1、氫能源：下一代基礎(chǔ)性能源材料

國際能源轉(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供應(yīng)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"。

短時間：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)動機(jī)使用的車輛市場具有推廣價值，而柴油發(fā)動機(jī)車輛在港口/碼頭、城市公交、跨城貨運(yùn)等范疇帶來顯著的污染。

中長期：降低石化能源對外依靠。我國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院公布《2018年國內(nèi)外氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》中提到，2018年我國的石油進(jìn)口量為4.4億噸，石油對外依存度升至69.8％；天然氣進(jìn)口量1254億立方米，對外依存度升至45.3%。

2、我國具有全球最大規(guī)模的氫資源

工業(yè)氫氣提純具備充分的氫資源，我國氫氣產(chǎn)量規(guī)模全球最大。從氫氣加工來源來看，化石資源制氫居主導(dǎo)地位，全球重要人工制氫原料的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)量最大，而我國是目前氫氣產(chǎn)量最大的國家，也是氫氣加工分布最廣的國家。目前國際制氫年產(chǎn)量6300萬噸左右，我國每年產(chǎn)氫約2200萬噸，占世界氫產(chǎn)量的三分之一，是前列產(chǎn)氫大國。

我國的煤炭和天然氣資源儲備豐富，以上兩者也是我國人工制氫的重要原料，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茪湓谖覈鴼錃庹急戎袃H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)量占日本所有人工制氫總產(chǎn)量的63%。

我國氫能資源在全球范圍具有一定性價比優(yōu)點(diǎn)。目前我國加氫氣成本約莫在70元/kg，較美國和日本在成本上仍較高，然而我國的汽油成本顯著高于美國，從氫油比（氫氣成本/汽油成本）角度考慮有一定性價比優(yōu)點(diǎn)。

我國氫能源的使用仍有極大待開發(fā)潛力。當(dāng)前我國大部分氫氣使用于工業(yè)范疇，重要被合稱氨、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噸的氫氣對外部市場供響應(yīng)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。氫氣的制備重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，我國的電解制氫發(fā)展仍處早期，成本在3元/立方米左右，將來還有較大下降空間。

地方政府和能源公司關(guān)于工業(yè)氫氣的利用有切實(shí)的發(fā)展意愿。我國每年棄光、棄風(fēng)、棄水等約莫有1000億度電，工業(yè)副產(chǎn)氫也有1000萬噸以上，關(guān)于這兩個"1000"的利用，全國多地政府和能源公司都已積極開展相應(yīng)布局。

我國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。

航天范疇：航天科技集團(tuán)六院北京11所研制的YF-75氫氧發(fā)動機(jī)。迄今為止，YF-75發(fā)動機(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)動機(jī)是嫦娥系列任務(wù)中主力裝備。2019年嫦娥四號檢測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)動機(jī)的長三甲系列火箭完成。

范疇：我國船舶重工集團(tuán)開發(fā)的燃料動力電池，從斯特林發(fā)動機(jī)替換為氫燃料動力電池，基于質(zhì)子交換膜燃料動力電池和金屬儲氫技術(shù)。

先進(jìn)技術(shù)的民用化推廣。航天科技集團(tuán)六院長期致力于氫能在火箭發(fā)動機(jī)范疇的研究和使用，在燃料動力電池技術(shù)范疇，擁有質(zhì)子交換膜燃料動力電池系統(tǒng)動力使用、可再生能源儲能使用及泵閥關(guān)鍵部件技術(shù)，具備了百千瓦級氫氧/氫空及再生燃料動力電池系統(tǒng)研制能力。七一二所研發(fā)的首臺58千瓦燃料動力電池發(fā)動機(jī)，2019年五月順利通過中汽中心天汽車測試中心的強(qiáng)制性檢驗(yàn)，這款型號為CSIC712-FCE58A的發(fā)動機(jī)，采用氫空質(zhì)子交換膜燃料動力電池電堆，是七一二所面向城市客車開發(fā)的燃料動力電池發(fā)動機(jī)。

二、燃料動力電池是氫能源的緊要使用

1、氫能源的緊要使用-燃料動力電池

氫能源為電力能源的緊要載體。電能替代是社會能源消費(fèi)的長期趨勢，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。從中長期來看，加大氫能的發(fā)展利用將進(jìn)一步保障我國能源安全。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配。

