氫能的直接應(yīng)用場(chǎng)景分為四類：1）化工原材料，如用于制備甲醇和合成氨。2）工業(yè)輔料，包括不參與主流程的化學(xué)反應(yīng)的，如食品加工業(yè)/陶瓷/玻璃的生產(chǎn)過程防氧化保護(hù)氣、冷卻氣；參與主流程的化學(xué)反應(yīng)的，如氫能煉鋼時(shí)除了加熱外還用于還原反應(yīng)、奪走鐵礦石中的氧和碳等元素。3）燃燒做功或制熱的原燃料，包括燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料、民用天然氣摻氫等，煉鋼用的氫氣同時(shí)起到還原劑和燃料加熱的功能。4）電化學(xué)反應(yīng)的原料，燃料電池汽車和社區(qū)熱電聯(lián)供是主要應(yīng)用場(chǎng)景，通過燃料電池實(shí)現(xiàn)放電、同時(shí)產(chǎn)生50~80°的水可以用于供熱。氫在能量和原料兩方面屬性決定了應(yīng)用場(chǎng)景多元，制取來(lái)源多元、可打通綠能與碳能則將促進(jìn)其成為下一代能源載體，成為終極能源。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)包括傳統(tǒng)/清潔能源、氫的制/儲(chǔ)/運(yùn)、氫化學(xué)反應(yīng)/能量轉(zhuǎn)換裝備、氫應(yīng)用裝備(加氫設(shè)備與燃料電池)、工業(yè)/民用/交通部門的氫能利用環(huán)節(jié)。目前各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)氫能推廣的最核心邏輯是“成本由誰(shuí)承擔(dān)”和“全球/國(guó)家碳中和政策”兩方面。因此我們預(yù)計(jì)在未來(lái)的3年內(nèi)，氫能應(yīng)用的推廣速度排序依次是：工業(yè)原材料>工業(yè)輔材>民用燃?xì)?商用車+專用車+工程機(jī)械等場(chǎng)景>熱電聯(lián)供>乘用車。未來(lái)氫能核心推廣的動(dòng)力將從政策(如財(cái)政補(bǔ)貼)推動(dòng)逐步轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)性(包括直接運(yùn)營(yíng)成本和碳稅成本等)驅(qū)動(dòng)。

工業(yè)原材料環(huán)節(jié)的應(yīng)用占比最高，替代主要來(lái)自于“綠氫替代灰氫”。這方面的國(guó)家雙碳政策有助力、但經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)則更重要，因此在其原主業(yè)上行周期、即石油或煤炭處于價(jià)格高位或上漲周期內(nèi)更容易轉(zhuǎn)嫁成本、推動(dòng)新技術(shù)更迭；燃料電池汽車推廣更依賴于政策驅(qū)動(dòng)和財(cái)政補(bǔ)貼，尤其是在商用車/專用車/工程機(jī)械上推廣會(huì)更順利，同時(shí)兼顧了誰(shuí)買單(企業(yè))、更安全(室外作業(yè)和停放)、更經(jīng)濟(jì)(固定路線或區(qū)域作業(yè)可以就近安排加氫站)，這幾點(diǎn)也正是國(guó)內(nèi)推廣燃料電池乘用車的痛點(diǎn)。

分應(yīng)用行業(yè)看，現(xiàn)階段氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)和石油煉化領(lǐng)域。2022年全球氫氣約56%用于工業(yè)領(lǐng)域(合成氨、制甲醇、煉鋼等)、約43%用于煉化，而交通領(lǐng)域使用占比僅0.04%。除了傳統(tǒng)領(lǐng)域的氫需求隨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移而增長(zhǎng)外，氫在交通、電力、建筑等領(lǐng)域的新應(yīng)用是全球氫氣需求增長(zhǎng)的另一主要?jiǎng)恿Α?/p>

在全球經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型和低碳?xì)湓闯杀鞠陆档耐苿?dòng)下，綠氫化工、氫能冶金的滲透率有望提升，此外交通、電力、建筑等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ吞細(xì)湓吹氖褂昧恳灿型嵘?。?022年全球低碳?xì)湓吹目偖a(chǎn)量不足100萬(wàn)噸。據(jù)IEA預(yù)測(cè)，在碳中和背景下2030年全球氫氣需求將達(dá)1.5億噸，2022~2030年CAGR為6%。細(xì)分到煉油、合成氨、制甲醇等三大氫氣應(yīng)用領(lǐng)域，2030年低碳?xì)湓吹氖褂谜急葘⒎謩e達(dá)到20%、15%、20%。

