1、本报告的信息均来自已公开信息，关于信息的准确性与完整性，建议投资者谨慎判断，据此入市，风险自担。请务必阅读末页声明。电力设备电力设备行业行业推荐（维持）崭露头角，一见崭露头角，一见“氢氢”心心风险评级：中风险氢能行业研究2022 年 2 月 25 日行业指数走势行业指数走势资料来源：东莞证券研究所，Wind相关报告相关报告投资要点：投资要点：全球能源结构加快转型全球能源结构加快转型，政策政策推动推动氢能产业氢能产业发展发展。受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响， 全球能源消费结构正加快向低碳化转型。全球主要国家于2016年签订了巴黎气候协定，形成了气候共识，并纷纷制定了二氧化碳

2、减排计划。我国于2020年宣布了“双碳目标”，即2030年碳达峰，2060年碳中和。在此次能源变革中，氢能因为其清洁无污染、单位质量能量密度高、可存储、可再生、来源广泛等优势，多国都在大力发展氢能。2016-2022年，国内工信部、国务院、发改委等多部门和地方政府陆续发布支持氢能产业发展的政策。氢能需求量加快增长氢能需求量加快增长，氢能产业发展空间巨大氢能产业发展空间巨大。2020年我国氢气需求量约3342万吨，至2030年我国氢气的年需求量将提高到3715万吨，在终端能源消费中占比约5%，至2060年，我国氢气的年需求量将增至约1.3亿吨，在终端能源消费中占比约20%，未来中国氢气需求将逐步

3、提高。目前国内氢气年产量位居世界第一，年产量达到2500万吨规模，同时中国也是世界最大的储氢材料产销国。 中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业，市场份额占据三成，其他氢气生产企业数量多，氢气生产规模相对较小，市场竞争格局较为分散。随着其他大型央企进入氢能源行业，未来氢能源行业的市场集中度有望提升。目前已有超过三分之一的央企在布局包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链，氢能产业发展空间巨大。当前制氢仍以化石燃料为主当前制氢仍以化石燃料为主，燃料电池为重点应用方向燃料电池为重点应用方向。目前的氢气主要是灰氢，约占全球氢气产量的95左右。煤制烯烃在“十四五”期间仍将是国内制氢采用的主要方

4、式。目前电解水制氢成本较高，质子交换膜电解水(PEM)未来发展空间较为广阔。目前储氢技术以高压气态储氢为主，储氢瓶加快国产化，未来型瓶将进一步得到广泛应用。氢燃料电池是目前应用最为广泛的第五代燃料电池，膜电极作为其核心部件，将随着氢燃料电池的需求增长而极大的打开行业的成长空间。投资建议：投资建议：蓄势待发蓄势待发，直上直上“氢氢”云。云。国家的“十四五”规划中提到，要加速氢能产业发展，在政策的不断推动下，氢能产业链进一步完善，氢能产业链关键领域的成长空间将不断得到扩宽。推荐中材科技（002080）、粤水电（002060）、东方电气（600875）。风险提示风险提示： 氢能发展不及预期； 氢能安

5、全事故风险； 国际贸易摩擦风险；新技术推进不及预期。深度研究深度研究行业研究行业研究证券研究报告证券研究报告氢能行业研究2请务必阅读末页声明。目录1. 全球能源结构加快转型，推动氢能产业发展.41.1 发展氢能有助于实现减排目标.41.2 国内政策推动氢能产业规模化发展.52. 氢能需求量加快增长，氢能产业发展空间巨大.82.1 中国氢气需求逐步提高，氢气产量世界第一.82.2 国内氢能源行业竞争格局较为分散.92.3 央企加快氢能全产业链布局.103. 当前制氢仍以化石燃料为主，燃料电池为重点应用方向.113.1 煤制烯烃是当前主要制氢方式. 113.2 电解水制氢成本较高，PEM 技术未来

6、发展空间广阔.133.3 核能制氢有望实现大规模制氢.153.4 储氢技术以高压气态储氢为主，储氢瓶加快国产化.163.5 燃料电池为下游主要应用方向.183.5.1 国内燃料电池行业起步较晚，政策补助加速发展.183.5.2 燃料电池企业集中于发达国家，燃料电池车目前普及度低.193.5.3 膜电极是氢燃料电池核心的零部件.204. 投资建议.215. 风险提示.23插图目录图 1 ：全球可再生能源发电累计装机量.4图 2 ：中国氢气需求量. 8图 3 ：中国氢气产量（万吨）.9图 4 ：2020 年中国氢能源行业竞争格局.10图 5 ：氢能产业链. 10图 6 ：2019 年中国氢气生产结

