放眼未來，星辰大海，這是氫能最好的時代。2024年全球平均氣溫為15.10℃，是全球有記錄以來最熱的一年；全球變暖引發的暴雨、干旱、熱浪等氣候災害已經給人類的生存帶來了嚴重的損失和挑戰。為應對氣候變化，中國政府提出碳達峰、碳中和3060目標，氫能產業迎來革命性發展機遇。在碳中和的大背景下，氫能是工業領域深度脫碳的利器。中國每年有約100億噸的二氧化碳排放，在鋼鐵和化工等工業領域，有20～30億噸的碳排放需要依靠綠氫才能夠減排，氫能在碳中和領域發揮的作用不可替代。

　　著眼當下，舉步維艱，這是氫能最壞的時代。上游制氫目前的狀態好比中國歷史上的春秋時代，百家爭鳴、格局未定；下游燃料電池好比戰國時代，兼并重組正在上演，行業正經歷新一輪洗牌。不管是上游制氫，還是下游燃料電池，市場訂單量都不及預期；2024年，國內電解槽訂單量僅1.27GW，對應制氫系統的市場約20億元，燃料電池汽車銷量僅7097輛，對應燃料電池系統的市場約20億元。下游市場乏力，資本也趨向謹慎觀望，加大了氫能企業的現金流壓力。

　　在這個矛盾的時點，最重要的就是活下去，堅持到產業爆發的那一天。堅定兩個思路，一是堅持正確的技術路線，技術路線之爭不是單個企業之間的戰斗，而是不同技術路線效率和性價比的比拼；選對路線，勢如破竹；選錯路線，螳臂擋車。二是明確邊界，有所為有所不為。明確自身在產業中的站位，有清晰的邊界感。央國企、上市公司發揮渠道、資本優勢，做好系統集成；初創企業發揮研發技術優勢，做好材料和零部件，不宜輕易跨界、大包大攬。

　　最好的時代：深度脫碳，掀起氫能革命

　　1.1.全球變暖與溫室氣體排放

　　2024年全球平均氣溫為15.10℃，較工業化前水平高出1.55℃，是全球有記錄以來最熱的一年。氣候變暖會增加各種極端天氣事件發生的概率，如暴雨、干旱、臺風、熱浪等；放眼全球，加拿大/澳大利亞/美國加州山火頻發、印度連續出現超50℃高溫、非洲/中東沙漠地帶暴雨肆虐；國內來看，2022年的鄭州暴雨、2023年的東北洪災、2024年的貴州山火，全球變暖引發的氣候災害已經給人類的生存帶來嚴重的損失和挑戰。

　　過多的溫室氣體排放是導致全球變暖的主要原因。溫室氣體主要包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等，溫室氣體產生的溫室效應能起到調節地球氣溫的作用；若沒有溫室效應，地球表面的平均溫度將是-18℃，而溫室氣體濃度過高、溫室效應過強，如金星（大小/質量/密度與地球相似，但大氣中二氧化碳濃度為96%）的地表溫度高達464℃。工業革命前的幾千年間，地球大氣溫室氣體濃度保持在相對穩定水平；但工業革命以來，人類通過燃燒化石能源釋放大量二氧化碳、甲烷等溫室氣體，溫室效應加劇，引發了全球變暖。

　　溫室氣體中，二氧化碳對全球變暖的影響最大。不同類型溫室氣體產生的增溫效應不同，科學界常以二氧化碳作為參照氣體，采用“全球增溫潛勢”衡量一定時間尺度內，某種溫室氣體的相對增溫能力。在百年尺度下，甲烷的全球增溫潛勢是29.8，氧化亞氮是273，但由于甲烷、氧化亞氮相比二氧化碳在大氣中的含量低，從整體增溫效應看，依然是二氧化碳的貢獻最大，占比達72%。因此，減排溫室氣體，優先減排二氧化碳。

　　1.2.氫能是工業領域深度脫碳的利器

　　2020年，全球二氧化碳排放348億噸；其中，中國二氧化碳排放107億噸，占比超30%。在中國約100億噸的二氧化碳排放中，發電（供熱）占比45%，工業占比39%，交通占比10%，建筑占比5%，農業占比1%；其中，工業排放中，建材占比38%，鋼鐵占比32%，化工占比24%，有色占比6%。

　　氫能是工業領域深度脫碳的利器。從減排二氧化碳的角度看，①發電端，主要是火電燒煤排放的二氧化碳，可以通過光伏、風電、水電、核電來減排；②交通端，主要是飛機、輪船、重卡、小轎車，現在的新能源鋰電池汽車減排的就是小轎車排放的二氧化碳，未來重型交通如飛機、輪船、重卡等可以通過氫能或泛氫能源進行減排；③工業端，鋼鐵行業可以通過氫冶金替代傳統的焦炭冶金路線來減排，化工行業則通過電解水制綠氫替代傳統的煤制氫/天然氣制氫來減排。未來，發電端的碳減排主要依靠綠電，而工業端的深度脫碳則依靠綠氫；從減排二氧化碳的潛在空間看，氫在碳中和領域發揮的作用不可替代。

