氢能系列研究：氢能源产业链分析
核心要点?氢能上游：2019年氢能渗透率仅2.7%，煤制氢为当前主流&绿长期降本空间大1渗透率
2019年我国氢气产能约410万吨/年，产量约342万吨，占终端能源总量份额仅2.7%，政策扶持至205年氢气需求量在终端能源体系中占比有望达 至6有望达20。2制内化石燃料最降本空间大发展趋势。①
2019年产量占比78%，其中煤制氢占比64%，天然气制氢占比14%。国内煤制氢工艺成熟，性价比高，原料煤80元/吨时，制氢成本约12.64元/kg。②工业副：
2019年产量占比21%，我国排空的工业副产氢发掘潜力大。③电解水2019年产量占比仅，碱性、PEM、SOEC电解为当前三大工艺，电力成本占比约40%~80%，0.3元/度电价
下碱性制氢成本约20元/kg，经济性制约规模化发展，可再生能源电力成本下降&设备降本&技术进步驱动绿氢平价。2050年，绿氢供应占比有望达7%。?能中游气态储为主固液态有待技术攻关加站速布局1运高压流
我国普遍采用20Pa气态高压储氢与集束管车运输的方式远距离+大规模场景液态储运潜力较大， 氢业降和。2加注：尚加站速布局
规模化建设有望降低成本。氢下燃料电池常见终端应形式主要于交通&筑领域
1交通领域发展形势：电池种类为质子交换膜燃料电池(PEMFC)，2019年底国内平台已接入电池车3712辆。①道路输
商用车/乘用车分别在耐久性&成本/体积功率密度方面要求更高；商用领先发展，0-5年，商用车可达产业化要求，乘用车技术达到规模应用水平。②非运
我国正在重工、轨交、船舶等领域积极探索，仍需运营验证&性能改进。2建筑领域发展形势：电池种类为固体氧化物燃料电池（SOFCs），美日已实现商业化，我国尚在初步研发阶段。?风险提示政策推广不及预期，技术落地不及预期下降和配套设施建不及预期
目录1.政策体系逐渐明朗，行业预期不断升温3.生产-储运加注-应用构成整个氢能产链.1制：三种主流路径，绿助力深度脱碳2高压气态储为固液态储业化有待降本3.本尚加站速布局2.氢能渗透率有望提长发展潜广阔
4.产业链主要参与体分析应用燃料电池是较常见的终端应用交通领域优先发展5.风险提示
国家相关扶持政策密集出台，加速氢能产业化进程?层面的氢能产业地位不断提升。1.体系逐渐明朗行预期温
图：国家层面氢能产业相关政策
1.政策体系逐渐明朗，行业预期不断升温地方府产业规划为氢能发展注入动力?多省发布及燃料电池车产规划加速氢能产业化进程。
自2019年以来北京、山东、河北、浙江等省市相继出台氢能及燃料电池车发展规划或扶持政策，并从产业规模、企业数量、燃料电池汽车、加氢站等方面明确阶段目标。政策文件布年份站建设目标（个）值亿元氢车推广固定式发应用
江苏《江苏省氢燃料电池汽车产业规划》2019 2025 ≥50 / 累计投放≥400 50座广州 （2019-2030）》 2020
(2020-202年)》
(征求意见稿)》2025年)》
《广州市氢能产业发展规划 20252030 ≥50≥10 ≥60≥200 燃料电池汽车占比不低于30%/ 4座10座山东《山东省氢能产业中长期发展规划2020 2025 10 100 累计推广≥100 10
（2020-2030年）》 2030 ≥20 ≥300 累计推广≥500 /北京《氢燃料电池汽车产业发展规划》2020 2023 ≥37 ≥50 ≥300 /2025 74 100 300 /
天津《天津市氢能产业发展行动方案2020 202 ≥10 ≥150 ≥100 2座《内蒙古自治区促进燃料电池汽车 2023内蒙古产业发展若干措施(施行)(征求意见2020
2025 ≥60≥90 ≥40 ≥3830≥100(燃料电池≥100 //稿)》 车)浙江《浙江省能源发展“十四五”规划2021 202 ≥30 ≥10 ≥100 /
四川《四川省氢能产业发展规划(2021-2021 2025 ≥60 / ≥600 5座氢能分布式能源站河北《河北省氢能产业发展“十四五” 规划》 2021 2022025 ≥25≥10
0 ≥150≥500 ≥100≥1000 //上海《上海市加快新能源汽车产业发展实施计划（2021-2025年）》2021 2025 ≥70 ≥10(燃料电池车) ≥1000 /
表：各省份氢能及燃料电池车产业链相关政策
氢能渗透率仅2.7%，至205年需求有望达60万吨?据中国氢能产业联盟与石油和化学规划院的统计，219年我国氢气产能约410万吨/年，产量约342万
吨，按照能源管理，换算热值占终端能源总量份额仅.7%。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019/》数据，至205年，氢能在交通运输、储能、工业、建筑等领域广泛使用，氢气
年需求量将提升至60万吨，在我国终端能源体系中占比达1，产业产值达到12万亿；至206年为实现碳中和目标，氢气年需求量将增加至1.3亿左右，在我国终端能源体系中占比达到。?
