深度丨燃料电池汽车，是否下一个风口

　　核心要点：燃料电池汽车（FCV）是区别于纯电动汽车的一种崭新技术路径的新能源汽车类型。因其具有更好的驾驶体验感和实用性能，燃料电池汽车近年来再度引发市场和社会各界的高度关注。

　　我国燃料电池汽车与纯电动相比起步并不算晚，但总体发展相对滞后。至2017年国内燃料电池汽车销量规模仅为1272辆，尚处于示范运营阶段。尽管一些城市制定大规模的推广计划，但我们认为产业的发展还受三方面的制约：一是燃料电池汽车的生产成本严重偏高，目前给予燃料电池汽车的补贴远高于纯电动汽车，不具有可持续性；二是国内企业对于燃料电池汽车的核心技术和关键零部件缺乏掌握，这种情况短期内难以改变；三是氢源的问题尚没有好的解决方案。

　　在未来一段时期内预计燃料电池汽车在国内的推广仍将以示范为主，推广的车型也将集中在商用车领域，到2020年前国内的燃料电池汽车销量仍可能停留在万辆级以下水平。产业的大规模发展还需要等待较长时间。正文

　　1　燃料电池汽车产业概况

　　1.1燃料电池汽车分类和结构

　　燃料电池汽车（FCV）是区别于纯电动汽车的一种崭新技术路径的新能源汽车类型，是新能源汽车的重要组成部分。近年来，作为新能源汽车主要发展方向的纯电动汽车在锂电池技术上遭遇了一些瓶颈，商业化进程低于市场预期。冗长的充电时间以及虚标的续航里程显著降低了消费者的体验感。而具有更短动力补给时间以及更长续航力的燃料电池汽车引发市场各方关注，特别是在我国，2018年以来对于发展燃料电池汽车产业的各方呼声有所增强。

　　燃料电池汽车是使用车载燃料，通过燃料电池系统发生电化学反应产生电力作为驱动汽车的主要动力。与纯电动汽车中的锂电池具有蓄能作用不同，燃料电池系统并不具有蓄能作用，本质上燃料电池系统是一个电力发生装置而非储能装置。由于燃料电池汽车通过加注燃料而非充电的方式进行动力补给，因此在充电时间上仅需5～10分钟，与传统燃油车相当。而相比现阶段电动汽车，燃料电池汽车续航里程可达500千米以上，其实际应用表现明显优于纯电动汽车。

　　根据车载燃料的不同，燃料电池汽车可分为甲醇燃料电池汽车、氢燃料电池汽车等类型，其中氢燃料电池汽车由于在行驶过程中排放物仅有水，具有完全零排放无污染的特征，因此也被认为是最环保的汽车类型，也基于此，氢燃料电池企业目前成为发展的主流。

　　而根据技术路径的不同，燃料电池汽车又可分为“电-电”混动模式和单一燃料电池驱动模式。燃料电池汽车的核心部件是燃料电池系统，它是整车的动力来源，与传统燃油车的发动机地位相似。但由于工艺特征的原因，燃料电池系统的功率输出较为平顺，而汽车，特别是乘用车在实际行驶过程中输出功率往往存在较大波动和起伏，为克服燃料电池系统的这一缺陷，目前全球燃料电池汽车普遍采用“电-电”混动的技术模式，即在整车中除燃料电池系统之外，再为其配套一套动力锂电池系统作为辅助动力，当整车加速、上坡时，由动力锂电池向外输出功率，满足整车的峰值功率需要。而当整车处于低速、制动时，其回馈的电力则储存在作为辅助电源的动力锂电池中。目前我国的燃料电池汽车全部采用“电-电”混动的模式，以中等功率的燃料电池系统配套小容量的动力锂电池作为辅助电源。因此典型的燃料电池汽车主要包括燃料电池系统、储氢系统、辅助电源（动力锂电池）、驱动电机、整车控制器等五大部分。

