本文系基於公開資料撰寫，僅作為資訊交流之用，不構成任何投資建議。
近期，全國範圍內河北、廣東、山東、浙江、北京、上海等多個省市相繼在其“十四五”規劃中提出發展
氫能
產業，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。（只不過主題過後又回到最初的起點）
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”規劃的開局之年，任何一項政策規劃都將引來市場的廣泛關注，這將對氫能發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，憑藉其零汙染、能量高、資源豐富等優點，常常被冠以“終極能源”的稱號，擁護者自然不在少數。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，現實很骨感。其實自從1869年俄國人整理出化學元素週期表，將氫元素放在週期表的首位開始，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佈全球之際，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於氫能的遠大期許，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、化學引數就可以一分高下，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。
基於此，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麼樣的角色？
01
熟悉又陌生的氫能
初中化學課本上有一個簡潔而又經典的化學反應：水通電後生成
氫氣
和氧氣，氫氣燃燒之後又迴歸水，整個過程無副產物。同時，氫氣的熱值是化學燃料裡面最高的，同等質量下，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於大自然，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。
氫氣有這麼多優點，氫氣製取的原理只需初中文化即可理解，那為什麼在我們日常生活中用到的還是很少？用氫能替代傳統化石燃料，看似是最完美的解決方案，實際卻是難以大規模使用。
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生交集，大多數人能夠想到的是電視上說過火箭發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：網路
02
理想與現實的差距
1、氫氣從哪裡來？
可能絕大部分都不知道，我國是名副其實的產氫大國，2020年中國氫氣產量突破2500萬噸，已連續多年位列世界第一。為什麼還要為氫氣的來源發愁呢？
事實上，國內的氫氣總量雖大，大部分氫氣是不環保的灰氫和藍氫。
所謂灰氫是指以化石能源為原料，透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過程中產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，才能實現零排放，也就是業內常說的“綠氫”，但綠氫年產量僅僅只有100萬噸左右，佔比不足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節也就處處受限，氫能的理想成了空中樓閣。
圖3：2012-2020年中國氫氣產量增長情況，資料來源：中國煤炭工業協會
圖4：綠氫、藍氫、灰氫示意圖，資料來源：網路
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化早期，正如我們在《今天的氫燃料電池，相當於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的商用車領域。
根據2020版氫能與燃料電池汽車技術路線圖規劃，氫能在交通領域的大規模應用至少要到2030年之後了。
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新與發展》（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，佔比不到1%，反倒是化工行業對氫氣的需求最大，佔到90%左右。然而我國氫燃料電池汽車產業處於起步階段，對氫氣的需求還不足以支撐氫能的進一步發展，所以國內氫氣產量雖然位居世界第一，但是行業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：國內氫氣需求結構，資料來源：《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》
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。氫元素位於元素週期表第一位，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。目前普遍採用的是利用長管拖車貯運高壓氣態氫。
未來最理想的運氫方式是管道氣態運輸，類似天然氣運輸。但是國內的水平還相對落後，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：錦緞研究院根據公開資訊整理
從產業鏈角度，氫能從生產、運輸到使用，各個環節還存在制約因素，仍處在商業化早期。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
等行業有顯著區別，氫燃料電池採取“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展專案，只有國家認為你這個地方適合發展氫燃料電池產業，才同意你申報。
形勢不容樂觀另外體現在，我國氫能產業仍以中小企業、民營企業為主，研發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，但從規劃來看，行業巨頭入局氫能源屈指可數，介入程度有限。講到這裡，就不難理解為什麼所謂的終極能源遲遲沒有大的動靜。
03
實現碳中和目標，最終能源格局如何？
1、光伏是主力
先來看張圖，這是2021年上半年我國發電量結構，火電發電量佔比高達73%。根據中電聯統計，電力領域碳排放佔全國碳排放總量的30%以上，遠超過歐美等國。這是由於國家“多煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定的。
