今天分享的是儲能系列深度研究報告：《氫能行業深度研究報告 》。（報告出品方： 中銀證券）報告來源于公眾：《百家全行業報告》

研究報告內容摘要如下

(相關資料圖)

氫車未來可期，氫燃料電池蓄勢待發

氫燃料電池是綠氫應用的重要場景，氫燃料電池汽車是交通領域利用氫能的 重要方式。在上游制氫成本下降、國內外政策積極推動氫能在交通領域中應 用的背景之下，氫燃料電池汽車需求有望快速增長。隨著加氫、儲氫基礎設 施建設逐步完善、氫燃料電池汽車性能提升，氫燃料電池汽車應用或將逐步 由商用車擴展至乘用車領域；維持行業強于大市評級。

支撐評級的要點

1.氫燃料電池汽車是綠氫的重要應用場景：在全球綠色轉型的背景下， 2021-2030 年，綠氫需求有望由 3.76 萬噸提升至 3320.44 萬噸，復合增速 超 100%。2021-2050 年，綠氫在交通業總能源消耗中的占比預計由 0.1% 提升至 12%。搭載氫燃料電池的氫燃料電池汽車與燃油車、純電車相比， 具備零排放、能量轉換效率高、里程長、冷啟動能力強等優點。

2. PEM 燃料電池迎來國產化、規模化前夕：我國已經具備燃料電池系統中 雙極板、膜電極等關鍵原材料生產能力，在燃料電池系統生產國產化、 規模化的背景下，其具備 70%降本空間。在國家能源局 2025 年我國氫燃 料電池汽車保有量 5 萬輛的目標下，2022-2025 年我國氫燃料電池汽車保 有量復合增速或達 55%。歐美多國在碳中和目標提出后亦加速對氫燃料 電池汽車推廣，全球氫燃料車保有量有望快速增長。預計 2030 年全球氫 燃料電池汽車保有量或超過 165 萬輛，2022-2030 年復合增速或達 48%。

3.氫燃料電池適用于商用車領域：我國新能源商用車滲透率僅 10%，相比 于新能源乘用車 26%的滲透率具備較大差距。商用車減排空間大，合適氫燃料電池汽車進行示范。氫燃料商用車具備載重大、續航長、運營效 率高等優點，是我國燃料電池汽車的主要應用場景。截至 2022 年末，氫 燃料商用車占我國氫燃料電池汽車保有量的 99%。

4.氫氣成本下降提升燃料電池汽車經濟性：燃料成本占燃料電池商用車 TCO 成本的 47%，可再生能源度電成本下降帶動制氫成本下降，提升氫 燃料電池汽車經濟性。電解水制氫成本中電費約占制氫費用的 86%，隨著風電整機、光伏組件價格下降，風光發電度電成本有望下降，帶動制 氫成本下降。以燃料電池重卡為例，保持燃料電池重卡整車價格 140 萬 元，如氫氣價格由 35 元/kg 下降至 15 元/kg，燃料電池重卡 TCO 成本則 由 788 萬元下降至 420 萬元，氫燃料電池重卡經濟性有望超過柴油重卡。

5.完善基礎設施、提高汽車性能或推動乘用車需求：完善的加氫基礎設施、 健全的氫氣制儲運體系是氫燃料乘用車推廣的前提條件。隨著我國加氫 站建設數量提升、國產氫燃料汽車功率密度、續航里程等性能提升，氫 燃料電池乘用車市場有望打開。上海計劃通過網約車等形式推動氫燃料 乘用車示范，有望打通氫燃料電池乘用車商業模式。

建議：

1.氫能產業周期開啟，綠電制氫成本預計逐步具備競爭力，綠氫應用場景 有望擴大。氫燃料電池汽車是氫能在交通領域的重要應用場景，在燃料電池系統核心零部件逐步國產化、規模化、綠氫價格逐步下降背景下， 氫燃料電池汽車需求有望提升。我們預計到 2025 年中國氫燃料汽車保有量有望超過 5 萬輛，預計 2030 年全球氫燃料汽車保有量有望超過 165 萬 輛，2022-2030 年復合增速 48%。燃料電池商業化有望提速，具備成本優 勢及技術優勢的燃料電池電堆及系統生產企業與氫儲運、加注裝置企業有望受益。推薦蘭石重裝、華電重工，建議關注億華通、雄韜股份、濰 柴動力、美錦能源、石化機械、厚普股份、開山股份、雪人股份。