　　碳中和的基本定義是凈零排放，是“天幫忙”+“人努力”共同促成的結果。“天幫忙”指地球系統本身對人類活動產生二氧化碳的吸收固定能力，人類排放的所有二氧化碳有約54%被自然過程吸收，其中陸地吸收31%，海洋吸收23%，另外的約46%留在大氣中；“人努力”減排的是這46%的部分。中國目前有約100億噸的二氧化碳排放，預計到2060年減排70%～75%，還有25億～30億噸不得不排放的二氧化碳，陸地（植樹造林增強生態建設后）可吸收約13億噸，海洋可吸收約7億噸，剩下5億～10億噸通過CCUS技術進行固碳。

　　中國碳中和的框架設計是一個三端共同發力的體系。①發電端，火電逐步退出，只作為調節電源和應急電源之用；核電、水電充當穩定電源，風、光成為主力發電和供能資源，并利用儲能技術克服風光的波動性。②能源消費端，用非碳能源發電、制氫，再用電力、氫能替代煤炭、石油、天然氣用于工業、交通、建筑部門。③固碳端，用生態建設、CCUS等碳固存技術，將碳人為地固定在地表、產品或地層中。在碳中和的總體框架設計中，氫能在能源消費端可直接減排鋼鐵、化工、重型交通領域的碳排放，在發電端可匹配風光發揮儲能作用，是碳中和實現路徑中必不可缺的一環。

　　2.1.上游制氫：春秋時代，百家爭鳴

　　氫作為一種能源，類比成熟的石油和天然氣產業，上游制氫端市場空間大，玩家相對集中，容易誕生大市值的公司，是兵家必爭之地；目前，國內已有超過200家電解槽相關企業，但行業標準和規范尚未完善，上游制氫處于一片混戰狀態，百家爭鳴、格局未定，類似春秋時期。

　　2024年，國內電解槽中標規模僅1.27GW，未達到市場預期；究其原因，一方面，大標方的電解槽產品還未經過市場的充分驗證，2023年6月投產的中石化庫車綠氫項目是行業的標桿性項目，該項目的運行數據和結果對國內綠氫行業走向有著重要的影響，目前項目平穩運行，需要等待其長時間穩定運行后的測試結果；另一方面，綠氫的高成本仍然是制約行業發展的重要因素，還需要制氫企業不斷突破，提供更多的降本方案。

　　雖然電解槽裝機規模尚未起量，但行業價格戰已經悄然打響。2021年，單槽5MW堿槽的中標價格是1200萬元/臺套，單槽1MW PEM槽的中標價格是1000萬元/臺套；到2024年，堿槽中標價格已降至436萬元/臺套，PEM槽中標價格降至535萬元/臺套，均逼近甚至低于成本線。這極大壓縮了制氫企業的利潤空間，迫使很多小企業提前出局。

　　從裝機規模看，當下的制氫電解槽類似2010～2011年的光伏行業。2010年和2011年，國內光伏新增裝機分別為0.6GW和2.1GW，2013年突破10GW，2016年突破30GW；預計2025年，國內電解槽出貨量達3～4GW，若按年均翻倍的增速，2027年突破10GW，將是行業的一個關鍵拐點年份。

　　2.2.下游燃料電池：戰國時代，兼并重組

　　經過5-6年的野蠻生長，下游燃料電池已經進入戰國時代；戰國七雄（億華通、重塑能源、國鴻氫能、國氫科技、未勢能源、鋒源氫能、捷氫科技）格局初步確立，由于燃料電池汽車銷量短期內還沒到爆發的拐點，未來各燃料電池系統廠商仍將爭奪市場，兼并重組，行業還將經歷新一輪的洗牌。

　　2024年，中國燃料電池汽車銷量僅7097輛，國內燃料電池汽車的年銷量始終難以突破1萬輛大關。參考新能源純電動汽車的發展，當下的燃料電池汽車類似2011年的純電動汽車；2011年國內純電動車銷量5600輛，2014年接近5萬輛，2015年突破20萬輛。我們預計2025年，國內燃料電池汽車銷量約8000輛，行業拐點將出現在2031年前后，年銷量預計突破10萬輛關口。

