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 在俄烏沖突持續(xù)，歐美等國對俄羅斯啟動“一攬子”全面制裁方案的背景下，布倫特原油在今日已突破110美元/桶，創(chuàng)下2014年油價暴跌至今的歷史新高。

目前，歐洲地區(qū)的能源供應毫無疑問被供應大戶卡著脖子，而地緣危機所帶來的能源供應不確定性，則促使西方國家加快了清潔能源的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)替代進程。

歷史上氫能發(fā)展規(guī)律

根據(jù)國際能源網(wǎng)分析，氫能的第一次發(fā)展在20世紀70年代，由于石油價格沖擊、石油短缺以及對空氣污染和酸雨的關(guān)注，人們開始把注意力往氫上轉(zhuǎn)移。1976年，《國際氫能期刊》創(chuàng)刊，次年，國際能源署氫能和燃料電池技術(shù)合作計劃設(shè)立，但好景不長，隨后世界各國探明了豐富的油氣資源量，油價回落，氫能被“打入冷宮”。

氫能的第二次發(fā)展源于上世紀90年代人們對氣候變化的擔憂。在碳捕捉和碳封存技術(shù)（CCS）、可再生能源和交通運輸領(lǐng)域等方面成為發(fā)展重點。1993年，日本宣布為其基于可再生能源的國際氫能貿(mào)易長期WE-NET計劃的前四年投資45億日元。歐盟和魁北克政府撥款約3300萬加元，共同研究一系列氫的儲存和應用情況，其中包括氫氣的國際運輸。隨著燃料電池技術(shù)的快速發(fā)展，氫能源汽車在上世紀90年代的汽車展上正式亮相。然而，低廉的油價使得這一技術(shù)的發(fā)展再次成了“雞肋”。

21世紀初，人們對氣候變化的擔憂逐漸轉(zhuǎn)化為針對交通運輸部門的新政策行動，對石油峰值的擔憂也重新顯現(xiàn)。美國于2003年召集了“國際氫能與燃料電池合作伙伴組織”（IPHE）。然而，彼時，氫能源汽車在部分程度上受到了應先建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施還是先制造車輛的“雞生蛋還是蛋生雞”問題的阻礙。到2010年前后，石油價格回落，燃料電池汽車的發(fā)展再次陷入低谷。

從歷史規(guī)律上看，氫能的受關(guān)注程度與石油價格的上漲，以及發(fā)達國家對于能源安全和氣候問題的擔憂成高度的正相關(guān)。此次油價上漲，似乎又成為了氫能源“卷土重來”的契機。

目前，氫能的產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個環(huán)節(jié)。上游為氫的制備，主要包括電解水制氫、化石燃料制氫、工業(yè)尾氣制氫以及其他方式制氫。中游是氫能的供應，包括氫的儲存運輸，分別為高壓儲運、液氫儲運、固態(tài)儲運以及有機液態(tài)儲運。下游則通過加氫站加氫后進行利用，利用方式主要有三種：直接燃燒、通過燃料電池轉(zhuǎn)化為電能以及核聚變，其中燃料電池是最安全高效的。

“綠氫”前景廣闊

現(xiàn)階段按碳排放量劃分，氫能源制取方式共有三種，分別為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”。

“灰氫”是目前成本最低、效率最高的制氫方式，指的是傳統(tǒng)利用化石燃料石油、天然氣和煤制取氫氣的方式，低成本的同時卻帶來較大的排放，并不能達到減碳的作用。

“藍氫”則是在“灰氫”的基礎(chǔ)上，利用CCS技術(shù)來降低碳排放。但CCS技術(shù)依然需要消耗大量電力來運行，從而間接導致溫室氣體的排放。康奈爾大學和斯坦福大學的研究表明，“藍氫”在全生命周期所排放的溫室氣體比天然氣取暖還要高20%。這也是氫能源在國內(nèi)廣受詬病，清潔能源“不清潔”的原因。

“綠氫”則主要利用電解水制氫。這種方式同樣需要消耗大量的電能，但光伏、風電為代表的新能源的崛起，讓“綠氫”實現(xiàn)了真正的“綠色”，制氫過程完全沒有碳排放，缺點則在于成本較高。

目前，“綠氫”在國內(nèi)的制氫格局生產(chǎn)占比僅有1%。不過，隨著光伏、風電逐漸迎來平價時代，“綠氫”的性價比也在逐漸提升。

電解水制氫根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，可分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水（PEM）和固體氧化物電解水（SOE）三大類。除了第一類已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)外，PEM處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期；SOE則尚處在實驗室開發(fā)階段。

