氫能具有清潔高效、來源廣泛等特征，是鏈接傳統(tǒng)石化能源、電力、可再生能源等多種能源的有效載體，是推動能源體系綠色低碳發(fā)展的重要方向，對于優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，構(gòu)建現(xiàn)代能源體系具有重要的戰(zhàn)略意義，開發(fā)和利用氫能是當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和能源轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略方向。
氫燃料電池汽車具有零排放、高效率、長續(xù)航、大載重、加注快等顯著優(yōu)勢，發(fā)展氫燃料電池汽車符合我國車用能源技術(shù)變革和汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求，是促進能源和汽車產(chǎn)業(yè)深度融合、協(xié)同發(fā)展，共同落實國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要路徑。
近年來，在國家和地方產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下，氫能產(chǎn)業(yè)投資熱情高漲，制儲運加用全產(chǎn)業(yè)鏈體系不斷完善，燃料電池產(chǎn)品技術(shù)水平持續(xù)提升，我國燃料電池汽車正在從技術(shù)研發(fā)向商業(yè)化發(fā)展階段快速邁進。
國家燃料電池汽車示范應(yīng)用政策明確提出，重點推動燃料電池汽車在中遠途、中重型商用車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在交通運輸行業(yè)積極落實“雙碳”目標(biāo)、燃料電池汽車示范城市群政策明確、北京冬奧千輛級示范應(yīng)用、商用車向?qū)Ｓ没l(fā)展等有利因素推動下，氫燃料電池專用車作為燃料電池汽車的重要組成部分，正迎來前所未有的發(fā)展機遇。
市場回暖態(tài)勢明顯（圖１）。截至2021年底，我國燃料電池汽車累計推廣近9000輛，從市場發(fā)展階段來看，目前燃料電池汽車尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，市場規(guī)模還比較小。2021年我國燃料電池汽車銷量為1881輛，同比增長25.7%，車型以客車和專用車為主，燃料電池專用車銷量830輛，占比44.1%，市場份額呈回升態(tài)勢。
圖1 近年我國燃料電池汽車市場走勢與結(jié)構(gòu)
備注：數(shù)據(jù)來源為中汽數(shù)據(jù)銷量數(shù)據(jù)，燃料電池專用車包括牽引車、自卸、物流和環(huán)衛(wèi)車等
政策驅(qū)動效應(yīng)突出。根據(jù)國家新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策，2020年4月以前，燃料電池汽車享有購置補貼，2020年9月，國家五部委發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，將燃料電池汽車的購置補貼政策調(diào)整為示范應(yīng)用支持政策，設(shè)定四年示范期，采取“以獎代補”方式，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵。
政策發(fā)布后，各地積極組隊積極申報示范城市群，并經(jīng)過專家評審，直到2021年8月底，國家財政部等五部委同意首批京津冀、上海、廣東燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群啟動實施。同年12月，河北和河南城市群獲批并啟動實施，行業(yè)廣泛關(guān)注的五大示范城市群最終落地。
由于燃料電池汽車購置價格仍然較高，補貼對于購置成本起到了重要的補充，政策調(diào)整造成2020年4月開始的一年多時間處于空檔期，導(dǎo)致車企和應(yīng)用端主體一直處于觀望中，影響了地方政府推廣燃料電池汽車的積極性和企業(yè)產(chǎn)品的投放節(jié)奏，直到2021年下半年市場需求才逐步釋放，全年市場月度銷量表現(xiàn)呈現(xiàn)前低后高、逐漸回暖的態(tài)勢，政策驅(qū)動市場増長特征明顯。
