近日，东莞证券针对我国氢能产业发展现状和未来走势做出判断和预测，研究报告指出：“2020年我国氢气需求量约3342万吨，至2030年我国氢气的年需求量将提高到3715万吨，在终端能源消费中占比约5%，至2060年，我国氢气的年需求量将增至约1.3亿吨，在终端能源消费中占比约20%。”
氢能因其低碳环保的属性得到世界各国的认可，在各国想尽办法降低碳排放的过程中，发展氢能成为首选。
政策催动行业加速发展
氢能产业的红火程度很重要一点是政策推动的结果。氢能汇（微信公众号：h2-2005）了解到，无论是国际还是国内，频频出台的氢能规划、政策，推动了整个行业的发展。
2016年10月，中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的《中国 氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我 国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。主要包括：到2020年，加氢站数 量达到100座；燃料电池车辆达到10,000辆；氢能轨道交通车辆达到50列；到2030年，加氢站数量达到1,000座，燃料电池车辆保有量达到200万辆；到2050年，加氢站网络构建完成，燃料电池车辆保有量达到1,000万辆。
2019年两会期间，氢能被首次写入《政府工作报告》，2016-2022年期间，工信部、 国务院、发改委等多部门陆续发布支持、规范氢能产业的发展政策，国家的“十四五” 规划中提到，要加速氢能产业发展，氢能产业在“十四五”期间将提速发展。
在地方政策方面，据不完全统计，全国有北京市、上海市、广州市、浙江省、江苏 省、贵州省和四川省等多个省市地区发布了相对完整和丰富的氢能相关政策或规划。在加氢站、氢燃料电池车数量、氢能科技创新等领域都有相应布局。
市场竞争格局分散
国内氢能产业发展迅猛，央企带头发展氢能。根据国资委在国新办在2021年7月举行的新闻发布会上的数据显示：已有超过三分之一的中央企业在布局包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链，均取得了一批技术研发和示范应用的成果。
如中国石化和中国石油重点布局氢能储运零售终端建设和运营领域，国家能源集团和中船重工重点布局氢能产业链及氢能装备，国家电投、东方电气和中船重工将重心放在氢燃料电池及其核心部件，东风集团、一汽集团、中国中车和宝武集团则聚焦 终端应用燃料电池汽车、列车、氢冶金。
尽管如此，氢能整个市场竞争格局依然相对分散。从市场集中度看，中国石化和国家能源集团两大公司氢气产量几乎占了市场份额的3成，而剩余7成分散到各个企业中。
制氢技术谁是王者
从制氢角度看，无论是煤制氢还是绿电制氢亦或是核能制氢，都是制氢的一种方式。但从成本上看，当前化石燃料制氢技术最为成熟，制氢效率最高，但是在各类制氢技术中，化石燃料制氢的二氧化碳排放量也更多。
相比之下，用风电、光伏等可再生能源制氢可以大幅 降低二氧化碳的排放量，也有利于解决弃风、弃光问题。由于目前电解水的能量损耗率较高，可再生能源制氢的效率约30%。另外，核能制氢的碳排放量也较低，同时核能制氢的效率能够达到约 55%。
单从电解水制氢来看，是未来氢能产业发展的一个重要方向，而电解水制氢也有不同的技术路线，碱性电解水(ALK)、质子交换膜(PEM) 电解水和固体氧化物电解水(SOEC)3 种类型中，质子交换膜(PEM) 电解水应用更广，未来前景更有优势。
目前 PEM电解水制氢系统设备成本高出ALK电解系统设备成本的6-7倍。2020年数据显示，电解水制氢，ALK平准化成本约23-28元/kg，采用PEM电解水制氢技术成本约为ALK的1.4倍。
尽管成本存在差异，但自从中国石化去年在燕山石化建设的首套质子交换膜（PEM）制氢示范站启动，意味着中国石化首次打通了PEM 电解水制氢设备从关键材料、核心部件到系统集成的整套流程。中国石化PEM 制氢示范站采用大面积均一膜电极，此设计方案可直接发展为单槽兆瓦级规模，为质子交换膜电解水制氢技术 进行大型化试验提供设计依据。
另外一点值得重视的是核能制氢，这或许成为大规模制氢的一个重要选项。核电运行稳定、可靠、换料周期长，可作为基荷电源大规模替代传统化石能源，可与其他清洁能源一起构建清洁低碳、安全高效的能源体系。氢能是未来最有希望得到大规模利用的清洁能源之一，核能具备高效、低耗、环保、清洁的特点，核能制氢将二者结合，进行氢的大规模生产， 有望成为未来氢气大规模供应的途径。
储氢瓶加速国产化
储氢领域，当前仍以储氢瓶为主。高压气态储氢充放气速度快，但安全隐患系数较高。低温液态储氢技术存在难度系数大、液化成本高、能耗大和绝热材料成本高等弊端。
目前已商业化应用的高压储氢气瓶主要是 I 型瓶、II 型瓶、III 型瓶和 IV 型瓶。I 型瓶由金属钢组成；II 型瓶采用金属材质为主，外层缠绕玻璃纤维复合材料；III 型瓶、IV 型瓶外部采用碳纤维缠绕，III 型瓶内胆为金属，IV 型内胆为塑料。
国内目前应用较多的是35MPa 储氢Ⅲ型瓶，碳纤维复合材料是核心组成部分，但是由于国内的碳纤维以进口为主，2020 年中国碳纤维的进口量占需求量的6成左右，碳纤维复合材料成本约占35MPa 储氢Ⅲ型瓶生产成本的 62.5%。
Ⅳ型瓶可能更好满足车载储氢系统趋向安全、高储氢密度、 轻量化、低成本、成寿命等方面的发展要求，未来随着Ⅳ型瓶原材料的进一步国产化， 性价比将得到突显，并加速应用于新能源汽车领域。
质子交换膜电池技术是主流
从氢燃料电池车发展的情况看，目前世界各国的氢燃料电池车的市场保有量都存在不足的情况。之所以燃料电池车推广速度不够快，很重要的一个原因在于其价格高昂。
从成本角度看，燃料电池构成了燃料电池汽车成本的大部分， 燃料电池动力系统是燃料电池汽车成本高昂的主要原因，一辆燃料电池汽车总成本约三分之二来自于燃料电池系统，其中质子交换膜燃料电池技术主导的燃料电池系统构成了燃料电池汽车产业链的价值核心部分。
燃料电池生产技术共分为5种。其中，质子交换膜燃料技术是继碱性、磷酸性以及熔融碳酸盐以及固体氧化物燃料电池之后，迅速发展起来的温度最低，比能最高、启动最快、寿命最长，应用最为广泛的第五代燃料电池，也是现阶段国际燃料电池汽车厂商普遍采用的燃料电池技术。
膜电极是燃料电池系统的组成成分之一，氢气通过氢能源车的燃料电池系统转换为电能，膜电极是氢气转换为电能的反应场所，膜电极技术门槛高，具有极高的成长性、产品附加值和竞争壁垒，膜电极则是燃料电池系统的核心的零部件。
素材来源：东莞证券
