2019年燃料电池行业分析报告

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250012 一、立足能量密度优势，高能燃料驱动燃料电池新能源汽车远征1 HYPERLINK l _TOC_250011 二、燃料电池汽车，技术初步成熟，特色独树一帜3 HYPERLINK l _TOC_250010 1、关键组件初步成熟，助力整车实用化3 HYPERLINK l _TOC_250009 2、高端车型多点开花，氢+智能一鸣惊人6 HYPERLINK l _TOC_250008 三、燃料电池汽车能源链，“万全之策”悬而未决 12 HYPERLINK l _TOC_250007 1、制氢储氢运氢加氢站均尚存改进空间12 HYPERLINK l

2、 _TOC_250006 2、用能成本较高，能源链短期难求万全14 HYPERLINK l _TOC_250005 四、扶持政策频出，燃料电池汽车产业发展提速16 HYPERLINK l _TOC_250004 1、政策“指挥棒”坚决向前，产业扶持初心不改16 HYPERLINK l _TOC_250003 2、千里之行始于足下，创新驱动氢国氢城20 HYPERLINK l _TOC_250002 五、燃料电池 VS 动力电池：动力电池暂时领先，燃料电池蓄势待发24 HYPERLINK l _TOC_250001 投资建议：25 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示：25图

3、表目录图表 1： 1881 年发明的铅酸动力电池汽车1图表 2： 不同一次/二次储能体系的理论能量密度（以 kWh/kg 计）1图表 3： 1971 年登月用燃料电池车2图表 4： 李克强总理访日参观丰田北海道工厂2图表 5： 丰田根据燃料类型、车辆尺寸进行的车辆分类3图表 6： 燃料电池技术基本原理3图表 7： 主要燃料电池类型的基本技术特征4图表 8： 质子交换膜燃料电池膜电极组件4图表 9： 丰田 Mirai 的燃料电池电堆5图表 10： 丰田燃料电池电堆的技术进步路径5图表 11： 丰田 Mirai 的高压储氢瓶6图表 12： 高性能燃料电池乘用车6图表 13： 丰田 Mirai 外观

4、图7图表 14： 丰田 Mirai 的驱动系统布局图7图表 15： 本田 Clarity 的驱动电机8图表 16： 本田 Clarity 的驱动系统布局图8图表 17： 本田 Clarity 平台8图表 18： 奔驰GLC F-Cell 外观图9图表 19： 奔驰GLC F-Cell 的驱动系统布局图9图表 20： 现代 NEXO 内部结构10图表 21： 现代 NEXO 实现从首尔到平昌的自动驾驶10图表 22： 不同类型乘用车关键参数比较11图表 23： 丰田 Sora 燃料电池客车外观11图表 24： 锡里斯的多孔金属层支撑固体氧化物燃料电池12图表 25： 丰田各类汽车销量规划12图表

5、 26： 燃料电池汽车对应的氢能源链13图表 27： 储氢技术优缺点14图表 28： 东亚地区加氢站建设情况14图表 29： 不同制氢-输氢-加注氢方式对应的终端氢气成本（元/kg）15图表 30： 不同技术路线汽车能源链对比15图表 31： 图表 32： 图表 33： 图表 34： 图表 35： 图表 36： 图表 37： 图表 38： 图表 39： 图表 40： 图表 41： 图表 42： 图表 43： 图表 44： 图表 45： 图表 46： 图表 47： 图表 48：2018 年新能源汽车（纯电/插混/燃料电池）补贴标准变化162018 年新能源汽车（纯电/插混/燃料电池）补贴调整系数

6、变化17新能源乘用车积分计算方式18燃料电池汽车发展总体目标18燃料电池汽车技术创新需求18入围汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单的企业18近期我国地方性氢能&燃料电池汽车产业扶持政策19新源动力长寿命燃料电池电堆20上汽荣威 950 燃料电池车外观21上汽荣威 950 燃料电池车内部结构21亿华通 60kW 燃料电池电堆外观21投运的亿华通燃料电池公交车21宇通为 2022 年冬奥会提供的燃料电池客车22东风氢燃料电池物流运输车22广东云浮加氢站23燃料电池与氢能相关上市公司23新能源乘用车及配套设施综合对比24新能源商用车及配套设施综合对比25一、立足能量密度优势，高能燃料驱动燃料电池新

7、能源汽车远征1881 年，法国工程师古斯塔夫特鲁夫发明了以铅酸电池为储能装置的动力电池汽车（三轮车）。动力电池汽车通常以电网作为直接能量来源，拥有较高的加速性能，使用过程中能量利用效率较高且无污染。但和燃油/油箱相比，核心储能装置动力电池以能量密度（质量能量密度或称比能量，以Wh/kg 计，下同）为代表的综合性能严重不足，导致动力电池车在续航里程等方面相比于燃油车辆差距明显。在过去一百年时间里各类试图以电能作为能量源的非轨道车辆、技术和相关基础设施被燃油车辆、技术和相关基础设施及其强大的系统路径锁定能力全面压制。图表1： 1881 年发明的铅酸动力电池汽车一百多年以来，学术界、工业界持续探索、

