氫能：綠色能源的終極答案

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氫能：綠色能源的終極答案

格隆匯 01-13 09:35

本文來自格隆匯專欄：國泰君安證券研究，作者：國君煤炭團隊

本報吿導讀

氫能是最易推廣的終極能源，需求源自二次能源的替代，空間超萬億，制氫是國內最具優勢的產業鏈環節，中國的能源化工企業有望依託氫能轉型走向世界。

摘要：

氫能是最易推廣的終極能源，已是全球多數經濟體的重要國家戰略。相較化石能源，高能量密度及零碳排奠定氫能是化石能源發展的未來。相較於核能，氫能更易推廣，全球已進入氫能的競爭中：1）中國：氫能發展旨在構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現碳達峯碳中和目標，回溯過去17~21年氫氣產量年複合增速達14.6%；2）日本：氫能發展為立足產業優勢，拓寬應用場景，增厚壁壘。日本以豐田、本田為代表的車企已完成了氫燃料汽車的研發銷售，並擁有全球排名第一的氫能技術的專利數；3）美國：自冷戰時期開始佈局氫能，石油危機期間加速推廣，但頁巖油革命完成後，美國放緩對氫能產業的推動。直至2022年的《國家清潔氫能戰略和路線圖（草案）》，把降本作為氫能發展的三大戰略方向之一；4）德國：以解決能源安全出發來佈局氫能，2020年成立歐洲清潔氫聯盟，2021年發佈《德國氫行動計劃2021—2025》，旨在解決氫經濟的技術障礙，特別是在降低大量生產和運輸氫成本的方向。

氫能的需求空間源自二次能源的替代，市場超萬億。氫能較難從自然界中直接獲取，通常是通過其它能源轉發而來的，屬於典型的二次能源，替代需求方面：

1）對比電能，需求源自電氣化程度較低的領域以及儲能，燃料電池汽車與鋰電池比較優勢在於更寬的温度使用條件，高緯度地區的氫燃料汽車市場空間可達0.6萬億元；

2）對比化工品：氫氣具有與焦炭類似的化學性質，全球首例百萬噸級氫冶金示範項目已在國內完成投產，測算鋼鐵行業需求市場超千億元；

3）對比其它燃料：氫氣可摻燒發電，從源頭端減碳，測算摻氫燃燒市場空間超千億元。

制氫是國內最具優勢的產業鏈環節。1）中國具有領先全球的氫源儲備，是目前全球最大的氫氣生產國，此外煤制氫、工業富產氫、電解水，對應的煤炭、焦炭、合成氨產量以及風光發電裝機量均為全球第一，具備充足氫源；

2）焦化工藝產生副產氫，相較於石油化工及煤化工，可實現物料平衡後的氫氣外溢，類似於“氫礦”，且焦爐煤氣制氫具備明顯成本優勢；

3）電解水制氫技術可以作為電-氫系統的橋樑，中國氫能規劃表示2025年綠氫的量達10~20萬噸每年，“十四五”時期將迎高速發展。

投資建議：氫能作為終極能源，2022年美日德等國均以開啟氫能的新規劃，中國也發佈氫能產業中長期規劃，相較而言，中國不僅是全球氫能產量之最，亦是全球氫源儲備之最。在氫能的推廣中，中國的能源化工企業有望完成蜕變走向世界，推薦：

1）擁有大量“氫礦”資源的：中國旭陽集團。

2）佈局綠電業務：寶豐能源。

3）PDH工業副產氫：金能科技。

4）長期規劃涉及制氫業務：兗礦能源。受益標的：美錦能源。

風險提示。1）全球經濟下行帶來的替代需求下降；2）氫能推廣不及預期。

1. 氫能：更容易推廣的終極能源

1.1. 氫能是化學能的終極答案

人類用能是源自太陽饋贈的化學能。化石能源和生物質能(木材)使用的本質是，可類比為人類對“太陽向地球充能時形成不同電池的使用”。從時間維度來看，生物質能主要為充電千年以內的“電池”、化石能源為充電億年以上的“電池”，而光伏和風能則可理解為即時充電的太陽能“電池”。從純化維度來看，經過地表以上高温高壓環境深加工出來的是天然氣，相當於同一型號電池形成的，石油相當於以一類電池為主配套其它電池形成的電池組“電池組”，煤炭相當於不同類型電池搭配的“電池組”。

