國家制定“碳達峰”、“碳中和”長(cháng)期方向，節能減排是重要碳“減法”，未來(lái)交通領(lǐng)域的能源轉型是關(guān)鍵，尤其有望在高排放高污染的中重型商用車(chē)上加速推行。氫能源作為零污染清潔能源，未來(lái)應用面有望持續擴大。作為氫能源在交通領(lǐng)域的應用載體， 。燃料電池燃料電池相比傳統燃油、純電動(dòng)具有能效高、排放低等優(yōu)勢，有望迎來(lái)長(cháng)期發(fā)展。

商用車(chē)市場(chǎng)優(yōu)勢凸顯，燃料電池有望優(yōu)先放量

長(cháng)期來(lái)看新能源車(chē)與燃料電池車(chē)均是能源轉型重要發(fā)展方向。中國新能源車(chē)在乘用化領(lǐng) 域已逐漸形成完備的產(chǎn)業(yè)鏈與技術(shù)，未來(lái)有望持續普及；但在商用車(chē)領(lǐng)域，新能源車(chē)仍 然面臨續航較短、充電時(shí)間長(cháng)等使用經(jīng)濟性痛點(diǎn)，而這恰恰是燃料電池車(chē)的優(yōu)勢所在。 與新能源車(chē)相互補足共同發(fā)展，未來(lái)燃料電池車(chē)有望在商用車(chē)領(lǐng)域優(yōu)先切入應用。

從政府扶植到形成產(chǎn)業(yè)化，燃料電池步入發(fā)展快車(chē)道

當前燃料電池產(chǎn)業(yè)化程度仍然偏低，核心掣肘在于規?；蛯е鲁杀具^(guò)高、基礎設施不 完善限制市場(chǎng)應用。汽車(chē)領(lǐng)域新技術(shù)的推廣往往需要規模、技術(shù)、基礎設施的前置，因 此短期內政府扶植是產(chǎn)業(yè)化起步關(guān)鍵，我國推行示范城市群以獎代補政策，著(zhù)重獎勵燃 料電池車(chē)與核心零部件的推廣、氫能供應鏈的完善，未來(lái)燃料電池產(chǎn)業(yè)化有望健康起步； 長(cháng)期來(lái)看，降低成本是產(chǎn)業(yè)化提速關(guān)鍵，規?；c國產(chǎn)化并行將推動(dòng)我國燃料電池產(chǎn)業(yè) 化加速。我們預計到 2025/2030 年中國燃料電池車(chē)銷(xiāo)量分別達到 6.4/35.1 萬(wàn)輛水平。

國產(chǎn)化格局：各環(huán)節技術(shù)逐步突破，國產(chǎn)替代空間廣大

海外燃料電池產(chǎn)業(yè)起步早，技術(shù)相比中國國內仍有較大優(yōu)勢，具體體現在多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈重 要環(huán)節，但中國憑借技術(shù)突破，已實(shí)現一定程度國產(chǎn)替代。具體來(lái)看，中國本土企業(yè)在 電池/電堆總成、雙極板、空壓機、儲氫瓶等領(lǐng)域已實(shí)現量產(chǎn)突破，但與海外仍有技術(shù)差 距，在電堆關(guān)鍵材料（催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴散層）等方面仍在市場(chǎng)化探索。當 前中國已有整車(chē)與零部件龍頭布局燃料電池，技術(shù)與產(chǎn)品迎來(lái)良好起步，未來(lái)隨著(zhù)技術(shù) 的加速追趕，中國國產(chǎn)化有望迎來(lái)更大發(fā)展空間。

一、“碳中和”國策加快能源轉型，燃料電池是重點(diǎn)方向

“碳達峰”、“碳中和”成為今年兩會(huì )以來(lái)國家重點(diǎn)工作以及市場(chǎng)熱點(diǎn)之一，兩會(huì )期間政 府工作報告將“做好碳達峰、碳中和工作”列為 2021 年重點(diǎn)任務(wù)之一，另外，“十四五” 規劃也將加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展列入其中。

什么是“碳達峰”、“碳中和”？“碳達峰”是指二氧化碳排放總量達到峰值，且此后開(kāi) 始逐年減少?！疤贾泻汀笔侵钙髽I(yè)、團體或個(gè)人在一定時(shí)間內直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體 排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節能減排等形式抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放，實(shí)現二氧化 碳的“零排放”。整體而言，“碳達峰”是為最終實(shí)現碳中和的階段性目標和任務(wù)。

“碳中和”是中國對世界的承諾，也是 2021 年及十四五規劃的工作重點(diǎn)。2020 年 9 月 22 日，第 75 屆聯(lián)大一般性辯論上的講話(huà)中宣示，“將提高國家 自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于 2030 年前達到峰值， 努力爭取 2060 年前實(shí)現碳中和”?！疤歼_峰”、“碳中和”雖然是中長(cháng)期目標，卻也是當 前的工作重點(diǎn)，2020 年中央經(jīng)濟工作會(huì )議將“做好碳達峰、碳中和工作”作為 2021 年 要抓好的重點(diǎn)任務(wù)，提出“要抓緊制定 2030 年前碳排放達峰行動(dòng)方案，支持有條件的 地方率先達峰”。

“減法”助力實(shí)現“碳中和”，優(yōu)化能源結構是重中之重。實(shí)現“碳中和”必需做好“減 法”和“加法”，一方面是減少二氧化碳等溫室氣體的排放，另外一方面是增加碳匯、發(fā) 展碳捕集和封存技術(shù)等，最終實(shí)現排放量和吸收量的平衡，達到碳中和。短中期來(lái)看， 或者說(shuō)為達到“碳達峰”的目標，或將主要依靠“減法”，即減少碳排放。從當前我國能 源消費結構來(lái)看，原煤占比是最高的，達到 58%左右，煤炭消費占比高與我國資源稟賦 相關(guān)，但也導致了大量的碳排放，煤炭也是我國碳排放量占比最大的能源類(lèi)型，未來(lái)能 源消費結構的調整或將是中短期內的任務(wù)重點(diǎn)。