評級面臨的主要風險

1.氫能政策風險；產品價格競爭超預期；下游擴產需求低于預期；國際貿 易摩擦風險；技術迭代風險。

氫燃料電池用途廣泛，燃料電池汽車是氫能應用的重要場景

氫燃料電池汽車是氫能的重要應用場景，具備減碳、里程長等優勢

氫燃料電池車是氫能應用的重要場景

全球綠色低碳轉型有望推動氫能需求提升：氫能是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，全球多 國制定綠色轉型計劃，并制定中長期碳排放目標，聯合國表示到 2030 年全球碳減排 50%已成各國共 識。根據 Statista 數據，主要國際能源組織針對 2050 年氫能在全球能源總需求中的占比進行了預測， 數據顯示主要能源組織預測到 2050 年氫能在總能源中的占比將達 22%，其余幾家機構的預測值在 12%-18%間不等。以國際可再生能源機構 12%的占比預測為例，綠氫產量將提升到 2050 年的 6.14 億噸。

交通領域將成為氫能應用的重要場景，氫燃料電池汽車需求有望快速增長：根據中國氫能聯盟數據， 2020-2060 年通過使用綠氫有望實現超過 200 億噸的碳減排量，其中交通行業累計減排量最大，約為 156 億噸，減排占比 70%以上，可再生氫將在交通、鋼鐵、化工等領域成為主要的零碳原料。根據 我們的測算，全球綠氫需求有望從 2021 年的 3.76 萬噸增長到 2030 年的 3320.44 萬噸，CAGR 有望 達到 112.49%。根據 Statista 和國際可再生能源機構預測，綠氫在交通業總能源消耗中的占比預計由 2020 年低于 0.1%的較低水平提升至 2050 年 12%。2017-2021 年，隨著氫燃料電池車銷量提升，燃 料電池在交通領域裝機量逐步提升。根據 E4tech 數據，2017-2021 年交通領域氫燃料電池裝機逐漸 由 435.7MW 提升至 1,964.80MW，復合增長率達 46%。2017-2021 年交通領域氫燃料電池裝機占全 球燃料電池總裝機比例逐步由 66%提升至 85%。在碳達峰、碳中和的目標指引下，氫燃料汽車需求 有望快速增長。根據中國氫能聯盟預測，2050 年我國燃料電池汽車保有量有望超過 300 萬輛，加氫 站數量有望達到 1 萬座，氫能消耗占比將達到 10%。

氫燃料電池是燃料電池汽車的核心零部件，具有轉化效率高、無碳排放等特點：燃料電池汽車主要 結構包括電驅系統、燃料電池、車載儲氫系統、電池系統等。根據國富氫能招股說明書（申報稿）， 氫燃料電池成本約占燃料電池汽車總成本的 50%，且燃料電池性能對整車功率輸出、運行壽命等參 數具有重要影響，因此氫燃料電池是燃料電池汽車的核心零部件。氫燃料電池是由電極、電解質、 外部電路三部分構成的電化學裝置，可通過電化學反應將氫氣的化學能轉變為電能。主流技 術——PEM 燃料電池的發電原理為：燃料（氫氣）進入燃料電池的正極，在陽極上進行還原反應， 釋放電子形成帶正電荷的氫離子，氫離子穿過電解質到達負極，在負極與氧化劑（氧氣）上進行氧 化反應生成水。在此過程中，電子不能通過電解質，從而只能流入電路，形成電流，產生電能。由 于燃料電池工作并不通過燃燒等熱機過程，可直接將化學能轉化成電能，理論上燃料電池熱電轉化 效率可達 85%-90%。

與燃油車相比，氫燃料汽車運行無污染，且能量轉化效率較高

燃料可再生，運行過程中無碳排、無污染：氫燃料電池汽車的燃料為氫氣，氫電轉化的生成物只有 水，因此氫燃料電池汽車的運行可實現零排放，即不會生成 CO、CO2 或硫化物等污染物。根據碳中 和專業委員會數據，1 升汽油燃燒會釋放 2.30kg CO2、0.627kg 碳、1 升柴油燃燒會釋放 2.63kg CO2、 0.717kg 碳，使用氫燃料電池汽車可實現交通減碳。使用可再生能源制氫可進一步降低燃料汽車全生 命周期碳排放。燃料汽車全生命周期碳排放包括車輛周期和燃料周期，即車輛生產階段排放的碳排 放和生產/使用燃料過程中的排放。根據余亞東《不同燃料路徑氫燃料電池汽車全生命周期環境影響 評價》，若使用可再生能源發電制氫、氣氫管道運氫，氫燃料電池汽車百公里等效碳排放量約 3.7kg； 若使用焦爐煤氣副產氫或煤制氫、氣氫管道運氫，氫燃料電池汽車百公里等效碳排放量分別為 20kg、 26.1kg