　　1.2燃料电池系统概况及工作原理

　　燃料电池系统作为燃料电池汽车（FCV）的主要动力源和核心部件，其成本一般占到整车总成本的50%～60%。可以说燃料电池系统的技术发展以及成本变化直接影响着产业的总体发展趋势。目前全球燃料电池系统可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、碱性燃料电池（AFC）等多个类型，其中在汽车产业中普遍采用的是质子交换膜燃料电池，其他类型的燃料电池类型则整车中并不常见。

　　质子交换膜燃料电池系统主要由电堆、氢气系统、空气系统、水热管理系统以及控制系统等五部分组成，其中电堆是燃料电池系统的核心，既是电化学反应发生的区域，也是影响燃料电池系统运行的关键。单个燃料电池由质子交换膜、催化剂层、阴极和阳极层、双极板等部分组成，燃料电池工作原理如下：作为燃料剂的氢气进入阳极后，在铂催化剂作用下，电离成氢离子（质子）和电子，质子交换膜的单向通过特性使得氢离子迁移至阴极，而电子则通过外电路移动至阴极，形成电流。在阴极，氢离子与氧原子、电子结合成水分子。未充分反应的氢被重新循环使用，而反应生产的水则被排出。整个反应过程中，没有任何污染物产生，使得燃料电池的绿色环保特征非常显著。

　　单个质子交换膜燃料电池（PEMEC）所产生的电量和电压很低，实践中往往将若干个质子交换膜燃料电池叠放在一起，串联形成电堆。这种模块化的结构使得质子交换膜燃料电池易于维护和保养，也有利于设计成需要的功率。

　　质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便，是燃料电池汽车的首选技术工艺。在质子交换膜燃料电池中，质子交换膜不仅价格昂贵而且生产技术难度很大，目前全球仅有美国杜邦等极少数企业具备生产能力。同时由于其对温度和湿度都有很高的要求，这使得在燃料电池工作过程中，如何有效控制膜的温度、湿度成为技术难点和关键。我国目前缺乏质子交换膜生产能力，现有燃料电池汽车全部依赖进口。而铂催化剂由于使用铂金属，导致其价格居高不下，也制约了燃料电池汽车的发展。市场各界希望寻求可以替代铂的其他廉价金属，但目前进展缓慢。总体来看，质子交换膜燃料电池已经成为燃料电池汽车领域的主流发展方向，但核心的部件如质子交换膜、双极板、催化剂等组件在成本上距离商业化还有很大差距，同时这些组件在运营过程中对温度、湿度的要求很高，控制难度都较大，间接增加了燃料电池系统的成本。

　　2　全球燃料电池汽车发展现状分析

　　2.1全球燃料电池汽车产业概况

　　从2013至2017年的五年间，全球燃料电池汽车的累计销量仅为6475辆（乘用车），而同期全球的电动汽车（EV）销量则超过200万辆，其中仅在2017一年全球的电动汽车销量就高达121万辆，应该说与电动汽车相比，燃料电池汽车产业当前阶段的规模是非常之小的。

　　2017年全球燃料电池汽车（乘用车）的销量大约为3300辆，2018年1季度全球燃料电池汽车销量达到1475辆，预计全年有望达到8000辆左右。这其中日本丰田公司是全球燃料电池汽车的主要供应商，在2017年的全部乘用车销量中，丰田的销量超过3000辆，占到市场总量的90%。但销售地区来看，全球的燃料电池汽车（乘用车）却是以北美和欧洲地区为主。根据2017年初的数据显示，北美地区的燃料电池汽车销量大约占到全球总量的40%左右，其次为丹麦，占比约28%，而作为全球燃料电池汽车主要产地的日本其销量反而仅占25%左右。