獲取和儲運的難易是制約能源更迭的因素，更多的使用場景、更高效、更清潔是刺激能源推廣的因素。縱觀能源消費歷史，1）在19世紀中葉人類的社會生產力還相對較低，木材幾乎是人類所利用的唯一能源，而木材使用的普及是因為其容易獲取且易於儲藏；2）第一次工業革命期間，煤炭逐漸走進主流能源，其一人類對能源動力有了更高的需求，同樣重量的煤炭所產生的的熱量遠高於木材，其二蒸汽機的發明打破了馬馱煤炭的窘境，其三人類對鋼鐵消費量的增加也加大了對煤炭的需求；3）20世紀以來，石油和天然氣逐漸被推廣，且在二戰以後成為主流的能源，其一石油化工能產出比煤化工更多樣更廉價的化學品，其二石油相較於煤炭具有更高的能量密度，在小型運輸工具中完全佔據主導地位，其三液體比固體更難儲運的問題在生產力提升後也迎刃而解，而天然氣作為石油生產的伴生產品，在發現之初因為儲運問題難以解決通常直接排放，而在管道運輸以及液化運輸普及後，消費佔比不斷提升。

化學能中氫能是終極能源答案。從木材到煤炭到石油再到天然氣，實質上也是從固態、液態、氣態的過程，或者説從複雜混合物到相對純淨物的過程，而以上兩個過程分別對應着儲運的由易到難以及能量密度、清潔程度的由低到高。其中化石能源的能量密度主要取決於氫元素含量佔比，主因從微觀化學鍵氧化斷裂重組放能的過程中，H-H >C-H> C-C 鍵。除了高能量密度外，氫氣氧化放能後的產物為水分子，是不存在任何污染的。相比主流化石能源最高的能量密度，以及無污染、無碳排放的放能過程，氫能是化石能源發展的未來。

氫能是更容易推廣的終極能源。氫能與傳統化石能源及生物質能相比，已經是化學能使用的極致，且地球上貯存的多數化學能實質由太陽能轉化而來，即在太陽放能-地球獲能-人類用能這個鏈條中最為極致的能源。雖然科研工作者跳出這個鏈條，追尋太陽的能量來源，並對核能有了一定的技術突破，而核聚變形式的核能，可獲得突破化學能數個數量級能量密度的能源。但核聚變形式的核能因為使用條件的苛刻目前仍處於研發階段，而核裂變雖全球多有使用，但原料的放射線，以及安全事故的隱患也在一定程度上限制了其推廣。

1.2. 發展氫能已是全球多數經濟體的重要國家戰略

氫能對於中國構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現碳達峯碳中和目標，具有重要意義。中國政府給予氫能較多的政策支持，在《中共中央國務院關於完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峯碳中和工作的意見》文件中提出要求，統籌推進氫能“制儲輸用”全鏈條發展，推動加氫站建設，推進可再生能源制氫等低碳前沿技術攻關，加強氫能生產、儲存、應用關鍵技術研發、示範和規模化應用。且在《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》中，明確了氫的能源屬性，是未來國家能源體系的組成部分，並制定了階段目標：到2025年，基本掌握核心技術和製造工藝，燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設一批加氫站，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，實現二氧化碳減排100-200萬噸/年。展望十四五，氫能將在中國政府下的鼓勵下繼續發展，回溯十三五，中國自身的龐大的化工煤炭生產體系具備提供大量氫源的基礎，2017至2021年中國氫氣產量也從1915萬噸提升至3300萬噸，年複合增長率達14.6%。

