燃料電池市場規(guī)模遠(yuǎn)期可達(dá)萬億級(jí)別，動(dòng)力鋰電池和氫燃料電池互相補(bǔ)充，不直接競爭。

目前市場上仍對(duì)燃料電池存在較多疑惑，本篇報(bào)告主要對(duì)于市場上對(duì)氫燃料電池主要問題進(jìn)行解答：

1、氫燃料電池技術(shù)是否成熟？

2、氫燃料電池市場規(guī)?？梢钥吹蕉啻螅?/p>

3、中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平？

4、動(dòng)力鋰電池和氫燃料電池之間關(guān)系，會(huì)彼此競爭嗎？

5、中國為什么發(fā)展氫燃料電池？

6、氫的安全性如何？

7、燃料電池產(chǎn)業(yè)存在稀有金屬資源短缺問題嗎？

8、加氫站成本較高，基礎(chǔ)設(shè)施如何鋪開？

9、中國氫源是否充足，成本低廉？

10、國家對(duì)氫燃料電池補(bǔ)貼力度如何，補(bǔ)貼是否會(huì)花費(fèi)天量資金？

——國金燃料電池團(tuán)隊(duì)

1、氫燃料電池技術(shù)是否成熟？

目前燃料電池汽車在速度、加速時(shí)間和續(xù)航均滿足日常使用，商業(yè)化瓶頸主要是在耐久性、低溫啟動(dòng)和鉑金需求方面，目前電堆性能達(dá)到商業(yè)化需求。

耐久性，乘用車領(lǐng)域，豐田和新源動(dòng)力轎車用電堆壽命超5000h；商用車領(lǐng)域，美國和倫敦均有燃料電池巴士運(yùn)營時(shí)間超過3萬小時(shí)，電堆沒有大的維修或者。

低溫性能，可以應(yīng)對(duì)全球絕大部分地區(qū)和氣候，實(shí)現(xiàn)-30℃啟動(dòng)。

燃料電池汽車駕駛性能媲美傳統(tǒng)汽油車。以乘用車為例，最高車速普遍達(dá)到160km/h以上，續(xù)航在500km以上，氫氣加滿時(shí)間為3分鐘，續(xù)航、百公里加速在10秒左右。

2、氫燃料電池市場規(guī)?？梢钥吹蕉啻?？

我們預(yù)計(jì)隨著成本的持續(xù)下降，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將得到迅速擴(kuò)大，到2030年車用燃料電池規(guī)模預(yù)期可以達(dá)到1200億，行業(yè)將在未來十年迎來百倍增長。

2017-2020，燃料電池產(chǎn)業(yè)處于商業(yè)化運(yùn)營的導(dǎo)入期，產(chǎn)業(yè)在政府補(bǔ)貼扶持下實(shí)現(xiàn)盈利。同時(shí)燃料電池成本與氫氣成本隨著規(guī)模擴(kuò)大而穩(wěn)步下降，預(yù)計(jì)到2020年，系統(tǒng)成本可達(dá)到5000元/kW左右，富氫地區(qū)氫氣售價(jià)可達(dá)30元/kg，燃料電池汽車產(chǎn)銷量達(dá)到萬輛。

2021-2025，燃料電池進(jìn)入快速增長期，產(chǎn)業(yè)在合理補(bǔ)貼退坡情況下實(shí)現(xiàn)盈利。到2025年系統(tǒng)成本達(dá)到2000元/kW，氫氣售價(jià)降低到28元/kg，燃料電池汽車產(chǎn)銷量達(dá)到25萬輛。

2026-2030，燃料電池進(jìn)入爆發(fā)期，產(chǎn)業(yè)無需補(bǔ)貼可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)生性增長。到2030年系統(tǒng)成本不高于1000元/kW，氫氣售價(jià)23元/kg，燃料電池汽車產(chǎn)銷量達(dá)到169萬輛，燃料電池應(yīng)用拓展至乘用車，分布式熱電聯(lián)產(chǎn)也開始爆發(fā)。

燃料電池市場規(guī)模遠(yuǎn)期可達(dá)萬億級(jí)別。氫燃料電池的應(yīng)用場景不僅僅是汽車，還可以應(yīng)用于輪船、特種、分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和備電系統(tǒng)等，基本可以應(yīng)用于任何能源應(yīng)用場景。我們認(rèn)為氫能不僅是新能源的下一個(gè)確定性投資機(jī)會(huì)，更重要的是掀起能源革命，可以讓國家實(shí)現(xiàn)能源自主。

