氢能源行业专题报告：应用场景多点开花，燃料电池前景广阔

（报告出品：中国平安）

一、氢能：零碳可持续的理想能源

能源安全和节能减排两大因素驱动一、二次能源的革新

按能源的基本形态分类，能源可分为一次能源和二次能源。一次能源，即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如 煤、石油、天然气、水能等；二次能源指由一次能源加工 转换而成的能源产品，如电力、煤气、汽油、氢能等。由 于人类现阶段面临严峻的能源危机和环境问题，一次能源 和二次能源领域的革新势在必行。可再生性是一次能源面临的重大问题。现阶段，我们应用 的能源以不可再生的化石能源为主，未来面临枯竭的危机， 因此开发风电、光伏等可再生能源尤为重要。二次能源的革新是解决碳排放问题的关键。二次能源是联 系一次能源和能源用户的中间纽带，但汽油等能源在燃烧 过程中会产生二氧化碳和污染物质。解决能源应用的碳排 放问题，就需要开发优质的含能体能源，如锂电和氢能。

氢能是一种优势突出、前景广阔的二次能源

氢能的开发和应用对促进节能减排、保障能源 安全具有战略意义。从应用端节能减排的角度来看，氢能是一 种优质的二次能源，可以作为汽油、柴油 等能源的替代，与锂动力电池形成互补。从供给侧能源安全的角度来看，氢能够以 水为原料制取，储量丰富，且理论上可循 环制取；同时，使用风电、光伏电解水制 氢可以解决弃风弃光的消纳问题，从而进 一步推动风电、光伏等可再生一次能源的 应用。

供需现状：全球氢气产能以灰氢为主，下游主要作为化工原料使用

目前全球氢气生产以化石燃料制氢（灰氢）为主，清 洁制氢存在替代空间。2021年全球氢气总产量9400万吨，其中化石燃 料制氢占80%以上，清洁制氢（电解水制氢/化 石燃料制氢+CCUS）占比不到1%。目前我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3300 万吨，制氢规模全球领先，以化石燃料制氢为 主（近80%）。氢作为能源应用的普及程度不高，现阶段主要作为化 工原料使用。 2021年，全球氢气需求超过9400万吨。我国是 全球最大的氢气消费国，需求量约2800万吨， 占全球的30%。分应用来看，氢气在全球范围内和我国均主要 用于化工（合成氨/合成甲醇）和炼油，作为能 源的应用程度不高。

我国政策驱动下，氢能产业开启新篇

我国国家层面日益重视氢能的战略重要性， 加强氢能布局。2022年3月，国家发改委、能源局发布 《氢能产业发展中长期规划（2021- 2035 年）》，明确了氢能的战略定 位，提出了氢能产业一系列发展目标。2023年8月，六部委印发《氢能产业标 准体系建设指南（2023版）》，有望解 决氢能产业标准缺乏的长期痛点，推动 产业链各环节打通。

各地纷纷出台氢能发展规划 目标。从已公布的规划目标 来看，到2025年，我国将累 计至少建成加氢站762座， 燃料电池车保有量8.8万辆， 氢能产业规模接近7000亿元。

二、氢能的四大应用场景

氢能应用领域短期以工业为主，长期在交通、电力领域发展空间广阔

工业是氢能当前的主要应用领域，长期占据可观份额。现阶段全球氢气主要应用于化工和炼油。工业领域氢气用量大、用氢技术 成熟，存在绿氢替代灰氢的减碳空间，将成为短期内氢能最主要的应用领域。IEA预计，“净零排放”情形下，2030年全球工业用氢需求达1亿吨，占全球用氢规模的47%；2050年，全球工业用氢规模约 1.4亿吨，占全球用氢规模的26%。我国化工产业占全球比重较大，工业用氢将占据主要规模，中国氢能联盟预计，碳中和情景下， 2060年我国工业用氢规模 7,794万吨，占氢总需求量的60%。