7、构分布.12图 7 ：中国氢气市场规模（亿元）.12图 8 ：各类制氢技术 CO2 排放量对比.12图 9 ：各类制氢技术制氢效率对比.12图 10 ：2020 年 ALK 平准化低碳清洁氢成本.14图 11 ：2020 年 PEM 平准化低碳清洁氢成本.14图 12 ：中国电力结构发展趋势（全球能源互联网合作组织）.15图 13 ：核能制氢原理示意图.16图 14 ：35MPa型瓶成本构成.17图 15 ：车用氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶.18图 16 ：斯林达不同型号铝全缠氢气瓶参数.18图 17 ：燃料电池汽车成本构成.19图 18 ：质子交换膜燃料电池技术原理图.20oUpVOAfZ

8、kXNA7NbPbRmOmMnPmOeRqQnPjMnPuM6MoPoONZoPoOvPtOsP氢能行业研究3请务必阅读末页声明。表格目录表 1 ：世界各组织碳减排及制氢规定.4表 2 ：2016-2022 年国家层面氢能产业相关政策及内容.5表 3 ：央企积极布局氢能产业. 11表 4 ：典型制氢方法对比. 11表 5 ：不同电解水方式对比.14表 6 ：储氢技术优缺点对比.17表 7 ：重点公司盈利预测（截至 2 月 24 日）.23氢能行业研究4请务必阅读末页声明。1. 全球全球能源结构加快转型，推动氢能产业发展能源结构加快转型，推动氢能产业发展1.1 发展氢能有助于实现减排目标发展氢能

9、有助于实现减排目标受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响，全球能源消费结构正向低碳化转型。国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，许多国家已将可再生能源作为新一代能源技术的战略制高点和经济发展的重要新领域，其中太阳能光伏发电是可再生能源利用的重要组成部分之一。可再生能源规模化利用与常规能源的清洁低碳化将是能源发展的基本趋势。加快发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。到 2025 年新建光伏项目的发电成本将较新建煤电低三成以上，在成本竞争优势的推动下，全球光伏发电量在总发电量中的占比将从 2018 年的 2.4%提高到 2050 年的 24%水平，届

10、时全球能源供给将全面开启“太阳能时代”。 根据国际可再生能源机构 （IRENA） 发布的 全球能源转型： 2050 路线图 （2019年版）的预测数据，2050 年全球光伏装机量将达到 8519GW。图 1：全球可再生能源发电累计装机量资料来源：IRENA2050年能源路线图，东莞证券研究所全球主要国家于2016年签订了巴黎气候协定，形成了气候共识，并纷纷制定了二氧化碳减排计划。我国于2020年宣布了“双碳目标”，即2030年碳达峰，2060年碳中和。为了实现双碳目标，使用低碳清洁的可再生能源替代目前高碳的煤、石油等化石能源变得越来越紧迫。在此次能源变革中，氢能因为其清洁无污染、单位质量能量密

11、度高、可存储、可再生、来源广泛等优势，多国都在大力发展氢能。表 1：世界各组织碳减排及制氢规定氢能行业研究5请务必阅读末页声明。组织组织主要政策目标主要政策目标基准碳排放强度基准碳排放强度减排阈值减排阈值规定制氢来源规定制氢来源AFHYPAC（法国）可再生能源发展无100%可再生所有可再生能源BEIS (英国)减少二氧化碳排放待定待定， 根据终端使用场景给定不同的阈值无CaliforniaLow CarbonFuel Standard減少空气污染和二氧化碳排放“从油井到车轮 (Well toWheel)”的石油消费排放强度温室气体降低 30%氮氫化物排放降低 50%可再生电解水生物甲烷催化重整

12、、生物质热解CERTIFHY（欧盟）可再生能源发展/减少温室气体排放天然气重整制气的碳排放强度碳排放强度降低 60%所有可再生般源TV SD（德国）减少二氧化碳排放天然气重整制气的碳排放强度根据生产过程和时段不同，实现 35%-75%的相对减排可再生电解水、甲烷重整、甘油重整资料来源：中国氢能联盟，东莞证券研究所氢能可以利用化石燃料生产， 也可以利用可再生能源来进行生产， 其燃烧仅生成水，不会产生污染环境的物质，通过能源载体和循环碳经济可以实现可持续的氢利用，有利于缓解全球的能源危机问题。发展氢能可以保障国家能源安全，较少对化石燃料的进口依赖，解决能源与环境尖锐矛盾，有利于实现CO2减排目标。

13、1.2 国内国内政策推动政策推动氢能产业氢能产业规模化发展规模化发展2016年10月，中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。主要包括：到2020年，加氢站数量达到100座；燃料电池车辆达到10,000辆；氢能轨道交通车辆达到50列；到2030年，加氢站数量达到1,000座，燃料电池车辆保有量达到200万辆；到2050年，加氢站网络构建完成，燃料电池车辆保有量达到1,000万辆。2019年两会期间，氢能被首次写入政府工作报告，2016-2022年期间，