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3、中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平？

燃料電池產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化程度快速提升，電堆產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化程度達(dá)到50％，系統(tǒng)關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化程度達(dá)到70％左右，其他核心零部件也處于快速追趕進(jìn)程。

電堆產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)環(huán)節(jié)：（1）電堆，商用車電堆，廣東國鴻和濰柴動(dòng)力分別引進(jìn)巴拉德9ssl電堆和LCS電堆技術(shù)，商用車電堆通過技術(shù)引進(jìn)方式，短期與國際領(lǐng)先水平持平；乘用車電堆，新源動(dòng)力在東京燃料電池展上展出的電堆體積功率密度突破3.3kW/L，低溫-30℃啟動(dòng)，性能上可以媲美豐田Mirai電堆。（2）膜電極，蘇州擎動(dòng)自主研發(fā)的“卷對(duì)卷直接涂布法”膜電極生產(chǎn)線于2月23日正式投產(chǎn)，廣州鴻基核心技術(shù)成員擁有多年知名燃料電池公司工作經(jīng)歷，在膜電極研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)上具備豐富成功經(jīng)驗(yàn)。（3）雙極板，石墨雙極板方面，中國一直有較多企業(yè)可以提供，金屬板方面，上海治臻已經(jīng)開發(fā)了多款量產(chǎn)金屬雙極板。

系統(tǒng)國產(chǎn)環(huán)節(jié)：（1）系統(tǒng)集成，國內(nèi)系統(tǒng)集成獨(dú)角獸上海重塑裝車量近千臺(tái)，系統(tǒng)企業(yè)數(shù)量逐年增多；（2）空壓機(jī)，雪人股份并購基金收購瑞典SRM，擁有了全球領(lǐng)先的空壓機(jī)技術(shù)；其他企業(yè)漢鐘精機(jī)和廣順新能源等也自主研發(fā)出燃料電池空壓機(jī)；（3）DCDC，國內(nèi)自主提供，性能快速提升；（4）電堆，國內(nèi)企業(yè)自主提供電堆，技術(shù)或是自主或是引進(jìn)吸收。

儲(chǔ)氫瓶環(huán)節(jié)：目前國內(nèi)儲(chǔ)氫瓶重點(diǎn)發(fā)展III型瓶，國內(nèi)儲(chǔ)氫瓶企業(yè)可以量產(chǎn)銷售35MPa儲(chǔ)氫瓶，技術(shù)和產(chǎn)品均成熟；70MPa儲(chǔ)氫瓶具備研發(fā)能力，目前處于推廣初期。代表企業(yè)有富瑞氫能、北京科泰克、北京天海、沈陽斯林達(dá)和中材科技等。

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4、動(dòng)力鋰電池和氫燃料電池之間關(guān)系，會(huì)彼此競爭嗎？

目前階段，動(dòng)力電池和氫燃料電池并不直接競爭，而是互相補(bǔ)充替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。在車用領(lǐng)域里面，動(dòng)力電池適合乘用車；燃料電池當(dāng)前適合于商用車，雙方主流應(yīng)用場景不一樣，較長一段時(shí)間都會(huì)處于互補(bǔ)狀態(tài)。

乘用車領(lǐng)域，鋰電池汽車全生命周期具備經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。燃料電池汽車當(dāng)前面臨成本較高和加氫站較少的制約瓶頸，未來隨著燃料電池乘用車成本顯著降低、加氫站普及，燃料電池乘用車才會(huì)迎來發(fā)展契機(jī)。

商用車領(lǐng)域，燃料電池汽車未來可替代柴油車，氫替代柴油。燃料電池汽車具備高功率密度、無污染、加氫快和續(xù)航長等優(yōu)點(diǎn)；傳統(tǒng)柴油機(jī)汽車污染大；鋰電池能量密度低，在商用車上載重效率較低。

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5、中國為什么發(fā)展

氫燃料電池？

中國發(fā)展氫燃料電池和鋰電池戰(zhàn)略意義一脈相承，具備3方面戰(zhàn)略意義：

（1）減少石油依賴。中國石油對(duì)外依存度較高，2018年中國進(jìn)口原油4.6億噸，原油產(chǎn)量1.9億噸，進(jìn)口量和生產(chǎn)量之比為2.44；柴油消費(fèi)輛高于汽油，2018年柴油表觀消費(fèi)量約為1.55億噸，汽油表觀消費(fèi)量約為1.27億噸。氫燃料電池的下游應(yīng)用包括商用車、乘用車、火車、熱電聯(lián)產(chǎn)和備電系統(tǒng)等場景，基本覆蓋所有日常需求，氫燃料電池的推廣可以減少石油需求，改善能源結(jié)構(gòu)。

