在全球双碳背景下，各国对氢能源尤为重视，做出了详细的产业规划，一直在不断推进更新中。氢能源车作为深度脱碳的使者，正向我们缓缓走来。
江山代有才人出，各领风骚数百年。这句诗词用来总结新能源各条产业链，再贴切不过。
作为过去一年里的明星，锂电、光伏板块大受追捧，在二级市场诞生了众多十倍、二十倍的个股。氢能源紧随其后接力，厚朴股份（300471．SZ）年内涨幅超越三倍，亿华通、美锦能源（000723．SZ）也均实现了翻倍行情。
在氢能行情向好的时刻，看多做多的各路资本、研究团队、财经媒体纷纷喊出“氢能源蓝海”、“十万亿赛道”的口号。而看空者也不乏其声，核心理由依然是前景不明。
那么，氢能源究竟是风口？还是陷阱？它最可能的落地点是什么？障碍在于何处？这是本篇报告试图解答的问题。
01 另类角度的小方法
中国的改革开放有条规律，新兴产业的发展，历来与政策结合紧密。
所以，一个新兴产业，在规划层面是不是足够重要，有没有受到重视，其实是可以从一些政策指标上看出来的。
一般而言，政策出台快、政策密度频、政策定位高、调控力度大的产业，往往是重点扶持，定位长远的产业，它们在日后的景气度，也会更高。
这一点，从光伏、锂电这两条赛道的历史上，可以看得很清楚。
用这个指标来观察氢能源，可以发现它符合这个规律。
从2006年到2019 年，在这13年期间国家层面颁布的氢能源相关政策大约22个，2019年之后到现在不到3年时间颁布的政策超过25个，地方层面的更是全面开花。
2019年，氢能源首次写入政府工作报告，之后迎来了相关产业政策发布的密集期。
近日，由北京市牵头申报的京津冀氢燃料电池汽车示范城市群，被财政部、工信部等五部委联合批准为首批示范城市群。在4年示范期间，五部委将对入围的城市群按照目标完成情况，通过“以奖代补”的方式给予奖励。
改革开放的另一个规律，是新生事物总要通过试点，得到印证后再推广。而某一级地方政府，常常就是那个探路的排头兵。
这是一步可轻可重的棋，如果进展顺利，应用中没有很大的问题，这个区域市场就可以培育中国的氢能源产业。如果进展不顺，也可以把负面影响控制在合理范围内，不至于造成太大的资源浪费和市场错配。
不过，从政策的角度观察，仅仅是自上而下认识行业的一个小方法，它仅可以参考，却不能依赖。更不能化解市场对于氢能源发展的分歧。想要得到更准确的结论，还需要看清事物的本质。
02 核心诉求是脱碳
氢气直接燃烧或通过燃料电池发电的产物为水，能够实现真正的零碳排放，对环境不造成任何污染，故而被誉为终极能源。
其次，纯电动车的电池，使用了大量锂、钴、镍等金属材料．金属材料的挖掘、生产加工等过程均有大量能量消耗及碳排放。相较于纯电动车，氢燃料电池车在制造过程中的碳排放也较低。
第三，燃料电池车的报废回收阶段，也比电纯动车回收，更容易且更有经济吸引力。
这三条加在一起，就是深度脱碳的由来。
但从能源替代的角度来看，仅仅做到清洁是不够的，还要兼顾效率和成本。
从能效上来看，氢气的热值约为140MJ／kg，高达煤炭、汽油等传统燃料的3倍以上；从储量上来看，氢是宇宙中含量最多的元素，大约占据宇宙质量的 75％，地球上丰富的水资源中蕴含着大量可供开发的氢能，未来是获取最便利和成本最低的能源之一。
与之相反，锂电池中锂、钴等金属材料成本，在电池总体成本中占据了绝大比例，其相对稀缺的供需格局，从锂电原材料动辄几倍的涨幅中，已经得到了验证。
目前，新能源车动力使用锂电池虽然是最佳选择，在大多数适用场景中，锂电池车的开发和应用也更加成熟，但由于电池重量、续航里程问题，依然存在限制。
限制发展的原因是能量密度，它已经达到一个瓶颈——国内的三元锂电池能量密度约为 240Wh／kg，磷酸铁锂电池能量密度约为180Wh／kg。这促生了另外两条技术路线——高镍化和固态电池。
