氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量，是一种理想的二次能源，其制取便利、高效环保、应用广泛，能助力减碳、优化能源结构，被认为是全球能源转型的重大战略方向。
海通证券指出，全球已有多国在国家层面提出了氢能相关战略，而在我国在实现“2030年碳达峰，2060年碳中和？的进程中，发展氢能及相关产业、技术将是重要抓手。
中国是世界第一产氢大国，发展氢能具有较好的条件，且目前我国氢能发展较快，在全球新投资的氢能项目中我国占比较高，发展潜力较大。但痛点是我国氢能产业仍有以高排放的灰氢为主、制取和储运技术薄弱、绿氢价格较高、应用场景单一等问题，制约行业发展。
氢能源：零碳重要抓手
1. 氢能源助力碳中和，各国积极布局
2016年，《巴黎协定》制定了“将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内”的长期目标。
多国宣布在一定时间内实现碳中和，而在今年的COP26气候大会，各国更是积极加码全球碳中和。在此背景下，发展氢能是推进减碳、优化能源结构，是达成零碳排放的重要举措之一。
海通证券梁中华在报告中指出，当前，全球多国已经出台氢能顶层设计和战略路线。根据国际氢能委员会的报告，在全球已有31个国家在国家层面提出了氢能相关战略，这些国家占全球GDP的73%。值得注意的是，由于各国的资源禀赋存在差异，发展氢能的路线也存在差异。
2021年9月22日，在中央碳达峰、碳中和，“1+N”政策体系中首个顶层设计文件《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，着重提到了，“统筹推进氢能制储输用，全链条发展，推动加氢站建设，推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关”的重要举措。与此同时，各地政府也将氢能领域作为实现，双碳目标的重要抓手，截至11月中旬，我国有20多个省级市、40多个地级市推出了60多个氢能产业规划。
2. 氢能源上下游产业链一览
氢能源产业链分为上游制氢、中游储运和下游终端消费三个环节，涉及的产业领域非常广泛。
从生产端来看，氢能的优势在于制取、储运便利，相对环保。
一是氢能来源广泛，除了以化石燃料制氢外，还可利用风电、太阳能等通过电解水形式制氢。
二是储运相对便利，氢可以气、液态存储于高压罐中，也可以固态存储于储氢材料中，相对于风能、太阳能等更具优势。
三是相对绿色环保，氢能的燃烧产物是水，在使用可再生能源制氢的前提下能实现零碳排放。
从应用端来看，氢能的优势在于高效、应用广泛。
一是高效，相对于其他常见能源，氢气燃烧的热值更高，能达到142KJ/g，远高于其他能源，从而能够提升效率。
二是氢气的应用广泛，既可以用作燃料电池发电，应用于汽车，船舶和航空领域，作为燃料气体或化工原料进入生产。目前在已经规模化应用的能源中，仅有石油能具备供热、供电、交通燃料等多种功能，而氢气无疑又是一种具有多种能源特性、适用多种场景的优质能源。
机会：潜力大、增速快
海通证券指出，我国是世界第一产氢大国，发展氢能具有较好的条件。目前国际制氢年产量6300万吨左右，中国每年产氢约2200万吨，占世界氢产量的三分之一，且大部分是相对成本较为低廉的煤制氢，可为氢能及燃料电池产业发展的初级阶段提供充足的低成本的氢源。
而且我国制备氢气的资源很丰富，弃电资源能作为氢能供给的重要来源。我国每年在风电、光伏、水电等可再生能源上的弃电约1000 亿千瓦时，可用于电解水制氢约200万吨，可再生能源有望成为中国绿氢供给的主要来源。
目前我国也是全球发展氢能速度较快的国家之一，在截至2021年初全球投资的氢能项目中，我国占比较高。据国际氢能协会统计，全球氢能产业链上已建成、在建和规划项目共228个，主要分布在欧洲、澳大利亚、亚洲、中东、智利等国家和地区。从地域分布来看，预计欧洲的投资份额最大（约45%），其次是亚洲，而中国占亚洲总投资的50%左右，居首位。
痛点：高排放、技术薄弱、应用场景单一
海通证券认为，虽然潜力大、增速快，但我国氢能行业仍存在以下痛点。
一是需要加大研发和应用绿氢制造技术的比例。我国生产的大都是高排放的灰氢，依据制取方式和过程中碳排放量的不同，氢气可分为化石能源燃烧产生的灰氢、通过碳捕集和封存技术来减少碳排放制取的蓝氢， 以及由清洁能源和可再生能源制取的绿氢。从能源转换效率和排放量来看，低排放、 高效率的绿氢，尤其是水力、风能电解制氢才是未来的主要方向。
中国当前煤化工行业发展较为成熟，2016年我国煤制氢占比高达62%，在以煤炭作为制氢主要来源的情况下， 碳排放水平相比直接使用煤炭所差无几，无法达到低碳的要求。
二是制取、储运技术薄弱，绿氢价格短期或将较高。目前我国氢价相对较低，为60-70元/公斤，主要是由于煤制氢成本较低，且政府给予大量补贴。如果未来绿氢占比提高、补贴金额减少，氢气价格或将出现明显的抬升。
除了生产成本，我国氢气储运成本也面临上涨的可能。目前国内普遍采用20MPa气态高压储氢和长管拖车运输的方式，成本约为20元/公斤，占氢气终端消费价格的一半。随着今后国内用氢规模的扩大、运输距离的拉长，液氢运输才能满足高效经济的要求。但在国内现有技术下，液化过程总成本高昂，且前期设备固定投资较大，这将进一步抬 、升未来氢气的价格。
三是目前氢能的应用场景比较单一，主要作为传统化工原料。当前，我国氢气主要应用于化工和钢铁等领域，其中，仅有少量的高纯度氢气作为工业原料，如高纯度电子氢气等，而应用于燃料电池的能源用氢不足0.1%。可以看出，目前氢气消费仍然集中于传统高能耗领域，并未能发挥其减碳效果。
本文主要摘录自海通证券研报《氢能源：痛点和机会，能源变革研究系列》
