2023年氢能行业专题报告：氢车未来可期，氢燃料电池蓄势待发

氢燃料电池用途广泛，燃料电池汽车是氢能应用的重要场景

氢燃料电池汽车是氢能的重要应用场景，具备减碳、里程长等优势

氢燃料电池车是氢能应用的重要场景

全球绿色低碳转型有望推动氢能需求提升：氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，全球多 国制定绿色转型计划，并制定中长期碳排放目标，联合国表示到 2030 年全球碳减排 50%已成各国共 识。根据 Statista 数据，主要国际能源组织针对 2050 年氢能在全球能源总需求中的占比进行了预测， 数据显示主要能源组织预测到 2050 年氢能在总能源中的占比将达 22%，其余几家机构的预测值在 12%-18%间不等。以国际可再生能源机构 12%的占比预测为例，绿氢产量将提升到 2050 年的 6.14 亿吨。

交通领域将成为氢能应用的重要场景，氢燃料电池汽车需求有望快速增长：根据中国氢能联盟数据， 2020-2060 年通过使用绿氢有望实现超过 200 亿吨的碳减排量，其中交通行业累计减排量最大，约为 156 亿吨，减排占比 70%以上，可再生氢将在交通、钢铁、化工等领域成为主要的零碳原料。根据 我们的测算，全球绿氢需求有望从 2021 年的 3.76 万吨增长到 2030 年的 3320.44 万吨，CAGR 有望 达到 112.49%。根据 Statista 和国际可再生能源机构预测，绿氢在交通业总能源消耗中的占比预计由 2020 年低于 0.1%的较低水平提升至 2050 年 12%。2017-2021 年，随着氢燃料电池车销量提升，燃 料电池在交通领域装机量逐步提升。根据 E4tech 数据，2017-2021 年交通领域氢燃料电池装机逐渐 由 435.7MW 提升至 1,964.80MW，复合增长率达 46%。2017-2021 年交通领域氢燃料电池装机占全 球燃料电池总装机比例逐步由 66%提升至 85%。在碳达峰、碳中和的目标指引下，氢燃料汽车需求 有望快速增长。根据中国氢能联盟预测，2050 年我国燃料电池汽车保有量有望超过 300 万辆，加氢 站数量有望达到 1 万座，氢能消耗占比将达到 10%。

氢燃料电池是燃料电池汽车的核心零部件，具有转化效率高、无碳排放等特点：燃料电池汽车主要 结构包括电驱系统、燃料电池、车载储氢系统、电池系统等。根据国富氢能招股说明书（申报稿）， 氢燃料电池成本约占燃料电池汽车总成本的 50%，且燃料电池性能对整车功率输出、运行寿命等参 数具有重要影响，因此氢燃料电池是燃料电池汽车的核心零部件。氢燃料电池是由电极、电解质、 外部电路三部分构成的电化学装置，可通过电化学反应将氢气的化学能转变为电能。主流技 术——PEM 燃料电池的发电原理为：燃料（氢气）进入燃料电池的正极，在阳极上进行还原反应， 释放电子形成带正电荷的氢离子，氢离子穿过电解质到达负极，在负极与氧化剂（氧气）上进行氧 化反应生成水。在此过程中，电子不能通过电解质，从而只能流入电路，形成电流，产生电能。由 于燃料电池工作并不通过燃烧等热机过程，可直接将化学能转化成电能，理论上燃料电池热电转化 效率可达 85%-90%。

与燃油车相比，氢燃料汽车运行无污染，且能量转化效率较高

燃料可再生，运行过程中无碳排、无污染：氢燃料电池汽车的燃料为氢气，氢电转化的生成物只有 水，因此氢燃料电池汽车的运行可实现零排放，即不会生成 CO、CO2 或硫化物等污染物。根据碳中 和专业委员会数据，1 升汽油燃烧会释放 2.30kg CO2、0.627kg 碳、1 升柴油燃烧会释放 2.63kg CO2、 0.717kg 碳，使用氢燃料电池汽车可实现交通减碳。使用可再生能源制氢可进一步降低燃料汽车全生 命周期碳排放。燃料汽车全生命周期碳排放包括车辆周期和燃料周期，即车辆生产阶段排放的碳排 放和生产/使用燃料过程中的排放。根据余亚东《不同燃料路径氢燃料电池汽车全生命周期环境影响 评价》，若使用可再生能源发电制氢、气氢管道运氢，氢燃料电池汽车百公里等效碳排放量约 3.7kg； 若使用焦炉煤气副产氢或煤制氢、气氢管道运氢，氢燃料电池汽车百公里等效碳排放量分别为 20kg、 26.1kg。

相比内燃机，氢燃料电池转换效率更高：内燃机需要先将化学能转化成热能，利用气体受热膨胀对 外做功后将热能转化为机械能，在实际工况中，燃料燃烧时所放出的热量不能完全被工质吸收，仅 有一部分转变为机械能，其余一部分随工质排出，传给低温热源，还有一部分能量因需克服摩擦而 损失。由于内燃机的运转涉及热力学，因此需要受到卡诺循环效率限制，即热机在两个不同温度之 间工作的最大效率必定小于 1 的限制。根据太平洋汽车数据，大部分汽车发动机的热效率在 28%-33% 之间，将汽车发动机的热效率提升至 40%较为困难，以 2022 年荣获“中国心”十佳发动机的长城汽车 3.0T V6 发动机为例，其热效率约 38.5%。燃料电池作为电化学能量转换装置，并不受到卡诺效率限 制，可以直接将化学能转化为电能，最终转化为机械能，因此能量效率转化效率较高。根据衣宝廉 等《氢燃料电池》数据，氢燃料电池转化效率最高可达 84%。2023 年 2 月，亿华通发布 M180 氢燃 料电池发动机，M180 氢燃料电池发动机额定点效率达 52%，最高效率达 64% 以上，较传统汽油 机具备效率优势。

与电动车相比，氢燃料电池汽车续航里程长、冷启动能力强

氢燃料电池汽车在续航方面具备优势：质量能量密度是一定的质量物质中储存能量的大小，质量能 量密度越大则其在单位重量内储存的能量越大。氢气的质量能量密度约 120MJ/kg，约为柴油、汽油 和天然气质量能量密度的 3 倍。由于氢气能量密度较高，因此其单位重量内储存的能量较高，将氢 气通过氢电反应后所得到电能的能量亦较高，从而可实现氢燃料电池在续航方面的优势。根据我们 测算，若按照 84%的能量转换效率进行测算，1kg 氢气最多可发 28.21 度电，若按照 60%的能量转化 效率进行测算，1kg 氢气可发 20.15 度电。若燃料电池汽车载氢量 5kg，则燃料电池汽车等效单车带 电量超过 100 度电，相比于 Tesla Model Y 单车 60 度电带电量高约 67%。由于氢气质量能量密度较 高且氢燃料电池能量转换效率较高，氢燃料电池汽车的续航能力较优。

氢燃料电池低温工况下衰减低，冷启动能力强：锂电池在超低温（-20℃）下长时间放置会产生不可 逆的损伤，导致电池容量降低。根据电池联盟，随着温度的降低，锂电池充电时间将逐渐延长，并 且负极颗粒表面会析出金属锂，负极中可用活性锂离子的减少会导致动力电池容量不可逆的衰减。 控制燃料电池内部的含水量是提升其内部性能的关键，氢燃料电池本身电化学性能不受-40℃低温影 响，但如果燃料电池内部残留的水在低温下结冰，水-冰相会影响燃料电池材料性能、破坏电极材料 与燃料电池内部结构，导致燃料电池不能正常启动。因此通过优化燃料电池的内部排水设计、提升 排水性能可提升燃料电池的低温性能，目前国内系统厂商生产的燃料电池系统已经基本具备低温启 动能力。亿华通在 2020 年研发的石墨双极板 YHTG60SS 燃料电池系统已经可以实现-30℃低温启动、 -40℃低温存储。根据国家能源局《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，燃料电池汽车城市群 示范使用的燃料电池汽车所采用的燃料电池启动温度需不高于-30℃。

