1、氫能源：下一代基礎(chǔ)性能源材料

國(guó)際能源轉(zhuǎn)型一直沿著從高碳到低碳、從低密度到高密度的路徑進(jìn)行，而氫氣是目前公認(rèn)的最為理想的能量載體和清潔能源提供者。氫氣無毒無害，反應(yīng)物為水，綠色清潔，熱值高，相當(dāng)于汽油的三倍，被譽(yù)為"21世紀(jì)的能源"。

短期：降低汽車尾氣排放，城市環(huán)境保護(hù)。以北京市為例，機(jī)動(dòng)車排放了全市58％的氮氧化物、40％的揮發(fā)性有機(jī)物和22％的細(xì)顆粒物。氫能源自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的車輛市場(chǎng)具有推廣價(jià)值，而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛在港口/碼頭、城市公交、跨城貨運(yùn)等領(lǐng)域帶來顯著的污染。

中長(zhǎng)期：降低石化能源對(duì)外依賴。中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院發(fā)布《2018年國(guó)內(nèi)外氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》中提到，2018年中國(guó)的石油進(jìn)口量為4.4億噸，石油對(duì)外依存度升至69.8％；天然氣進(jìn)口量1254億立方米，對(duì)外依存度升至45.3%。

2、我國(guó)具有全球最大規(guī)模的氫資源

工業(yè)氫氣提純具備充足的氫資源，我國(guó)氫氣產(chǎn)能規(guī)模全球最大。從氫氣生產(chǎn)來源來看，化石資源制氫居主導(dǎo)地位，全球主要人工制氫原料的96%以上都來源于傳統(tǒng)化石資源的熱化學(xué)重整，僅有4%左右來源于電解水。從地域分布上看，亞太地區(qū)的氫氣產(chǎn)能最大，而我國(guó)是目前氫氣產(chǎn)能最大的國(guó)家，也是氫氣生產(chǎn)分布最廣的國(guó)家。目前國(guó)際制氫年產(chǎn)量6300萬噸左右，我國(guó)每年產(chǎn)氫約2200萬噸，占世界氫產(chǎn)量的三分之一，是世界第一產(chǎn)氫大國(guó)。

我國(guó)的煤炭和天然氣資源儲(chǔ)備豐富，以上兩者也是我國(guó)人工制氫的主要原料，占比分別為62%和19%。隨著煤制合成氣、煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤制氫產(chǎn)量逐年增多，其規(guī)模較大、成本較低，制氫成本約20元/kg，煤氣化制氫具有較大發(fā)展?jié)摿Αｋ娊馑茪湓谖覈?guó)氫氣占比中僅占約4%，但在日本氫工業(yè)中占有特殊的地位，其鹽水電解制氫的產(chǎn)能占日本所有人工制氫總產(chǎn)能的63%。

我國(guó)氫能資源在全球范圍具有一定性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)加氫氣成本大約在70元/kg，較美國(guó)和日本在成本上仍較高，然而我國(guó)的汽油成本顯著高于美國(guó)，從氫油比（氫氣成本/汽油成本）角度考慮有一定性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)氫能源的使用仍有極大待開發(fā)潛力。當(dāng)前我國(guó)大部分氫氣應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，主要被合稱氨、合成甲醇、石油煉化、回爐助燃燈消耗，屬于自產(chǎn)自消的模式。每年僅有不到500噸的氫氣對(duì)外部市場(chǎng)供應(yīng)和銷售，氫資源利用潛力巨大。

各類氫氣來源存在一定的技術(shù)和成本差別，電解制氫與煤炭、天然氣制氫成本仍有較大差距。氫氣的制備主要可分為制取氫氣和提純氫氣兩大類，煤炭制氫成本最低，為0.8～1.1元/立方米，天然氣制氫成本為0.9～1.5元/立方米，我國(guó)的電解制氫發(fā)展仍處早期，成本在3元/立方米左右，未來還有較大下降空間。