　　我国的燃料电池汽车产业起步相比西方较晚，同时由于在相当长时期内我国新能源汽车产业以推动纯电动为主要技术路线，因此相对来说燃料电池汽车并未得到足够的重视。2016年我国燃料电池汽车销量为629辆，2017年增长至1226辆。不过与西方相比，我国燃料电池汽车现阶段全部为商用车，其中90%左右为物流车，其余为燃料电池客车。2018年以来，燃料电池汽车产业在企业、政府和市场等各个层面重视程度大幅提升，因此近期我国燃料电池汽车产业的发展势头出现了一些积极变化，我们预计2018年我国燃料电池汽车的销量将有望增加至2000辆左右。不过即使这样目标在实践上还面临一定困难，同时与我国目前纯电动汽车年销量70万辆的规模相比，我国燃料电池汽车产业的规模更为弱小，甚至很多相关零部件还处在试验室研发生产阶段，整体产业链处在非常不成熟的阶段，距离商业化较远。

　　2.2日本燃料电池汽车发展现状分析

　　日本是目前全球在燃料电池汽车领域探索和投入最为积极的国家，日本政府也给予了燃料电池汽车高度的重视。与我国新能源汽车产业主要锁定纯电动技术路线不同，日本的新能源汽车产业政策同时将纯电动、燃料电池汽车等多种技术路线作为未来新能源汽车产业的主要方向平行推动，这使得日本的燃料电池汽车产业在过去数年中得到了较好的发展。特别是在燃料电池汽车的可靠性、寿命以及成本方面日本企业已经超越欧美。从产业链来看，日本目前已经实现了对燃料电池系统、整车制造、加氢站等全产业链的核心技术掌握，可以说日本在燃料电池汽车方面已经处在全球处于领跑地位。

　　日本的丰田公司是日本推动燃料电池汽车的主力，2015年初丰田成功推出全球首款燃料电池汽车的产业化车型Mirai（未来），成为全球燃料电车汽车产业的里程碑事件。丰田Mirai是一款可供四人乘坐的标准乘用车，截至2017年底，丰田Mirai在全球共销售5300辆，而我们在前文曾提到全球到2017年底的总销量才仅为6475辆，丰田一家企业就占到了全球总销量的80%。这使得丰田的Mirai几乎成为当前燃料电池汽车（乘用车）的标杆性车型。

　　作为全球当前最主要的燃料电池车型，丰田Mirai的各项技术指标都非常优异。其燃料电池系统最大输出功率达114千瓦，功率密度达到3.1KW/L，可实现在零下30℃的低温环境下启动，加注5.0千克的高纯氢气体后可实现超500千米以上的续航里程，其高压储氢系统可承受70兆帕的压力。由于在催化剂中使用了钴等合金材料，使得丰田Mirai的铂金属使用量大幅下降至20g。无论是与现代推出的ix5以及欧美的燃料电池乘用车相比，丰田Mirai的技术都较为领先，与我国燃料电池汽车现有水平相比更是明显胜出。特别是丰田Mirai的核心部件电堆以及各项核心技术都由丰田公司掌握，而现代以及欧洲的一些整车厂商还需要从巴拉德、联合技术等北美企业采购电堆。而在成本方面，目前丰田Mirai的燃料电池系统成本已下降至200美元/千瓦，而根据丰田公司测算，如果其市场销量由目前的3000辆增加至1万辆以上，则燃料电池系统成本有望再下降50%左右，而如果市场销量增加到10万辆规模，则其燃料电池系统成本还有可能下降30%左右。目前丰田Mirai补贴后的销售价格大约在600万日元左右，合约35万人民币左右。客观来说，该车型的价格仍然远高于同等配置下的日系车，市场定价还是偏高。但这已经是目前全球市场中成本最接近商业化的车型价格，如果未来丰田Mirai实现万辆以上的规模量产，我们预计该车型将有望逐步摆脱政府补贴，并实现与传统燃油车的同台比拼。