A股不少上市公司在電解槽隔膜材料方面已有布局。記者了解到，金通靈（300091）（300091.SZ）通過與北京漢氫科技有限公司合作，為后者的項目承接生產(chǎn)制造相關(guān)電解槽設(shè)備；明陽智能（601615）（601615.SH）在2021年半年報中表示，公司新型電解槽設(shè)備已進入試制階段，同時正在開發(fā)風機—制儲氫一體化海洋能源利用新產(chǎn)品；億利潔能（600277）（600277.SH）則在電解槽膜極距改造等技改項目有諸多項目落地。鴻達興業(yè)（002002）（002002.SZ）同樣也在燒堿電解槽節(jié)能技術(shù)研發(fā)項目等領(lǐng)域有所建樹。龍蟠科技（603906）（603906.SH）、濱化股份（601678）（601678.SH）、威孚高科（000581）（000581.SZ）、先導智能（300450）（300450.SZ）、美錦能源（000723）（000723.SZ）等上市公司，都已經(jīng)明確將會布局PEM電解槽設(shè)備。

此外，包括隆基股份（601012）（601012.SH）、陽光能源（300274.SZ）、晶科科技（601778）（601778.SH）在內(nèi)的很多能源企業(yè)，以及三一重工（600031）（600031.SZ）、三峽能源（600905）（600905.SH）在內(nèi)的裝備企業(yè)都開始布局相關(guān)產(chǎn)能。

國內(nèi)車載儲氫瓶的市場格局

高壓氣態(tài)儲氫，低溫液化儲氫和液、固體儲氫是氫燃料電池汽車儲氫系統(tǒng)的技術(shù)解決路徑。現(xiàn)階段，氣態(tài)氫儲存是最成熟和主要應用的儲氫技術(shù)，具有存儲及取用快、能量損耗低和成本低的優(yōu)點。

作為儲氫的容器儲氫瓶，根據(jù)最早美國能源部DOE在2002年提出的（Hydrogen storage vessels classification）定義，可分為四種：鉻鉬鋼儲氫瓶（I型）、鋼質(zhì)內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞瓶（II型）；高壓氣態(tài)儲氫主要采用鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶（III型）、塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶（IV型）。I型和II型只要用于加氫站等固定式儲氫應用，而III型和IV型則應用于國內(nèi)、國際車載儲氫。III型和IV型氣瓶除內(nèi)膽材料不同外，都采用碳纖維全纏繞工藝，碳纖維重量占比最高可達57%，因工作壓力高，對碳纖維的規(guī)格要求也高。

據(jù)悉，從2021年初開始，日本東麗開始收緊碳纖維供應，國內(nèi)供應商在優(yōu)先滿足航天軍工領(lǐng)域應用需求的前提下，僅有少部分產(chǎn)品可以供應氣瓶市場。而國內(nèi)主流氣瓶生產(chǎn)企業(yè)的碳纖維主要依賴進口，近兩年才逐漸開始國產(chǎn)化小批量替代，國內(nèi)主要的碳纖維供應商有中復神鷹（科創(chuàng)板受理）、光威復材（300699）（300699.SZ）、中簡科技（300777）（300777.SZ）等。

從國內(nèi)車載儲氫瓶市場格局來看，生產(chǎn)供應商主要是國富氫能、京城股份（600860）（600860.SH）的子公司天海工業(yè)、斯林達安科、科泰克、中集安瑞科、中材科技（002080）（002080.SZ）、遼寧美托等企業(yè)，產(chǎn)品以35MPa III型瓶為主。

斯林達為國內(nèi)70MPa車用儲氫瓶技術(shù)代表，是國內(nèi)第一家獲得IV型儲氫瓶制造許可的工廠；科泰克是是國內(nèi)III型氣瓶主要生產(chǎn)企業(yè)，也是車用氫氣瓶和車載氫系統(tǒng)的主要供應商；中材科技現(xiàn)具備1~2萬只35Mpa高壓儲氫瓶產(chǎn)能。

亞普股份（603013）（603013.SZ）、斯林達、中集安瑞科（03899.HK）、京城股份（600860.SH）、科泰克等企業(yè)表示已經(jīng)開始進行IV型瓶的技術(shù)布局。國外企業(yè)佛吉亞、Hexagon等也加快了對中國IV型儲氫瓶市場的開拓。

