燃料电池性能的优势体现

政策力挺燃料电池技术，多方下游应用进程加速：国家补贴政策给予燃料电池车高补贴且2020年前不退坡，ZEV、碳税等经济手段的出台都为燃料电池最大的潜在市场——新能源汽车市场形成有力推动。此外，燃料电池的一系列特性使其在通信、特种等领域有着巨大的应用空间，政府也出台了相关政策给予指引。市场需求、政策双驱动，多项应用领域有望同步发展。

技术引进、投资并购助力燃料电池产业化进程加速：我国现阶段燃料电池车产业技术滞后于国外先进公司。2016年，国鸿氢能和大洋电机引进Ballard燃料电池核心部件（PEMFC电池系统）技术并达成股权、制造等项目合作；2018年潍柴动力对巴拉德进行股权投资，成为其第一大股东，同时在成立合资企业，众多的合作进展极大地促进中国商用车燃料电池汽车产业的发展。

成本快速下降，促进产业发展。国外技术的不断突破，让我们看到了氢燃料电池成本下降路径。重整法制氢成本已可媲美燃油（约合1.25美元/kg）、电池系统成本2015年约53美元/kW，2020年有望下降至40美元/kW，同时我国废氢的利用将使使用成本进一步降低。

燃料电池性能优越，市场关注度与日俱增

燃料电池转换效率高、排放污染小，性能优势明显。燃料电池通过燃料的电化学反应直接产生电能，相当于一个小型发电装置（主要包括双极板、电解质、扩散层、催化剂）。氢燃料电池汽车通过罐装氢气，与空气反应产生电能推动车辆，具有无污染及能量转化率高的优点。

根据电解质和燃料的不同，燃料电池分为六类：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃料电池（PAFC）。每一种类电池特性不同，应用领域也有所区别。

1.受益交通应用拉动，PEMFC出现跨越式发展

PEMFC出现跨越式发展。2011-2018年，PEMFC、SOFC、MCFC三种类型电池占据了历年总出货量的90%以上。其中，受交通运输领域需求拉动，PEMFC在2011-2017年出货量连续出现了跨越式增长，年均复合增长率为42.57%；SOFC、MCFC在固定式电站或热电联产上应用较为成熟。

燃料电池应用市场出现结构性变化。2015年之前，燃料电池应用以产业和商业用途及家庭用途领域为主，但因燃料电池汽车商业化不断落地的催化，下游市场已出现结构性变化。2011-2014年，PEMFC在燃料电池应用领域的占比保持在40%左右；2015年开始，PEMFC的应用占比快速提升。根据E4tech统计，2017/18年PEMFC在燃料电池应用中的占比已经达到了70%以上。

2.全球燃料电池市场空间有望达到3400亿，PEMFC占多数

燃料电池市场增长潜力巨大。根据FujiKeizai预测，到2025年全球燃料电池市场有望达到5.2万亿日（约合人民币3,400亿元）元，其中燃料电池汽车市场规模将超过50%。2011年燃料电池汽车市场仅为3亿日元，未来随着技术升级、加氢站等基础设施的完善、政策支持力度加大，预计到2025年全球燃料电池汽车市场有望扩大到2.91万亿日元（约合人民币1,900亿元），占整体市场一半以上。

新能源汽车应用空间广阔，新兴市场机会有待深入挖掘

燃料电池在民用领域的应用主要集中在电站（含热电联产）和交通运输领域。早期燃料电池的应用主要集中在特种、航天等特殊领域，且技术已相对成熟。近年来，燃料电池在民用领域的应用正在提升。在民用领域，燃料电池的应用主要包括固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。

交通领域应用的商业化进程正在加速。受益各国政策支持，汽车技术上取得较大突破，丰田、本田、现代等均推出了各自的量产燃料电池汽车，燃料电池在交通领域的商业化进程正在加速。

从市场结构来看，交通运输领域成长性最强。2018年，全球燃料电池系统的容量预计为803.1MW，2011-2018年间复合增长率达32.95%。从总量上看，与大规模商业化仍存在一定差距。从应用领域来看，固定式电站领域的应用占比从2013年开始逐步下滑，2018年占比约30%；便携式领域的容量占比很小，几乎可以忽略。

然而，交通领域的应用占比在从2013年开始逐年出现大幅提升，2016年首次超越固定式，达到近60%，2018年占比近70%。

1.交通运输领域：氢燃料电池，新能源车未来发展方向

1.1.氢燃料电池车的发展存在市场基础和政策基础

氢燃料电池汽车是我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。氢燃料电池汽车在《国家创新驱动发展战略纲要》《中国制造2025》《汽车产业中长期发展规划》等重要战略纲要中，均被列为要大力发展的产业。氢燃料电池车主要由燃料电池系统（包含反应堆、空气压缩机等）、储氢装置、辅助电池、控制装置和驱动电机构成，具备续航力强、噪音低、零排放等特点。

我国对燃料电池汽车的发展规划早在2001年就已经启动，2001年的“863计划——电动汽车重大专项”项目，确定了“三纵三横”战略，其中“三纵”即包括纯电动、混合电动、燃料电池汽车。到2015年，《中国制造2025》规划纲要出台，提出了燃料电池汽车的三步发展战略，最终在2020年，达到生产1000辆燃料电池汽车并进行示范运行的目标。

