氢能&燃料电池行业研究：海内外绿氢产业发展共振，消纳和经济性是关键

核心观点 全球能源转型自主化和清洁化发展，氢能是能源变革不可或缺一环。能源向自主化和清洁化发展是全球趋势，发展零 碳电力+氢能成为能源体系变革的方向。发电侧的可再生能源、用电侧的电气化均为降碳的重要抓手，氢能作为具备能源燃料、工业原料和储能介质等多重属性的零碳二次能源，适用于与电能一起作为能源枢纽，共同建立互联互通的现代能源网络。而在国家层面重要性被中央层面多次提及，今年两会，加快前沿新兴氢能产业发展首次被写入政府工作报告，各省市也积极跟进出台各类氢能发展政策，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分不容置疑。随着新能源消纳问题的突出以及下游领域脱碳到达“深水区”，发展氢能的重要性和迫切性逐渐提升。 产业商业模式跑通是现阶段重点，成熟的应用场景和绿氢经济性是关键。氢能行业尚处政策驱动期，政策决定了需求 周期，需求量的爆发将开启行情。行业商业模式的跑通是现阶段重点，行情的低迷表象是绿氢项目没大量开工招标，本质上是氢能产业尚未形成规模化的落地自循环运行。对此，成熟的应用场景和绿氢的经济性是解决问题的关键，对新领域的需求刺激是现阶段的重点，政策出台培育绿氢成熟应用场景将加速发展进程，刺激产业形成发展正循环。绿氢成本的下行是现在以及未来一段时间的重点，随着各类相关设备成本的不断下行，绿氢的经济性长期看可自行达成。具体看，绿氢的经济性分内外部因素影响：内部可控因素随着规模效应、技术迭代以及国产化，各环节设备成本将逐步下降；外部看政策支持，如：补贴、碳税等，将加速经济性的到来。上游降价最重要和最迫切，用电和制氢设备成本是关键；其次是下游应用领域平价，从化工和交通领域开启，逐步过渡到钢铁、海运等需氢价的进一步下降或碳税政策落地支持的领域；中游运氢的降本则是未来实现构建氢能建设网络的关键，“西氢东送”是未来的大趋势，长期将以运氢成本最低的管道输氢方式为主。 产业降碳驱动氢能发展，海内外绿氢产业发展共振。从供应端看，全球氢气产量近9500万吨，仍以化石能源制氢为 主导，仅0.1%来自电解水制氢，但电解水制氢远期规划量高达175GW-420GW。从需求端看，全球氢气使用量增长至9500万吨，并且增量几乎全部来自传统领域，氢气在重工业、交通运输、氢基燃料生产等新应用中，使用量仅占全球需求的不到0.1%。从供需可以看出，新增的绿氢产能未来将主要在新应用领域消纳，再逐步渗透替代原传统领域的灰氢。根据IEA预测，若全球氢的使用量每年增长6%，到2030年氢的需求量将超过1.5亿吨，并且其中近40%来自新应用。绿氢使用量增长将带动电解槽装机量的需求提升，以年运行时长4000~6000小时计算，百万吨绿氢规模对应13.8~9.5GW电解槽装机需求。同时全球各国氢能政策频出，中国、欧洲、美国、日本、韩国、沙特等国家均出台氢能政策，国内外需求共振带来了氢能产业的全球性机会，海外产能缺口下中国企业也迎来出口机遇。国内：氢能发展潜力巨大，氢气产量、电解槽规模全球第一，主要受绿氢示范项目带动，放量潜力多集中于三北地区；欧洲：定调发展绿色能源，确立中长期可再生氢目标，碳税政策落地将刺激绿氢需求增长，带来氢能产业发展机会；中东：氢能市场潜力巨大，多国提出氢能发展目标，具备地理和资源双重优势，未来有望成为绿氢出口中心。 投资建议 国内顶层及应用政策打开空间，绿氢项目动工提振信心，各国能源转型带来氢能产业全球性机会，海外产能缺口下中国企业也将迎来出口机遇。制氢和燃料电池两条主线并行，关键在应用突破及经济性，重点关注政策驱动与新商业模式闭环。看好上游制氢设备+绿色能源溢价运营商：富瑞特装、华光环能、华电重工、石化机械、科威尔。 