但除了这些路线，还有一个现成的选择——氢能源汽车。由于能效高，它在里程和载荷方面拥有先天优势。
这也正是氢能源车这几年的落地，更多在客车和重卡，而非乘用车的原因。从目前的技术态势和认知上看，氢燃料电池和锂电池在未来三到五年的时间内，将持续互补关系：商用车是氢能源的根据地，乘用车是锂电池的主舞台。
但这种互补格局，会不会一直持续下去呢？答案是“压力正在压迫它改变”。
中国作为最大的二氧化碳排放国，在达成碳中和的道路上挑战重重。氢能源作为最清洁的能源，在应用方面场景方面极为宽广，供热、工业、建筑、交运等高排放量的领域有着广阔的前景，深度脱碳的属性注定其不可或缺。
而从全球的视角来看，氢能作为终极清洁能源的属性，导致各国均对此技术路径十分重视，积极布局氢能产业发展。
近两年，美国、日本、韩国、欧盟均采取了较大的政策力度加码氢能源产业，并出台了相关经济路径规划，力争领跑该赛道。截止到2021年初，全球共有约20个国家和地区发布了氢能发展规划或路线图。
这里面的道理，有点像逆水行舟，有些事情，不仅要跑得快，还要跑得比别人快。
从中国新能源推进的历史来看，用四个字可以总结：珠玉在前。
中国对光伏、风电、新能源车的产业政策大获成功，度电成本平价、汽车制造弯道超车，成为全球最具备竞争力的产业，成为了中国制造的名片。
这似乎给中国进一步推动氢能赋予了信心。占据氢能成本最大的电力会随着光伏、风能度电成本而下降，同时技术进步及大规模生产带来的制造和人力成本的下降。
因此，在全球氢能源产业资金跑步进场，国内新能源产业政策的逐步推进，成本不断下降的三重趋势下，政府开始密集出台促进氢能源产业发展的政策，并提出相应规划。
因此我们看到的测算与进程表，看起来是期望，实际上都是根据目标进行的倒推。
03 产业化行不行，看绿氢平价
氢能源产业链可以分为上游：氢生产与供应；中游：燃料电池及核心零部件；下游：燃料电池应用。
在氢气制取上，目前成熟的制氢手段主要包括化石能源重整制氢、工业副产制氢以及电解水制氢三种。
其中，化石能源制氢通过裂解煤炭或者天然气获得氢气，俗称“蓝氢”。工业副产制氢则是对焦炭、纯碱等行业的副产物进行提纯获取氢气，俗称“灰氢”。
本质上两者的氢气来源仍为传统的化石燃料。虽然通过碳捕捉与封存技术（CCS）可有效降低化石能源制氢过程中产生的碳排放，但长期来看只有可再生能源电解水制备的“绿氢”才能实现真正的零碳排放。
目前可再生能源制氢占比较小，化石能源制氢仍是主要的氢气来源。根据 IRENA 的测算，全球仅有 4％的氢气来自电解水制氢，其余均来自煤炭、天然气以及石油炼化领域。
而在“富煤、贫油、少气”的能源结构下，目前国内煤制氢的占比超过 60％，电解水制氢的比例则不到 2％。可再生能源制氢仍然任重道远，未来的发展空间巨大。
制约绿氢发展的因素是成本，绿氢生产成本中占比最高的为电力和电解槽，占比分别为50％和40％，所以降低电价和电解槽成本是中国实现绿氢工业化、规模化的两大核心环节。
随着光伏、风电的进一步降本，到 2030 年国内部分可再生资源优势区域，其度电成本到达到 0．1－0．15 元／KWh，
电解槽目前单位造价2500元／W；随着更大的槽体、更优质的制造工艺，以及技术环节的精进和材料的优化，有望降至1300元／W。
届时，绿氢成本将从 2020 年的 30．8 元／kg 快速降至 16．9 元／kg，实现与灰氢平价。
这种上游原材料的平价前景一旦达成，意味着氢能源的大规模产业化铺平了道路。那么，这条产业链的上下游，又如何实现传导呢？
04 储运关键指标：单位体积密度
