近期，河北、广东、山东、浙江、北京、上海等全国多省市相继在“十四五”规划中提出发展氢能产业，将氢能概念带入“上升。”我的大A股一向对主题投资充满热情，按照字数越少主题越好的逻辑，“氢能”自然受到追捧。

记得上一次“氢能热”是在2019年，当年氢能首次写入《政府工作报告》，报告提出要推进充电、加氢等基础设施建设，历史总是惊人的相似，资本市场迅速掀起了氢能热潮。美锦能源（000723.SZ）、雄韬股份（002733.SZ）等龙头股大幅上涨，其中美锦能源涨幅最高，高达五倍之多。

抛开市场情绪的变化，回到氢能源本身的基本面。今年是“十四五”的开局之年，任何政策计划都会引起市场的广泛关注，这将对氢能的发展产生什么影响？

美锦能源与雄韬股份股价走势，资料来源：雪球

说到氢能，以其零污染、高能、资源丰富等优势，常被冠以“终极能源”的称号，支持者自然也不少，尤其是近两年，氢能政策频频出台，不少投资者开始对氢能的未来充满期待，称氢能将与风电、光伏三分天下，一些理想主义者甚至认为氢能将取代风能、光伏成为人类“唯一的终极能源”。

然而，理想很美，现实很骨感。事实上，自从俄罗斯人在 1869 年编制了化学元素周期表，把氢放在元素周期表的首位，人们就从未停止过对氢的研究和利用，但氢能“终极能源”的理想却一直存在，保留至今。在科幻电影中，当光伏、风电等可再生能源遍布全球时，氢能的应用还处于0-1阶段。

如何正视这个问题，我们不先否定市场对氢能的雄心勃勃的期望，但最重要的是不能孤立地看待氢能，这不是简单粗暴的物理化学参数比较，把氢能、光伏、风电、水电放在能源体制改革的大背景下。基于此，我们又该如何看待这一波“氢能热”？氢能在未来的能源革命中将扮演什么角色？

01、熟悉又陌生的氢能

初中化学课本里有一个简单经典的化学反应：水通电后生成氢气和氧气，燃烧后氢气又回到水中，整个过程没有副产物。同时，氢气的热值是化学燃料中最高的，同等质量下，氢气的热值约为汽油的3.3倍，天然气的3.4倍，煤炭的6.8倍。

更令人惊讶的是，氢资源极其丰富且容易获取，大多数氢元素以水的形式存在于自然界中，地球表面大约有71%被水覆盖，氢无处不在，取之不尽。

氢气有这么多优点，制氢原理只需上过初中就懂，为什么我们在日常生活中仍然很少使用它？用氢能替代传统化石燃料看似完美的解决方案，但实际上很难大规模使用。

客观地讲，氢能对于普通人来说是一种熟悉却又陌生的能源。毕竟，我们的生活场景与氢能几乎没有重叠，大多数人能想到的就是电视上火箭发射的推力可以使用氢能。

02、理想与现实的差距

1. 氢气从哪里来？

很可能不知道我国是名副其实的氢生产大国，2020年中国氢气产量超过2500万吨，连续多年位居世界第一，为什么要担心氢的来源？

事实上，虽然国内氢气总量很大，但大部分氢气是灰氢和蓝氢，并不环保。所谓灰氢，是指以化石能源为原料，通过甲烷蒸汽重整或自热重整制得的氢气，其碳排放量较高。蓝氢在灰氢的基础上，利用碳捕获或碳储存的方法，对生产过程中产生的二氧化碳进行处理。说到这里，可以理解为，无论是蓝氢还是灰氢，都不是真正的清洁能源。

只有从可再生能源中电解水得到的氢气才能实现零排放，被业界称为“绿色氢气”，但绿色氢气年产量仅100万吨左右，占比不到5 %。归根结底是因为电解水制氢成本太高。

氢能对环境友好，且资源丰富，是一种理想的清洁能源，在这方面是毫无疑问的。缺乏足够的绿色氢供应意味着连源头问题都没有解决。自然，各种下游应用也处处受限，氢能的理想也成了空中楼阁。

2012-2020年中国氢气产量增长情况，资料来源：中国煤炭工业协会

绿氢、蓝氢、灰氢示意图

2. 谁可以使用氢气？

假设我们已经解决了问题 1，那么问题 2 是“氢气可以用于谁？”。

未来氢能发展最有前景的场景之一是交通领域的燃料电池汽车，但燃料电池汽车也处于商业化的早期阶段，正如我们在“今天的氢燃料电池相当于10年前的锂电池”中提到：氢燃料电池的应用还存在系统成本高、使用成本高、加氢站建设成本高等问题。

国家对氢燃料电池的定位是对电气化的补充，毕竟制氢电价不可能比充电电价便宜。此外，氢燃料电池的效率不如锂电池高。所以，只要能用电，氢能其实是替代不了的。未来，氢燃料电池将主要应用于商用车，如重卡、长途客车、航空等电动化难以实现的领域。