圖8：2021年上半年中國發電量結構，資料來源：國家統計局、國家能源局、中電聯
國內火電以燃燒煤炭為主，要想實現碳中和，首先需要拿煤炭開刀，根據清華大學氣候變化與可持續發展研究院的測算，在碳中和的目標下，到2050年，煤炭比例則將降至5%以下。可再生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，需要靠水發電，但目前中國主要的水電資源開發過半，主要流域中僅雅魯藏布江流域仍有較多的待開發資源。總體來看，由於受環保限制、資源開發難度影響，水電未來發展空間有限。
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、自然災害的發生都可能帶來巨大的風險，此外還要面臨核廢料處理的汙染問題，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佈放棄和淘汰核電，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。
最後再講講風電，風能的總量其實是有限的，如果用來發電了，風速就會下降，原來自然界的大氣流動就會受到影響。限制行業內還沒有定論，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，遍佈全球，但水電只能在水資源豐富的地區應用，核電由於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，從農村樓頂到戈壁沙漠，再到到火星，只要有光的地方，光伏就能工作。
總結下來，能量供應量最充足、對環境影響最小、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：網路
根據
BP
Energy的預測
，到2060年，我國實現碳中和，我國光伏發電所提供的能源佔比高達35%，遠超過風電、氫能。現在光伏的發電量佔比僅僅2%，可以想象未來的增長空間是巨大的。
說句題外話，光伏板塊為什麼持續上漲？其實背後的邏輯都在這裡。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、
雲南能投
等多家投資機構競相參與了通威股份的定向增發。2020年隆基股份單晶矽片產能利用率也達到95%，單晶元件產能利用率約90%。
圖10：2060年
中國能源
結構預測圖，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”。
要實現碳中和，必須推動在交通、工業和建築等領域的深度脫碳，對於電氣化無法改造的場景，氫能終於有了用武之地。除了重卡、航空和長途航運等領域，還有鋼鐵行業，這些碳排放大戶。氫能鍊鋼現階段正在尋求技術突破和規模化應用，如果氫能冶金技術這條路走通了，鋼鐵行業也不再是夕陽產業了。氫能將使很多難以脫碳的領域實現碳中和成為可能。
值得關注的是，隨著光伏、風電裝機量的增長，儲能市場迎來爆發式增長。國內外也陸續出現了超大型儲能專案，不少企業已投入到儲能行業中。
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，儲能將是新能源發電體系的重要部分，而氫能作為儲能，長週期儲存成本更低，可以和電儲能形成互補。在大力發展可再生能源的同時，更要加快儲能的發展。
04
氫能發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，我們卻落後了。
雖然氫能目前已經列入“十四五”規劃，大的規劃和方向有了，但是氫能的專項規劃到現在還沒有釋出。一直以來，氫作為危險品，受到政府嚴格管控，現在氫氣從化工屬擴充套件到能源屬性，現在要將氫氣作為常規能源來對待，加氫氣就像加汽油一樣，那麼如何規範使用，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，股價已經漲了一波，但氫能專案業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。回顧歷史，不管是新能源汽車，還是風電、光伏，這些產業之所以能達到今天的規模，背後離不開政策的支援。
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，但現在光伏、風電的發電價格還不夠便宜，雖然現在風電、光伏的單純發電成本已經低於煤電，但在實際生產中，還要考慮輸電的成本、電能入網的比例等等。可再生能源發電的成本還得繼續下降，真正實現低廉。
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，光伏發電成本下降了87%。未來隨著太陽能板壽命和光電轉換的效率的提升，光伏發電的成本還將繼續下降，根據BP釋出的2020年能源展望資料，到2050年，光伏發電的成本較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，氫能的發展還要求光伏企業開拓更多的應用場景，通威股份首創的“水下養魚、水上發電”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，累計裝機併網規模超過2GW，該模式正在向全國推廣。
令人期待的是，除了通威、隆基這些光伏行業的老牌龍頭，新的勢力正在加快佈局光伏產業：今年6月份，
特斯拉
官宣佈將會在國內建立“特斯拉能源”部門，用於向國內市場銷售太陽能屋頂系統；9月華為與河南投資集團簽署戰略合作框架協議，共同促進整縣屋頂分散式光伏試點專案的高標準建設。
圖12：通威股份的“漁光一體”專案，資料來源：公司官網
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。換個角度想，碳中和目標對光伏、風電、新能源汽車等產業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。現在的氫能，尚處商業化早期，生產、運輸和使用，都存在較大瓶頸，氫能的發展需要產業鏈上的每個環節都有貢獻，一起努力，實現質的突破。而光伏行業的高速增長和成本降低將是氫能增長的重要驅動力，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。
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