站在當(dāng)下，看中國氫能發(fā)展趨勢

2022年，興盛了三年的半導(dǎo)體開始進(jìn)入周期拐點(diǎn)。

消費(fèi)電子端，有媒體報(bào)道，2022年上半年中國市場智能機(jī)銷量僅有1.34億部，創(chuàng)下2015年以來最差的上半年銷量成績。全球手機(jī)市場銷量萎靡，導(dǎo)致部分手機(jī)芯片出現(xiàn)了“供大于求”的問題，最高跌幅達(dá)到90%以上。雖然，部分車芯需求依然旺盛，但全面缺芯的“盛況”不再。多家半導(dǎo)體公司在近期的中報(bào)業(yè)績說明會(huì)上，袒露了對(duì)未來環(huán)境的擔(dān)憂。

后面，半導(dǎo)體行業(yè)可能面對(duì)的是擴(kuò)產(chǎn)放量-供需平衡-供過于求-存量博弈，甚至是降價(jià)、毛利率持續(xù)走低的被動(dòng)局面。當(dāng)然這里我們討論的是行業(yè)整體，對(duì)于先進(jìn)材料或是實(shí)現(xiàn)0到1突破領(lǐng)域的急速狂奔不考慮在內(nèi)。硬科技領(lǐng)域未來投什么？一級(jí)市場最明顯的投資趨勢是——能源。在碳中和的中長期目標(biāo)下，綠色能源成為未來30年-50年的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。大家開始更多地聚焦低碳環(huán)保的新能源，比如光伏、風(fēng)電、氫能等。

氫能——這一綠色終端能源，從“十一五”（2006-2010年）到“十四五”（2021年-2025年）相關(guān)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策不斷升級(jí)，2022年一季度又發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》,明確氫能各階段發(fā)展目標(biāo)。在一系列政策引導(dǎo)下，我國已初步掌握氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝。2021年，我國已是世界最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸。

但從制氫結(jié)構(gòu)上看，可再生能源制氫（綠氫）占比非常?。?%），下游氫能消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性沒有體現(xiàn)出來，現(xiàn)有產(chǎn)能不能滿足需求，國產(chǎn)制氫的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)尚未理順，基礎(chǔ)材料依賴進(jìn)口等種種問題還有待解決。但總歸是看好氫能的。在碳中和要求下，氫能需求仍有4倍提升空間。

據(jù)氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2060年，我國氫氣年需求量將增至1.3億噸，占終端能源消費(fèi)比重約20%，其中，工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大，約7794萬噸，占?xì)淇傂枨罅?0%;交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫4051萬噸，建筑領(lǐng)域用氫585萬噸，發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬噸，全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)畮兹f億的市場規(guī)模。

氫能政策三大階段：更細(xì)節(jié)、更落地、更清晰

階段一:2014年之前，氫能作為新技術(shù)，支持技術(shù)攻關(guān)。回顧氫能政策，最早可追溯到2006年。2006年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家中長期 科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，提出將“氫能及燃料電池技術(shù)”作為未來能源技術(shù)發(fā)展方向之一。此后的09-14年，已近乎每年一個(gè)的頻率發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展“支持類”文件。

階段二：2015-2019年，整個(gè)支持動(dòng)力電池和技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)革命性突破，實(shí)現(xiàn)燃料電池車的示范運(yùn)營和推廣，走出實(shí)驗(yàn)室。這一階段，對(duì)氫燃料電池的描述已經(jīng)具體為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氫能產(chǎn)業(yè)鏈的一體化。

階段三：2019年至今。2019年政府工作報(bào)告里首次提到“氫能”，2020年4月發(fā)布的《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》也首次明確了氫能屬性，優(yōu)先發(fā)展可再生能源，提高非化石能源比重，推動(dòng)化石能源的清潔高效利用和低碳化發(fā)展。最為重要的是，今年3月份國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，這一頂層設(shè)計(jì)的發(fā)布，提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo)。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段目標(biāo)解讀

