燃料電池市場規(guī)模遠(yuǎn)期可達(dá)萬億級別，動力鋰電池和氫燃料電池互相補充，不直接競爭。

目前市場上仍對燃料電池存在較多疑惑，本篇報告主要對于市場上對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)模可以看到多大？

3、中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平？

4、動力鋰電池和氫燃料電池之間關(guān)系，會彼此競爭嗎？

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、國家對氫燃料電池補貼力度如何，補貼是否會花費天量資金？

——國金燃料電池團(tuán)隊

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營時間超過3萬小時，電堆沒有大的維修或者。

低溫性能，可以應(yīng)對全球絕大部分地區(qū)和氣候，實現(xiàn)-30℃啟動。

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)模可以看到多大？

我們預(yù)計隨著成本的持續(xù)下降，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將得到迅速擴大，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)化運營的導(dǎo)入期，產(chǎn)業(yè)在政府補貼扶持下實現(xiàn)盈利。同時燃料電池成本與氫氣成本隨著規(guī)模擴大而穩(wěn)步下降，預(yù)計到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)在合理補貼退坡情況下實現(xiàn)盈利。到2025年系統(tǒng)成本達(dá)到2000元/kW，氫氣售價降低到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)無需補貼可以實現(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確定性投資機會，更重要的是掀起能源革命，可以讓國家實現(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，性能上可以媲美豐田Mirai電堆。（2）膜電極，蘇州擎動自主研發(fā)的“卷對卷直接涂布法”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。（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)集成獨角獸上海重塑裝車量近千臺，系統(tǒng)企業(yè)數(shù)量逐年增多；（2）空壓機，雪人股份并購基金收購瑞典SRM，擁有了全球領(lǐng)先的空壓機技術(shù)；其他企業(yè)漢鐘精機和廣順新能源等也自主研發(fā)出燃料電池空壓機；（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。

儲氫瓶環(huán)節(jié)：目前國內(nèi)儲氫瓶重點發(fā)展III型瓶，國內(nèi)儲氫瓶企業(yè)可以量產(chǎn)銷售35MPa儲氫瓶，技術(shù)和產(chǎn)品均成熟；70MPa儲氫瓶具備研發(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、動力鋰電池和氫燃料電池之間關(guān)系，會彼此競爭嗎？

目前階段，動力電池和氫燃料電池并不直接競爭，而是互相補充替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機。在車用領(lǐng)域里面，動力電池適合乘用車；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，較長一段時間都會處于互補狀態(tài)。

乘用車領(lǐng)域，鋰電池汽車全生命周期具備經(jīng)濟性優(yōu)勢。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迎來發(fā)展契機。

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；傳統(tǒng)柴油機汽車污染大；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；柴油消費輛高于汽油，2018年柴油表觀消費量約為1.55億噸，汽油表觀消費量約為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，極有可能成為汽車的下一代動力來源。目前中日韓歐美等大國都有相應(yīng)技術(shù)儲備，車企巨頭也在不斷推出燃料電池汽車產(chǎn)品。

（3）減少污染，燃料電池運營時候排放物是水，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、儲運過程、燃料電池車輛的安全設(shè)計、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散性，泄漏的氫氣將會很快上升并向各個方向快速擴散，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)庵凶畹偷模瑑H為汽油氣的1/22；

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

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。現(xiàn)階段是以氫氣長管拖車為儲運氫氣的主流方式，從氫氣的充裝到運輸，都配有完善的安全裝置和詳細(xì)的操作規(guī)范，有效降低儲運危險性。

燃料電池車輛的設(shè)計也考慮了氫氣安全性。

車載供氫系統(tǒng)：從技術(shù)設(shè)計與材料選用兩方面下手，實現(xiàn)用氫安全多重保障。通過完整的安全輔助裝置實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)建立全套儲氫系統(tǒng)；