众所周知，氢气在元素周期表位于第一位，意味着其质量小，体积小，因此密度低（ρ＝m／V，忘记的朋友请找找初中物理书）。
氢气的性质十分活跃，很容易泄露和爆炸，储运过程消耗也大，所以在储氢罐投入的安全设计、存量设计成本很高。
因此，相较于石油、天然气等传统化石燃料，氢气在储运环节具有天然的劣势，发展进度缓慢。
如果按照方式划分，氢气储运可分为气态储运、液态储运以及固态储运三种。
气态储运的成本较低、充放氢速度较快，但储氢密度与运输半径较为有限，所以适用于短途运输。
氢气气态经济运输半径局限在200公里以内，每公斤氢运输成本为2块钱，0－100公里运输成本是4块钱／kg，运输压缩氢气的鱼雷车每车仅可运300kg。
中长距离大规模运输考虑管道和液氢运输，液态储运的储氢密度较大，但设备投资与能耗成本较高；固态储运则在潜艇等特殊领域有所应用，整体仍处于小规模试验阶段。
我们可以做一个简单理解：运输一车氢气，瓶子重量在95％以上，需求的氢气只有5％，而且不能长距离运输。所以这笔生意很不划算。
因此，只要是运氢气，总会面临这个问题：怎样在储运瓶里装更多的氢气？这又延伸出一条技术路线：如何增加氢气单位体积密度。
举个例子，一个书包想要装更多的衣服，压得越实，装得就越多。同理，储存的时候为了提升单位体积密度，也需要压缩。
但这个问题，并不能只靠单一环节解决，它需要一整套体系的匹配。
与电解水制氢类似，产业化程度的提升将有效降低氢气储运的成本，储运基础设施的建设与完善是后续氢能规模化发展的前提。
考虑到未来氢能的终端应用场景将更为丰富，氢气的储运环节也将朝多层次、体系化的方向演进。
气态储运方面就是增压减重，从储氢密度、轻量化等角度出发，提升技术及相应材料。
液态储运可以有效增加运输量，达到气态储运的10倍，也是一个很好的方向，目前国外技术相对成熟，国内主要应用在航空领域，未来随着规模化开展以及技术成熟，商用／民用有望得到进一步发展。另外就是建立输氢管道，加强基础建设。
而终端用氢需求，加氢站是必不可少的中转环节。
截至2020年12月31日，全国在建和已建加氢站共181座，已经建成124座，其中2020年总计建成加氢站 55座。在2020年国内建成的124座加氢站中，105座有明确的加注能力。我国加氢站布局数量最多的前三名为广东、河北和湖北，在运数量分别为61／44／36座，大型加氢站仍然匮乏。
加氢站建设投入成本较大，建设一座35MPa加氢站成本在1200万元。
这个费用看起来不低，但如果考虑到它的技术含量与参数要求，就会明白这是必须的。
打个比方，35MPa相当于350公斤的胖子，用大脚趾踩在1平方CM大的地方产生的力量，或者想象一下，用一根食指将当年压死秦武王的鼎举起来。
那么，又是谁拥有这么大的力量，将氢气灌到氢气瓶里？答案是压缩机。
在氢站建设中。整体设备成本占据了氢站建设成本的70％，而压缩机占据设备成本的50％，约450万左右，基本需要进口。
随着中国氢能不断推进，国产化替代进程加速，有望进一步去降本，关注压缩机是一个很好的投资方向。目前70MPa逐步进入商用，代表着单位体积可以储存更多的氢气。
新能源的商业化应用一定是基础建设先行，加氢基础建设是未来中国新基建的重点内容，随着氢燃料电池汽车应用规模的扩大，加氢站的市场需求也逐步提升。
目前加氢站建设成本仍然过高，随着国产设备突破和规模化生产，加氢成本会大幅下降，预计2050年成本为800万左右，将达到1．2万座，在2050年达到千亿元的市场规模。
新能源能否大力发展下去不只要看其物理、化学属性，也要看商用场景，氢能源车就是最有发展前景的应用，新能源车的动力是最核心的环节，同时适用于氢能能源。