《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》（2021-2035）給予氫能三個(gè)定位：一是國家能源體系重要組成部分；二是綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體；三是新興產(chǎn)業(yè)和未來技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向。國家對(duì)于氫能發(fā)展的未來前景及重視程度非同一般。

依照規(guī)劃，大致可以分為三個(gè)階段目標(biāo)：

第一個(gè)階段（2021-2025年）構(gòu)建基礎(chǔ)。包括氫能政策基礎(chǔ)，制度基礎(chǔ)以及核心技術(shù)、供應(yīng)鏈體系和示范應(yīng)用等等。在這一階段，具體的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)是氫能源汽車保有量5萬輛，可再生能源年制氫10~20萬噸。

第二個(gè)階段（2026-2030年）完善體系。一方面是技術(shù)創(chuàng)新體系，另一方面是制氫和供氫體系完善。到2030年左右，氫能技術(shù)創(chuàng)新體系已經(jīng)基本建立，氫能產(chǎn)業(yè)鏈核心企業(yè)也已發(fā)展起來。在清潔能源制氫和供應(yīng)體系方面，到2030年，可再生能源制氫的比例達(dá)到一定規(guī)模，可再生資源制氫得到較為廣泛的應(yīng)用，與當(dāng)前的制氫結(jié)構(gòu)有明顯不同。

第三個(gè)階段（2031-2035年）構(gòu)建生態(tài)。氫能體系完善之后，下游應(yīng)用不再只是點(diǎn)狀應(yīng)用，而是形成生態(tài)?？稍偕茉粗茪湓诮K端消費(fèi)的比例顯著提升。而2036-2050年，《規(guī)劃》中雖然沒有提及，但在此前發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》中有相關(guān)構(gòu)想。圖表：《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》

有意思的是，如果以2019年為基礎(chǔ)年，站在2022年回看2019年政策，可以發(fā)現(xiàn)，2021年即接近完成氫能近期目標(biāo)（2020-2025），比如加氫站從2019年的23座提升至2021年底的218座。而據(jù)國家能源局披露的信息，截至2022年6月底，全國已建成加氫站275座。此外，2021年氫能源比例已經(jīng)提升至4%，燃料電池系統(tǒng)達(dá)到了近期目標(biāo)2倍還多。

除已完成目標(biāo)外，氫燃料電池車還有較大空間。從近期階段（2020-2025）目標(biāo)看，基于“穩(wěn)慎”原則的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃較為保守，但在國家規(guī)劃外，各地政府對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予了更高的熱情。圖表：各省市氫能產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃

從氫能政策看產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢

趨勢一：上游制氫端，可再生能源制氫（綠氫）比重快速提升，2025年達(dá)到20%，2060年達(dá)到80%。目前，我國氫產(chǎn)能大概3000萬噸，而可再生能源制氫占比1%，行業(yè)內(nèi)預(yù)測2050年全國的氫能消費(fèi)將達(dá)到6000萬噸，其中70%以上將會(huì)是可再生能源制氫。因此，在制氫端——可再生能源制氫會(huì)有一個(gè)非常高速的增長。

趨勢二：中游儲(chǔ)運(yùn)端，短期以高壓氣態(tài)氫為主，未來70兆帕四型瓶會(huì)快速增長。氫能的發(fā)展離不開氫的儲(chǔ)存，目前主流儲(chǔ)氫方式有三種：一是壓縮氣態(tài)儲(chǔ)氫，二是液體，第三是固態(tài)儲(chǔ)氫，各有各的特點(diǎn)。其中氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)最為成熟。氫氣瓶主要有四種類型，I型瓶純鋼瓶，II型高內(nèi)膽加纖維纏繞的氣瓶，III型瓶是采用金屬內(nèi)膽（鋼內(nèi)膽或者氯內(nèi)膽）加碳纖維纏繞的氣瓶，IV型瓶是全復(fù)合材料氣瓶，塑料內(nèi)膽加纖維產(chǎn)的氣瓶。

