截至2018年全球已建成369座加氫站，日本、德國、美國數量較多，合計占全球比重達54%。我國排名第四，已建成加氫站23座，占比為6%。

2006-2014年是我國氫能及燃料電池的推廣階段。

根據中國政府門戶網站援引新華社報道，2006年我國將氫能及燃料電池寫入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中，提出重點研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氫技術，經濟高效氫儲存和輸配技術，燃料電池基礎關鍵部件制備和電堆集成技術，燃料電池發(fā)電及車用動力系統(tǒng)集成技術，形成氫能和燃料電池技術規(guī)范與標準。2006-2014年我國出臺一系列政策推廣使用氫能及燃料電池汽車。

2015年以來我國對氫能及燃料電池汽車政策扶持力度加大。

2015年財政部等4部委發(fā)布《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》，說明了燃料電池汽車推廣應用補助標準。

2016年10月中國標準化研究員和全國氫能標準化技術委員會聯合發(fā)布《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(2016)》，提出了更加明確的產業(yè)規(guī)劃目標:2020年率先實現氫能汽車及加氫站的規(guī)?；茝V應用，建成加氫站100座，燃料電池發(fā)電站達20萬kW,達到1萬輛燃料電池運輸車輛，燃料電池有軌電車達50列;到2030年，建成加氫站1000座，燃料電池發(fā)電站達1億千瓦，燃料電池車輛保有量達到200萬輛。

2017年國家對于加氫站、加氣站的建設提出規(guī)范要求，進一步表明了我國發(fā)展氫能源的戰(zhàn)略方向。

氫能源產業(yè)鏈概述

在能源短缺和環(huán)境惡化雙重壓力下，可持續(xù)清潔能源的開發(fā)日益迫切。

氫能是一種二次能源，可以通過一定的方法利用其它能源制取，被視為21世紀極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>

氫能具有以下特點:

(1)熱值高，氫的熱值為142351kJ/kg，是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，大約是汽油熱值的3倍;

(2)燃燒性能好，與空氣混合時有廣泛的可燃范圍，且燃點高，燃燒速度快;

(3)氫本身無毒，屬于清潔能源，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復循環(huán)使用;

(4)利用形態(tài)和形式多，可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)金屬氫化物出現，能適應貯運及不同應用環(huán)境的要求。

氫能源產業(yè)鏈逐漸完善

氫能源產業(yè)鏈上游是氫氣的制備，主要技術方式有傳統(tǒng)能源的熱化學重整、電解水和光解水等;中游是氫氣的儲運環(huán)節(jié)，主要技術方式包括低溫液態(tài)、高壓氣態(tài)和固體材料儲氫;下游是氫氣的應用，氫氣應用可以滲透到傳統(tǒng)能源的各個方面，包括交通運輸、工業(yè)燃料、發(fā)電等，主要技術是直接燃燒和燃料電池技術。

全球氫工業(yè)規(guī)模不斷增長，呈現區(qū)域性分布

2017年全球氫工業(yè)市場規(guī)模為2514.93億美元，同比增長1.03%，2011-2017年復合增速為5.05%。

2017年亞太地區(qū)、北美、歐洲工業(yè)氫氣的市場規(guī)模分別為1071.36、555.80、517.57億美元，占全球的比重分別為42.6%、22.1%、20.6%，合計占比達85.3%，區(qū)域性分布明顯。

中國和印度等亞太發(fā)展中國家經濟快速增長帶動了亞太地區(qū)對氫能等清潔能源的需求。

上游:化石燃料制氫有望成為低成本氫來源

我國工業(yè)氫氣產消旺盛，基本自給自足。我國是氫能利用大國，2017年工業(yè)氫氣(不包括工業(yè)副產氫氣，下同)產量和需求量分別為1915、1910萬噸，同比分別增長3.51%、3.58%，基本維持供需平衡狀態(tài)，2009-2017年復合增速分別為7.21%、7.20%。