与氢内燃机汽车相比，氢燃料电池汽车效率更高、排放更少

氢燃料电池在效率方面具备优势：氢内燃机需要先将氢气的化学能转化成热能，利用气体受热膨胀 对外做功后将热能转化为机械能，因此需要满足卡诺循环，且能量损失较高。氢燃料电池可以直接 将化学能转化成电能，并由电能转化为机械能，不需要满足卡诺循环，因此氢燃料电池效率更高。 根据衣宝廉等《氢燃料电池》，燃料电池实际工作时的能量转换效率在 40%-60%范围内，而根据新 能源网数据，氢内燃机转化效率基本位于 35%-45%。

氢内燃机运行过程中会排放 NOx，NOx 有毒性且会造成大气污染：理想情况下氢内燃机的反应原理 为 2H2+O2=2H2O，但是由于大气中含有 80%氮气，且氢气在燃烧时火焰传播速度快、燃烧温度高， 导致氢内燃机在运行时会产生 NOx 排放，具体反应原理为：H2+O2+N2→H2O+NOX，氢气发动机与 空气混合燃烧所生成的 NOx 排放不可避免。NOx 的排放会导致一系列环境污染并对人体健康产生严 重的影响。根据智慧环境生态产业研究院，NOx（氮氧化物）的危害包括破坏臭氧层；阻碍植物光 合作用；危害人体中枢神经、心、肺多器官健康；形成酸雨等。

PEM 燃料电池为主流技术路线

质子交换膜燃料电池（PEM 燃料电池/PEMFC）是目前车用燃料电池主流技术方案，具有运行温度 低、效率高、启动时间快、技术成熟等特点：根据电解质不同，燃料电池可被分为碱性燃料电池（AFC）、 质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）等不同类型燃料电池。PEMFC 工 作温度通常低于 100℃，属于低温燃料电池，可适应车用工况。PEMFC 电解质为固体质子交换膜， 与同样可低温运行的碱性燃料电池相比，PEMFC 电解质没有泄露风险。PEMFC 启动时间小于 5 秒、 功率密度可达 1.0-2.0W/cm2，与其他类型燃料电池相比具备启动时间短、单位功率密度高的特点。 PEM 燃料电池汽车已经过超过 30 年研发，技术水平较为成熟。根据 E4tech 数据，截至 2021 年，PEM 燃料电池全球装机达 1,998.3MW，占全球燃料电池总装机比例超过 85%。

PEM 燃料电池对氢气纯度要求较高：依照国标《GB/T 37244—2018 质子交换膜燃料电池汽车用燃 料氢气》对原料氢气的纯度要求，PEM 燃料电池需要使用高纯氢气（≥99.97%）作为燃料，否则氢 气中微量的CO等杂质会吸附在铂催化剂上，从而占据了氢气发生氧化反应时所需的催化活性位点， 导致燃料电池性能显著降低。传统制氢方式如化石能源制氢以煤或天然气为原料，会产生包括烃类、 CO、CO2、有机硫等多种杂质，不能直接用作氢燃料电池燃料。根据李佩佩《浅谈氢气提纯方法的 选取》，煤制氢产物中氢气体积占比 48%-54%，天然气裂解制氢产物中氢气体积占比约 75%-80%。 若使用低纯度氢气作为原料气，则需要进一步提纯以供氢燃料电池使用。目前，吸附分离法是提纯 工业副产氢的有效方式之一，但是原料气中 10×10-6级的 CO 仍会造成燃料电池性能严重下降，需将 CO 浓度控制在 2×10-6以下。目前 PEMFC 广泛采用抗 CO 的 PtRu/C（铂钌合金）作为电催化剂，但 是以纯氢作为原料气时以 Pt/C 为催化剂性能更优。电解水所制得氢气纯度较高。随着电解槽技术进 步，电解水所得氢气纯度可高达 99.999%，可直接用作氢燃料电池燃料。

延长使用寿命、降本、提升功率密度为 PEM 燃料电池技术主要发展方向

优化工艺或将改善燃料电池使用寿命

商用车对燃料电池寿命要求较高，国产燃料电池寿命仍有提升空间：燃料电池使用寿命指的是电堆 由最大功率下降至额定功率的 90%所运行的时间，电堆额定功率下降会对燃料电池正常运行造成影 响。根据衣宝廉等《氢燃料电池》数据，轿车用燃料电池系统对寿命一般要求为 5000 小时以上；由 于商用车、固定电站连续运行时间较长，一般要求燃料电池系统寿命分别在 2 万、4 万小时以上。 国产燃料电池寿命已达到较高水平，但距离海外仍有一定差距。根据中国汽车工程学会，2022 年我 国石墨双极板电堆寿命已可达到 1.5-1.8 万小时，但海外部分燃料电池寿命已可达到 2.5 万小时。 质子交换膜降解、催化剂腐蚀是导致燃料电池电堆衰减的常见原因，优化工艺或提升燃料电池寿命： 质子交换膜化学降解、热降解、机械降解等方式都会导致质子交换膜快速失效；催化剂载体腐蚀会 导致铂颗粒脱落流失，从而导致催化剂电化学活性面积快速衰减。催化剂腐蚀、质子交换膜应力破 损会导致燃料电池效率快速衰减；质子交换膜的化学降解、催化剂的溶解沉积老化所导致的效率衰 减则较为缓慢。燃料电池寿命已经过多次改进，根据衣宝廉等《氢燃料电池》，截至 2020 年，燃料 电池通过三次迭代已将寿命由 700 小时提升至 6000 小时并以 1 万小时寿命作为研发目标，该目标已 于 2022 年阶段性达成。雄韬氢瑞生产的石墨板电堆的寿命已达到 1.5 万小时，并以 2 万小时寿命为 目标。后续或将通过优化工艺进一步提升燃料电池寿命，具体方案包括提升燃料电池气密性，防止 在电极上产生氧气/氢气混合界面、提升燃料电池操作控制，保持阴极、阳极供气速率保持平衡等。

国产替代、规模化生产有望推动氢燃料电池汽车降本

燃料电池降本是其重要发展方向：氢燃料乘用车、商用车均贵于同类型电动车。乘用车方面，根据 特斯拉官网数据，2023 年特斯拉 Model 3 标准版的售价为 4.02 万美元（折合人民约 29.1 万元），而 丰田 Mirai 2 标准版则需要 4.95 万美元（折合人民币约 35.5 万元）。商用车方面，据福田官网数据 显示，福田 49t 智蓝纯电重卡的价格为 98.9 万元，而 49t 燃料电池重卡的售价约 150 万元。2022 年 12 月，佛山飞驰汽车和鄂尔多斯市悦驰新能源汽车联合中标的 30 辆飞驰 49 吨氢燃料电池牵引车中 标总金额 4740 万元，车辆单价约 158 万元。当前阶段燃料电池汽车销售价格高于同类型电车，短期 内燃料电池汽车降本依然重要。如前文所述，燃料电池系统在整车中成本占比约 50%，燃料电池系 统降本仍为重要发展方向。