14、工信部、国务院、发改委等多部门陆续发布支持、规范氢能产业的发展政策，国家的“十四五”规划中提到，要加速氢能产业发展，氢能产业在“十四五”期间将提速发展。表 2：2016-2022 年国家层面氢能产业相关政策及内容发布发布时间时间发布部门发布部门政策名称政策名称重点内容解读重点内容解读2016 年10 月中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）发布氢能产业基础设施发展路线图2016 年中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术发布氢燃料电池车技术路线图氢能行业研究6请务必阅读末页声明。10 月路线图2016 年11 月国务院“十三五”国家战略性新兴产业

15、发展規划提出“系统推进燃料电池车研发与产业化”。2017 年4 月工信部、发改委、科技部汽车产业中长期发展規划提出要“逐步扩大燃料电池车试点示范范围”。2017 年6 月科技部、交通运输部探索可再生能源富余电力转化为热能、冷能、氢能，实现可再生能源多途径就近高效利用。2019 年1 月生态环境部等 11个部门联合发布柴油货车污染治理攻坚战行动计划鼓励各地蛆织开展燃料电池货车示范运营，建设一批加氢示范站，优化承担物流。2019 年3 月发改委等 7 部门绿色产业指导目录（2019 年版）鼓励发展氢能利用设施建设和运营，燃料电池装苗以及在新能源汽车和船舶上的应用。2019 年3 月国务院2019

16、年政府工作报告检定汽车消费，继续执行新能源汽车购置优恵政策，推动充电、加氢等设施建设。2019 年10 月发改委产业结构调整指导目录（2019 年本涵盖高效制氢、运氢及高密度储氢技术、加氢站以及燃料电池相关内容。2020 年3 月发改委、司法部关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见在 9 大方面提出了 27 项重点任务，其中包括“研究制定氢能、海洋能等新能源发展的标准规范和支持政策（2021 年完成）2020 年3 月国家标准化管理委员会2020 年国家标准立项指南围绕燃料电池、高性能动力电池、动力电池回收利用等方面开展标准研制。2020 年4 月国家能源局中华人民共和国能源法（征求意见

17、稿）实施节约优先、立足国内、绿色低碳和创新驱动的能源发展战略，构建清洁低碳、安全高效的能源体系； 优先发展可再生能源， 安全高效发展核电， 提高非化石能源比重，推动化石能源的清洁高效利用和低碳化发展，2020 年4 月工信部2020 年新能源汽车标准化工作要点推动电动汽车整车、燃料电池、动力电池、充换电领域相关重点标准硏制，持续优化标准体系，加快重点标准研制，发挥标准对技术创新和产业升级的引领作用。2020 年5 月国家能源局综合司关于建立健全清洁能源消納长效机制的指导意见（征求意见稿）清洁能源富集地区，鼓励推广电采暖、电动汽车、港口 M 电、电制氢等应用，采取多种措施提升电力消费需求，扩大本

18、地消纳空间。鼓励建设清洁能源分布式项目，建设综合消纳示范区，完善清洁能源就近交易机制，多途径促进清洁能源就地消纳2020 年6 月发改委关于 2019 年国民经济和社会发展计划执行情况与 2020 年国民经济和社会发展计划草案的报吿指出制定国家氢能产业发展战略規划，井支持新能源汽车、储能产业发展，推动智能汽车创新发展战略实施。2020 年6 月国家能源局2020 年能源工作指导意见将推动储能、氢能技术进步与产业发展，硏究实施促进储能技术与产业发展的政策，开展储能示范项目征集与评选，制定实施氢能产业发展規划，组织开展关键技术装留攻关，积极推动应用示范。2020 年8 月发改委、国家能源局关于公布

19、 2020 年风电、光伏发电平价上网项目的通知共冇3个省份的4 个涉氢项目入选其中， 吉林省涉及大安市舍力镇风光制氢储能 源网荷储综合能源示范项目和乾安县 200MW“光伏+储能+制装”渔光互补扶贫项目；甘肃省二氧化碳加氢合成甲防中试和示范工程项目； 宁夏自治区太阳能电解制氢储能及综合应用试点项目。2020 年财政部等 5 部门关于开展燃料电池汽车将对燃料电池汽车的购声补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合氢能行业研究7请务必阅读末页声明。9 月示范应用的通知条件的城市群开展燃料电池汽车关谜核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。 示范期暂定为四年.示范期间，将采取“以奖代补”方式