8、发展具有更高能量密度、更强综合使用性能的电化学可充电池（二次电池）体系。 20 世纪末-21 世纪初，锂离子电池在能量密度、倍率性能（快充快放能力）、使用寿命（日历寿命、循环寿命）方面体现出了大幅超过原有二次电池技术的性能。其能量循环效率高，安全性不断获得改进，成本也不断降低。这使得锂离子电池可以作为动力电池汽车的核心储能装置，提供从未实现过的 200km 以上的续航，满足乘用车、商用车的基本使用需求。在发展二次电池体系的同时，学术界、工业界也没有放弃研发其他类型的储能装置为汽车供能。相比于锂 离子电池，依靠高能燃料与空气的氧化还原反应供能的燃料电池具有更高的能量密度且兼具使用过程中的燃料 快

9、速加注、清洁环保特征，也就意味着燃料电池在供能方面可以部分兼具燃油和锂离子动力电池的优点。图表2： 不同一次/二次储能体系的理论能量密度（以 kWh/kg 计）能量密度（各类燃料所需氧气一并计算）能量密度（各类燃料所需氧气不计）氢气汽油甲烷液化气锂电池35302520151050世界首辆燃料电池汽车为历时两年研发，1966 年 1 月开始测试的氢燃料电池车 Electrovan。该车由通用制造，为 NASA 登月项目服务。其输出功率 5kw，寿命达 1,000 小时，最大时速 101-113km/h 续航能力约为 193km。燃料电池汽车刚一面世，就把自己的起点选在了当时人类文明的巅峰。图表3

10、： 1971 年登月用燃料电池车2018 年 5 月，李克强总理访日期间，参观了位于苫小牧市的丰田汽车北海道厂区。约 1 小时的参观重点涵盖了多功能平台、自动驾驶和氢燃料电池乘用车当代氢燃料电池乘用车的开ft之作，丰田 Mirai。燃料电池汽车的最终目标是民用，其美好的使用前景和大规模研发投入驱动着相关技术不断取得进展：上世纪 90 年代以来，奔驰推出燃料电池汽车 necar1，丰田推出 FCHV-adv，本田推出 FCX Clarity，现代推出 ix35 燃料电池版等。燃料电池汽车实用化不断取得进展，汽车整体技术成熟度逐渐提高，使用性能不断增强，成本大幅下降，至今成为仅次于动力电池汽车的新

11、能源汽车细分类型。图表4： 李克强总理访日参观丰田北海道工厂根据丰田的规划，车辆的续航里程与车辆尺寸共同决定了燃料（能量来源）的类型。小尺寸、短续航里程车辆使用动力电池系统；中等尺寸、中等续航里程车辆使用燃油对应的混合动力/插电混合动力系统；长续航里 程车辆使用氢燃料电池系统。此次总理的参观也使得氢燃料电池车辆的现状与未来走到聚光灯下，并引发了新能源汽车技术路径的讨论。图表5： 丰田根据燃料类型、车辆尺寸进行的车辆分类二、燃料电池汽车，技术初步成熟，特色独树一帜1、关键组件初步成熟，助力整车实用化为燃料电池汽车提供动力的关键组件包括能量转化装置燃料电池，和能量储存装置（依燃料的不同有 所不同，

12、氢燃料电池的对应装置是储氢瓶等）。和电化学可充的锂离子电池等二次电池不同，燃料电池放电时需要外界不断提供氧化剂（多为外界空气） 和还原剂（氢气、各类燃料等），属于一次电池；电池的能量密度直接由氧化剂、还原剂的能量密度，化学能 - 电能的转化效率决定。根据工作温度、电池内载流子和前端燃料的不同，燃料电池可细分为碱性燃料电池、磷酸盐燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等类型。 图表6： 燃料电池技术基本原理图表7： 主要燃料电池类型的基本技术特征燃料电池类型质子交换膜燃料电池电解质固体质子交换膜燃料氢气载流子氢离子工作温度（摄氏度）60-80电效率

13、40-60固体氧化物燃料电池氧化钇稳定的氧化锆氢气、天然气氧离子800-100055-65熔融碳酸盐燃料电池熔融偏铝酸盐-碳酸盐氢气、天然气碳酸根600-70055-65磷酸盐燃料电池磷酸氢气氢离子160-22036-45碱性燃料电池氢氧化钾溶液氢气氢氧根0-23060-70直接甲醇燃料电池固体质子交换膜甲醇氢离子室温-11035-60资料来源：Web of Science，中信建投证券研究发展部燃料电池结构单元类似锂离子动力电池单体，主要由膜电极组件和双极板构成。膜电极组件包括电解质层、 催化剂层、气体扩散层等部分，是电化学反应以对外供能的发生场所。在各种燃料电池技术中，综合考虑工作温度、催

14、化剂稳定性、电效率、比功率/功率密度等技术指标，综合 性能最适于乘用车/大多数商用车应用的燃料电池技术是质子交换膜燃料电池技术。实用化的质子交换膜燃料电 池电堆包含多个燃料电池结构单元。图表8： 质子交换膜燃料电池膜电极组件电解质层的主要作用是传导电化学反应中生成的质子（故亦称质子交换膜），隔绝电子和反应体系、环境中 的各种气体。质子交换膜需要具备良好的机械性能、热稳定性、化学和电化学稳定性，成本也很关键。现在主流的质子交换膜是全氟磺酸膜，技术领先者包括杜邦、陶氏化学、旭硝子和旭化成等化学工业巨头。催化剂层的主要作用是降低电化学反应势垒，提高反应速率。鉴于金属铂的卓越催化能力，实用化的催化剂层