燃料电池零部件国产化是降低初始投资成本的重要方式：燃料电池系统由燃料电池电堆和系统主要 零部件组成，电堆成本占燃料电池系统成本比例约 60%。电堆由膜电极（MEA）、双极板、结构件 及其他零部件构成，系统主要零部件包括空压机、加湿器、DCDC 及其他零部件等。膜电极（MEA） 是燃料电池电堆的核心零部件，由质子交换膜、催化剂、气体扩散层组成，占电堆成本比例约 65%。 燃料电池电堆国产化是燃料电池成本下降的重要推动力，根据中国经济网，电堆降本 50%依赖催化 剂、质子交换膜、膜电极等关键材料和零部件降价，30%依靠企业技术进步和工艺革新，20%得益于 电堆企业数量增多带来的竞争。在产业化层面，根据车百智库，2021 年唐锋能源、武汉理工氢电、 鸿基创能、苏州擎动等国产膜电极批量应用于国产电堆，同年国鸿氢能、氢璞创能、雄韬氢雄竞相 降低电堆价格至 2000 元/kW 以内，推动燃料电池系统成本下降至 4000 元/kW 以内。

燃料电池核心零部件基本实现国产化：燃料电池核心材料国产化替代进程不断加快。根据吉林省人 民政府，2017 年我国仅掌握系统集成、双极板和 DC/DC 生产能力，其余主要依赖进口，国产化率 约 30%；2020 年，我国电堆、膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件均可自主控制，气体扩散层、 催化层和质子交换膜等核心材料加速研发，总体国产化率约 60%；2022 年我国已经基本实现了燃料 电池系统的国产化。2020 年，东岳 150 万平方米质子交换膜生产线一期工程在山东淄博投产；2022 年，氢电中科已经具备年产 1000kg 的燃料电池催化剂的产能；2022 年，金博股份与神力科技（亿 华通子公司）签署协议共同研发满足氢燃料电池领域应用的碳纸、柔性石墨极板，我国燃料电池核 心零部件已经基本实现国产化。

后续燃料电池零部件国产化产能有望提升：我国将针对燃料电池核心零部件，在国产化降本的同时 提升材料的稳定性并形成稳定供应能力。国电投氢能公司生产的质子交换膜价格较进口质子交换膜 价格低约 50%，但是由于膜电极制备工艺复杂、研发周期较长，仍需要在专业特性、国产化产能方 面进一步提升。根据车百智库，2022-2025 年，我国膜电极年产能有望从 40 万平米提升至 100 万平 米，气体扩散层产能有望从 10 万平米提升至 40 万平米。

规模效应推动燃料电池电堆与系统降本：产业链的规模效应可快速推动燃料电池汽车成本的下降。 根据赛瑞研究，若年产 1 千套燃料电池系统的单位成本为 1520 元/kW，将产量提升至 10 万套单位 成本则可能降至 430 元/kW，成本降幅超过 70%；若年产 1 千套燃料电池电堆的单位成本为 1096 元 /kW，将产量提升至 10 万套单位成本则可能降至 218 元/kW，成本降幅亦超过 70%。

政策引导与下游需求推动，氢燃料电池系统功率提升

政策引导下，燃料电池系统功率提升：我国车用燃料电池功率提升和补贴标准存在相关性，根据氢 能源与燃料电池数据，2017 年氢燃料电池额定功率主要在 30kW-40 kW 之间，与当时国补条件“燃料 电池额定功率不低于 30kW”相适应；国家能源局 2020 年发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的 通知》明确乘用车、轻型货车、中型货车、中小型客车最大补贴功率上限为 80kW、重型货车、大 型客车最大补贴功率上限为 110kW，推动 2022 年燃料汽车平均装机功率提升至 98.9kW，同比增长 7.8%。

商用车对燃料电池系统功率要求更高：大功率燃料电池系统适合长途重载重卡。由于目前氢燃料电 池还无法满足商用重卡对 200-300kW 的电堆功率需求，因此燃料电池重卡普遍采用“110kW 左右的 燃料电池电堆+锂电池”的电电混合方式。若燃料电池能够实现功率提升，则可实现对锂电池的完全 替代。高功率燃料电池系统已逐步应用于下游市场，根据捷氢科技数据，2022 年，国内配套 110-150KW 燃料电池系统的燃料电池汽车销量达到 2607 辆，占 2022 年燃料电池汽车销售比例超过 50%。展望后势，物流车、客车、重卡等车型燃料电池系统功率有望提升，根据车百智库，2025 年 氢燃料电池重卡系统功率有望提升至 150kW，并往远期 300kW 逐步发展。我国燃料电池厂商已具备 更大功率燃料电池生产能力，根据高工氢电，亿华通、重塑、氢蓝时代、清能股份、国鸿氢能等企 业已具备 200-300kW 燃料电池系统的生产能力。

船舶、轨交、航空等领域亦加速氢燃料电池的应用

国际海事组织计划 2050 年实现国际航运温室气体净零排放，国内外氢燃料电池船舶应用加快推进： 2023 年 7 月，国际海事组织承诺 2030 年前采用零和接近零排放的温室气体替代性燃料，相关技术 和燃料至少占国际航运能源使用量的 5%，力争达到 10%，于 2050 年前后实现国际航运温室气体净 零排放。为满足国际海事组织减排要求，各国加快推进氢燃料电池船舶的应用推广，各类氢燃料电 池船舶相继投入使用。2023 年 3 月，世界首艘氢燃料电池渡轮 MF Hydra 在挪威投入运营。国际上 氢燃料电池船舶技术发展较早，已完成轻型轮渡等方面的验证，并开展了大型内河集装箱的船上应 用探索。国内氢燃料电池船舶亦发展迅速。2023 年 3 月 17 日，国内首艘 500 千瓦级氢燃料电池动 力船“三峡氢舟 1 号”下水，并于 7 月完成首航，标志着国内氢燃料电池船舶领域的重要突破。

氢能列车发展较快，我国氢能列车技术水平与世界接轨：2022 年 12 月 28 日，全球首列氢能源市域 列车于成都下线发布，其采用氢燃料电池和超级电容相结合的能源供应方式，替代原有接触网供电 方案。根据四川日报数据，由于该氢能列车免掉了传统电气化铁路的接触网、变电所等复杂工程问 题，所以其一次性建设成本和全生命周期运营成本比传统高铁低 10%-20%左右。根据成都市发改委 数据，该列氢能源市域动车每天以时速 160km 运行 500km，一年可减少二氧化碳排放约 1 万吨。国 内自主研发的氢能源市域动车最高时速 160 公里，可实现 600 公里续航；而东日本铁路公司于 2022 年发布的云雀(Hybari) 氢能列车最高时速仅 100 公里，续航仅 140 公里，我国氢能列车技术水平已 与世界接轨。

国际民航组织设定 2050 年净零排放目标，氢能在航空领域应用提速：2022 年 10 月，国际民航组织 第 41 届大会批准通过了航空业于 2050 年实现净零碳排放的目标。同时，该组织计划于 2023 年 11 月召开国际民航组织第三次航空和替代燃料会议（CAAF/3），重点关注航空清洁能源全球框架，希 望通过氢燃料等各类清洁能源降低航空业碳排放，实现减碳目标。据航空运输行动组织（ATAG） 估算，53%-71%的航空脱碳要依靠可持续航空燃料的改用推广，可持续航空燃料的开发至关重要。 2021 年 3 月，HyPoint 公布了其涡轮风冷氢燃料电池系统原型，该燃料电池能量密度高达 1500Wh/kg， 主要应用场景为航空领域。