I和II型瓶因?yàn)槭卿摬牧希亓勘容^重，一般是用在工業(yè)級(jí)或者固定容器的應(yīng)用領(lǐng)域。而III和IV型瓶由于采用了碳纖維，瓶子的重量比較輕，所以適合用于車載。工業(yè)儲(chǔ)氫瓶壓力等級(jí)主要是15-20兆帕；車載儲(chǔ)氫瓶要做到35-70兆帕。國內(nèi)目前主要是以III型瓶為主，壓力等級(jí)是35兆帕和70兆帕，國內(nèi)III型瓶的儲(chǔ)氫密度無論35兆帕和70兆帕都在4%左右，相對(duì)密度都是比較低的，國外像日本、歐韓應(yīng)用的還是用IV型屏，大概涂氫密度達(dá)到6%，甚至更高一點(diǎn)的水平。III型瓶發(fā)展趨勢是大容積和低成本，低成本主要考慮從材料的國產(chǎn)化，比如碳纖維材料國產(chǎn)化，還有制造工藝的優(yōu)化做降本措施。對(duì)70兆帕來講未來肯定是以IV型瓶為主，III型瓶做70兆帕設(shè)計(jì)壽命只能達(dá)到10年，它是達(dá)不到整車的要求的，所以70兆帕肯定是以IV型瓶為主。相同的設(shè)計(jì)總則下，IV型瓶比III型瓶要輕20%左右，IV型瓶屬性密度比III型瓶高40%左右，它的疲勞性能也比III型瓶要好，III型瓶只能達(dá)到10年750次，IV型瓶是22000次，所以它的內(nèi)疲勞性能是很好的。它的耐腐蝕性也很好，因?yàn)樗芰蟽?nèi)膽成本比金屬內(nèi)膽低一些。那么，隨著氫能源汽車的增長，未來70兆帕IV型瓶會(huì)是一個(gè)快速的增長，也是氫能一個(gè)最主要的應(yīng)用。另外一個(gè)比較重要的儲(chǔ)運(yùn)方式是氫的低溫液態(tài)，低溫液態(tài)可以解決儲(chǔ)氫密度、大容量存儲(chǔ)、長途運(yùn)輸?shù)倪@些問題，具有廣闊發(fā)展前景。但短期氫能儲(chǔ)運(yùn)還是以高壓氣態(tài)為主，低溫液態(tài)技術(shù)再成熟些才有可能普及。

趨勢三：下游加氫端，加氫站數(shù)量持續(xù)增長，逐步覆蓋全國，其發(fā)展勢能超過氫能產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)。我們看到，加氫站這近幾年實(shí)現(xiàn)了快速增長。2021年就建成了100多座加氫站，接近2016年到2020年全部加氫站的總和，從各地方規(guī)劃看，加氫站未來還會(huì)快速增長。目前，我國除了青海、西藏、甘肅三省，其他省份均已有加氫站建成，目前加氫站總和是275座（2022年6月底），穩(wěn)居全球第一?？傮w來說，加氫站處于一個(gè)非?？焖俚陌l(fā)展的階段，超過了氫能產(chǎn)業(yè)鏈其他的環(huán)節(jié)。

趨勢四：圍繞8大核心零部件的技術(shù)突破或者產(chǎn)業(yè)布局加快。電池，氫燃料電池系統(tǒng)的技術(shù)能力提升的速度非?？欤瑥?019年年產(chǎn)1萬套氫燃料電池系統(tǒng)到14.65萬套/年。但燃料電池不僅僅是系統(tǒng)，還包括零部件。在8大核心零部件（電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、空氣壓縮機(jī)、氫氣循環(huán)系統(tǒng)）里，跟工程相關(guān)的技術(shù)或者零部件的提升效率比較快，但跟材料相關(guān)的一些零部件突破難度還比較大。

趨勢五：下游應(yīng)用，交通將會(huì)是第一個(gè)突破口。應(yīng)用主要落地五大示范群，交通運(yùn)行從商用車開始，逐步推廣到乘用車。另外，重卡也是氫能重要的應(yīng)用領(lǐng)域。2030年之后，在分布式儲(chǔ)能和發(fā)電的領(lǐng)域，綠氫的增長將會(huì)是最大的動(dòng)力。

圖表：氫能相關(guān)公司分布地