氢能源行业深度报告：绿电制绿氢是趋势，氢能产业链发展加速

　一、行业：氢能应用场景广阔，绿氢发展潜力巨大

　　发展氢能是达到全球“双碳”目标的重要途径。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广 泛的二次能源，能帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储 能，加快推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。目前全球氢能发展如火如荼，中国国家 发改委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》确定了氢 能是未来国家能源体系的重要组成部分，海外对绿氢的重视程度也越来越高，2020 年欧 盟发布了《欧盟氢能战略》，旨在推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用;同年美国发 布《氢能计划发展规划》，指定多项关键技术经济指标，期望成为氢能产业链中的市场领导 者。我们认为氢能的开发和利用有望引发深刻的能源革命，必须重视氢能行业的发展和投 资机会。

　　1.1 氢能介绍：清洁能源零碳排放，符合双碳战略大有可为

　　氢能清洁低碳、热值高、来源多样、储运灵活，有望成为 21 世纪的“终极能源”。氢能是 指以氢及其同位素为主体的反应中或氢状态变化过程中所释放的能量。与其他燃料不同， 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，而且燃烧产生的热值较高，能通过能源载体和循环碳经济可以实现 可持续的氢利用。

　　根据氢能生产来源和生产过程中的碳排放情况，可将氢分为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢是指 通过化石燃料燃烧产生的氢气。蓝氢是指在制氢过程中增加 CCUS(Carbon Capture， Utilization and Storage)碳捕捉、利用与储存技术产生的氢气。绿氢是利用风电、水电、 太阳能、核电等可再生能源制备出的氢气，制氢过程完全没有碳排放。

　　目前氢能主要以灰氢方式制取，绿氢占比有望快速提升。目前的氢气主要是灰氢，约占全球氢气产量的 95%，灰氢在制备过程中会排放较多的二氧化碳。绿氢在制备过程中完全零 排放且可以与可再生能源耦合，未来占比有望不断提高，逐步取代灰氢。

　　氢能制备方式多种多样，绿氢主要通过电解水制氢。目前全球制氢主要技术方式有煤制氢、 天然气制氢、工业富产氢等。从全球来看，天然气制氢占据主要位置，2021 年份额达 62%， 煤制氢占 19%，工业副产氢占比 18%，而电解水制氢仅占 0.04%。从国内看，煤制氢是 我国主要的制氢来源，2021 年份额占制氢总量的 64%，工业副产氢占比 21%，天然气制 氢占比 14%，而电解水制氢仅占 1.52%。煤制氢技术较为成熟、产量大且分布广、排碳量 大，吨煤制氢 0.11~0.13 吨。天然气制氢耗水量小，氢气产率高，蒸汽重整制氢较为成熟， 排碳量大，吨天然气制氢 0.23 吨。工业副产氢是指在生产化工产品的同时得到氢气，主 要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、合成氨醇等副产工艺。由于其显著的减排效果和较 高的经济性优势，吨焦炭制氢 0.017 吨。电解水制氢主要工艺路线为碱性电解、PEM 电 解和 SOEC 电解。其中碱性电解槽技术最为成熟，生产成本较低;PEM 电解水流程简单、 能耗较高，启停速度快能较好配合风光的波动性，已经实现初步商用。

　　制氢成本是制约氢能源发展的主要因素。化石能源制氢技术成熟，成本较低，煤制氢成本 普遍在 10.1-13.4 元/kg，天然气制氢成本为 13.4-16.8 元/kg，甲醇制氢成本约为 16.8-22.4 元/kg。工业副产氢具有经济优势和减少碳排放优势，但是排放过程中含有腐蚀性气体会造 成一定环境污染，制氢成本约为 11.2-16.8 元/kg。电解水制氢成本目前普遍在 16.8-33.6 元/kg 左右，相比化石能源制氢和副产氢成本较高，主要系消耗电量较大，但整个工艺过 程简单无污染。生物制氢原材料成本低，但是氢含量较低，目前应用较少。

　　现阶段电解水制氢成本较高主要是由于电解槽设备成本较高以及电费较高。未来随着技术 进步，电解槽成本有望进一步下降，同时伴随风能，太阳能发电技术的不断提升，未来电 费有望进一步下降。综合来看，电解水制氢是未来制氢的主流路线。