氢燃料电池可应用于储能、发电等领域，国内已有中长期规划

氢能发电建设成本较低，我国将拓展氢能在分布式发电领域应用：氢气发电建设成本较低，根据中 商产业研究院，氢能发电建设成本约 580 美元/kW，较天然气发电建设成本低 25%以上。国内通常 使用 PEM 燃料电池和固体氧化物燃料电池（SOFC 燃料电池）作为发电系统， 根据高工产研，2022 年国内氢发电系统装机量接近 10MW，同比增长 186%；国内氢发电单个项目装机功率向兆瓦级发展， 预计到 2025 年，国内氢发电市场需求量约 400MW 左右。根据国家能源局《氢能产业发展中长期规 划（2021-2035 年）》，我国将依托通信基站、数据中心、铁路通信站点、电网变电站等基础设施工 程建设，推动氢燃料电池在备用电源领域的市场应用；将在可再生能源基地，探索以燃料电池为基 础的发电调峰技术研发与示范，同时结合偏远地区、海岛等用电需求，开展燃料电池分布式发电示 范应用。

通过热电联产可提升燃料电池效率至 90%以上：氢燃料电池在发电过程中产生热量，可通过热电联 产将热能进行收集并供生活用水和建筑取暖等场景使用。根据中国能源政策研究院数据，通过使用 燃料电池热电联供系统，在发电效率 40%+的基础上，废热利用率可再提升 40%+，能源综合利用率 超过 80%，总效率是传统火力发电的 2 倍左右。市场方面，质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体 氧化物燃料电池（SOFC）皆有热电联产案例落地，固体氧化物燃料电池（SOFC）具有发电效率高、 燃料适应性强、高温余热可回收等优点，在大型发电、分布式发电及热电联供等领域具有广阔的应 用前景。PEMFC 方面，2021 年 5 月，东方电气自主研制的 100kW 级商用氢燃料电池冷热电联产系 统正式发运交付，该系统发电效率大于 52%，热电联产总效率超过 90%；SOFC 方面，2023 年 2 月， 潍柴在济南发布全球首款大功率金属支撑商业化 SOFC 产品，热电联产效率高达 92.55%，创大功率 SOFC 热电联产系统效率全球最高纪录。根据根据国家能源局《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，我国将因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施，推动在社区、园区、矿区、港口等 区域内开展氢能源综合利用示范。

氢燃料电池可与氢储能形成耦合，但效率较低、成本较贵，规模化发展仍需时间：氢储能指以氢能 作为媒介，实现“可再生能源发电-电解水制氢-氢燃料电池发电”的能量转换过程，将多余的电能通过 电解水转化为氢气中的化学能得以储存。其中，电解水制氢效率达 60%-85%，燃料电池发电效率为 40%-60%，虽然单过程转换效率相对较高，但电-氢-电过程存在两次能量转换，整体效率会下降到 40%左右。氢燃料电池与氢储能耦合可应对新能源消纳不足的问题，使可再生能源电力在不同时间 和空间尺度上实现转移，但是整体效率略低。成本方面，抽水蓄能和压缩空气储能成本约为 7,000 元/kW，电化学储能成本约为 2,000 元/kW，而氢储能系统成本约为 13,000 元/kW。氢储能工艺流程 较长，目前各环节的产业化程度还比较低，实现规模化发展仍需一定时间。根据《氢能产业发展中 长期规划（2021-2035 年）》，我国将发挥氢能调节周期长、储能容量大的优势，开展氢储能在可再 生能源消纳、电网调峰等应用场景的示范，探索培育“风光发电+氢储能”一体化应用新模式。

国内外政策积极落地，推动氢燃料电池汽车高质量发展

国内：政策积极推动燃料电池汽车发展

五部委联合下发燃料电池示范应用通知，“以奖代补”有望提升需求

2020 年五部委联合下发《关于开展燃料电池汽车示范应用通知》，设立五大城市群，针对燃料电池 汽车关键核心技术、产业化应用进行突破： 2020 年 9 月财政部、工信部、科技部、发改委、能源 局联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》（下称《通知》），2021 年 8 月，京津冀、 上海、广东三大城市群率先启动燃料电池汽车示范应用推广；2021 年 12 月，河北、河南城市群入 选第二批入选示范区。中央财政计划通过对新技术示范应用以及关键核心技术产业化应用给予奖励， 加快带动相关基础材料、关键零部件和整车核心技术研发创新。争取用 4 年左右时间，逐步实现关 键核心技术突破，构建完整的燃料电池汽车产业链。

《通知》采取“以奖代补”形式，按照各个城市目标完成情况拨付奖励资金：《通知》采取“以奖代补” 方式，按照各个城市目标完成情况核定并拨付奖励资金。在示范期内，若示范城市群满足相关“推广 应用车辆技术和数量”要求，可最多获得 1.5 万积分（对应约 15 亿元补贴），具体要求包括“燃料电 池乘用车所采用的燃料电池堆额定功率密度不低于 3.0kW/L；燃料电池商用车所采用的燃料电池堆 额定功率密度不低于 2.5kW/L”、“燃料电池汽车纯氢续驶里程不低于 300 公里”等；在氢能供应领域， 示范期内，若示范城市群满足相关“氢能供应及经济性”要求，可最多获得 2000 积分（对应约 2 亿元 补贴），具体要求包括“车用氢气年产量超过 5000 吨。鼓励清洁低碳氢气制取，每公斤氢气的二氧 化碳排放量小于 15kg”、“加氢站氢气零售价格不高于 35 元/公斤”等。原则上 1 积分约奖励 10 万元， 超额完成部分予以额外奖励。

多级“奖励”政策有望提升燃料电池汽车需求：根据《关于开展燃料电池汽车示范应用通知》，燃料 汽车示范城市群在 2020-2022 年将针对标准车分别按照 1.3 分/辆、1.2 分/辆、1.1 分/辆、0.9 分/辆标 准进行补贴；针对燃料电池系统额定功率大于 80kW 的货运车辆，最大设计总质量 12-25 吨的按照 1.1 倍积分、25-31 吨的按照 1.3 倍积分、31 吨以上的按照 1.5 倍积分，针对不同功率的不同车型亦 有积分倍数调整。按照 1 积分约奖励 10 万元推算，在 2023 年购买功率 80kW 及以上的氢燃料汽车 将获得国补 17.10-37.80 万元。除了国补以外，部分地区仍针对燃料电池汽车省补、地补。根据上海 《关于支持本市燃料电池汽车产业发展若干政策》，上海针对整车购置、关键零部件、车辆运营等 环节均配有补贴；《北京市燃料电池汽车示范应用项目资金支持细则》明确国补：市补 1：1，大兴 区根据《大兴区促进氢能产业发展暂行办法（2022 年修订版）》设有最高 40%区补。

