高鹄新能源系列研究：中国绿氢产业化展望

从农业文明起，人类陆续履历了生物质能时代、化石能源时代，现在我们已步入以风景电氢为代表的可再生能源新时代。高鹄资源作为中国*的新经济投行，耐久关注能源革命带来的产业变化时机。在深入产业链调研与剖析后，高鹄资源推出新能源产业专题系列研究，迁就电池、光伏、氢能、储能等重点能源赛道陆续输出我们的洞见与思索。

作为新能源专题系列研究的第二篇，本文将主要分享高鹄资源对于氢能产业的看法，包罗氢能的分类、优势、产业生长、生产制造、应用场景与投资建议。我们希望借此文与产业内的企业家与投资人举行交流，也期待后续的系列文章能够引发人人更多的共识与思索，从而发生更深入的探讨。

前言：

21世纪以来，受石油资源日渐削减、天气转变全球治理形势紧迫的影响，人类对生永生态友好、绿色低碳社会的需求不停提升，以“低碳化、无碳化”理念为焦点的新一轮能源变化在全球兴起，这将引领人类社会履历新一次从经济生长到政治文明的伟大飞跃。

高鹄新能源团队以为，氢能作为一种清洁、高效、平安、可连续的二次能源，将成为新一代能源革命的主要载体。而氢能的生长尚处于早期，包罗生产、储运、应用在内的氢能产业建设将成为中国能否引领全球能源变化的要害，在手艺、产物、商业模式等方面做出创新和突破的创业公司将有时机成为能源行业的新一代*企业。

01

氢能的特征及优势

从*性原理出发，氢能自己的优异特征使其有望成为主要的新一代能源：

资源厚实：氢是宇宙中漫衍最普遍的物质，组成了宇宙质量的75%，供应极为足够。

绿色清洁：氢气无迫害，生产及使用历程无污染、无碳排。

比能量高：常见燃料中氢气热值最高（142KJ/g），划分是汽油和煤炭的约3和4.5倍。

燃料平安性：氢气的平安性优于自然气和石油，密度仅为空气7%，挥发快，不易形成可爆炸的气雾。

加注高效：短时间即可完成加氢。

事情温度顺应性广：-30 – 120度。

参考国际能源机构针对氢能在全球能源总需求中占比的展望，到2050年氢能在全球能源中的占比将跨越10%，最乐观的展望甚至将跨越20%。

此外，2021年数据显示中国原油对外依存度跨越70%，自然气对外依存度跨越45%。在天下政治名目日趋转变的环境下，提升氢能的使用占比，有利于削减中国对入口能源的依赖，对提升国家能源的自力性和平安性具有重大战略意义。

02

氢气的分类与生长趋势

现在根据氢气的制取方式，可以将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢：

灰氢：从化石燃料制取的氢气，碳排放高。

蓝氢：取自化石燃料，但通过CCS（碳捕集与封存）制取的氢气，碳排放相对低。

绿氢：风电/光电等可再生能源电解水制取的氢气，险些没有碳排放。

现在最主要的三种制氢方式划分为化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢。化石燃料制氢和工业副产氢的手艺较为成熟、生产成本低，是我国现在产业化制氢的最主要途径，但产物主要以灰氢为主。增添CCS流程制取蓝氢可作为向绿氢过渡阶段的解决方案。从久远来看，靠近零碳排放的绿氢是氢能行使的最理想形态，但现在受制于手艺门槛和较高成本，实现绿氢的大规模应用另有待时日。

同时，由于我国风电、光伏装机量快速提升，可再生能源发电的颠簸性使得并网压力不停增大，各地可能发生弃电征象。而行使可再生能源发电供能，使得电解水制造绿氢成为风景电消纳的*途径之一，发电成本快速下降。随着可再生能源发电成本的快速下降（在电解水制氢的成本中，电力成本占比高达60%以上），以及电解槽手艺的生长和效率提升，可再生能源电解水制氢的成本优势也将愈发凸显。2022年3月国家发改委宣布的《氢能产业生长中耐久设计（2021-2035年）》明确提到2025年可再生能源制氢量将到达10-20万吨/年，2035年可再生能源制氢在终端能源消费中的比重将显著提升。

