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最近，五部委發布《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》文件，由北京、上海、廣東為首的首批氫能燃料電池汽車示范城市相繼啟動，在此不到一個月，美錦能源、全柴動力漲幅也接近80%，其他涉足氫能領域的股份也在輪番漲停，氫能其本身具有高熱值、儲量豐、清潔排放等優勢，在雙碳背景的加持下，氫能產業的發展駛入快車道。
一圖看懂氫能源產業鏈（圖片來源：開源證券、鯨平臺）
上游：“電解水制氫” 有望成為主流
氫氣由于其熱值高約為石油的3倍煤炭的4.5倍，可作為化石燃料的替代品。按照制氫來源和生產過程中的排放情況可分為灰氫、藍氫和綠氫，主要相對于化石燃料制氫、工業副產制氫和電解水制氫三種。據頭豹研究院，中國煤炭資源較為豐富并且加之技術限制，中國仍然是灰氫為主占比達到64%，在此過程中碳排放量極高，不利于實現中國實現“雙碳”的宏偉目標。雖然現在有很多新制氫的方法比如廢水、塑料、分解氨等技術，但是比較主要穩定可靠的目前還是綠氫——電解水制氫，基本能夠達到凈零排放，但是成本較高，若成本下降電解水制氫有望成為制氫領域的主流。
儲運方式大PK：固態氫氣儲運最安全
由于氫氣的密度較低、燃點低其儲運環節的技術和成本相對要求較高。我國目前主要的儲運有固態儲氫、液態儲氫和氣態儲氫三種方式。據了解，固態儲氫是有望成為中國主流儲氫方式的一種，其具有高效、高密度等優點，是最理想的方式，但由于其技術復雜目前還在試驗階段，中國各個科技組也在不停地研究者相關的難題； 液氫運輸對液化的設備要求高，且投資成本高，能耗大，目前中國液氫運輸的主要方式則是依靠槽罐車運輸，且只有航天、軍事領域應用。
固態氫氣儲運具有安全高效及高密度等優點，是三種方式中最理想的儲氫方式，但因其技術復雜，目前仍處于試驗階段。隨著儲氫合金技術的突破、成熟以及成本的降低，固體合金儲氫有望成為中國主要的儲氫方式。
據了解，液態氫儲運是中長氫儲理想的運輸方式，其經濟距離約6.3元每千克500米。液氫儲運目前在中國僅用于航天以及軍事領域還未使用于民用，不多中國目前還只能在加快液氫儲運到2050年預計可以實現民用。
管道運輸雖然單位成本比較低但是建設難度比較大，前期投入成本比較高（約500萬/km），短期內尚無法實現規模化應用。雖然如此，但是中石化在發展氫能具備極大地先天優勢，中國石化地下的天然氣管道四通八達，可以規模化對氫這種本身具有特殊性能的氫氣進行運輸，不僅如此，中石化還建成了長達42公里的“巴陵-長嶺”的氫氣管道已經平穩運營了六年，所以管道運輸在未來也是一個重要的發展方向。
中國三種氫儲運方式成本,2020
資料來源：頭豹研究院
加氫站建設成本是傳統加油站的3倍
中國目前的加氫站尚處于起步階段，技術相關水平相對落后導致加氫站的核心設備主要采用進口的方式。加氫站建設成本比較高其中設備成本占到70%以上。據方正證券研究所測算，目前建設一座35MPa，500kg/d固定式加氫站的投資成本約為1500-2000萬元，政店補貼300-500萬元不等，相當于傳統加油站的3倍。按照當前氫氣的市場價格，若要實現收支平衡需要每天加注大約400輛氫燃料汽車。除此之外還面臨著運營、維護、人工等成本費用，隨著加氫站的普及以及我國的核心技術不斷提升，加氫站的建設成本預計在未來有所降低。
數據來源：公司官網、方正證券研究所
中游：燃料電池系統是氫能產業鏈核心
燃料電池是氫能產業的核心，其通過內部裝置的化學反應將化學能轉換為電能，在這個過程中電堆則是其最核心的部件，膜電極和雙極板等技術難度較大的零部件組成電堆。
燃料電池將化學能轉換為電能
燃料電池電堆結構示意圖
據高工產研氫電研究所（GGII）數據顯示，電堆成本約占燃料電池系統成本的60%。開源證券研究所根據國鴻氫能和雄韜股份等公司新品發布會上的報價，截至2020年底，國產電堆面向戰略合作伙伴，最低報價已下探至2000元/kW，對應燃料電池系統最低價格達到6000元/kW。
隨著國產電堆規模化，將對燃料電池的價格有效降低，并且有效推廣燃料電池商用車以及乘用車。據了解，國外主要歷史悠久的豐田、巴德拉還有Hydrogenics，整體性能相對來說會比國內廠商優，但是國內也正在加快電堆的自主創新研發，正在追趕升級。
下游：2025年氫能源汽車市場規模將達800億元
氫能源在車輛上的應用也比較有效，能量轉換率高、續航里程強讓其在長距離、大功率的商用車上盡顯優勢，但是，氫能車用目前成本較高，加氫站設備昂貴且數量較少，消費者購買力不高，所以沒有在規模上得到大規模應用。據頭豹研究院，目前，客車、物流車是氫能源車規模增長的主要力量，在氫能源汽車保有量的占比在80%以上。
中國氫能源汽車銷量及保有量，2016-2025年預測
資料來源：頭豹研究院
氫能發展潛力巨大，并且從數據上來看有極大的發展市場。自2016年開始到2019年，中國氫能源汽車分別有大幅增長，分別由629上漲到6175輛，2019年受疫情影響，銷售同比下降57%，僅有1177輛。
根據《中國氫能產業發展報告2020》，預計中國氫能汽車保有量會大幅增長，由2020年的7352增長到2025年10萬輛，年復合增長率達到115%，市場規模將達到800億元，氫能市場空間被打開。
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