国内氢燃料电池汽车发展分三步走，2025 年氢燃料电池汽车推广有望加速

国内氢能燃料电池汽车预计经历初步示范、加快推广、大规模应用三阶段：根据《氢能产业发展中 长期规划（2021-2035 年）》，我国氢能燃料电池汽车发展预计经过三个阶段： 1）2020-2025 年为初步示范阶段：2020 年初步实现氢能燃料电池汽车的商业化应用，商业化规模达 到 1 万辆，投入运营的加氢站 100 座，在北京、上海、郑州、武汉、成都、张家口、佛山等全国多 个大中小不同的城市，以公共交通、仓储物流为主要的业务，开展商业化示范运行，累计运行达到 1 亿公里。 2）2025-2030 年为加快推广阶段：到 2025 年，加快实现氢能及燃料电池汽车的推广应用，以公共服 务用车的批量应用为主，基于现有的储存、运输和加注的技术，在 150 公里的辐射范围内，因地制 宜地推广氢能燃料电池技术，通过优化燃料电池系统的结构，加速关键零部件的产业化，大幅度降 低燃料电池系统的成本，车辆的保有量要达到 5 万~10 万辆。 3）2030-2035 年为大规模应用阶段：2030 年到 2035 年，要实现氢能及燃料电池技术的大规模推广 应用，大规模的氢的制取、储存、运输、应用达到一体化，加氢站的现场储氢、制氢规模的标准化 和推广应用也到一定的程度，要完全掌握燃料电池核心关键技术，建立完备的燃料电池的材料、部 件及系统的制备能力。

多省下发氢能规划，有望推动燃料电池需求增长：除国家五大示范城市群之外，江苏、山东、浙江、 辽宁等众多省市也在积极推进燃料电池产业落地与市场化进程。江苏：2019 年江苏省印发了《江苏 省氢燃料电池汽车产业发展行动规划》，提出到 2025 年，江苏省将力争全省氢燃料整车产量突破 1 万辆。山东：2020 年山东发布《山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030 年）》，目标到 2025 年累计推广燃料电池汽车 1 万辆。浙江：2021 年浙江发布《浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发 展实施方案》，目标到 2025 年推广燃料电池汽车 5 千辆，规划建设加氢站 50 座。辽宁：2022 年， 辽宁省发布《辽宁省氢能产业发展规划（2021-2025 年）》，规划到 2025 年推广燃料电池汽车 2000 辆、燃料电池船舶 50 艘、加氢站 30 座；2035 年推广燃料电池汽车 15 万辆、燃料电池船舶 1500 艘、 加氢站 500 座。

2023 年以来氢燃料电池汽车产销量与上险量快速增长：2016-2022 年国内燃料电池汽车销售量整体 呈现上升趋势。2020-2021 年，由于氢燃料电池汽车示范城市群暂未确定，因此销售量短暂下滑。2022 年，氢燃料汽车销售实现倍增。根据中汽协，2022 年氢燃料电池汽车销售量为 3367 辆，同比增长 112%。根据香橙会数据，2022 年国内氢燃料汽车实际上险量达到 5009 辆，同比增长 166%。2023 年以来氢燃料电池汽车上险量呈加速上升趋势，2023 年 1-5 月燃料汽车共上险 1553 辆，同比增长 197%；其中 2023 年 5 月共上险 545 辆，同比增长 856%，环比增长 21%。根据 IEA，截至 2022 年 末，我国共氢燃料电池汽车保有量合计约 1.37 万辆，占全球氢燃料汽车保有量比例约 19%。

海外：氢燃料电池市场发展提速

日本目标在 2030 年推广 80 万辆乘用车、1000 座加氢站：自日本于 2013 年《日本再复兴战略》首 次将发展氢能源提升为国策后，多次出台文件针对氢能发展制定目标，包括《日本氢和燃料电池战 略路线图》（2014），《氢能源白皮书》（2015），《氢能源基本战略》（2017），《第五次能源 基本计划》（2018），《氢能与燃料电池路线图》（2019），《氢能源基本战略》（2023）。2023 年 6 月 6 日，日本经济产业省颁布修订后的《氢能基本战略》，明确 2030 年日本国内将普及约 80 万辆氢燃料电池乘用车，加氢站数量达到 1000 座，普及 300 万台家用燃料电池热电联产系统，燃料 电池发电效率从 40%-55%提高至 60%。根据 IEA，截至 2022 年末日本氢燃料汽车保有量合计约 8000 辆，占全球氢燃料汽车比例约 11%，加氢站 160 余座，约占全球加氢站总数的 16%。

韩国计划以氢燃料电池汽车和燃料电池为核心，将韩国打造成世界最高水平的氢能经济领先国家： 出于能源安全考虑，2018 年，韩国政府制定《氢燃料电池汽车产业生态战略路线图》，2019 年发布 《氢能经济活性化路线图》，目标使韩国从化石燃料资源匮乏国家转型为清洁氢能源产出国。《路 线图》计划，到 2025 年，通过提供补贴等措施提升氢燃料电池乘用车产能至 10 万辆，并降低氢燃 料电池车售价至 3000 万韩元（人民币 18 万元），目标到 2030 年氢燃料电池汽车保有量达到 180 万 辆；目标 2040 年氢燃料电池汽车生产量达 620 万辆，在全国建立 1200 座加氢站的基础上推广 4 万 辆氢能巴士、8 万辆氢能出租车。2020 年韩国发布全球首个氢能法律，《促进氢经济和氢安全管理 法》，为促进以氢为主要能源的氢经济实施奠定基础。根据 IEA，截至 2022 年年末，日本燃料电池 车保有量约 8000 辆，韩国燃料电池车保有量约 3 万辆，约占全球燃料电池汽车总保有量的 41%。

美国 20 世纪提出“氢经济”概念，21 世纪氢能发展有所放缓： 1969 年，阿波罗登月飞船已成功应用 碱性燃料电池作为航空辅助电源。20 世纪 70 年代，受中东战争影响，美国为了摆脱对进口石油的 依赖,首次提出“氢经济”概念,认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源。21 世纪初， 美国曾多次发布氢能相关政策包括《国家能源政策》（2001）、《国家氢能路线图》（2002）、“氢 燃料倡议”（2003）、“氢能行动计划”（2004）、“氢后视镜计划”（2005）。2006 年-2014 年，由于 石油危机缓解、全球金融危机冲击、页岩气革命成功，美国针对氢能相关预算逐渐放缓。

碳减排需求推动美国重启氢能发展规划：2018 年，随着节能减排需求提升，美国政府重新开展氢能 投资。2019 年美国燃料电池和氢能协会发布《美国氢能经济路线图》，目标 2025 年美国氢燃料电 池汽车保有量达到 20 万辆，2030 年保有量达到 530 万辆。2020 年美国能源部发布《氢能计划发展 规划》目标交通部门用氢价格降至 2 美元/千克。2023 年 6 月，拜登-哈里斯政府正式发布《美国国 家清洁氢能战略路线图》，《路线图》是美国首个国家氢能发展战略，旨在加快清洁氢生产、加工、 输送、储存和使用。《路线图》确定了 3 项关键战略：1）确保清洁氢的战略性用途，尤其是在工业 部门、重型运输、长期储能等替代领域，推升清洁氢效益最大化。2）推动创新和扩大规模、刺激私 营部门投资和发展清洁氢供应链来降低清洁氢成本。3）关注具有大规模清洁氢生产和终端使用的区 域网络，实现基础设施投资效益最大化，推动规模化应用从而促进清洁氢市场价值提升。根据国际 能源署（IEA）数据显示，截至 2022 年年底，美国氢燃料电池车保有量约 1.5 万辆，占全球氢燃料 电池汽车占比约 21%。