相比內燃機，氫燃料電池轉換效率更高：內燃機需要先將化學能轉化成熱能，利用氣體受熱膨脹對 外做功后將熱能轉化為機械能，在實際工況中，燃料燃燒時所放出的熱量不能完全被工質吸收，僅 有一部分轉變為機械能，其余一部分隨工質排出，傳給低溫熱源，還有一部分能量因需克服摩擦而 損失。由于內燃機的運轉涉及熱力學，因此需要受到卡諾循環效率限制，即熱機在兩個不同溫度之 間工作的最大效率必定小于 1 的限制。根據太平洋汽車數據，大部分汽車發動機的熱效率在 28%-33% 之間，將汽車發動機的熱效率提升至 40%較為困難，以 2022 年榮獲“中國心”十佳發動機的長城汽車 3.0T V6 發動機為例，其熱效率約 38.5%。燃料電池作為電化學能量轉換裝置，并不受到卡諾效率限 制，可以直接將化學能轉化為電能，最終轉化為機械能，因此能量效率轉化效率較高。根據衣寶廉 等《氫燃料電池》數據，氫燃料電池轉化效率最高可達 84%。2023 年 2 月，億華通發布 M180 氫燃 料電池發動機，M180 氫燃料電池發動機額定點效率達 52%，最高效率達 64% 以上，較傳統汽油 機具備效率優勢。

與電動車相比，氫燃料電池汽車續航里程長、冷啟動能力強

氫燃料電池汽車在續航方面具備優勢：質量能量密度是一定的質量物質中儲存能量的大小，質量能 量密度越大則其在單位重量內儲存的能量越大。氫氣的質量能量密度約 120MJ/kg，約為柴油、汽油 和天然氣質量能量密度的 3 倍。由于氫氣能量密度較高，因此其單位重量內儲存的能量較高，將氫 氣通過氫電反應后所得到電能的能量亦較高，從而可實現氫燃料電池在續航方面的優勢。根據我們 測算，若按照 84%的能量轉換效率進行測算，1kg 氫氣最多可發 28.21 度電，若按照 60%的能量轉化 效率進行測算，1kg 氫氣可發 20.15 度電。若燃料電池汽車載氫量 5kg，則燃料電池汽車等效單車帶 電量超過 100 度電，相比于 Tesla Model Y 單車 60 度電帶電量高約 67%。由于氫氣質量能量密度較 高且氫燃料電池能量轉換效率較高，氫燃料電池汽車的續航能力較優。

氫燃料電池低溫工況下衰減低，冷啟動能力強：鋰電池在超低溫（-20℃）下長時間放置會產生不可 逆的損傷，導致電池容量降低。根據電池聯盟，隨著溫度的降低，鋰電池充電時間將逐漸延長，并 且負極顆粒表面會析出金屬鋰，負極中可用活性鋰離子的減少會導致動力電池容量不可逆的衰減。 控制燃料電池內部的含水量是提升其內部性能的關鍵，氫燃料電池本身電化學性能不受-40℃低溫影 響，但如果燃料電池內部殘留的水在低溫下結冰，水-冰相會影響燃料電池材料性能、破壞電極材料 與燃料電池內部結構，導致燃料電池不能正常啟動。因此通過優化燃料電池的內部排水設計、提升 排水性能可提升燃料電池的低溫性能，目前國內系統廠商生產的燃料電池系統已經基本具備低溫啟 動能力。億華通在 2020 年研發的石墨雙極板 YHTG60SS 燃料電池系統已經可以實現-30℃低溫啟動、 -40℃低溫存儲。根據國家能源局《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，燃料電池汽車城市群 示范使用的燃料電池汽車所采用的燃料電池啟動溫度需不高于-30℃。

與氫內燃機汽車相比，氫燃料電池汽車效率更高、排放更少

氫燃料電池在效率方面具備優勢：氫內燃機需要先將氫氣的化學能轉化成熱能，利用氣體受熱膨脹 對外做功后將熱能轉化為機械能，因此需要滿足卡諾循環，且能量損失較高。氫燃料電池可以直接 將化學能轉化成電能，并由電能轉化為機械能，不需要滿足卡諾循環，因此氫燃料電池效率更高。 根據衣寶廉等《氫燃料電池》，燃料電池實際工作時的能量轉換效率在 40%-60%范圍內，而根據新 能源網數據，氫內燃機轉化效率基本位于 35%-45%。

氫內燃機運行過程中會排放 NOx，NOx 有毒性且會造成大氣污染：理想情況下氫內燃機的反應原理 為 2H2+O2=2H2O，但是由于大氣中含有 80%氮氣，且氫氣在燃燒時火焰傳播速度快、燃燒溫度高， 導致氫內燃機在運行時會產生 NOx 排放，具體反應原理為：H2+O2+N2→H2O+NOX，氫氣發動機與 空氣混合燃燒所生成的 NOx 排放不可避免。NOx 的排放會導致一系列環境污染并對人體健康產生嚴 重的影響。根據智慧環境生態產業研究院，NOx（氮氧化物）的危害包括破壞臭氧層；阻礙植物光 合作用；危害人體中樞神經、心、肺多器官健康；形成酸雨等。