下文将对绿氢的上游生产以及下游应用举行详细叙述。

03

绿氢的生产制造

根据事情原理和电解质的差异，现在电解水制造绿氢的主要手艺分为三种：碱性电解水手艺（ALK）、质子交流膜电解水手艺（PEM）、固体氧化物电解水手艺（SOEC）。

碱性电解水手艺（ALK）：手艺较为成熟，成真相对较低。现在中国约80%的可再生能源制氢项目接纳碱性电解水制氢手艺，其下游应用在电力、冶金、化工、电子、交通等众多领域，相关产业链生长已较为成熟。

质子交流膜电解水手艺（PEM）：相比ALK手艺，具有电流密度高、装备体积小、产出氢气纯度高、响应速率快等众多优点，与颠簸性和随机性较大的风电和光伏具有优越的匹配性。随着可再生能源制氢的快速生长，质子交流膜电解水手艺的生长和商业化有望进一步提速。

但该手艺整体还处于商业化初期，PEM电解槽的要害零部件对外洋入口的依赖度较高。提升产业链的国产化水平是现在推动质子交流膜电解水手艺生长的要害：

质子交流膜：PEM电解槽比燃料电池使用的质子交流膜更厚，加工历程易发生肿胀和变形，加工难度更大，现在大多接纳全氟磺酸基聚合物为主要质料，主要依赖杜邦NafionTM等外洋入口产物。

催化剂：在PEM电解槽的强酸性事情环境，阴极和阳极催化剂需选用耐侵蚀的铂、铱等贵金属，成本高且供应依赖入口（例如全球铱产量约7-7.5吨/年，85%左右产自南非），供应稳固性存在隐患，降低贵金属含量成为当前研发的主要偏向。

气体扩散层：通常选择耐侵蚀性强的钛基质料，制作钛毡结构的气体扩散层，制作工艺较为庞大，现在海内生产企业较少，主要以入口产物为主。

双极板：同样需要选用钛基双极板，主要使用外洋入口品牌为主。

固体氧化物电解水手艺（SOEC）：具有单机容量大、转换效率高等优点，且SOEC电解装备在高温事情下，可以大幅削减电能的消耗并有用行使工业场景的废热。但该手艺现在处于研发和树模阶段，尚未实现规模化商业应用，且高温事情环境也对质料的选择提出了更多新要求。从久远来看，随着手艺和质料的成熟，固体氧化物电解水手艺有望成为可再生能源制氢的主要方式。

04

绿氢的应用场景和生长潜力

凭证中国氢能同盟展望，在2060年碳中和目的下中国氢气年需求量将增至1.3亿吨左右，其中工业领域用氢量*，占比达60%；交通领域用量高速增进，占比将到达31%；电力和修建领域占比划分为5%和4%。

由此可见，未来绿氢在工业和交通领域应用的生长潜力相对较高，后文中我们也将重点针对绿氢在工业和交通领域的应用举行详细叙述。

440亿收购推特后，马斯克瞄准微信

440亿收购推特后，马斯克瞄准微信,据《纽约时报》报道，在全面接管推特公司后，马斯克已经计划在推特进行裁员，最快于本周六开始。据一名投资公司高管透露，他得到的来自马斯克家族办公室的消息称，约50%的推特员工将被裁员。

（一）工业领域

1、氢冶金：

钢铁行业是碳排放最高、脱碳压力*的行业之一。2020年中国粗钢年产量超10.6亿吨，占全球粗钢总产量50%以上。中国钢铁行业碳排放总量约18亿吨，占天下碳排放总量15%左右。由于中国钢铁生产中燃料燃烧造成的排放和以焦炭为主要还原剂的反映历程排放，难以通过电气化的方式实现完全脱碳，行使绿氢替换碳作为还原剂并配加电炉炼钢的模式将成为钢铁行业实现碳中和*远景的解决方案之一。