根据2020年版氢能与燃料电池汽车技术路线规划，氢能在交通领域的大规模应用要到2030年以后。

2020版氢能与燃料电池汽车技术路线图，资料来源：《面向碳中和的新能源汽车创新与发展》（欧阳明高），光大证券

截至2020年底，我国氢燃料电池汽车保有量约为7350辆。据估计，这些车辆每年仅消耗30,000-60,000吨氢气，占比不到1%。相反，化学工业对氢气的需求量最大，约占90%。但我国氢燃料电池汽车产业尚处于起步阶段，对氢的需求不足以支撑氢能的进一步发展。因此，虽然国内氢气产量位居全球第一，但行业增速一直在低位徘徊，下游需求并未上来，供应没有动力。

国内氢气需求结构，资料来源：《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》

3、氢气如何到达终端？

即使解决了氢源问题，氢的运输也面临挑战。氢是元素周期表中最轻的元素，氢气也是最轻的气体，其密度极小，脾气火爆（易燃易爆），导致运输成本高，目前普遍采用长管拖车储存和运输高压气态氢。

未来最理想的氢气运输方式是管道天然气运输，类似于天然气运输。但是，国内水平还比较落后。截至2019年，美国约有2600公里的氢气管道，欧洲有1598公里，但我国的氢气管道仍处于“百公里”水平，总里程约400公里。

氢气主要运输方式比较，资料来源：锦缎研究院根据公开信息整理

从产业链来看，氢能仍处于商业化初期，从生产、运输到使用，各个环节都还存在制约，此次国家的燃料电池补贴政策与以往的光伏、风电、新能源汽车等行业明显不同。氢燃料电池采取“以奖代补”支持计划，要求符合条件的城市群申报燃料电池发展项目，只有国家认为你的地方适合发展氢燃料电池产业，才会批准你的申报。

形势不容乐观另外体现在，我国氢能产业仍以中小企业和民营企业为主，研发投入通常仅在亿元级别，盈利水平相对较弱，主要依靠国家补贴。事实上，氢能的推广应用离不开能源巨头的参与，但从规划来看，进入氢能的行业巨头屈指可数，介入程度有限。说到这里，不难理解，为什么所谓的终极能量进展缓慢。

03. 实现碳中和目标的最终能源格局是什么？

1、光伏是主力军

我们先来看图。这是2021年上半年我国发电结构，火电占73%。据中电联统计，电力行业碳排放占全国碳排放总量的30%以上，远超欧美国家。这是由于国家“煤多、油少、气少”的资源禀赋。

2021年上半年中国发电量结构，资料来源：国家统计局、国家能源局、中电联

国内火电以燃煤为主。如果要实现碳中和，首先必须拿煤炭开刀。据清华大学气候变化与可持续发展研究院测算，在碳中和目标下，煤炭比重将降至5%以下，可再生能源将成为电力的主要来源。

问题是，可再生能源种类繁多，谁是主力军？

让我们谈谈水电。顾名思义，它需要依靠水来发电。但是，目前中国主要水电资源有一半以上正在开发中，只有雅鲁藏布江流域有更多的资源有待开发。总体而言，由于环境限制和资源开发难度大，水电未来的发展空间有限。

让我们谈谈核能。听起来高大上，安全隐患最大。包括技术设计的隐患和自然灾害的发生，都可能带来巨大的风险。此外，他们还面临核废料处理的污染问题。日本福岛核事故就是一个典型的例子。在世界200多个国家中，只有法国将核电作为主要能源。目前，德国、瑞士、瑞典、奥地利、日本等许多核电大国都宣布放弃和逐步淘汰核电，美国的核电站也面临着关闭潮。

最后，让我们谈谈风能。风能的总量实际上是有限的。如果用来发电，风速会下降，自然大气流动会受到影响。限制行业内还没有定论。如果在地球表面安装了大量的风力发电机，是否会影响季风，进而是否会影响气候。

从长远来看，全球必须将可再生能源引入千家万户，而水电只能在水资源丰富的地区使用。由于其特殊性，核电只能建在远离人群的海边或岛屿上，风电主要集中在西北和东南沿海，光伏是最少选择的地方。从农村建筑的屋顶到戈壁沙漠，再到火星，只要有光，光伏就可以工作。

综上所述，能源供应最丰富、对环境影响最小、场地不受限制的可再生能源解决方案最终是光伏，全球光伏终端需求持续增长的确定性进一步增强。

据BP能源预测，到2060年，我国将实现碳中和，我国光伏发电提供的能源占比将高达35%，远超风电和氢能。目前，光伏发电仅占2%。可以想象，未来会有巨大的增长空间。

