氢能是终极的清洁能源。
20世纪60年代以来，世界上许多国家和地区已广泛开展了氢能源研究，但时至今日产业化尚未走出起步阶段。当前氢能概念再次火热，三大氢燃料电池汽车示范城市群落地，多省市发布氢能产业建设目标，行业投融资持续攀升。2015年融资事件仅有5起，2020年增长至31起，2021年继续升温，捷氢科技、未势能源、爱德曼氢能等头部企业纷纷获得大额融资，预计全年融资总额达百亿级别。企业、高校研究机构、政府等主体从不同层面推动产业化进展，各路资本加快入局。
然而市场上仍存在很多不同的观点和盲点。势乘资本 Scale Partners 在市场上较早关注氢能产业进展，不久前曾发布一篇研究报告《氢能革命：万亿级市场将与锂电并驾齐驱》，本次更深入阐述我们对氢能产业的看法。
作者｜丁秀金、王嘉攀、谢晨星
本报告由势乘资本和光锥智能联合发布
从投资角度看氢能，需要回答三个关键问题。通过展开三个问题的分析，建立分析氢能产业的逻辑。
氢能需求确定性如何？
只有对氢能存在确定性需求，政府和市场才有动力持续投入资源，推动氢能成熟产业化。
1、发展氢能产业是能源结构变革的必然趋势
当今世界构建在化石能源基础之上。根据《bp世界能源统计年鉴2021》统计，2020年全球一次能源消费中石油、煤炭、天然气合计占比超过83．1％。化石能源属不可再生资源，地球上存量有限，而且导致了日益突出的温室效应和污染问题。
为实现人类社会可持续发展，必须控制碳排放。全球主要国家相继制定碳达峰、碳中和计划，中国实现碳中和的压力最大，时间更紧迫。中国自2005年超过美国后，连续多年成为全球最大碳排放国。《bp世界能源统计年鉴2021》数据显示，2020年全球碳排放总量达 322．84亿吨，中国独占全球30．66％份额，美国、印度、俄罗斯、日本占比分别为13．81％、7．13％、4．59％、3．18％。
化石能源燃烧是最主要的温室气体排放源，用可再生能源替代化石能源成为必选项。根据清华气候研究院数据，中国碳排放供给端煤炭、石油、天然气占比分别为76．6％、17％、6．4％，其中80％的煤炭用于发电和供热；需求端（不计间接排放）电力、工业、建筑、交通占比分别为40．5％、37．6％、10．0％、9．9％。
可再生能源（风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等），需要通过电能这种二次能源媒介连接消费终端。据国网能源研究院预测，到2050年电力在我国终端能源消费的比重将增长至 47％，超出全球平均水平。电力具有供需实时平衡的特点，而可再生能源存在固有的间隙性、随机与波动性特点，发电并网时给电网稳定性带来巨大压力，导致了严重的弃风、弃光、弃水等现象。中国氢能联盟《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》统计显示，可再生能源年弃电量约1，000亿千瓦时，随着可再生能源发电装机量增加，弃电问题更加凸显，阻碍了进一步规模化开发利用。
可再生能源发电产生的波动性问题需要依靠储能来解决。据《中国氢能产业发展报告2020》测算，随着可再生能源发电装机规模的扩大，传统电力系统调峰储能方式将遭遇天花板，储能需求将应运提高，到2030年可再生能源功率调节缺口将达到1，200GW，到2050年将扩大至2，600GW。
氢能是实现可再生能源大规模、跨季节存储及运输的最佳方案。不同储能方式在时间尺度与容量方面各有特点，氢能可以在保证经济性的条件下实现大规模长周期储能，存储规模从百千瓦到吉瓦，存储时间从小时到季节。氢能与电能同属二次能源，容易与电能耦合，促进电力与建筑、交通运输和工业之间的互连，建立互联互通的现代能源网络。而且氢能可作为大规模储能介质实现不连续生产，可显著增加电力网络的灵活性。
2、国家能源安全需要摆脱对外资源依赖
交通运输对石油的消耗引发能源安全问题。《2019 年国内外油气行业发展报告》显示，2019 年，我国石油和原油对外依存度双双超过70％，不仅远超50％的安全线，而且呈现增长态势。其中汽车在内的交通部门石油消耗占比超过50％。减少汽车产业油品消耗事关国家能源安全。
单纯依靠电动化容易造成新的金属原料依赖。锂、钴、镍是动力电池的关键材料。全球锂、钴、镍资源的分布集中度较高且呈现寡头垄断特征，中国锂资源虽然丰富但禀赋不佳，而镍、钴资源匮乏，锂、钴、镍资源大量依赖进口，对外依存度较高。美国地质调查局数据显示，中国锂矿储量全球占比7％，钴矿占比1％，镍矿占比3％。
氢能作为高热值能源载体可替代燃油，而且氢能及氢燃料电池原材料不受地域性资源分布限制，可改变我国受制于人的局面。氢能能量密度（140 MJ／kg）是石油的 3 倍、煤炭的 4．5 倍，反应过程可实现零碳排放。根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》，到2050年，氢能将在中国终端能源体系中占比达到10％，其中可再生能源制氢超过80％。中国具有广阔的西部荒漠和良好的光照条件，每年可开发的“绿氢”资源超过3亿吨，完全能够满足我国自给自足的氢能需求，甚至能在2050年实现千万吨级绿氢出口，这将从根本上改变我国能源战略安全。氢燃料电池原材料均为常规材料，只有催化剂中用到贵金属铂，而且技术方面正在向超低铂、无铂化发展，亦不存在材料对外依赖。