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（2）抓住下一代汽車動(dòng)力技術(shù)。氫燃料電池汽車具備加氫快、無污染和長續(xù)航等優(yōu)點(diǎn)，極有可能成為汽車的下一代動(dòng)力來源。目前中日韓歐美等大國都有相應(yīng)技術(shù)儲(chǔ)備，車企巨頭也在不斷推出燃料電池汽車產(chǎn)品。

（3）減少污染，燃料電池運(yùn)營時(shí)候排放物是水，無污染；制造和回收過程污染非常小。

6、氫的安全性如何？

我們從氫氣的特性、儲(chǔ)運(yùn)過程、燃料電池車輛的安全設(shè)計(jì)、事故和極端情況下的車輛安全、加氫設(shè)施的安全規(guī)范這5個(gè)角度來全面分析氫氣的使用安全問題，詳細(xì)可見相關(guān)報(bào)告（《燃料電池車用氫安全性分析-氫氣安全嗎？》）。

氫氣特性安全：氫氣不易形成可爆炸的氣霧，且其泄露能量和爆炸當(dāng)量較低。

氫氣的擴(kuò)散速度是天然氣的3.8倍，但泄露能量僅約為天然氣的40％；

氫氣具有最大的浮力和擴(kuò)散性，泄漏的氫氣將會(huì)很快上升并向各個(gè)方向快速擴(kuò)散，使得濃度難以達(dá)到爆炸所需濃度；

氫氣的爆炸能量是常見燃?xì)庵凶畹偷?，僅為汽油氣的1/22；

目前燃料電池車用的儲(chǔ)氫瓶都選用鋁內(nèi)膽碳纖維纏繞，并且燃料運(yùn)輸管道大多采用316不銹鋼材質(zhì)，可避免氫脆產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。

氫氣作為工業(yè)氣體已有很長的使用歷史，安全規(guī)范完整，有標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)程?，F(xiàn)階段是以氫氣長管拖車為儲(chǔ)運(yùn)氫氣的主流方式，從氫氣的充裝到運(yùn)輸，都配有完善的安全裝置和詳細(xì)的操作規(guī)范，有效降低儲(chǔ)運(yùn)危險(xiǎn)性。

燃料電池車輛的設(shè)計(jì)也考慮了氫氣安全性。

車載供氫系統(tǒng)：從技術(shù)設(shè)計(jì)與材料選用兩方面下手，實(shí)現(xiàn)用氫安全多重保障。通過完整的安全輔助裝置實(shí)施良好的過溫過壓保護(hù)，并選擇合適的材料以及保護(hù)結(jié)構(gòu)建立全套儲(chǔ)氫系統(tǒng)；

燃料電池整車：嚴(yán)格的出廠測(cè)試與密切的氫氣監(jiān)控體系確保運(yùn)行安全。

面對(duì)事故和極端試驗(yàn)環(huán)境，車輛依然保有良好的安全性能。以豐田提供的案例，無論是子彈貫穿還是泄漏點(diǎn)火，車載儲(chǔ)氫瓶都沒有出現(xiàn)炸裂或者爆炸現(xiàn)象發(fā)生。并且由于氫氣的強(qiáng)擴(kuò)散性，即使在相對(duì)密閉的地下停車場或者隧道，氫氣泄漏也較難引起爆炸事故。

加氫基礎(chǔ)設(shè)施已有相關(guān)技術(shù)規(guī)范，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系正在加快健全。加氫站作為構(gòu)建未來燃料電池汽車網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，包括我國在內(nèi)已有多國出臺(tái)了相應(yīng)的安全設(shè)計(jì)規(guī)范，只要遵循設(shè)計(jì)規(guī)范操作，安全性可以得到有效保障。

儲(chǔ)氫瓶和燃料電池汽車安全測(cè)試

國內(nèi)外著名的燃料電池車廠商都針對(duì)儲(chǔ)氫瓶的安全性在各類條件下做了多方面實(shí)踐測(cè)試，多角度的展示了在現(xiàn)在氫氣儲(chǔ)備和使用技術(shù)下氫能的安全性是十分有保障的。通過實(shí)際的安全試驗(yàn)和模擬，不難看出氫氣實(shí)際上有著可以與傳統(tǒng)燃油比肩的安全性，甚至更加安全。現(xiàn)實(shí)條件下氫氣爆炸并非想象中的那么容易實(shí)現(xiàn)。

