万亿级风口,72家A股上市公司“氢实力”透视
作者: 姬婧瑛
能源,是为数不多能够在工业世界秩序下,引发紧张局势的“蝴蝶翅膀”。
2022年,受俄乌局势等影响,全球油价一度高涨,欧洲多国城市限电,能源的两大议题从国家战略层面渗入每一个地球公民的日常关切。
其一是能源革命,即从石油、煤炭等化石能源,向光伏、风电、水电、氢能等可再生能源过渡,减少碳排放,实现控温目标,应对气候变化。这些脱碳能源系统因此成为大国角力的新战场。在中国,碳达峰、碳中和战略下,可再生能源2022年发电量达到2.7万亿KWh,已承载全社会31.6%的供电量,较2021年提高1.7个百分点。
其二是能源安全,即保障供应。比如,作为全球最大的能源消费国,中国的原油进口依存度从2010年的54.1%增至2020年的73.6%(图1),原油是仅次于集成电路的第二大进口品。在地缘政治关系脆弱的当今世界,如果能实现能源本地生产,则可以摆脱依赖进口的风险。
图1 : 2010-2021年中国原油进口量及进口依存度

这两大方向下,后发的氢能,作为新能源战略的一大选项,地位不断上升。能源巨头、整车企业、零部件企业,有氢气资源或应用场景的企业纷纷入局。
氢能赛道站上风口,为什么?
在清洁能源阵营,水电起步最早,风电、光电近年直追,且已在2021年实现平价上网。不过,受自然条件约束,三者的供电量并不均衡,地域分布也不均衡。
这导致,发电高峰时难以消纳已发电量,中国每年可再生能源发电的弃电量约达1000亿千瓦时,造成浪费。同时,国内光电、风电多产自资源丰富的中西部,需要以特高压的方式输送到缺电的长三角、珠三角等地,抬升了成本。
电力结构性供需失衡,已成为经济高质量发展中的难题,西电东输、东数西算都是电力再平衡的过渡策略。
提供新能源电力使用效能,则需储能,当新能源在电力大盘中的份额达到60%-70%时,其对储能的需求会指数级增长。
而氢能被认为是长周期、大规模储能的主流方式。光伏和风能基地可以利用“弃电”电解水制氢,保存冗余电力,需要时再把氢气转化为电能。
其中,电解水制氢的过程是,在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子会在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。而氢气转化为电能,则是电解水制氢的逆反应,即氢气与氧气(或空气)在燃料电池系统中发生非燃烧的电化学反应,生成水并释放出电能。所以,电氢转换的核心技术,在于燃料电池、电解槽两大部件,这也是当前中国氢能产业“卡脖子”所在。
虽然氢能并非直接取自自然界,属于二次能源,但由于其生产不受地域、季节限制,可以在风、光、水等资源短缺地区布局,可推动分布式能源发展。同时,氢储能可以发挥与锂电的差异化优势,助力电网“调峰调谷”,增强能源体系的灵活性和稳定性。
目前,中国储能领域,电储能占比超过96%,其中90%为锂电储能、6%为铅蓄电池储能。但是,电储能更适合短周期、近距离使用,作为化学储能方式的氢储能,能量密度大、充放电周期短、可运载距离长,便于长周期、大规模存储。据高工氢能统计,2021年中国的氢储能装机量约为1.5MW,渗透率不足0.1%,预计2030年装机量将达到1518MW,增长空间巨大。因此,业界普遍认为,“风光水电+氢储能”一体化,并与智能电网协同发展,可以助推能源变革。
除了储能和电力,氢能在交通、工业领域的应用场景也相当广阔。
在工业领域,氢气可以代替焦炭和天然气作为还原剂,消除炼铁、炼钢过程中的碳排放,也可作为化工原料,用于合成氨、甲醇、炼化、煤制油气等,生成绿色甲醇和绿氨,减少碳排放。
在交运领域,氢燃料电池汽车成为最快商业落地的场景。氢能汽车没有电动汽车的续航短、补能慢、使用温域窄(高寒低温环境需要辅助加热)、上游锂材价格高昂等短板,有望在长距离、重量级运输领域发挥优势。随着燃料电池系统国产化率由2017年的30%提升至2022年的60%,预计在2025年达到100%,氢燃料电池汽车也将快速发展,2030年销量将达到10万辆/年,增长空间巨大。
应用场景的拓展之下,氢能已成能源转型的重要抓手。截至2022年末,全球已启动680多个大型氢能项目,氢能领域的直接投资额近2500亿美元。截至2023年2月末,全球已有42个国家和地区发布了氢能政策,36个国家和地区正在筹备。国际氢能委员会预计,2050年,全球氢能源需求将较2022年增长10倍,承担全球约18%的能源需求。
近年,中国也密集出台相关政策,自上而下驱动氢能产业的发展。
近3500家企业进军氢能产业,72家上市公司重点布局氢产业
2022年是中国氢能政策大年。
当年3月,国家发改委、能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确到2025年,国内燃料电池车辆保有量达到5万辆,行业总产值达到1万亿元,可再生能源制氢量达到10万-20万吨/年;到2035年,氢能行业产值达到5万亿元,燃料电池汽车保有量100万辆,形成完整的氢能产业体系。
顶层设计驱动下,各地纷纷响应。事实上,在此之前,地方相关政策和规划已不断出台。2020年9月开始,氢能产业施行“以奖代补”补贴模式,即由中央政府将政策奖励下发给示范城市群所在地,再由地方自主制定并实施产业发展奖励政策,引导产业向技术迭代和商业落地方向发展。2021年8月起,北京、上海、佛山、郑州和张家口等五个燃料电池汽车示范应用城市群示范政策正式落地。随后,30个省份、158个城市纷纷提及氢能发展,57个城市出台氢能专项规划。
截至2023年2月末,全国已落地或正在建设的氢能产业园已超过70个,一批重点项目也逐次落地。2023年1-2月,山东、广东、河北等省份已发布35个氢能重点建设项目,总投资合计超过490亿元。
我国氢能企业数量大幅增长。根据企查查数据,名称中带“氢能”的公司数量已超3500家,产业链规模以上工业企业超过300家。截至2023年2月,涉氢业务的专精特新“小巨人”企业共73家,国务院国资委监管的98家央企中,布局或开展氢能相关业务的达到43家。这些企业主要分布在五大氢能示范城市群(表1)。区域孵化的行业龙头,作为地区氢能发展的排头兵,正在引领城市群氢能产业的发展。
表1 :五大示范城市群氢能源代表企业