地方政府和能源企業(yè)對(duì)于工業(yè)氫氣的利用有切實(shí)的發(fā)展意愿。我國(guó)每年棄光、棄風(fēng)、棄水等大約有1000億度電，工業(yè)副產(chǎn)氫也有1000萬噸以上，對(duì)于這兩個(gè)"1000"的利用，全國(guó)多地政府和能源企業(yè)都已積極開展相應(yīng)布局。

我國(guó)氫能利用已具備一定技術(shù)基礎(chǔ)，從航天、逐漸向民用推廣，在華北、華東和華南等地區(qū)形成了氫能源區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群。

航天領(lǐng)域：航天科技集團(tuán)六院北京11所研制的YF-75氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。迄今為止，YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)已參加97次飛行任務(wù)。2004年探月工程正式開展后，YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)是嫦娥系列任務(wù)中主力裝備。2019年嫦娥四號(hào)探測(cè)器首次在月球背面預(yù)選區(qū)域著陸，也由來自裝備YF-75氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)三甲系列火箭完成。

領(lǐng)域：中國(guó)船舶重工集團(tuán)開發(fā)的燃料電池特種，從斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)替換為氫燃料電池，基于質(zhì)子交換膜燃料電池和金屬儲(chǔ)氫技術(shù)。

先進(jìn)技術(shù)的民用化推廣。航天科技集團(tuán)六院長(zhǎng)期致力于氫能在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，在燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，擁有質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)動(dòng)力應(yīng)用、可再生能源儲(chǔ)能應(yīng)用及泵閥關(guān)鍵部件技術(shù)，具備了百千瓦級(jí)氫氧/氫空及再生燃料電池系統(tǒng)研制能力。特種七一二所研發(fā)的首臺(tái)58千瓦燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，2019年5月順利通過中汽中心天汽車檢測(cè)中心的強(qiáng)制性檢驗(yàn)，這款型號(hào)為CSIC712-FCE58A的發(fā)動(dòng)機(jī)，采用氫空質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，是七一二所面向城市客車開發(fā)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

二、燃料電池是氫能源的重要應(yīng)用

1、氫能源的重要應(yīng)用-燃料電池

氫能源為電力能源的重要載體。電能替代是社會(huì)能源消費(fèi)的長(zhǎng)期趨勢(shì)，氫能源最終通過電力能源實(shí)現(xiàn)。合理利用氫能，一方面能提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)，另一方面可以控制環(huán)境污染，降低大氣污染和溫室氣體排放。從中長(zhǎng)期來看，加大氫能的發(fā)展利用將進(jìn)一步保障我國(guó)能源安全。氫能源的單位熱值遠(yuǎn)高于汽油、柴油、焦炭等，將滿足電力能源的供給需求錯(cuò)配。

氫能源的熱值較高，通過大型移動(dòng)的運(yùn)輸設(shè)備，未來將會(huì)使能源消耗錯(cuò)配做到極致。氫能既可作為化學(xué)能源形式的長(zhǎng)周期儲(chǔ)備，又可于交通領(lǐng)域應(yīng)用在長(zhǎng)途運(yùn)輸、大卡車、海洋運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，還可以應(yīng)用在高溫加熱的工藝產(chǎn)業(yè)上。清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)在氫能行業(yè)會(huì)議上表示，氫能的應(yīng)用是多方面的，也是未來有望代替石油和天然氣的清潔能源。

燃料電池汽車是氫能源利用極具成長(zhǎng)性的下游的行業(yè)。雖然氫燃料電池汽車（FCEVs）在我國(guó)目前處于起步階段，但燃料電池汽車性能的優(yōu)秀不可否認(rèn)，目前國(guó)外大規(guī)模銷售的FCEVs各方面性能與內(nèi)燃機(jī)汽車不相上下，有些遠(yuǎn)優(yōu)于電動(dòng)汽車（BEVs）。燃料電池具有環(huán)境友好、發(fā)電效率高、噪音低、可用燃料范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展瓶頸在于生產(chǎn)成本高（鉑催化劑價(jià)格高昂）、技術(shù)水平較國(guó)際落后以及氫產(chǎn)業(yè)鏈配套設(shè)施不夠成熟，遠(yuǎn)期的發(fā)展空間巨大。