15、多采用铂基材料，并在提高比表面积、构建微观结构、减少用铂质量分数乃至开发新材料体系等方面进行努力。以丰田 Mirai 为例，其催化剂使用经过多次优化的铂-钴-碳复合材料，单车铂用量降低到了 20g，且具备相当程度的可回收性。气体扩散层的主要作用是使气体反应物在催化剂表面扩散均匀以提高电化学反应效率，同时导出电流供给 外电路，并排出反应产物水。气体扩散层通常由改性碳材料（疏水碳纸和添加剂）组成。日本东丽的气体扩散 层技术实力较高。双极板的作用包括结构性作用（为燃料电池结构单元提供机械支撑）和功能性作用（作为集流体，并提供必须的液体通路，同时分隔气体反应物）。导电性、化学和电化学惰性、散热能力、可

16、加工性和成本等因素是双 极板的主要技术指标。当前双极板包括石墨材料、金属材料和复合材料三类，金属双极板对高功率密度/比功率 需求的满足程度较高。同样以 Mirai 为例，其双极板的微结构可以有效防止积水，使得电池结构单元和结构单元中的不同位置的反应环境高度一致。多个燃料电池结构单元组合成电堆，系统集成为发动机后，发挥对外供能作用。图表9： 丰田 Mirai 的燃料电池电堆当前具备完全燃料电池电堆生产能力的企业包括丰田、巴拉德、普拉格、 Hydrogenics 等国际厂商，和新源动力、神力科技等国内厂商。以丰田 Mirai 为例，其燃料电池电堆经过十余年的技术优化，的功率密度和比功率分别达到 3

17、.1kW/L 和 2.0kW/kg。总体而言国内外水平尚存代差。图表10： 丰田燃料电池电堆的技术进步路径除燃料电池外，高压储氢瓶也是发挥燃料电池系统高能量密度的关键组成部分。氢气压力越高，单位体积内储氢量越多，则整车的“系统能量密度（与动力电池乘用车概念类似）”也就越高；同等压力和储氢体积下， 储氢瓶质量越低，体积越小，则整车的系统能量密度同样越高。另外，储氢瓶的成本也是需要重点考虑的因素。丰田 Mirai 的 70MPa 储氢瓶以树脂内衬、碳纤维强化树脂层和玻璃纤维强化树脂外壳组成了三层结构，其中中层通过经优化设计的环向缠绕-高角度螺旋缠绕-低角度螺旋缠绕充分利用了碳纤维的抗拉强度。最终，

18、丰田Mirai 的高压储氢瓶实现了 5kg 的储氢量和高达 5.7%的储氢质量分数，且受惠于不断下降的高强度碳纤维价格， 储氢瓶的成本也得到了有效的降低。图表11： 丰田 Mirai 的高压储氢瓶可见，时至今日，随着多个科学、工程问题的逐步解决，燃料电池、高压储氢瓶等燃料电池汽车关键组件 技术已经具备了相当的成熟度。2、高端车型多点开花，氢+智能一鸣惊人关键组件初步成熟，当代氢燃料电池乘用车多点开花。丰田、本田、奔驰、现代都推出了各具特色的高性 能燃料电池乘用车。图表12： 高性能燃料电池乘用车技术和使用参数丰田 Mirai本田 Clarity奔驰 GLCF-Cell现代 NEXO（2019

19、款）官方续航里程502km589km437km805km百公里加速9.6s8.8s15s9.5s储氢重量5kg5kg4.4kg/百公里氢耗0.996kg0.849kg0.97kg/燃料电池发电功率114kW103kW/电机最大功率114kW130kW147kW120kW电机最大扭矩335Nm300Nm350Nm395Nm整车空间4 座5 座5 座/乘用车巨头丰田无疑是氢燃料电池乘用车的先驱，其于 2014 年发布的 Mirai 掀开了新能源乘用车历史上的崭新一页：10 秒以内的百公里加速，1kg 以内的百公里氢耗，114kW 的燃料电池功率，335Nm 的扭矩，电堆 2kW/kg的比功率和 3

20、.1kW/L 的功率密度，以及超过 500km 的续航里程，都标志着氢燃料电池乘用车已经可以满足高端车型苛刻的性能需求。图表13： 丰田 Mirai 外观图为了实现 Mirai 的高性能，由 370 个燃料电池单体堆叠而成的电堆及系统集成后的燃料电池发动机，首次投入使用的 70MPa 复合材料高压储氢瓶，1.6kWh 镍氢电池组，以及排水、水循环、氢气循环、升压系统等， 体现了车辆工程、材料科学、电化学、电气工程、力学和热学等诸多学科全力协同的工程美。图表14： 丰田 Mirai 的驱动系统布局图丰田 Mirai 的另外一个特色是可以作为对外临时供电的应急电源。虽然质子交换膜燃料电池供电的效率

21、较低，但依托 Mirai 多达 5kg 的氢储量，可以满足常规应急需求。据 Information Trends 的研究结果，自 2013 年氢燃料电池车商业化到 2017 年年底，全球总计售出 6475 辆氢燃料电池乘用车。其中，丰田 Mirai 占比高达 75%，远超占比 13%的本田和占比 11%的现代；2017 年，全球售出 3382 辆氢燃料电池乘用车，丰田 Mirai 超过 3000 辆。日本另一燃料电池巨头本田在丰田 Mirai 发布后不久也发布了燃料电池乘用车 Clarity。和 Mirai 相比，Clarity 将两个高压储氢罐分别置于后排座椅下方和后方，压缩了后备箱空间但使