車型結(jié)構(gòu)進一步拓展。2021年布局燃料電池汽車的企業(yè)大幅增加，傳統(tǒng)主流商用車企業(yè)加快燃料電池產(chǎn)品研發(fā)和測試應(yīng)用，新公告車型數(shù)量大幅提升。與前期物流車為主的車型結(jié)構(gòu)不同，2021年燃料電池專用車車型結(jié)構(gòu)以牽引車和自卸車為主，銷量占比達86%（圖２）。物流車車型進一步豐富，覆蓋廂式運輸車、保溫車、冷藏車等短途轉(zhuǎn)運和城市配送車型；環(huán)衛(wèi)車以洗掃車、灑水車、多功能抑塵車、車廂可卸式垃圾車等零星測試和驗證應(yīng)用為主。隨著燃料電池技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用場景的不斷挖掘，燃料電池汽車車型向?qū)Ｓ密嚰毞诸I(lǐng)域拓展的趨勢明顯。
圖2 2021年我國燃料電池專用車終端市場細分車型銷量（輛）
重型化發(fā)展取得顯著成效。從企業(yè)產(chǎn)品供給端來看，燃料電池重載車型占比顯著增加，2021年工信和信息化部發(fā)布的12期《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》上榜的208款燃料電池汽車，專用車上榜138款，占比66.3%，總質(zhì)量12t及以上100款，占專用車上榜數(shù)的72.5%。其中18t以上車型有93款，牽引車類37款。從終端實際銷售車型總質(zhì)量噸位結(jié)構(gòu)看，燃料電池專用車噸位結(jié)構(gòu)不斷豐富，向多元化方向拓展，氫燃料電池重卡開始成為主流，18t、25t和31t重載車型合計占比達到90%以上。（圖３）。
圖3 近年我國燃料電池專用車車型噸位結(jié)構(gòu)走勢
產(chǎn)業(yè)布局和具體場景拉動終端市場。2021年燃料電池專用車終端銷售主要集中在青島、上海、廣州、保定等城市，以青島城市渣土運輸、寶武鋼場內(nèi)運輸、廣州黃埔區(qū)建筑廢棄物運輸、保定“容易線”砂石骨料運輸?shù)葓鼍皯?yīng)用為主（圖４）。與純電動汽車早期推廣模式不同，燃料電池汽車在市場推廣和目標(biāo)場景選擇中，燃料電池系統(tǒng)企業(yè)發(fā)揮了重要作用。
因此，目前燃料電池汽車主銷區(qū)域也是氫能產(chǎn)業(yè)鏈和系統(tǒng)廠商集聚區(qū)，體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與示范應(yīng)用互推互進的良性協(xié)同效應(yīng)。從近幾年終端城市銷量來看，由于市場規(guī)模小，終端銷量取決于當(dāng)年新增的訂單需求和已有訂單的車輛交付，尚未呈現(xiàn)出明顯的或差異化的典型區(qū)域市場特征。
圖4 2021年我國燃料電池專用車銷售重點城市分布（輛）
產(chǎn)品技術(shù)水平持續(xù)提升。近年，燃料電池專用車技術(shù)水平提升明顯，主要表現(xiàn)為燃料電池系統(tǒng)功率持續(xù)提升，“小電堆＋大鋰電”的匹配思路得到扭轉(zhuǎn)。海卓動力、雄川氫能、億華通、上海重塑、捷氫科技、濰柴動力、鴻力氫動、國家電投、未勢能源等代表性企業(yè)都已推出大功率燃料電池系統(tǒng)。2021年已銷售的燃料電池專用車單車系統(tǒng)平均額定功率達至106kW（2021年平均值為48kW），31t重卡普遍裝配120kW及以上燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)額定功率密度普遍高于300W/kg，多數(shù)燃料電池專用車續(xù)駛里程達到450km以上，主流商用車企業(yè)積極開展70ＭPa車載儲氫技術(shù)研發(fā)與測試，燃料電池專用車整車技術(shù)水平明顯提升。
我國“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)提出后，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義被提升到新的戰(zhàn)略高度。2021年10月，《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》兩項重磅政策中多次提到氫能，涉及氫能全產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展、加氫站建設(shè)和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用等方面。