　　除丰田外，日本的本田也在近期推出了燃料电池车型 clarity，2017年本田实现204辆的销量目标。虽然远逊色于丰田的表现，但这仍然为本田争取到了全球燃料电池汽车销量第二的位置。2018年本田在燃料电池汽车上继续发力，1季度实现销量611辆，大有追赶丰田的势头。

　　日本政府近年来对燃料电池汽车的重视程度日益提高。2016年日本经济产业省在《氢能及燃料电池战略路线图》中明确提出到2020年实现普及4万辆燃料电池汽车的目标，到2025年实现普及20万辆燃料电池汽车的目标。而2017年日本国内的电动汽车销量为14万辆。可以看出未来日本的新能源汽车战略将试图实现电动车与燃料电池车并重的格局。同时为推动燃料电池汽车普及，解决制约产业发展的瓶颈-加氢站问题。日本政府还规划到2020年建设160座加氢站、到2025年建设320座加氢站的规划目标。而目前日本的加氢站数量仅有80座。总体来看，日本的燃料电池汽车在技术上已较为成熟，因此未来日本政府的主要目标是推动燃料电池汽车成本和运营成本（加氢）的下降并继续优化现有技术，从而更好的推广燃料电池汽车的普及，实现其新能源汽车战略。

　　2.3北美燃料电池汽车发展现状分析

　　美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要地区，美国也是全球最先从事燃料电池系统研发和生产的国家，美国杜邦公司曾一度垄断了全球质子交换膜（PEM）的供应。不过美国的燃料电池系统在很长时期内主要以供应航天系统为主，在应用到整车领域方面的时点相对较晚。近年来，在美国政府支持下，北美地区的燃料电池技术进步很快并涌现出联合技术（UTC）、巴拉德等全球一流的燃料电池系统研发和制造企业。

　　不过与日本相比，美国燃料电池汽车的商业化相对滞后。目前美国本土的燃料电池汽车产业还主要处在研发和示范阶段。从现有数据看，到2016年美国燃料电池客车的寿命已突破2万小时，铂金属用量也大幅下降。美国通用公司研发的第二代燃料电池系统功率已经接近100KW，可实现零下30℃的低温启动，车辆主要性能已达到传统燃油客车。在乘用车方面，美国通用也有小批量的生产。但总体来看，目前美国的燃料电池汽车产业规模还很小，停留在数百辆的级别。而且距离实现在乘用车领域的商业化还较远。

　　不过值得注意的是，虽然相比日本，美国在燃料电池汽车的生产稍现滞后。但北美却是全球最主要的燃料电池乘用车消费地区，前文所述的丰田Mirai其2017年的销量有高达60%来自于北美，而且基本集中在加州。目前加州有31个加氢站，预计到2018年将增加到43座。

　　3　我国燃料电池企业发展现状分析

　　3.1我国燃料电池汽车发展产业政策

　　由于我国的新能源汽车产业自发展伊始就坚持以纯电动为主流技术路线，因此燃料电池汽车受到的重视程度相对较低。但从2016年开始，无论是企业还是各地方政府以及社会各界对燃料电池汽车的重视开始逐步提升。2016年10月，中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。主要包括：到2020年，加氢站数量达到100座；燃料电池车辆达到1万辆；氢能轨道交通车辆达到50列；到2030年，加氢站数量达到1000座，燃料电池车辆保有量达到200万辆。应该说这样的规划目标还是很宏大的，但在2017年4月工信部等三部委发布的《汽车产业中长期发展规划中》，对于燃料电池汽车提出的目标则是：到2020年在特定地区的公共服务车辆领域进行小规模示范应用，2025年在乘用车和商用车领域力争推广1万辆燃料电池汽车；到2030年在乘用车领域和商用车领域进行规模化推广并达到10万辆的规模。两相对比可以看出，《汽车产业中长期发展规划》将燃料电池汽车产业未来的实现目标下调了许多，这显然是考虑了国内燃料电池汽车产业的发展现状而做出的规划。