22、得乘坐舒适度提升；实现了更多的部件共用，如辅助能量输出/回收的功率型锂电池和雅阁混动共用，驱动电机和飞度电机共用等。图表15： 本田 Clarity 的驱动电机图表16： 本田 Clarity 的驱动系统布局图本田 Clarity 实现了平台化，Clarity 平台可同时供燃料电池乘用车、纯电动和插电混动乘用车使用。图表17： 本田 Clarity 平台此外，本田 Clarity 使用两级电动增压器为燃料电池供氧；保养也较简便，只需每行驶 2 万 km 后更换电堆质子交换膜，单次费用仅 10000 日元。欧洲方面，奔驰在 2017 年的法兰克福车展上亮相了其最新的插电混动燃料电池乘用车， GL

23、C F-Cell。图表18： 奔驰 GLC F-Cell 外观图该车型基于奔驰 GLC 平台打造，位于车身中部和后部的两个 70MPa 储氢瓶储存有共 4.4kg 氢气，加氢时间5min 以内；续航里程达 437km，最大功率为 147kW，峰值扭矩 350Nm。和丰田、本田同代燃料电池乘用车的最大区别是奔驰 GLC F-Cell 搭载了 13.8kWh 的锂离子电池，该电池可支持整车续航里程约 47km。作为全球首款插电混动燃料电池乘用车，GLC F-Cell 具备 3 种工作模式和 1 种充电模式。工作模式包括混动模式，锂电池和燃料电池共同为电机供能，使燃料电池工作在最佳效率区间，锂电池满

24、足功率输出波动；燃料电池模式，仅用燃料电池为电机供能；动力电池模式，仅用锂离子电池为电机供能。在 3 种工作模式下，车辆制动能量均可部分由锂离子电池充电回收。而在充电模式下， GLC F-Cell 配备了 7.2kW 车载充电器，充满动力电池的时间为 1.5h。图表19： 奔驰 GLC F-Cell 的驱动系统布局图奔驰 GLC F-Cell 乘用车的最大特色就是插电混动系统。一方面，搭载了 10kWh 以上的动力电池，百公里氢耗还能够控制在 1kg 以内，体现了优秀的整车设计能力；另一方面，和充电、加氢的完美兼容也极大地拓展了整车的应用场景。充能时间充裕时，1.5h 即可充满动力电池，用于城

25、市通勤；需要长距离出行，则可迅速完成氢气加注。作为除动力电池汽车外技术成熟度最高的新能源汽车，燃料电池汽车和电动化、智能网联化大趋势较高契 合度较高。2018 年 4 月，现代 NEXO 燃料电池乘用车（2019 款）于北京车展在中国消费者面前亮相。该车具备 3 个高压储氢瓶，满载氢气时续航里程达到了惊人的 805km；百公里加速 9.5s，发动机最大功率 120kW，扭矩 394Nm， 均达到国际先进水平。特殊的是，现代 NEXO 具备较高等级的自动驾驶能力。图表20： 现代 NEXO 内部结构此前，同年 2 月，由三辆 NEXO 和两辆 GenesisG80 组成的车队以在无人干预的情况下

26、韩国高速公路的最高限速以 100 -110km/h 从韩国首尔行驶到冬奥会举办地平昌，途径七个隧道、两个收费门、一个交汇处和一个路口，行程总计 190 公里。可以认为现代 NEXO 初步具备了 L4 级别的无人驾驶能力。图表21： 现代 NEXO 实现从首尔到平昌的自动驾驶从丰田、本田、奔驰和现代等巨头在燃料电池车型方面取得的最新进展来看，燃料电池乘用车在技术方面已经初步成熟且体现了续航里程、充能时间、能量密度、环保特性等多方面的鲜明特色。鉴于燃料电池乘用车 的实际成本多在 40 万元以上，可以认为其初步具备了在高端车型细分领域和当前动力电池乃至燃油乘用车分庭抗礼的实力。燃油系统能量密度高动力

27、电池燃料电池环保能力强能量利用效率高燃料成本低续航里程长整车成本低充能时间短使用寿命长图表22： 不同类型乘用车关键参数比较和燃料电池乘用车相比，商用车的技术门槛较低。这主要表现在商用车的电堆功率较低（ 3060kW 即可满足需求），空间充裕所以储氢瓶内氢压也可以较低（35MPa 即可满足需求）等方面。燃料电池商用车仅依靠加装储氢瓶，即可实现长续航里程。以燃料电池商用车中性能较高的丰田 Sora 客车为例，其搭载了与丰田 Mirai 相同的 TFCS 燃料电池系统，动力总成包括两个 114kW 的燃料电池组和双电机驱动，电机最大功率为 113kW，峰值扭矩为 335Nm。为 SORA 提供动力