日本氫能發展為立足產業優勢，拓寬應用場景，增厚壁壘。日本佈局規劃氫能源較早，得益於先進的高端裝備製造業，日本已打通了氫能源全產業鏈，並擁有全球排名第一的氫能技術的專利數，以豐田、本田為代表的車企也完成了氫燃料汽車的研發，有效拓寬了應用場景。日本政府也在2014年明確了建設“氫能社會”的目標，同年豐田推出第一代Mirai氫燃料汽車，此外日本政府於2017 年底發佈的《氫能源基本戰略》將氫能目標進行了具體的細化。

美國氫能發展以儲備技術為主，兼顧減排。美國自冷戰時期就開始在軍用領域研究氫能的應用以及高能燃料衍生品的研發，70~90年代全球籠罩在石油危機的陰雲下，美國政府也加緊了氫能相關技術的研發，並於2002年發佈《國家氫能路線圖》，使美國成為全球第一個完成氫能頂層設計的國家，把氫能作為多能源並行發展的支點，來應對自身的能源安全。而21世紀前十年的頁巖油革命，讓美國完成了能源領域的進化，由淨進口國轉為淨出口國，能源安全問題的解決也就擱置了國家對氫能產業發展的推動。雖然氫能產業發展有所停滯，但美國能源部依然每年為氫能和燃料電池提供數億美元的資金使其保持技術的領先。2022年9月美國發布了《國家清潔氫能戰略和路線圖（草案）》，把降本作為氫能發展的三大戰略方向之一，並支出到2030、2040和2050年美國清潔氫需求將分別達到1000、2000和5000萬噸/年。

德國氫能發展旨在加速能源減碳及轉型。德國氫能與美國發展較為類似，以解決能源安全出發，2004年以來德國政府就制定和實施了相關政策和項目，有針對性地支持氫能技術研發和示範。而與美國不同的是，美國在21世紀的前十年完成了頁巖油革命，德國在同期雖然推動了國內綠色能源的發展，但因為以光伏、風電為主的能源的穩定性相對化石能源較差，德國仍然面臨着能源安全的挑戰。為此，德國聯合歐洲其他經濟體於2020年成立歐洲清潔氫聯盟共同解決氫能發展可能遇到的問題，同年德國聯邦政府發佈《國家氫能戰略》，且於2021年發佈《德國氫行動計劃2021—2025》。旨在解決氫經濟的技術障礙，特別是降低大量生產和運輸氫的成本。預計到2030年，德國工業應用中的氫氣需求量將從2019年的55TWh增加至約110TWh，氫能發電形成5GW機組，且於2035年有望再增加5GW裝機。

2. 氫能的需求空間源自二次能源的替代

2.1. 氫能為二次能源

氫能為二次能源。氫原子雖然佔地球中所有原子量的17%，是地球中含量最多的元素之一，但地球和地球大氣層中的遊離氫很少，氫原子在地球中主要儲存在水分子中，而氫能的主要儲存形式為遊離態的氫氣。氫能較難從自然界中直接獲取，通常是通過其它能源轉發而來的，屬於典型的二次能源。

氫能的需求空間源於對其他二次能源的替代。氫能由一次能源轉化而來，而能源的轉化有效率的損耗，因此通常而言氫能為傳統化石能源及其他一次能源的下游，而不是互為替代關係。而與氫能同屬於二次能源的電能、熱能、化工品及合成燃料，是氫能未來發展主要的需求空間。

2.2. 氫能VS電能，需求源自電氣化程度較低的領域以及儲能

電能為普及度最高的二次能源。第二次工業革命後開啟了電氣化時代，電能因其便於輸送、高效、無污染，迅速普及，歷經百餘年的發展，人類社會已經完成了電氣化所需的基礎設施建設，所有的一次能源都可以通過發電裝置轉化為電能，電能是適用範圍最廣的二次能源，而且全球電氣化率仍在持續提升。

電能即發即用的特點以及在長距離無線傳輸領域技術不成熟，導致交通領域電氣化程度較低。且電氣化首先也在有固定運輸場景的火車、有軌電車領域完成，而無固定運輸場景的乘用車商用車領域，則是在依託儲能領域一定技術突破後才進行了初步的電氣化，但是航運、船運、航空以及軍用領域的運輸是電氣化較難以觸及的盲區。