燃料電池汽車具有能源補(bǔ)給的時(shí)間優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性劣勢(shì)，運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)將會(huì)是起步階段重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。燃料電池汽車的續(xù)航里程普遍在500公里以上，和目前中高端純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航相當(dāng)，而從能源補(bǔ)給時(shí)間角度，燃料電池汽車加氫僅需不到3分鐘，遠(yuǎn)低于插電混動(dòng)或純電動(dòng)汽車。由于目前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初期階段，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施投入以及整車制造成本都較高，短期來看燃料電池汽車比較適合的應(yīng)用場(chǎng)景預(yù)計(jì)會(huì)是運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)。

質(zhì)子交換膜燃料電池對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展更具有現(xiàn)實(shí)意義。氫燃料電池按不同電解質(zhì)可分為堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池的工作溫度最低，還具有響應(yīng)速度快和體積小等特點(diǎn)，目前最契合新能源汽車的使用，被認(rèn)為是未來燃料電池汽車最重要的發(fā)展方向之一。

鋰電池在乘用車領(lǐng)域更具優(yōu)勢(shì)。鋰電池產(chǎn)品較燃料電池有更簡(jiǎn)單的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，更清晰的發(fā)展路徑和更成熟的產(chǎn)業(yè)化分工，當(dāng)前產(chǎn)品系列性能也區(qū)域豐富。鋰電池性能的不斷提升，正逐漸蠶食眾多原本燃料電池具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域。在2019年燃料電池行業(yè)會(huì)議中，上海捷氫科技有限公司系統(tǒng)開發(fā)部總監(jiān)表示，他們對(duì)比了純電動(dòng)車型和氫燃料電池汽車型在未來的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從成本上來說，乘用車?yán)m(xù)航里程400公里以下，燃料電池相對(duì)純電動(dòng)是沒有優(yōu)勢(shì)的。

燃料電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，尚處于中長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略布局的地位。

商用車領(lǐng)域燃料電池驅(qū)動(dòng)定位為輔助能源：濰柴動(dòng)力董事長(zhǎng)譚旭光表示：發(fā)展新能源車并不是要完全取代柴油車，而是應(yīng)用在適合采用新能源車輛的工況中。比如城市公交、港口牽引車等，推廣新能源車輛，使其與柴油車搭配工作，能夠兼顧經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)保。他甚至預(yù)言，未來20-30年，氫將成為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，但市占率不會(huì)超過10%。

當(dāng)前船舶動(dòng)力95%是柴油體系，尚未實(shí)現(xiàn)天然氣化，燃料電池中長(zhǎng)期或存增長(zhǎng)空間。受成本、安全、壽命等多種因素影響，燃料電池在民用船舶領(lǐng)域目前尚不具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件，但是隨著國(guó)際公約法規(guī)對(duì)船舶排放要求的日益嚴(yán)格，燃料電池系統(tǒng)卓越的排放性能有可能將其推向船舶動(dòng)力市場(chǎng)的新風(fēng)口，尤其是豪華游輪在船舶行業(yè)逐漸崛起的今天，燃料電池系統(tǒng)噪音低的優(yōu)勢(shì)完美滿足了豪華游輪對(duì)舒適度的要求。

2、氫能源利用涉及到的關(guān)鍵技術(shù)

氫能源制取-混合氣體的變壓吸附技術(shù)（PSA）。

基本原理：變壓吸附的基本原理是：利用吸附劑對(duì)氣體的吸附有選擇性，即不同的氣體（吸附質(zhì)）在吸附劑上的吸附量有差異和一種特定的氣體在吸附劑上的吸附量隨壓力變化而變化的特性，實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離和吸附劑的再生。