28、源的是总容量达 600 升的 10 个储氢瓶，同时也配备了镍氢动力电池。图表23： 丰田 Sora 燃料电池客车外观行业深度研究报告除前述质子交换膜燃料电池在乘用车、商用车上的应用之外，固体氧化物燃料电池也具备在商用车上应用的潜力。2018 年 5 月，潍柴动力与全球领先的固态氧化物燃料电池（SOFC）供应商英国锡里斯动力控股有限公司（Ceres Power）在ft东潍坊签署战略合作协议，入股对方并合作开发可用于客车、卡车和特定发电市场的多孔金属层支撑固体氧化物燃料电池。该电池有望具备较高的热循环寿命，抗热震性强，除氢气外可使用压缩天然气（CNG）等化石燃料，可配套燃料电池增程式系统。图表24

29、： 锡里斯的多孔金属层支撑固体氧化物燃料电池截至目前，燃料电池汽车技术并不是多数整车巨头的首选，但它至少已是巨头丰田未来提升销量并实现节能减排的关键产品序列之一。按照规划，至 2050 年，混动、插电混动、燃料电池和纯电动车型将彻底取代燃油车型，共同组成丰田的低碳产品线。图表25： 丰田各类汽车销量规划三、燃料电池汽车能源链，“万全之策”悬而未决1、制氢储氢运氢加氢站均尚存改进空间将汽车作为用能终端考虑，对应能源的生产、储存、运输和加注各个环节发展是整车技术路线是否适于推广的另一个关键因素。正如传统燃油车辆对公路交通的统治地位和采油 -炼油-成品油运输-加油站全环节的成熟发达密不可分，动力电池

30、车辆的发展依托于电力生产-电力输配-充电桩对应的基础设施配套，氢燃料电池车辆的 推广应用前景除了取决于整车技术的先进性、成熟度与成本外，也和包含制氢、储氢、运氢和加氢站在内的氢能源链发展的完备程度及发展潜力密切相关。图表26： 燃料电池汽车对应的氢能源链制氢技术包括燃料制氢、工业（氯碱）副产氢利用、电解水制氢等。燃料制氢多指从化石能源出发制取氢气的技术，其中煤制氢、天然气转化制氢是技术成熟度较高的燃料制 氢手段，对我国而言煤制氢更具成本优势与可实现性，同时依托热化学循环的一次能源利用效率也较高。但煤 制氢本身并未摆脱化石能源依赖，氢中混杂的少量一氧化碳等气体多导致催化剂中毒，对后续燃料电池的寿

31、命 有不利影响。工业（氯碱）副产氢利用和电解水制氢均采用电解方式制氢，区别在于前者电解氯化钠，主要产品是氢氧 化钠与氯气，氢气是待利用副产品；而后者主要产品是氢气，氧气是待利用副产品。氯碱工业副产氢利用，氢 气成本较低。电解水方式制氢技术成熟度也较高，故电的成本就决定了氢气的成本。富余可再生能源电力（水 电、风电、光伏等）的平均成本较低，边际成本更低，制取氢气理论成本低廉；常规网电以火电为主，成本较 高，一次能源利用效率也不及煤制氢。储氢技术包括高压存储气态氢、低温储液氢、物理吸附储氢、金属储氢、液体化合物储氢等类型，需求重 点是增加储氢的质量百分比、体积百分比，保证氢气纯度，使得存储与再释放

32、的环境尽可能温和，及储氢成本 低廉、自放率（随时间增加的氢气损失率）低等。得到相对广泛运用，且规模扩大同时边际成本较低的储氢方 式是高压存储气态氢和低温储液氢，且二者的自放率均大幅低于电能在各类电池中的储存；其余储氢方式还在 研究、成熟过程中。图表27： 储氢技术优缺点氢气运输技术和储氢技术关注点类似，但长距离氢气运输无论采用高压管束车方式，专用管道方式或者天然气管道混氢-再分离方式，成本均较高，大幅高于输电后电解水制氢对应的“氢气运输（电力/能量运输）”成本。最终，氢气的加注于加氢站实现。低压氢气加压至燃料电池乘用车所需的 70MPa 或商用车所需的 35MPa 后，对相应车辆进行加注。当前

33、全球加氢站的总量不足，建设成本很高，日加氢量 400kg 的加氢站建设成本在1000 万元以上。图表28： 东亚地区加氢站建设情况2、用能成本较高，能源链短期难求万全综合考虑从制氢到加氢站的各个环节，氢燃料电池乘用车对应的氢能源链主要包括煤制氢储氢-长距离气氢运输-加氢站，工业（氯碱）副产氢储氢-中距离气氢运输-加氢站，富余可再生能源电力（风电）-电解水制氢储 氢-中距离气氢运输-加氢站，和常规网电-电解水现场制氢（或含短途气氢运输和储存）-加氢站等三个可行路线。对于煤制氢储氢-长距离气氢运输-加氢站路线，其综合能源利用效率较高（相比于以煤生产网电再进行电解水），也具备较低的制氢成本，但需要制

34、氢后现场大规模储氢，且长距离气氢运输成本高昂会拉高综合成本；煤制得的气氢含部分一氧化碳，对燃料电池汽车寿命有不利影响。对于工业（氯碱）副产氢储氢-中距离气氢运输-加氢站路线，氢气生产成本低，运输成本稍高，综合成本 较低。但制氢规模严重依赖于相应氯碱工业规模，且产量受开工率影响，难以大规模复制推广。对于富余可再生能源电力（风电）-电解水制氢储氢-中距离气氢运输-加氢站路线，理想情况下氢气生产成 本较低，运输成本较低，综合成本低，且可以最终实现清洁能源资源的交通应用。但事实上氢气综合成本需依 赖富余可再生能源电力政策，影响因素较为复杂；如同样的政策对动力电池汽车充电也适用，则氢气成本仍然 不占优势