20、，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励。 奖励资金由地方和企业统筹用于燃料电池汽车关键核心技术产业化，人才引进及团队建设，以及新车型、新技术的示范应用等，不得用于支持燃料电池汽车整车生产投资项目和加氢基础设施建设。2020 年9 月财政部等 5 部门燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系明确燃料电池汽车推广应用、氢能供应等两大领域的关键指标，如推广位用车辆技术和数皇、氢能供应及经济性等。2020 年9 月发改委、科技部、工信部、财政部关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新増长点増长极的指导意见要加快新能源产业跨越式发展，加快突破风光水储互补、先进燃料电池等新能源电力技术瓶颈，建设制氢加

21、氢设施、燃料电池系统等基础设施网络。2020 年10 月中国汽车工程师学会节能与新能源汽车技术路线图 2.02025 年，我国新能源汽车在汽车总钠星中的占比将达到 20%左右，氢燃料电池汽车保冇是达到 10 万辆左右。2030 年，新能源汽车在总钠皇中的占比提升至 40%左右。2035 年，新能源汽车成为国内汽车市场主流(占总箱是的 50%以上)，与此同时氢燃料电池汽车保有量达到约 100 万辆。2020 年11 月国务院新能源汽车产业发展規划(2021-2035 年)加强燃料电池系统技术攻关，突破氢燃料电池汽车应用支撑技术瓶颈，力争 15 年内，燃料电池汽车实现商业化应用，氢燃料供给体系建设

22、辑步推进，冇效促进节能减排水平。2021 年1 月新时代的中国能源发展加速发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，促进氢能燃料电池技术链、氢燃料电池汽车产业链发展。2021 年2 月财政部、工信部、科技部、发改委进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策通知过度期后不再对新能源车辆给予补贴，转为对充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务。2021 年2 月科技部关于对十四五国家重点研发计划氢能技术等18 个重点专项 2021 年度项目申报指南征求意见的通知围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能研发计划氢能技术等 18 个 安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质重点专项 2021 年度项目

23、申报指 与高效动力系统及氢进万家综合示范 4 个技术方向，启动 19 个指南任务。2021 年3 月全国人民代表大会中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。在科教资源优势突出、产业基础雄厚的地区，布局一批国家未来产业技术研究院，加强前沿技术多路径探索、交叉融合和颠覆性技术供给。实施产业跨界融合示范工程，打造未来技术应用场景，加速形成若干未来产业。2022 年1 月工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局智能光伏产业创新发展行动计划 （202

24、1-2025 年） 拓展智能光伏技术耦合，支持智能光伏制氢等试点示范项目建设，加快开展制氢系统与光伏耦合技术研究。 建设行业服务和验证平台， 支持建设一批光伏储能、 光伏制氢、光伏直流等系统验证平台加强多领域横纵联合。2022 年1 月交通运输部绿色交通“十四五”发展规划鼓励开展氢燃料电池汽车试点应用，不断提高城市绿色出行水平。到 2025 年，力争60%以上的创建城市绿色出行比例达到 70%。制修订营运车船和港口机械装备能耗限值准入、新能源和燃料电池营运车辆技术要求、城市轨道交通绿色运营等标准。2022 年1 月国家发展改革委、工业和信息化部、住房和城乡建设部、商务部、市场监管总局、 国管局

25、、中直管理局促进绿色消费实施方案大力推广新能源汽车，加强充换电、新型储能、加氢等配套基础设施建设，积极推进车船用 LNG 发展。有序开展燃料电池汽车示范应用。氢能行业研究8请务必阅读末页声明。2022 年2 月国家标准化管理委员会2022 年全国标准化工作要点出台一批高端装备与绿色低碳标准；加快 5G、工业互联网、大数据中心、能源互联网等领域标准供给；研制智能电网、新能源汽车与智能网联汽车等领域急需标准；加大新能源利用、大规模新能源调度、电力储能、氢能等领域标准研制力度。2022 年2 月国家发改委、能源局“十四五”新型储能发展实施方案到 2025 年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，

26、具有大规模商业化应用条件，新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟；到 2030 年，新型储能全面市场化发展。资料来源：前瞻产业研究院，东莞证券研究所在地方政策方面，据不完全统计，全国有北京市、上海市、广州市、浙江省、江苏省、贵州省和四川省等多个省市地区发布了氢能相关政策或规划。其中，根据北京市的北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025），2023年前，力争建成37座加氢站，推广燃料电池汽车3000辆；2025年前，培育10-15家具有国际影响力的产业链龙头企业，京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模10

27、00亿元以上，实现燃料电池汽车累计推广量突破1万辆，累计推广分布式发电系统装机规模10MW以上。根据江苏省的江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划，2025年，基本建立完整的氢燃料电池汽车产业体系，力争全省整车产量突破1万辆，建设加氢站50座以上，基本形成布局合理的加氢网络，产业整体技术水平与国际同步，成为我国氢燃料电池汽车发展的重要创新策源地。根据四川省的四川省氢能产业发展规划（20212025年），到2025年，燃料电池汽车（含重卡、中轻型物流、客车）应用规模达6000辆，氢能基础设施配套体系初步建立，建成多种类型加氢站60座；氢能示范领域进一步拓展，实现热电联供（含氢能发电和分布式能源）、