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

面對事故和極端試驗環(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火，車載儲氫瓶都沒有出現(xiàn)炸裂或者爆炸現(xiàn)象發(fā)生。并且由于氫氣的強擴散性，即使在相對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)已有多國出臺了相應(yīng)的安全設(shè)計規(guī)范，只要遵循設(shè)計規(guī)范操作，安全性可以得到有效保障。

儲氫瓶和燃料電池汽車安全測試

國內(nèi)外著名的燃料電池車廠商都針對儲氫瓶的安全性在各類條件下做了多方面實踐測試，多角度的展示了在現(xiàn)在氫氣儲備和使用技術(shù)下氫能的安全性是十分有保障的。通過實際的安全試驗和模擬，不難看出氫氣實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)實條件下氫氣爆炸并非想象中的那么容易實現(xiàn)。

儲氫瓶子彈貫穿試驗：豐田公司首先對所有可能的破壞風(fēng)險進(jìn)行了理論評估，然后進(jìn)行了嚴(yán)苛的實際驗證，對所有可能的破壞方式進(jìn)行了驗證，包括了射擊試驗、長期高壓下的充氣放氣試驗、極端溫度環(huán)境測試、化學(xué)品浸潤試驗等等。近期公布的視頻展示了其車載儲氫罐在大口徑來復(fù)槍射擊時的安全性能，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，實驗條件下罐體并沒有損壞，而氫氣則在15至30秒時間內(nèi)完全排除，這不會引起大的災(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試，用子彈打穿35MPa儲氫瓶的45秒照片，可以得出：當(dāng)儲氫瓶被子彈擊穿時沒有發(fā)生氫氣爆炸，當(dāng)子彈擊穿儲氫瓶時氫氣是向上噴射，氫氣噴射的速度極快，整瓶氫氣通過一個子彈孔45秒就排放完成。

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儲氫瓶火燒試驗：將儲氫瓶進(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，即便是火燒氫瓶，儲氫瓶依舊沒有出現(xiàn)爆炸。

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儲氫瓶泄漏點火試驗：以氫燃料電池汽車為例，與燃油車對比進(jìn)行燃料泄露點火試驗。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，對汽車基本沒有損壞，而此時燃油車早已成為一個大火球，只剩下燃燒后的車架。

密閉空間氫氣泄露試驗：在日本政府推進(jìn)氫燃料電池的過程中，對于氫氣的安全性，有關(guān)方面進(jìn)行了大量的試驗。其中對在相對密閉場所，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?zāi)M，總體來說即使在相對密閉空間由于氫氣的擴散性強，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，鉑金需求不會引起資源短缺。目前鉑金催化劑發(fā)展趨勢是低鉑和無鉑路線，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)和社會資本參與加氫站建設(shè)運營。加氫站投資回報周期縮短，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)運營補貼。

燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，規(guī)模化帶來氫氣降價。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，加氫站氫氣議價能力增強，制氫規(guī)模提升，氫氣價格將持續(xù)下降。

設(shè)備國產(chǎn)化和規(guī)模化，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。

國家開始補貼加氫站建設(shè)運營，地市加氫站建站補貼政策持續(xù)出臺。3月26日，財政部、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)用財政補貼政策的通知》，廣東佛山市2019年加氫站建站補貼最高可達(dá)500萬/座，安徽六安加氫站建站補貼最高可達(dá)400萬/座，更多地方政府在出臺加氫站地方補貼細(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、乙烷制乙烯項目，都會副產(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輸成本，即可直接采用。根據(jù)測算，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、國家對氫燃料電池補貼力度如何，補貼是否會花費天量資金？

當(dāng)前燃料電池補貼力度較大，當(dāng)前燃料電池汽車單車補貼金額較高，以中重卡為例，2018年國補50萬/輛，2019年過渡期國補40萬/輛；很多地方補貼比例達(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，單車補貼在快速下降，燃料電池國產(chǎn)化開啟，成本快速顯現(xiàn)，補貼隨之相應(yīng)退坡。2019年燃料電池汽車補貼在過渡期退坡20％，參照鋰電池補貼政策，后續(xù)會根據(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，補貼可控。