35、。对于常规网电-电解水现场制氢（或含短途气氢运输和储存） -加氢站路线，其氢气生产与利用灵活方便， 运输成本低。但鉴于网电昂贵，此路线的成本最为高昂，且建设于繁华便利地段的现场制氢加氢站会为电力负 荷中心进一步增加负荷，推高基础设施建设需求和实际成本。6050生产成本运输成本加注与其他成本403020100煤制氢长距离运输氯碱副产氢较长距离运输风电制氢中距离运输网电现场制氢/短距离运输图表29： 不同制氢-输氢-加注氢方式对应的终端氢气成本（元/kg）综上所述，相比于已经成熟发达的采油-炼油-成品油运输-加油站的燃油汽车能源链，和仅在充电桩/站建设 方面存在短板的电力生产-电力输配-充电桩的动

36、力电池汽车能源链，氢能源链在技术成熟度、基础设施成本方面 存在一定劣势，对氢燃料电池汽车的推广应用造成了不利影响。图表30： 不同技术路线汽车能源链对比氢能源链煤制氢储氢-长距离气氢运输-加氢站工业（氯碱）副产氢储氢-中距离气氢运输-加氢站优点制氢成本低，煤利用效率高，规模容易扩大综合优势较明显缺点氢气混有少量一氧化碳影响燃料电池寿命，运输成本高，依赖化石能源不低碳依赖于相应工业品生产状况布局，不易大规模推广富余可再生能源电力（风电）-电解水制氢储氢综合成本较低，低碳，规模容易扩大依赖于富余可再生能源电价政策，政策风险高氢能源链-中距离气氢运输-加氢站常规网电-电解水现场制氢（或含短途气氢运输

37、和储存）-加氢站优点缺点为负荷中心增加负荷，制氢成本高，规模不容生产便利，运输成本低易扩大燃油能源链采油-炼油-成品油运输-加油站动力电池汽车能源链优点技术成熟，运行稳定优点缺点依赖化石能源不低碳，油价变化有风险缺点电力生产-电力输配-充电桩灵活性强，政策扶持力度大，不同程度具备清为负荷中心增加负荷，用电成本较高规模不容洁环保特征易扩大四、扶持政策频出，燃料电池汽车产业发展提速1、政策“指挥棒”坚决向前，产业扶持初心不改全球范围看，多个发达经济体对燃料电池/氢能产业给予扶持。如美国对产业链相关研发提供资金支持，对 部分产品进行税收抵免；日本政府牵头在燃料电池乘用车、小型固定式发电系统、储氢系统

38、和加氢站建设等方面对企业进行引导扶持；欧盟对产业链相关研发提供资金支持；韩国在补贴、税收抵免和研发资金等多方面支持产业链建设等。我国针对燃料电池汽车的发展应用也出台了多项国家政策、规划和地方性扶持政策，总体而言扶持力度大。 国内燃料电池汽车-氢能产业发展持续处于提速过程中。从补贴标准来看，进入 2018 年，纯电动/插电混动乘用车补贴大部分不同程度退坡，长续航里程（ 300km以上）的燃料电池乘用车补贴不降反升，但上限也仅有 5 万元；而燃料电池乘用车补贴上限 20 万元保持不变，燃料电池商用车补贴上限更是高达 50 万元。在技术成熟度不高、国内外技术水平差距较大时，大幅度提供补贴对产业的扶持

39、决心可见一斑。图表31： 2018 年新能源汽车（纯电/插混/燃料电池）补贴标准变化车辆类型标准（补贴单位万元）2017 年2018 年纯电动乘用车纯电续航 80-150km20纯电续航 150-200km3.61.5纯电续航 200-250km3.62.4纯电续航 250-300km4.43.4纯电续航 300-350km4.44.5纯电续航 350-400km4.44.5纯电续航 400km 以上4.45插混乘用车纯电续航 50km 以上2.42.2快充客车车辆长度 6-8m 上限64车辆长度 8-10m 上限128车辆长度 10m 以上上限2013度电补贴0.30.21非快充客车车辆长度

40、 6-8m 上限95.5车辆长度 8-10m 上限2012车辆长度 10m 以上上限3018车辆类型标准（补贴单位万元）2017 年2018 年度电补贴0.180.12插混客车车辆长度 6-8m 上限4.52.2车辆长度 8-10m 上限94.5车辆长度 10m 以上上限157.5度电补贴0.30.15新能源货车专用车补贴上限1510度电补贴0.15/0.12/0.100.085/0.075/0.065燃料电池乘用车补贴上限2020轻型燃料电池商用车定额补贴3030重型燃料电池商用车定额补贴5050补贴调整系数方面，和相对细化的动力电池车辆不同，燃料电池车辆只设定了功率、续航里程等技术指标，

