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近期，河北、廣東、山東、浙江、北京、上海等全國多省市相繼在“十四五”規劃中提出發展氫能產業，將氫能概念帶入“上升。”我的大A股一向對主題投資充滿熱情，按照字數越少主題越好的邏輯，“氫能”自然受到追捧。
記得上一次“氫能熱”是在2019年，當年氫能首次寫入《政府工作報告》，報告提出要推進充電、加氫等基礎設施建設，歷史總是驚人的相似，資本市場迅速掀起了氫能熱潮。美錦能源（000723.SZ）、雄韜股份（002733.SZ）等龍頭股大幅上漲，其中美錦能源漲幅最高，高達五倍之多。
拋開市場情緒的變化，回到氫能源本身的基本面。今年是“十四五”的開局之年，任何政策計劃都會引起市場的廣泛關注，這將對氫能的發展產生什么影響？
美錦能源與雄韜股份股價走勢，資料來源：雪球
說到氫能，以其零污染、高能、資源豐富等優勢，常被冠以“終極能源”的稱號，支持者自然也不少，尤其是近兩年，氫能政策頻頻出臺，不少投資者開始對氫能的未來充滿期待，稱氫能將與風電、光伏三分天下，一些理想主義者甚至認為氫能將取代風能、光伏成為人類“唯一的終極能源”。
然而，理想很美，現實很骨感。事實上，自從俄羅斯人在 1869 年編制了化學元素周期表，把氫放在元素周期表的首位，人們就從未停止過對氫的研究和利用，但氫能“終極能源”的理想卻一直存在，保留至今。在科幻電影中，當光伏、風電等可再生能源遍布全球時，氫能的應用還處于0-1階段。
如何正視這個問題，我們不先否定市場對氫能的雄心勃勃的期望，但最重要的是不能孤立地看待氫能，這不是簡單粗暴的物理化學參數比較，把氫能、光伏、風電、水電放在能源體制改革的大背景下。基于此，我們又該如何看待這一波“氫能熱”？氫能在未來的能源革命中將扮演什么角色？
01、熟悉又陌生的氫能
初中化學課本里有一個簡單經典的化學反應：水通電后生成氫氣和氧氣，燃燒后氫氣又回到水中，整個過程沒有副產物。同時，氫氣的熱值是化學燃料中最高的，同等質量下，氫氣的熱值約為汽油的3.3倍，天然氣的3.4倍，煤炭的6.8倍。
更令人驚訝的是，氫資源極其豐富且容易獲取，大多數氫元素以水的形式存在于自然界中，地球表面大約有71%被水覆蓋，氫無處不在，取之不盡。
氫氣有這么多優點，制氫原理只需上過初中就懂，為什么我們在日常生活中仍然很少使用它？用氫能替代傳統化石燃料看似完美的解決方案，但實際上很難大規模使用。
客觀地講，氫能對于普通人來說是一種熟悉卻又陌生的能源。畢竟，我們的生活場景與氫能幾乎沒有重疊，大多數人能想到的就是電視上火箭發射的推力可以使用氫能。
02、理想與現實的差距
1. 氫氣從哪里來？
很可能不知道我國是名副其實的氫生產大國，2020年中國氫氣產量超過2500萬噸，連續多年位居世界第一，為什么要擔心氫的來源？
事實上，雖然國內氫氣總量很大，但大部分氫氣是灰氫和藍氫，并不環保。所謂灰氫，是指以化石能源為原料，通過甲烷蒸汽重整或自熱重整制得的氫氣，其碳排放量較高。藍氫在灰氫的基礎上，利用碳捕獲或碳儲存的方法，對生產過程中產生的二氧化碳進行處理。說到這里，可以理解為，無論是藍氫還是灰氫，都不是真正的清潔能源。
只有從可再生能源中電解水得到的氫氣才能實現零排放，被業界稱為“綠色氫氣”，但綠色氫氣年產量僅100萬噸左右，占比不到5 %。歸根結底是因為電解水制氫成本太高。
氫能對環境友好，且資源豐富，是一種理想的清潔能源，在這方面是毫無疑問的。缺乏足夠的綠色氫供應意味著連源頭問題都沒有解決。自然，各種下游應用也處處受限，氫能的理想也成了空中樓閣。
2012-2020年中國氫氣產量增長情況，資料來源：中國煤炭工業協會
綠氫、藍氫、灰氫示意圖
2. 誰可以使用氫氣？
假設我們已經解決了問題 1，那么問題 2 是“氫氣可以用于誰？”。
未來氫能發展最有前景的場景之一是交通領域的燃料電池汽車，但燃料電池汽車也處于商業化的早期階段，正如我們在“今天的氫燃料電池相當于10年前的鋰電池”中提到：氫燃料電池的應用還存在系統成本高、使用成本高、加氫站建設成本高等問題。
國家對氫燃料電池的定位是對電氣化的補充，畢竟制氫電價不可能比充電電價便宜。此外，氫燃料電池的效率不如鋰電池高。所以，只要能用電，氫能其實是替代不了的。未來，氫燃料電池將主要應用于商用車，如重卡、長途客車、航空等電動化難以實現的領域。
