本文核心觀點(diǎn)
·氫能是新能源領(lǐng)域少有的兼具確定性與顛覆性的萬億級賽道，亦有可能是最大的能源變革機(jī)遇
·但作為一個(gè)新的能源品類，氫能的生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)和應(yīng)用需要全新的基礎(chǔ)設(shè)施
· 現(xiàn)階段，氫能產(chǎn)業(yè)鏈最值得關(guān)注的環(huán)節(jié)是上游制氫與下游的燃料電池，其中的主要機(jī)會會落在電解槽、燃料電池系統(tǒng)與關(guān)鍵材料上
· 電解槽設(shè)備公司與燃料電池系統(tǒng)公司都應(yīng)形成產(chǎn)業(yè)鏈一體化能力
· 制加氫一體站會是未來的重要趨勢
· 燃料電池上游的關(guān)鍵材料技術(shù)壁壘高，屬于“卡脖子”技術(shù)，存在國產(chǎn)替代的機(jī)會
行至2022年，新能源早已不是一個(gè)新概念。
15年前，光伏領(lǐng)域便迎來了第一波熱潮；5年前，電池領(lǐng)域迎來第一波上市投資熱。作為一個(gè)內(nèi)涵非常豐富的詞語，“新能源”包含大量獨(dú)立的細(xì)分行業(yè)：氫能、光伏、電池、儲能等等，它們的技術(shù)差異大，設(shè)備、場景、運(yùn)營邏輯各不相同而又彼此交叉。
新能源賽道熱度高、涵蓋廣，其投資機(jī)會可以從以下兩個(gè)維度來拆解：
?按流程：能源的生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)（傳輸、儲存和轉(zhuǎn)化）、應(yīng)用；
?按結(jié)構(gòu)：新的能源品類（一次能源、二次能源）、原有能源品類技術(shù)迭代帶來的效率提升。
新能源領(lǐng)域當(dāng)前跑得最快、市值最高的公司/細(xì)分板塊，都是上述兩個(gè)維度疊加而成的：
?光伏=新的一次能源品類+能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，孕育出了隆基這樣的行業(yè)巨頭；
?電池=原有能源品類的技術(shù)迭代+能源流轉(zhuǎn)與應(yīng)用環(huán)節(jié)，電池本不是一種“新能源”，只是電能存儲、轉(zhuǎn)化和使用的媒介。但在過去十年中，電池技術(shù)不斷迭代，使得電力這種本來最難存儲的二次能源能夠以非常高效的形式進(jìn)行靈活應(yīng)用，不受時(shí)間、空間的限制，一下子打開了廣闊的應(yīng)用空間——電動(dòng)車，也因此讓寧德時(shí)代的市值一騎絕塵。
本篇文章的觀察重點(diǎn)是氫能。氫能是一個(gè)新的二次能源品類，且毫無疑問會在未來占據(jù)能源結(jié)構(gòu)的重要比例；但作為一個(gè)新的能源品類，它的生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)和應(yīng)用都需要全新的基礎(chǔ)設(shè)施。
光伏公司不擔(dān)心光伏發(fā)電后電力的去向，電池公司也不用擔(dān)心電力從何而來，但氫能產(chǎn)業(yè)鏈還有很多現(xiàn)成的問題需要解決：氫氣本身從何而來？如何流轉(zhuǎn)？如何使用？每個(gè)環(huán)節(jié)都需要相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)集群和基礎(chǔ)設(shè)施。這一定是一條很長的路，但也有可能孕育出更偉大的公司。
雖然當(dāng)前的氫能行業(yè)還處在起步階段，但氫能本身的特性為它未來的發(fā)展增添了很多確定性：
1）綠色低碳：高能量密度、零碳排放、相對安全，是很好的綠色低碳轉(zhuǎn)型載體；
2）能源安全：氫是幫助我國實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的重要路徑。目前中國有70%的石油、84%的鋰礦依靠進(jìn)口，而氫的制取可實(shí)現(xiàn)全國產(chǎn)化。氫能是制造型能源，而非資源型能源，對我國這樣的制造大國更有優(yōu)勢；
3）能源耦合：氫是連接一次能源與二次能源很好的載體。氫氣能和電、熱之間實(shí)現(xiàn)高效的雙向轉(zhuǎn)化，加上本身的可儲存形態(tài)，未來的氫能網(wǎng)絡(luò)將和現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)、熱力網(wǎng)絡(luò)高度耦合。
