引言：每次能源脫碳都在改變?nèi)祟愇拿?，每次能源的轉換都會伴隨大國興衰。19世紀工業(yè)革命，煤炭的使用誕生了日不落帝國，20世紀油氣時代，美國成為世界第一工業(yè)國，21世紀新能源革命勢不可擋?？v觀中國的新能源革命，經(jīng)歷了發(fā)展光伏風電、構建特高壓網(wǎng)絡、扶持新能源車等，但也暴露出可再生能源棄電、新能源車續(xù)航動力等問題。在新時代碳中和的時代背景下，氫能被寄予厚望。東灘智庫做了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及投資布局分析》專題分享，今天將這一專題分享轉為文字，供感興趣的朋友學習交流。（附分享視頻）
大家好，本次專題由我做氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及投資布局的分享。本次分享包括三部分內(nèi)容，一是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況，二是細分市場的發(fā)展特征，三是產(chǎn)業(yè)的格局及園區(qū)案例。
一、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
氫能產(chǎn)業(yè)是一種以氫氣為能量載體，通過燃料電池等做轉換，直接生成電能等能量的新能源。其燃燒熱之高，約是鋰電池的100倍，其具有靈活高效、清潔低碳應用廣泛三大核心特征，成為了未來能源的新星。
縱觀其發(fā)展歷程，起步于燃料電池的實驗室探索以及美國應用于宇宙航空航天領域，但是由于成本和純電動車應用等問題，經(jīng)歷了較長的停滯擱淺期。直到09年日本首推家庭燃料電池，及14年豐田首推燃料電池車，進入了技術突破和商業(yè)化應用時期。隨后多個國家制定氫能發(fā)展規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)進入全面提速期，未來隨著技術的進一步突破和規(guī)?；倪M一步應用，有望迎來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展爆發(fā)期。
從全球格局看，技術儲備方面，日本專利第一，是產(chǎn)業(yè)技術的掌握者，中國雖然基礎研究領跑，但是應用技術不足，產(chǎn)業(yè)鏈的核心掌控能力不強。從全球主要國家的戰(zhàn)略來看，側重點各有不同，日韓重應用，歐洲推基建，中國以能源轉型、戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)為核心，側重科技創(chuàng)新和下游應用的推動。
從中國的環(huán)境來看，國內(nèi)政策鋪路，政策的方向已經(jīng)由燃料電池車購置補貼、下游的市場，向基礎設施、關鍵零部件、運營服務等供給端傾斜，如氫能汽車的十城千輛工程已經(jīng)發(fā)布，強調(diào)技術攻關區(qū)域合作和示范應用。從中國的發(fā)展基礎看，中國是世界最大產(chǎn)氫國，商用車的最大應用地，并且裝備和儲氫材料的制造基礎雄厚，已經(jīng)成立了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，具備產(chǎn)業(yè)化的基礎，中國已有了氫能產(chǎn)業(yè)化提速的基礎環(huán)境。在這里整理了國家和地方的相關規(guī)劃政策。
從市場前景看，在供給端，在全球未來的能源供給體系中，氫能約占18%，將改變能源的供給結構。從需求端來看，我國規(guī)劃到2035年，燃料電池車將達到130萬輛，下游相關產(chǎn)品的市場即將打開。