當(dāng)前應(yīng)用：變壓吸附技術(shù)在石油化工、醫(yī)藥、食品飲料等行業(yè)具有廣泛應(yīng)用，四川天一科技、上海化工研究所和北大先鋒公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的變壓吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)機(jī)構(gòu)。在石化領(lǐng)域，PSA法得到的氫氣純度可達(dá)到99.9%以上水平（燃料電池需求純度為99.99%）。上市公司：天科股份（西化院下屬）。

氫能源運(yùn)輸-從拖車輸送到管道輸送。目前鋼企副產(chǎn)氫氣是加氫站氫氣的主要來源，其被使用高壓氫氣瓶集束拖車運(yùn)輸。舉例來說，若1輛拖車裝有18個(gè)高壓氫氣瓶，每次可以以20MPa的壓力運(yùn)送4000Nm3的氫氣。平時(shí)站區(qū)里停泊2輛拖車，另有1輛拖車往返加氫站和氫源之間，運(yùn)送氫氣，并替換站內(nèi)空車。基于200km左右運(yùn)輸距離和每天10噸的運(yùn)輸規(guī)模來測(cè)算，氣氫拖車的成本可以達(dá)到2.02元/kg。

氫能源運(yùn)輸-從高壓氣罐到管道輸送。

高壓氣罐：依托LNG產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，一般長(zhǎng)管儲(chǔ)氫壓為15～20MPa，一般單管儲(chǔ)氫量為17～20k，將CNG儲(chǔ)氣管進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)可實(shí)現(xiàn)。

液氫儲(chǔ)罐：依托航天工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，單次送氫量為氣罐10倍以上。額外增加氫氣液化和液氫罐成本，目前測(cè)算單日加氫量達(dá)到1000kg以上具有比較經(jīng)濟(jì)性。

管道運(yùn)輸：依托天然氣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，瓶頸在成本。在美國(guó)，現(xiàn)有的氫氣管道系統(tǒng)約為2400公里，而在歐洲已有近1600公里，中國(guó)的管道運(yùn)氫量在400公里。中石油管道局2014年完成國(guó)內(nèi)最大氫氣管道建設(shè)施工：投資1.54億，長(zhǎng)度25km，設(shè)計(jì)壓力4Mpa，年輸氫量10.04萬噸。單位投資為天然氣管道2倍左右。

氫能源儲(chǔ)存加注：加氫站內(nèi)的儲(chǔ)氫罐通常采用低壓(20～30MPa)、中壓(30～40MPa)、高壓(40～75MPa)三級(jí)壓力進(jìn)行儲(chǔ)存。有時(shí)氫氣長(zhǎng)管拖車也作為一級(jí)儲(chǔ)氣(10～20MPa)設(shè)施，構(gòu)成4級(jí)儲(chǔ)氣的方式。國(guó)外市場(chǎng)大多采用的70MPa氫氣，國(guó)內(nèi)大部分采用了35MPa氫氣壓力標(biāo)準(zhǔn)。目前中國(guó)的加氫站加氫能力最高的為1000-2000kg/d，最低的為100kg/d。

站內(nèi)制氫：原材料為天然氣，重整制氫氣。單個(gè)站投資規(guī)模會(huì)在300~500萬美元的水平。

外供加氫：中國(guó)主要的加氫站方式。單個(gè)站投資規(guī)模在<200萬美元的水平。

根據(jù)中國(guó)電池聯(lián)盟網(wǎng)報(bào)道，加氫量在500kg/天時(shí)，高壓儲(chǔ)氫加氫站比液氫儲(chǔ)氫加氫站設(shè)備投資方面更有優(yōu)勢(shì)；加氫量規(guī)模超1000kg/天時(shí)，液氫儲(chǔ)氫加氫站比高壓儲(chǔ)氫加氫站設(shè)備投資要低20%左右。