碳冶炼反映式：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2（碳作为还原剂并天生二氧化碳）

氢冶炼反映式：Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O（氢气作为还原剂且产物是水，碳排放量为0）

现在氢冶金手艺的主要研发应用偏向为高炉富氢冶炼和非高炉氢基还原冶炼。其中，高炉富氢冶炼通过向高炉喷吹富氢介质，以氢还原部门取代碳还原，可实现一定水平的氢冶金，但减排潜力有限。非高炉氢基还原冶炼包罗氢基直接还原冶炼、氢基熔融还原冶炼等工艺，理论碳减排上限高，但手艺尚不成熟，生长相对早期。在碳中和政策引领下，海内头部钢铁团体均在起劲投建新型的氢冶金项目，氢冶金工艺的研发和商业化有望进入高速生长阶段。

2、氢化工：

氢气是合成氨、合成甲醇、石油炼化和煤化工行业中的主要质料，2020年合成氨、甲醇、冶炼与化工所需氢气划分占比32%、27%和25%。现在中国的化工行业仍属于以化石燃料为主要能源基础和质料的高耗能高碳排放行业，所需的氢气主要通过自然气重整、煤气化等传统方式生产，未来有望通过绿氢大规模替换以实现化工行业的碳中和目的。

现在海内已有化工行业应用绿氢的树模项目陆续落地。例如宝丰能源在宁东确立的天下*光伏制氢耦合煤化工项目，每年可削减煤炭资源消耗约38万吨、二氧化碳排放约66万吨、化工装置碳排放总量的5%。凭证落基山研究所与中国氢能同盟研究院的研究测算，到2030年，中国化工行业可再生氢消费量将到达376万吨，是中国*的可再生氢需求市场。

（二）交通领域

1、燃料电池汽车：

随着纯电动BEV手艺、混动HEV手艺的生长以及相关充换电设施网络的完善，现在在乘用车领域，电动汽车的综合使用体验和性价比优势已异常突出，在碳中和的大靠山下取代传统燃油车已是事态所趋。但在长距离、大重量的商用车货运场景下，电动车的续航里程和补能时间存在显著不足。

而氢燃料电池FCEV具有能量密度高、自重低、加氢快、耐低温等优点，这决议了氢燃料电池车更适用于中远程、高载重、冷链运输等商用车类型，以及牢靠蹊径、封锁的矿区、口岸等运输场景。近年来，国家针对氢燃料电池汽车的扶持政策和津贴力度不停加大，氢燃料电池产业增速显著提升。凭证中汽协数据， 2016-2021年海内氢燃料电池汽车销量到达1586辆，保有量靠近9000辆。

现在海内外氢燃料电池汽车的主流应用是质子交流膜燃料电池（PEMFC），具有功率密度高、启动时间短、操作温度低等优势。

除了依托政府的扶持以外，燃料电池汽车产业的康健生长必须从基本上提升手艺成熟度、降低终端用户的购置和使用成本。从上游来看，随着制氢行业的生长和成本下降，以及氢气储运环节的生长，氢气成本有望连续下降；而从下游来说，亟需推动燃料电池全产业链的国产化以促进终端购置成本的有用下降。

以质子交流膜燃料电池车为例，燃料电池系统占整车成本60%左右，而电堆是系统中的焦点，占系统成本超60%。膜电极则是电堆中举行电化学反映的焦点部件，主要由质子交流膜、催化剂层和气体扩散层组成，但现在焦点零部件的国产化水平依然偏低，与天下*厂商仍存在较大差距。

现在各个领域已涌现出一批优异的国产自主研发企业，产物性能逐渐与外洋水平靠近。随着在中国燃料电池商用车落地规模的扩大，有望在较短时间内实现电堆/膜电极焦点零部件的国产化突破，对推动燃料电池渗透率的提升将具有重大意义。