從產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀看，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要有四大問題，一是核心技術受限，相關制造的成本較高，產(chǎn)品成熟度不足，規(guī)?；a(chǎn)弱。二是產(chǎn)業(yè)鏈不完備，部分的關鍵零部件以及核心的設備仍然依賴進口，國產(chǎn)的能力較弱。第三是基礎設施建設尚不足，但是目前進程已加快，我國加氫站等基礎設施已經(jīng)躍居全球第二。四是頂層設計待加強，與美日韓相比，我國尚未出臺國家層面的發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)定位。
從發(fā)展趨勢看，氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)四大態(tài)勢，一是產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)“自下而上”的發(fā)展突破。由于上游的技術較難突破，在下游的市場有望隨著基礎設施和示范應用的推廣率先突破，然后向中游以及上游的鏈條去延伸。二是“資本+技術”成為推動快速產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展路徑，政府、大型央企等社會資本進入儲運加氫燃料電池等高技術含量的環(huán)節(jié)。三是終端的應用場景將會豐富。目前主要以交通為主的單一應用是不利于技術驗證和全產(chǎn)業(yè)鏈降本，未來將會加速向氫能船舶等交通以及工業(yè)建筑等其他場景拓展。四是區(qū)域的協(xié)同分工明顯、專業(yè)化的集群有望涌現(xiàn)。一方面示范城市群的支持政策已出，區(qū)域的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同或成為主流，并且隨著能源供需統(tǒng)籌，制造環(huán)節(jié)分工協(xié)作和設施的網(wǎng)絡聯(lián)通，像專用設備、氫能科創(chuàng)、整車制造、氫能服務等集群將會在各地增加。
二、細分市場發(fā)展特征
首先來看一下氫能的產(chǎn)業(yè)鏈，由上游的制氫儲運加氫中油的燃料電池以及下游的應用構成，其中上游的制氫包括氫氣的制取和相關設備的制造，儲運包括儲存裝備的制造和相關運輸服務，加氫包括加氫站建設運營和相關設備的制造。中油燃料電池是整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術和制高點，下游的應用涉及交通、固定式電池等多領域。下面就這5個環(huán)節(jié)進行一個詳細的展開。
1、制氫環(huán)節(jié)
第一個是制氫環(huán)節(jié)，氫氣的制取主要有5大路徑。目前我國主要是化石燃料、工業(yè)副產(chǎn)和電解水制氫三大路線，技術相對成熟，供給充足，目前是以化石燃料為主，但是制氫路線并無最優(yōu)選擇，要結合區(qū)域資源科技，還有制氫的產(chǎn)量經(jīng)濟性，綜合考慮。發(fā)展趨勢方面，未來利用可再生能源棄電進行電解水制氫，將成為主要的制氫方式。
從市場主體看，制氫企業(yè)主要有4類主體，一是石化企業(yè)依托副產(chǎn)氫自建自用的基礎來拓展制氫規(guī)模，如美景能源的焦爐氣制氫。第二類是大型的能源公司依托能源供應等的技術優(yōu)勢，主要采取化石燃料制氫的方式，并且探索可再生能源制氫新技術，如國家能源集團、中石化等。第三類是電力公司依托風光發(fā)電的優(yōu)勢，發(fā)展綠氫制備的業(yè)務，如三峽新能發(fā)展光伏+制氫，華能做風電+制氫。第四類是裝備制造商，主要是進行專業(yè)的設備以及技術服務，如做電解水制氫裝備的蘇州競立，目前這4類企業(yè)主要是以大型國企央企為主，他們依托技術和資金的優(yōu)勢進行搶先的布局，從企業(yè)的動態(tài)來看，業(yè)務方面制氫企業(yè)從制氫向中下游去拓展，謀求‘’制-儲-加-運‘’的一體化布局，甚至向燃料電池拓展。
從布局的特征上看，是優(yōu)選氫源充沛和產(chǎn)業(yè)基礎好的地區(qū)，如氫氣制造都分布在山東、山西等地，而設備制造的企業(yè)集中在天津、江蘇等裝備制造產(chǎn)業(yè)基礎好的地區(qū)。