PEM 燃料電池為主流技術路線

質子交換膜燃料電池（PEM 燃料電池/PEMFC）是目前車用燃料電池主流技術方案，具有運行溫度 低、效率高、啟動時間快、技術成熟等特點：根據電解質不同，燃料電池可被分為堿性燃料電池（AFC）、 質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）等不同類型燃料電池。PEMFC 工 作溫度通常低于 100℃，屬于低溫燃料電池，可適應車用工況。PEMFC 電解質為固體質子交換膜， 與同樣可低溫運行的堿性燃料電池相比，PEMFC 電解質沒有泄露風險。PEMFC 啟動時間小于 5 秒、 功率密度可達 1.0-2.0W/cm2，與其他類型燃料電池相比具備啟動時間短、單位功率密度高的特點。 PEM 燃料電池汽車已經過超過 30 年研發，技術水平較為成熟。根據 E4tech 數據，截至 2021 年，PEM 燃料電池全球裝機達 1,998.3MW，占全球燃料電池總裝機比例超過 85%。

PEM 燃料電池對氫氣純度要求較高：依照國標《GB/T 37244—2018 質子交換膜燃料電池汽車用燃 料氫氣》對原料氫氣的純度要求，PEM 燃料電池需要使用高純氫氣（≥99.97%）作為燃料，否則氫 氣中微量的CO等雜質會吸附在鉑催化劑上，從而占據了氫氣發生氧化反應時所需的催化活性位點， 導致燃料電池性能顯著降低。傳統制氫方式如化石能源制氫以煤或天然氣為原料，會產生包括烴類、 CO、CO2、有機硫等多種雜質，不能直接用作氫燃料電池燃料。根據李佩佩《淺談氫氣提純方法的 選取》，煤制氫產物中氫氣體積占比 48%-54%，天然氣裂解制氫產物中氫氣體積占比約 75%-80%。 若使用低純度氫氣作為原料氣，則需要進一步提純以供氫燃料電池使用。目前，吸附分離法是提純 工業副產氫的有效方式之一，但是原料氣中 10×10-6級的 CO 仍會造成燃料電池性能嚴重下降，需將 CO 濃度控制在 2×10-6以下。目前 PEMFC 廣泛采用抗 CO 的 PtRu/C（鉑釕合金）作為電催化劑，但 是以純氫作為原料氣時以 Pt/C 為催化劑性能更優。電解水所制得氫氣純度較高。隨著電解槽技術進 步，電解水所得氫氣純度可高達 99.999%，可直接用作氫燃料電池燃料。

延長使用壽命、降本、提升功率密度為 PEM 燃料電池技術主要發展方向

優化工藝或將改善燃料電池使用壽命

商用車對燃料電池壽命要求較高，國產燃料電池壽命仍有提升空間：燃料電池使用壽命指的是電堆 由最大功率下降至額定功率的 90%所運行的時間，電堆額定功率下降會對燃料電池正常運行造成影 響。根據衣寶廉等《氫燃料電池》數據，轎車用燃料電池系統對壽命一般要求為 5000 小時以上；由于商用車、固定電站連續運行時間較長，一般要求燃料電池系統壽命分別在 2 萬、4 萬小時以上。 國產燃料電池壽命已達到較高水平，但距離海外仍有一定差距。根據中國汽車工程學會，2022 年我 國石墨雙極板電堆壽命已可達到 1.5-1.8 萬小時，但海外部分燃料電池壽命已可達到 2.5 萬小時。

質子交換膜降解、催化劑腐蝕是導致燃料電池電堆衰減的常見原因，優化工藝或提升燃料電池壽命： 質子交換膜化學降解、熱降解、機械降解等方式都會導致質子交換膜快速失效；催化劑載體腐蝕會 導致鉑顆粒脫落流失，從而導致催化劑電化學活性面積快速衰減。催化劑腐蝕、質子交換膜應力破 損會導致燃料電池效率快速衰減；質子交換膜的化學降解、催化劑的溶解沉積老化所導致的效率衰 減則較為緩慢。燃料電池壽命已經過多次改進，根據衣寶廉等《氫燃料電池》，截至 2020 年，燃料 電池通過三次迭代已將壽命由 700 小時提升至 6000 小時并以 1 萬小時壽命作為研發目標，該目標已 于 2022 年階段性達成。雄韜氫瑞生產的石墨板電堆的壽命已達到 1.5 萬小時，并以 2 萬小時壽命為 目標。后續或將通過優化工藝進一步提升燃料電池壽命，具體方案包括提升燃料電池氣密性，防止 在電極上產生氧氣/氫氣混合界面、提升燃料電池操作控制，保持陰極、陽極供氣速率保持平衡等。

