未来氢能核心推广的动力将从政策推动逐步转向经济性驱动。

氢能的直接应用场景分为四类：1）化工原材料，如用于制备甲醇和合成氨。2）工业辅料，包括不参与主流程的化学反应的，如食品加工业/陶瓷/玻璃的生产过程防氧化保护气、冷却气；参与主流程的化学反应的，如氢能炼钢时除了加热外还用于还原反应、夺走铁矿石中的氧和碳等元素。3）燃烧做功或制热的原燃料，包括燃氢发动机的燃料、民用天然气掺氢等，炼钢用的氢气同时起到还原剂和燃料加热的功能。4）电化学反应的原料，燃料电池汽车和社区热电联供是主要应用场景，通过燃料电池实现放电、同时产生50~80°的水可以用于供热。氢在能量和原料两方面属性决定了应用场景多元，制取来源多元、可打通绿能与碳能则将促进其成为下一代能源载体，成为终极能源。

氢能产业链主要环节包括传统/清洁能源、氢的制/储/运、氢化学反应/能量转换装备、氢应用装备(加氢设备与燃料电池)、工业/民用/交通部门的氢能利用环节。目前各领域、各环节氢能推广的最核心逻辑是“成本由谁承担”和“全球/国家碳中和政策”两方面。因此我们预计在未来的3年内，氢能应用的推广速度排序依次是：工业原材料>工业辅材>民用燃气>商用车+专用车+工程机械等场景>热电联供>乘用车。未来氢能核心推广的动力将从政策(如财政补贴)推动逐步转向经济性(包括直接运营成本和碳税成本等)驱动。

工业原材料环节的应用占比最高，替代主要来自于“绿氢替代灰氢”。这方面的国家双碳政策有助力、但经济性指标则更重要，因此在其原主业上行周期、即石油或煤炭处于价格高位或上涨周期内更容易转嫁成本、推动新技术更迭；燃料电池汽车推广更依赖于政策驱动和财政补贴，尤其是在商用车/专用车/工程机械上推广会更顺利，同时兼顾了谁买单(企业)、更安全(室外作业和停放)、更经济(固定路线或区域作业可以就近安排加氢站)，这几点也正是国内推广燃料电池乘用车的痛点。

分应用行业看，现阶段氢气主要应用于工业和石油炼化领域。2022年全球氢气约56%用于工业领域(合成氨、制甲醇、炼钢等)、约43%用于炼化，而交通领域使用占比仅0.04%。除了传统领域的氢需求随经济增长与产业转移而增长外，氢在交通、电力、建筑等领域的新应用是全球氢气需求增长的另一主要动力。

在全球经济低碳转型和低碳氢源成本下降的推动下，绿氢化工、氢能冶金的渗透率有望提升，此外交通、电力、建筑等新兴应用领域对低碳氢源的使用量也有望提升。而2022年全球低碳氢源的总产量不足100万吨。据IEA预测，在碳中和背景下2030年全球氢气需求将达1.5亿吨，2022~2030年CAGR为6%。细分到炼油、合成氨、制甲醇等三大氢气应用领域，2030年低碳氢源的使用占比将分别达到20%、15%、20%。

图表：2030年全球工业和石油炼化领域对低碳氢源的需求将超过1400万吨

数据来源：IEA

目前氢能发展面临成本高企、专利壁垒、全球标准认定不同及由此延伸的贸易壁垒三大瓶颈，也对应未来主要成长动力。分地区看全球氢应用，中美处于引领地位、能源产地/消费地紧随其后，未来全球氢应用增量亦将出现在这些经济体(国家/地区)。2022年中国、北美、中东、印度、欧洲、其他地区的氢气使用量分别占比29%、17%、13%、9%、8%、24%。中国+北美+欧洲合计占比仅约54%，明显低于风电、光伏、储能等其他新能源产业，未来有提升的空间。但目前中国、美国、欧盟对绿氢的认定标准未统一，包括网电参与制氢是否认可为绿氢、生物制氢如何计算节能标准等。欧盟委员会最近公布了《新电池法案》的配套动力电池碳足迹规则征求意见稿，对于绿电的认定标准界定可能与其所在国家的电网绿电比例相当，按此标准将间接否定我国绿电和绿证交易的碳足迹追溯认定功能。未来不排除其他行业会受到类似限制的可能。

未来氢的总需求和制氢减排需求提升后，成本控制将成关键且依赖中国。据IEA预测，2030年全球氢需求的1.5亿吨中，低碳氢源的产量将突破6900万吨、占氢气总产量46%，其中蓝氢和绿氢产量分别为1800万吨和5100万吨、占比12%和34%。细分到炼油、合成氨、制甲醇等三大氢气应用领域，2030年低碳氢源的使用占比将分别达到20%、15%、20%。现阶段低碳氢源尚未形成大规模生产，蓝氢对地质条件或原材料供应的要求苛刻、产能存在上限，而绿氢放量不受地质条件和原材料限制，但现阶段制绿氢成本高、缺少经济性。据彭博新能源财经，欧美电解设备的系统成本约1200美元/kW，而中国只需300美元/kW、成本比欧美低75%，未来氢能最重要的推动力量仍然将依赖中国实现设备和气体制备两方面降本。

全球氢能专利主要由欧盟(德国、法国、荷兰)与日本主导，美国专利占比居前但份额出现下滑，韩国和中国则崭露头角。2011~2020年间欧盟、日本、美国、韩国、中国的电解水制氢国家专利占比分别为28%、24%、20%、7%、4%。在制氢、储运、终端应用等领域，欧盟、日本、美国地区均居于前三位，在制储用三大环节欧日美的合计占比分别67%、78%、74%。韩国和中国紧随其后，在各环节的专利合计占比均10%上下。相对优势指数表现上，欧、日在各环节均位居前两位。美、中在各环节的相对优势指数均小于1，但韩国则在终端应用领域较突出。

欧美日韩的头部企业和研究机构主导了氢能国际专利申请。其中在成熟技术基础上的工艺改进由欧美化工企业主导，日韩车企则在气候中和驱动型专利创新中领先。法国的专利优势在于研究机构而非企业。