氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置(单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”,也曾出现过,比如宝马的氢能7系)。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车一样,因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。
作为氢能源下游利用重点的氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是指使氢或含氢物质与空气中的氧通过燃料电池以产生电力,再以电力推动电动机,由电动机推动车辆运行的新能源汽车。以可再生能源为基础的氢燃料电池汽车产业符合我国循环经济发展的要求,市场潜力较大。
我国的氢能发展战略正在紧锣密鼓地制定当中,预计很快就会出台。尽管有规划有热度,能源的变革既深又广,并不意味着爆发式的增长很快到来。从石油到电再到氢,最终的推动力是使用端,以汽车为代表的交通领域将是主要应用之一,具体车型则是商用车。
氢燃料电池续航里程长,充能速度快,是新能源商用车首选动力。但规模化应用目前任重道远,核心问题之一是成本。眼下,一辆燃料电池重卡与传统燃油重卡相比,价格甚至高达4倍之多,因此,成本何时降下来,应用才会在何时爆发。
麦楷文预判,未来10年,燃料电池成本的下降幅度将达到70%,这将直接推动燃料电池汽车在交通领域的应用。
目前燃料电池汽车滞后电动车约11年,预计2021年至2023年对应于2010年至2012年电动车的推广阶段,是市场初步导入期。目前是企业布局氢燃料电池车的最佳战略时机。目前,从国家部委到地方政府都出台了诸多氢燃料电池产业激励政策。据香橙会研究院统计,从2017年到2020年末,我国各地方政府发布的氢能和燃料电池产业相关政策文件累计105个,涉及全国22个省市。
今年以来,北京、河北、广东、海南、江苏、浙江等省纷纷出台涉及氢能相关产业的规划,市级区级的产业鼓励政策更是不胜枚举。作为长三角龙头,上海近期已经发布了《上海市加快新能源汽车产业发展实施计划(2021-2025年)》,《上海市燃料电池汽车加氢站建设运营管理办法》和《上海市车用加氢站布局专项规划》等配套政策正在研究制定中。
丰田是公认的氢燃料电池车一哥,早在 1992 年,丰田便开始了氢能源在汽车领域的应用研发,2014 年推出了首款量产的氢燃料电池车 Mirai,去年已经迭代到了第二代。
本田也追随丰田的脚步,1999 年开始这一技术的研发,2016 年推出了量产车型 Clarity。
除了两家日本车企,还有一家非常积极投身这一领域的车企就是韩国现代。现代汽车自 1998 年开始研发氢燃料电池技术,2013 年成为全球首家实现氢燃料电池车量产的企业,2018 年推出了新一代氢燃料电池车 NEXO。
2020 年,现代汽车发布了氢燃料电池系统专属品牌 HTWO,并将氢能源方案提升至集团三大支柱业务之一。
美国和欧洲的车企也都在氢能技术上有所投入,包括通用汽车、戴姆勒、宝马、沃尔沃在内。
根据中研普华出版的《2021-2026年氢燃料电池汽车行业深度分析及投资价值研究咨询报告》显示:
在实现碳达峰以及碳中和目标的背景下,氢能源作为一种高效环保、高能量密度以及相对安全性的特点有着举足轻重的作用。对于我国来说,氢能源有望成为传统化石能源的一种有效补充,从而实现摆脱对进口化石燃料的依赖,进而打造多元化的能源结构体系。此外,氢能源作为一种良好的储能方式,可有效提升风光发电的消纳能力,减少弃风弃光现象,促进风光装机,实现双碳目标。
我国正处于氢能源从零到一突破的关键期,政策支持力度决定了行业的发展。一方面是加氢基础设施的批建,足量的氢气配套是推广氢能使用的基础条件;另一方面是政府对核心零部件及燃料电池整车的补贴支持,真正掌握核心技术的企业需要大量的时间与资金以支撑其技术变革和规模化生产,从而实现成本降低。
近年来,随着氢能利用技术发展成熟,以及应对气候变化压力持续增大,氢能在世界范围内备受关注,氢能已经纳入我国能源战略,成为我国优化能源消费结构和保障国家能源供应安全的战略选择。氢能产业基础设施是发展氢能产业的前置条件,能带动高端装备制造业快速发展、促进产业结构调整。
目前国内的亿华通、新源动力在燃料电池系统核心技术方面都接近国际先进水平。2019年4月,中国科技大学成功制备了钌单原子合金催化剂,有效解决了高效廉价电解水制氢世界性难题,标志着中国向氢能广泛应用的绿色未来迈进了一大步。
到2030年,氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,产业产值将突破10000亿元;加氢站数量达到1000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆,高压氢气长输管道建设里程达到3000km,氢能产业基础设施技术标准体系完善程度迫近发达国家水平,氢能与燃料电池检验检测技术发展及服务平台建设形成对氢能产业发展的有效支撑。
图表:2019-2025年中国氢能源行业工业产值预测

数据来源:中研普华研究院
二、2019-2025年中国氢能源行业产量预测

图表:2019-2025年中国氢气产量预测
数据来源:中研普华研究院
随着燃料电池的快速发展和推广,氢能源作为全球能源可持续发展和战略转型的重要技术,已开始发力于全球交通领域。根据2019年《中国氢能及燃料电池产业白皮书》,氢能将成为中国能源体系中的重要组成部分,若2050年氢能应用达到10%,需氢气量约6000万吨,全国加氢站达10000座以上。氢能在交通运输和工业领域得到普及应用,氢燃料电池车将达到500万辆/年,固定式发电装置达到2万台套/年。
从汽车行业的生命周期来看,目前传统燃油车处于相对成熟阶段,在新能源汽车高速发展倒逼下,传统车企加速转型,部分国内外领先车企持续加码氢燃料电池汽车的开发与应用。2019年全球与中国氢燃料电池汽车销量分别为7500辆与2737辆,同比分别增长36%与80%。相较而言,锂动力电池比较适合乘用车领域,燃料电池比较适合于长距离的重载和商用车领域,目前处于导入期的提速阶段。
欲了解更多氢燃料电池汽车行业发展分析,可点击中研普华《2021-2026年氢燃料电池汽车行业深度分析及投资价值研究咨询报告》

关注公众号
免费获取更多报告节选
免费咨询行业专家