汽車(chē)領(lǐng)域排放問(wèn)題在中重型車(chē)輛上尤其明顯，將是“碳中和”的重點(diǎn)領(lǐng)域。根據中國溫 室氣體排放相關(guān)數據，2014 年交通運輸溫室氣體排放量約為 8.2 億噸二氧化碳當量， 其中接近 50%由中重型商用車(chē)產(chǎn)生，然而同期中重型商用車(chē)保有量?jì)H占汽車(chē)保有量的 6.7%，可見(jiàn)中重型商用車(chē)是排放的重災區，也將是“碳中和”優(yōu)化能源結構的重點(diǎn)領(lǐng)域。

發(fā)展氫能是優(yōu)化能源結構的重要方向。

1）氫能作為二次能源，可從化石能源當中獲取， 有助于煤炭等一次能源高效利用，另外，通過(guò)電解水制取，也可增加電力系統靈活性， 有助于形成可持續高彈性的創(chuàng )新型多能互補系統；

2）在提高能源安全方面，氫能有助 于大幅減少中國交通運輸領(lǐng)域石油和天然氣的消費總量，降低能源對外依存度并提升大 氣質(zhì)量；

3）應對氣候變化方面，氫能有助于引導大量可再生能源從電力部門(mén)流向交通 運輸、工業(yè)和建筑等終端使用部門(mén)，從而實(shí)現深度脫碳。

交通領(lǐng)域將是氫能消費的重要突破口，根據中國氫能聯(lián)盟預測，到 2050 年交通領(lǐng)域氫 能消費可達 2458-4178 萬(wàn)噸/年，占交通領(lǐng)域整體用能的 19%-28%。

燃料電池是氫能在交通領(lǐng)域的重要應用方式，兼具能效高、排放低等優(yōu)勢。氫燃料電池 車(chē)作為氫能在交通領(lǐng)域的主要使用途徑，相比傳統燃油車(chē)、新能源車(chē)（純電動(dòng)）在能效 利用率、碳排放等方面均具有一定優(yōu)勢。

1） 能效利用率方面，根據中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )相關(guān)資料，引入 Well-to-Wheel（從油 井到車(chē)輪，即能源生產(chǎn)到交通使用過(guò)程中的能耗）分析，燃料電池汽車(chē)整體能效轉 化率達到 40%，高于純電動(dòng)與傳統汽油車(chē)。（注：此處默認氫氣制取方式為天然氣 制氫，能效轉化率高，中國當前仍以煤制氫為主，能效轉化率較低，但未來(lái)也有望 持續向天然氣制氫過(guò)渡）；

2） 碳排放方面，根據德勤相關(guān)資料，通過(guò)衡量各能源類(lèi)型車(chē)輛全產(chǎn)業(yè)鏈（包括從能源 制取、到核心零部件生產(chǎn)、到車(chē)輛使用過(guò)程排放再到車(chē)輛報廢處理）當中平均二氧 化碳排放水平來(lái)看，燃料電池平均排放水平為 130-230g/km，低于電動(dòng)車(chē)的 160- 250g/km 與傳統燃油車(chē)的 180-270g/km。

國家政策為燃料電池發(fā)展保駕。國家層面從過(guò)去以來(lái)持續提出扶植燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展， 從早期補貼到當期的以獎代補，燃料電池有望逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化加速階段。

二、商用車(chē)市場(chǎng)優(yōu)勢凸顯，燃料電池有望優(yōu)先放量

燃料電池(Fuel Cell) 是通過(guò)氧化還原化學(xué)反應，將燃料及氧化劑中蘊含的化學(xué)能轉換為 電能的裝置，以氫氣作為陽(yáng)極反應氣體的燃料電池在近年來(lái)取得了較大的發(fā)展。

燃料電池基本結構主要是由四部分組成，分別為陽(yáng)極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。通常 陽(yáng)極為氫電極，陰極為氧電極。陽(yáng)極和陰極上都需要含有一定量的電催化劑，用來(lái)加速 電極上發(fā)生的電化學(xué)反應，兩電極之間是電解質(zhì)。

氫氣首先進(jìn)入燃料電池的陽(yáng)極，然后氫氣與覆蓋在陽(yáng)極上的催化劑反應，釋放電子形成 帶正電荷的氫離子即質(zhì)子；氫離子穿過(guò)電解液到達陰極。電子流入電路，形成電流，產(chǎn) 生電能。在陰極，催化劑使氫離子與空氣中的氧結合形成反應的唯一副產(chǎn)品——水。燃 料電池的陰陽(yáng)極反應和總反應分別為：

陽(yáng)極：H2 → 2Ｈ+＋2ｅ-；

陰極：1/2 O2＋2Ｈ+＋2ｅ-→Ｈ2O；

總反應：H2＋1/2Ｏ2 →H2O。

質(zhì)子交換膜燃料電池是車(chē)用主流技術(shù)。燃料電池按導電離子類(lèi)別可分為酸性燃料電池、 堿性燃料電池、烙融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池，其中酸性燃料電池可分為 PEMFC（質(zhì)子交換膜）、直接醇類(lèi)燃料電池和磷酸燃料電池。

PEMFC 具有可低溫下快速啟動(dòng)和工作、無(wú)電解液流失、壽命長(cháng)、比功率與比能量高等 突出優(yōu)點(diǎn)，被認為是將來(lái)替代內燃機作為汽車(chē)動(dòng)力電源最理想方案。

新能源車(chē)仍有消費痛點(diǎn)：續航焦慮、充電時(shí)間長(cháng)，商用車(chē)上應用尤其受阻。當前階段新 能源車(chē)與燃料電池車(chē)均為國家重點(diǎn)推行的低能耗類(lèi)型，其中新能源車(chē)已率先實(shí)現產(chǎn)業(yè)化， 于 2018 年起已建立超過(guò) 100 萬(wàn)輛的市場(chǎng)規模，并已形成較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈體系。但是 新能源車(chē)在滿(mǎn)足日常運輸需求上仍有較大痛點(diǎn)。一方面，續航焦慮使得新能源車(chē)通常難 以承擔長(cháng)途旅行等需求，另一方面，充電時(shí)間長(cháng)也是難點(diǎn)之一，家用日常充電往往需要 幾個(gè)小時(shí)方能充滿(mǎn)電。