外部環(huán)境亦對氫能發(fā)展非常友好。在“雙碳”目標(biāo)下，氫能是改變能源結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)革命。尤其在2030年碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后的減碳周期，氫能將發(fā)揮更重要的作用。否則，僅依賴現(xiàn)有技術(shù)路線無法實(shí)現(xiàn)2060年碳中和的目標(biāo)。
由于可再生能源具有不可控性、不連續(xù)性，想要在實(shí)現(xiàn)未來更大規(guī)模的應(yīng)用，必須大量配合類似氫能的儲能手段，才能確保電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。長周期來看，氫能會是化學(xué)儲能的重要路線。
此外，國家與地方層面都在不斷出臺支持政策。今年3月，國家能源局、國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，國家層面對氫能的戰(zhàn)略定位進(jìn)一步明確；燃料電池城市示范群也出臺了各自的地方政策。當(dāng)前，各級政府的氫能補(bǔ)貼政策相對謹(jǐn)慎，但參考光伏、鋰電等產(chǎn)業(yè)通過政府的大力政策扶持實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，我們對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展抱有充分信心。
長遠(yuǎn)來看，氫能是新能源領(lǐng)域少有的兼具確定性與顛覆性的萬億級賽道，亦有可能是最大的能源變革機(jī)遇。
現(xiàn)階段提起氫能，市場往往最關(guān)注氫燃料電池，包括其下游的電堆、系統(tǒng)。這一方面是因?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)鏈有強(qiáng)帶動(dòng)作用，政府補(bǔ)貼明確、產(chǎn)業(yè)政策落地，帶動(dòng)著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展；另一方面，電堆和系統(tǒng)公司商業(yè)化較快、收入規(guī)模較大，二級市場上也有表現(xiàn)不錯(cuò)的公司，如億華通。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年氫能行業(yè)共發(fā)生40起融資，約70%投資在氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈。
但氫燃料電池車只是氫能龐大產(chǎn)業(yè)鏈的一部分。氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的制氫，中游的儲運(yùn)、加氫，下游應(yīng)用環(huán)節(jié)包括交通運(yùn)輸、工業(yè)、建筑、發(fā)電與電網(wǎng)平衡等等，每個(gè)環(huán)節(jié)都具備一定的投資機(jī)會。
沿著產(chǎn)業(yè)鏈，我們逐一來看。
目前，中國已是全球第一制氫大國，年產(chǎn)氫超3000萬噸。預(yù)計(jì)到2060年，中國氫氣需求量將有接近4倍的增長，達(dá)到1.3億噸，其中最上游的制氫環(huán)節(jié)將受益于此，率先迎來爆發(fā)增長。制氫環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性更成熟、商業(yè)化可能比需要補(bǔ)貼的燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈更早到來，是現(xiàn)階段就十分值得關(guān)注的領(lǐng)域。
中游的加儲運(yùn)環(huán)節(jié)也是氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，市場空間廣闊、是目前限制終端氫氣平價(jià)應(yīng)用的重要因素之一。想讓整個(gè)氫氣綜合運(yùn)營成本下降，中游環(huán)節(jié)也需要共同降本。按照當(dāng)前的氫氣成本結(jié)構(gòu)來推算，加儲運(yùn)環(huán)節(jié)的成本占比在50%-80%之間。
但目前加儲運(yùn)環(huán)節(jié)的各種技術(shù)路線在發(fā)展早期、主流路線尚未明確，更適合長期關(guān)注。