据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019/》数据，至205年氢能年需求量达60万吨，可减排7亿吨二氧化碳。其中交通运输、工业领域、建筑及其他领域用氢占比分别达4、57。表：发展总目标图：25下游各用量预测
2. 有望提升长期发展潜力广阔产目标现状（2019）近期远期目标20-5（206-35）206-5
氢能源比例（%） 2.70% 4% 5.90% 10%氢气需求量（万吨） — ~3,00 ~4,00 ~6,00
产业产值（亿元） 3,00 10,00 50,00 120,00加氢站（座） 23 20 2,00 12,00
燃料电池车（万辆） 0.2 5 130 50固定式电源/电站（座） 20 1,00 5,00 20,00
燃料电池系统（万套） 1 6 150 50
图：氢能产业链
3.生产-储运-加注-应用构成整个氢能产业链
三种主流制氢路径，产业基础较为成熟?氢气目前主要由三种主流制取路径：1）以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；2）以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为
代表的工副；3）电解水氢。我国氢能的生产利用已较为广泛，制成的氢气主要应用在工业原料或生产供热中。此外还有其他制氢方式包括生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等，但仍然处于试验和开发阶段，尚未形成工业
化应用。 图备工艺类型
3.1：绿助力深度脱碳
2019年我国化石能源制氢占比78%，煤制氢占据主导地位?主要以煤炭为原材料气化。
据中国氢能联盟及车百智库数据，2019年中国氢气产量约342万吨，其中煤制氢产量214万吨，占比64%，工业副产氢708万吨，占比21%，天然气制氢460万吨，占比4，电解水制氢50万吨，占比1%左右；据HydrogenFrmRenwablPoer21数据显示，全球制氢中8来自天然气重整制氢，30来自石油制氢；8来自煤制氢，为电解水制氢。图：2019年生产结构与能分布
3.制：三种流路径绿助力深度脱碳图：2017年全球气生结构状况
1
三种主流制氢路径及优缺点比较?国内现阶段氢气主要由化石能源制氢或副产氢获得，为实现碳减排和化石能源替代的目标，后续主要有两种发展路径：1）发展
蓝氢，即在灰氢制作过程中结合CUS降低碳排放，但化石能源制氢及工业副产氢最多只能降低80%碳排放，更多是向绿氢转变中的过渡阶段。2）发展绿氢，即待可再生能源占比提升电价成本下降后，全面推广电解水制氢。
3.1：助力深度脱灰氢工业副产
焦炉煤气、化肥工业、成本低、效率高氯碱、轻烃
利用等 须提纯及杂质去除，无法作为大规模集合成氨、石油炼制中化的氢能供应源 焦炉气制氢<5氯碱制氢<5
吨焦炭制氢0.017吨吨烧碱制氢
0.024吨吨合成氨制氢0.04吨绿氢电解水制
电、水工艺过程简单，制 结合可再生能源制氢电网电力38~45氢不存在碳排尚未实现规模化应电子、有色金属冶炼水电风电<1放 用，成本较高等对气体纯度及杂质光伏发电<3 含量有特殊要求 /
表：其方式原料优点缺适用范围34(kgCO2/H)生过程单位效率(石能源制
煤 技术成熟、成本低储量有限，制氢过须提纯及去除杂质 传统煤气化~19合成氨、合成甲醇、 吨煤制氢石油炼制 0.1~0.13吨技术成熟、耗水量程存在碳排放问题，天然气小，氢气产率高 / SMR~9.5 吨天然气制氢0.23吨蓝结合CUS技术
灰氢原料+CUS 碳排放量小成本高，经济性尚未体现 灰氢制备路径传统煤气化+CUS<2SMR+CUS<1 /
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳化石能源煤技术成熟性价比高?
化石能源制氢以煤制氢和天然气制氢两种主要制氢方式为代表，是国内最主流的制氢方式。煤制氢技术路线稳定高效，制备工艺成熟，也是成本最低的制氢方式，经我们测算，在原料煤价格在80元/吨时，制氢成本约为12.64元/kg。图随炭格变化趋势图：生产流程图：煤制氢成本测算项目原料（炭）氧气辅助材燃料动力能耗人工费用制造财务
煤制氢（元/m3）0.6 0.21 0.043 0.069 0.012 0.135 0.06体积成本
（元/m3） 1.129折吨成本（元/kg） 12.64
注：假设煤炭价格为80元/吨，吨煤制氢0.12吨，经我们测算可得煤制氢原料成本为0.6元/m3，折吨成本为12.64元/kg，与左上方数据差异来源自煤制氢效率、其他费用等计算口径不同
图：煤制氢生产工艺
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳化石能源天然气为国外应用内天然气制氢经济性低于海外?
天然气制氢技术中，是国外主流的制氢方式，其中蒸汽重整制氢较为成熟，经我们测算，在天然气价格为0.83元/m时，天然气制氢的成本约为12.83/kg，其中天然气原料成本占据总成本的70%以上。中国天然气资源供给有限且含硫量高，预处理复杂，制氢经济性远低于国外。图：变化趋势图：制氢生产工艺图：天然气制氢成本测算项目原料（）辅助材燃料动力能耗人工费用制造财务
天然气制氢（元/m3）0.838 0.014 0.184 0.012 0.065 0.029体积成本
（元/m3） 1.141折吨成本（元/kg） 12.83
图：天然气制氢成本构
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳工业副产能发展空间潜亟待挖掘?