技术方面，科技部《“十三五”电动汽车规划》给出指引，未来几年需要攻克薄金属双极板表面改性技术、车用燃料电池耐久性技术、推进加氢站建设和燃料电池汽车示范运行等多项工作，关键基础器件、燃料电池系统、基础设施与示范三个方面需继续加大研发和投入力度。

燃油电池汽车补贴2020年前不退坡。为了达到上述规划目标并攻克技术难题，中央自2009年起对燃料电池汽车持续地给予财政补贴和税收减免，近几年的财政补贴积极促进燃料电池汽车的市场化导入。根据中央的补贴标准，2013-2015年，燃料电池乘用车的补贴标准逐年递减5%，从2013年20万元降低到2015年的18万元，但根据《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，2016-2020年又重新恢复到20万元，而纯电动和插电混合乘用车的补贴逐渐退坡。除此之外，还给予燃料电池商用车中型30万、重型50万的补贴。

1.2.氢燃料车vs锂电池车：燃料补充迅速和续航里程是优势

两种新能源车的综合能源利用效率均高于传统汽车。对比三种不同化石能源利用效率（内燃机为37%，燃料电池为45.7%，锂电池为49.2%），锂电池和燃料电池较传统燃油汽车均有较大优势。

当前锂电池车产业发展更为完善、积累的运行数据更多；但燃料电池更适合长续航里程的运输车辆，两种路线并重更符合我国当前的国情。中科院欧阳明高院士在多个场合明确提出：氢燃料电池更适合替代使用柴油的长途运输车辆以及客车领域，锂离子电池更适合应用于乘用车领域。

燃料电池车与锂电池最大不同在于驱动力来源。燃料电池车动力来源包含电池控制器、储氢装置、电池堆、辅助蓄电池、燃料处理器、压缩机和加湿器，而锂电池车主要包含电池控制器、电池组、车载充电器，其他部件两种车相似。

燃料电池汽车续航及加氢时间优势明显。进一步对比氢燃料车和纯电动车性能参数，发现氢燃料电池汽车在续航里程及能量补充时间上具明显优势。续驶里程很大程度上由电池系统能量密度决定。锂电池系统的平均能量密度约为140-160Wh/kg，PEMFC燃料电池的能量密度高达1800Wh/kg。

反应到具体车型上，纯电动车如比亚迪e6及特斯拉的等续驶里程较远的车型，续航可达400km以上；而氢燃料车丰田Mirai续航里程可达650km以上。能量补充上，纯电池车直流快充时长在2-3小时，氢燃料车一次加氢只需3-5分钟。

1.3.丰田Mirai：燃料电池领跑者，专利公开掀起产业化浪潮

丰田于2014年11月发布Mirai燃料电池汽车，续航里程可达500km，储氢重量约5kg，加氢时间3分钟左右，百公里加速9.6秒，补贴后售价约26万人民币，其性能已经与现有电动车领头羊TeslaModelS车型媲美。

2015年1月，丰田宣布在全球求范围内开放耗时20多年、耗资上千亿资金开发的5680项燃料电池技术专利，其中包括Mirai的1970项关键技术专利。从商业战略的角度看，我们认为丰田此举已经昭示其技术已经相当成熟，进入了技术优化和商业生态构建的阶段。

1.4.国内外车企加大燃料电池汽车布局

全球多家车企量产氢燃料电池乘用车。现代ix35FCV于2013年上市，随后丰田、本田相继推出Mirai和ClarityFuelCell。欧洲市场目前量产的主要有奔驰GLCF-Cell（混动），奥迪h-tronQuattro作为概念车并未上市，2018年现代推出升级版的NEXOBlue，续航里程和百公里加速均有大幅提升。国内市场暂无氢燃料电池乘用车上市，上汽集团开发一款荣威950（混动）版燃料电池汽车，实现自主技术突破，并未量产。

目前已有多家国际车企公布氢燃料电池乘用车战略布局和销量规划。乘用车方面，国内上汽、长城等车企也有明确规划；商用车方面未来会是中国燃料电池汽车发展的主力。

1.5.全球燃料电池汽车的市场现状及未来展望

全球燃料电池乘用车销量基数较低，未来发展潜力巨大。根据InformationTrends报告数据，2017年全球燃料电池乘用车实现3260辆销售规模，同比增长超40%。根据中汽协数据，中国燃料电池乘用车暂无产品上市，主要以燃料电池商用车为主，2018年实现1527辆销售规模，同比增长20%，未来随着“十城千辆”推广实施，销售规模未来将会有大幅提升。

美国为燃料电池乘用车主要的消费市场。根据InformationTrends报告数据，美国市场由于基础实施完善，截止2018年底共有42座公共加氢站，2018年实现2368辆燃料电池乘用车的销售规模，同比增长3%左右，其中丰田Mirai实现销售1700辆，占比约72%。韩国市场，现代2013年推出ix35FCV以及2018年推出升级版车型NEXO，续航里程超600km，叠加国内14座加氢站的基础设施保障，2018年实现了744辆燃料电池汽车的销售规模，未来随着加氢站以及成本的走低，美国以及韩国市场燃料电池汽车的销量有望持续创出新高。

全球各国纷纷制定燃料电池汽车的发展规划。随着能源安全等问题的日益严重，全球各国纷纷大力推动新能源汽车的发展，燃料电池汽车相较锂离子电动汽车而言，具有续航里程长、加强时间短等优势，但是技术难度以及产业化难度大，已经成为各国的产业发展重点突破方向之一，纷纷制定了明确的发展规划。