氫能源儲(chǔ)存加注-高壓儲(chǔ)氫罐：國(guó)內(nèi)高壓儲(chǔ)氫最大壓力為75MPa，海外部分加氫站可達(dá)到100MPa以上。全球高壓儲(chǔ)氫罐主要生產(chǎn)企業(yè)有美國(guó)AP公司、CPI公司，國(guó)內(nèi)75Mpa加氫站依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)企業(yè)包括巨化裝備（45MPa和98MPa產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用）、安瑞科（中集集團(tuán)下屬，45MPa已開始應(yīng)用，85MPa產(chǎn)品剛剛通過技術(shù)認(rèn)證）等。

氫脆：長(zhǎng)期在高壓和常溫氫氣環(huán)境中工作，儲(chǔ)氫容器材料可能會(huì)產(chǎn)生高壓氫環(huán)境氫脆，導(dǎo)致塑性損減、疲勞裂紋擴(kuò)展速率加快和耐久性下降。

金屬低周期疲勞：由于儲(chǔ)氫管壓力波動(dòng)較大（設(shè)計(jì)壓力的20%~80%），容易使得儲(chǔ)氫罐使用壽命縮短。

儲(chǔ)氫特殊材料：目前加氫站儲(chǔ)氫罐用的主要材料有為Cr-Mo鋼、6061鋁合金、316L等。對(duì)于Cr-Mo鋼，我國(guó)常用材料為ASTMA5194130X（相當(dāng)于我國(guó)材料30CrMo)、日本為SCM435和SNCM439、美國(guó)為SA372Gr.J。

氫能源儲(chǔ)存加注-隔膜壓縮機(jī)：隔膜壓縮機(jī)是氣體壓縮領(lǐng)域最高級(jí)別壓縮方式，海外生產(chǎn)隔膜壓縮機(jī)企業(yè)包括美國(guó)PDC，PPI等。PPI隔膜式壓縮機(jī)是兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合--液壓油系統(tǒng)和氣體壓縮系統(tǒng)，通過金屬膜片將兩個(gè)體系的完全隔離開。北京天高自主生產(chǎn)隔膜壓縮機(jī)已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)近10個(gè)加氫站項(xiàng)目，最近產(chǎn)品已達(dá)到100MPa水平。國(guó)內(nèi)與海外設(shè)備性能差別主要包括隔膜（金屬膜）使用壽命，以及設(shè)備故障率等，但國(guó)產(chǎn)設(shè)備具有良好的性價(jià)比和售后服務(wù)能力，國(guó)產(chǎn)化替代可將壓縮機(jī)設(shè)備成本降低超過50%。

氫能源儲(chǔ)存加注-加注設(shè)備：氫氣加注機(jī)加注原理與天然氣加注類似，只是加注壓力有所區(qū)別：天然氣加注壓力25MPa，國(guó)內(nèi)加注壓力35MPa，海外70MPa。所以對(duì)密封性、安全性等有更高要求。為了降低壓縮機(jī)功耗，加氫站一般通過分級(jí)加氫方式，從低壓罐加氫到高壓罐加氫，最后到壓縮機(jī)加氫，所以加氫機(jī)可看作是對(duì)各級(jí)加氫設(shè)備的加氫功率分配。加氫機(jī)上裝有壓力傳感器、溫度傳感器、計(jì)量裝置、取氣優(yōu)先控制裝置、安全裝置等。全球氫氣加注機(jī)生產(chǎn)企業(yè)有德國(guó)林德(Linde)、美國(guó)AP等。國(guó)內(nèi)企業(yè)中，富瑞氫能可實(shí)現(xiàn)45MPa環(huán)境下的的加氫功能，設(shè)備已應(yīng)用于數(shù)個(gè)加氫站；上海舜華新能源75MPa加氫機(jī)應(yīng)用于大連加氫站；其他還有厚普股份等公司。