据新财富统计,A股实质性切入氢能核心业务的上市公司有72家。多家产业链头部企业正在申请上市,2022年6月末,捷氢科技、国富氢能、治臻股份等氢能企业接连提交科创板上市招股书,2022年11月国鸿氢能申请港股上市。
按照产业链分布来看,其中25家公司专注于制氢、储氢、运氢等上游功能环节⸺这也是最快实现盈利的环节,18家公司重点布局燃料电池系统业务,23家公司是燃料电池的上游零部件和设备供应商,4家公司是制造氢能汽车的整车厂,2家公司布局相关检测检验业务。
按照实际控制人属性来看,有26家公司由国资控制,43家公司由自然人控制,3家公司无实控人。按照地域分布来看,江苏15家、广东8家、北京7家、浙江6家、山东湖南四川各4家,这7个省市的氢能公司数量占比超66%。
通过72家上市公司,我们可以透视中国氢能产业链的发展现状,远眺这一产业的未来图景。
制氢:占比高的灰氢和蓝氢终将淘汰,绿氢是未来主要氢源
根据制备方法的不同,氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢。
短期受成本制约,灰氢蓝氢仍是主力氢源
灰氢是通过煤、天然气等化石燃料重整生产的氢气,是当下占比最高的氢源。我国“富煤、缺油、少气”的能源禀赋,决定了煤制氢是主要技术路线。2019年,煤制氢产量达到国产氢气总产量的63.54%。第二大氢气来源的天然气制氢,2020年在氢气总产量中的占比达到18%。
煤制氢、天然气制氢的优势是技术成熟、成本低,劣势是生产伴随大量碳排放。按照东吴证券研究所的估算,煤炭价格450元/吨的情况下,煤制氢碳捕集后的成本约为16元/公斤;天然气成本2.5元/立方米的情况下,天然气制氢成本约18元/公斤。
蓝氢是利用焦炉煤气、化肥生产、氯碱制造等过程中的工业副产品制取氢气,优势是生产过程使用碳捕集和碳封存技术,减少了碳排放,缺点是副产品需要提纯和去除杂质才能出产高纯度氢,这个环节增加了成本、限制了产量。因此,蓝氢不能成为大规模的氢能来源。据东吴证券研究所数据,焦炉煤气副产氢成本在9-15元/公斤,氯碱化工、丙烷脱氢、乙烷裂解、合成氨和甲醇等副产氢的综合成本在13-22元/公斤。
目前,利用工业副产品制氢的代表性上市公司有12家,包括两类。
一类是以凯美特气、金宏气体、和远气体为代表,利用上游尾气提纯制氢的特种气体生产商(表2)。
表2 :A股利用尾气制氢的代表性上市公司

其中,金宏气体全面布局氢气的制、储、运、加环节,共规划了5个氢能工厂,总产能1.2亿标方/年,并与中石油、中石化等合作,为全国13个加氢站点供应氢气。凯美特气是有能力实现高端特气国产替代的国家首批“专精特新”小巨人企业,4个子公司氢气产能达到2万吨/年。
一类是利用工业化副产品制氢的大型焦化、氯碱、丙烷脱氢化工企业(表3)。其中,金发科技、卫星化学、恒光股份、金能科技业务集中于制氢,另外5家企业则向储运和加氢站运营等下游业务延伸,打造“制-储-运-用”的供给侧全产业链模式,以实现氢气就近消纳,降低氢气供应成本。
表3 :A股利用副产品制氢的代表性上市公司

一个重要的趋势是,多家制氢企业开始与下游企业联合延伸业务,以更为完整的业务链条提升竞争力。
例如,嘉化能源已联合氢燃料电池电堆和系统供应商国富氢能、上海重塑,成立了江苏嘉化氢能科技有限公司,培育全产业链,除销售高纯氢外,还运营港城和常熟加氢站,并拟投建氢能分布式发电项目。滨化股份则投资了制氢电解槽制造龙头⸺天津市大陆制氢设备有限公司,向更上游的设备制造业务延伸。阳煤化工与蓄电池制造头部企业雄韬股份合资成立阳雄氢能公司、氢雄双阳公司,向氢燃料电池和相关零部件业务延伸,但产品尚未进入市场。东华能源在张家港运营一座氢气充装站、一座加氢站和40多辆氢能源公交车,并与霍尼韦尔合作利用氢气加地沟油,生产生物航煤。
制氢企业延伸业务链条的另一个原因,是在“双碳”目标下,灰氢和蓝氢在产业中的占比将越来越低,生产过程完全脱碳的绿氢,将是未来氢气的主要来源。