工业副产氢为生产化工产品的同时所得氢气，主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、合成氨醇等工业副产氢。目前我国排空的工业副产氢产量约为450万吨。其中，PDH以及乙烷裂解副产氢约为30万吨；氯碱副产氢约为3万吨；焦炉煤气副产氢约为271万吨；合成氨醇等副产氢约为18吨。国内工业副产氢呈现向下游利用发展的趋势，实现下游产品多元化。图：种类特点图：业综本对比(/Nm3)
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳电解水大要工艺—碱性电解、PEMSOEC电解表：国内三大水制氢技术对比（AW）质子交换膜（PEM）固体氧化物电解（SOEC）质
20~30%KOH PEM（Nafion等） Y2O3/ZrO2催化剂非贵金属电催化剂（如Ni、Co、Mn等） Ir、Ru等贵金属/氧化物及其二元、三元合/混合氧化物 /运行温度
70~90℃ 70~80℃ 60~100℃流密0.2~0.4A/c㎡ 1.0~2.0A/c㎡ 1.0~10.0A/c㎡单台产气量0.5~100Nm3/h 0.01~50Nm3/h /电解槽能耗
4.5~5.5kWh/Nm3 3.8~5.0kWh/Nm3 2.6~3.6kWh/Nm3价格国产：200~300元/kW进口600~800/kW 700~1200元/kW /系统转效率
60%~75% 70%~90% 85%~10%寿命已达10~20年 已达10~20年 /启停速度热启停：分钟级
冷 ＞60分钟 热启停：秒级冷 5分钟 启停慢动态响应力较强 强 较弱电源质量需求稳定电源 稳定或波动电源 稳定电源负荷调节范围
15~10%额定负荷 0~160%额定负荷 /运维有腐蚀液体，运维复杂成本高 无腐蚀性液体，运维简单成本低 目前以技术研究为主，尚无运维需求成本
成本较低，最具经济性 使用贵金属电催化剂等材料，成本偏高 /环保性碱液污染，石棉膜有危害 无污染 无污染技术推广度已实现大规模工业应用，碱性电解
槽基本实现国产化 已实现初步商业化应用，PEM电解槽关键材料与技术需依赖进口 尚处于实验室研发阶段特点和适用场景设备成本较低，单槽电解制氢产量较
大，易适用于电网 运行灵活性和反应效率高，与波动性和随机较大的风电和光伏具有良好匹配性 电耗最低，高温环境工作，适合产生高温、压蒸汽的光热发电等系统
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳电解水成本分析—电价&设备折旧成本占比高?要包括
设备成本，能源成本（电力），原料费用（水）以及其他运营费用等。能源成本即电力占比最大，一般为40%~8。
?设备1）槽（解堆）：是水制氢系统的核心部分成本占比约40%~5，包含电池、PTL、双极板、端板和其他小部件，其中最核心的部分为膜电极组件；2辅机：包括整流器、水净化单元、氢气处理（压缩和存储）和冷却组件，成本占比约5-6图碱性成本图：PEM解槽的成本
3.1制氢：三种主流制氢路径，绿助力深度脱碳电解水成本分析—电价&设备折旧成本占比高
? 运营与相关度高商业用电条件下（0.6元/kwh）碱性和PEM电解水制氢成本超40元/kg，.3元/kwh电价下碱性制氢成本可降至20元/kg左右。
? 典型项目：.3元h电价下，费成本占比为67%，其次设备折旧成本占比19%。9.215.42.67.3.940.0.6.31..2.8.501345060. 0.5.6
碱性电解成本（元/kg）PEM电解成本（元/kg）.3.4
电价（元/kWh）
电解水
制氢成
本（元/
kg）
图：对当前水的影响成本项 单价 消耗量 成本
（元/Nm3）考虑折旧成本占比原材料电0.3元/kwh 6kwh/Nm3 1.8 67%纯水
3.5元/t 0.01t/Nm3 0.035 1%辅助材料KOH 10元/kg0.004kg/Nm3 0.04 0%冷却0.2元/kwh0.01kwh/Nm3 0.002 0%
人员工资1万元/人月10人 0.31 12%运营维护15万元/年 0.04 1%设备折旧 0.5 19%
制氢成本 未考虑折旧 2.19 81%考虑折旧 2.69 10%注：产能50Nm3/h，约合100kg/d。
电力消耗考虑制氢电耗与动力量，留有富余量；人员考虑3人/班,3班，1管理人员。
表：项目分析
绿氢降本驱动因素：电价下降、解槽本技术进步?1）可再生能源度成全球可再生能源发电成本持续下降并逐渐开始低于化石燃料发电成本，根据彭博新能源财经测算，209-20年全球光伏和陆上风电的平准化发电成本(LCOE)分别下降了85%和60，中国光伏发电目前的LCOE在0.29-.5美元/kwh之间，
在多数地区已经具备了与新建燃煤发电竞争的能力。未来可再生能源电力成本将持续降低。解槽由于电解槽供应链规模的加速发展，对比2年成本的预测大幅降低了30-5%，氢能促进会预计到203年，系统
级电解槽成本将下降至20-5美元/千瓦。?3技术进步带效提升&原料优：当前电解水制氢效率约为5kWh/g氢气（即电耗约4.kWh/m3）；随着规模化生产&工艺技术