氫能的使用-催化劑。燃料電池催化劑價(jià)格較高是影響電堆成本的一個(gè)重要因素，但鉑的單位用量將持續(xù)降低。目前電堆成本120美金/kw，美國(guó)能源局預(yù)測(cè)，當(dāng)達(dá)到50萬臺(tái)規(guī)模時(shí)將降至19美金/kw的水平。從鉑的需求來看，短期資源不稀缺，鉑合金在尾氣處理裝置中扮演氣體反應(yīng)催化劑角色，每年汽車用量鉑量約110噸。燃料電池汽車用鉑量將逐步降至0.2g/kW，10年下降75%-80%，單車用量未來將降至20g左右，和燃油車相當(dāng)。

氫能的使用-車載儲(chǔ)氫。由于"氫氣很輕"，其質(zhì)量能量密度很大,但反過來說，如果從單位體積燃?xì)忉尫诺哪芰縼砜矗瑲錃獾臒嶂凳浅Ｒ娙剂侠镒畹偷模瑑H為12.74MJ/Nm^3，是甲烷的1/3，汽油的1/10。這就意味著，如果要釋放同樣的能量，汽車需要消耗巨量體積的氫氣，因而氫燃料電池車上都有高壓儲(chǔ)氫罐來壓縮儲(chǔ)存氫氣。車載高壓儲(chǔ)氫罐一般可以儲(chǔ)存6kg左右高壓氫氣，總體積在150L-200L上下，有些大的儲(chǔ)氫罐甚至?xí)D壓車內(nèi)空間。目前對(duì)于70Mpa的車載儲(chǔ)氫罐,只有豐田和挪威Hexagon具備商業(yè)化生產(chǎn)能力。

三、國(guó)內(nèi)外政策不斷釋放，燃料電池汽車處于爆發(fā)前夕

1、主要發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)都對(duì)燃料電池汽車提出了積極的發(fā)展規(guī)劃

世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家積極推進(jìn)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。日本、美國(guó)、韓國(guó)、歐洲等國(guó)家氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展迅速，各國(guó)均制定了燃料電池行業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃并投入巨額補(bǔ)貼，日本由于其自身的資源匱乏，甚至將發(fā)展氫能和燃料電池技術(shù)提升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面。

國(guó)內(nèi)政策對(duì)燃料電池汽車持續(xù)加強(qiáng)戰(zhàn)略支持。我國(guó)自2002年起即確立了以混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車為"三縱"，以多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池為"三橫"的電動(dòng)汽車"三縱三橫"研發(fā)布局。從2012年的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃起，持續(xù)加強(qiáng)對(duì)于燃料電池汽車的戰(zhàn)略支持與產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)。各項(xiàng)科技發(fā)展規(guī)劃或綱要明確提出加強(qiáng)燃料電池電堆、發(fā)動(dòng)機(jī)及其關(guān)鍵材料核心技術(shù)研究，提出重點(diǎn)圍繞燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)等6大創(chuàng)新鏈進(jìn)行任務(wù)部署，支持燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)攻關(guān)。在財(cái)政補(bǔ)貼方面，2016-2020年持續(xù)實(shí)施燃料電池汽車推廣應(yīng)用補(bǔ)助政策，根據(jù)2020年發(fā)布的后續(xù)通知，將對(duì)燃料電池汽車的購(gòu)置補(bǔ)貼調(diào)整為選擇有基礎(chǔ)、有積極性、有特色的城市或區(qū)域，重點(diǎn)圍繞關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開展示范，中央財(cái)政將采取"以獎(jiǎng)代補(bǔ)"方式對(duì)示范城市給予獎(jiǎng)勵(lì)。

多個(gè)氫能示范城市在相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中明確了未來燃料電池汽車推廣的階段性目標(biāo)。自上海市發(fā)布第一個(gè)氫燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃以來，各地政府密集出臺(tái)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。包括張家口、成都、蘇州等地均積極發(fā)展氫燃料產(chǎn)業(yè)并推廣燃料電池汽車運(yùn)營(yíng)。根據(jù)部分省市的燃料電池規(guī)劃，2025年燃料電池汽車有望達(dá)到10萬輛以上。