欧盟氢能发展历程与美国类似，2019 年后重启氢燃料电池汽车投资： 2003 年欧盟多国合作开展 European Research Area（ERA）项目研究，设立欧洲氢能和燃料电池技术研发平台，重点攻关氢能 和燃料电池领域的关键技术。2008 年后由于经济放缓、油价下跌使得欧洲针对氢能投资放缓。随着 2019 年欧盟 28 个成员国签署并批准《巴黎协定》，氢能相关指导政策密集发布，欧洲氢能投资重 启。2019年欧洲燃料电池和氢能联合组织发布《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径》， 预计 2030 年氢燃料乘用车、轻型商业运输车、氢燃料卡车/公共汽车将分别达到 370 万辆、50 万辆、 4.5 万辆。2020 年欧盟出台《欧洲氢能战略》，规划 2024-2030 年逐步应用氢能于卡车、轨道交通以 及海上运输等新领域。2021 年“氢能欧洲”组织发布《氢能法案：创造欧洲氢经济》，计划建立泛欧 氢能基础设施主干，并通过配额、制定氢气价格等方式刺激氢需求。2022 年后，受到地缘政治因素 影响，欧洲能源安全需求提升，氢能发展进一步加速，2022 年 5 月欧洲能源供应调整计划公布，目 标是到 2030 年在欧盟生产 1000 万吨可再生氢，并进口 1000 万吨可再生氢。2023 年欧盟创建“欧洲 氢能银行”，加大对氢能市场的投资力度。2023 年 3 月，欧盟议员就使用可再生氢和衍生燃料的全 球首个具有约束力的配额达成一致，强制要求现有工业氢用户以可再生氢替代至少 42%的需求，且 要求至少 0.5%的交通运输能源为氢基。到 2030 年，欧盟成员国除了确保可再生氢在现有工业氢需 求中占比为 42%，还要求到 2035 年相关占比提升至 60%。

全球氢燃料电池汽车保有量有望快速增长：全球氢燃料电池汽车保有量增速较快。根据 IEA 数据， 截至 2022 年全球氢燃料电池车的保有量约为 7.21 万辆，同比增长约 40%。其中乘用车占比约 80%、 卡车占比约 10%、公交车占比约 10%。2022 年氢燃料卡车增速较快，达到 60%。新增燃料电池乘用 车主要来自韩国，占比达 2/3。根据 Interact Analysis 预测，2030 年全球氢燃料电池保有量有望超过 165 万辆，2022-2030 年年均复合增速约 48%。

商用车：国内氢燃料电池主要应用场景，氢气价格下降有望提 升氢燃料商用车经济性

商用车适合作为切入点发展燃料电池汽车

新能源商用车渗透率较低：商用车包含了所有的载货汽车和 9 座以上的客车，可分为客车、货车、 半挂牵引车、客车非完整车辆和货车非完整车辆五类。商用车新能源渗透比例较低，根据中国能源 报数据，截至 2022 年末，我国新能源商用车市场渗透率仅 10.2%，其中中重型新能源货车渗透率不 到 3%，与总体新能源汽车 26%的渗透率相比有较大差距。

商用车减排需求大，重型货车是商用车减排的关键：商用车领域具备较大的减排空间。根据人民网 数据，商用车碳排放占全部车辆碳排放比例约 65%，重型货车碳排放量占商用车的 83.5%，重型货 车是碳减排的关键车型。重型货车运行过程中其他污染物质的排放水平也较高，以柴油货车为例， 全国保有量虽然仅占汽车保有量的 8%，但其氮氧化物和颗粒物排放量却占整体排放的 80%以上。目 前我国货运仍以公路运输的方式为主，根据中国能源报数据，2022 年我国货物运输总量 506 亿吨， 其中公路货运量为 371.2 亿吨，公路货运占比高达 73.3%，公路运输整体减排需求庞大。2022 年， 生态环境部发布《减污降碳协同增效实施方案》，明确提出将探索开展中重型电动、燃料电池货车 示范应用和商业化运营。到 2030 年，大气污染防治重点区域新能源汽车新车销售量达到汽车新车销 售量的 50%左右。在减排需求推动下，氢燃料电池商用车应用场景逐渐丰富。根据亿华通招股说明 书，目前氢燃料电池汽车已经演化出自卸车、牵引车、厢式运输车等车型，在牵引运输、城市货运 等场景上已有应用。

国内氢燃料电池商用车占据主导地位：目前，国内销售的氢燃料汽车主要应用在商用车领域。根据 汽车总站数据，2022 年氢燃料电池汽车上险辆达 5009 辆，客车、重卡、其他货车等商用车上险量 达 4782 辆，占总上险量的 95%，其中，重卡上险辆达 2465 辆，占比达 49%。根据 IEA 数据，截至 2022 年末，我国商用车保有量占比约 99%。国内优先发展商用车的原因在于两方面：1）商用车可 实现批量示范，形成规模后可以推动燃料电池成本和氢气成本下降；2）商用车行驶在固定线路上且 车辆集中，对加氢基础设施布局的要求也相对更低。因此在燃料电池产业发展的初期，发展燃料电 池重型载货车的战略引导作用高于乘用车。

国内氢燃料电池汽车前期发展主要应用在公交车领域：由于公交车路线固定，对加氢站数量要求有 限，故而氢燃料电池前期应用主要面向公交车领域。2003 年，3 辆奔驰氢燃料电池公交车在北京进 行了首次测试。2017 年，国内首条商业化运营的燃料电池公交线路由飞驰巴士在佛山云浮运营。根 据 IEA，截至 2022 年末，我国氢燃料公交车保有量约 5400 辆，占我国氢燃料电池汽车保有量的 40%。 后期发展重点依托物流、重卡领域：2021 年 7 月，河钢集团在河钢唐钢新区投放 30 辆 49 吨氢能重 卡，标志着我国首条氢能重卡运输线正式商业运营。2023 年 7 月，中石化氢能源沪甬城际物流干线 首次示范运行，“上海-宁波”跨区域氢能物流干线常态化规模运输具备成熟条件，氢能重卡往返半径 从 200 公里增加到 400 公里。根据 IEA，截至 2022 年末，我国氢燃料卡车保有量约 7000 辆，占我 国氢燃料电池汽车保有量的 52%。

氢燃料电池重卡载重、续航较纯电重卡具备优势

在大吨位载重与续航能力上，氢燃料电池重卡较纯电重卡具备显著优势：限制车辆载重能力的关键 因素是车辆自重，根据《交通运输部办公厅关于进一步规范全国高速公路入口称重检测工作的通知》， 6 轴车 6×4 双驱汽车列车总质量限值 49 吨，即牵引车、挂车合计质量应小于 49 吨。若牵引车自重 较重，则其挂车所能承载重量则相应下降。由于氢燃料电池汽车动力系统较轻，因此氢燃料电池汽 车载重能力更强。以飞驰 49t 燃料电池重卡和福田 49t 智蓝纯电重卡为例，燃料电池重卡可载挂车质 量约 38.38 吨，纯电重卡可载挂车质量约 37.97 吨，虽然看似可载挂车质量差额仅 0.41 吨，但纯电 重卡续航仅 200 公里，燃料电池汽车续航可达到 400 公里。根据我们计算，假定纯电重卡电池带电 量与续航里程呈正比例关系，纯电重卡要实现 400 公里续航则需要新增电芯 2.85 吨，此时燃料电池 重卡和纯电重卡载重能力差距或拉开至 3 吨以上。