优化（如使用更薄的隔膜、更高效的催化剂、减少稀有金属的使用等），未来电 解槽的效率有望降低至40kWh/g氢气（即电耗约.7kWh/m3），由于材料及催化剂的优化，设备折旧、其他原材料成本也有望降低50以上。图：209-年全球光伏与风平准成本基图：中国光伏发LCOE在0.29-.5美元/w之间
3.1制三种主流制氢路径，绿助深度脱碳
考虑碳减排成本，绿氢与灰同价时间有望提前至203年左右?引入将提前至203年左右氢。根据国际氢能委员会测算，假设到203年碳排成本增长至为50美元/吨（二氧化碳
当量），204年15美元/吨，5年美元/吨，可将绿氢与灰氢实现同价的时间提前至8年至2034年。确切的时间将取决于各地资源禀赋和政策要求。国内降潜力：根据氢促会预测，到205年国内绿氢制备成本有望降至10元/kg。
? 1设备随着技术发展、电解槽生产规模扩大以及自动化水平提高，23电解水制氢设备的固定有望降低50-6%。? 2制①十四五期我国将在积极利用工业副产氢的同时，大力发展可再生能源电解水制氢示范，氢气平均制备成本降至20/kg；②3国内电解水制氢规模将达到75GW左右，氢气平均制备成
本5/kg左右；③远5，我国将以可再生能源发电制氢为主，氢气平均制备成本降至10/kg。图各类路线趋势图：各类技术路线（包含碳排）趋势预测
3.1制三种主流制路径助力深度脱碳
国内绿氢降本空间大，长期看绿氢占比有望大幅提升?是未来能供应发展的重点205年供应达70%。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书
》预测，到205年，氢气年均需求量约6万吨，中国能源结构从传统化石能源为主转向以可再生能源为主的多元格局，可再生能源电解水制将成为有效主体煤制氢配合CS技术、生物制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术成为有效补充。 图：气供给结构预测
3.1：三种流路径助力深度脱碳图：中国及给预测
2030
2050年均需求约6万吨，可再生能源电解水制氢
成为有效供氢主体，制年均需求约5万吨，备本降至1元/kg左右可再生能源电解水制氢
取得初步发展，制备成本降至1元/kg左右2020-2025
年均需求约 ，绿氢平均制备成本降至/kg左右 EE
高压气态储氢技术成熟，液态、固储氢有待技术攻关?存主要分为三类：和。高压气态储存技术最为成熟，已广泛应用，低温液态储氢在航天领域有所应用
，有机液态及固体材料仅在部分燃料电池及分布式发电中实现示范应用。高压气态 密度安全性方面在瓶颈；碳纤维缠绕高压氢瓶的推广应用实现高压气态储氢由固定式应用向车载储氢应用转变。
低温液态和有机液态储氢，低温液态储氢密度大，成本很高；有机液态储氢尚处于示范阶段。液氢在国内仅在航天领域少量实际应用，产业链各环节已初步具备自主国产化技术和产品。?技术不成熟，海外实现燃料电池潜艇商业引用，国内实现分布式发电示范应用。表：要及其优缺点
3.2运为主流液产业化有待降本方式类型目前主要应用气态储氢
及能耗低技术成熟、结构简单体积储氢密度低，高压气态储氢高压氢瓶、高压容器 充放氢速度快，成本安全性能较差 普通钢瓶，少量储存；轻质高压储氢罐实现氢燃料电池应用液低温液态储氢低温绝热液氢罐 氢容器要求高，一单位体积储氢密度大液化能耗大储大量、远距离储运，主要用于
次性投资较大安全性相对较好 航天工程，民用缺乏相关标准
存有机液态储氢可逆加氢和脱氢反应实现氢储积储氢密度大通过不饱有机物与氢气进行液纯高，单位体成本高、能耗大，燃料电池客车载储氢实现示操作条件苛刻 范应用固
以金属氢化物、化学氢化物或单位体积储氢密度大技术不成熟、单位固体材料储氢纳米材料等作为储载体，通能耗低、安全性好质量储氢密度低、过化学/物理吸附实现氢存储 充放氢效率低 国内分布式发电实现示范应用，外燃料电池潜艇商业用，分布式发电和风电制氢规模储氢实现示范应用
前期多用高压气态储运，远距离+大规模场景液态储运潜力较大?我国现在普遍采20MPa高压氢与集束管车输的方式，单车运氢约30-4kg，技术成熟，成本较低，但仅适用于近距离运输
。管道和液是未来实现、长重要，管道运输能耗及成本低，但建造管道一次性投资较大，美国、欧
洲已分别有250公里、1598公里的输氢管道，我国仅有10公里的输氢管道。因此中期来看液态运输发展潜力较大，液氢罐车运输量可达7吨/车，铁路液氢罐车运输量可达8.4-1吨，专用液氢驳船的运量则可达70吨。表：主其经济效益
3.2：为主流固产业化有待降
注：体积和重量储氢密度均以储氢装置计算
储方式压力载(MPa)kg/车)体积储质量密度氢(m3)wt%(元/kg)工具特点
长管拖车 储氢规模较小、运输距离较短管道运输 大规模用氢、多领域应用气态20 30-40 14.5 1.11.0-4.0 —3.2 — 0.3液
规模较大、运输距离较长；存液氢槽罐车（低温液态）储成本高 0.6 700 64 14 12.25