28、轨道交通、无人机等领域示范应用，建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座，氢储能电站2座。到2025年，逐渐健全强化氢能产业链，培育国内领先企业25家，覆盖制氢、储运氢、加氢、氢能利用等领域。其中核心原材料企业2家，制氢企业7家，储运和加氢企业6家，燃料电池及整车制造企业10家。2. 氢能需求量加快增长氢能需求量加快增长，氢能产业发展空间巨大氢能产业发展空间巨大2.1 中国氢气需求逐步提高，氢气产量世界第一中国氢气需求逐步提高，氢气产量世界第一根据中国氢能联盟，2020年我国氢气需求量约3342万吨，至2030年我国氢气的年需求量将提高到3715万吨，在终端能源消费中占比约5%，其中，可再生氢产

29、量约500万吨，部署电解槽装机约80GW。至2060年，我国氢气的年需求量将增至约1.3亿吨，在终端能源消费中占比约20%，其中，工业领域、交通运输领域、发电与电网平衡和建筑领域将是四个主要用氢领域，氢气需求量将分别达7794万吨、4051万吨、600万吨和585万吨。在实现碳中和碳达峰的过程中，中国氢气需求将逐步提高。图 2：中国氢气需求量氢能行业研究9请务必阅读末页声明。目前我国氢气年产量位居世界第一，从 2018 年开始氢气年产量已超过两千万吨规模。当前我国的金属储氢材料产销量也已超过日本，是世界最大储氢材料产销国。据中国煤炭工业协会，2012-2020 年，中国氢气产量从 1600 万

30、吨增长至 2500 万吨，整体呈稳步增长趋势，2020 年中国氢气产量同比增长 13.6%。2.2 国内氢能源行业竞争格局较为分散国内氢能源行业竞争格局较为分散中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业，2020 年，国家能源集团年生产 400 万吨的氢气，占总体产量的 16%；中国石化氢气年生产量达 350 万吨，占全国氢气产量的 14%。国家能源集团和中国石化两家企业的市场份额占据三成，其他氢气生产企业数量多，氢气生产规模相对较小，市场竞争格局较为分散。随着其他大型央企资料来源：中国氢能联盟，东莞证券研究所图 3：中国氢气产量（万吨）资料来源：中国煤炭工业协会，中商产业研究院，东莞

31、证券研究所氢能行业研究10请务必阅读末页声明。进入氢能源行业，未来氢能源行业的市场集中度有望提升。2.3 央企加快氢能全产业链布局央企加快氢能全产业链布局氢能产业链上游为制氢环节，中游为氢气的储运，下游为氢能的应用领域，涵盖电力、燃料/燃料电池和供热方面。其中，氢能作为燃料电池可应用于军事、加氢站和氢燃料电池汽车等领域。图 4：2020年中国氢能源行业竞争格局资料来源：中国煤炭工业协会，中商产业研究院，东莞证券研究所图 5：氢能产业链资料来源：东莞证券研究所氢能行业研究11请务必阅读末页声明。2021 年 7 月份，根据国资委在国新办新闻发布会的表示，已有超过三分之一的中央企业在布局包括制氢、

32、储氢、加氢、用氢等全产业链，均取得了一批技术研发和示范应用的成果。如中国石化和中国石油重点布局氢能储运零售终端建设和运营领域，国家能源集团和中船重工重点布局氢能产业链及氢能装备，国家电投、东方电气和中船重工将重心放在氢燃料电池及其核心部件，东风集团、一汽集团、中国中车和宝武集团则聚焦终端应用燃料电池汽车、列车、氢冶金。表 3：央企积极布局氢能产业产业领域产业领域重点布局企业重点布局企业储运零售终端建设和运营中国石化、中国石油氢能产业链及氢能装备国家能源集团、中船重工（718 所）氢燃料电池及其核心部件国家电投、东方电气、中船重工（712 所）终端应用燃料电池汽车、列车、氢冶金东风集团、一汽集团

33、、中国中车、宝武集团资料来源：能源电力说，东莞证券研究所3.当前制氢仍以化石燃料为主，燃料电池当前制氢仍以化石燃料为主，燃料电池为重点为重点应用应用方向方向3.1 煤制烯烃是当前主要制氢方式煤制烯烃是当前主要制氢方式氢能源按照生产来源可划分为灰氢、蓝氢和绿氢。通过化石燃料（如石油、天然气、煤炭等）燃烧产生的氢气是灰氢，在生产过程中会排放二氧化碳，目前的氢气主要是灰氢，约占全球氢气产量的 95左右。将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成的氢气是蓝氢，其生产过程中结合使用了碳捕捉、利用与储存（CCUS）等先进技术。通过使用可再生能源（如太阳能、风能等）制造的氢气是绿氢，例如通过可再生能源发电进

