弱于市场基准指数收益率5%以上

市场基准指数为沪深300指数

申港证券公司评级体系：买入、增持、中性、减持


买入	报告日后的6个月内，相对强于市场基准指数收益率15%以上
增持	报告日后的6个月内，相对强于市场基准指数收益率5%～15%之间

中性	报告日后的6个月内，相对于市场基准指数收益率介于-5%～+5%之间

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起点财经，网罗天下报告

氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择

电力设备行业深度研究

投资摘要：

关键问题二：何时有望突破？

关键问题三：未来增速如何？

投资策略：

风险提示：

评级 增持 (维持）

行业基本资料

行业表现走势图

每日 免 费 获取 报告 □

内容目录

图表目录

1.氢能“绿色低碳+能源安全”的战略选择

1.1减轻“温室效应”呵护人类家园是核心驱动力

1.2构建安全能源体系的重要选择

1.3氢能产业链环节众多 潜在经济新增长点

2.政策 氢能战略地位逐步提升

2.1中国：顶层设计逐步完善辅助完整产业链的形成

2.2 海外：氢能政策逐渐加码 产业步入发展快车道

3.市场空间广阔 交通领域增速可期

3.1交通领域：氢燃料电池汽车前景清晰 增速可期

3.2工业：氢直接还原铁减碳显著 2030年有望推广应用

4.产业链条不断完善助力氢能步入“快速发展期”

4.1制氢：绿氢是重点 降本可期

4.2 储运：短距储运有保障 长距输运已启动建设

4.3加氢：高速发展 布局持续完善

5.氢燃料电池汽车降本预测“氢油平价”即将到来

6.投资建议与重点公司梳理

6.1制氢环节

6.1.1隆基绿能

6.1.2阳光电源

6.1.3华电重工

6.1.4华光环能

氢能业务：

6.1.5昇辉科技

6.2 储氢：看好核心材料龙头

储氢相关公司动态：

6.3 用氢：看好掌握核心科技及一体化布局完整的龙头

用氢公司相关动态：

6.4重点关注公司盈利预测与估值

7.风险提示

分析师承诺

风险提示

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评级增持 (维持）

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1.3氢能产业链环节众多潜在经济新增长点

2.政策氢能战略地位逐步提升

2.2 海外：氢能政策逐渐加码产业步入发展快车道

3.市场空间广阔交通领域增速可期

3.1交通领域：氢燃料电池汽车前景清晰增速可期

4.1制氢：绿氢是重点降本可期

4.2 储运：短距储运有保障长距输运已启动建设

4.3加氢：高速发展布局持续完善

电力设备行业深度研究：氢能 “绿色低碳+能源安全”的战略选择-20230706-申港证券-38页