风险提示、 政策推广力度不及预期、降本速度不及预期、技术研发进度不及预期。 内容目录 一、全球能源转型自主化和清洁化发展，氢能是能源变革不可或缺一环5 1.1能源向自主化和清洁化发展，推动零碳电力+氢能能源体系变革5 1.2顶层定调、地方政策不断跟进，多重属性支撑氢能应用空间8 二、产业商业模式跑通是现阶段重点，成熟的应用场景和绿氢经济性是关键12 2.1产业商业模式跑通是现阶段重点12 2.2成熟的应用场景和绿氢的经济性是关键15 三、产业降碳需求驱动氢能发展，海内外绿氢产业发展共振19 3.1绿氢供应远不及需求，新兴领域带动需求消纳19 3.2国内外需求共振，带来氢能产业链机会23 四、投资建议30 五、风险提示30 图表目录 图表1：能源危机和新技术的突破带来全球能源消费结构的更迭5 图表2：美国能源油气消费占比超70%且维持高位（EJ）6 图表3：美国油气能源对外依存度降低并实现净出口6 图表4：欧洲能源消费结构中可再生能源占比提高（EJ）6 图表5：欧洲能源消费化石能源对外依存度高6 图表6：中国非化石能源消费占比逐步提升（EJ）6 图表7：中国能源消费石油和天然气对外依存度高6 图表8：近10年来可再生能源消费占比开始大幅提升7 图表9：全球能源发电向清洁化转型（TWH）7 图表10：全球能源消费电气化趋势显著7 图表11：氢与可再生能源搭配共同构建能源网络枢纽8 图表12：顶层定调发展氢能8 图表13：地方政策不断跟进出台推广氢能应用（部分省份推广和放开政策一览）9 图表14：氢能燃烧清洁无污染零排放10 图表15：氢能具有热值高的优势10 图表16：氢能在各行业脱碳路径中承担重要角色10 图表17：国内光伏弃电量增长迅速11 图表18：四种储能方式的对比11 图表19：国内非电领域碳排放占比过半12 图表20：欧盟征收碳税范围涵盖钢铁、铝、水泥、化肥、化工（氢）、电力等多领域产品12 图表21：光伏发展前期阶段依靠政策驱动13 图表22：燃料电池汽车示范城市群政策给予车辆购置补贴13 图表23：氢能产业发展中长期规划定调氢能能源属性14 图表24：燃料电池汽车产销量2019年后逐年高增14 图表25：绿氢项目立项数量2022年后迅速攀升14 图表26：绿氢渗透率较低15 图表27：长三角绿氢售价与灰氢价格仍存在一定差距15 图表28：全球氢气应用场景当前集中在传统行业15 图表29：下游培育成熟应用场景带动产业链闭环16 图表30：氢能相关政策推动建立示范应用场景（部分代表性政策）16 图表31：氢气成本下行主要由设备投资和电耗费用贡献17 图表32：碱性电解槽制氢成本拆分（0.2元/kwh）17 图表33：PEM电解槽制氢成本拆分（0.2元/kwh）17 图表34：不同组件价格/制氢系统价格下的绿氢成本可实现平价18 图表35：2021-2030年以及资本成本在氢生产平准化成本中的份额18 图表36：化工炼油和重卡场景可再生氢平价接受度高19 图表37：50欧元/吨碳价将使灰氢和蓝氢每千克成本上涨1.25欧元和0.65欧元19 图表38：管道输氢是经济性最好的运氢方式19 图表39：氢气产能近9500万吨（百万吨）20 图表40：2023年全球电解槽产能超2GW（GW）20 图表41：2030年全球电解槽装机量将达到175-420GW20 图表42：全球电解槽产能只有8%已经达到FID或正在建设中21 图表43：目前电解槽产能一半在国内（GW）21 图表44：未来电解槽产能仍以国内且以碱槽为主（GW）21 图表45：全球氢气使用量达到9500万吨22 图表46：四大应用领域带动绿氢需求高增，预计2025年起需求超百万吨22 图表47：各国碳源认证标准不一23 图表48：各国政策频出，积极布局氢能产业23 