　　值得注意的是，虽然从中央层面对于燃料电池汽车给出的目标并不是很高。但国内不少地方政府对于发展燃料电池的积极性却很高，制定的产业目标也较高。如上海针对燃料电池汽车产业专门出台了发展规划，提出到2020年建设5至10座加氢站，运营车辆达到3000辆。相反上海对于推广纯电动汽车的积极性却一直不高，在2018上半年国内纯电动乘用车销售排行城市中，上海甚至未能进入前十。其他城市中如苏州、武汉、佛山、东莞等地也对于发展氢燃料电池汽车及其相关产业非常积极。苏州和武汉都制定了到2025年实现燃料电池汽车销量超1万辆的目标。除此以外，北京、广州、深圳等经济较为发达的城市也在积极规划氢燃料电池汽车产业的扶持政策，预计近期将陆续落地。总体来看，在氢燃料电池的推广方面，地方政府呈现的积极性要明显高于中央。

　　而在财政补贴方面，燃料电池汽车享受的优惠也较多。2018年2月，财政部、工信部等四部委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，对2018年国内纯电动汽车和插电式混合动力汽车的补贴进行了大幅退坡，但同时该通知也明确燃料电池汽车不执行退坡政策。并且对于燃料电池汽车地方补贴和国家补贴可维持1：1的标准，不执行现有电动汽车地方补贴和国家补贴0.5：1的标准。这也意味着目前燃料电池客车单车最多可获得100万的中央、地方两级补贴，而燃料电池的专用车单车最多可获得60万元的两级补贴，这与目前纯电动汽车万元级的补贴相比，差别较大。

　　3.2我国燃料电池汽车发展现状分析

　　虽然我国燃料电池汽车的起步与纯电动汽车几乎相当，但发展现状却大相径庭。2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间，北京和上海都曾推出一批氢燃料电池汽车作为示范运营，我国的电动汽车也是在这一时期起步的。可见两种技术路线的新能源汽车起步基本相同，但随后燃料电池汽车在我国的发展却基本陷于停顿。至2015年我国的燃料电池汽车产量仅有10辆，全部来自于上汽集团，且均为商用车。而2015年我国的纯电动汽车产量规模就已超过25万辆，两大新能源汽车类型的发展差距明显扩大。至2016年我国的燃料电池汽车产量出现大幅增长，达到629辆，2017年进一步增长至1272辆。虽然增速较快，但我们看到燃料电池汽车总量仍然停留在千辆级的规模，预计2018年国内燃料电池汽车产量将有望达到2500辆甚至3000辆的水平。

　　从燃料电池汽车的生产情况看，2017年我国共有8个品牌的燃料电池汽车在产，由于受现阶段国内燃料电池汽车的电堆功率偏低的影响，因此在产的燃料电池汽车以专用车（物流车）为主，2017年其产量为992辆，占总产量的78%。而燃料电池客车为280辆，占总产量的22%。其中东风、青年两大品牌产合计量就高达936辆，且基本都是专用车（物流车）；而客车方面除上汽大通有一定规模外，福田和宇通等国内主流客车企业的燃料电池客车产量很少。

　　而从现有燃料电池汽车的运营地域来看，呈现很强的地区性特征，主要集中在北京、上海、西安、中山、佛山等五个城市。造成这种区域化特征非常强烈的原因主要有两方面：一是目前国内加氢站数量很少，因此加氢站的布局限制了燃料电池汽车的推广，二是燃料电池汽车的补贴金额很高。如30KW的专用车补贴额高达60万元左右，60KW的客车补贴额高达100万元，因此燃料电池汽车的推广必须得到所在城市政府的全力支持，特别是财政支持才有推广可能。这也是我们看到目前燃料电池汽车主要集中在北京、上海、广东、西安等经济条件相对较好的地区的主要原因。