新能源車(chē)需求痛點(diǎn)在商用車(chē)上的體現尤其明顯，以卡車(chē)為例，中重卡對于中長(cháng)途的需求 較為普遍，而且對于行駛經(jīng)濟性的要求較高，續航少、充電等待時(shí)間等問(wèn)題會(huì )較大程度 影響中重卡的經(jīng)濟性，使得中重卡難以實(shí)現新能源化。當前中國新能源乘用化發(fā)展迅速， 而商用化仍然受阻，過(guò)去幾年新能源商用車(chē)在新能源內部滲透率快速下降，到了 2020 年占比僅有 9%，明顯低于商用車(chē)整體占汽車(chē)的 20%比重。
燃料電池的三大優(yōu)勢：能量密度（續航）高、“充電”快。與純電動(dòng)車(chē)的痛點(diǎn)相比，燃料 電池車(chē)恰恰具有能量密度高、充電快等優(yōu)勢，這個(gè)也是在新能源車(chē)逐漸普及的當前發(fā)展 燃料電池車(chē)的合理之處。

能量密度高

對于車(chē)輛而言，運輸效率是重要指標，而燃料的運輸效率通常與其比能有關(guān)，即單位質(zhì) 量當中能量，比能越大的燃料，運輸效率越高，對應續航也越長(cháng)。主流燃料當中氫燃料 比能達到 142MJ/KG，明顯高于汽油 46.4MJ/KG，鋰電池 1.8MJ/KG 等。從當前主流純 電動(dòng)車(chē)型與燃料電池車(chē)型續航對比可見(jiàn)一斑，豐田 Mirai 在 2020 年 12 月發(fā)布了第二代 車(chē)型，WLTP 工況續航里程達到 850 公里，明顯高于同期純電動(dòng)明星車(chē)型 Model Y、比 亞迪漢、ID.4.CROZZ 等。
“充電”快

燃料電池本質(zhì)上可直接將燃料的化學(xué)能轉化為電能，無(wú)燃料燃燒過(guò)程，也不需要經(jīng)過(guò)化學(xué)能-機械能-電能的轉化過(guò)程，燃料電池僅提供反應與發(fā)電場(chǎng)所，只要燃料和氧化劑被持續供給，在外加負載中就可以形成持續電流，不存在二次電池(充電電池)的充-放電循 環(huán)過(guò)程。因此，燃料電池實(shí)際上屬于發(fā)電裝置，而不是儲能裝置，燃料電池的“充電” 與燃油車(chē)加油類(lèi)似，就是加氫，主流加氫過(guò)程通常持續時(shí)間不超過(guò) 10 分鐘（乘用車(chē)不 超過(guò) 5 分鐘），快捷有效。相對而言，鋰電池充電時(shí)間往往較長(cháng)，即便是特斯拉超充站 通常也需要50分鐘-1個(gè)小時(shí)充滿(mǎn)全部電量，而家用充電的時(shí)常往往達到8個(gè)小時(shí)以上。

另外，市場(chǎng)會(huì )擔心氫氣使用安全性的問(wèn)題，實(shí)際上燃料電池的安全性能突出。

市場(chǎng)通常覺(jué)得將氫氣作為燃料安全系數很低，因為氫氣容易爆炸，實(shí)則不然。燃料在空 氣中燃燒或者爆炸需要達到一定濃度，氫氣的燃燒濃度下限相對于汽油更高，爆炸濃度 下限更是遠超汽油，因此即便遇上火源燃燒或者爆炸可能性并不高。另一方面，氫氣相 比汽油、天然氣具有更大的逃逸能力和快速揮發(fā)性，因此在空氣中聚集一定濃度的氫氣 本就較為困難。

根據美國邁阿密大學(xué)的試驗，即便發(fā)生泄漏燃燒事件，氫燃料車(chē)上只有漏出的氫氣在燃 燒，而且火勢向上延伸，并未影響到車(chē)體，相比之下汽油車(chē)因為汽油泄露在車(chē)身上而被 燃燒波及，并且汽油因為在空氣中難以揮發(fā)擴散，爆炸的可能性反而較大。
三、從政府扶植到形成產(chǎn)業(yè)化，燃料電池步入發(fā)展快車(chē)道

1.產(chǎn)業(yè)掣肘：規?；蛯е鲁杀靖?、基礎設施欠缺導致應用面窄

成本高、基礎設施欠缺是制約燃料電池產(chǎn)業(yè)化的重要因素。燃料電池雖然具有諸多優(yōu)勢， 是較為理想的運輸能源，但成本高與基礎設施欠缺是限制其產(chǎn)業(yè)化的兩座大山，2020 年 中國燃料電池車(chē)銷(xiāo)量?jì)H 1177 輛，與新能源車(chē)的 136.7 萬(wàn)輛形成了鮮明對比。

成本高

規?；潭鹊拖拗屏巳剂想姵禺a(chǎn)業(yè)盈利能力、研發(fā)投入與資本擴張，導致從上游制氫、 儲氫、加氫等環(huán)節再到中游零部件與整車(chē)制造環(huán)節成本過(guò)高，對于消費者的直觀(guān)體現就 是燃料電池車(chē)貴、用車(chē)費用高。以購置成本為例，2020 年中國燃料電池系統成本大概 約為 5000 元/kw，按乘用車(chē)適用的 60kw 電堆額定功率計算，則燃料電池系統成本達到 30 萬(wàn)元，按通常燃料電池車(chē)當中電池價(jià)值量占比 50%-60%來(lái)計算，則燃料電池乘用車(chē) 成本達到 50-60 萬(wàn)元，遠高于居民主流購車(chē)價(jià)格區間。