氫能源的熱值較高，通過大型移動的運(yùn)輸設(shè)備，將來將會使能源消耗錯配做到極致。氫能既可作為化學(xué)能源形式的長周期儲備，又可于交通范疇使用在長途運(yùn)輸、大卡車、海洋運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，還可以使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)會議上表示，氫能的使用是多方面的，也是將來有望代替石油和天然氣的清潔能源。

燃料動力電池汽車是氫能源利用極具成長性的下游的行業(yè)。雖然氫燃料動力電池汽車（FCEVs）在我國目前處于起步階段，但燃料動力電池汽車性能的優(yōu)秀不可否認(rèn)，目前國外大規(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)于電動汽車（bEVs）。燃料動力電池具有環(huán)境友好、發(fā)電效率高、噪音低、可用燃料范圍廣等優(yōu)勢，當(dāng)前我國燃料動力電池產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展瓶頸在于加工成本高（鉑催化劑價格高昂）、技術(shù)水平較國際落后以及氫產(chǎn)業(yè)鏈配套設(shè)施不夠成熟，遠(yuǎn)期的發(fā)展空間巨大。

燃料動力電池汽車具有能源補(bǔ)給的時間優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性劣勢，運(yùn)營市場將會是起步階段重點(diǎn)發(fā)展范疇。燃料動力電池汽車的續(xù)航里程普遍在500公里以上，和目前中高端純電動汽車?yán)m(xù)航相當(dāng)，而從能源補(bǔ)給時間角度，燃料動力電池汽車加氫僅需不到3分鐘，遠(yuǎn)低于插電混動或純電動汽車。由于目前燃料動力電池汽車產(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，短時間來看燃料動力電池汽車比較適合的使用場景預(yù)計(jì)會是運(yùn)營市場。

質(zhì)子交換膜燃料動力電池對我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展更具有實(shí)際意義。氫燃料動力電池按不同電解質(zhì)可分為堿性燃料動力電池、磷酸燃料動力電池、熔融碳酸鹽燃料動力電池、固體氧化物燃料動力電池和質(zhì)子交換膜燃料動力電池(PEMFC)。其中，質(zhì)子交換膜燃料動力電池的工作溫度最低，還具有應(yīng)和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)為是將來燃料動力電池汽車最緊要的發(fā)展方向之一。

鋰離子電池在乘用車范疇更具優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池產(chǎn)品較燃料動力電池有更簡單的產(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。鋰離子電池性能的不斷提升，正逐漸蠶食眾多原本燃料動力電池具有領(lǐng)先優(yōu)點(diǎn)的使用范疇。在2019年燃料動力電池行業(yè)會議中，上海捷氫科技有限公司系統(tǒng)開發(fā)部總監(jiān)表示，他們比較了純電動汽車型和氫燃料動力電池汽車型在將來的競爭優(yōu)點(diǎn)，從成本上來說，乘用車?yán)m(xù)航里程400公里以下，燃料動力電池相對純電動是沒有優(yōu)點(diǎn)的。

燃料動力電池的產(chǎn)業(yè)化使用，尚處于中長期能源戰(zhàn)略布局的地位。

商用車范疇燃料動力電池驅(qū)動定位為輔助能源：濰柴動力董事長譚旭光表示：發(fā)展新能源車并不是要完全取代柴油車，而是使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)效益與社會環(huán)保。他甚至預(yù)言，將來20-30年，氫將成為能源結(jié)構(gòu)的緊要組成部分，但市占率不會超過10%。

當(dāng)前船舶動力95%是柴油體系，尚未實(shí)現(xiàn)天然氣化，燃料動力電池中長期或存上升空間。受成本、安全、壽命等多種因素影響，燃料動力電池在民用船舶范疇目前尚不具備大規(guī)模商業(yè)化使用的條件，但是隨著國際公約法規(guī)對船舶排放要求的日益嚴(yán)格，燃料動力電池系統(tǒng)卓越的排放性能有可能將其推向船舶動力市場的新風(fēng)口，尤其是豪華游輪在船舶行業(yè)逐漸崛起的今天，燃料動力電池系統(tǒng)噪音低的優(yōu)點(diǎn)完美滿足了豪華游輪對舒適度的要求。

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)前使用：變壓吸附技術(shù)在石油化工、醫(yī)藥、食品飲料等行業(yè)具有廣泛使用，四川天一科技、上海化工研究所和北大先鋒公司是國內(nèi)領(lǐng)先的變壓吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)機(jī)構(gòu)。在石化范疇，PSA法得到的氫氣純度可達(dá)到99.9%以上水平（燃料動力電池需求純度為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重要來源，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個高壓氫氣瓶，每次可以以20MPa的壓力運(yùn)送4000Nm3的氫氣。平時站區(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)，一般長管儲氫壓為15～20MPa，一般單管儲氫量為17～20k，將CNG儲氣管進(jìn)行產(chǎn)品升級可實(shí)現(xiàn)。