儲(chǔ)氫瓶子彈貫穿試驗(yàn)：豐田公司首先對(duì)所有可能的破壞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了理論評(píng)估，然后進(jìn)行了嚴(yán)苛的實(shí)際驗(yàn)證，對(duì)所有可能的破壞方式進(jìn)行了驗(yàn)證，包括了射擊試驗(yàn)、長期高壓下的充氣放氣試驗(yàn)、極端溫度環(huán)境測(cè)試、化學(xué)品浸潤試驗(yàn)等等。近期公布的視頻展示了其車載儲(chǔ)氫罐在大口徑來復(fù)槍射擊時(shí)的安全性能，結(jié)果顯示并沒有出現(xiàn)觀眾預(yù)期的起火甚至爆炸。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)條件下罐體并沒有損壞，而氫氣則在15至30秒時(shí)間內(nèi)完全排除，這不會(huì)引起大的災(zāi)難。結(jié)果還表明，只有5mm口徑的子彈才能貫穿現(xiàn)有的儲(chǔ)氫罐，這是大口徑狙擊步槍所用的子彈。

國內(nèi)的廠商也做過類似的測(cè)試，用子彈打穿35MPa儲(chǔ)氫瓶的45秒照片，可以得出：當(dāng)儲(chǔ)氫瓶被子彈擊穿時(shí)沒有發(fā)生氫氣爆炸，當(dāng)子彈擊穿儲(chǔ)氫瓶時(shí)氫氣是向上噴射，氫氣噴射的速度極快，整瓶氫氣通過一個(gè)子彈孔45秒就排放完成。

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儲(chǔ)氫瓶火燒試驗(yàn)：將儲(chǔ)氫瓶進(jìn)行火燒，氫氣燃燒前一秒火焰最大，一秒之后火焰驟降，基本5-15秒后火焰熄滅，最重要的一點(diǎn)，即便是火燒氫瓶，儲(chǔ)氫瓶依舊沒有出現(xiàn)爆炸。

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儲(chǔ)氫瓶泄漏點(diǎn)火試驗(yàn)：以氫燃料電池汽車為例，與燃油車對(duì)比進(jìn)行燃料泄露點(diǎn)火試驗(yàn)。氫燃料電池汽車火焰是從后備箱向上竄，燃油車是油向下流淌，導(dǎo)致火焰從整車下部著火；一分鐘后氫燃料電池汽車依舊只是氫氣向上燃燒，對(duì)汽車基本沒有損壞，而此時(shí)燃油車早已成為一個(gè)大火球，只剩下燃燒后的車架。

密閉空間氫氣泄露試驗(yàn)：在日本政府推進(jìn)氫燃料電池的過程中，對(duì)于氫氣的安全性，有關(guān)方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。其中對(duì)在相對(duì)密閉場所，如地下停車場和隧道當(dāng)中發(fā)生氫氣泄漏的情況做過試驗(yàn)?zāi)M，總體來說即使在相對(duì)密閉空間由于氫氣的擴(kuò)散性強(qiáng)，發(fā)生爆炸的可能性不大。

7、燃料電池產(chǎn)業(yè)存在稀有金屬資源短缺問題嗎？

燃料電池唯一需要的金屬是鉑金，用于鉑金催化劑上，鉑金需求不會(huì)引起資源短缺。目前鉑金催化劑發(fā)展趨勢(shì)是低鉑和無鉑路線，目前本田電堆鉑金載量已經(jīng)低至0.12g/kW，本田Clarity單車催化劑鉑耗降至10g左右，低鉑路線處于持續(xù)發(fā)展中；無鉑方面，巴拉德2017年發(fā)布過無鉑催化劑電堆。預(yù)計(jì)隨著技術(shù)進(jìn)步，未來燃料電池汽車催化劑鉑耗與傳統(tǒng)柴油車尾氣催化劑鉑耗相當(dāng)，單輛傳統(tǒng)柴油車尾氣凈化催化劑需要鉑金3-8g。并且燃料電池鉑金回收率可以達(dá)到95％以上，燃料電池汽車替換柴油車不會(huì)引起鉑金資源短缺。