圖表：2030年全球工業(yè)和石油煉化領(lǐng)域?qū)Φ吞細(xì)湓吹男枨髮⒊^1400萬(wàn)噸

數(shù)據(jù)來(lái)源：IEA

目前氫能發(fā)展面臨成本高企、專利壁壘、全球標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定不同及由此延伸的貿(mào)易壁壘三大瓶頸，也對(duì)應(yīng)未來(lái)主要成長(zhǎng)動(dòng)力。分地區(qū)看全球氫應(yīng)用，中美處于引領(lǐng)地位、能源產(chǎn)地/消費(fèi)地緊隨其后，未來(lái)全球氫應(yīng)用增量亦將出現(xiàn)在這些經(jīng)濟(jì)體(國(guó)家/地區(qū))。2022年中國(guó)、北美、中東、印度、歐洲、其他地區(qū)的氫氣使用量分別占比29%、17%、13%、9%、8%、24%。中國(guó)+北美+歐洲合計(jì)占比僅約54%，明顯低于風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能等其他新能源產(chǎn)業(yè)，未來(lái)有提升的空間。但目前中國(guó)、美國(guó)、歐盟對(duì)綠氫的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，包括網(wǎng)電參與制氫是否認(rèn)可為綠氫、生物制氫如何計(jì)算節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)等。歐盟委員會(huì)最近公布了《新電池法案》的配套動(dòng)力電池碳足跡規(guī)則征求意見稿，對(duì)于綠電的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)界定可能與其所在國(guó)家的電網(wǎng)綠電比例相當(dāng)，按此標(biāo)準(zhǔn)將間接否定我國(guó)綠電和綠證交易的碳足跡追溯認(rèn)定功能。未來(lái)不排除其他行業(yè)會(huì)受到類似限制的可能。

未來(lái)氫的總需求和制氫減排需求提升后，成本控制將成關(guān)鍵且依賴中國(guó)。據(jù)IEA預(yù)測(cè)，2030年全球氫需求的1.5億噸中，低碳?xì)湓吹漠a(chǎn)量將突破6900萬(wàn)噸、占?xì)錃饪偖a(chǎn)量46%，其中藍(lán)氫和綠氫產(chǎn)量分別為1800萬(wàn)噸和5100萬(wàn)噸、占比12%和34%。細(xì)分到煉油、合成氨、制甲醇等三大氫氣應(yīng)用領(lǐng)域，2030年低碳?xì)湓吹氖褂谜急葘⒎謩e達(dá)到20%、15%、20%?，F(xiàn)階段低碳?xì)湓瓷形葱纬纱笠?guī)模生產(chǎn)，藍(lán)氫對(duì)地質(zhì)條件或原材料供應(yīng)的要求苛刻、產(chǎn)能存在上限，而綠氫放量不受地質(zhì)條件和原材料限制，但現(xiàn)階段制綠氫成本高、缺少經(jīng)濟(jì)性。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)，歐美電解設(shè)備的系統(tǒng)成本約1200美元/kW，而中國(guó)只需300美元/kW、成本比歐美低75%，未來(lái)氫能最重要的推動(dòng)力量仍然將依賴中國(guó)實(shí)現(xiàn)設(shè)備和氣體制備兩方面降本。

全球氫能專利主要由歐盟(德國(guó)、法國(guó)、荷蘭)與日本主導(dǎo)，美國(guó)專利占比居前但份額出現(xiàn)下滑，韓國(guó)和中國(guó)則嶄露頭角。2011~2020年間歐盟、日本、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)的電解水制氫國(guó)家專利占比分別為28%、24%、20%、7%、4%。在制氫、儲(chǔ)運(yùn)、終端應(yīng)用等領(lǐng)域，歐盟、日本、美國(guó)地區(qū)均居于前三位，在制儲(chǔ)用三大環(huán)節(jié)歐日美的合計(jì)占比分別67%、78%、74%。韓國(guó)和中國(guó)緊隨其后，在各環(huán)節(jié)的專利合計(jì)占比均10%上下。相對(duì)優(yōu)勢(shì)指數(shù)表現(xiàn)上，歐、日在各環(huán)節(jié)均位居前兩位。美、中在各環(huán)節(jié)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)指數(shù)均小于1，但韓國(guó)則在終端應(yīng)用領(lǐng)域較突出。

歐美日韓的頭部企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)主導(dǎo)了氫能國(guó)際專利申請(qǐng)。其中在成熟技術(shù)基礎(chǔ)上的工藝改進(jìn)由歐美化工企業(yè)主導(dǎo)，日韓車企則在氣候中和驅(qū)動(dòng)型專利創(chuàng)新中領(lǐng)先。法國(guó)的專利優(yōu)勢(shì)在于研究機(jī)構(gòu)而非企業(yè)。