2020年9月，財(cái)政部等五部委發(fā)布關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知，有望推動(dòng)國(guó)內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。燃料電池汽車支持政策，將對(duì)符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎(jiǎng)勵(lì)。今年新政策對(duì)適合燃料電池汽車示范的應(yīng)用場(chǎng)景提高要求，已推廣燃料電池汽車從此前的50輛提高到100輛，已建成并投入運(yùn)營(yíng)加氫站數(shù)從此前1座提高到至少2座，且單站日加氫能力不低于500公斤。

我國(guó)規(guī)劃到2030年燃料電池汽車保有量達(dá)到100萬輛。根據(jù)中國(guó)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》，到2025年氫燃料電池汽車保有量推廣規(guī)模將達(dá)到5萬輛，其中商用車1萬輛、乘用車4萬輛，加氫站超過300座。2030年，將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣累計(jì)100萬輛，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能超過10萬套/企業(yè)，整機(jī)性能達(dá)到與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相當(dāng)。

2、燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展依賴于產(chǎn)品成熟和成本降低

燃料電池使用壽命難以滿足運(yùn)營(yíng)車輛全生命周期使用，膜電極翻新延長(zhǎng)電堆使用壽命。燃料電池通常具有5-10年的使用壽命，巴拉德領(lǐng)先的膜電極和雙極板技術(shù)，為老化的燃料電堆更換新的膜電極（在整個(gè)電堆成本中占比27.5%左右），并循環(huán)使用原雙極板和硬件。翻新后的燃料電堆將具備最新的膜電極和一套新的密封組件，并送還原始用戶。翻新后的燃料電堆符合與新電堆相同的規(guī)格要求，但建造成本卻低很多。

燃料電池成本是限制燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展速度的主要因素，當(dāng)前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)成本構(gòu)成如下：

氫氣制備：1）當(dāng)前氫氣制備成本在20-30元/kg水平。2）氫氣運(yùn)輸成本平均在2元+/kg（200公里以內(nèi)）。

氫氣加注：1）當(dāng)前1個(gè)加氫站建設(shè)成本為1000-1500萬/個(gè)（500kg/d水平）。2）國(guó)內(nèi)氫氣銷售價(jià)格為70元左右/kg。

燃料電池：當(dāng)前燃料電池售價(jià)為800~1000元/kw。

燃料電池汽車整車：1）當(dāng)前在售燃料電池乘用車為45-50萬元/輛。2）當(dāng)前在售燃料電池商用車為上百萬/輛。

氫能源成本降低將帶動(dòng)燃料電池汽車使用成本下降。目前的幾種主流制氫路線中，采用棄風(fēng)棄光的電力回收電解制氫成本最低，其次為發(fā)電側(cè)直接用于電解制氫，用電側(cè)采用谷電價(jià)制氫成本仍較高。我們預(yù)計(jì)隨著化工制備的規(guī)模化效應(yīng)、以及電力成本持續(xù)降低，將驅(qū)動(dòng)氫能源制取的成本不斷降低。

氫燃料電池汽車能源使用成本略高于傳統(tǒng)燃油車，隨著制氫成本下降有極大下降空間。以目前氫燃料約70元/kg的售價(jià)、百公里消耗0.8kg計(jì)算，氫燃料電池的能源使用成本為56元/100km，按6.7元/L的汽油價(jià)格、8L/百公里測(cè)算，燃油車能源使用成本為53.6元/100km，氫燃料電池能源使用成本略高于燃油車，有較大下降空間。預(yù)計(jì)幾年后氫燃料電池的使用成本就將低于燃油車，全生命周期成本的比較主要將取決于購(gòu)置成本。

規(guī)模效應(yīng)將帶來燃料氫能源利用綜合成本降低。目前電堆成本120美金/kw，美國(guó)能源局預(yù)測(cè)，當(dāng)達(dá)到1萬臺(tái)規(guī)模時(shí)，電堆成本將降至50美金/kw以下。當(dāng)達(dá)到50萬臺(tái)規(guī)模時(shí)，燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)成本可分別下降至19美元/千瓦及45美元/千瓦。