液氫儲罐：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。額外新增氫氣液化和液氫罐成本，目前測算單日加氫量達(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，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，我國的管道運(yùn)氫量在400公里。中石油管道局2014年完成國內(nèi)最大氫氣管道建設(shè)施工：投資1.54億，長度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。

氫能源儲存加注：加氫站內(nèi)的儲氫罐通常采用低壓(20～30MPa)、中壓(30～40MPa)、高壓(40～75MPa)三級壓力進(jìn)行儲存。有時氫氣長管拖車也作為一級儲氣(10～20MPa)設(shè)施，構(gòu)成4級儲氣的方式。國外市場大多采用的70MPa氫氣，國內(nèi)大部分采用了35MPa氫氣壓力標(biāo)準(zhǔn)。目前我國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。單個站投資規(guī)模會在300~500萬美元的水平。

外供加氫：我國重要的加氫站方式。單個站投資規(guī)模在<200萬美元的水平。

依據(jù)我國電池聯(lián)盟網(wǎng)報(bào)道，加氫量在500kg/天時，高壓儲氫加氫站比液氫儲氫加氫站設(shè)備投資方面更加有優(yōu)點(diǎn)；加氫量規(guī)模超1000kg/天時，液氫儲氫加氫站比高壓儲氫加氫站設(shè)備投資要低20%左右。

氫能源儲存加注-高壓儲氫罐：國內(nèi)高壓儲氫最大壓力為75MPa，海外部分加氫站可達(dá)到100MPa以上。全球高壓儲氫罐重要加工公司有美國AP公司、CPI公司，國內(nèi)75Mpa加氫站依靠進(jìn)口。國內(nèi)公司包括巨化裝備（45MPa和98MPa產(chǎn)品已經(jīng)使用）、安瑞科（中集集團(tuán)下屬，45MPa已開始使用，85MPa產(chǎn)品剛剛通過技術(shù)認(rèn)證）等。

氫脆：長期在高壓和常溫氫氣環(huán)境中工作，儲氫容器材料可能會萌生高壓氫環(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：由于儲氫管壓力波動較大（設(shè)計(jì)壓力的20%~80%），容易使得儲氫罐使用壽命縮短。

儲氫特殊材料：目前加氫站儲氫罐用的重要材料有為Cr-Mo鋼、6061鋁合金、316L等。關(guān)于Cr-Mo鋼，我國常用材料為ASTMA5194130X（相當(dāng)于我國材料30CrMo)、日本為SCM435和SNCM439、美國為SA372Gr.J。

氫能源儲存加注-隔膜壓縮機(jī)：隔膜壓縮機(jī)是氣體壓縮范疇最高級別壓縮方式，海外加工隔膜壓縮機(jī)公司包括美國PDC，PPI等。PPI隔膜式壓縮機(jī)是兩個系統(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體系的完全隔離開。北京天高自主加工隔膜壓縮機(jī)已使用于國內(nèi)近10個加氫站項(xiàng)目，最近產(chǎn)品已達(dá)到100MPa水平。國內(nèi)與海外設(shè)備性能差別重要包括隔膜（金屬膜）使用壽命，以及設(shè)備故障率等，但國產(chǎn)設(shè)備具有良好的性價比和售后服務(wù)能力，國產(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，只是加注壓力有所差別：天然氣加注壓力25MPa，國內(nèi)加注壓力35MPa，海外70MPa。所以對密封性、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)可看作是對各級加氫設(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)加工公司有德國林德(Linde)、美國AP等。國內(nèi)公司中，富瑞氫能可實(shí)現(xiàn)45MPa環(huán)境下的的加氫功能，設(shè)備已使用于數(shù)個加氫站；上海舜華新能源75MPa加氫機(jī)使用于大連加氫站；其他還有厚普股份等公司。

氫能的使用-催化劑。燃料動力電池催化劑價格較高是影響電堆成本的一個緊要因素，但鉑的單位用量將繼續(xù)降低。目前電堆成本120美金/kw，美國能源局預(yù)測，當(dāng)達(dá)到50萬臺規(guī)模時將降至19美金/kw的水平。從鉑的需求來看，短時間資源不稀缺，鉑合金在尾氣解決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。燃料動力電池汽車用鉑量將逐步降至0.2g/kW，10年下降75%-80%，單車用量將來將降至20g左右，和燃油車相當(dāng)。