國產替代、規模化生產有望推動氫燃料電池汽車降本

燃料電池降本是其重要發展方向：氫燃料乘用車、商用車均貴于同類型電動車。乘用車方面，根據 特斯拉官網數據，2023 年特斯拉 Model 3 標準版的售價為 4.02 萬美元（折合人民約 29.1 萬元），而 豐田 Mirai 2 標準版則需要 4.95 萬美元（折合人民幣約 35.5 萬元）。商用車方面，據福田官網數據 顯示，福田 49t 智藍純電重卡的價格為 98.9 萬元，而 49t 燃料電池重卡的售價約 150 萬元。2022 年 12 月，佛山飛馳汽車和鄂爾多斯市悅馳新能源汽車聯合中標的 30 輛飛馳 49 噸氫燃料電池牽引車中 標總金額 4740 萬元，車輛單價約 158 萬元。當前階段燃料電池汽車銷售價格高于同類型電車，短期 內燃料電池汽車降本依然重要。如前文所述，燃料電池系統在整車中成本占比約 50%，燃料電池系 統降本仍為重要發展方向。

燃料電池零部件國產化是降低初始投資成本的重要方式：燃料電池系統由燃料電池電堆和系統主要 零部件組成，電堆成本占燃料電池系統成本比例約 60%。電堆由膜電極（MEA）、雙極板、結構件 及其他零部件構成，系統主要零部件包括空壓機、加濕器、DCDC 及其他零部件等。膜電極（MEA） 是燃料電池電堆的核心零部件，由質子交換膜、催化劑、氣體擴散層組成，占電堆成本比例約 65%。 燃料電池電堆國產化是燃料電池成本下降的重要推動力，根據中國經濟網，電堆降本 50%依賴催化 劑、質子交換膜、膜電極等關鍵材料和零部件降價，30%依靠企業技術進步和工藝革新，20%得益于 電堆企業數量增多帶來的競爭。在產業化層面，根據車百智庫，2021 年唐鋒能源、武漢理工氫電、 鴻基創能、蘇州擎動等國產膜電極批量應用于國產電堆，同年國鴻氫能、氫璞創能、雄韜氫雄競相 降低電堆價格至 2000 元/kW 以內，推動燃料電池系統成本下降至 4000 元/kW 以內。

燃料電池核心零部件基本實現國產化：燃料電池核心材料國產化替代進程不斷加快。根據吉林省人 民政府，2017 年我國僅掌握系統集成、雙極板和 DC/DC 生產能力，其余主要依賴進口，國產化率 約 30%；2020 年，我國電堆、膜電極、空壓機、氫氣循環泵等核心部件均可自主控制，氣體擴散層、 催化層和質子交換膜等核心材料加速研發，總體國產化率約 60%；2022 年我國已經基本實現了燃料 電池系統的國產化。2020 年，東岳 150 萬平方米質子交換膜生產線一期工程在山東淄博投產；2022 年，氫電中科已經具備年產 1000kg 的燃料電池催化劑的產能；2022 年，金博股份與神力科技（億 華通子公司）簽署協議共同研發滿足氫燃料電池領域應用的碳紙、柔性石墨極板，我國燃料電池核 心零部件已經基本實現國產化。

后續燃料電池零部件國產化產能有望提升：我國將針對燃料電池核心零部件，在國產化降本的同時 提升材料的穩定性并形成穩定供應能力。國電投氫能公司生產的質子交換膜價格較進口質子交換膜 價格低約 50%，但是由于膜電極制備工藝復雜、研發周期較長，仍需要在專業特性、國產化產能方 面進一步提升。根據車百智庫，2022-2025 年，我國膜電極年產能有望從 40 萬平米提升至 100 萬平 米，氣體擴散層產能有望從 10 萬平米提升至 40 萬平米。

規模效應推動燃料電池電堆與系統降本：產業鏈的規模效應可快速推動燃料電池汽車成本的下降。 根據賽瑞研究，若年產 1 千套燃料電池系統的單位成本為 1520 元/kW，將產量提升至 10 萬套單位 成本則可能降至 430 元/kW，成本降幅超過 70%；若年產 1 千套燃料電池電堆的單位成本為 1096 元 /kW，將產量提升至 10 萬套單位成本則可能降至 218 元/kW，成本降幅亦超過 70%。

政策引導與下游需求推動，氫燃料電池系統功率提升

政策引導下，燃料電池系統功率提升：我國車用燃料電池功率提升和補貼標準存在相關性，根據氫 能源與燃料電池數據，2017 年氫燃料電池額定功率主要在 30kW-40 kW 之間，與當時國補條件“燃料 電池額定功率不低于 30kW”相適應；國家能源局 2020 年發布的《關于開展燃料電池汽車示范應用的 通知》明確乘用車、輕型貨車、中型貨車、中小型客車最大補貼功率上限為 80kW、重型貨車、大 型客車最大補貼功率上限為 110kW，推動 2022 年燃料汽車平均裝機功率提升至 98.9kW，同比增長 7.8%。