下游的終端應(yīng)用非常豐富，包括交通運(yùn)輸、工業(yè)、建筑、發(fā)電與電網(wǎng)平衡等等。以發(fā)電為例，可再生能源制氫用于規(guī)模發(fā)電（P2G）將是未來最理想的燃機(jī)氫能發(fā)電模式。規(guī)模燃?xì)涞暮诵脑O(shè)備是燃?xì)廨啓C(jī)——這也是新能源行業(yè)未來的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。比如泰合服務(wù)的華天動(dòng)力，作為國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)級燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)制造商，正在積極推動(dòng)能源高端設(shè)備攻關(guān)。但終端應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，還需要中間環(huán)節(jié)的管理、技術(shù)成本相應(yīng)地下降。
因此，如果要問當(dāng)下的氫能產(chǎn)業(yè)鏈最值得關(guān)注哪些環(huán)節(jié)，我們認(rèn)為上游制氫和下游的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈都可以優(yōu)先關(guān)注，其中的主要機(jī)會會落地在電解槽、燃料電池系統(tǒng)與關(guān)鍵材料上。
中國雖是氫氣制造大國，但目前仍以灰氫為主，綠氫的占比幾乎可以忽略不計(jì)。灰氫是通過化石燃料制取的氫氣，成本低、技術(shù)較為簡單；而綠氫則是利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，通過電解工序制成，其碳排放可達(dá)到凈零，但當(dāng)前的制取成本太高。
不過，我們相信未來的綠氫占比可以達(dá)到70%以上，原因包括：
1）“3060”的目標(biāo)之下，脫碳減排是強(qiáng)需求，只有綠氫制備才能從根本上改善能源端的碳排放結(jié)構(gòu)；
2）綠氫可以與風(fēng)光電實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。現(xiàn)階段電解制氫成本高，其中75%-85%都是電價(jià)，如果未來綠電成本快速下降，綠氫的經(jīng)濟(jì)性也會變好。
想要讓綠氫變得平價(jià)，有以下幾種途徑：
?1）電解設(shè)備成本下降：在綠氫項(xiàng)目建設(shè)的一次性投入中，約有40%-50%來自電解槽，平均都是數(shù)千萬級的投入。如果電解槽設(shè)備技術(shù)進(jìn)步，比如關(guān)鍵材料的突破以及量產(chǎn)帶來的規(guī)模效應(yīng)，都可以使初始設(shè)備投入成本+維護(hù)成本下降；
?2）制氫電價(jià)下降：如前文所言，電解水制氫的成本有75%-85%是電價(jià)。過去十年，中國光伏度電成本已經(jīng)下降了約85%，隨著風(fēng)光電產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)電成本在未來十年仍有40-55%的下降空間；
?3）碳價(jià)上升的正外部性：在碳配額交易形成后，企業(yè)有動(dòng)力為了避免購買碳排放指標(biāo)而降低碳排放。以外國為參考，在過去十年里發(fā)達(dá)國家的碳價(jià)普遍上升了4-5倍；
?4）配套政策完善、模糊政策成熟，比如制氫用電性質(zhì)認(rèn)定、制氫突破化工園限制等等；
?5）制加氫一體的商業(yè)化運(yùn)營，在市場未完全成熟時(shí)，通過內(nèi)部化降低交易成本。
那么，綠氫具體是怎么制取的呢？
目前最主流的兩種技術(shù)路線是堿性水電解與PEM電解，它們分別適用于不同階段與場景需求。短期內(nèi)，在灰氫、藍(lán)氫等綠氫替代場景中，堿性設(shè)備可能會有更快的收益；長期來看，PEM設(shè)備如果能夠降低成本，就會在和風(fēng)光電耦合的市場上有更多應(yīng)用。
隨著未來技術(shù)上的不斷突破，還可能會出現(xiàn)同時(shí)能滿足低成本、高電流密度、寬負(fù)荷調(diào)節(jié)、大規(guī)模制氫的技術(shù)路線出現(xiàn)。但多種路線也將會長期共存。
從創(chuàng)投視角來看，制氫環(huán)節(jié)最大的機(jī)會是電解槽設(shè)備公司。電解槽在制氫系統(tǒng)總成本的占比約為50%，其成本的降低是整個(gè)綠氫制取發(fā)展的關(guān)鍵。目前行業(yè)內(nèi)有能力做好電解槽的玩家不多，也有非常多的跨界巨頭優(yōu)先選擇電解槽這一賽道進(jìn)入氫能領(lǐng)域，比如隆基、陽光電源等。
電解槽技術(shù)壁壘深厚，需要長時(shí)間的積累。以挪威的百年氫能公司NEL為例，其本身在堿性技術(shù)路線上的積累時(shí)間長達(dá)90年，由于堿性與PEM技術(shù)路線差異較大，NEL通過收購全球PEM技術(shù)的領(lǐng)先者普頓來完成了技術(shù)路線的拓展。