34、行电解水制氢，在绿氢生产的过程中没有碳排放，所以是氢能利用的理想形态，但受到目前技术及制造成本的限制，绿氢尚未实现大规模应用。制氢的方法包括化石燃料重整、气化制氢；生物质制氢；电解水制氢；光解水制氢；热化学循环水分解制氢；光热化学循环水分解制氢等典型制氢方法。表 4：典型制氢方法对比制氢方法制氢方法优点优点缺点缺点化石燃料重整、 气化制氢技术成熟，可满足近期所需原料属不可再生能源，储量有限，有 CO2、污染物排放生物质制氢属可再生能源，资源分布广、储量大产氢速率慢，产氢生物种类单一电解水制氢技术比较成熟，工艺简单，无污染,可制备高纯度氢电耗巨大，能量利用效率只有 20-30%光解水制氢无污染，

35、有工业应用潜力光能转化率和产氢速率低，离实用距离尚远热化学循环水分解反应温和，可匹配核能、太阳能作为热源等，热效步骤较多，流程复杂，需硏制耐腐蚀高温材料氢能行业研究12请务必阅读末页声明。制氢率较高，可实现大规模工业化和设备光热化学循环水分解制氢国际首创，反应温度低，操作简单易行，兼具光化学热化学优势研究刚起步，反应机理需要更加深入阐明，产氢能力有待进一步挖掘资料来源：氢能报告进展报告，东莞证券研究所目前，氢气生产原料主要包括煤炭、天然气等化石能源和工业副产气等。2019 年，在中国氢气生产结构和产能分布中，煤制氢产量居首，约 2124 万吨，占比 63.5%；其次为工业副产氢和天然气制氢，产

36、量分别为 708 万吨和 460 万吨，电解水制氢产量约 50万吨。根据头豹研究院，2020 年中国氢气市场规模约 40 亿元，至 2030 年和 2050 年，中国氢气市场规模将分别增长至 567 亿元和 7542 亿元，未来市场空间广阔。当前化石燃料制氢技术最为成熟，制氢效率最高，但是在各类制氢技术中，化石燃料制氢的二氧化碳排放量也更多。相比之下，用风电、光伏等可再生能源制氢可以大幅降低二氧化碳的排放量，也有利于解决弃风弃光问题。由于目前电解水的能量损耗率较高，可再生能源制氢的效率约 30%。另外，核能制氢的碳排放量也较低，同时核能制氢的效率能够达到约 55%。图 6：2019年中国氢气生

37、产结构分布图 7：中国氢气市场规模（亿元）资料来源：中国氢能联盟研究院，东莞证券研究所资料来源：头豹研究院，东莞证券研究所图 8：各类制氢技术CO2排放量对比图 9：各类制氢技术制氢效率对比氢能行业研究13请务必阅读末页声明。煤制烯烃是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。目前，经济社会发展中应用最广泛的基础材料之一是作为各类塑料主要原料的合成树脂。合成树脂主要产品是聚乙烯、聚丙烯，主要原料是石油和煤炭，国内石油的进口依赖度约 7 成，而煤炭基本能够自给自足，因此煤制烯烃对于原材料供应安全而言意义重大。近年国内在煤制烯烃技术和部分关键装备达到了国际先进水平。 2020 年

38、 11 月 9 日，中科院大连化物所自主开发的第三代甲醇制烯烃技术与装备（DMTO-）在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，其各项指标均居于国际先进水平，将单套煤经甲醇制烯烃装置由 60 万吨/年提升至 100 万吨/年， 该技术使煤制烯烃流程更短、能耗更低，将进一步推动煤制烯烃产业的发展。截至“十三五”末，我国已建成了 36 套煤（甲醇）制烯烃项目，产能占全国聚乙烯、 聚丙烯总产能的 30%。 根据隆众资讯统计， 从 2015 年-2019 年的聚烯烃综合成本看，油制最高，气制次之，煤制则长期维持偏低成本，所以煤制烯烃具有明显的成本优势。煤制烯烃过程中会释放二氧化碳，主要原