2、儲運環(huán)節(jié)
第二個是儲運環(huán)節(jié)，目前我國的由于儲運技術的門檻較高，依賴基礎設施，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難點。目前氫氣的儲運主要有4種方式，我國以氣態(tài)儲運為主，運輸方面也有4種方式，我國以氣氫長管拖車為主，整體來看主要是發(fā)展的氣態(tài)儲運氫，整體是較落后的，技術突破和規(guī)模的提高是關鍵。
從發(fā)展趨勢上看，是從氣態(tài)向固液態(tài)儲運來發(fā)過度發(fā)展的。那么液氫罐車相關裝備以及有機和固態(tài)儲氫的材料前景是廣闊的。目前重點的儲運發(fā)展領域是氣氫和液氫，在氣氫方面的話，目前行業(yè)集中度是相對較低的，國內(nèi)制造廠商已經(jīng)成了一定的規(guī)模，未來高壓輕量和質(zhì)量穩(wěn)定的氣態(tài)儲氫設備將成為市場的熱點。
比如70MPa的Ⅳ型碳纖維瓶的制造，而低溫液氫領域目前是美歐巨頭壟斷，美國是獨大的，中國液氫尤其是在民用領域才剛有突破，正是由于美國的進口封鎖等國內(nèi)的液氫，技術裝備的突破，是具有非常大的意義的。
從市場主體來看，儲運氫主要有三類主體，分別是裝備制造商、材料研發(fā)企業(yè)以及綜合性的服務商，是以技術型的企業(yè)為主。其中裝備制造商主要是集中在制造業(yè)發(fā)達的長三角等地，隨著未來設備的成長空間釋放，儲氫設備將會向二三線城市進行產(chǎn)能擴張。目前的裝備制造商主要是在高壓氣氫和低溫液氫儲氫領域進行相關制造。第二類儲氫材料的研發(fā)企業(yè)重點是聚焦前沿的技術，考慮科研以及原料資源的布局，比如說做稀土儲氫材料的有研總院等。第三類綜合服務商通常依托強大的儲運核心技術來布局“儲-運-加”產(chǎn)業(yè)鏈前端的一體化。
3、加氫環(huán)節(jié)
第三個是加氫環(huán)節(jié)，加氫是連接氫儲運和交通應用的重要基礎設施。目前我國加氫站是以外供加氫為主，加氫站的投資強度較大，成本很高，政策推動是很明顯的依賴政策補貼，但是目前還均未盈利，在加氫站的成本構成中壓縮機、儲氫罐等設備占據(jù)大頭。但是主要的設備依賴進口，國產(chǎn)替代的速度有待加速。根據(jù)規(guī)劃，未來的加氫站數(shù)量將大增，到50年，加氫站數(shù)量將突破1萬座，那么相關的加氫站運營、安全監(jiān)測等專業(yè)化服務，以及相關核心設備的制造領域迎來眾多機遇。
另外由于受用地和成本的制約，汽/油等的混合建站成為主流的建設模式。加氫的市場主體主要有三類，由于目前加氫站的數(shù)量較少，是以中石油中石化為主力，主要包括第一是傳統(tǒng)的建設運營商，包括老牌的央企以及上海順華等專業(yè)的建設運營商。第二類是上游的自主和電池企業(yè)向下游產(chǎn)業(yè)鏈進行延伸，謀求多樣化的方式介入加氫領域，如上游氣體和加氫設備企業(yè)以及上海重塑等燃料電池企業(yè)。
4、燃料電池環(huán)節(jié)
第四個是燃料電池環(huán)節(jié)，燃料電池產(chǎn)業(yè)包括上游的零部件及材料，中游的電池系統(tǒng)組裝和下游的應用，其中上游零部件中的電堆系統(tǒng)是價值量最大的環(huán)節(jié)，目前我國還處于發(fā)展的早期，有一些關鍵的材料和核心技術沒有完全自主，但是目前國產(chǎn)化已經(jīng)在加速突破，并且下游是大于上游，然后bop的輔件如空氣壓縮機等式要快于電堆零部件的。
在發(fā)展趨勢方面，隨著示范城市群的落地，還有新能源車的市場的需求拉動，電動電池的市場是在逐步擴大的，并且2020年一些主流電堆企業(yè)推出了大功率的產(chǎn)品，電堆的功率提升成為主流。在行業(yè)來看，目前上海重塑億華通、清能股份等龍頭企業(yè)占據(jù)主導，但是仍然有很多地方的入局者在增加，競爭是加劇的，市場格局變量依然很大。