3、燃料電池汽車處于爆發(fā)前夜，有望復(fù)制純電動(dòng)汽車發(fā)展路徑

全球燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景正由以清潔電站、輔助電源向車用電源轉(zhuǎn)變。燃料電池根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)景不同可大體分為交通運(yùn)輸用、固定式、便攜式燃料電池，近年來需求量均呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。2019年全球燃料電池出貨量達(dá)1129.6MW，2015年-2019年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到39.52%。其中，交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求上升尤為顯著，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)68.13%，2019年占比80%以上。

2015-2019年我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)量在政策扶持下迎來快速增長(zhǎng)。2015年，我國(guó)燃料電池汽車上牌數(shù)僅10輛，在燃料電池汽車補(bǔ)貼政策的帶動(dòng)下，過去四年行業(yè)產(chǎn)銷量迎來高速增長(zhǎng)，2019年我國(guó)燃料電池汽車上牌數(shù)達(dá)到2737輛，同比增長(zhǎng)79%。我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)由過去政府主導(dǎo)的技術(shù)探索、示范運(yùn)營(yíng)階段，逐步過渡到商業(yè)化初期階段，預(yù)計(jì)今年及"十四五"期間燃料電池汽車仍將延續(xù)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

我國(guó)純電動(dòng)汽車2009年開始導(dǎo)入，2013-2015年迎來爆發(fā)增長(zhǎng)，燃料電池汽車有望復(fù)制純電動(dòng)汽車發(fā)展。2009年，"十城千輛"計(jì)劃發(fā)布，標(biāo)志著我國(guó)純電動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的開端。在經(jīng)歷了初始導(dǎo)入階段后，2013年-2015年純電動(dòng)汽車進(jìn)入爆發(fā)階段。2013年純電動(dòng)汽車銷量?jī)H1.46萬輛，2014、2015年分別實(shí)現(xiàn)了200%和400%以上的增長(zhǎng)，2015年銷量達(dá)到24.75萬輛。目前燃料電池汽車也處于爆發(fā)前的導(dǎo)入階段，未來五年有望迎來爆發(fā)臨界點(diǎn)。

商用車是短期燃料電池汽車發(fā)展重點(diǎn)。由于目前我國(guó)加氫站建設(shè)數(shù)量仍較少、燃料電池汽車的購(gòu)置成本較高，商用車尤其城市公交將會(huì)是短期最重要的燃料電池汽車應(yīng)用場(chǎng)景。一方面，城市公交車、重卡等運(yùn)營(yíng)車輛的行駛路徑較為固定，對(duì)加氫站數(shù)量的依賴較低；另一方面，我國(guó)商用車有較大的保有量基數(shù)，在燃料電池汽車發(fā)展初期，通過政府補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)示范等應(yīng)用等方式先實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的規(guī)模化生產(chǎn)，有望復(fù)制此前純電動(dòng)汽車領(lǐng)域"以公帶私"的模式，推動(dòng)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降。目前我國(guó)商用車頭部企業(yè)如宇通、福田、中國(guó)重汽等車企均已在燃料電池領(lǐng)域積極布局。

燃料電池乘用車領(lǐng)域目前以日韓車企為主。在乘用車領(lǐng)域，全球燃料電池汽車銷量主要由豐田、本田和現(xiàn)代3家日韓企業(yè)貢獻(xiàn)。目前燃料電池乘用車售價(jià)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)車或純電動(dòng)汽車，豐田的全新第二代Mirai已在德國(guó)正式開售，售價(jià)6.39萬歐元（約合人民幣50.5萬元）。國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的燃料汽車幾乎全部是客車以及專用車的重型車，乘用車還沒有規(guī)模化的量產(chǎn)。短期我國(guó)燃料電池乘用車的產(chǎn)銷量增長(zhǎng)速度，一是受限于車輛購(gòu)置成本，二是乘用車適用的加氫站數(shù)量。