39、因是，煤的碳含量高、氢含量低，而烯烃的氢含量高、碳含量低，因此，需要用煤和水制取氢气，同时排放二氧化碳；油制烯烃也存在同样的问题。“十四五”期间，国内煤制烯烃行业仍将继续发展。根据现代煤化工“十四五”发展指南，“十四五”的发展目标形成是 2000 万吨/年煤(甲醇)制烯烃的产业规模，煤制烯烃在“十四五”期间仍将是国内制氢采用的主要方式。3.2 电解水制氢成本较高，电解水制氢成本较高，PEM 技术未来发展空间广阔技术未来发展空间广阔根据电解质系统的差别， 可将电解水制氢分为碱性电解水(ALK)、 质子交换膜(PEM)电解水和固体氧化物电解水(SOEC)3 种。三者的基本原理都在氧化还原反应过程中

40、，阻止电子的自由交换，而将电荷转移过程分解为外电路的电子传递和内电路的离子传递，从而实现氢气的产生和利用，但三者的电极材料和电解反应条件不同。中国的 ALK 制氢技术相对成熟，在国内市场份额较高，但是在制氢效率等重要技术指标上仍与国外存在一定差距。国内的 PEM 制氢技术发展时间较短，其性能尤其是寿命尚缺乏市场验证，整体上落后于欧美。运行负荷、度电成本和电解效率是碱性ALK电解水制氢技术降本的关键因素，目前资料来源：头豹研究院，东莞证券研究所资料来源：头豹研究院，东莞证券研究所氢能行业研究14请务必阅读末页声明。PEM电解水制氢系统设备成本高出ALK电解系统设备成本的6-7倍。2020年，可再

41、生能源（陆上风电、光伏和水电）电解水制氢，ALK平准化成本约23-28元/kg，采用PEM电解水制氢技术成本约为ALK的1.4倍。2021 年 11 月 4 日，中国石化直属机构石科院自主技术、在燕山石化建设的首套质子交换膜（PEM）制氢示范站启动，意味着中国石化首次打通了 PEM 电解水制氢设备从关键材料、核心部件到系统集成的整套流程。中国石化 PEM 制氢示范站采用大面积均一膜电极，此设计方案可直接发展为单槽兆瓦级规模，为质子交换膜电解水制氢技术进行大型化试验提供设计依据。作为核心部件的质子交换膜电解槽，制氢效率达 85%以上，其阴极和阳极催化剂、双极板以及集电器等关键核心材料部件均实现国

42、产化。石科院独立自主研发的高性能阴阳极催化剂在制备工艺、质量比活性、长周期稳定性等方面具有显著优势。该示范站的投用有望推动兆瓦级质子交换膜电解水制氢设施的国产化。质子交换膜电解水制氢技术与燕山石化光伏电力的耦合，将实现绿氢制取。在可再生能源制氢项目方面，国内目前缺少系统性大规模示范以及电氢融合技术研究。美国、欧洲和日韩未来以发展电解水制氢技术为主，着重 ALK 技术规模化和 PEM技术产业化， 在提高电解效率、 耐久性和设备的低成本” 等方面进行技术优化改进。表 5：不同电解水方式对比系统系统碱性电解水碱性电解水(ALK)质子交换膜电解水质子交换膜电解水(PEM)固体氧化物电解水固体氧化物电解

43、水(SOEC)电解槽无贵金属催化剂。成本低;电流密度小（0.2-0.4A/cm）;窄载荷波动范围（40%110%）;气体纯度低;电解液有腐蚀性和剧毒 V2O5，规模可达1000m3/h 标准状态）;体积大，电解槽较难集成;工作温度95;工作压力为 1.6MPa需贵金属催化剂， 成本高;电流密度大 （1.53A/cm）系统响应快，适应动态操作和 0200%宽负荷波动范围;无毒， 无腐蚀性， 效率高， 气体纯度高，单堆可达 100m/标准状态）;体积小。适用于多电解槽集成兆瓦级产品;性价比提升空间大;工作温度为室温80;工作压力高，达到 3.5MPa，并可进一步提高使用热能和电能输入，中能消耗低，

44、 无贵金属催化剂陶瓷工艺，难以加工大面积的组件;成本高；工作温度为600900；工作压力低图 10：2020年ALK平准化低碳清洁氢成本图 11：2020年PEM平准化低碳清洁氢成本资料来源：中国氢能联盟，东莞证券研究所资料来源：中国氢能联盟，东莞证券研究所氢能行业研究15请务必阅读末页声明。整体系统氢氧侧等压设计;系统组成和操作复杂，成本高；氢水分离器容积大，系统留存氢气量多。安全性低;氢氧不完全隔离， 难以通过多电解槽集成大规模系统氢氧侧可压差设计;系统组成简单、 紧涛、 小型化，成本低;氢水分离器容积小;系统留存氮气量少，安全性高;氢氧两侧物理隔离。 便于通过电解槽集成实现，可集成 10