2022年3月23日，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035）》正式發(fā)布，指出氫能是未來能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展方向，這些定位為我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向，同時明確了未來各階段的發(fā)展目標(biāo)，部署了推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，并把交通領(lǐng)域作為多元化示范應(yīng)用的重點，指出重點推進氫燃料電池中重型車輛應(yīng)用，有序拓展客車、貨車市場應(yīng)用空間，逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發(fā)展模式。
此外，氫能及燃料電池汽車在國家“十四五”規(guī)劃、新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、綠色低碳循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、能源政策、新型儲能等國家產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策中相繼提出，被認為是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，推動能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑。國家層面氫能政策導(dǎo)向逐步明確為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向，有效推動了產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
同時，國內(nèi)發(fā)布氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)政策的地方政府進一步增多，根據(jù)中汽數(shù)據(jù)氫能源研究團隊不完全統(tǒng)計，2021年國內(nèi)各地共計發(fā)布了40余項專題政策，覆蓋產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、實施意見、行動方案、示范應(yīng)用和加氫站管理等方面，反映了地方政府正著力解決本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展和示范應(yīng)用中的難題和企業(yè)訴求，打造有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好政策環(huán)境。
3.2 大型活動示范效應(yīng)引發(fā)關(guān)注
一直以來，參與國際重大活動、提供運輸服務(wù)是燃料電池汽車示范運行的傳統(tǒng)。2022年2月，在北京冬奧會舉辦過程中，為踐行綠色辦奧，助力“碳中和”，將近1000輛燃料電池車參與示范運行，為這項國際重大體育賽事提供運輸保障服務(wù)，本次冬奧會是國內(nèi)首次大規(guī)模使用氫燃料電池汽車，也是全球最大規(guī)模的燃料電池汽車規(guī)示范運營，在嚴苛可靠性要求和低溫運行環(huán)境下，燃料電池汽車經(jīng)受住了考驗，充分展示了氫能技術(shù)的成熟性和應(yīng)用潛力，對于構(gòu)建低碳交通體系具有重要的示范意義。在“雙碳”目標(biāo)下，以綠色冬奧為契機，我國燃料電池汽車將步入新的發(fā)展機遇期。
3.3 自主可控的完備產(chǎn)業(yè)鏈基本建成
國內(nèi)企業(yè)積極開展氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈布局，目前國內(nèi)三分之一的央企、超過118家上市公司涉足氫能產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)共計超過2000余家，并在燃料電池汽車關(guān)鍵零部件領(lǐng)域形成了一批龍頭企業(yè)，燃料電池技術(shù)快速進步，燃料電池系統(tǒng)大功率、集成化趨勢明顯，電堆、空壓機、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、車載儲氫系統(tǒng)技術(shù)水平大幅提升，國產(chǎn)膜電極、雙極板已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模化運行，質(zhì)子交換膜、催化劑等核心材料已實現(xiàn)裝車應(yīng)用，并具備批量化供應(yīng)能力。國內(nèi)自主可控的氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈基本成型，為規(guī)模化、商業(yè)化的示范應(yīng)用提供了重要保障。
3.4 動力系統(tǒng)向大功率方向發(fā)展