NEL還在加氫環(huán)節(jié)收購了H2 Logic，進(jìn)行氫能一體化布局，讓自己不單單是設(shè)備商，還成為了解決方案服務(wù)商甚至是平臺。由此也可以看出電解槽設(shè)備的可延展性強(qiáng)，對創(chuàng)業(yè)公司來說，是一個(gè)切入制氫環(huán)節(jié)的好切口。
我們認(rèn)為，制加氫一體站會是未來很重要的趨勢，即加氫站同時(shí)配備光伏相關(guān)設(shè)置、電解槽制氫，省去了儲運(yùn)環(huán)節(jié)，能節(jié)約很多成本。而這正是電解槽公司的極大優(yōu)勢和機(jī)會。
資本市場對燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)冀K非常關(guān)注。燃料電池車是政府補(bǔ)貼的直接受益者，市場大、離商業(yè)化近，全產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)強(qiáng)。燃料電池的應(yīng)用場景也不止商用車，在儲能、甚至乘用車領(lǐng)域也都有應(yīng)用可能，市場規(guī)模會循序漸進(jìn)地?cái)U(kuò)大。
目前，行業(yè)正從野蠻式發(fā)展逐步演進(jìn)到政策驅(qū)動(dòng)+商業(yè)化驅(qū)動(dòng)的過程中。類似鋰電行業(yè)在2010年-2015年所處的階段，燃料電池行業(yè)正處于強(qiáng)政策引導(dǎo)期。政府為了避免此前出現(xiàn)的部分補(bǔ)貼亂象，在氫能領(lǐng)域的補(bǔ)貼會更克制、實(shí)施以獎(jiǎng)代補(bǔ)，且地方政府的參與度更高。在2025年退補(bǔ)之后，商業(yè)化的落地、整個(gè)產(chǎn)業(yè)的格局才會變得更清晰。
在燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈上，燃料電池系統(tǒng)大概占到終端車輛成本的60%。對這條產(chǎn)業(yè)鏈來說，系統(tǒng)公司無疑是最重要的一環(huán)——商業(yè)化最成熟、產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)權(quán)最大。
但面臨的問題同樣殘酷：系統(tǒng)本身成本和氫氣使用成本都高，如果拿不到補(bǔ)貼，公司的經(jīng)濟(jì)賬目前是算不過來的。但想要拿補(bǔ)貼，需要車先跑上一段時(shí)間。對公司來說，核心是要在客戶的商業(yè)訴求和政策的引導(dǎo)訴求中找到交叉的突破口。
現(xiàn)階段，能生產(chǎn)出“可用”的產(chǎn)品+強(qiáng)資源的公司會暫時(shí)領(lǐng)跑。但2025年之后，行業(yè)補(bǔ)貼會逐漸退坡，系統(tǒng)公司們必定迎來一波洗牌。我們的建議是，系統(tǒng)公司向上游電堆、膜電極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈一體化延展是很重要的，否則未來電堆公司向下游系統(tǒng)拓展、或主機(jī)廠親自入局，都會對系統(tǒng)公司產(chǎn)生擠壓，生存空間會越來越小。
想要實(shí)現(xiàn)最終成本的降低是各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)工程，并非單個(gè)部件性能突破就能實(shí)現(xiàn)的。因此，目前頭部公司也有了一體化的趨勢：
一部分領(lǐng)先的企業(yè)通過資本優(yōu)勢在進(jìn)行一體化的投資布局，如億華通；一些企業(yè)自己建立技術(shù)能力，除了電堆和系統(tǒng)，也開始做膜電極、雙極板等關(guān)鍵部件；一些企業(yè)則通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟形成“膜電極/雙極板-電堆-系統(tǒng)”的一體化鏈條：氫能產(chǎn)業(yè)鏈因?yàn)閺?qiáng)資源驅(qū)動(dòng)、強(qiáng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的特質(zhì)，已圍繞清華、交大、同濟(jì)、大化所等學(xué)術(shù)高地和產(chǎn)業(yè)方形成圈層，在每個(gè)圈子內(nèi)部，實(shí)際都已形成一條自己的的一體化鏈條。
海外的龍頭企業(yè)普拉格能源（Plug Power）也是如此，它掌握了從膜電極（MEA）到電堆、系統(tǒng)的一體化能力，還有各種應(yīng)用類布局（比如叉車），甚至還在嘗試往上游制氫端開拓業(yè)務(wù)。擁有產(chǎn)業(yè)鏈一體化能力的電堆或系統(tǒng)公司在未來一定會更有優(yōu)勢。
