今年以来，在碳达峰、碳中和的双碳目标推动下，氢能行业发展也按下加速键，产业链上下游都呈现出新的变化。有业内人士认为，如果太阳能和风能是明日之星，那么氢能源将紧随其后，成为下一个可再生能源之星的有力候补。预计未来30年，氢能的整体需求将增长8倍。在这一新兴赛道中，形成先发优势及具备关键技术的公司有望创造长期价值。
氢能逐渐走上能源舞台
人类工业化进程对能源的大规模利用是从煤炭开始的，随着勘探、开采技术的进步，原油、天然气等化石能源又逐步替代煤炭。然而，这些能源燃烧转化的过程中始终会出现CO2的排放。氢能是一种清洁脱碳、应用场景丰富的二次能源，也是可再生能源储存和转化的理想载体和媒介，利用过程中几乎是零碳排放，未来在传统工业、交通、建筑等领域脱碳中有望扮演重要作用，在“碳达峰” 和“碳中和”的背景下，氢能或因其多方面的优势，将在能源舞台上占据一席之地。
燃烧性好：氢气与空气混合时有广泛的可燃范围，且燃烧速度快。
储量丰富：氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，不过主要以化合态的形式出现，分离提纯需一定成本。
发热值高：除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油的3倍，乙醇4倍，煤炭的5~6倍。
多种形态：可以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应多种贮运及应用环境的不同要求。
氢能源的上述优点使它既能替代一部分传统化石能源作为燃料直接使用，又可通过燃料电池作为“能源的搬运工”在能源转换和储能中发挥灵活的作用，还可在工业过程中替代传统工艺中的高碳能源。
全球氢气需求快速增长
近年来，各国政府和国际组织对减排和实现净零排放的承诺、可再生能源装机容量的不断增长、可再生能源成本的不断下降，为大规模应用带来了可能性。对于可代替天然气的低碳氢而言，情况尤为如此。根据国际能源署可持续发展情景预测，到2070年，全球对氢气的需求预计将在2019年7000万吨的基础上增长7倍，达到5.2亿吨。如果化石燃料相应减少，叠加氢气的低碳化生产因素，全球能源行业和工业加工领域有望在2070年时实现碳中和2。
目前，氢气的年产量为7000万吨，市场规模约为千亿美元。亚洲是最大市场（48%），美洲（22%）和欧洲（18%）紧随其后，而工业企业则是最大的使用群体，八成以上的需求来自炼化和化工行业。炼油厂使用氢气来降低柴油中的硫含量，全球范围内较高的柴油消耗量，加之更严格的硫含量法规要求，一直维系着市场对氢气的需求。在化工行业，氢气用于生产氨和甲醇，它们是两种用途广泛的基础化合物，其中氨是化肥行业的主要原料。
从中短期看，国内氢能需求还是以化工行业为主，预计合成氨对氢气的需求基本已稳定，在1000万吨左右；炼化对氢气的需求还有明显的增长空间。而氢能源车由于处在起步阶段，基数较小，短期内需求量级还难以达到百万吨的级别。
难点突出限制全面应用
限制氢能大面积使用的难点主要在于：
目前消耗的氢气几乎95%均来自于化石燃料，通过两种最常见的方法——煤炭气化和蒸汽甲烷重整进行生产。在生产过程中，化石燃料（即煤或天然气）进料与蒸汽反应，生成一氧化碳、二氧化碳和氢气。每生产1公斤氢气将释放约10公斤二氧化碳，如果不能及时捕获、利用或封存生产过程中产生的二氧化碳，此类传统的制氢方法将对环境造成巨大影响。因此，需要在生产环节中尽可能减少碳排放，同时利用风能、太阳能、水能等可再生能源以及沼气和核能，或是采用常规的化石燃料能源加上碳捕获与封存技术，从而实现低碳氢的大规模生产。