氫能的使用-車載儲氫。由于"氫氣很輕"，其質(zhì)量能量密度很大,但反過來說，假如從單位體積燃?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，假如要釋放同樣的能量，汽車要消耗巨量體積的氫氣，因而氫燃料動力電池車上都有高壓儲氫罐來壓縮儲存氫氣。車載高壓儲氫罐一般可以儲存6kg左右高壓氫氣，總體積在150L-200L上下，有些大的儲氫罐甚至?xí)D壓車內(nèi)空間。目前關(guān)于70Mpa的車載儲氫罐,惟有豐田和挪威Hexagon具備商業(yè)化加工能力。

三、國內(nèi)外政策不斷釋放，燃料動力電池汽車處于爆發(fā)前夕

1、重要發(fā)達(dá)國家和我國都對燃料動力電池汽車提出了積極的發(fā)展規(guī)劃

世界重要發(fā)達(dá)國家積極推進(jìn)氫能和燃料動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。日本、美國、韓國、歐洲等國家氫燃料動力電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化使用發(fā)展迅速，各國均制定了燃料動力電池行業(yè)中長期發(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)展氫能和燃料動力電池技術(shù)提升到了國家戰(zhàn)略層面。

國內(nèi)政策對燃料動力電池汽車?yán)^續(xù)增強(qiáng)戰(zhàn)略支持。我國自2002年起即確立了以混合動力汽車、純電動汽車、燃料動力電池汽車為"三縱"，以多能源動力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)和動力鋰電池為"三橫"的電動汽車"三縱三橫"研公布局。從2012年的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃起，繼續(xù)增強(qiáng)關(guān)于燃料動力電池汽車的戰(zhàn)略支持與產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)。各項(xiàng)科技發(fā)展規(guī)劃或綱要明確提出增強(qiáng)燃料動力電池電堆、發(fā)動機(jī)及其關(guān)鍵材料核心技術(shù)研究，提出重點(diǎn)圍繞燃料動力電池動力系統(tǒng)等6大創(chuàng)新鏈進(jìn)行任務(wù)部署，支持燃料動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)攻關(guān)。在財(cái)政補(bǔ)貼方面，2016-2020年繼續(xù)實(shí)行燃料動力電池汽車推廣使用補(bǔ)助政策，依據(jù)2020年公布的后續(xù)通知，將對燃料動力電池汽車的購置補(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)化使用開展示范，中央財(cái)政將采取"以獎代補(bǔ)"方式對示范城市給予獎勵。

多個氫能示范城市在相關(guān)發(fā)展規(guī)劃中明確了將來燃料動力電池汽車推廣的階段性目標(biāo)。自上海市公布第一個氫燃料動力電池汽車發(fā)展規(guī)劃以來，各地政府密集出臺氫能與燃料動力電池產(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)并推廣燃料動力電池汽車運(yùn)營。依據(jù)部分省市的燃料動力電池規(guī)劃，2025年燃料動力電池汽車有望達(dá)到10萬輛以上。

2020年九月，財(cái)政部等五部委公布有關(guān)開展燃料動力電池汽車示范使用的通知，有望推動國內(nèi)燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。燃料動力電池汽車支持政策，將對符合條件的城市群開展燃料動力電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范使用給予獎勵。今年新政策對適合燃料動力電池汽車示范的使用場景提高要求，已推廣燃料動力電池汽車從此前的50輛提高到100輛，已建成并投入運(yùn)營加氫站數(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。

我國規(guī)劃到2030年燃料動力電池汽車保有量達(dá)到100萬輛。依據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》，到2025年氫燃料動力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，燃料動力電池系統(tǒng)產(chǎn)量超過10萬套/公司，整機(jī)性能達(dá)到與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相當(dāng)。

2、燃料動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展依靠于產(chǎn)品成熟和成本降低

燃料動力電池使用壽命難以滿足運(yùn)營車輛全生命周期使用，膜電極翻新延長電堆使用壽命。燃料動力電池通常具有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。

燃料動力電池成本是限制燃料動力電池汽車行業(yè)發(fā)展速度的重要因素，當(dāng)前燃料動力電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈各個環(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)輸成本均勻在2元+/kg（200公里以內(nèi)）。