　　現階段，燃料電池企業普遍面臨“缺錢”的窘境。一方面，行業頭部企業應收賬款高企，資金周轉壓力大；以億華通為例，2023年公司營收8億元，期末應收賬款高達16億元，期內應收賬款增加5.4億元。燃料電池行業通常采用“先墊后補”模式，補貼發放周期較長，企業資金回籠慢；同時，市場需求不足，下游汽車企業更強勢，延長付款周期。另一方面，下游銷量未爆發，燃料電池產業在資本市場遇冷；2024年，國內一級市場共有46家氫能企業融資案例，其中燃料電池相關融資案例僅5家；此外，不少頭部燃料電池企業在A股上市受阻，紛紛選擇赴港上市，以解融資之渴。

　　活下去剩者為王

　　3.1.選對賽道，氫能十大技術路線之爭

　　參考光伏行業的單晶硅與多晶硅之爭，技術路線的力量不可小覷；這不是單個企業之間的戰斗，而是不同技術路線效率和性價比的比拼。氫能產業從上游制氫，到中游儲運，再到下游應用，技術路線之爭無處不在。選對路線，好比走在歷史車輪前進的方向，滾滾向前；選錯路線，則如逆水行舟，步步難行。

　　從上游制氫看，首先便是ALK、PEM、AEM以及SOEC的四大制氫路線之爭，目前看ALK成本低，但電流密度低、電耗高，與風光適配性弱；PEM電流密度高、電耗低，與風光適配性好，但現階段成本偏高；AEM兼具ALK和PEM兩者的優勢，但其陰離子交換膜壽命還未達到產業化要求；SOEC則另辟蹊徑，在一些高溫廢熱場景下具備獨特優勢。

　　①在ALK制氫路線中，隔膜有復合隔膜與PPS布路線之爭，現階段PPS布更成熟，成本低、更具穩定性；電極按照附著方式的不同，有熱噴涂、化學沉積、熱分解、電鍍四種路線之爭，從長時間附著效果看，電鍍或是最優解，但大尺寸電鍍和電鍍工藝一致性仍待解決；極板有乳突板和平板+支撐網路線之爭，從未來ALK高電密趨勢看，平板+支撐網是方向。

　　②在PEM制氫路線中，催化劑有含銥催化劑和無銥催化劑之爭，但只要銥載量降低到一定程度，含銥催化劑就有其生存空間；多孔傳輸層有鈦氈與直通孔結構之爭，從第一性原理看，直通孔結構孔道直通，更有利于反應水和氧氣泡傳輸，是未來的路徑選擇，但其創新性強，需要經歷行業的考驗；雙極板有蝕刻、流道沖壓和板網結構之爭，未來大規模起量將是流道沖壓和板網結構的競爭。

　　③不管哪條制氫路線都需要制氫電源，制氫電源有晶閘管與IGBT的路線之爭，從未來離網制氫趨勢看，IGBT由于其快速的開關能力，能更好應對波動性風光電力帶來的功率變化，產生的諧波少，對電網穩定支撐作用好，更適配離網制氫場景。

　　從中游儲運看，氫氣運輸按照不同物理形態分為高壓氣態儲氫、管道輸氫、低溫液態儲氫、有機液態儲氫以及固態儲氫。不同儲運方式適用不同場景，比如從內蒙古烏蘭察布到江蘇南京的超遠距離運輸可通過管道輸氫，從江蘇南京到常州的城際運輸可通過低溫液態儲氫，常州市內到各加氫站的運輸則可通過高壓氣態儲氫。此外，固態儲氫的適用場景包括叉車、兩輪車等場景。在加氫站環節，則有隔膜壓縮機、液驅壓縮機以及離子液體壓縮機之爭。

　　從下游燃料電池看，其產業化相對成熟，很多技術路線已經定型，仍存在一定討論的有氫燃料電池與氫內燃機的路線之爭；在氫燃料電池系統內部，有氫氣循環泵與引射器之爭；在車載供氫系統中，未來重卡是加氣氫還是液氫，對應有高壓氣態儲氫與低溫液態儲氫路線之爭。

　　3.2.明確邊界，欲有所為必先有所不為

　　選對技術路線后，下一步就是明確邊界。不同類型企業的資源稟賦不一，央國企、上市公司有渠道、有資本，適合布局偏下游的制氫系統和電解槽；初創企業有技術、有研發，適合布局偏上游的核心材料和零部件。

　　對央國企、上市公司，如果過度向上延伸，將導致沒有足夠精力聚焦某個零部件和材料，也限制了自身從市場上選擇最好的供應商；對初創企業，過度向下延伸將會與原有客戶形成競爭，同時增加了自身的資金壓力。因此，在資源有限的情況下，明確自身在產業中的站位，有清晰的邊界感，不宜輕易跨界、大包大攬。

　　來源：國泰海通證券

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