8、加氫站成本較高，基礎(chǔ)設(shè)施如何鋪開？

隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加氫站投資回報(bào)周期持續(xù)縮短，將吸引大量具備副產(chǎn)氫的能源化工企業(yè)和社會(huì)資本參與加氫站建設(shè)運(yùn)營。加氫站投資回報(bào)周期縮短，主要有3方面原因：（1）燃料電池汽車增加，氫氣成本下降；（2）建站成本在快速下降；（3）國家給予加氫站建設(shè)運(yùn)營補(bǔ)貼。

燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，規(guī)?；瘞須錃饨祪r(jià)。當(dāng)前全國燃料電池汽車保有量規(guī)模較小，加氫站氫氣采購價(jià)格較高，普遍在32元/kg以上；未來隨著燃料電池汽車數(shù)量持續(xù)增加，加氫站氫氣議價(jià)能力增強(qiáng)，制氫規(guī)模提升，氫氣價(jià)格將持續(xù)下降。

設(shè)備國產(chǎn)化和規(guī)?；?，加氫站建站成本快速下降。2017年佛山丹灶瑞暉加氫站單站投資額1550萬左右，加氫能力350kg/d；2018年佛山佛羅加氫站投資額1250萬左右，加氫能力500kg/d；2019年500kg/d加氫能力的加氫站投資降到1000萬左右。

國家開始補(bǔ)貼加氫站建設(shè)運(yùn)營，地市加氫站建站補(bǔ)貼政策持續(xù)出臺(tái)。3月26日，財(cái)政部、工信部、科技部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，廣東佛山市2019年加氫站建站補(bǔ)貼最高可達(dá)500萬/座，安徽六安加氫站建站補(bǔ)貼最高可達(dá)400萬/座，更多地方政府在出臺(tái)加氫站地方補(bǔ)貼細(xì)則。

9、中國氫源是否充足，成本低廉？

我國氫氣來源廣泛，是全球第一大產(chǎn)氫國，《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書（2018）》數(shù)據(jù)顯示，2016年中國氫氣產(chǎn)量約為2100萬噸，其中煤制氫占比62％，為主要的氫氣來源；天然氣制氫其次，占比19％。

我國制氫成本較低，制氫路線包括化石燃料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源制氫以及其它清潔能源制氫方式，各路線制氫成本如下圖。

副產(chǎn)氫豐富，并且副產(chǎn)氫產(chǎn)能持續(xù)增加。傳統(tǒng)的煉焦行業(yè)、氯堿行業(yè)，以及近幾年大量新建的丙烷脫氫、乙烷制乙烯項(xiàng)目，都會(huì)副產(chǎn)大量氫氣。使用副產(chǎn)的氫氣，不需要投入過高的固定成本，僅需投入分離提純成本和運(yùn)輸成本，即可直接采用。根據(jù)測(cè)算，目前副產(chǎn)氫年產(chǎn)能可達(dá)1806萬噸，其中煉焦副產(chǎn)氫1695.8萬噸，氯堿副產(chǎn)氫82.1萬噸，PDH副產(chǎn)氫26.6萬噸，乙烷制乙烯副產(chǎn)氫1.4萬噸。

10、國家對(duì)氫燃料電池補(bǔ)貼力度如何，補(bǔ)貼是否會(huì)花費(fèi)天量資金？

當(dāng)前燃料電池補(bǔ)貼力度較大，當(dāng)前燃料電池汽車單車補(bǔ)貼金額較高，以中重卡為例，2018年國補(bǔ)50萬/輛，2019年過渡期國補(bǔ)40萬/輛；很多地方補(bǔ)貼比例達(dá)到1：1，如上海、深圳、武漢和佛山等地。

燃料電池補(bǔ)貼總金額可控，可以在政府接受范圍內(nèi)逐步放大。一方面，單車補(bǔ)貼在快速下降，燃料電池國產(chǎn)化開啟，成本快速顯現(xiàn)，補(bǔ)貼隨之相應(yīng)退坡。2019年燃料電池汽車補(bǔ)貼在過渡期退坡20％，參照鋰電池補(bǔ)貼政策，后續(xù)會(huì)根據(jù)每年成本下降速度相應(yīng)退坡；另一方面，燃料電池汽車推廣離不開加氫站建設(shè)，加氫站建設(shè)審批國家可以做好統(tǒng)籌規(guī)劃，從而保障燃料電池健康發(fā)展，補(bǔ)貼可控。