儲能電池的推廣給予了氫能在交通領域的需求空間。為了應對在非固定場景電能的使用及推廣，由化學能轉化為電能的小型發電裝置電池開始了研發製造，伴隨鋰電池這類能量密度較高的電池的有效推廣，電能從小功率移動電器的應用拓展到較大功率乘用車領域。而鋰電池是儲能裝置而不是能源本身。鋰電池可以拓寬電能的應用場景，但不能改變電能的來源，對減碳沒有實質性的幫助，且鋰電池對鋰礦資源需求的提升，也致使鋰電池的成本有所提升。氫能作為二次能源，可在燃料電池的放電裝置中，對鋰電池體系有效補充，且氫能雖為二次能源但主要來源於工業副產氫而不是電解水制氫，能夠有效減碳。

燃料電池汽車與鋰電池比較優勢在於更寬的温度使用條件，高緯度地區的氫燃料汽車空間可達0.6萬億元。較多研究表明，低温下特別是當温度下降到-20度甚至更低時，鋰離子電池的能量和功率會明顯降低，這限制了電動汽車在高寒、高緯度地區的應用。而氫燃料電池使用温度甚至可以在零下30度，甚至擁有比燃油車更寬泛的使用温度，因此對於高緯度地區來説，氫燃料汽車是未來個人交通領域減碳的主方向。且全球有超千萬人口生活在北緯60N以上的高緯度地區，而以上地區主要有冰島、加拿大、俄羅斯等國家，上述國家人均汽車擁有量約0.5，若按50%替換為氫燃料汽車以及普及後每輛25萬元人民幣計算，則空間為0.6萬億元人民幣。

北京冬奧會期間首次實現奧運賽場氫燃料汽車規模化應用。2022年北京冬奧會期間，為全面踐行綠色辦奧理念，張家口核心賽區全部使用氫能車輛共710輛，首次實現奧運史上氫燃料電池汽車規模化示範應用，助力北京冬奧會成為首個實現“碳中和”的奧運賽事。

氫燃料電池汽車高昂的成本，使其過去三年的普及率低於鋰電池汽車。對於同款車型，氫電版價格遠超純電版，例如：長安深藍SL03 2022款中的705純電版的指導價為22.19萬元，而730氫電版的指導價為69.99萬元。且對於有較多專利儲備的日本車廠豐田來説，氫電系列的Mirai車報價74.8萬起，也遠高於同屬中型車的凱美瑞和亞洲龍。而在鋰電池汽車商業化推廣的過程中，其規模效應和政策補貼也帶來了成本的下降，因此在2019年時氫燃料電池汽車還能佔據新能源車的0.24%，而2022年已降至0.05%。

燃料電池汽車尚處導入期，降本空間足。儘管燃料電池汽車在新能源汽車的佔比有所下降，但燃料電池汽車產銷量的仍然高速增長，2022年1~11月燃料電池汽車產量達2973輛，同比+159.1%。此外，燃料電池汽車的高成本主要源自動力系統的成本以及後期使用，而動力系統是可以通過規模化實現快速降本的，而配套設施的建設在特定路線的場景下能成本最優化，例如公共交通系統、園區重卡系統，均能使配套建設成本最低。

相較電能，氫能具備的可儲存的性質也能優化電源結構。可再生能源尤其是光伏和風能的利用，是推進低碳化的必經之路，但風光資源的供電功率穩定性較低。因此提升風電光伏使用佔比的過程中，需要配套相應的儲能系統，而通過電解水制氫，此後再利用氫能發電系統，就能實現由不穩定的風光發電，向穩定的以氫為燃料的無污染火電轉化。

氫氣作為燃料發電的燃氣輪機的正在被開發中。日本三菱重工擁有豐富的氫能發電技術儲備，以100%氫氣作為原料的40MW級燃氣輪機將於2023年驗證，且立志於到2025年實現商業化。此外，更大型的400MW級燃氣輪機的燃燒測試也已成功進行，原料類型為氫氣和天然氣各佔一半，目標是2030年實現100%氫氣燃燒的商業化。