氢能在交通、电力等领域的应用将逐步扩展。交通和电力部门是全球碳排放的重要来源。氢能在重载交通工具、长时储能等领域 潜力巨大，但规模化推广有赖于技术成熟、产业链降本、基础设施建设等，需要时间发展。IEA预计，全球“净零排放”情形下，2030年全球交通/电力领域氢能需求分别为0.2/0.3亿吨；到2050年则大幅增至2.0/1.0亿 吨，2050年交通将成为全球氢能最大的需求领域。中国氢能联盟预计，碳中和情景下，2060年我国交通/电力用氢规模分别为4051万吨/600万吨。

工业应用| 传统工业存量替代+新技术扩大需求，工业绿氢应用空间广阔

传统工业存量替代+新技术扩大需求，我国工业用氢增长空间广阔。氢气作为传统化工原料，存量需求庞大（据中国氢能联盟，2019 年为2810万吨），可以使用绿氢替代灰氢来减少排放。未来，随 着新技术的成熟，氢气可以在钢铁行业逐步取代焦炭作为还原剂 和燃料，或在工业供热等场景部分替代天然气等，增量空间大。到2060年，工业将仍是我国氢气用量最大的领域。中国氢能联盟 估计，在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿 吨左右，在终端能源消费中占比约为20%；其中，工业领域用氢需 求7,794万吨，占氢总需求量的60%。

合成氨、合成甲醇等传统化工行业，绿氢渗透空间庞大。合成氨等传统化工领域用氢技术 成熟，氢气需求量大。根据中国氢能联盟数据，2019年我国合成氨/合成甲醇/炼化与煤化工 的氢气需求量分别为1080/910/820万吨，绿氢替代灰氢的空间广阔。合成氨已成为现阶段绿氢应用落地的主力场景。根据我们不完全统计，2023年上半年国内 有52个绿氢项目公布了最新进展（签约/开工/投产等），绿氢规划年产能共计65.4万吨。其 中，16个项目生产的绿氢将用于合成氨，对应绿氢年产能36.4万吨，占统计项目规模的 56%。以合成氨为代表的化工应用，或将成为大规模制氢项目的首选应用场景。

交通应用| 氢燃料电池汽车具有突出的性能优势+ 降本潜力

氢燃料电池汽车有望与纯电动汽车形成互补发展。氢燃料电池 汽车具有续航里程长、低温性能优良、加注迅捷等优势，适用 于中长距离和重载运输，有望与纯电动汽车互补发展。现阶段氢燃料电池汽车经济性有限，降本有望助力燃料电池汽 车推广。根据灼识咨询，2021年我国燃料电池汽车百公里成 本924元，远高于纯电动汽车和燃油汽车，主要原因为折旧成 本高昂。未来随着氢能产业链技术成熟和规模降本，燃料电池 汽车购置成本和用氢成本有望逐步降低，成本竞争力提升。

电力应用| 氢能在长时储能、发电等领域存在应用潜力

氢能在电力系统中存在应用潜力。氢除了作为二次能源直接应用外，理论上也可以通过电-氢-电的转化过程，用于电力系统中的储 能和发电。储能方面，氢作为能量载体，可用于长时储能，或替代输电进行远距离运输；发电方面，氢可以通过燃料电池或燃气 轮机发电，用于电网平衡（调峰）、作为分布式电源等。在电力系统长周期调节和降低碳排放的需求下，氢能作为长时储能载体 和清洁发电来源，存在推广应用的潜力。氢能电力系统发展阶段尚早，能量效率是主要瓶颈。按照ALK电解槽工作效率70-80%、PEM燃料电池工作效率45-50%估算，电-氢电两次转换的能量转化效率仅有31.5-40%；若考虑储运阶段的系统损耗，氢能电力系统的实际能量效率可能更低。目前，氢能电 力系统发展阶段尚早，各国仅有若干研发示范项目。氢能要在电力领域实现规模应用，仍需电解槽、燃料电池等技术进步。

三、燃料电池产业链简介

氢燃料电池是氢能应用的关键设备

来源：平安证券，分析师：皮秀、张之尧

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