人工制氫工藝及成本分析

人工制氫的方法主要包括化石燃料制氫、電解水制氫、光解水制氫以及微生物制氫等，其中化石燃料制氫原料主要包括煤、石油、天然氣等。

目前化石燃料制氫方法較為成熟，并且具備產量高、成本較低的優(yōu)點，但制氫過程都有溫室氣體排放;電解水是一種制取純氫的最簡單的方法，但是其消耗的電能太高導致不夠經濟，因而其發(fā)展受到很大限制;光解水被視為最理想的制氫途徑，但目前技術尚不成熟。

目前人工制氫工藝主要以化石燃料制氫為主。2017年全球制氫原料約96%來源于化石燃料(由于甲醇主要原料為煤炭和天然氣，因此本文將甲醇制氫歸類于化石燃料制氫)的熱化學重整，僅有4%源于電解水。我國制氫原料主要以煤炭和天然氣為主，占比分別為62%和19%，電解水制氫也僅占4%。

化石燃料制氫具備成本優(yōu)勢。我們假設不同人工制氫工藝原料天然氣、甲醇、電價的采購成本(扣除增值稅)分別為2.8元/方、2500元/噸、0.63元/kWh，測算天然氣制氫、甲醇制氫和電解水制氫成本分別為2.09、2.13、3.46元/立方米。相對于電解水制氫，目前化石燃料制氫具備明顯的成本優(yōu)勢。

不同工藝制氫成本敏感性分析

假設不同工藝制氫成本與原料價格線性相關，根據我們測算，如果要讓單位制氫成本低于2元/方，天然氣、甲醇、工業(yè)用電購置成本(扣除增值稅)應分別不高于2.65元/方、2319元/噸、0.34元/kWh。

工業(yè)副產氫有望成為重要氫供給來源

除了人工制氫以外，工業(yè)副產氫也有望成為重要氫能供給來源，我國工業(yè)企業(yè)，包括煉焦企業(yè)、鋼鐵企業(yè)、化工企業(yè)等，每年副產數百萬噸氫氣。目前這些副產氫氣很多都排放到空氣中，污染環(huán)境的同時也成為危險因素。

變壓吸附(PSA)技術分離提純氫氣的技術在我國已經非常成熟，若能充分利用好這些低品位能源，化工副產氫氣將成為我國的重要氫氣源，對氫能源發(fā)展有著重要意義。

焦爐煤氣是提純氫潛力最大的工業(yè)尾氣。我國是焦炭生產大國，2018年焦炭產量4.38億噸，同比增長1.6%。

煉焦工業(yè)的副產品焦爐氣中氫氣含量約占57%，是最主要的組成成分。按照每生產1噸焦炭可副產425.6立方米焦爐氣，1立方米焦爐氣通過PSA技術可以產生0.44立方米氫氣計算，2018年我國煉焦工業(yè)副產氫氣約733萬噸。

氯堿工業(yè)年副產氫氣約為80萬噸。氯堿工業(yè)是通過電解飽和NaCl溶液來制取NaOH、Cl2和H2，并以此為原料合成鹽酸、聚氯乙烯等化工產品。我國是世界燒堿產能最大的國家，2018年產量為3420萬噸，同比增長1.6%。以生產1噸燒堿產生270立方米氫氣計算得到，2018年我國氯堿工業(yè)副產氫氣約82.5萬噸。

我國PDH副產氫產能約30萬噸。根據卓創(chuàng)資訊，截至2018年6月30日，我國共有18家企業(yè)具有PDH產能，總產能達858.5萬噸/年，主要位于山東、浙江和江蘇等地。我們按照1噸PDH副產0.038噸氫氣計算，2018年我國PDH副產氫氣產能約33萬噸。