能耗经济距wh/)离(km
2.02 1-1.3 ≤1500.2 ≥50
15 ≥20
槽罐车（有机液体）规模较大、运输距离较长；尚处于研发阶段 常压200 40-50 4 15 —≥20固运
货车 储氢密度高，规模较大；尚处于研发阶段 4 30-40 50 1.2 —10-13.3≤150
23
2035年远期目标20座加氢站，规模化建设有望降低成本?加氢站分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站两种，我国现有加氢站均为外供氢加氢站，即氢气储运至加氢站后在站内进行压缩、存储
和加注。根据供氢压力等级不同，加氢站有35MPa和70a两种压力。我国成本较高备约占70%。据中国氢能联盟数据，我国建设一座日加氢能力50公斤、加注压力为35MPa的加氢站
投资成本达120万元（不含土地费用），约相当于传统加油站的3倍。考虑设备维护、运营、人工、税收等费用，折合加注成本约13-8/公斤，规模化建设或油/气合单位注下图：205-年规划情况（单位：）
.：尚速布局
202,012,002,1,08,6445E35E加氢站数量（座） 205E
截至201H我国累计建成加氢站146座，投运比例超93%?据香橙会研究院统计，截至20年上半中国累计建成146加氢站（不含3座已拆除加氢站），其中已投运加氢站136座，已建成待
投运加氢站座，在建加氢站7座，规划建设加氢站7座。据日本次世代自动车振兴中心数据，截止201H日本共有47座加氢站投入运营，位居世界第一位。
从历史数据来看，2016-年我国建成加氢站数量迎来快速增长阶段，2016-9年每年建成的加氢站数量均呈现翻倍增长态势，年我国新建成加氢站51座，20年上半年建成加氢站座。图：截至201H我国量
3.注：本尚高速布局图：中国分布
广东建成加氢站35座居首位，上海在建拟加氢站突出?截至201年上半年，广东省建成加氢站数量达35座，位居榜首；其次为山东、江苏，加氢站数量分别为15 座、3座。同时贵州、海南
等地实现了零突破，全国共有2个省市已布局加氢基础设施的建设。截至年上半年，上海市在建/拟建的加氢站数量达座领先，其次为广东、河北，在建/拟建加氢站数量分别达27座、6座。
由此可得，山东、河北等地由于“氢进万家”、北京冬奥会等示范项目的带动，加氢站布局速度加快，同时其他非氢燃料电池汽车城市群示范的省市亦开始布局加氢站基础设施，氢能产业发展提速。
3.注：本尚高速图：中各情况：截至201H图：中国各省市情况：截至201H
向交通运输和建筑领域拓展，交通将是氢能消费的重要突破口?根据2021年1月8日召开的第三届中国制氢与氢能源产业发展大会，2020年我国产氢量超过250万吨，基本全部用于工业过程领域；根据
中国氢能联盟的预计，206氢气需求量达1.3亿吨，其中交通运输领域用41（约总氢需求31%）。燃料电池是较为常见终端应用，也是氢能高效利用的重要途径。中国氢能联盟指出，美国、日本、韩国等国家为全球燃料电池
倡导者和领跑者，截至2018年底，全球氢燃料电池的装机量超过2090.5MW，初步实现商业化应用。
3.4应用： 优先发展图：206碳和情景下利用结构
燃料电
池
交通运输道路交通商用车（客车、物流车、重卡）乘用车非道路交通重型工程机械（叉车、矿用车）有轨电车
船舶航空领域（无人机、有人飞机）固定式电源分布式发电和家用热电冷联供系统
便携式电源应急电源（通信基站和医院等重要机构）移动电源（笔记本电脑）
图：燃料电池场景合成氨用氢37%甲醇19炼油10%其他工业领域9直接燃烧15 交通运输31%工业领域60建筑及其他9
）2年中国氢气利用结构2）年中国氢气利用结构
燃料电池技术体系：堆是电池统核心，膜极的关键材料决定系统性能3.4应用较为常见终端应用交通领域优先发展图氢?燃料电池系统是以燃料电池堆为基本单元，增加必要的辅助零部件构成的一套
完整的发电系统。氢燃料电池系统复杂，主要由电堆和系统（空压机、增湿器、氢循环泵、氢瓶）组成；堆个核心
，包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及集流板、端板、密封圈等；?膜极关键材质子交换催化剂气体扩散层
，这些部件及材料的耐久性等性能决定了电堆的使用寿命和工况适应性。氢燃电池反应原理：氢与氧结合生成水的同时将化学能转化为电能&热能。图燃池反应作原理
燃料电池类型众多，示范应用主要集中在物流、客车等商用领域。?根据燃料、载流子、电解质化学成分物理形态等多种因素不同，燃料电池分为多种类型。质子交换膜燃料电池是研究和应用热点主要于车固体氧燃料电池也有相当前景主要于布式发当前氢的
根据新能源汽车国家监测与管理平台采集的数据，在产业补贴和国家政策的支持下，截至2019年底，国内已接入平台的氢燃料电池汽共计3712辆，其中物流车占比60.5%，客车（公共客车、公路客车、通勤客车）占比达39.4%。乘用车仅用于租赁，占比仅为0.1%图：池分类
3.4应用：是较为常见的终端应交通优先展交,24.9%