根據2020年版氫能與燃料電池汽車技術路線規劃，氫能在交通領域的大規模應用要到2030年以后。
2020版氫能與燃料電池汽車技術路線圖，資料來源：《面向碳中和的新能源汽車創新與發展》（歐陽明高），光大證券
截至2020年底，我國氫燃料電池汽車保有量約為7350輛。據估計，這些車輛每年僅消耗30,000-60,000噸氫氣，占比不到1%。相反，化學工業對氫氣的需求量最大，約占90%。但我國氫燃料電池汽車產業尚處于起步階段，對氫的需求不足以支撐氫能的進一步發展。因此，雖然國內氫氣產量位居全球第一，但行業增速一直在低位徘徊，下游需求并未上來，供應沒有動力。
國內氫氣需求結構，資料來源：《中國氫能源與燃料電池產業發展研究報告》
3、氫氣如何到達終端？
即使解決了氫源問題，氫的運輸也面臨挑戰。氫是元素周期表中最輕的元素，氫氣也是最輕的氣體，其密度極小，脾氣火爆（易燃易爆），導致運輸成本高，目前普遍采用長管拖車儲存和運輸高壓氣態氫。
未來最理想的氫氣運輸方式是管道天然氣運輸，類似于天然氣運輸。但是，國內水平還比較落后。截至2019年，美國約有2600公里的氫氣管道，歐洲有1598公里，但我國的氫氣管道仍處于“百公里”水平，總里程約400公里。
氫氣主要運輸方式比較，資料來源：錦緞研究院根據公開信息整理
從產業鏈來看，氫能仍處于商業化初期，從生產、運輸到使用，各個環節都還存在制約，此次國家的燃料電池補貼政策與以往的光伏、風電、新能源汽車等行業明顯不同。氫燃料電池采取“以獎代補”支持計劃，要求符合條件的城市群申報燃料電池發展項目，只有國家認為你的地方適合發展氫燃料電池產業，才會批準你的申報。
形勢不容樂觀另外體現在，我國氫能產業仍以中小企業和民營企業為主，研發投入通常僅在億元級別，盈利水平相對較弱，主要依靠國家補貼。事實上，氫能的推廣應用離不開能源巨頭的參與，但從規劃來看，進入氫能的行業巨頭屈指可數，介入程度有限。說到這里，不難理解，為什么所謂的終極能量進展緩慢。
03. 實現碳中和目標的最終能源格局是什么？
1、光伏是主力軍
我們先來看圖。這是2021年上半年我國發電結構，火電占73%。據中電聯統計，電力行業碳排放占全國碳排放總量的30%以上，遠超歐美國家。這是由于國家“煤多、油少、氣少”的資源稟賦。
2021年上半年中國發電量結構，資料來源：國家統計局、國家能源局、中電聯
國內火電以燃煤為主。如果要實現碳中和，首先必須拿煤炭開刀。據清華大學氣候變化與可持續發展研究院測算，在碳中和目標下，煤炭比重將降至5%以下，可再生能源將成為電力的主要來源。
問題是，可再生能源種類繁多，誰是主力軍？
讓我們談談水電。顧名思義，它需要依靠水來發電。但是，目前中國主要水電資源有一半以上正在開發中，只有雅魯藏布江流域有更多的資源有待開發。總體而言，由于環境限制和資源開發難度大，水電未來的發展空間有限。
讓我們談談核能。聽起來高大上，安全隱患最大。包括技術設計的隱患和自然災害的發生，都可能帶來巨大的風險。此外，他們還面臨核廢料處理的污染問題。日本福島核事故就是一個典型的例子。在世界200多個國家中，只有法國將核電作為主要能源。目前，德國、瑞士、瑞典、奧地利、日本等許多核電大國都宣布放棄和逐步淘汰核電，美國的核電站也面臨著關閉潮。
最后，讓我們談談風能。風能的總量實際上是有限的。如果用來發電，風速會下降，自然大氣流動會受到影響。限制行業內還沒有定論。如果在地球表面安裝了大量的風力發電機，是否會影響季風，進而是否會影響氣候。
從長遠來看，全球必須將可再生能源引入千家萬戶，而水電只能在水資源豐富的地區使用。由于其特殊性，核電只能建在遠離人群的海邊或島嶼上，風電主要集中在西北和東南沿海，光伏是最少選擇的地方。從農村建筑的屋頂到戈壁沙漠，再到火星，只要有光，光伏就可以工作。
綜上所述，能源供應最豐富、對環境影響最小、場地不受限制的可再生能源解決方案最終是光伏，全球光伏終端需求持續增長的確定性進一步增強。
據BP能源預測，到2060年，我國將實現碳中和，我國光伏發電提供的能源占比將高達35%，遠超風電和氫能。目前，光伏發電僅占2%。可以想象，未來會有巨大的增長空間。