豐田的第二代 Mirai 在日本本土補貼前售價(jià) 710-805 萬(wàn)日元，即便扣除政府補貼+稅收 減免，售價(jià)仍然高達 540-665 萬(wàn)元，與 Mirai 尺寸相近的凱美瑞同期售價(jià)僅 348-467 萬(wàn) 日元，二者價(jià)格差距較大。

 另外，從用車(chē)（加氫）成本來(lái)看，按 Mirai 氫氣罐儲氣 5kg，日本加氫價(jià)格 50 元人民幣 /kg（中國國內 30-80 元/kg），單次實(shí)際續航 650km 來(lái)計算，Mirai 每百公里成本約 40 元。相對應地，凱美瑞每百公里成本約 50 元（僅統計純汽油版更能代表燃油車(chē)普遍油 耗，百公里平均油耗 8L，油價(jià) 6.6 元/L），中國國內純電動(dòng)代表車(chē)型比亞迪漢每百公里 成本僅需 10 元（按百公里平均電耗 15 度，度電成本 0.6-0.7 元）。由上可見(jiàn)，加氫成本 高使得燃料電池車(chē)在用車(chē)環(huán)節的經(jīng)濟性并沒(méi)有明顯優(yōu)勢，甚至相比新能源車(chē)劣勢明顯。

技術(shù)差距較大、基礎設施欠缺

燃料電池推廣難不僅體現在消費者購車(chē)、用車(chē)成本高，也體現在技術(shù)與基礎設施的不足， 技術(shù)方面與海外主流仍有一定差距，技術(shù)不足限制了燃料電池應用面的擴大，基礎設施 方面加氫站數量低不利于日常使用。

根據香橙會(huì )研究院信息，截至 2020 年底中國加氫站僅有 118 座，與同期加油站 11.9 萬(wàn) 座的規模差異懸殊，并且分布不均，僅廣東就有 30 座加氫站；按每座加氫站配備 1-2 個(gè) 加氫機來(lái)算，中國整體加氫機數量不超過(guò) 300 個(gè)，按每個(gè)加氫機配 2 個(gè)加氫槍來(lái)看中國 整體加氫槍數量不超過(guò) 600 個(gè)，與充電樁 168 萬(wàn)個(gè)的規模也難以比擬。

 限制加氫站的根本原因在于成本高，目前 35MPa 的加氫站，加注能力不等，投資規模 基本上都需要 1000 萬(wàn)元以上（不含土地購置成本），相當于傳統加油站的 3 倍，特斯拉 超充站的 5 倍（單個(gè)超充站成本約 150-200 萬(wàn)人民幣），除建設成本以外，設備維護、 運營(yíng)等成本也同樣較高。

2.短期支撐：政府指導與扶植驅動(dòng)燃料電池產(chǎn)業(yè)化起步

燃料電池受限于技術(shù)難度大、成本高，難以規?；?，短期來(lái)看產(chǎn)業(yè)化發(fā)展離不開(kāi)政府的 扶植，國家層面也對燃料電池給予了重要指導與支持。

指導方面，國家指定了燃料電池汽車(chē)路線(xiàn)圖，對涵蓋了氫燃料電池汽車(chē)的氫能供應鏈和 汽車(chē)關(guān)鍵系統技術(shù)鏈未來(lái)的發(fā)展目標均有了清晰規劃。

路線(xiàn)圖明確了：

1）量化了車(chē)用氫能需求，設立截至 2025 年加氫站建設目標 1000 座， 2030-2035 年為 5000 座；

2）應用領(lǐng)域上表示燃料電池汽車(chē)以客車(chē)和城市物流車(chē)為切入領(lǐng)域，重點(diǎn)在可再生能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫豐富的區域推廣中大型客車(chē)、物流車(chē)，逐步 推廣至重量大、長(cháng)距離的中重卡、牽引車(chē)、港口拖車(chē)及乘用車(chē)等，實(shí)現氫燃料電池車(chē)更 大范圍的應用；

3）推廣過(guò)程中，要求進(jìn)一步提高燃料電池車(chē)低溫啟動(dòng)、可靠耐久、使用 壽命等性能并降低整車(chē)成本，逐步擴大燃料電池系統產(chǎn)能，完善氫氣供應、運輸及加注 基礎設施建設。

支持方面，強調以獎代補，重點(diǎn)扶植示范城市群氫燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2020 年 9 月，財政部、工信部、科技部、發(fā)改委、能源局五部委正式聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于 開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應用的通知》，正式啟動(dòng)了燃料電池“以獎代補”國家政策。

1）扶植對象上，采取示范城市群的形式，城市間可跨省聯(lián)合申報；

2）時(shí)間窗口上，為期 4 年時(shí)間；

3）扶植方式上，以獎代補，強調以結果為導向，達到一定產(chǎn)業(yè)化標準后進(jìn)行事后獎勵， 避免了行業(yè)“大水漫灌”式野蠻發(fā)展；

4）扶植內容上，對燃料電池汽車(chē)推廣應用（含整車(chē)、零部件）與氫氣供應（加氫、制氫） 達到一定標準后均可享受積分補貼（積分對應獎勵金額）。

3.長(cháng)期驅動(dòng)：降成本是關(guān)鍵，規?；c國產(chǎn)化并行

政府扶植的主要目的在于短期內彌補燃料電池產(chǎn)業(yè)化早期造成的成本虧空，而長(cháng)期來(lái)看 脫離政府幫助、形成產(chǎn)業(yè)自循環(huán)發(fā)展才是核心。氫燃料電池推廣難的根本原因之一在于 成本高，而降低成本的有效手段主要包括規?；c國產(chǎn)化。

規?；兄谄綌倖挝怀杀?、加速技術(shù)迭代，是成本下降的關(guān)鍵因素

根據 DOE 預測，燃料電池電堆年產(chǎn) 1000 套時(shí)系統、電堆成本分別為 215、153 美元 /kw，年產(chǎn)規模達到 10 萬(wàn)套時(shí)系統、電堆成本分別可降低至 59、31 美元/kw，降幅超過(guò) 70%。（注：DOE 預測基于國外較為成熟的技術(shù)水平，初始成本比中國低）