公路客车,8.1通勤,6.4%物流特种车,60.5%租赁乘用,0.1平台接入辆3712图：我氢运行情况型质子交换腹燃料电(PEMFC)碱性(A)磷酸(PFC)熔融碳盐(MF)固体氧化物(SOFCs)解高分子组成的质子交换膜，如全氟磺酸 碱性水溶液，如KOH H3PO4 Li2CO3,K2CO3 Zr02等陶瓷工作温度/℃室温-10 50-20 10-20 650-70 90-100氢气、重整气重整气 重整气净化煤气、天然气、重整 净化煤气、天然气优点比功率高，启动快，工作温度低催化剂可用非贵金属，材料成本低工作温度友好 对CO2不敏感燃料适用性广，可使用非贵金属催化剂，可空气做氧功率密度较高,转化效率，燃料适用性广可采非贵金属催化剂缺
对CO敏感，成本较高，需进行水管理 对CO敏感，必须使用纯氯气、氧气，否则会引起催化剂中毒工作温度较高成本高，余热利用价值低，对CO敏感工作温度高，存在体系性能退化问题工作温度高，部件制造成本应领域
电动车和潜艇动力源，可移特殊需求，区域供电 特殊需求，区供电 域性供电 区域供电，联合循环发
中国汽车工程学会针对乘用车&商燃料电池系统提出技术和规模目标?中国汽车工程学会提出，对于乘用车燃料电池系统，20-5年技术性能持续提升，203-5年技术达到规模化应用水平；对于商
用车燃料电池系统，205年性能持续提升、系统成本持续下降、可靠性大幅提升、实现大规模推广应用，203-5年全面达到产业化要求；
商用车用电池堆在耐久性、成本方面比乘用车要求更高，乘用车用电池堆在体积功率密度方面比商用车的目标要求高。?
根据我国《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划，到205年，新能源汽车销量占总销量的20%左右，氢燃料电池汽车保有量达到10万辆左右；203年，新能源汽车销量占总销量的4%左右；到3年，新能源汽车成为主流，占总销量的50%以上，氢燃料电池汽车保有量达到1万辆左右。 ：燃料电池系统技术和燃料电池技术&规模目标
3.4应：是较为常见的终端应用交通领域优先发展指标205 2035年
乘用车燃料电池系统 电堆体积功率密度 >4KW/L>6KW/L最低启动温度 -℃-4℃电堆寿命 h 8h电堆成本 <180元/k<50元/k
商用车燃料电池系统 电堆体积功率密度 >2.5L>3L冷启动温度 -4 -4电堆寿命 6h h电堆成本 <10元/kW<0元/kW
新能源汽车销量占比 2%5%以上燃料电池汽车保有量 约万辆 1万辆
道路交通领域：氢燃料电池成本是市场化应用的重要因素?现阶段汽车发展仍依赖政策&补贴，未来将逐渐摆脱政策依赖，实现自主市场化；
根据车百智库计算，商系统与储氢价格较去年已有大幅度下降，车百智库预计商用车用燃料电池系统的价格至2025/2035/2050年分别降至350/100/50元/kW，商用车用储氢系统的价格至2025/2035/2050年分别降至350/200/120元/kg；
从消费者角度， 全生命周期成本纯电动等竞争产品成本平衡点是渗透率提升的转折点；?
车百智库预计较长续航里程氢燃料电池客车将于203左右TCO成本经济性优于纯电动车型，载荷能力>=3 吨、续航里程>400km的氢燃料电池物流车将于205-3间TCO成本经济性优于纯电动车型。图：商用系统与储价格下降图：氢燃料池客&物流成本经济性趋势
3.4应用较为常见终端交通领域优先发展12,0
8,64,02 205E205E203燃料电池系统价格（元/kW)储氢/kg)
道路交通领域：氢燃料电池成本是市场化应用的重要因素?未来随着质子交换膜燃料电池的技术突破与规模效应带来的成本下降，重卡、乘用车的市场化进程将加快；
氢燃料电池重卡是重卡领域减排脱碳的重要替代方案，目前国内已推出多款车型，并已开展小范围小批量的试运营（北汽福田32T、江铃威龙），车百智库预计载荷能力>=35吨、续航里程>=500km的氢燃料电池重卡将于203年左右TCO成本经济性优于纯电动车型；
氢燃料电池乘用车尚未在我国实现量产与销售，车百智库预计续航里程>=500km的氢燃料电池乘用车将于204后达到与同等续航能力的纯电动车型相当的TCO成本经济性，未来乘用车用燃料电池系统与储氢系统的价格将随着规模化生产大幅降低。图：&趋势图：系统储氢价格下降9,0876,543,021252035205燃料电池系统价格（元/kW)储氢/kg)
31
3.4应用较为常见终端交通领域优先发
道路交通领域：氢燃料电池成本是市场化应用的重要因素?车百智库预计氢燃料电池汽车的市场渗透率未来将逐步提升，拉动生产与应用规模的扩大；商用方面
随着燃料电池和储氢系统技术性能的提升，氢燃料电池的续航能力、低温适应性、能源补给时间、装载空间等方面的优势逐渐凸显，在长距离公交大巴、长距离城市或城际物流配送领域和干线或支线重载长途物流领域发挥优势作用；乘
技术路线不同于商用车，在整车布置、动力性、经济性、乘坐体验和续航里程等方面要求更高，需要更高的氢燃料电池系统功率密度，多采用功率密度更高的金属板电堆代替石墨板电堆，未来有望替代电动乘用车在中国智能共享出行市场有较大发展；?