此外由于现阶段整体产业链尚不成熟，行业基础设施和服务网络不完善，市场上也泛起了一批氢能燃料电池车运营服务商，通过整合资源向终端客户提供一体化的产物和服务，并反向助推上游的产物手艺研发，推动了行业整体的迭代生长。

2、船舶、飞机等细分市场：

在交通领域还存在着其他新兴细分市场的时机，如在氢能二轮车、工业叉车、船舶、无人机等应用场景下，氢能在能量密度、加氢速率等方面的优势依然异常突出，且部门领域电动化的渗透率也并不高。只有下游氢能应用场景的多元化生长，使氢能的终端消费市场不停壮大，才气动员上游生产储运等环节的规模化，最终推动氢能产业实现整体的可连续生长。

05

高鹄的看法与投资建议

道阻且长，行则将至。中国氢能行业的未来是星辰大海，生长时机与挑战并存，海内企业在手艺、质料等方面仍有伟大的提高空间。对于投资者而言，哪些细分领域值得重点关注，什么样特质的创业公司有望脱颖而出？高鹄新能源团队的看法与建议如下：

（一）绿氢的生产领域

随着可再生能源发电的快速生长以及相关焦点零部件的研发希望和国产化水平的提升，可再生能源发电制氢值得重点关注。

碱性电解水（ALK）现在已对照成熟并实现了规模化落地。质子交流膜电解水（PEM）和固体氧化物电解水（SOEC）的手艺蹊径虽然尚不成熟，但从*性原理来看更具优势，我们看好其耐久生长潜力和投资价值。

PEM将率先迎来发作，建议重点关注PEM电解槽研发和制造企业，以及质子交流膜、催化剂等焦点零部件的国产化研发企业。

连续关注国产SOEC电解槽的研发企业，重点关注相关的手艺和质料突破，以及商业化落地的希望。

（二）绿氢的应用领域

重点关注氢冶金、氢化工、氢能燃料电池汽车这几个主要的绿氢消费市场。

在氢冶金、氢化工市场，焦点玩家以大型钢铁、化工等国氢、央企为主，可关注提供焦点装备、创新质料、生产工艺、以及相关的系统刷新、运营优化软件、咨询服务等的创业公司。

在氢能燃料电池汽车市场，需重点关注规模化的头部燃料电池系统公司，好比在电堆、膜电极及其中质子交流膜、催化剂等焦点零部件的研发与制造上有突破希望的海内创业公司。

在其他领域，如氢能船舶、航空等，可以保持关注并挖掘细分市场中头部公司的投资时机。

（三）投资重点思量因素

对于国产化水平不高的部门焦点零部件环节，需重点验证首创团队的学术能力、相关科研功效和专利情形，注重其在要害指标上与天下*水平的对比。

优先选择有资源靠山以及手艺研发、生产制造、治理等方面成熟履历积累的公司，如依托着名大学、科研院所确立的或重新部能源公司、汽车行业公司分拆的创业公司。

需验证从实验室到规模化量产的落地能力并关注焦点指标的转变。

氢能行业普遍处于生长早期，优先选择与产业链焦点玩家（如燃料电池系统企业）或上游焦点资源企业（如新能源发电企业及风电、光伏等产业巨头）确立生态互助的创业公司，更有利于保证订单需求，并有益于与互助同伴配合推动产物研发和迭代。

考察供应链的稳固性以及公司的议价能力、对入口零部件和质料的依赖水平。 

关注企业与政府的互助关系及当地政府的相关产业政策，尤其对于依赖政府津贴、或需要拿到政府的谋划指标、允许的部门细分行业。

高鹄资源耐久看好中国氢能产业的生长远景，并希望能够与氢能行业的创业者们并肩作战，用我们的深度服务助力优异的初创企业快速发展，成为中国甚至国际*的氢能企业，为中国构建自力自主的氢能产业孝顺气力。

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