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最近，五部委发布《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》文件，由北京、上海、广东为首的首批氢能燃料电池汽车示范城市相继启动，在此不到一个月，美锦能源、全柴动力涨幅也接近80%，其他涉足氢能领域的股份也在轮番涨停，氢能其本身具有高热值、储量丰、清洁排放等优势，在双碳背景的加持下，氢能产业的发展驶入快车道。
一图看懂氢能源产业链（图片来源：开源证券、鲸平台）
上游：“电解水制氢” 有望成为主流
氢气由于其热值高约为石油的3倍煤炭的4.5倍，可作为化石燃料的替代品。按照制氢来源和生产过程中的排放情况可分为灰氢、蓝氢和绿氢，主要相对于化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三种。据头豹研究院，中国煤炭资源较为丰富并且加之技术限制，中国仍然是灰氢为主占比达到64%，在此过程中碳排放量极高，不利于实现中国实现“双碳”的宏伟目标。虽然现在有很多新制氢的方法比如废水、塑料、分解氨等技术，但是比较主要稳定可靠的目前还是绿氢——电解水制氢，基本能够达到净零排放，但是成本较高，若成本下降电解水制氢有望成为制氢领域的主流。
储运方式大PK：固态氢气储运最安全
由于氢气的密度较低、燃点低其储运环节的技术和成本相对要求较高。我国目前主要的储运有固态储氢、液态储氢和气态储氢三种方式。据了解，固态储氢是有望成为中国主流储氢方式的一种，其具有高效、高密度等优点，是最理想的方式，但由于其技术复杂目前还在试验阶段，中国各个科技组也在不停地研究者相关的难题； 液氢运输对液化的设备要求高，且投资成本高，能耗大，目前中国液氢运输的主要方式则是依靠槽罐车运输，且只有航天、军事领域应用。
固态氢气储运具有安全高效及高密度等优点，是三种方式中最理想的储氢方式，但因其技术复杂，目前仍处于试验阶段。随着储氢合金技术的突破、成熟以及成本的降低，固体合金储氢有望成为中国主要的储氢方式。
据了解，液态氢储运是中长氢储理想的运输方式，其经济距离约6.3元每千克500米。液氢储运目前在中国仅用于航天以及军事领域还未使用于民用，不多中国目前还只能在加快液氢储运到2050年预计可以实现民用。
管道运输虽然单位成本比较低但是建设难度比较大，前期投入成本比较高（约500万/km），短期内尚无法实现规模化应用。虽然如此，但是中石化在发展氢能具备极大地先天优势，中国石化地下的天然气管道四通八达，可以规模化对氢这种本身具有特殊性能的氢气进行运输，不仅如此，中石化还建成了长达42公里的“巴陵-长岭”的氢气管道已经平稳运营了六年，所以管道运输在未来也是一个重要的发展方向。
中国三种氢储运方式成本,2020
资料来源：头豹研究院
加氢站建设成本是传统加油站的3倍
中国目前的加氢站尚处于起步阶段，技术相关水平相对落后导致加氢站的核心设备主要采用进口的方式。加氢站建设成本比较高其中设备成本占到70%以上。据方正证券研究所测算，目前建设一座35MPa，500kg/d固定式加氢站的投资成本约为1500-2000万元，政店补贴300-500万元不等，相当于传统加油站的3倍。按照当前氢气的市场价格，若要实现收支平衡需要每天加注大约400辆氢燃料汽车。除此之外还面临着运营、维护、人工等成本费用，随着加氢站的普及以及我国的核心技术不断提升，加氢站的建设成本预计在未来有所降低。
数据来源：公司官网、方正证券研究所
中游：燃料电池系统是氢能产业链核心
燃料电池是氢能产业的核心，其通过内部装置的化学反应将化学能转换为电能，在这个过程中电堆则是其最核心的部件，膜电极和双极板等技术难度较大的零部件组成电堆。
燃料电池将化学能转换为电能
燃料电池电堆结构示意图
据高工产研氢电研究所（GGII）数据显示，电堆成本约占燃料电池系统成本的60%。开源证券研究所根据国鸿氢能和雄韬股份等公司新品发布会上的报价，截至2020年底，国产电堆面向战略合作伙伴，最低报价已下探至2000元/kW，对应燃料电池系统最低价格达到6000元/kW。
随着国产电堆规模化，将对燃料电池的价格有效降低，并且有效推广燃料电池商用车以及乘用车。据了解，国外主要历史悠久的丰田、巴德拉还有Hydrogenics，整体性能相对来说会比国内厂商优，但是国内也正在加快电堆的自主创新研发，正在追赶升级。
下游：2025年氢能源汽车市场规模将达800亿元
氢能源在车辆上的应用也比较有效，能量转换率高、续航里程强让其在长距离、大功率的商用车上尽显优势，但是，氢能车用目前成本较高，加氢站设备昂贵且数量较少，消费者购买力不高，所以没有在规模上得到大规模应用。据头豹研究院，目前，客车、物流车是氢能源车规模增长的主要力量，在氢能源汽车保有量的占比在80%以上。
中国氢能源汽车销量及保有量，2016-2025年预测
资料来源：头豹研究院
氢能发展潜力巨大，并且从数据上来看有极大的发展市场。自2016年开始到2019年，中国氢能源汽车分别有大幅增长，分别由629上涨到6175辆，2019年受疫情影响，销售同比下降57%，仅有1177辆。
根据《中国氢能产业发展报告2020》，预计中国氢能汽车保有量会大幅增长，由2020年的7352增长到2025年10万辆，年复合增长率达到115%，市场规模将达到800亿元，氢能市场空间被打开。
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