國產(chǎn)化同步進(jìn)行，加速成本下探，追趕海外一流水平

燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈從上游制氫到中游零部件制造，中間涉及的環(huán)節數量眾多，其中從生產(chǎn) 成本角度來(lái)看，燃料電池系統占到整車(chē)成本的約 60%，而其中電堆占到燃料電池系統比 重的 60%，電堆當中催化劑、雙極板、質(zhì)子交換膜等核心部件又占有相當比重。

過(guò)去中國在燃料電池系統當中的關(guān)鍵原材料和零部件均依賴(lài)進(jìn)口，例如空壓機、氫氣循 環(huán)泵、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙等，造成生產(chǎn)成本較高。近年來(lái)，隨著(zhù)部分重要環(huán)節 國產(chǎn)化技術(shù)的突破，國產(chǎn)化替代帶來(lái)的成本下降空間巨大。當前中國除了電堆關(guān)鍵三大 材料（質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層）尚未突破以外，其他環(huán)節均實(shí)現了（程度不 等）的國產(chǎn)替代。未來(lái)隨著(zhù)已突破環(huán)節國產(chǎn)化應用提升、難點(diǎn)環(huán)節國產(chǎn)技術(shù)攻克，中國 燃料電池成本有望實(shí)現持續快速下降。

規?；?國產(chǎn)化助力成本快速下降，根據中國氫能聯(lián)盟估計，到 2025、2035 年燃料電 池系統成本分別有望降低至 4000 元/kw、800 元 kw。
4.規模展望：由商至乘，產(chǎn)業(yè)化有望加速

應用路徑：先商后乘，逐步擴大應用面

燃料電池當前應用場(chǎng)景以客車(chē)、貨車(chē)為主。從當前氫燃料電池應用場(chǎng)景來(lái)看，以 2019 年為標準，中國國內燃料電池車(chē)終端銷(xiāo)售共計 3190 輛，其中貨車(chē) 2014 輛，客車(chē) 1176 輛，無(wú)乘用車(chē)。貨車(chē)當中均為中型貨車(chē)，具體包括廂式運輸車(chē)與保溫車(chē)，客車(chē)當中大中 輕客車(chē)均有應用，城市公交、公路運營(yíng)均有包含。（注：之所以不用 2020 年是因為 2020 年因疫情以及政策調整等因素，各區域燃料電池政策進(jìn)度放緩，銷(xiāo)量分布或不如 2019 年更能體現真實(shí)產(chǎn)業(yè)化情況。）

我們認為當前燃料電池在貨車(chē)、客車(chē)領(lǐng)域優(yōu)先推廣背后原因在于：

1）商用車(chē)領(lǐng)域純電 動(dòng)車(chē)所面臨的續航、“充電”等問(wèn)題，燃料電池將有更好表現（前文中有提到），未來(lái)燃 料電池經(jīng)濟性或更優(yōu)；

2）乘用車(chē)領(lǐng)域純電動(dòng)車(chē)已形成較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈與應用場(chǎng)景， 短期來(lái)看燃料電池在各地推廣取代純電動(dòng)車(chē)的難度較大。
展望未來(lái)，我們認為短期內燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍將以商用車(chē)為主，其中中重型商用車(chē)為應用主體。受限于加氫站基礎設施的布點(diǎn)數量較少，早期加氫站分布于城市固定站 點(diǎn)、干線(xiàn)站點(diǎn)等區域，便于城市內客車(chē)/物流運營(yíng)、城市間干線(xiàn)運輸等商用車(chē)形成早期產(chǎn) 業(yè)化。從國家以獎代補政策來(lái)看，2020 年乘用車(chē)、中小型商用車(chē)、大型商用車(chē)、重型貨 車(chē)的單車(chē)補貼上限分別為 25、20、36、40-55 萬(wàn)元，在大型商用車(chē)領(lǐng)域補貼金額明顯更高。
從未來(lái)大規模產(chǎn)業(yè)化時(shí)間節點(diǎn)來(lái)看，中重型商用車(chē)、乘用車(chē)達成與純電動(dòng)車(chē)經(jīng)濟性平價(jià) 的時(shí)間點(diǎn)分別在 2025-2030 年、2035-2040 年。如果引入全生命周期持有成本（TCO， 包含購置、維護、用車(chē)成本）來(lái)看，根據中國氫能聯(lián)盟預測，客車(chē)/大型貨車(chē)/物流車(chē)的 TCO有望于2025-2030年間率先降低至與純電動(dòng)車(chē)型相當的水平，往后成本優(yōu)勢凸顯， 其應用有望從商用車(chē)領(lǐng)域率先擴散；乘用車(chē) TCO 有望于 2035 年起與純電動(dòng)車(chē)差距縮 短至 0.1 元/km 以?xún)?，成為消費者可接受成本的類(lèi)型之一。

預計 2025、2030 年中國燃料電池車(chē)銷(xiāo)量分別達到 6.4、35.1 萬(wàn)輛。2020 年中國燃料電 池汽車(chē)銷(xiāo)量為 1497 輛，全部是中大型商用車(chē)。我們假設未來(lái)中國乘用車(chē)、中大型商用 車(chē)每年復合增速為 2%，假定 2025、2030 年燃料電池中大型商用車(chē)/乘用車(chē)滲透率分別 為 2%/0.1%、10%/0.5%，預計 2025、2030 年中國燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量分別達到 6.4、 35.1 萬(wàn)輛，其中中大型商用車(chē)/乘用車(chē)銷(xiāo)量分別為 4.1/2.2、22.9/12.3 萬(wàn)輛。

從燃料電池系統價(jià)值量來(lái)看，預測 2025、2030 年單價(jià)分別為 3000、1500 元/kw，隨著(zhù) 技術(shù)進(jìn)步，系統額定功率持續快速提升至 100、150kw，則單車(chē)價(jià)值量分別為 30、22.5 萬(wàn)元，預測到 2025、2030 年燃料電池系統市場(chǎng)規模分別為 191.0、790.8 億元。
四、國產(chǎn)化格局：各環(huán)節技術(shù)逐步突破，國產(chǎn)替代空間廣大