41、同样适合于产业发展初期的扶持培育。图表32： 2018 年新能源汽车（纯电/插混/燃料电池）补贴调整系数变化车辆类型纯电动乘用车技术类型和对应补贴门槛/补贴调整系数工况法续航里程门槛（km）2017 年/2018 年150系统能量密度（Wh/kg）90，门槛105-120,0.6 倍90-120,1 倍120-140,1 倍120 以上，1.1 倍140-160,1.1 倍160 以上，1.2 倍不同整备质量，工况条件下百公里耗电量优于门槛幅度满足门槛要求0-5%，0.5 倍（18 年门槛严格于 17 年）5%-25%，1 倍25%以上，1.1 倍插混乘用车B 状态燃料消耗量优于限值幅度70%

42、，门槛60%-65%，0.5 倍新能源客车单位载质量能量消耗量（Wh/km*kg）0.24，门槛0.15-0.21,1 倍0.15 以下，1.1 倍非快充系统能量密度门槛（Wh/kg）85115快充倍率门槛（C）33货车专用车单位载质量能量消耗量（Wh/km*kg）0.5，门槛0.35-0.4,0.2 倍0.35 以下，1 倍轻型燃料电池商用车系统能量密度门槛（Wh/kg）燃料电池额定功率（kW）9010-30，单位功率补贴11510，门槛30 以上定额补贴燃料电池额定功率/驱动电机额定功率0.3，门槛0.3-0.4,0.8 倍0.4-0.5,0.9 倍0.5 以上，1 倍纯电续航里程门槛（k

43、m）300300中重型燃料电池商用车燃料电池额定功率（kW）10-30 单位功率补贴，30 以30，门槛上定额补贴燃料电池额定功率/驱动电机额定功率0.3，门槛0.3-0.4,0.8 倍车辆类型技术类型和对应补贴门槛/补贴调整系数2017 年2018 年0.4-0.5,0.9 倍0.5 以上，1 倍纯电续航里程（km）300300另外，我国对燃料电池加氢站（加氢量 400kg/天）予以 400 万元/个的补贴。2017 年 9 月公布，2018 年 4 月开始执行的乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法对燃料电池乘用车积分的规定也相对宽松。功率达到 30kW 即可获得接近满分的

44、4.8 分，和续航里程 350km 以上的纯电动乘用车基本相当。图表33： 新能源乘用车积分计算方式纯电动乘用车车辆类型0.012*R+0.8积分计算公式典型参数积分情况200km，3.2250km，3.8300km，4.4插电混动乘用车2350km 及以上，5.0/燃料电池乘用车0.16*P20kW，3.230kW，4.8技术指引与产业路径规划方面，“中国制造 2025”、能源技术革命创新行动计划（2016-2030）年对燃料电池汽车和氢能产业都有相当程度涉及；2017 年公布的节能与新能源汽车技术路线图为我国燃料电池汽车的发展指明了方向：电堆的比功率和寿命是主要的技术参数目标，全产业链均有

45、技术创新需求。图表34： 燃料电池汽车发展总体目标图表35： 燃料电池汽车技术创新需求企业激励方面，2018 年 5 月 22 日，中国汽车工业协会联合中国汽车动力电池产业创新联盟正式对外公示汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单(第一批)。重塑科技和亿华通两家公司入围氢燃料电池电堆及系统企业 白名单。图表36： 入围汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单的企业序号动力蓄电池系统企业上海捷新动力电池系统有限公司序号动力蓄电池系统企业北京普莱德新能源电池科技有限公司惠州市亿能电子有限公司序号氢燃料电池电堆及系统企业上海重塑能源科技有限公司北京亿华通科技股份有限公司地方性扶持政策方面，据不完全统计，我

46、国已有北京、上海、广州、深圳、武汉、苏州等多地出台了地方性氢能&燃料电池产业扶持政策。内容涵盖燃料电池汽车地方性补贴、产业示范应用、产业技术研发、整车开发、 产业集群打造乃至示范城市建设等内容；已有多个省确认了不同额度的燃料电池汽车地方性补贴。图表37： 近期我国地方性氢能&燃料电池汽车产业扶持政策地方江苏如皋时间2016 年 8 月政策名称如皋十三五新能源汽车规划内容建设“氢经济示范城市”，重点突出制氢技术、氢气存储和加注技术、氢燃料大巴及燃料电池热电联供等氢能应用的示范引领。广东深圳2017 年 7 月深圳市 2017 年新能源汽车推广 给予燃料电池乘用车 20 万元/辆，燃料电池轻型客车

47、、货车30 万元/辆，燃应用财政支持政策料电池大中型客车、中重型货车 50 万元/辆的补贴。用三年时间，把上海打造成国内领先的燃料电池汽车技术示范城市。打造上海2017 年 9 月上海市燃料电池汽车发展规划包含关键零部件、整车开发等环节的产业集群，聚集超过100 家燃料电池汽车相关企业，燃料电池汽车全产业链年产值突破150 亿元。河北张家口2017 年 12 月氢能源示范城市发展规划北京市加快科技创新培育新能北京2017 年 12 月源智能汽车产业的指导意见依托 2020 年冬奥会，全面推进风电制氢、燃料电池车辆用氢相关工作。科学布局并适度超前推进燃料电池汽车、智能网联汽车的研制和示范，培育产