商用車對燃料電池系統功率要求更高：大功率燃料電池系統適合長途重載重卡。由于目前氫燃料電 池還無法滿足商用重卡對 200-300kW 的電堆功率需求，因此燃料電池重卡普遍采用“110kW 左右的 燃料電池電堆+鋰電池”的電電混合方式。若燃料電池能夠實現功率提升，則可實現對鋰電池的完全 替代。高功率燃料電池系統已逐步應用于下游市場，根據捷氫科技數據，2022 年，國內配套 110-150KW 燃料電池系統的燃料電池汽車銷量達到 2607 輛，占 2022 年燃料電池汽車銷售比例超過 50%。展望后勢，物流車、客車、重卡等車型燃料電池系統功率有望提升，根據車百智庫，2025 年 氫燃料電池重卡系統功率有望提升至 150kW，并往遠期 300kW 逐步發展。我國燃料電池廠商已具備 更大功率燃料電池生產能力，根據高工氫電，億華通、重塑、氫藍時代、清能股份、國鴻氫能等企 業已具備 200-300kW 燃料電池系統的生產能力。

船舶、軌交、航空等領域亦加速氫燃料電池的應用

國際海事組織計劃 2050 年實現國際航運溫室氣體凈零排放，國內外氫燃料電池船舶應用加快推進： 2023 年 7 月，國際海事組織承諾 2030 年前采用零和接近零排放的溫室氣體替代性燃料，相關技術 和燃料至少占國際航運能源使用量的 5%，力爭達到 10%，于 2050 年前后實現國際航運溫室氣體凈 零排放。為滿足國際海事組織減排要求，各國加快推進氫燃料電池船舶的應用推廣，各類氫燃料電 池船舶相繼投入使用。2023 年 3 月，世界首艘氫燃料電池渡輪 MF Hydra 在挪威投入運營。國際上 氫燃料電池船舶技術發展較早，已完成輕型輪渡等方面的驗證，并開展了大型內河集裝箱的船上應 用探索。國內氫燃料電池船舶亦發展迅速。2023 年 3 月 17 日，國內首艘 500 千瓦級氫燃料電池動 力船“三峽氫舟 1 號”下水，并于 7 月完成首航，標志著國內氫燃料電池船舶領域的重要突破。

氫能列車發展較快，我國氫能列車技術水平與世界接軌：2022 年 12 月 28 日，全球首列氫能源市域 列車于成都下線發布，其采用氫燃料電池和超級電容相結合的能源供應方式，替代原有接觸網供電 方案。根據四川日報數據，由于該氫能列車免掉了傳統電氣化鐵路的接觸網、變電所等復雜工程問 題，所以其一次性建設成本和全生命周期運營成本比傳統高鐵低 10%-20%左右。根據成都市發改委 數據，該列氫能源市域動車每天以時速 160km 運行 500km，一年可減少二氧化碳排放約 1 萬噸。國 內自主研發的氫能源市域動車最高時速 160 公里，可實現 600 公里續航；而東日本鐵路公司于 2022 年發布的云雀(Hybari) 氫能列車最高時速僅 100 公里，續航僅 140 公里，我國氫能列車技術水平已與世界接軌。

國際民航組織設定 2050 年凈零排放目標，氫能在航空領域應用提速：2022 年 10 月，國際民航組織 第 41 屆大會批準通過了航空業于 2050 年實現凈零碳排放的目標。同時，該組織計劃于 2023 年 11 月召開國際民航組織第三次航空和替代燃料會議（CAAF/3），重點關注航空清潔能源全球框架，希 望通過氫燃料等各類清潔能源降低航空業碳排放，實現減碳目標。據航空運輸行動組織（ATAG） 估算，53%-71%的航空脫碳要依靠可持續航空燃料的改用推廣，可持續航空燃料的開發至關重要。 2021 年 3 月，HyPoint 公布了其渦輪風冷氫燃料電池系統原型，該燃料電池能量密度高達 1500Wh/kg， 主要應用場景為航空領域。

氫燃料電池可應用于儲能、發電等領域，國內已有中長期規劃

氫能發電建設成本較低，我國將拓展氫能在分布式發電領域應用：氫氣發電建設成本較低，根據中 商產業研究院，氫能發電建設成本約 580 美元/kW，較天然氣發電建設成本低 25%以上。國內通常 使用 PEM 燃料電池和固體氧化物燃料電池（SOFC 燃料電池）作為發電系統， 根據高工產研，2022 年國內氫發電系統裝機量接近 10MW，同比增長 186%；國內氫發電單個項目裝機功率向兆瓦級發展， 預計到 2025 年，國內氫發電市場需求量約 400MW 左右。根據國家能源局《氫能產業發展中長期規 劃（2021-2035 年）》，我國將依托通信基站、數據中心、鐵路通信站點、電網變電站等基礎設施工 程建設，推動氫燃料電池在備用電源領域的市場應用；將在可再生能源基地，探索以燃料電池為基 礎的發電調峰技術研發與示范，同時結合偏遠地區、海島等用電需求，開展燃料電池分布式發電示 范應用。