　　而从燃料电池（电堆）的生产企业来看，目前国内主要集中在上海重塑、南通百应、新源动力、亿华通等四家企业，2017年合计生产燃料电池33.91MWh，其中上海重塑和南通百应产量最大，分别为15.93MWh和12.12MWh，新源动力和亿华通的产量较少。

　　4　制约我国燃料电池汽车产业发展的瓶颈

　　2017年以来，随着纯电动汽车的大规模推广，其续航力不足以及充电时间超长等弱点不断暴露，引发市场对于燃料电池汽车的关注度不断上升。国内一些地方政府也制定了大规模的燃料电池汽车推广规划。包括潍柴在内的一批大型骨干企业也在陆续加入燃料电池汽车的研发和生产领域，燃料电池汽车呈现蓬勃发展的态势。但我们同时也必须看到，制约燃料电池汽车产业发展的瓶颈和障碍还较多，在未来相当长一段时期内，燃料电池汽车要想大规模的推广和进入商业化运营面临不小的实际困难。

　　4.1高昂的生产和运营成本

　　我们认为燃料电池汽车高昂的生产和运营成本是制约产业发展和其实现商业化的最大障碍。目前在燃料电池汽车领域处于全球领先的是日本丰田，旗下的丰田Mirai是全球公认的最接近商业化的一款燃料电池车型，其累计销量已超过5000辆。但目前丰田Mirai的补贴前售价高达7万美元，而补贴后销售价格仍然高达5万美元以上。丰田已经是目前全球在燃料电池汽车领域成本控制最好的企业，但我们可以看到其成本仍处于偏高状态。而在我国，燃料电池汽车的成本问题在当下更为严峻。

　　如作为燃料电池汽车核心的电堆成本，目前丰田Mirai已经控制在200美元/千瓦的水平，但我国的电堆成本仍高达1500美元/千瓦以上。根据目前国内专用车搭载电池功率测算，仅电堆一项就占到总成本的50%以上。电堆成本过高使得国内燃料电池汽车现阶段的额定功率普遍偏小，专用车（物流车）功率基本在30KW左右，客车的功率也仅在60KW。导致电堆成本偏高的原因一方面在于国内对于电堆技术的掌握尚不充分，特别是核心部件如质子交换膜、催化剂等严重依赖进口，推高了综合成本。另一方面则是由于国内燃料电池产业规模较小，在没有实现量产前成本无法有效摊薄所致。根据本文前述我国至2017年全国的电堆总出货量仅为33MW，到2018年国内的电堆产能也仅有400MW，这样的规模仍然是比较小的。因此在燃料电池汽车实现大规模普及以及核心关键部件国产化之前，国内燃料电池汽车的整车成本要想实现大幅下降是非常困难的。

　　除了电堆系统的高昂成本外，储氢系统和空气压缩系统的成本也十分惊人。由于氢是一种低密度的气体，在现有技术条件下要想储备更多的氢气则必须采用高压方式注入储氢罐。丰田Mirai采用的是70MPa级的储氢系统，为了提高安全等级，采用碳纤维材料。目前我国受技术条件的限制，储氢系统还停留在35MPa级，同时碳纤维材料尚未能实现大规模的国产化，这使得储氢系统的成本不仅高，而且储氢量也偏少。空气压缩系统方面，我国目前也严重依赖进口，商用车使用的空气压缩系统高达数万元。因此除了电堆成本偏高外，储氢系统和空压系统也增加了整车的成本负担。根据国内现有数据测算，储氢系统和空气压缩系统在燃料电池汽车的整车成本大约占30%左右。