合成氨、合成甲醇等也可副產氫氣。根據《加氫站用化工副產氫氣潛力分析》，合成氨、合成甲醇每年副產氫氣在50萬噸左右，考慮到其分離出的氫氣返回原料單元補充燃料消耗，最后分離獲得氫氣產量相對較小。此外，我們認為隨著我國乙烯原料輕質化的推進，未來乙烷脫氫項目也有望成為化工副產氫氣的來源。

根據我們上面的分析，我國工業(yè)副產氫氣主要來自焦爐煤氣、氯堿工業(yè)及PDH項目等，2018年合計副產氫氣在800萬噸以上?；剂现茪?、工業(yè)副產氫有望成為低成本氫來源。

中游:液態(tài)氫儲運或將成為發(fā)展重點

氫氣儲運成本較高。廉價的氫氣來源和儲運是實現氫能產業(yè)化的基礎。雖然氫氣具有較高熱值，但是在標準狀態(tài)下其密度遠低于天然氣，因此相同體積氫氣的能量大約只有天然氣的三分之一，若要實現氫能產業(yè)化減少儲運體積非常重要，這就使得氫氣的儲運成本更加昂貴。

氫儲存方式比較

氫能的存儲方式主要包括低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫等，不同的儲氫方式具有不同的儲氫密度，其中氣態(tài)儲氫方式的儲氫密度最小，金屬氫化物儲氫方式的儲氫密度最大。

我國目前加氫站一般采用高壓氣態(tài)儲氫。

目前低溫液態(tài)氫主要作為航天火箭推進器燃料，其儲罐和拖車已在我國航天等領域應用，隨著技術的不斷成熟，液態(tài)儲氫有望成為工業(yè)氫氣的主要儲存形式;

高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用、最成熟的儲氫技術，其儲存方式是將工業(yè)氫氣壓縮到耐高壓容器中，鋼瓶是最常用的高壓氣態(tài)儲氫容器，具有結構簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快等優(yōu)點，但也存在著安全性能較差和體積比容量低等不足，目前我國加氫站一般采用高壓氣態(tài)儲氫;

固態(tài)儲氫方式是極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N儲氫方式，能有效克服高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲氫方式的不足，具有能量密度大、操作容易、運輸方便、成本低、安全程度高等優(yōu)點，適合對體積要求較嚴格的場合，如氫能燃料電池汽車。

氫的運輸和配送

根據生產和消費地點不同，生產和基礎設施組織形式也有差異，可以分為分布式和集中式兩種形式。

分布式是指在消費氫氣當地或者是燃燒電池汽車能源供應站就地小規(guī)模制造氫氣，這樣可以避免為運輸和配送氫氣設臵基礎設施的費用;

集中式是指氫氣集中生產，生產地不同于消費地，集中式生產因規(guī)模效益將減少制氫的單位成本，但同時必須為運輸和配送氫氣建造基礎設施，其成本較高。

我們認為隨著未來氫能源產業(yè)鏈的發(fā)展，集中式的優(yōu)勢將得以顯現，在此之前輸配環(huán)節(jié)基礎設施有待發(fā)展。

輸配氫氣主要分為管道運輸和道路運輸。管道運輸是實現長距離大規(guī)模運輸氫的重要環(huán)節(jié)，我國正處于起步階段，目前氫氣管網僅有300-400公里(美國、歐洲已分別建成2400公里、1500公里的輸氫管道)，最長的輸氫管線為“巴陵-長嶺”氫氣管道，全長約42公里、壓力為4MPa。

壓縮氫公路運輸運輸量小、距離短，成本相對較高;液態(tài)氫公路運輸距離相對較長，運輸量大于壓縮氫。

目前國內加氫站的外進氫氣均采用壓縮氣體氫運輸，隨著液態(tài)儲氫加氫站的加快建設，我們認為未來液態(tài)氫運輸將成為發(fā)展重點。

我國加氫站進入發(fā)展快車道

截至2018年全球已建成369座加氫站，日本、德國、美國數量較多，合計占全球比重達54%。我國排名第四，已建成加氫站23座，占比為6%。

根據2016年10月發(fā)布的《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(2016)》，到2020年我國建成加氫站將達100座，2030年將達到1000座。