通過熱電聯產可提升燃料電池效率至 90%以上：氫燃料電池在發電過程中產生熱量，可通過熱電聯 產將熱能進行收集并供生活用水和建筑取暖等場景使用。根據中國能源政策研究院數據，通過使用 燃料電池熱電聯供系統，在發電效率 40%+的基礎上，廢熱利用率可再提升 40%+，能源綜合利用率 超過 80%，總效率是傳統火力發電的 2 倍左右。市場方面，質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體 氧化物燃料電池（SOFC）皆有熱電聯產案例落地，固體氧化物燃料電池（SOFC）具有發電效率高、 燃料適應性強、高溫余熱可回收等優點，在大型發電、分布式發電及熱電聯供等領域具有廣闊的應 用前景。PEMFC 方面，2021 年 5 月，東方電氣自主研制的 100kW 級商用氫燃料電池冷熱電聯產系 統正式發運交付，該系統發電效率大于 52%，熱電聯產總效率超過 90%；SOFC 方面，2023 年 2 月， 濰柴在濟南發布全球首款大功率金屬支撐商業化 SOFC 產品，熱電聯產效率高達 92.55%，創大功率 SOFC 熱電聯產系統效率全球最高紀錄。根據根據國家能源局《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》，我國將因地制宜布局氫燃料電池分布式熱電聯供設施，推動在社區、園區、礦區、港口等 區域內開展氫能源綜合利用示范。

氫燃料電池可與氫儲能形成耦合，但效率較低、成本較貴，規模化發展仍需時間：氫儲能指以氫能 作為媒介，實現“可再生能源發電-電解水制氫-氫燃料電池發電”的能量轉換過程，將多余的電能通過 電解水轉化為氫氣中的化學能得以儲存。其中，電解水制氫效率達 60%-85%，燃料電池發電效率為 40%-60%，雖然單過程轉換效率相對較高，但電-氫-電過程存在兩次能量轉換，整體效率會下降到 40%左右。氫燃料電池與氫儲能耦合可應對新能源消納不足的問題，使可再生能源電力在不同時間 和空間尺度上實現轉移，但是整體效率略低。成本方面，抽水蓄能和壓縮空氣儲能成本約為 7,000 元/kW，電化學儲能成本約為 2,000 元/kW，而氫儲能系統成本約為 13,000 元/kW。氫儲能工藝流程 較長，目前各環節的產業化程度還比較低，實現規模化發展仍需一定時間。根據《氫能產業發展中 長期規劃（2021-2035 年）》，我國將發揮氫能調節周期長、儲能容量大的優勢，開展氫儲能在可再 生能源消納、電網調峰等應用場景的示范，探索培育“風光發電+氫儲能”一體化應用新模式。

國內外政策積極落地，推動氫燃料電池汽車高質量發展

國內：政策積極推動燃料電池汽車發展

五部委聯合下發燃料電池示范應用通知，“以獎代補”有望提升需求

2020 年五部委聯合下發《關于開展燃料電池汽車示范應用通知》，設立五大城市群，針對燃料電池 汽車關鍵核心技術、產業化應用進行突破： 2020 年 9 月財政部、工信部、科技部、發改委、能源 局聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》（下稱《通知》），2021 年 8 月，京津冀、 上海、廣東三大城市群率先啟動燃料電池汽車示范應用推廣；2021 年 12 月，河北、河南城市群入 選第二批入選示范區。中央財政計劃通過對新技術示范應用以及關鍵核心技術產業化應用給予獎勵， 加快帶動相關基礎材料、關鍵零部件和整車核心技術研發創新。爭取用 4 年左右時間，逐步實現關 鍵核心技術突破，構建完整的燃料電池汽車產業鏈。

《通知》采取“以獎代補”形式，按照各個城市目標完成情況撥付獎勵資金：《通知》采取“以獎代補” 方式，按照各個城市目標完成情況核定并撥付獎勵資金。在示范期內，若示范城市群滿足相關“推廣 應用車輛技術和數量”要求，可最多獲得 1.5 萬積分（對應約 15 億元補貼），具體要求包括“燃料電 池乘用車所采用的燃料電池堆額定功率密度不低于 3.0kW/L；燃料電池商用車所采用的燃料電池堆 額定功率密度不低于 2.5kW/L”、“燃料電池汽車純氫續駛里程不低于 300 公里”等；在氫能供應領域， 示范期內，若示范城市群滿足相關“氫能供應及經濟性”要求，可最多獲得 2000 積分（對應約 2 億元 補貼），具體要求包括“車用氫氣年產量超過 5000 噸。鼓勵清潔低碳氫氣制取，每公斤氫氣的二氧 化碳排放量小于 15kg”、“加氫站氫氣零售價格不高于 35 元/公斤”等。原則上 1 積分約獎勵 10 萬元， 超額完成部分予以額外獎勵。