　　除了电堆和储氢系统、空气压缩系统外，燃料电池汽车中搭载的动力锂电池成本也不菲。不过考虑到目前国内动力锂电池成本下降较快，这部分成本成为未来最有潜力压缩的部分。

　　值得注意的是，燃料电池汽车除了电堆、储氢系统等关键零部件成本高昂外，由于氢并非一种易获取的气体，因此在燃料电池汽车的运营环节，综合成本也较高。目前我国的氢产业尚未成熟，因此燃料电池汽车所需要氢主要通过焦化企业的副产氢供应，这是相对来说成本较低的氢资源。但即使如此，燃料电池汽车每千米的氢成本消耗也在0.6元左右，有的甚至更高。与现有的燃油汽车相比，氢燃料电池汽车在运营成本环节不具备优势，甚至还有劣势。而相比之下，纯电动汽车目前国内用户如果使用家用充电桩，每千米的出行成本仅为0.1元左右，成本优势非常明显。如果未来我国氢燃料电池汽车产业大规模推广，氢源的解决将成为一个重要问题。现阶段来看，无论是使用天然气法还是水煤气法，氢的成本都不会太低，因此从运营环节来看，燃料电池汽车无法给用户带来成本上的减少。另外加氢站也是制约产业发展的难题。目前国内加氢站数量较少，而建设加氢站需要高昂的投资。根据国内测算，加氢站的单项投资额高达2000万元以上，虽然国内对加氢站建设有400万元左右的财政补贴和支持，但仍然无法有效缓解加氢站建设的成本难题。

　　总体来看，氢燃料电池汽车存在全产业链成本运营偏高的问题，这在相当长的时期内将成为制约产业大规模推广的重要瓶颈。

　　4.2核心技术的缺失

　　与我国纯电动汽车基本实现了“三电”系统的国产化不同，我国燃料电池汽车在核心技术和关键零部件上严重缺失。这不仅严重影响了我国燃料电池汽车产业的发展，同时也是导致产业总体成本居高不下的主要原因。

　　以电堆为例，其核心零部件包括催化剂、膜电极等，目前我国生产的千余辆燃料电池汽车几乎均依赖进口。同时储氢系统，空气压缩系统等零部件国产化水平较低，对外依赖严重。

　　虽然我国在燃料电池汽车领域部署的研究较早，但是在一些关键问题上近年来并没有取得显著的进展，而且差距十分明显。比如电堆功率密度，国内产品目前大概在2kW/L左右，而国际先进水平已经达到了3kW/L左右。催化剂效率方面，国内每千瓦的铂用量大概为0.3克；而国际的先进水平已经达到了0.06克以下。膜电极耐久性方面，国内动态工况实测寿命大概在3000小时左右；而发达国家已经达到了9000小时。空气压缩机方面，国内现在的燃料电池产品基本采取低压压缩机，国外主要采取高压空气压缩机，效率差别较大。

　　除了在关键零部件和核心技术方面存在的巨大差距外，国内燃料电池产业链还比较薄弱，工程化能力不足。燃料电池用电催化剂、质子交换膜、碳纸等一些关键材料已经有了，但大都还停留在实验室产品。因此，一致性和可靠性就比较有波动。空气压缩机和氢气回流泵等关键部件也有一些样件，但是没有稳定产能，产品供应不足，而且价格很高。当前35兆帕碳纤维内胆的储氢密度比较低，需要开发更高压力的碳纤维内胆。目前整车企业还没有形成稳定的零部件供应体系，供应链薄弱，工程化能力不足，导致零部件的工艺质量低、产品一致性、可靠性和耐久性不足，不能满足用户要求。

　　总体来看，我国燃料电池汽车产业在核心技术、关键零部件掌握方面与国际先进水平存在巨大差距，最重要的是还没有形成完整成熟的产业链，不具备商业竞争的优势。2017年以来虽然一些国内企业加大了研发力度，但短期内要实现对进口产品的替代仍有相当难度。考虑到目前国内对于燃料电池汽车产业给予了高昂的补贴，因此如果没有实现关键零部件的国产化，那么大量的财政补贴相当于间接支持了国外的燃料电池产业核心企业，这与我国发展燃料电池汽车的初衷显然是背道而驰的。