姑且不論，光伏板塊為何持續上漲？其實背后的邏輯就在這里。2020年以來，通威股份（600438.SH）、隆基股份（601012.SH）市值漲幅均超過3倍，光伏領軍企業受到明星資本追捧：2020年底，易方達、睿遠基金、朱雀基金、云南能投等多家投資機構競相參與了通威股份的定向增發。2020年，隆基的單晶硅片產能利用率也將達到95%，單晶組件產能利用率將達到90%左右。
2060年中國能源結構預測圖，資料來源：BP Energy Outlook 2020
2.氫能是很重要的輔助
我們認為，更準確的氫能定位是“輔助”的。
實現碳中和，需要在交通、工業、建筑等領域推進深度脫碳。對于電氣化無法轉型的場景，氫能終于有了自己的一席之地。除了重卡、航空和長途運輸外，還有鋼鐵行業，這是碳排放的主要來源。氫能煉鋼目前正在尋求技術突破和規模化應用。如果氫能冶金技術通過，鋼鐵行業將不再是夕陽產業。氫能將使許多難以脫碳的地區實現碳中和成為可能。
值得注意的是，隨著光伏、風電裝機容量的增長，儲能市場迎來爆發式增長。國內外也陸續出現了超大型儲能項目，不少企業紛紛投資儲能行業。
在今年3月的《碳中和的“龍脈”：儲能》報告中，我們引入了可再生能源+儲能，儲能將成為新能源發電系統的重要組成部分，循環存儲成本較低，可以作為電能存儲的補充，在大力發展可再生能源的同時，要加快發展儲能。
04、氫能發展急需的兩大動力
1.政策補貼缺一不可
在能源革命中，我國處于領先地位。無論是光伏、風電還是新能源汽車，中國都是最大的市場，但在氫能領域，我們落后了。
雖然氫能已被納入“十四五”規劃，并確定了重大規劃和方向，但氫能專項規劃尚未出臺。長期以來，氫氣作為一種危險品，一直受到政府的嚴格控制。現在氫已經從化學工業擴展到能源屬性，現在它要被視為常規能源。添加氫氣就像添加汽油一樣。因此，如何規范使用是當務之急，這個問題也必須解決。
自2019年將氫能納入政府工作報告以來，股價一路高歌猛進，但氫能項目業績仍無明顯變化。此前，氫能在新能源體系中的作用和價值并不明確。回顧歷史，無論是新能源汽車、風電，還是光伏，這些產業之所以能達到今天的規模，都離不開政策的支持。
2.足夠便宜的綠電
電動汽車迅速普及的一個重要原因是動力電池成本的大幅下降，氫能的推廣需要電解水制氫成本的大幅下降及其廣泛應用。
綠電的來源是風電、光伏等可再生能源，但現在光伏和風電的價格還不夠便宜。雖然現在風電、光伏發電的簡單發電成本低于煤電，但在實際生產中，必須考慮輸電的成本、電能入網的比例等。可再生能源發電成本還得繼續下降，才能實現真正的低價。
說到降本，在所有可再生能源中，光伏降得最快。從2010年到2020年，光伏發電成本下降了87%。未來，隨著太陽能電池板壽命和光電轉換效率的提高，光伏發電成本將繼續下降。根據BP發布的2020年能源展望數據，到2050年，光伏發電成本仍將比2018年降低70%。
未來30年光伏成本下降曲線，資料來源：BP Energy
另一方面，氫能的發展也需要光伏企業探索更多的應用場景。通威以“漁光一體”為先導的“水下養魚、水力發電”就是一個很好的例子。截至2020年底，公司已建成基于“漁光一體化”的光伏電站45座，累計裝機容量超過2GW，這種模式正在全國推廣。
令人期待的是，除了通威、隆基等光伏行業老牌龍頭外，新勢力也在加速布局光伏行業：今年6月，特斯拉官方宣布將在中國成立“特斯拉能源”“部門。向國內市場銷售太陽能屋頂系統；9月，華為與河南投資集團簽署戰略合作框架協議，共同推進全縣屋頂分布式光伏試點項目高標準建設。
通威股份的“漁光一體”項目，資料來源：公司官網
05. 未來能源系統盛開
作為碳排放量最大的國家，我國仍處于快速發展時期，對化石能源的需求巨大。此時，政府已經設定了2030年的碳峰值和2060年的碳中和目標，勢必面臨諸多挑戰。從另一個角度來看，碳中和的目標對于光伏、風電、新能源汽車等行業來說，是一個前所未有的歷史機遇。氫能從此進入能源轉型階段。
未來的能源需求必須多樣化。光伏、風電、氫能、水電缺一不可，都有自己的定位。如今的氫能仍處于商業化初期，在生產、運輸和使用方面存在重大瓶頸，氫能的發展需要產業鏈各個環節的貢獻，共同努力，實現質的突破。光伏產業的快速增長和成本下降將成為氫能增長的重要推動力，將徹底解決綠色氫的來源問題。
氫能能走多遠，取決于光伏能走多快。
本文基于公開信息，僅用于信息交流，不構成任何投資建議。