总体来说，中国成本下降主要途径是扩大量产规模，企业可以通过提高关键零部件的采购量，缩减单位采购价格；提高生产设备的利用率和技术水平；利用规模化生产的经验，寻求低成本的生产方案。表：预计氢燃料电池汽市场渗透205E2035E205E
氢燃料电池客车 5.0% 25.0% 40.0%
氢燃料电池物流车 <5.0% >5.0% 10.0%
氢燃料电池重卡 0.2% 15.0% 75.0%
氢燃料电池乘用车 0.1% 2.0% 12.0%
3.4应较为常见终端交通领域优先发展
非道路交通领域：正在进行积极探索，未来逐步完成运营验证及性能改进?在非道路运输领域，中国正在氢燃料电池重型工程机械、轨道交通船舶无人机等领域积极探索；
目前在上述领域已有项目和技术储备，未来逐步完成实际运营验证及性能改进，推进商业化应用，扩展氢能在交通运输领域的应用。表氢燃料电池交通的内项目和技术储备国内项目和技术储备重型工程机械叉车
2019年1月清大股份与深圳汽航院成立全国首个“燃料电池智能叉车联合创新中心”矿用2019年12月潍柴20吨以上氢燃料电池矿用卡车自卸车下线，采用氢燃料-锂电池能源系统，驱动电极功率
达10kW有轨电中车四方已推出两代氢燃料电池有轨电车，第二代已在佛山高明投运，搭载230kW氢燃料电池堆和钛酸锂电池
，储氢瓶140L6个，续航里程10km，已开通线路6.5km，设车站10座其中换乘站1 座，最多载客270人；2020年4月，中国中铁首辆氢燃料电池有轨电车完成静态调试工作船舶
202年北京世纪福原燃料电池公司的燃料电池游艇试航成功，功率40W；205上海事大学研发氢燃料电池游艇“天翔1号”，率2kW；2019年中国船舶七一二所布全国首台50kW级船用氢燃料电池系统航空领域无人机
代表企业：新研氢能、北京晟泽、武汉众宇、首航国翼、同济大学、上海攀业、清能股份等，覆盖航段在2km以内高空，燃料电池功率在百瓦到千瓦级有飞
2017年大连物化所研制国内首驾有人驾驶燃料电池试验机试飞成功，燃料电池系统20kW，代表企业：大连物化所、中国商飞等
3.4应用燃料电是较为常见的终端应用，优先发
建筑领域：燃料电池是微型热联供合适的路线?微型热电联供用于家庭或小型商业建筑同时提供热量和电力，以避免长距离运输约6-8%能量损失，达到节能效果，当所需电力大于系
统供电能力时，用户可向电力公司购买；系统余热可为用户提供热水及采暖系统；目前 技术有内燃机、微气轮燃料池等，其中，燃料电池具有能量转换效率高、燃料选取范围广、功率密
度大和安静无污染等特征；美日均已实现化，美国是最早从事SOFC技术研究的国家，美国Bloom Energy 公司是目前公认的SOFC领
域技术力量最强、运作最成功的公司，开发的SOFC发电系统规格在10～250kW，主要发展方向为长寿命、低衰减及大功率；日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)于201年开发出全球首个商业化的SOFC热电联供系统(Ene-FarmtypeS)，截至2019年底，日本已累计推广家用SOFC热电联供系统约8.1万套。?中国的燃料池微型正在初步研阶段
，国内最早开展SOFC研发生产的企业是潮州三环(集团)股份有限公司，主要产品为SOFC电解质隔膜、单电池，同时具备电堆量产能力；目前，河北、天津、广州、上海等多地提出推广燃料电池热电联供的试点项目；高成本是中国市场推广的主要障碍，度电成本明显高于终端电价，随着进步和成本下降大型SOFC分布式热电联供系统才能展现
出一定的经济性。表：各技术路线比较往复式发动机汽轮燃气机微
功率（MW） 0.05-10 0.5-数百 0.5-30 0.03-1.0 0.2-2.8电效率 27-41% 5-40% 27-39% 2-28% 30-63%CHP综合效率 -80% -80% -80% -70% 5-90%
热电比 0.83-2.0 10-14 0.9-1.7 1.4-2.0 0.5-1.0CHP安装成本（美元/KWh) 150-290 670-10 120-30 250-450 500-650大修间隔时间（h) 300-600 >500 2500-500 400-800 3200-6400
启动时间 10S 1h-1d 10min-1h 60s 3h-2dNox(kg/MWh) 0.027 0.18-0.36 0.24-0.59 0.06-0.2 0.05-0.07
3.4应较为常见终端应交通领域优先发展
4.产业链主要参与体分析：制氢、储运加注制氢
国内 国外美锦能源(00723.SZ)、滨化股份(601678.SH)、东华能源(0221.SZ)、嘉化能源(60273.SH)、隆基股份(601012.SH)、卫星化学(02648.SZ)、金马能源(685.HK)、鸿达兴业(0202.SZ)、宝丰能源(60989.SH)凯美特气(02549.SZ) 宏气体(68106.SH)亿利洁能(6027.SH)中国石化 林德、法液空、空气产品公司(AP)、挪威