中國國產(chǎn)化進(jìn)度在各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節有所不同。中國本土企業(yè)在燃料電池諸多環(huán)節已實(shí)現了 自主可控，但仍有例如電堆核心材料等領(lǐng)域尚未實(shí)現規模量產(chǎn)突破，或者在技術(shù)層面與 國際廠(chǎng)商仍有一定差異。

電堆系統：國產(chǎn)電堆出貨量占比超過(guò)一半，但與國際廠(chǎng)商技術(shù)差距仍然較大

電堆是發(fā)生電化學(xué)反應的場(chǎng)所，也是燃料電池動(dòng)力系統核心部分，由多個(gè)單體電池以串 聯(lián)方式層疊組合構成。將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后 端板壓緊后用螺桿緊固拴牢，即構成燃料電池電堆。

電堆系統國際廠(chǎng)商主要有 Ballard、Hydrogenics，本土廠(chǎng)商主要有攀業(yè)氫能、重塑股份、億華通、 新源動(dòng)力、捷氫科技、弗爾賽、未勢能源等。
雖然本土電堆市場(chǎng)份額已取得領(lǐng)先優(yōu)勢，但從技術(shù)來(lái)看仍與海外有一定差距，具體體現 在電堆功率、電池系統耐久性、產(chǎn)品穩定性等方面，未來(lái)仍需加速追趕。

催化劑：海外巨頭占據約80%份額

燃料電池催化劑性能要求高，國內仍?xún)?yōu)先采購海外產(chǎn)品。催化劑的作用在于促進(jìn)氧化劑 和氫氣的反應，使電子離開(kāi)氫原子。催化劑對活性、穩定性、耐久性等各項性能指標要 求很高，需要經(jīng)歷長(cháng)期的使用過(guò)程，才能慢慢形成可以規?；a(chǎn)的商用產(chǎn)品，現階段 國內燃料電池選用催化劑會(huì )優(yōu)先選擇應用國外已經(jīng)通過(guò)驗證的催化劑，主要是高質(zhì)量活 性、低鉑載量的催化劑；同時(shí)去測試國產(chǎn)催化劑。

從催化劑格局來(lái)看，根據高工產(chǎn)研數據，2019 年國內有燃料電池催化劑企業(yè) 15 家，中 國燃料電池汽車(chē)主要使用日本田中貴金屬(TANAKA)和英國莊信萬(wàn)豐(Johnson Matthey) 的催化劑，國內氫燃料電池催化劑市場(chǎng)主要被國外企業(yè)占據，約占市場(chǎng) 75%-82%份額， 國內主要企業(yè)仍處于小批量生產(chǎn)或研發(fā)階段。

質(zhì)子交換膜：科慕一家獨大，占據絕大部分市場(chǎng)份額

燃料電池催化劑性能要求高，國內仍?xún)?yōu)先采購海外產(chǎn)品。質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料 電池的核心組件，其好壞決定著(zhù)燃料電池的壽命。質(zhì)子交換膜最大的功能則是傳輸質(zhì)子， 保證質(zhì)子通過(guò)，并將電子、氫分子、水分子等攔截下來(lái)，是電堆的壽命、性能等指標的 基礎保障。

當前市場(chǎng)核心技術(shù)主要掌握在美國科慕（原杜邦分拆出來(lái)）手中，科慕占據了全球絕大 多數份額，其所生產(chǎn)的 Nafion 膜片，該種膜片具有質(zhì)子電導率高和化學(xué)穩定性好等優(yōu) 點(diǎn)。國內市場(chǎng)方面，當前僅有東岳集團實(shí)現了小規模量產(chǎn)，為了獲得穩定而廉價(jià)的燃料 電池，質(zhì)子交換膜是最大的瓶頸和未來(lái)必須突破的領(lǐng)域。

氣體擴散層（GDL）：海外壟斷，國內僅小批量試驗

氣體擴散層國內尚未產(chǎn)業(yè)化。氣體擴散層（GDL）包括基底層（BL）和覆蓋在其上的表 面涂層微孔層（MPL），是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的重要組成部分，對燃料電 池的性能好壞起著(zhù)至關(guān)重要的作用。目前，氣體擴散層技術(shù)相對成熟，碳纖維紙憑借制 造工藝成熟、性能穩定、成本相對較低和適于再加工等優(yōu)點(diǎn)，成為氣體擴散層商業(yè)化的 首選基底材料。

格局方面，氣體擴散層核心材料碳紙被海外壟斷，龍頭主要是日本東麗、加拿大巴拉德 動(dòng)力系統及德國 SGL 三家企業(yè)，國內在該領(lǐng)域尚沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品，亟需開(kāi)發(fā)自主可控 的擴散層產(chǎn)品。目前，中南大學(xué)正持續開(kāi)展燃料電池用碳紙的研究，江蘇天鳥(niǎo)高新技術(shù) 股份有限公司基于碳纖維產(chǎn)品進(jìn)行碳紙研發(fā)。

雙極板：本土企業(yè)主要突破金屬雙極板，性能有待追趕石墨雙極板

國產(chǎn)金屬雙極板份額快速提升。雙極板又叫流場(chǎng)板，是電堆中的“骨架”，與膜電極層疊 裝配成電堆，在燃料電池中起到支撐、收集電流、分配氣體的重要作用。雙極板根據材 料可分為石墨雙極板（或含復合材料）與金屬雙極板，其中石墨雙極板是目前國內主流 雙極板，導電性、導熱性、穩定性和耐腐蝕性等性能較好；金屬雙極板相對于石墨雙極 板而言可以減小重量和體積，對于汽車(chē)應用而言，輕質(zhì)薄金屬板可提高功率密度，但是 其耐久性有待進(jìn)一步驗證。