48、业新增长点。重点增强燃料电池电堆及系统、氢气循环泵、空压机等零部件，高压储氢、液态储氢等的研发生产能力。建设国内领先的氢能产业园，聚集超过100 家燃料电池汽车产业链相关企湖北武汉2018 年 1 月武汉氢能产业发展规划方案业，燃料电池汽车全产业链年产值超过100 亿元；建设 5-20 座加氢站，燃料电池公交车、通勤车、物流车等示范运行规模达到2000-3000 辆。到 2020 年，氢能产业链年产值突破 100 亿元，建成加氢站近 10 座，推进江苏苏州2018 年 3 月市政府办公室关于转发苏州市氢能产业发展指导意见(试行)佛ft市南海区促进加氢站建设公交车、物流车、市政环卫车;到 202

49、5 年，氢能产业链年产值突破 500 亿元， 建成加氢站近 40 座，公交车、物流车、市政环卫车和乘用车批量投放。扶持范围涵盖在南海区建设运营的商业化运营或公共服务用途的加氢站、加氢加油合建站和加氢加气合建站，以及整车、动力系统总成或电堆为南广东佛ft2018 年 4 月运营及氢能源车辆运行扶持办法（暂行）上海市燃料电池汽车推广应用上海2018 年 5 月财政补助方案海区内企业生产的并在南海区运行的氢能源车辆。新建固定式加氢站建设最高补贴 800 万元。燃料电池车按照中央财政补助 1:0.5 给予上海市财政补助。燃料电池系统达到额定功率不低于驱动电机额定功率的50%，或不小于 60kW 的，按

50、照中央财政补助 1:1 给予上海市财政补助。除燃料电池汽车按照不超过国补 11 的比例给予地补外，纯电动汽车、插广东广州2018 年 6 月关于征求广州市推动新能源汽电式混合动力混合动力（含增程式）汽车按照国补1:0.5 的比例给予地补， 车发展若干政策公众意见的通知且国补和地补资金总额最高不超过车辆销售价格（国补+地补+消费者支付金额）的 60%。广东省2018 年 6 月关于加快新能源汽车产业创新地补资金中 30%用于支持氢燃料电池汽车推广应用；推进产业链相关技术地方时间政策名称发展的意见内容研发，基础设施建设，标准体系建设，人才队伍建设等。2018 年海南省新能源汽车车辆购置地方财政补贴

51、标准继续按中央财政同期“海南省转发四部委发布的关于补贴标准的 1:0.5 执行，其中，省、市县两级财政各承担50%。各市县要加海南省2018 年 6 月调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知”的通知快推进充电基础设施建设，新能源汽车地方购置补贴资金将根据中央政策要求逐渐转为支持充电基础设施建设和运营、新能源汽车使用和运营等环节。河南省2018 年 6 月“关于公开征求关于调整河南省河南省财政在新能源专用车、货车以及燃料电池车按照国家补助标准的 新能源汽车推广应用及充电基础30%给予推广应用补助。并随国家进一步细化标准进行调整。纯电动、插电设施奖补政策的通知有关意见的式混合动力客车按照国家

52、补助标准的一定比例给予推广应用补助，但车长通知”低于 8 米的车辆不再补助。2、千里之行始于足下，创新驱动氢国氢城和政策扶持的持续性同步，我国燃料电池电堆技术、系统集成技术和整车制造不断取得进展。电堆底层技术方面，2018 年 3 月，由中科院大连化物所持股企业新源动力股份有限公司所开发的HYMOD-300 型车用燃料电池电堆模块，采用高稳定性、高性能的膜基催化层膜电极设计和高可靠性的复合双极板结构，经寿命测试和整车应用验证，突破了车用燃料电池5000 小时的耐久性难关，成为我国首例自主研发的超越 5000 小时耐久性的燃料电池产品。同时，该产品还实现了-10低温环境启动，以及在-40储存。虽

53、然该电堆的功率密度尚不及国际一流厂商产品，但耐久性难关的初步突破意味着我国缩小了燃料电池乘用车核心组件电堆和国际先进水平之间的差距。新源动力也进行燃料电池系统（发动机）和部件的研究与应用。图表38： 新源动力长寿命燃料电池电堆燃料电池乘用车方面，上汽的荣威 950 乘用车入围 2016 年免征车辆购置税的新能源汽车车型目录（第九批）。整车额定功率 55kW，最大输出功率约 110kW。虽然受限于储氢量 4.34kg，整车最大续航里程 400km， 但该车型距国际先进水平仅有约 1 代差距。图表39： 上汽荣威 950 燃料电池车外观图表40： 上汽荣威 950 燃料电池车内部结构燃料电池商用车

54、方面，电堆系统集成、客车、专用车等领域我国也都有公司推出具备相当技术先进性的产品。依托清华大学技术的北京亿华通科技股份有限公司通过研发与应用氢燃料电池电堆及与之配套的 DC/DC、整车控制器、氢系统等实现了燃料电池商用车发动机系统集成层面的国产化，并依托产品和宇通客车、福田汽车、北京汽车、中通客车、厦门金旅等国内主流车企展开广泛合作。亿华通最新氢燃料电池电堆的功率已达 60kW， 配合动力电池增程式设计可以同时兼顾动力电池的加速性能和氢燃料电池的长续航里程。图表41： 亿华通 60kW 燃料电池电堆外观图表42： 投运的亿华通燃料电池公交车2018 年 1 月，宇通客车中标张家口冬奥会 25 辆 12 米燃料电池客车订单，并于 2018 年 3 月交付使用。该车型百公里氢耗仅 7kg，测试工况续航里程达 600km，加氢时间 10 分钟。截至