多級“獎勵”政策有望提升燃料電池汽車需求：根據《關于開展燃料電池汽車示范應用通知》，燃料 汽車示范城市群在 2020-2022 年將針對標準車分別按照 1.3 分/輛、1.2 分/輛、1.1 分/輛、0.9 分/輛標 準進行補貼；針對燃料電池系統額定功率大于 80kW 的貨運車輛，最大設計總質量 12-25 噸的按照 1.1 倍積分、25-31 噸的按照 1.3 倍積分、31 噸以上的按照 1.5 倍積分，針對不同功率的不同車型亦 有積分倍數調整。按照 1 積分約獎勵 10 萬元推算，在 2023 年購買功率 80kW 及以上的氫燃料汽車 將獲得國補 17.10-37.80 萬元。除了國補以外，部分地區仍針對燃料電池汽車省補、地補。根據上海 《關于支持本市燃料電池汽車產業發展若干政策》，上海針對整車購置、關鍵零部件、車輛運營等 環節均配有補貼；《北京市燃料電池汽車示范應用項目資金支持細則》明確國補：市補 1：1，大興 區根據《大興區促進氫能產業發展暫行辦法（2022 年修訂版）》設有最高 40%區補。

國內氫燃料電池汽車發展分三步走，2025 年氫燃料電池汽車推廣有望加速

國內氫能燃料電池汽車預計經歷初步示范、加快推廣、大規模應用三階段：根據《氫能產業發展中 長期規劃（2021-2035 年）》，我國氫能燃料電池汽車發展預計經過三個階段：

1）2020-2025 年為初步示范階段：2020 年初步實現氫能燃料電池汽車的商業化應用，商業化規模達 到 1 萬輛，投入運營的加氫站 100 座，在北京、上海、鄭州、武漢、成都、張家口、佛山等全國多 個大中小不同的城市，以公共交通、倉儲物流為主要的業務，開展商業化示范運行，累計運行達到 1 億公里。

2）2025-2030 年為加快推廣階段：到 2025 年，加快實現氫能及燃料電池汽車的推廣應用，以公共服 務用車的批量應用為主，基于現有的儲存、運輸和加注的技術，在 150 公里的輻射范圍內，因地制 宜地推廣氫能燃料電池技術，通過優化燃料電池系統的結構，加速關鍵零部件的產業化，大幅度降 低燃料電池系統的成本，車輛的保有量要達到 5 萬~10 萬輛。

3）2030-2035 年為大規模應用階段：2030 年到 2035 年，要實現氫能及燃料電池技術的大規模推廣 應用，大規模的氫的制取、儲存、運輸、應用達到一體化，加氫站的現場儲氫、制氫規模的標準化 和推廣應用也到一定的程度，要完全掌握燃料電池核心關鍵技術，建立完備的燃料電池的材料、部 件及系統的制備能力。

多省下發氫能規劃，有望推動燃料電池需求增長：除國家五大示范城市群之外，江蘇、山東、浙江、 遼寧等眾多省市也在積極推進燃料電池產業落地與市場化進程。江蘇：2019 年江蘇省印發了《江蘇 省氫燃料電池汽車產業發展行動規劃》，提出到 2025 年，江蘇省將力爭全省氫燃料整車產量突破 1 萬輛。山東：2020 年山東發布《山東省氫能產業中長期發展規劃（2020-2030 年）》，目標到 2025 年累計推廣燃料電池汽車 1 萬輛。浙江：2021 年浙江發布《浙江省加快培育氫燃料電池汽車產業發 展實施方案》，目標到 2025 年推廣燃料電池汽車 5 千輛，規劃建設加氫站 50 座。遼寧：2022 年， 遼寧省發布《遼寧省氫能產業發展規劃（2021-2025 年）》，規劃到 2025 年推廣燃料電池汽車 2000 輛、燃料電池船舶 50 艘、加氫站 30 座；2035 年推廣燃料電池汽車 15 萬輛、燃料電池船舶 1500 艘、 加氫站 500 座。

2023 年以來氫燃料電池汽車產銷量與上險量快速增長：2016-2022 年國內燃料電池汽車銷售量整體 呈現上升趨勢。2020-2021 年，由于氫燃料電池汽車示范城市群暫未確定，因此銷售量短暫下滑。2022 年，氫燃料汽車銷售實現倍增。根據中汽協，2022 年氫燃料電池汽車銷售量為 3367 輛，同比增長 112%。根據香橙會數據，2022 年國內氫燃料汽車實際上險量達到 5009 輛，同比增長 166%。2023 年以來氫燃料電池汽車上險量呈加速上升趨勢，2023 年 1-5 月燃料汽車共上險 1553 輛，同比增長 197%；其中 2023 年 5 月共上險 545 輛，同比增長 856%，環比增長 21%。根據 IEA，截至 2022 年 末，我國共氫燃料電池汽車保有量合計約 1.37 萬輛，占全球氫燃料汽車保有量比例約 19%

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報告來源公眾號：【百家全行業報告】

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