隨著(zhù)金屬雙極板的性能逐漸提升，其市場(chǎng)份額迎來(lái)快速提升。高工產(chǎn)研數據顯示，2020 年石墨雙極板，市場(chǎng)規模占比高達 65%，仍然是市場(chǎng)主流術(shù)，金屬雙極板用量快速增長(cháng)， 市場(chǎng)占比達 35%，相比 2019 年提升了 13 個(gè)百分點(diǎn)。國內金屬雙極板技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)有新源動(dòng)力、上海佑戈、捷氫科技、未勢能源等。

氫氣循環(huán)泵：海外壟斷，國內技術(shù)仍然不成熟

氫氣循環(huán)泵是氫燃料電池發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵零部件，發(fā)揮著(zhù)提高燃料利用率、確保氫安全(氫 氣溢出在外界環(huán)境中引起不安全因素)等重要作用。對于氫氣循環(huán)泵而言，要做到密封設 計好（氫氣容易泄露）、耐水性強（經(jīng)過(guò)電堆反應后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣）、流量 大（適應大功率電堆）、壓力輸出穩定（低壓轉為高壓）、無(wú)油（保證氫氣純度）等，技 術(shù)難度較大。

技術(shù)較為成熟的企業(yè)主要有美國 Park，開(kāi)發(fā)出氫氣循環(huán)泵可用于不同的氫燃料電池汽 車(chē)，國內尚無(wú)替代品。目前國內涉足氫氣循環(huán)泵的本土企業(yè)有雪人股份、漢鐘精機、濟 南思明特、浙江恒友、伯肯子公司北京蘭天達等，但是受制于氫氣密封和水汽腐蝕和沖 擊等，問(wèn)題適配 60kW 及以上電堆的大流量氫氣循環(huán)泵都不成熟。

空氣壓縮機：國產(chǎn)空壓機市場(chǎng)份額已超過(guò)90%

空壓機主要作用是為電堆提供適量適壓的氧氣。在工程實(shí)際中，除了電堆之外，空壓機 往往是最需要解決的瓶頸。哪一種空壓機更適合燃料電池，需要驗證其在變工況、冷啟 動(dòng)、振動(dòng)、啟停等方面的優(yōu)異性和可靠性，該過(guò)程需要大量樣本和時(shí)間。

根據高工產(chǎn)研數據，空壓機是燃料電池關(guān)鍵部件中國產(chǎn)化程度較高的一款，2020 年國 產(chǎn)空壓機市場(chǎng)份額超過(guò) 90%。2020 年國內市場(chǎng)空壓機供應商主要有勢加透博、金士頓 科技、東德實(shí)業(yè)等。

儲氫瓶：35MPa儲氫瓶國產(chǎn)廣泛使用，70MPa儲氫瓶量產(chǎn)早期

儲氫瓶顧名思義主要起到儲存氫氣的作用，anzhao 材質(zhì)/纏繞方式可分為從 I 型到 V 型 5 種形式，其中目前中國國內應用較多的是 III 型 35MPa 儲氫瓶，國外應用較多的是 IV 型 70MPa 儲氫瓶。國外之所以用 IV 型氫瓶，主要因為國外技術(shù)逐漸成熟背景下，IV 型 瓶基體采用塑料材料，具有重量輕、成本低、質(zhì)量?jì)涿芏却蟮葍?yōu)點(diǎn)，是乘用車(chē)應用更 優(yōu)選擇（重卡等領(lǐng)域國外也用 III 型儲氫瓶）；國內以 35MPa 儲氫瓶為主主要仍然受制 于技術(shù)尚未突破。

雖然目前國內 70MPa 高壓儲氫瓶還未真正裝車(chē)上路，國內已有 6 家領(lǐng)先企業(yè)正在研發(fā) 或已具備量產(chǎn) 70MPaⅢ型甚至 IV 型瓶能力，并開(kāi)始配合車(chē)企展開(kāi)上車(chē)實(shí)驗，分別是科 泰克、未勢能源、天海工業(yè)、中材科技、富瑞氫能、斯林達，其中未勢能源已于近期發(fā) 布了 70MPa IV 型瓶技術(shù)。

五、國內汽車(chē)板塊5家上市公司氫能布局情況

長(cháng)城汽車(chē)（未勢能源發(fā)布“1+3+5”領(lǐng)先氫檸技術(shù)）

2021 年 3 月 29 日，長(cháng)城汽車(chē)發(fā)布全球氫能戰略發(fā)布會(huì )，不僅構建了國際級“制-儲-運加-應用”一體化供應鏈生態(tài)，打破核心技術(shù)壁壘，還聯(lián)通上下游產(chǎn)業(yè)鏈，加速氫能商業(yè) 化推廣。此外，氫能戰略還推出了一套國際領(lǐng)先的車(chē)規級“氫動(dòng)力系統”全場(chǎng)景解決方案 —氫檸技術(shù)。

長(cháng)城汽車(chē)氫檸技術(shù)是一套國際領(lǐng)先的車(chē)規級“氫動(dòng)力系統”全場(chǎng)景解決方案，總結為 “1+3+5”, 即 1 整套車(chē)規級研發(fā)體系，3 大技術(shù)平臺和 5 大性能優(yōu)勢：

1）“1”是指 1 整套車(chē)規級研發(fā)體系是氫檸技術(shù)的根本，它包含 100 多項企業(yè)標準，500 多項硬件需求，5000 多項軟件需求，數千項檢測和數萬(wàn)次試驗。并可根據氫能整車(chē)需 求從上至下快速定義、分解、仿真和設計燃料電池發(fā)動(dòng)機系統、零部件和材料，并通過(guò) 試制試驗從而確保產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量和低成本。

2）“3”是指氫電平臺（HE）、電堆平臺（HS）、儲氫平臺（HP）3 大技術(shù)平臺是氫檸技 術(shù)的核心。其中氫電平臺（HE）具有可靠性、耐久性，安全性，環(huán)境適應性、大功率， 高功率密度的特點(diǎn)。電堆平臺（HS）已開(kāi)發(fā)完成第一代單堆額定功率 150kW，峰值功 率 160kW 燃料電池金屬板電堆，功率密度達到 4.2kW/L 以上。儲氫平臺（HP）包括 70MPa IV 型儲氫瓶、70MPa 瓶口閥和減壓閥，以及儲氫系統的集成和控制。