储氢瓶标准提升，或推动氢燃料重卡载重量、续航里程进一步上升：Ⅲ型瓶、Ⅳ型瓶均属于储氢容 器，两者区别在于Ⅲ型瓶使用金属内胆、Ⅳ型瓶使用塑料内胆。由于Ⅳ型瓶使用塑料内胆，因此 单瓶重量较Ⅲ型瓶轻约 22.5%。2023 年前，国内缺乏车用Ⅳ型瓶相关标准，因此车辆基本使用Ⅲ型 瓶作为车载储氢容器。2023 年 5 月 23 日，《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》标准发布， 轻量化Ⅳ型瓶商业化或加速，燃料电池重卡可载重量进一步提升。此外，储氢瓶标准提升可推动燃 料电池汽车续航进一步提升。燃料电池汽车续航里程与储氢量紧密相关，若燃料电池系统配备液态 等大质量储氢容器，则燃料电池重卡续航里程可突破 1000 公里以上。福田汽车研发的智蓝欧曼氢能 重卡搭载了液氢储供系统，储氢量达到 110kg，续航里程已经超过了 1000 公里。

氢燃料电池重卡 TCO 成本有望下降

现阶段氢燃料电池重卡购置成本、运营成本双高：TCO（Total Cost of Ownership，全生命周期成本） 是资产购进成本及其整个生命服务周期中发生的成本之和，燃料电池汽车的 TCO 成本主要包括车辆 购置成本和后期运维成本，TCO 成本能够较为全面科学地分析出车辆运营所需的隐性成本，为用户 提升运营效益提供助力。目前商用车整体新能源化率不高，主要原因在于新能源商用车 TCO 成本较 高。购置成本方面，根据我们测算，若燃料电池系统价格 3500 元/kW，燃料电池重卡售价约 150 万 元，相比于柴油重卡 40-50 万元的售价不具备价格优势。运营成本方面，运营成本主要由维护成本、 燃料成本构成，其中燃料成本占比较高。若氢气价格 35 元/kg，氢燃料电池重卡百公里氢耗 10kg， 则燃料电池重卡 TCO 成本中燃料成本约占 350 万元；与之相比，若柴油价格 5 元/L，柴油重卡百公 里油耗 40L，则柴油重卡 TCO 成本中燃料成本约占 210 万元。现阶段氢燃料电池重卡 TCO 成本约 788 万元、柴油重卡 TCO 成本约 500 万元，氢燃料电池重卡的购置成本、运营成本均较高。

燃料成本降低相对更为关键：燃料成本占氢燃料电池汽车 TCO 成本比重较大。根据我们的测算，在 燃料电池重卡售价 150 万元、氢气价格 35 元/kg 的条件下，燃料电池 TCO 成本约 788 万元，其中燃 料成本占 TCO 成本比例约 44%。此外，由于目前针对氢燃料电池汽车还存在不同形式的国补、地补， 国补、地补能够抵免一部分初始购置成本，因此燃料（氢气）成本降低对于氢燃料电池 TCO 成本下 降更为关键。

风光 LCOE 下降带动制氢成本下降：电解水制氢成本中，电费占比较高，根据车百智库数据，电费 约占制氢费用的 86%。根据王明华《新能源电解水制氢技术经济性分析》，在电价 0.25 元/kWh，运 行 4000 小时的条件下，电解水制氢成本约 21.05 元/kg，若电价下降到 0.10 元/kWh，电解水制氢成 本则可降至 12.11 元/kg，制氢成本降幅超 40%。随着风电整机、光伏组件价格下降，风光发电 LCOE （Levelized Cost of Energy，平准化度电成本）有望下降，有望带动制氢成本下降。根据我们的测算， 组件价格 1.8 元/W 时，光伏发电 LCOE 约为 0.3692 元/W，如组件价格下降至 1.2 元/W，光伏发电 LCOE 相应下降至 0.3109 元/W。

氢燃料电池重卡或将较柴油重卡取得经济性：随着燃料电池系统规模化降本、终端氢气成本下降， 氢燃料电池重卡或将较柴油重卡取得经济性。根据我们测算，当燃料电池系统成本降至 560 元/kW、 氢气终端价格降至 15 元/kg 时，氢燃料电池重卡 TCO 成本有望降至 420 万元。柴油重卡 TCO 成本 约 500 万元，氢燃料电池重卡经济性有望超过柴油重卡。

2026 年氢燃料商用车保有量有望超过 7 万辆，2022-2026 年复合增速超 50%：我们认为，在商用车 节能减排的大背景下，我国氢燃料商用车销售增速有望提升。根据国家能源局《氢能产业发展中长 期规划（2021-2035 年）》，2025 年我国燃料电池车辆保有量目标约 5 万辆，我们预测 2023-2026 年氢燃料电池商用车销售量分别为 0.75 万辆、1.15 万辆、1.89 万辆、2.86 万辆，销量增速分别为 51%、 67%、83%、60%；预测 2025、2026 年氢燃料电池商用车保有量分别约 5.12 万辆、7.98 万辆，2022-2026 氢燃料商用车保有量复合增速或超过 50%。

乘用车：依赖于基础设施完善与汽车性能提升

日韩主推氢燃料电池乘用车

氢燃料乘用车在全球范围内保有量占比较高，国内氢燃料乘用车保有量占比不到 5%：乘用车是全 球大部分国家发展氢燃料电池汽车的初始选择。根据 IEA 数据，截至 2022 年底，全球燃料电池汽车 总保有量达到 7.21 万辆，其中乘用车保有量约 5.75 万辆，占全球燃料电池汽车保有量比例约 80%。 截至 2022 年末，韩国、美国、日本氢燃料电池乘用车保有量较高，保有量分别约为 2.93 万辆、1.50 万辆、0.76 万辆，占全球氢燃料电池乘用车市场比例分别约为 51%、26%、13%。国内氢燃料电池 汽车保有量占比不足 1%。根据 IEA 数据，截至 2022 年末，国内氢燃料电池汽车保有量约 1.34 万辆， 其中氢燃料电池乘用车保有量仅约 300 辆左右，氢燃料电池乘用车在国内占比不足 5%。

日本、韩国地域面积较小，发展氢燃料电池汽车具备优势：东京（日本首都）到大阪（日本第二大 城市）距离仅 500 余公里，首尔（韩国首都）到釜山（韩国第二大城市）距离仅 400 余公里。由于 氢燃料汽车单次加氢基本可满足 500 公里续航，日本、韩国建设数个加氢网点即可满足乘用车需求， 适于发展氢燃料乘用车。

国内加氢基础设施有望完善，助力氢能乘用车渗透率提升

加氢基础设施是氢能乘用车发展的基础：加氢站等氢能基础设施对氢能汽车产业发展至关重要。由 于燃料电池汽车主要通过加氢站加氢补能，因此充足的加氢站以及完善的氢气制储运体系是燃料电 池乘用车规模化的前提。根据匹配车型的不同，一座加氢站可匹配 20-100 辆氢燃料汽车加氢需求。 根据中国石化数据，一座加注能力500kg/天的加氢站可满足每天100台氢燃料电池乘用车加注需求。 我国积极推动加氢基础设施建设：我国将推动完善氢加注标准建立健全，2023 年 7 月国家标准委印 发《氢能产业标准体系建设指南（2023 版）》，其中明确，我国将在氢加注领域，针对加氢站设备、 技术、系统、运营管理、安全管理等多方面进行规范。我国将统筹规划加氢网络，根据《氢能产业 发展中长期规划（2021-2035 年）》，我国将有序推进加氢网络体系建设，支持依法依规利用现有加 油加气站的场地设施改扩建加氢站，探索站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站等新模式。