(0386.HK)、中国石油(0857.HK)、新天绿能(0956.HK)、协鑫新能源(0451.HK)、中国旭阳集团(1907.HK)、NEL西门子Hydrogenics国家能源集团、宝武集团、河钢集团、华昌化工、浦江气体、京辉气体、中船718所、苏州竞立、天津大陆淳华氢 储运高压态装备
国内 国外中材科技(02080.SZ)、中集安瑞科(389.HK)、京城股份(60860.SH)、天沃科技(02564.SZ)、亚普股份(603013.SH)鸿达兴业(0202.SZ)斯林达、巨化集团、北京科泰克、天海工业美国Lincoln、挪威Hexagon、韩国ILJIN、日本JFE液氢
国内 国外液氢储罐:富瑞特装(3028.SZ)、航天晨光(60501.SH)、四川空分、国富氢能化置航天101所、中科富海 液氢储罐：俄罗斯JSC深冷机械制造、美国chart公司、日本岩谷化装置林德、法液空、AP固态储运装备
国内 国外安泰科技(00969.SZ)、有研集团、上海氢枫 法国麦克菲加注站建设营
国内 国外美锦能源(00723.SZ)、东华能源(0221.SZ)、嘉化能源(60273.SH)、安泰科技(00969.SZ)、中国石化(0386.HK)国家集团、河钢集团舜华新能源、上海氢枫嘉氢实业 林德、法液空、AP装备
国内 国外加氢机:厚普股份(30471.SZ)、国富氢能、上海氢枫、国家能源集团、舜华新能源、海德利森、正星科技压缩北京城、北京天高、江苏恒久机械、中鼎恒盛 加机：AP、林德压缩PDCHydro-pac、德国hofer、英国豪顿泵林德、ACD
整车国内 国外宇通客车（6006.SH）、宇通重工（60817.SH）、中通客车（00957.SZ）、福田汽车
（6016.SH）、上汽集团（60104.SH）、长城汽车（60163.SH)、上海申龙飞驰科技 丰田、现代、通用、USHybrid、Kenworth、尼古拉燃料电池系统集成
国内 国外雪人股份(02639.SZ)、雄韬股份(0273.SZ)、大洋电机(0249.SZ)、潍柴动力(0038.SZ)、亿华通-U(6839.SH)、腾龙股份(603158.SH)、上海重塑、捷氢科技、清能股份东方氢能、国电投氢能公司、新源动力、爱德曼、明天氢能、未势能源 丰田、现代、UTCPower、InteligentEnergy堆
国内 国外腾龙股份(603158.SH)、雪人股份(02639.SZ)、广东国鸿、上海神力、捷氢科技、新源动力、清能股份、爱德曼、上海氢晨、未势能源、氢璞创能锋源新创骥翀氢能明天氢能 丰田、现代、巴拉德、hydrogenicsPowerCel 燃料电池系统配件氢循环国内国外
雪人股份(02639.SZ)、冰轮环境(0081.SZ)、苏
州瑞驱、东德实业浙江宏昇未势能源 美国park、德国普旭
空气压缩机国内 国外雪人股份(02639.SZ)、汉钟精机
(02158.SZ)、鲍斯股份(3041.SZ)、丰田、瑞典冰轮环境(0081.SZ)、金通灵 OPCON美国(30091.SZ)、伯肯节能(8307.NQ)、UQM、盖金士顿科技海德韦尔、势加透博德
燃动力、潍坊富源、东德实业 瑞特
双极板国内 国外
中钢天源(02057.SZ)、威孚高科(00581.SZ)安泰技(00969.SZ)、上海弘枫、上海治臻
明天氢能华熔科技
CelimpactDana、Grabenertreadstone
膜电极国内 国外道氏技术 3M、英国
(30409.SZ)、广庄信万丰、东国鸿、鸿基创Gore、日能、擎动科技、本东丽武汉理工、上海Kolon、巴
唐峰、亿氢科技拉德质子交换膜
国内 国外东岳集团(0189.HK)、东材科技(601208.SH)汉丞科
、中科氢能 Gore、科慕、陶氏杜邦
催化剂国内 国外贵研铂业(60459.SH)、龙蟠科技
(603906.SH)、上海济平中创、中自环保 日本田中、英国庄信万丰、比利时优美科3M
气体扩散层—碳纸/布国内 国外通用氢能、台湾碳
能、捷科技、上海济平 德国SGL、日本东丽、日本JSR、巴拉德
4.产业链主要参与体分析：燃料电池
?政策推广不及预期：氢能产业扶持政策推广执行过程中面临不确定的风险，可能导致政策执行效果不及预期。
燃料电池技术落地不及预期：燃料电池技术水平不断完善，但电池系统的可靠性、耐久性还需要长期验证，可能导致技术发展
进度不及预期，延缓行业空间释放。?成本下降不及预期：
当前燃料电池系统相关部件及材料成本仍处于较高水平，如若成本下降无法达到预期水平，将会延缓氢燃料电池行业空间释放节奏。
配套设施建设不及预期：当前基础设备配套（包括加氢站、氢能配套供应链等）不足，如果基础设施配套建设低于预期，可能会对氢燃料电池行业空间
释放产生负面影响。
5.风险提示
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