從市場主體來看，燃料電池主要有三類企業(yè)，一是動力電池和電堆企業(yè)，他們一般具備自主開發(fā)和生產(chǎn)能力，依托電池和發(fā)動機的積累去布局燃料電池。比如說新源動力、易華通、廣東國宏等。第二類是國內(nèi)知名的車企，它是進軍上游的電池系統(tǒng)，主要是為了謀求核心技術的自主掌控，比如說國內(nèi)的上汽它已經(jīng)將電池技術應用于上汽榮威，其技術和商業(yè)的拓展均進展神速。
第三類是關鍵材料和零部件企業(yè)，這類企業(yè)較少，主要是聚焦于關鍵技術的研發(fā)公關還有生產(chǎn)。比如說核心的關鍵材料氣體擴散層，目前的通用氫能才建了國內(nèi)的首條產(chǎn)線。從企業(yè)的動向來看，外企在搶占市場，比如豐田、現(xiàn)代、博世等均在進軍中國的市場。隨著這些外國巨頭的入局將會引發(fā)鯰魚效應。
另在投資動態(tài)方面，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的延伸以及聯(lián)合研發(fā)的現(xiàn)象。比如中游的系統(tǒng)集成公司通過收購等方式向上游延伸。另外車企和電池廠商通過合資合作等進行聯(lián)合的研發(fā)來提升競爭力。未來上游的材料企業(yè)也有可能為了拓展業(yè)務向下游電堆等去布局。
5、氫能應用環(huán)節(jié)
第五個是氫能的應用。目前氫能的應用在交通領域率先拉開序幕，以燃料電池車為突破口，未來將向傳播無人機等其他領域去拓展。另外家用儲能、移動充電樁等多個場景的應用是可期的。
在整車市場方面，目前整車是進入了規(guī)?；茝V的階段，行業(yè)的市場集中度還是較高的，以物流和重卡為主，是主流的市場，并且車型的功率也在不斷提升。
燃料電池車的發(fā)展歷程其實和鋰電發(fā)展歷程較為相似，大概會經(jīng)歷一個10年的歷程，經(jīng)歷三個階段進入評價期，通過這三個階段，能夠逐漸實現(xiàn)燃料電池車從物流、公交等商用車領域的應用，向乘用車拓展，再向其他交通領域的布局，未來燃料電池車和純電動車將會有望成形成長期共存互為補充的局面，并且和智能駕駛深度融合，成為一個產(chǎn)業(yè)應用創(chuàng)新的重點。
從市場主體看，目前的整車制造主要是以國內(nèi)外的車企和汽車零部件行業(yè)巨頭為主，國內(nèi)的車企主要是從商用車的領域進行拓展，包括物流、客車、叉車以及有軌電車等，而海外的巨頭重點是從乘用車的領域入手，目前韓國現(xiàn)代已經(jīng)進軍了中國的市場。
三、產(chǎn)業(yè)格局及園區(qū)案例
目前東部地區(qū)形成了三大集群，中西部地區(qū)也初步由兩大集群形成。環(huán)渤海是創(chuàng)新發(fā)力，重點做綠氫制備，關鍵零部件及技術研發(fā)。長三角地區(qū)全國領跑，是燃料電池車的研發(fā)和示范領先的地區(qū)。珠三角是超前發(fā)展，目前是加氫網(wǎng)絡建設最成熟、氫能和燃料電池示范較好的地區(qū)。川渝地區(qū)是資源支撐型，是可再生能源至今還有電池電堆研發(fā)的重要地區(qū)。中部地區(qū)作為后起之秀，重點突破的是電池的重要零部件研發(fā)以及客車的大規(guī)模示范。
1、三大發(fā)展模式
根據(jù)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展邏輯等分析，目前我國氫能產(chǎn)業(yè)主要有三大模式。
第一個是技術驅(qū)動型，是通過在燃料電池系統(tǒng)技術領域去突破，比如說上海、北京等，然后再去向上下游拓展，構建完整產(chǎn)業(yè)鏈。第二個是政策驅(qū)動型，重點是通過氫能的終端應用環(huán)節(jié)去切入，比如說佛山、鄭州等。第三類是資源驅(qū)動型，基于本土的資源和產(chǎn)業(yè)的基礎，通過清源的環(huán)節(jié)，來建立優(yōu)勢，如張家口、成都等地。
