氢燃料电池或将取代动力锂电池？未来3-5年迎来爆发期

提到新能源汽车，很多人的第一反应是锂电池车，当前市场上大规模商用的也是以锂电为动力的纯电动车。事实上，新能源汽车动力中，氢燃料车的优点更为明显，它突破了三元电池的能量密度限制，具有能量密度高、续航里程长、零排放且无废电池二次污染等特点，被称为“动力电池的终极解决方案”。

其实，氢燃料电池技术并不算新鲜，堪称行业“旧爱”，它的发展其实比锂电池要早。

氢燃料汽车分为两类：一是燃氢汽车，只需要对现有内燃机稍加改进，就可以直接燃烧氢气，凭借氢气高出汽油三倍的热值；二是氢燃料电池，与现有纯电动车结构类似，使用电机驱动汽车，相比普通电动车，氢燃料的优势在于续航里程更长，加氢时长预期仅需3-5分钟。

关于氢燃料电池

氢燃料电池是使用氢元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢燃料电池相比锂电池的优缺点

政策加码

根据《中国制造2025》对燃料电池汽车产业发展的规划，2020年生产1000辆燃料电池汽车并示范运行，2025年的目标是实现加氢站等配套基础设施的完善。有专家预计，到2030年国内燃料电池和氢能的大规模推广应用，届时氢燃料电池的年销量规模可达百万以上，相关设备投资规模达到500亿元。

1、国家补贴

根据2017年新能源汽车国家补贴来看，氢燃料电池轻型客车的标准为30万元/辆、大中型客车50万元/辆的补贴。另外根据相关规定，国家对符合标准的加氢站奖励400万元/座。

2、政策鼓励

目前国家层面发布的包括《节能与新能源汽车技术路线图》等多份文件均明确提出要发展燃料电池汽车。

根据中国汽车技术研究中心发布的发展路线图，到2020年，氢燃料电池车首先将实现在特定地区的公共服务用车领域达到5000辆规模示范应用；2025年逐步推广至城市私人用车、公共服务用车等领域达到50000辆规模；最终在2030年左右，实现私人领域的百万辆规模推广。

产业现状

1、氢燃料电池产业链尚未成熟

氢燃料电池汽车的核心是燃料电池，燃料电池上游原材料是氢气和氧气；中游产业主要包括燃料电池电堆、空压机、水泵、氢泵、储氢器、加湿器以及部分装配件，最终根据不同需求装堆组成燃料电池。其中电堆是燃料电池中最为关键的部分，在整个电池中的成本占比高达60%。在技术方面，有资料显示国内外电堆的性能水平还存在较大差距。

国内外在电堆性能方面差异较大，以丰田为例电堆中的单电池数量可达300-400片，而输出功率可达114KW，而国内水平通常在30-60KW。

2、加氢站建设难

据了解，氢气的存储和运输，甚至加氢站高昂的造价等都成为制约行业迅速发展的瓶颈。目前国内加氢站只有7家，除了原有分布在北京、上海、河南郑州、广东云浮、广东佛山江苏如皋等地，并且还远未达到商业化运营。

据了解，一座加氢站的建设使用成本是一般加油站的三倍之多，并且还要高于充电站的建设。另外氢气属于易燃易爆气体，建设难度和安全管理、后期维护都要比建设充电站高。此外氢气作为易燃易爆危险气体，在运输和储存安全要求技术条件高，对车辆的安全性也非常重要。

3、燃料电池成本高、技术与产业链尚不成熟

一辆燃料电池汽车最为关键的是燃料电池系统，它由燃料电池堆(催化剂、双极板、质子交换膜)、供氢和水/热管理系统、空气循环系统几大部分构成，约占整车成本的63%，而这其中最为关键的部件是电堆。

据了解，目前国内可以大规模量产电池堆核心部件的企业非常少，有技术能力生产电堆的企业也很少，尤其是电堆中催化剂需要用到贵重金属——铂金，并且需求较高。上述这些原因都直接导致了燃料电池成本奇高。

另外，在供氢系统中，高压机和高压储氢瓶等等技术都需要突破，例如目前国际上对储氢瓶的压强标准是70兆帕，而国内标准只有40兆帕。

目前我国的氢燃料电池客车已经开始上路运营，但乘用车还没有起步。一方面是在商用车领域的技术门槛更低，客车氢燃料电池的体积、能量密度、可靠性等要求等要低于乘用车，另一方面由于加氢设施的限制，在客车尤其是公交车领域更容易实现运营。

小结

有人说，未来新能源汽车三分天下，氢燃料电池必占其一。国家已经决定大力扶持氢燃料电池产业，必将复制动力锂电池产业的繁荣路径，甚至会取代动力锂电池的地位。

2018年新能源汽车补贴必然会再次下调，到2020年补贴将全部退出，而从各方消息来看，唯独燃料电池汽车的补贴额度保持不变，并且国家已经明确发文鼓励燃料电池产业的发展，必将极大的刺激企业与投资界的热情。

但需要正视的是，目前我国氢燃料电池汽车距离规模化运营还有非常长的距离，主要问题包括国内产业链不成熟、成本太高、基础设施薄弱等诸多问题。行业普遍认为，氢燃料电池还处在商业化初期，大规模商业化仍有许多掣肘，行业要迎来全面产业化，仍需要一定的时间。