2.3 氫能VS化工品，還原屬性均有替代的可能

二次能源合成化工品中，焦炭是最廣泛使用的產品之一。焦炭做為煤焦鋼行業的中游，是目前鋼鐵行業不可或缺的原材料，其在高爐鍊鐵的工藝中主要起到提供熱值、還原劑、支撐骨架等作用。而作為高耗能產業之一，鋼鐵生產佔全球温室其它排放量的8%，長流程鍊鋼工藝是難以實現電氣化的，因此在減碳過程中找尋焦炭的低碳替代品是唯一可行的減碳方案。

氫氣具有與焦炭類似的化學性質，亦可在鋼鐵領域實現應用。氫氣是常見的還原性氣體，此外氫氣在被氧化的過程中同樣可以釋放能量，雖然氫氣無法作為骨架支撐鐵水，但氫氣可以作為噴吹煤的替代物來實現減碳，這為氫能在鋼鐵領域的應用提供了理論基礎。

全球首例百萬噸級氫冶金示範項目已在國內完成投產。河鋼集團120萬噸氫冶金示範工程一期於2022年12月全線貫通，據集團測算，與同等生產規模的傳統“高爐+轉爐”長流程工藝相比，集團氫冶金示範工程一期每年可減少CO2排放80萬噸，減排比例達到70%以上，同時SO2、NOx、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上，且生產每噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克。

氫氣在鍊鋼領域的應用空間超過千億元規模。假設噴吹煤在鋼鐵生產過程中全部被氫氣取代，則噸鋼需要約20千克氫氣，而全球2021年粗鋼產量為19.5億噸，即使按15元/千克氫氣的單價計算，則市場規模有5850億元人民幣。若技術進步後，氫能還能部分取代焦炭，那麼市場規模將突破萬億元人民幣。

2.4.氫能VS其它燃料，減碳及高放熱量是主要優勢

氫氣摻燒發電，源頭端減碳。氫氣與天然氣同為氣體，而天然氣經過多年的應用，已經具備完善的管道運輸系統和充裕的發電機組，因此天然氣摻氫技術將能使氫氣共用天然氣的基礎設施。美國通用技術、德國西門子和日本三菱電力等行業巨頭，均致力於在燃氣輪機中氫燃燒的研究，其中通用技術公司已將5%氫氣混合物作為燃料用於 485MW 聯合循環機組發電。且三菱重工的高砂氫園區內，已為大型燃氣輪機提供30%的摻氫燃燒，並預計於2025年實現100%的氫燃燒。

天然氣摻氫燃燒市場空間超千億元人民幣。2021年全球天然氣發電量達6519太瓦時，假設伴隨技術突破全球平均天然氣摻氫燃燒達20%，若按照氫氣2元/標方計算，市場規模達3.5千億元人民幣。

3. 制氫是國內最具優勢的產業鏈環節

3.1. 中國具有領先全球的氫源儲備

氫能的產業鏈主要涉及制儲運加四大環節。1）制氫：由於氫能是二次能源，需經轉化而來，常規制氫方法包括化石能源轉化制氫、工業副產製氫、電解水制氫等，在獲得氫氣後再根據不同的下游需求進行提純；2）儲氫：主要有高壓氣態儲氫、低温液態儲氫、固態儲氫和有機液體儲氫等四大類，其中燃料電池汽車的儲氫方式主要為高壓氣態儲氫；3）運氫：主要以鋼瓶、運氫車等形式運輸，已用規模提升後主要發展管道運輸；4）加氫：主要為加氫站。

中國是目前全球最大的氫氣生產國。據《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，我國是世界上最大的制氫國，年制氫產量約3300萬噸，達到工業氫氣質量標準約1200萬噸，此外可再生能源裝機量全球第一，在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力。