液氫儲氫加氫站有望迎來快速發(fā)展期

目前全球加氫站主要以高壓儲氫和低溫液態(tài)儲氫為主，全球加氫站中約1/3為液態(tài)加氫站，日本約半數加氫站為低溫液態(tài)儲氫配套低溫泵加氫站。

根據中國電池聯盟網報道，加氫量在500kg/天時，高壓儲氫加氫站比液氫儲氫加氫站設備投資方面更有優(yōu)勢;加氫量規(guī)模超1000kg/天時，液氫儲氫加氫站比高壓儲氫加氫站設備投資要低20%左右。我們認為隨著未來氫燃料電池車的發(fā)展，液氫儲氫加氫站有望迎來快速發(fā)展期。

我國目前運營的加氫站均為高壓儲氫加氫站

目前我國加氫站建設還屬于發(fā)展初期，加氫量在300kg/天以下的試驗和示范項目較多，運輸距離基本在200公里以內，現階段國內運營的加氫站均為高壓儲氫加氫站。高壓儲氫加氫站的主要設施包括儲氫裝臵、壓縮設備、加注設備和站控系統(tǒng)等。

根據《人工制氫及氫工業(yè)在我國能源自主中的戰(zhàn)略地位》文獻數據，我國一個加氫站的建設成本約為200~250萬美元，其中壓縮機成本占比最高，約占總成本的30%。

因此，加快工業(yè)氫氣壓縮機國產化進程有助于降低加氫站建設成本，從而促進氫能源產業(yè)鏈的發(fā)展。

下游:燃料電池車是氫能源應用的主要方向之一

氫能源的應用主要有直接燃燒(氫內燃機)和采用燃料電池技術兩種(目前我國氫能主要以工業(yè)原料消費為主)，燃料電池技術相比氫內燃機效率更高，更具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前以燃料電池技術為基礎的應用已經很廣闊，現階段主要分布在交通運輸式、固定式和便攜式三個方面，燃料電池車正在大力推進中，是氫能源應用的主要方向之一，未來有望進一步遍及能源相關下游包括汽車、發(fā)電和儲能等領域。

質子交換膜燃料電池(PEMFC)適用于機動車。燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，可以分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)。

質子交換膜燃料電池(PEMFC)使用固體聚合物作為電解質，含有鉑或者鉑合金催化劑的多孔碳作為電極，由于其主要采用氫氣作為燃料，因此又被稱為氫燃料電池。

與其他燃料電池相比，PEMFC可以在相對較低的溫度下運行，使得其能夠更快的啟動、對其他部件損害小，延長了使用壽命。PEMFC被用作機動車的動力電池，成為燃料電池的主要研發(fā)方向。

質子交換膜燃料電池(PEMFC)成本較高。PEMFC雖然在性能上適合車用，但其成本仍然偏高。PEMFC主要由膜電極組件(MEA)、雙極板和密封圈組成，而膜電極是其中關鍵部件組件，它由質子交換膜、催化劑和擴散層組成。

催化劑目前主要用的是鉑金，占燃料電池總成本的36%，這是PEMFC成本居高不下的主要原因。

日韓技術領先，我國燃料電池車加快發(fā)展。

從全球氫燃料電池汽車的量產規(guī)模和市場商業(yè)化份額看，日本和韓國的氫燃料電池汽車技術處于領先水平，市場份額占據主導地位。2015-2018年，全球氫燃料電池車銷量呈現逐年成倍的增長趨勢。

根據《國內外氫燃料電池汽車發(fā)展狀況與未來展望》文獻數據，目前在國際上真正實現量產的主要有豐田Mirai、本田ClarityFuelCell、現代ix35FCEV、現代NEXO四款車型。