图表49：中国电解槽装机占全球份额的50%(GW)24 图表50：项目电解槽装机平均规模增长（GW）24 图表51：三北地区绿氢成本与规模具备规模化发展优势24 图表52：国内绿氢项目立项达到600万吨25 图表53：电价0.2元/kWh以下时绿氢和灰氢可达成平价25 图表54：马士基集团绿色甲醇航运燃料需求（万吨）26 图表55：绿色甲醇航运燃料高需求将带动绿氢消纳（万吨）26 图表56：输氢管道建设加速26 图表57：第一年示范期示范城市群燃料电池汽车推广数量、目标及完成比例（辆、%）27 图表58：截至2023年底示范城市群燃料电池汽车推广数量、目标及完成比例（辆、%）27 图表59：欧盟氢能发展方针从规划确立、框架细化到资金支持不断发展27 图表60：《欧盟氢能战略》制定可再生氢和电解槽装机量级27 图表61：欧洲氢能主干管网计划（EHB）计划建立5.3万公里的氢能管网28 图表62：50欧元/吨碳价是可再生氢与SMR平价的基础价格28 图表63：中东多国提出氢能发展目标29 图表64：中东多个氢能项目处于建设（万吨）29 图表65：中国企业电解槽产能占比过半30 一、全球能源转型自主化和清洁化发展，氢能是能源变革不可或缺一环 1.1能源向自主化和清洁化发展，推动零碳电力+氢能能源体系变革多重因素驱动下，带来全球能源消费结构更迭。 1900~1975年：技术驱动“煤转油”。在石油开采初级阶段，石油这一新品种在能源效率和运输便捷性优势，逐渐对煤形成替代。 1970~2000年：地缘政治恶化、去依附目标驱动“油转气”。两次“石油危机”引发石油供应减少；欧美发达经济体受影响较大、寻找替代能源意愿较强。 2000~2010年：中国下游需求驱动“用煤回升”。中国的资源禀赋决定了“以煤为主”的能源消费结构，随着2000年以来重工业发展，中国处在经济腾飞阶段，中国煤炭消费占全球的权重上升。 2010年至今：ESG+多因素驱动可再生能源发展。可再生能源占比加速提升，一方面全球对气候目标达成共识，带来ESG投资风气；另一方面新能源技术突破、新的地缘政治问题出现等多因素引发了全球范围内新一轮的能源转型。 图表1：能源危机和新技术的突破带来全球能源消费结构的更迭 来源：BP、OurWorldinData、国金证券研究所 去依附（降低对外依存度）是不变的转型方向之一。 美国近20年能源去依附成效显著。随着本国的资源禀赋被发现，使得美国摆脱了对外依附，在油气方面成为了能源净出口国。 图表2：美国能源油气消费占比超70%且维持高位（EJ）图表3：美国油气能源对外依存度降低并实现净出口 120 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 100 80 60 40 20 0 石油天然气煤炭核能水电光伏风能其他 70% 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% 石油及石油产品天然气固体化石燃料 来源：EIStatisticalReviewofWorldEnergy、国金证券研究所来源：EIA、国金证券研究所，注：对外依存度=净进口量/总消费量或总供给量 欧洲正在积极转型可再生能源，降低对外依附。欧盟委员会公布“欧盟再生能源计划” (REPowerEUPlan)，并将其在“Fitfor55”计划下的可再生能源目标从之前的 40%提高到2030年的45%。为了减少对俄罗斯化石燃料的依赖，欧盟计划在2025年 前实现超过320GW的交流太阳能光伏并网目标，并到2030年进一步扩大到600GW。 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2