中國氫氣製備主要以煤制氫為主，各類氫源潛力巨大。氫氣可通過多種工藝路線製備，主要包括：

化石能源制氫，主要為煤氣化制氫以及石油天然氣重組制氫。中國具有全球最大的煤炭產量，煤制氫潛力巨大。
電解水制氫：電力來源主要包括火電、水電、風電、光電以及核電等，其中可再生能源是理想的電力來源，鑑於中國部分地區新能源裝機與電網仍存在不匹配的情況，仍有棄風棄光的現象，利用棄電來作為電解水制氫的原料，有望降低氫成本。中國擁有全球最大的風電、光伏產能，具備充足的綠氫製備所需可再生能源的發電機組。
工業副產氫：主要為焦化工藝、合成氨、PDH、氯鹼化工等，其中中國焦炭合成氨產量全球第一，且中國自2016年以來化工行業資本開支不斷提升，規模巨大的化工行業將提供充裕的工業副產氫。

3.2.氫礦——能源化工產線的質變

涉及工業副產氫的化工產線，理論上可作為“氫礦”。礦是指可從中提取有用組分或其本身具有某種可被利用的性能的礦物集合體，而諸如焦炭、石油催化裂化等能夠產生氫氣的產線，理論上均可稱為氫礦。

石油工業的副產氫，主要用於後續產業鏈，較少外溢。石油工業是將原油經過分離獲得燃料及初級石油化工品，然後通過裂化、裂解獲得碳3、碳4化合物，而由於剔除燃料油之外，石油以氫碳比較低的不飽和芳烴為主，而該類初級原料是需要通過加氫催化等實現向低碳烯烴、烷烴等轉化。因此，石油化工業即使有環節產生了工業副產氫，但後續的環節也會消耗氫氣，而且整體來看石油化工業是需要額外補充氫氣的。雖然整個石化產業鏈環節難有氫氣外溢，但作為產業鏈某一節點是會有多餘副產氫的，例如金能科技的PDH項目為公司帶來了額外的氫源。

煤化工中的煤制氫類似於石油化工業氫氣較難外溢。氫氣多為煤氣化的產物，後續主要參與合成氨線路以及合成氣制甲醇線路，且煤炭的氫碳比小於甲醇，理論上氫氣較難外溢。不過雙碳趨勢下，未來煤炭消費量的將趨於平緩或下降，華東煤炭龍頭兗礦能源在《關於討論審議公司發展戰略綱要的議案》中表示，力爭5-10年氫氣供應能力超過10萬噸/年，亦開啟了佈局氫能之路。

焦化工藝產生副產氫，而後續鍊鋼工藝不消耗副產氫，理論上氫氣可外溢。焦化工藝是用焦煤高温乾餾製備焦炭，而焦炭的碳氫比是高於焦煤的，且乾餾環境下隔絕氧氣，因此焦化反應後氫均以氫氣的形式離散在焦爐煤氣中。而傳統焦炭鍊鋼的工藝中也不涉及到氫氣的應用，在焦化反應中氫氣多用於燃料以及制甲醇的原料等，對於整個產業鏈的物料平衡來説氫氣是富裕的。

焦化產業鏈具有制氫的天然成本優勢，每立方氫氣的成本僅為0.7~1.0元。焦化產業鏈是用焦煤煉焦的產業鏈，在焦煤高温乾餾後主要有氣液固三相產物，固態是常見的焦炭、液態是煤焦油、氣態成分則是焦爐煤氣，其中焦爐煤氣通常作為動力源重新回到焦爐提供熱源，作為工業副產物焦爐煤氣的成產成本較低。而焦爐煤氣一般為富氫尾氣（氫氣含量約60%），焦爐煤氣只需經過簡單的物理分離就可製得氫氣，焦爐煤氣制氫的平均成本在0.7~1.0元/立方米，是常見制氫法包含化石能源制氫、電解水制氫中最具成本優勢的方法。

擁有焦化產能的公司，可看做為擁有氫礦的公司。

中國最大的獨立焦化企業中國旭陽集團，已規劃在建氫氣產能合計8.54億立方米，預計2024年能完全投產。河北旭陽1000kg/天氫能項目預計2021年投產，該項目位於定州，毗鄰雄安新區及張家口冬奧會區域，需求端有保障。旭陽中燃8.5億方/年項目預計2023年底投產，屆時集團氫氣年產能為7.6萬噸。