3）“5”是指未來(lái)五年，長(cháng)城汽車(chē)將重點(diǎn)圍繞燃料電池系統全面走向‘五高’，即：高功 率(>200kW)，高效率(>60%)，高溫度(>100℃)，高耐久(>20000 小時(shí))和高互聯(lián)（新能 源+智能網(wǎng)聯(lián)）。

濰柴動(dòng)力（戰略投資與合作燃料電池電堆、空壓機等關(guān)鍵領(lǐng)域）

濰柴動(dòng)力對于氫燃料的布局主要可分為 2 個(gè)板塊。

1） 濰柴動(dòng)力最早于 2018 年 11 月以 1.64 億美元認購了 Ballard（巴拉德）19.9%股權， 成為巴拉德第一大股東，后者是全球氫燃料電池領(lǐng)軍企業(yè)，主要從事設計、開(kāi)發(fā)、 制造、銷(xiāo)售可應用于不同領(lǐng)域的質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)品并提供技術(shù)服務(wù),產(chǎn)品和 工程服務(wù)主要應用于重型動(dòng)力系統,包括客車(chē)、卡車(chē)、輕軌和船舶等。巴拉德在全球 主要市場(chǎng)，包括美國、歐洲、中國、日本等市場(chǎng)均有領(lǐng)先的客戶(hù)。

同日，濰柴動(dòng)力與巴拉德簽署《研發(fā)合作協(xié)議》，并且后續成立了濰柴巴拉德氫能科 技有限公司（濰柴控股 51%），具體合作內容如下：濰柴巴拉德與加拿大巴拉德聯(lián) 合開(kāi)發(fā)下一代質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，以及應用于客車(chē)、商用卡車(chē)和叉車(chē)的下一 代質(zhì)子交換膜燃料電池模組。濰柴巴拉德為聯(lián)合開(kāi)發(fā)提供工程服務(wù)、市場(chǎng)需求信息 等相關(guān)支持，加拿大巴拉德為聯(lián)合開(kāi)發(fā)提供技術(shù)研發(fā)服務(wù)。

2） 2021 年 3 月濰柴動(dòng)力宣布與瑞士飛速集團戰略合作，投資入股其燃料電池空壓機 業(yè)務(wù)并在中國設立合資公司，共同打造成為全球領(lǐng)先的燃料電池空壓機提供商。在 此之前，濰柴動(dòng)力已戰略投資氫燃料電池全球領(lǐng)導者巴拉德，通過(guò)本次戰略合作， 濰柴動(dòng)力將進(jìn)一步縱向延伸燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈布局，提高燃料電池動(dòng)力總成的核心競 爭力。

宇通客車(chē)（客車(chē)領(lǐng)域燃料電池龍頭）

公司早在 2009 年便開(kāi)始研發(fā)燃料電池客車(chē)，近年來(lái)，通過(guò)燃料電池客車(chē)整車(chē)集成與控 制、動(dòng)力系統匹配等關(guān)鍵技術(shù)突破，宇通氫燃料電池客車(chē)已經(jīng)完成多代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，2019 年宇通實(shí)現 232 臺燃料電池客車(chē)銷(xiāo)售。

上汽集團（捷氫科技燃料電池電堆與系統實(shí)現量產(chǎn)）

上汽集團（直接+間接）持股 90%下的捷氫科技主要提供燃料電池產(chǎn)品及工程服務(wù)，已 完成多款燃料電池電堆和系統的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，功率涵蓋 30kW~140kW 以上，并廣泛應用 于乘用車(chē)、輕型客車(chē)、城市客車(chē)和輕中重型卡車(chē)等諸多領(lǐng)域。2020 年公司燃料電池電 堆和系統累計銷(xiāo)量近 450 臺套，配套車(chē)型近 20 款。

2020 年 3 月，捷氫科技上海新園區項目于嘉定氫能港正式開(kāi)工。建成后園區將實(shí)現研 發(fā)辦公、測試驗證、生產(chǎn)制造、氫氣供應四大功能，預計一期產(chǎn)能將達到 12,000 臺套/ 年。
亞普股份（國內儲氫瓶業(yè)務(wù)領(lǐng)先企業(yè)）

公司作為全球第一陣營(yíng)的塑料燃料系統集成供應商，在乘用車(chē)塑料儲能領(lǐng)域內積累了豐 富的研發(fā)經(jīng)驗，正在研發(fā) IV 型 70Mpa 儲氫氣瓶，有以下技術(shù)優(yōu)勢：

1）容量大：存儲氫氣壓力達 70MPa, 且內膽壁厚相對更薄，因此相同外徑下存儲容量 更大；

2）重量輕：內膽材料高分子聚合物，重量更輕，具有更高的儲氫質(zhì)量比；

3）耐疲勞：內膽材料為高聚物，耐溫度和壓力交變性能更好，因此具有長(cháng)壽命的優(yōu)勢；

4）更安全：即使爆破也無(wú)碎片飛出，減輕事故傷害能力、無(wú)氫脆問(wèn)題，維檢簡(jiǎn)便；

5）耐腐蝕：IV 型瓶對于環(huán)境腐蝕的敏感度更低。

公司在年報中披露預計于 2023 年完成大容積儲氫瓶商用化應用的準備。

上海攀業(yè)氫能源科技有限公司（Pearl Hydrogen Co.,Ltd.）成立于2006年1月，致力于氫能電源產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。作為國內燃料電池研發(fā)和生產(chǎn)的領(lǐng)先者，攀業(yè)匯集了近20年的燃料電池領(lǐng)域的頂尖技術(shù)及開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，擁有一流的研發(fā)團隊和自主研發(fā)的國內領(lǐng)先的核心技術(shù)，是中國領(lǐng)先的燃料電池產(chǎn)品與氫能源綜合應用解決方案的供應商。