2018年我國燃料電池車銷量為1527輛，其中客車銷量1418輛、貨車銷量109輛。

根據《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(2016)》，到2020年達到1萬輛燃料電池運輸車輛，燃料電池有軌電車達50列;到2030年燃料電池車輛保有量達到200萬輛，我國燃料電池車將迎來快速發(fā)展期。

燃料電池車補貼落地，依然保持高標準

3月26日工信部等4部委發(fā)布《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，提出地方應完善政策，過渡期后不再對新能源汽車(新能源公交車和燃料電池汽車除外)給予購臵補貼，轉為用于支持充電(加氫)基礎設施“短板”建設和配套運營服務等方面，過渡期期間銷售上牌的燃料電池汽車按2018年對應標準的0.8倍補貼。我國對燃料電池車補貼依然保持高標準。

它山之石:日本氫工業(yè)發(fā)展進程

日本氫工業(yè)早期發(fā)展。日本在第一次石油危機爆發(fā)的1973年就成立了“氫能源協(xié)會”，以大學研究人員為中心開展氫能源技術研討和技術研發(fā)。

20世紀90年代，豐田、日產和本田汽車制造商啟動燃料電池車的開發(fā)，三洋電機、松下電器和東芝公司啟動家庭燃料電池的開發(fā)。

1993年，由“新能源和產業(yè)技術綜合開發(fā)機構”(NEDO)牽頭，設立了為期10年的“氫能源系統(tǒng)技術研究開發(fā)”綜合項目，由國有科研機構和民間會社共同參與，涉及氫氣生產、儲運和利用等全過程。

2002年，日本政府啟用了豐田和本田公司的燃料電池展示車。同年，日本氫能源及燃料電池示范項目(JHFC)啟動燃料電池車和加氫站的實際應用研究。2005年，NEDO開始了固定燃料電池的大規(guī)模實際應用研究。

2013年以來日本政府推進氫工業(yè)進入實質階段。

2013年5月日本政府推出的《日本再復興戰(zhàn)略》中，把發(fā)展氫能源提升為國策，并啟動加氫站建設的前期工作。

2014年6月24日，日本內閣對該戰(zhàn)略進行了修訂，明確政府將大力普及家庭和工業(yè)用燃料電池，以及2015年開始快速普及燃料電池車，2030年向市場投入530萬臺家用燃料電池，相當于10%的日本家庭均使用燃料電池。

2014年4月11日出臺的日本第4次《能源基本計劃》，將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，提出在2015年建成約100座加氫站。

2014年6月23日由行業(yè)、研究機構及政府各界代表參與的“氫和燃料電池戰(zhàn)略協(xié)議會”公布了《日本氫和燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，就日本氫能源政策、技術和發(fā)展方向等方面進行了全面闡述，并制定了氫能源研發(fā)推廣的時間表。

日本政府對氫能源研發(fā)和推廣給予資金支持。

研發(fā)方面，日本政府對氫和燃料電池的技術開發(fā)支持主要以向NEDO投入專項科研經費為主，2010-2015年，NEDO共接受政府投入達529.8億日元。

燃料電池方面，日本政府為家庭用燃料電池系統(tǒng)的施工費和購買的器材提供補貼，截至2015年12月，日本家庭用燃料電池的銷售量共計15萬臺。此外，日本政府對新建加氫站及購買燃料電池車也給予補貼，帶動了氫能源的消費。

目前我國氫氣制備成本較高，降成本、尋求廉價氣源是發(fā)展氫能的可行途徑。氫氣售價的構成主要由氫氣原材料、氫氣的生產運輸成本、加氫站成本幾個部分組成。我國

氫氣生產成本占其售價的比重約為50%-70%，而日本氫氣生產成本占比一般在40%以下。因此，降低生產成本、尋求廉價氫氣來源是發(fā)展氫能源的重要手段之一。

氫能源產業(yè)鏈包括上游氫氣制備、中游氫氣儲運以及下游氫氣應用，隨著我國氫能源產業(yè)鏈不斷發(fā)展，各環(huán)節(jié)相關上市公司有望受益。