燃料電池的最上游，是組成膜電極的關(guān)鍵材料——質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層和催化劑，它們涉及底層材料技術(shù)難度高、成本占比大，且在整體性能上非常重要，目前的國產(chǎn)化率都<10%。這三種關(guān)鍵材料的國產(chǎn)替代機(jī)會非常值得關(guān)注。
當(dāng)前，國內(nèi)能做這些關(guān)鍵材料的公司是非常少的，屬于真正的“卡脖子”環(huán)節(jié)。
突破不易，國產(chǎn)材料需要“耐得住寂寞”：實(shí)驗(yàn)室研發(fā)材料周期漫長，即使有了實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，還要經(jīng)歷生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、開發(fā)、設(shè)備調(diào)試、產(chǎn)品多番迭代等環(huán)節(jié)，最快也需兩三年的時(shí)間。量產(chǎn)后的產(chǎn)品還需通過下游客戶的測試驗(yàn)證后才能采購放量，車規(guī)級材料需要經(jīng)歷漫長且嚴(yán)格的性能、壽命、穩(wěn)定性/批次一致性測試，這又要耗費(fèi)1-2年時(shí)間。
也正因此，國產(chǎn)材料領(lǐng)先企業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢會更明顯，并且可以通過批量化生產(chǎn)產(chǎn)品來不斷迭代技術(shù)，放量后會形成價(jià)格上的領(lǐng)先優(yōu)勢。以泰合服務(wù)的國內(nèi)稀缺的具備氣體擴(kuò)散層（碳紙）批量生產(chǎn)能力的通用氫能為例，創(chuàng)始人前期研究相關(guān)材料的時(shí)間長達(dá)20余年，公司正式成立后又花費(fèi)2年時(shí)間建立國內(nèi)首條全自主設(shè)計(jì)、全國產(chǎn)化設(shè)備的卷對卷產(chǎn)線，量產(chǎn)產(chǎn)品又經(jīng)歷了1-2年的測試驗(yàn)證，最終才能得到下游客戶的認(rèn)可：產(chǎn)品性能與海外產(chǎn)品相當(dāng)，但售價(jià)僅為海外產(chǎn)品的50%。
關(guān)鍵材料國產(chǎn)化是必然的趨勢。以鋰電池的隔膜為參考：早期，濕法膜關(guān)鍵技術(shù)也是被日本和歐美壟斷，但這是大功率、高容量電池的關(guān)鍵技術(shù)。在鋰電池補(bǔ)貼政策剛落地的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期（2012年左右），隔膜的國產(chǎn)化率大概只有5%。隨著國產(chǎn)技術(shù)突破，國產(chǎn)隔膜擁有巨大的成本優(yōu)勢，當(dāng)前隔膜國產(chǎn)化率已經(jīng)超過90%，也誕生了超過千億市值的鋰電池隔膜絕對龍頭恩捷股份。
伴隨政策引導(dǎo)、技術(shù)突破，氫能領(lǐng)域的關(guān)鍵材料公司也可能會擁有非常類似的發(fā)展路徑：利用我們的制造業(yè)成本優(yōu)勢，提供高性價(jià)比的產(chǎn)品，發(fā)展成為國際化的大公司。
對能源的探索，是人類對未來生活想象的探索。
從一種能源結(jié)構(gòu)切換到另一種能源結(jié)構(gòu)，不僅意味著人類生活方式的徹底改變，還往往蘊(yùn)藏著資本機(jī)遇、產(chǎn)業(yè)前途和國家命運(yùn)的急遽嬗變。
伴隨工業(yè)革命，煤炭在英國推動(dòng)了資本主義的第一次飛躍；石油美元?jiǎng)t塑造了今日的國際金融體系和政治格局。清潔能源的出現(xiàn)，開啟了能源行業(yè)從“資源導(dǎo)向”向“制造導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)變——而這正是制造業(yè)大國中國的優(yōu)勢所在。因此，我們相信氫能會和風(fēng)光一樣在中國迎來巨大的發(fā)展機(jī)會。
此外，氫能尚處長周期大賽道的起步期，未來很長時(shí)間內(nèi)都可能面臨較高的融資成本。對氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的每家企業(yè)來說，如何定位氫能在投資回報(bào)、產(chǎn)業(yè)布局和國家戰(zhàn)略等不同維度的多重價(jià)值，吸引多元投資人助力，并制定前瞻的融資戰(zhàn)略和合理的配套方案，都是關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞： 燃料電池 系統(tǒng)公司 技術(shù)路線