在成熟的碳排放技术与更清洁的新型氢技术之间，缩小两者的价格差是当务之急。目前，电力成本占绿氢可变成本的60%-70%，因此，获得成本低廉、供应充足的可再生能源为电解槽提供电力显得至关重要。业内专家表示，当可再生能源的成本降至20美元/兆瓦时以下时，绿氢将具有成本竞争力。随着世界各国加大对可再生能源投资力度，以及平准化能源成本的降低，规模效应有望于2030年实现。
氢气输配是拉通供需的关键环节。利用现有的天然气基础设施输配氢气是方案之一，然而氢气天然气混合气的经济模型仍比较模糊，将昂贵的氢气混入廉价的天然气会造成价值的损失。目前，欧洲11家天然气输配系统运营商联合发布了一篇欧洲氢气主干网络研究：在氢枢纽周边区域管网的基础上，逐步发展到2040年总长度2.3万公里的泛欧洲管网，其中约75%由现有的天然气基础设施改造而成，另外25%为新建的氢气专用管网，建设总成本约为640亿欧元。
抢占新赛道的先发位置
据中国氢能产业协会数据显示，今年上半年国内氢气产量同比去年增加了25%，其中利用新能源制氢的比例，同比提高了30%。随着双碳目标推动，氢气制造设备订单量出现猛增，不少公司对制氢设备的要求也升级为大容量，而目前市场上比较常见的是小容量的制氢设备。面对这些新的商机和变化，相关企业加快调整产线、扩充产能。在新的商业机遇下，众多光伏企业今年也纷纷启动制氢战略。
据了解，下游环节燃料电池和氢能汽车的销量加大，以及成本的快速下降，是今年氢气需求量大增的重要原因。据某车企燃料电池平台总工程师表示，四五年时间整车成本大概下降了50%，预计通过运营和产能、规模的放大，下一代产品有望在现在基础上，成本再下降50%。
另外，随着氢燃料汽车销售持续升温，作为必备配套设施的加氢站也被提前抢滩。据悉，相应的智能管理系统将在北京冬奥会上实际使用，而随着《燃料电池汽车示范应用城市群》的即将发布，氢能行业将迎来更加广阔的发展空间。
在正确的引导和扶持下，刚起步的低碳氢市场有望在2030年迎来爆发和腾飞，并在十年内变得具有成本竞争力。全球许多国家都制定了雄心勃勃的绿氢计划，而中国凭借丰富的可再生能源、水资源等独特优势，具备引领低碳氢经济的机会。
钜派投资集团资产管理事业部董事杨杨女士表示，现阶段，全球氢电池汽车市场还存在技术路线、发展模式和主导市场之争。然而，“双碳”战略之下，能源革命势在必行，发展氢能源已经成为各大经济体的共识。与传统的燃油车或者锂电池车相比，氢能源车成本高，产业并未完全成熟，我国氢能源车在关键技术、核心零部件、关键原材料等领域仍需突破，但是，国家层面的氢战略和路线图逐步清晰，氢能在长期能源战略中重要定位的确立，阶段性目标业已明确，氢能源的广泛应用和可持续发展正在如火如荼地展开，中国能源结构调整的步伐有望加快，实现氢能市场起飞。在与多家专业投资机构的探讨中，我们认为，可再生能源在氢气生产中的比重、市场对氢能技术研发的投入、传统汽车公司在氢能驱动领域的布局，都会在未来几年内大规模扩大，绿氢产业正在形成，值得投资人细致捕捉相关投资机会。
参考资料：
卖爆了！制氢设备需求大增
氢能源是下一个可再生能源之星，中韩能否再度对美弯道超车
氢能源行业专题研究报告：“氢”装上阵，赛道可期
氢能源 | 氢能有优势吗？国家这样布局！
氢能源汽车反攻？
氢能源行业前景分析与洞察：借鉴欧洲经验，打造低碳氢能源经济
燃料电池汽车示范应用城市群名单来了：京沪粤等地拟被纳入