美錦能源作為國內獨立焦化龍頭之一，已完成包括制氫、整車生產等氫能源領域的全面佈局。據公司副總裁，焦爐煤氣制氫是目前大規模、低成本獲得氫氣最可行的途徑之一，公司在制氫方面擁有得天獨厚的優勢，根據公司現有上千萬噸/年焦炭產能粗略計算，可從焦爐煤氣中提取氫氣9.6萬噸/年，可供約9100輛氫燃料電池重卡使用，預計減碳109.5萬噸。

3.3.電解水制氫，綠色能源的最後一環

電解水制氫技術可以作為電-氫系統的橋樑，在電力供應過剩且傳輸通道不暢時，使用多餘可再生能源制氫，進而起到儲能調峯的作用、配合可再生能源的高比例發展。

以綠電為能源電解水制氫，可獲得綠氫，從而完成零碳用能。推廣氫氣的主要原因為通過氫氣替代化石能源，完成降碳，減緩全球變暖的情況。而由於氫氣為二次能源，因此通過化石能源以及工業副產製氫被稱為灰氫及藍氫，並不能做到零碳。

中國氫能規劃表示2025年綠氫的量達10~20萬噸每年，十四五將迎高速發展。據《中國氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，到 2025 年可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分，實現二氧化碳減排 100-200萬噸/年。而當前電解水制氫的產量僅佔總產量約1%，即3.3萬噸，則2023至2025的三年時間裏，電解水制氫的產能需要提升3~6倍。

高耗能的煤化工企業，已開始佈局綠氫業務。對於煤化工企業來説，限制其未來發展的除了新項目的資本金外，還需要得到能耗指標以及環評的批覆，而佈局綠氫業務可以有效降低產線的碳排放，新建化工項目的能耗指標相對更容易獲得。

寶豐能源作為煤化工龍頭之一，致力於擴大煤制烯烴的產能以及精細化工產線的縱向一體化，而能耗指標是公司需要面臨的挑戰之一。得益於其產業園所在的寧夏和內蒙地區也擁有充裕的風光資源，寶豐能源內蒙古一期項目通過風光制氫一體化配套項目補入綠氫、綠氧，即用“綠氫”替代原料煤，補入甲醇合成項目裝置，可減少工藝系統二氧化碳的排放量，同時，將副產的氧氣作為氣化用氧替代燃料煤，補充到氣化裝置中降低空分裝置能耗。其2021年4月投產的電解水制氫示範項目，單位制氫成本僅14.9元/千克，相當於每立方1.33元，通過低成本的綠電以及EPC總包及優質成本管控能力，低於常規電解水制氫項目。

電解水制氫降本潛力大，度電成本及裝置成本均有下降空間。電解水的成本主要由變動成本與固定成本構成，變動成本主要為制氫的用電成本，固定成本主要為電解裝置成本。以風電電源質子交換膜(PEM)裝置為例，每立方氫氣需要約4.5度電、度電電解水裝置約0.7元佔固定成本50%，則若風電度電成本按0.185元測算，則每立方氫氣成本為2.23元。如果按照2025年風電成本降至0.1元，電解水裝置成本降為0.5元，其他固定成本降為0.4元，那麼彼時度電成本1.35元，已相較石腦油制氫、天然氣制氫等具備一定優勢，但仍不及煤制氫及化工復產氫。

4. 投資建議

氫能作為終極能源，2022年美國、日本、德國等均以開啟氫能的未來發展計劃，中國也於同年發佈了《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》。與其他國家相比，中國不僅具有全球氫能產量最大的國家，亦具有領先全球的氫源儲備，在氫能的發展中中國的能源化工企業，有望依託氫能業務走向世界，推薦。1）擁有大量“氫礦”資源的：中國旭陽集團。2）佈局綠電業務：寶豐能源。3）PDH工業副產氫：金能科技。4）長期規劃涉及制氫業務：兗礦能源。受益標的：美錦能源。