我国加氢站建设全球领先，具备良好的发展氢能乘用车基础：我国加氢站在运数量位居全球第一， 较高的加氢站数量或为后续国内氢燃料乘用车渗透率提升奠定基础。截至 2022 年末，全球共有 814 座加氢站投入运营，其中国内在运加氢站 245 座，国内在运加氢站数量位居全球之首。截至 2022 年 末，广东、山东、江苏、河北、上海、北京等省市加氢站建设数量靠前，其中广东、山东、江苏分 别建成加氢站 47、27、26 座。

国产氢能乘用车系统功率密度、带氢量提升，助力氢能乘用车性能提升

乘用车对燃料电池系统功率密度要求更高，电堆体积功率密度有望翻倍增长：质量功率密度（kW/kg） 与体积功率密度（kW/L）代表单位质量或体积下电堆或者系统的输出功率。高质量功率密度有利于 提高整车的有效载荷，高体积功率密度有利于电堆/系统在整车上的布置。由于乘用车空间更加紧凑， 因此对系统体积功率密度要求更高。国家能源局 2020 年下发《关于开展燃料电池汽车示范应用的通 知》中明确，“商用车电堆体积功率密度达到 2.5kW/L、乘用车电堆体积功率密度达到 3.0kW/L”才可 获得积分。燃料电池电堆体积功率密度有望翻倍增长，世界上较为先进的量产燃料电池车型（丰田 MIRAI-2021）所使用的燃料电池电堆体积功率密度约 4.4 kW/L，其使用的电堆体积功率密度已较 5 年前上代车型使用的电堆体积功率密度提升约 40%，后续燃料电池电堆功率密度仍有提升空间，根 据国家自然科学基金委员会，燃料电池电堆功率密度有望在 2030 年提升至 6-9 kW/L。

国内已有高功率密度电堆产品，系统关键材料性能优化是功率密度提升的关键：提升燃料电池系统 关键材料性能是提升系统功率密度的方案之一，膜电极性能提升对提升电堆功率密度起重要作用。 通过改善质子交换膜性能、提升催化剂性能、优化双极板流道等方式可提升燃料电池系统功率密度。 国内已有高功率密度电堆产品，2021 年 11 月捷氢科技发布 M4 电堆平台，该平台通过使用自制高性 能的膜电极、非贵金属涂层双极板，实现了 5.1kW/L 的电堆峰值功率密度；2022 年 5 月雄韬氢瑞发 布 W1.0 金属板电堆，体积功率密度达到 5.4kW/L，其在研的 W2.0 电堆体积功率密度可达 6.0kW/L； 新源动力在 2022 年 10 月发布的燃料电池电堆 HYMOD-200M7 采用低铂、高性能膜电极匹配超薄金 属双极板的方案，成功将体积功率密度提升至 6kW/L。

应用有望推广，推动氢燃料汽车续航里程提升： 70MPa 储氢瓶储氢压力更大，单位体积下能存储 氢气重量更大。根据北极星氢能网，车载储氢瓶 70MPa 下每升氢气重量约 39g、35MPa 下每升氢气 重量约 20-22g，单位体积下 70MPa 储氢瓶储氢质量约为 35Mpa 储氢瓶储氢质量的两倍。根据我们 测算，一个 200 升、70MPa 储氢瓶常温下储氢量约 8kg；一个 200 升、35MPa 储氢瓶常温下储氢量 约 4kg。储氢瓶压力提升将推动单位体积下储氢质量提升，并推动氢燃料汽车续航里程提升。 70MPa 车载储氢瓶应用有望提速：我国车用 35MPa 储氢瓶市占率较高，主要原因系原涉及车载高 压供氢系统的国家标准均将车载氢系统的工作压力上限设置为 35Mpa。2020 年 7 月 21 日，《GB/T 26990-2011 燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》及《GB/T 29126-2012 燃料电池电动汽车车载 氢系统试验方法》两项国标修改后正式实施，两项国标均将原范围中车载氢系统的工作压力上限由 35MPa 提升至 70MPa。根据《Current status of automotive fuel cells for sustainable transport》，国际主 流车型已经广泛使用 70MPa 的Ⅳ型储氢瓶。我们认为，为满足进一步长续驶里程的需求，未来车载 储氢瓶压力规格有望由 35MPa 向 70MPa 过渡。近年来，搭载 70MPa 车载供氢系统的燃料电池汽车 已逐渐在国内氢燃料电池汽车示范群内开跑。国内未势能源、中材科技、中集安瑞科等企业已经具 备 70MPa 储氢瓶的生产能力，AION LX Fuel Cell 等国产氢燃料汽车也已开始使用 70MPa 储氢瓶。

国内车企已具备生产氢燃料电池乘用车能力：上汽、广汽、东风、海马等国内车企对氢燃料电池乘 用车积极研发，氢燃料电池系统发动机、氢燃料电池整车已经具备国产化能力。2016 年，上汽荣威 950 燃料电池轿车成为国内首款实现公告、销售和上牌的燃料电池轿车；2020 年，广汽发布了首款 氢燃料电池汽车 Aion LX Fuel Cell，其搭载广汽首套自主设计开发燃料电池系统，于 2021 年 10 月 在如祺出行平台开启示范运营；2022 年，东风汽车自主开发出国内首款全功率燃料电池乘用车“东 风氢舟”，2022 年 11 月，东风汽车将 3 辆“东风氢舟”交付给广东佛山市，以网约车、园区摆渡车、 公务用车等多种方式示范运营；2023 年 4 月，海马汽车与丰田汽车合作打造的氢燃料电池汽车海马 7X-H 首台功能样车下线；2023 年 5 月国氢科技乘用车用燃料电池“氢腾-S”发布，而后搭载在全新红 旗 H5 乘用车上。

上海积极推动乘用车示范

全国首批常态化运营燃料电池网约车落地上海：上海是全国首批常态化运营燃料电池网约车落地的 城市。2021 年 10 月，上海首座 70MPa 油氢合建站——青卫油氢合建站正式落成，氢气日加注量可 达 1000kg。2022 年 9 月，80 辆氢燃料电池网约车（上汽大通 MAXUS MIFA 氢，搭载捷氢启源 P390 燃料电池系统）在上海正式投入运营，该批氢燃料电池网约车以虹桥机场为中心运行，在上海石油 青卫油氢合建站加注氢气后上路运营。上海投放的首批 80辆氢燃料电池网约车单车带氢量约6.4kg， 续航里程可达 605km，若每日行驶里程达 170 公里，则单次加氢可满足 2-3 天续航，由于加氢站离 虹桥机场仅约 5 公里路程，且网约车可依托专职司机和平台派单系统，因此氢燃料网约车综合运转 效率较高。

上海计划通过网约车、租赁车等场景打通燃料电池乘用车商业模式：2023 年 7 月，上海市印发《上 海交通领域氢能推广应用方案（2023-2025 年）》，《方案》明确将积极推进燃料电池汽车在交通领 域的商业化示范应用，力争到 2025 年实现示范应用燃料电池汽车总量超过 1 万辆。上海将适时推进 燃料电池小型乘用汽车的示范应用，深入挖掘机场、高铁等交通枢纽的特色应用场景，鼓励开展燃 料电池网约车、租赁车、产业从业人员工作用车、公务用车试点应用，探索适用场景、使用规范和 商业模式。上海将重点形成宝山、嘉定、青浦、金山、临港等 5 个示范先行区，在嘉定、青浦、金 山 3 个示范区内，将加快推进通勤车、物流配送、租赁、乘用车等各类场景的氢能车辆规模化示范 应用；支持网约车、定制客运等车辆开展氢能示范运营；拓展氢能在公交、市政、通勤、物流、园 区内出行的应用场景。

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