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

燃料動力電池：當(dāng)前燃料動力電池售價為800~1000元/kw。

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

氫能源成本降低將帶動燃料動力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)筆直用于電解制氫，用電側(cè)采用谷電價制氫成本仍較高。我們預(yù)計(jì)隨著化工制備的規(guī)模化效應(yīng)、以及電力成本繼續(xù)降低，將驅(qū)動氫能源制取的成本不斷降低。

氫燃料動力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、百公里消耗0.8kg計(jì)算，氫燃料動力電池的能源使用成本為56元/100km，按6.7元/L的汽油價格、8L/百公里測算，燃油車能源使用成本為53.6元/100km，氫燃料動力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)幾年后氫燃料動力電池的使用成本就將低于燃油車，全生命周期成本的比較重要將取決于購置成本。

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，美國能源局預(yù)測，當(dāng)達(dá)到1萬臺規(guī)模時，電堆成本將降至50美金/kw以下。當(dāng)達(dá)到50萬臺規(guī)模時，燃料動力電池電堆及發(fā)動機(jī)成本可分別下降至19美元/千瓦及45美元/千瓦。

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

全球燃料動力電池的使用場景正由以清潔電站、輔助電源向車用電源轉(zhuǎn)變。燃料動力電池依據(jù)其使用場景不同可大體分為交通運(yùn)輸用、固定式、便攜式燃料動力電池，近年來需求量均呈現(xiàn)爆發(fā)式上升。2019年全球燃料動力電池出貨量達(dá)1129.6MW，2015年-2019年復(fù)合上升率達(dá)到39.52%。其中，交通運(yùn)輸范疇需求上升尤為顯著，年復(fù)合上升率達(dá)68.13%，2019年占比80%以上。

2015-2019年我國燃料動力電池汽車產(chǎn)量在政策扶持下迎來快速上升。2015年，我國燃料動力電池汽車上牌數(shù)僅10輛，在燃料動力電池汽車補(bǔ)貼政策的帶動下，過去四年行業(yè)產(chǎn)銷量迎來高速上升，2019年我國燃料動力電池汽車上牌數(shù)達(dá)到2737輛，同比上升79%。我國燃料動力電池汽車產(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"期間燃料動力電池汽車仍將延續(xù)快速上升態(tài)勢。

我國純電動汽車2009年開始導(dǎo)入，2013-2015年迎來爆發(fā)上升，燃料動力電池汽車有望復(fù)制純電動汽車發(fā)展。2009年，"十城千輛"計(jì)劃公布，標(biāo)志著我國純電動新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的開端。在經(jīng)歷了初始導(dǎo)入階段后，2013年-2015年純電動汽車進(jìn)入爆發(fā)階段。2013年純電動汽車銷量僅1.46萬輛，2014、2015年分別實(shí)現(xiàn)了200%和400%以上的上升，2015年銷量達(dá)到24.75萬輛。目前燃料動力電池汽車也處于爆發(fā)前的導(dǎo)入階段，將來五年有望迎來爆發(fā)臨界點(diǎn)。

商用車是短時間燃料動力電池汽車發(fā)展重點(diǎn)。由于目前我國加氫站建設(shè)數(shù)量仍較少、燃料動力電池汽車的購置成本較高，商用車尤其城市公交將會是短時間最緊要的燃料動力電池汽車使用場景。一方面，城市公交車、重卡等運(yùn)營車輛的行駛路徑較為固定，對加氫站數(shù)量的依靠較低；另一方面，我國商用車有較大的保有量基數(shù)，在燃料動力電池汽車發(fā)展初期，通過政府補(bǔ)貼、獎勵示范等使用等方式先實(shí)現(xiàn)燃料動力電池汽車的規(guī)模化加工，有望復(fù)制此前純電動汽車范疇"以公帶私"的模式，推動氫燃料動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降。目前我國商用車頭部公司如宇通、福田、我國重汽等車企均已在燃料動力電池范疇積極布局。

燃料動力電池乘用車范疇目前以日韓車企為主。在乘用車范疇，全球燃料動力電池汽車銷量重要由豐田、本田和現(xiàn)代3家日韓公司貢獻(xiàn)。目前燃料動力電池乘用車售價遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)車或純電動汽車，豐田的全新第二代Mirai已在德國正式開售，售價6.39萬歐元（約合人民幣50.5萬元）。國內(nèi)目前加工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)。短時間我國燃料動力電池乘用車的產(chǎn)銷量上升速度，一是受限于車輛購置成本，二是乘用車適用的加氫站數(shù)量。