國內(nèi)方面，通過搜索公告和研報，記者了解到，亞普股份自主研發(fā)的III型35MPa車載儲氫系統(tǒng)正與相關(guān)方深度合作，產(chǎn)品將搭載成渝氫走廊項目進行示范運行，而IV型70MPa小容積車載儲氫瓶正在搭載整車臺架進行相關(guān)性能驗證。

京城股份下屬的天海工業(yè)公司推出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代車載IV型儲氫瓶，目前已建成一條柔性化IV型瓶生產(chǎn)線，此外，公司還通過旗下附屬公司中集氫能科技與Hexagon Purus公司達成合營協(xié)議，成立高壓儲氫瓶合營公司和供氫系統(tǒng)合營公司。

昇輝科技（300423）（300423.SZ）則通過投資國鴻氫能與飛馳汽車，在氫燃料電池下游的交通運輸、氫能儲能等環(huán)節(jié)進行產(chǎn)業(yè)合作。

液態(tài)儲氫和固態(tài)從當前技術(shù)水平及實際應用來看，民用還為時尚早，目前國內(nèi)液氫僅限用于航天領(lǐng)域，商用化則需要跨越使用成本過高及安全問題的鴻溝。

燃料電池國產(chǎn)化加速

2008年北京奧運會，福田汽車（600166）（600166.SH）提供了3輛氫燃料電池客車，到了今年的北京冬奧會，福田汽車帶來了515輛氫燃料電池汽車。福田汽車證券部工作人員對記者表示，公司的氫燃料電池汽車早已投入使用，去年交付的主要以商用客車為主，因為北方地區(qū)加氫站等設(shè)施較早發(fā)展，所以銷售市場方面主要集中在北方地區(qū)，氫能源客車方面，加滿一次氫氣續(xù)航能達800~1000公里左右，重卡的話續(xù)航里程也相近。“公司在國內(nèi)氫能源汽車企業(yè)屬于領(lǐng)先行列，目前2022年在手訂單主要還是以客車為主。此外在發(fā)展戰(zhàn)略上，該工作人員對記者表示：“公司判斷未來幾年乘用車市場方面仍欠缺發(fā)展機會，所以發(fā)展重心仍是以商用車市場為主。”

燃料電池系統(tǒng)是氫燃料電池汽車的核心環(huán)節(jié)。在氫燃料電池車中，燃料電池系統(tǒng)是氫能車的核心構(gòu)成，按結(jié)構(gòu)來拆分主要包括燃料電池堆及輔助系統(tǒng)（簡稱BOP，包含氫循環(huán)系統(tǒng)、空壓機、水熱管理系統(tǒng)等）。從成本端來看，燃料電池系統(tǒng)在氫能車購置成本中占比超過60%，而電堆成本在系統(tǒng)中占比同樣超過60%，是氫燃料電池汽車占比最高的成本項。

根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）行業(yè)分析，2020年燃料電池系統(tǒng)國產(chǎn)化率已經(jīng)提升到60~70%，而2017年這一數(shù)據(jù)僅有30%左右。目前電堆、膜電極、空壓機、氫氣循環(huán)泵等核心部件均可自主控制，而氣體擴散層、催化層和質(zhì)子交換膜等核心材料也在加速研發(fā)中，普遍處于送樣測試驗證階段。預計到投入生產(chǎn)需要2~3年左右時間。其中，系統(tǒng)關(guān)鍵材料的催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴散層和雙極板等均有待國產(chǎn)化進程加速。

從商業(yè)化角度看，國內(nèi)車型上側(cè)重于發(fā)展氫燃料電池中重卡等商用車，具體來看，系統(tǒng)功率及成本相對較低的客車和中輕型物流車將會是該階段氫能車的主要車型。

從競爭格局來看，GGII數(shù)據(jù)顯示，2020年中國氫燃料電池系統(tǒng)裝機量TOP5企業(yè)為愛德曼、億華通（688339.SH）、上海重塑（科創(chuàng)板受理）、廣東探索（上海重塑旗下）、濰柴動力（000338）（000338.SZ）。

此外，致遠新能（300985）（300985.SZ）在現(xiàn)階段燃料電池陽極材料的基礎(chǔ)上，通過對外投資逐步進入氫能源汽車領(lǐng)域，布局氫能源汽車配件。

原標題：一文讀懂氫能源汽車：“綠氫”占比待提升，儲氣瓶高性能材料依賴進口