姑且不论，光伏板块为何持续上涨？其实背后的逻辑就在这里。2020年以来，通威股份（600438.SH）、隆基股份（601012.SH）市值涨幅均超过3倍，光伏领军企业受到明星资本追捧：2020年底，易方达、睿远基金、朱雀基金、云南能投等多家投资机构竞相参与了通威股份的定向增发。2020年，隆基的单晶硅片产能利用率也将达到95%，单晶组件产能利用率将达到90%左右。

2060年中国能源结构预测图，资料来源：BP Energy Outlook 2020

2.氢能是很重要的辅助

我们认为，更准确的氢能定位是“辅助”的。

实现碳中和，需要在交通、工业、建筑等领域推进深度脱碳。对于电气化无法转型的场景，氢能终于有了自己的一席之地。除了重卡、航空和长途运输外，还有钢铁行业，这是碳排放的主要来源。氢能炼钢目前正在寻求技术突破和规模化应用。如果氢能冶金技术通过，钢铁行业将不再是夕阳产业。氢能将使许多难以脱碳的地区实现碳中和成为可能。

值得注意的是，随着光伏、风电装机容量的增长，储能市场迎来爆发式增长。国内外也陆续出现了超大型储能项目，不少企业纷纷投资储能行业。

在今年3月的《碳中和的“龙脉”：储能》报告中，我们引入了可再生能源+储能，储能将成为新能源发电系统的重要组成部分，循环存储成本较低，可以作为电能存储的补充，在大力发展可再生能源的同时，要加快发展储能。

04、氢能发展急需的两大动力

1.政策补贴缺一不可

在能源革命中，我国处于领先地位。无论是光伏、风电还是新能源汽车，中国都是最大的市场，但在氢能领域，我们落后了。

虽然氢能已被纳入“十四五”规划，并确定了重大规划和方向，但氢能专项规划尚未出台。长期以来，氢气作为一种危险品，一直受到政府的严格控制。现在氢已经从化学工业扩展到能源属性，现在它要被视为常规能源。添加氢气就像添加汽油一样。因此，如何规范使用是当务之急，这个问题也必须解决。

自2019年将氢能纳入政府工作报告以来，股价一路高歌猛进，但氢能项目业绩仍无明显变化。此前，氢能在新能源体系中的作用和价值并不明确。回顾历史，无论是新能源汽车、风电，还是光伏，这些产业之所以能达到今天的规模，都离不开政策的支持。

2.足够便宜的绿电

电动汽车迅速普及的一个重要原因是动力电池成本的大幅下降，氢能的推广需要电解水制氢成本的大幅下降及其广泛应用。

绿电的来源是风电、光伏等可再生能源，但现在光伏和风电的价格还不够便宜。虽然现在风电、光伏发电的简单发电成本低于煤电，但在实际生产中，必须考虑输电的成本、电能入网的比例等。可再生能源发电成本还得继续下降，才能实现真正的低价。

说到降本，在所有可再生能源中，光伏降得最快。从2010年到2020年，光伏发电成本下降了87%。未来，随着太阳能电池板寿命和光电转换效率的提高，光伏发电成本将继续下降。根据BP发布的2020年能源展望数据，到2050年，光伏发电成本仍将比2018年降低70%。

未来30年光伏成本下降曲线，资料来源：BP Energy

另一方面，氢能的发展也需要光伏企业探索更多的应用场景。通威以“渔光一体”为先导的“水下养鱼、水力发电”就是一个很好的例子。截至2020年底，公司已建成基于“渔光一体化”的光伏电站45座，累计装机容量超过2GW，这种模式正在全国推广。

令人期待的是，除了通威、隆基等光伏行业老牌龙头外，新势力也在加速布局光伏行业：今年6月，特斯拉官方宣布将在中国成立“特斯拉能源”“部门。向国内市场销售太阳能屋顶系统；9月，华为与河南投资集团签署战略合作框架协议，共同推进全县屋顶分布式光伏试点项目高标准建设。

通威股份的“渔光一体”项目，资料来源：公司官网

05. 未来能源系统盛开

作为碳排放量最大的国家，我国仍处于快速发展时期，对化石能源的需求巨大。此时，政府已经设定了2030年的碳峰值和2060年的碳中和目标，势必面临诸多挑战。从另一个角度来看，碳中和的目标对于光伏、风电、新能源汽车等行业来说，是一个前所未有的历史机遇。氢能从此进入能源转型阶段。

未来的能源需求必须多样化。光伏、风电、氢能、水电缺一不可，都有自己的定位。如今的氢能仍处于商业化初期，在生产、运输和使用方面存在重大瓶颈，氢能的发展需要产业链各个环节的贡献，共同努力，实现质的突破。光伏产业的快速增长和成本下降将成为氢能增长的重要推动力，将彻底解决绿色氢的来源问题。

氢能能走多远，取决于光伏能走多快。

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