45、-100MW 的超大规模系统;小型系统已商业化，开启大规模系统示范应用高温工作，系统复杂;成本高;大规模系统集成难;尚不具备商业化条件资料来源：中国氢能联盟，东莞证券研究所现阶段我国发电结构仍以化石燃料发电为主，根据全球能源互联网合作组织测算，到 2025 年，中国发电结构中，煤炭占比将从 67%下降至 49%，风光发电占比将从 8%上升至 20%；到 2050 年，煤炭发电占比大幅下降至 6%，风光发电上升为主力，合计占比66%。随着可再生能源发电成本不断降低，发电占比逐步提升，叠加核心设备的进一步国产化，将极大带动可再生能源电解水制氢方式的发展。3.3 核能制氢有望实现大规模制氢核能制氢有

46、望实现大规模制氢核能制氢在未来有望助力实现规模化制氢核能制氢在未来有望助力实现规模化制氢。目前全球的绿色发展和市场的多元需求促进了核能技术的多样化发展，核能利用从单一发电逐步拓展到供热、供汽、海水淡化、制氢等多种核能创新产品形式，以适应社会经济发展的需求。核电运行稳定、可靠、换料周期长，可作为基荷电源大规模替代传统化石能源，可与其他清洁能源一起构建清洁低碳、安全高效的能源体系。氢能是未来最有希望得到大规模利用的清洁能源之一，核能具备高效、低耗、环保、清洁的特点，核能制氢将二者结合，进行氢的大规模生产，有望成为未来氢气大规模供应的途径。当前，与电力生产联系紧密的储能、氢能等技术已取得一定突破，清

47、洁能源+储能、清洁能源+氢能有望成为未来能源供应常态。核能制氢是将核反应堆与先进制氢工艺耦合，进行氢的大规模生产，具有不产生温图 12：中国电力结构发展趋势（全球能源互联网合作组织）资料来源：CNESA，GEIDCO，东莞证券研究所氢能行业研究16请务必阅读末页声明。室气体、以水为原料、高效率、大规模等优点。核能制氢原理核能制氢就是利用核反应堆产生的热作为制氢的能源，通过选择合适的工艺，实现高效、大规模的制氢；同时减少甚至消除温室气体的排放。根据中国核能行业协会，国内大型核电机组综合利用范围将进一步扩大，小型模块化反应堆也将在供电、供热、制氢、海水淡化等多领域迎来重要发展机遇。国外方面，美国也

48、在推动核能制氢的发展。2021 年 10 月，美国能源部（DOE）宣布投入 2000 万美元，支持亚利桑那州的核能制氢示范项目，使清洁氢能成为核电站除发电以外的重要经济产品，助力在未来 10 年之内实现 DOE“氢能攻关”科技化的制氢成本目标（1 美元/千克）。3.4 储氢技术以高压气态储氢为主，储氢瓶加快国产化储氢技术以高压气态储氢为主，储氢瓶加快国产化储运技术是制约氢能大规模发展的重要因素之一，高效利用氢气的关键在于氢气的储运。储氢技术主要有固态储氢、高压气态储氢、液态储氢和有机物液体储氢等，目前氢气储运主要以高压气态为主，高压气态储氢充放气速度快，但安全隐患系数较高。低温液态储氢技术存在

49、难度系数大、液化成本高、能耗大和绝热材料成本高等弊端。固态储氢方式优势明显，但现在仍存有技术上的难题，长期来看具有较好发展前景。有机物液体储氢能够在常温下运输和加注，可以利用现有加油站设施，安全性和运输便利性较好，目前仍有有较多的技术难题，但未来极具应用前景。图 13：核能制氢原理示意图资料来源：电工技术学报，东莞证券研究所氢能行业研究17请务必阅读末页声明。表 6：储氢技术优缺点对比储氢技术储氢技术优点优点缺点缺点高压气态储氢技术成熟，成本低密度低，体积比容量小液态储氢密度高，体积比容量大，储运简单制冷能耗大，成本高，易挥发固态储氢安全，同时可提纯氢气储氢材料质量重，储-放氢存在约束有机物液

50、体储氢密度高，安全性较高氢气纯度不高，有几率产生杂质气体资料来源：电工技术学报，东莞证券研究所目前已商业化应用的高压储氢气瓶主要是 I 型瓶、II 型瓶、III 型瓶和 IV 型瓶。I 型瓶由金属钢组成；II 型瓶采用金属材质为主，外层缠绕玻璃纤维复合材料；III 型瓶、IV型瓶外部采用碳纤维缠绕，III 型瓶内胆为金属，IV 型内胆为塑料。国内目前应用较多的是 35MPa 储氢型瓶， 碳纤维复合材料是核心组成部分， 但是由于国内的碳纤维以进口为主，2020 年中国碳纤维的进口量占需求量的 6 成左右，碳纤维复合材料成本约占 35MPa 储氢型瓶生产成本的 62.5%。35MPa 储氢气瓶储气