在政策驅(qū)動型中，佛山模式極具代表，佛山屬于一個沒有科研院所，也沒有產(chǎn)業(yè)基礎的地區(qū)，但是通過政策和戰(zhàn)術的配合，超前布局，十年磨劍，現(xiàn)在已經(jīng)成為了燃料電池示范應用成效非常卓越的地區(qū)。重點有兩大措施，一是政策的激勵，包括設施先行和市場倒逼，出臺了多項專項政策，對生產(chǎn)、研發(fā)、建設、運營等多環(huán)節(jié)激勵，并且十分重視加氫站等網(wǎng)絡建設，通過設施來撬動下游的市場。第二個方面是集群的培育，重點是做招商引資和創(chuàng)新培育，構建了雙向孵化的創(chuàng)新機制。一方面是引進項目，采用高鐵的模式，快速的引進成熟的技術進行產(chǎn)業(yè)化的應用。另一個方面也堅持本土企業(yè)的自主扶持，并且引進相關的配套企業(yè)，構建完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
第二個是技術驅(qū)動型，以上海北京為主，主要是從氫能的核心材料，裝備和關鍵零部件等技術創(chuàng)新去切入，并且推進了汽車的示范運營，綠氫制備、加氫站布局、檢測認證等環(huán)節(jié)。重點從兩個方面推進，第一個是強化創(chuàng)新驅(qū)動，搭建功能平臺，包括產(chǎn)、學、政的聯(lián)合進行協(xié)同的攻關，從電池的系統(tǒng)去切入，強化研發(fā)的創(chuàng)新，并且進行前沿的引領，制定相關的行業(yè)標準。第二個方面是搶抓示范應用去推動產(chǎn)業(yè)集群，一方面是向下游應用拓展去培育市場，包括政策導向，去開拓運營服務、加氫站建設等的市場。另一個方面是技術輻射加速產(chǎn)業(yè)化，主要是從核心技術零部件為引力，然后再去構建整個完整的產(chǎn)業(yè)集群，推動產(chǎn)業(yè)化進程。典型的園區(qū)如上海嘉定氫能港的案例。
第三個發(fā)展模式是資源驅(qū)動型，如四川等地，它核心的路徑是在氫源豐富的地區(qū)，以打造氫源的輸出地為核心。這些地區(qū)通常是風電礦產(chǎn)資源較豐富，這些地區(qū)可能不一定要發(fā)展非常全面的產(chǎn)業(yè)鏈，可能會依托整個全國的大市場來進行資源的優(yōu)化配置，比如成都做燃料電池和可再生能源制氫，進行創(chuàng)新裝備制造和檢測認證。它周圍的攀西地區(qū)就在規(guī)劃探索備用電源和分布式發(fā)電等領域。
2、三種類型園區(qū)
在園區(qū)層面，總結目前的氫能產(chǎn)業(yè)園，主要有三大類型，第一個是新能源產(chǎn)業(yè)園的轉型升級，是依托本來已有的存量新能源汽車制造等產(chǎn)業(yè)園，然后再搶抓氫能的風口，引進燃料電池制氫儲氫等的企業(yè)集聚。比如說江蘇的氫能小鎮(zhèn)。
第二個是應用場景落地的園區(qū)，通常是在氫源充沛或者是有節(jié)能減排需求的地區(qū)，如鋼鐵、石化、煤炭礦區(qū)等，這些地區(qū)依托制氫的基礎和市場需求的雙重疊加優(yōu)勢，來吸引氫能的裝備、燃料電池等的集群，構建氫能生態(tài)，典型的園區(qū)如上海寶武的武松氫能產(chǎn)業(yè)園。
第三個是專業(yè)化的裝備和汽車制造園區(qū)，通常是在一些氫能產(chǎn)業(yè)稟賦并不突出的地區(qū)，專注于做下游的汽車和氫能裝備的制造等。比如說浙江的湖州氫谷新能源汽車產(chǎn)業(yè)園。
綜合來看這些園區(qū)可能主要有三大普遍特征，第一個是一般是現(xiàn)有少量的氫能和燃料電池企業(yè)入駐，后面才去規(guī)劃一個系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)集群。第二個方面是園區(qū)的基礎是較薄弱的，由于氫能產(chǎn)業(yè)園的投資開發(fā)建設比較大，其建設的進度往往是低于預期的。第三個方面是政府通常扮演多重的角色，比如說提供財政支持、終端運營訂單、基金直投、研發(fā)平臺建設等。
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