氢燃料电池发展前景如何？能成为主流能源吗？

氢燃料电池的独特优势

氢燃料电池作为一种清洁能源解决方案，具有一系列独特的优点。与传统的内燃机相比，其排放物主要是水，几乎不会产生温室气体和其他污染物，这在全球追求低碳环保的大背景下显得尤为重要。不仅如此，氢燃料电池还具备启停迅速、无噪声的特点，为用户带来了更加安静、高效的使用体验。

与动力电池相比，氢燃料电池在能量密度、充能时间和使用寿命等方面表现出色。高能量密度意味着它能够为车辆等设备提供更持久的动力支持，充能时间短则大大提高了使用的便利性，而较长的使用寿命则降低了整体的使用成本。

氢燃料电池的灵活性使其应用领域广泛，无论是交通、工业，还是住宅和电力供应等领域，都能看到它的身影。这种多场景的适用性为能源的综合利用和优化配置提供了更多的可能性。

氢燃料电池的分类与应用

按电解质分类

氢燃料电池根据电解质的不同，可以分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃料电池（PAFC）等多种类型。

其中，PEMFC由于功率密度高和启动速度快等优点，在燃料电池汽车领域得到了广泛的应用。东兴证券的研报显示，2022年PEMFC的出货占比接近86%。

而SOFC虽然能量转换效率高且燃料种类选择多样，但由于启动时间较慢，在交通领域的应用相对较少，目前主要应用于热电连供系统等固定式发电及储能领域，2022年SOFC的出货占比约为10%。

应用场景

从应用场景来看，燃料电池技术主要涵盖交通运输、固定电源和便携式电源三大领域。其中，交通运输领域一直是主导应用场景，并且这种主导优势还在持续扩大。据东兴证券的研报，2022年在装机功率方面，交通运输领域的占比达到了85%，相较于2018年提升了12个百分点。

燃料电池系统的降本路径

规模效应降本

近年来，燃料电池系统的装机增速较高，规模效应逐渐显现。从2017年至2023年，中国燃料电池系统年装机功率由37.8MW大幅提升至734MW，6年的复合年均增长率（CAGR）高达64%。

中国汽车战略与政策研究中心发布的《“万辆百站”燃料电池汽车示范大数据报告》指出，我国燃料电池示范车辆已经突破1万辆，累计纯氢运行里程达到2.35亿公里。在政策的有力支持下，当前我国燃料电池系统成本已降低至2000-2500元/kW，相比示范前降低了80%以上。

零部件国产化替代降本

在燃料电池系统的成本构成中，电堆占据了最大的部分，约为60%。而在电堆的成本构成中，催化剂、双极板和交换膜是主要的成本来源，分别占总燃料电池成本的23%、16%和8%。

当前，燃料电池系统降本的另一条重要路径就是零部件国产化替代。关键零部件方面，电堆、空气压缩机、膜电极、氢气循环系统、双极板等五项零部件的国产化率已经超过80%，成功打破了国外的技术垄断，在部分关键技术和产品应用方面甚至达到了国际领先水平。

以空压机为例，早期进口空压机的单价在10万元左右，而目前国产空压机的价格已经降到了1万元，降幅高达90%，这一巨大的价格优势不仅促进了燃料电池的市场推广，还避免了受到国外技术专利的限制。

在少数零部件方面，如碳纸、质子交换膜、催化剂等，进口依赖度仍然较高，后续仍需加快国产化进程。

燃料电池市场的集中度

近年来，我国燃料电池系统行业不断有新的厂商加入，市场活跃度日益提升。2023年，国内7478辆上牌燃料电池汽车由96家燃料电池系统厂商（含子公司）配套，系统厂商数量同比2022年增加了26家。

在市场集中度方面，2023年，TOP10系统厂商的配套数量达到5682台，市场份额合计为76%，较去年同期下降了4.3个百分点；TOP10系统厂商的装机功率合计为562MW，占总装机量的76.6%，与装机台套数占比基本匹配。

从燃料电池系统厂商的装机量来看，配套燃料电池汽车超过100台的有15家，超过50台的有23家，但也有多达18家系统厂商的配套数量不足10台，这充分反映出国内燃料电池市场的集中度仍然较高，头部企业在订单获取和规模化效益方面具有明显的优势。

在供应链方面，当前国内燃料电池系统商和车厂呈现出较高的绑定关系。例如，亿华通系统主要与美锦汽车、郑州宇通、佛山飞驰配套，重塑能源主要与中国一汽、郑州宇通等配套，捷氢科技主要与上汽红岩配套，国鸿氢能主要与陕汽集团、东风柳州等配套。

不过，燃料电池系统供应商的竞争格局并非一成不变，仍在不断变化之中。

政策支持下的燃料电池车销量

氢燃料电池车作为现阶段燃料电池系统的主要应用领域，二者的表现高度相关。在全球范围内，氢燃料电池车在2023年和2024年上半年的销量均出现了收缩趋势。而中国市场却逆势增长，继续保持着全球燃料电池车产销第一的地位。

这与我国多地频频出台的燃料电池车利好政策密切相关。例如，山东省对行驶山东高速公路安装ETC套装设备的氢能车辆暂免收取高速公路通行费，这一政策为氢能重卡带来了显著的经济性优势。上海市也印发了相关工作方案，推动氢燃料电池车辆的研发和应用，并加快完善加氢站等基础设施。

国金证券研究所所长苏晨表示，氢燃料电池车目前仍处于试点阶段，其发展阶段类似于10年前的锂电池车。未来，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，氢燃料车在重卡、大巴等领域有望迎来爆发式的增长。

相关问答

氢燃料电池有哪些优点？

氢燃料电池具有清洁低碳、启停迅速、无噪声、能量密度高、充能时间短、使用寿命长、应用灵活等优点。

氢燃料电池有哪些分类？

氢燃料电池按电解质不同可分为质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池等。

燃料电池系统如何降本？

燃料电池系统降本主要有规模效应带来的单位成本下降和零部件国产化替代两条路径。

我国燃料电池市场集中度怎样？

我国燃料电池市场集中度较高，头部企业享有更多订单优势和规模化效益。

中国燃料电池车销量为何逆势增长？

中国燃料电池车销量逆势增长主要得益于多地出台的利好政策，如山东省的高速通行费减免和上海市推动研发应用及完善基础设施的政策。

氢燃料电池车未来发展前景如何？

未来随着技术进步和成本下行，氢燃料车在重卡、大巴等领域有望迎来爆发式增长。