　　4.3能源战略及技术路径的选择

　　我们认为新能源汽车产业的本质是能源战略的路径选择，我国自启动新能源汽车战略以来一直锁定纯电动为主要的技术路线并给予强力扶持。这样的技术路径选择主要是基于我国油气资源匮乏，而在电力供应方面有较好的战略回旋空间的基本国情所做出的选择。欧洲选择纯电动技术路线为主，也是基于其传统油气资源相对不足而新能源发展较好而做出的选择。而如果选择发展燃料电池汽车，则意味着需要确立新的能源供应渠道。从目前氢能的主要供应来源看，我国现阶段主要依赖焦化等工业副产氢为主，但显然这并非长久之计。未来若要推广一定数量的燃料电池汽车，则必须要通过专业化的气体生产企业来实现供应。而目前主要的氢制备方式包括电解水法、天然气法、水煤气法三种方式。

　　电解水法制氢是一种较为成熟的工艺和技术，但由于制备过程中需要消耗大量的电力，从实际的可能角度出发必须与风电或光伏等新能源产业相结合。在弃风率和弃光率较高的地区通过发展电解水制氢将电力资源就地转化为氢源。目前欧洲的一些电解水法制氢项目就是与当地的风电等新能源相结合进行推广的。但此种方法对地域的要求较高，而目前我国光伏、风电等新能源发展较好的地区主要集中在西北等经济欠发达地区，当地财政实力偏弱。而我们在前文中曾指出燃料电池的推广需要有强大的财政资金支持，因此这两者之间存在着一定的矛盾。短期而言，我国大规模推广电解水法制氢有相当难度。

　　天然气法制氢也是较为成熟的工艺和技术。从日本的经验看，天然气法是比较好的获得氢的方法，通过高温方式将天然气转换为二氧化碳和氢气。但我国本身为天然气资源匮乏的国度，通过天然气制氢并不具备资源优势，而且对天然气资源的利用效率也不高。

　　因此相比之下，通过利用我国丰富的煤炭资源，通过煤化工的方法来制备氢则似乎是在一个较为可行的方法。一方面可以对国内现有的煤炭资源实现充分利用，另一方面又可以发展煤化工产业，提高煤炭的经济效益。不过通过煤化工方式制氢在我国当前却面临一些实际困难。一是我国推广燃料电池汽车的地区主要集中在东部经济较为发达的城市，这些地区由于环保压力的影响，新增用煤指标已非常困难。二是煤制氢对规模有很高的要求，单体装置一旦运行每小时的合成气至少在数万方以上，而现阶段国内燃料电池汽车运营规模很小，不过数千台而已，很多城市只有区区数百台，可以想象煤制氢项目投产后现有的燃料电池汽车市场根本无法消纳庞大的氢源。因此对于投资者而言，在燃料电池汽车规模没有明确之前，缺乏投资建设煤制氢项目的动力。目前我国也尚未出台明确的通过支持煤制氢的方式来发展氢能产业的规划和相关政策，这表明政府在选择氢能技术路线上还是非常审慎的。

　　总体来看，我们可以看出选择燃料电池汽车，则意味着必须选择相应的能源供应来源。但目前来看氢源的问题还未得到很好的解决。

　　5　我国发展燃料电池汽车前景展望

　　基于以上我们对燃料电池汽车产业发展的现状及面临的障碍可以看出，尽管市场和社会各界对于燃料电池汽车的发展都抱有巨大希望，但从生产成本和运营成本、核心技术以及关键零部件的掌握、氢的供应等产业面临的三大问题来看，燃料电池汽车距离实现商业化还有很大的差距。我们认为在短期内燃料电池汽车在各地的发展仍将以示范为主，推广的车型仍将集中在商用车，在乘用车领域的推广需要得到国内燃料电池汽车初步具有商业化后方有可能。而从规模上看，我们认为到2020年前国内的燃料电池汽车销量仍可能停留在万辆级以下水平。

　　作者：工银投行，罗荣晋