氫能重卡大載重、長續(xù)航、加氫快等優(yōu)勢明顯，被認為是重卡領(lǐng)域電動化實現(xiàn)減碳的重要替代方案。燃料電池汽車示范應(yīng)用政策明確后，以商用車為重點發(fā)展方向成為共識，國內(nèi)主流商用車企業(yè)對中重型燃料電池專用車的布局進程逐步加快，一汽解放、東風(fēng)商用車、中國重汽、陜汽重卡、福田汽車、上汽紅巖、三一重工、飛馳汽車、江鈴?fù)⑿旃ぜ瘓F、大運汽車、漢馬科技、吉利商用車等企業(yè)加快投入，瞄準(zhǔn)細分市場和具體場景積極開展產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品商業(yè)化，與換電重卡形成差異化競爭，在純電重卡難以應(yīng)用并具備氫源的場景進行重點推廣，在特定場景率先應(yīng)用，探索降低全生命周期TCO成本。根據(jù)商用車專用化的發(fā)展趨勢，以及大載量、長續(xù)航、專用作業(yè)需求下，預(yù)計2022年重型專用車對燃料電池動力系統(tǒng)額定功率需求還將進一步提升，向200kW進軍。
2022年是京津冀、上海、廣東、河北、河南五個燃料電池汽車示范群城啟動實施的關(guān)鍵之年，將迎來第一年度的考核，在積分獎勵政策力度上，前高后低，因此各個參與城市將在示范周期內(nèi)前期大力開展示范應(yīng)用，按照實施方案既定的目標(biāo)節(jié)奏進行車輛投放，示范應(yīng)用的重點還是商用車，客車領(lǐng)域推廣空間有限，專用車是重要潛力市場，因此燃料電池專用車招標(biāo)和采購需求將密集釋放，市場終端銷量將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
具體到終端應(yīng)用場景，隨著大功率燃料電池系統(tǒng)的應(yīng)用，更多的運輸和作業(yè)場景可以得到滿足，以重載為特征的鋼鐵物流、礦山物流、園區(qū)物流、短倒運輸、渣土運輸、冷鏈運輸、市政環(huán)衛(wèi)等“柴改電”需求迫切的應(yīng)用場景將成為熱點領(lǐng)域。
未來幾年，五個燃料電池汽車城市群示范、山東“氫進萬家”和“成渝氫走廊”等重點示范區(qū)域推廣應(yīng)用過程中有將近５萬輛燃料電池汽車投入運行，多元場景需求下，需要企業(yè)提供不同車型類型、功率等級、噸位結(jié)構(gòu)的多維燃料電池專用車產(chǎn)品供給矩陣，來滿足終端細分領(lǐng)域客戶的具體場景用車需求，半掛牽引車、港口牽引車、渣土運輸車、冷鏈運輸車、市政環(huán)衛(wèi)車、礦用自卸車、混凝土攪拌車等專用車型迎來重要發(fā)展機遇。
為保障燃料電池汽車示范應(yīng)用，各地加氫站建設(shè)進程明顯加快，截至2021年底，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的信息，我國已累計建成加氫站240余座，比2020年增加112座。加氫站建設(shè)數(shù)量不足的問題正在得到緩解，國內(nèi)多個省市的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃等引導(dǎo)政策中，均把加氫站建設(shè)和運營政策作為重要內(nèi)容，先行城市的加氫站審批、建設(shè)、運營和安全管理政策為其他地方制定加氫站管理政策，破解體制和政策制約因素方面提供了有益參考和借鑒。
隨著燃料電池汽車示范應(yīng)用政策實施，各地加氫站建設(shè)普遍保持適度超前布局態(tài)勢，大型能源企業(yè)紛紛涉足加氫基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加氫、加油、充電等合建站將成為主要建站模式，建站和運營補貼提升了經(jīng)營主體的積極性，預(yù)計到2025年，國內(nèi)建成加氫站將達到1000座以上，氫燃料電池專用車加氫需求將得到有效滿足。
一直以來，我國燃料電池核心材料和關(guān)鍵零部件依靠進口，市場規(guī)模小，氫能供給成本高，造成燃料汽車購置和使用成本高，以重卡為主的專用車系統(tǒng)功率需求高、用氫量大，對價格敏感性高，對降成本訴求更為迫切，降本對于提高終端應(yīng)用積極性具有非常重要的現(xiàn)實意義。
2020年以來，隨著燃料電池核心材料、系統(tǒng)關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化率逐年提升，帶動了燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的快速降本，電堆產(chǎn)品價格不斷拉低，主流廠家均已降到2000元／kW以下，預(yù)計2022年燃料電池系統(tǒng)成本降幅為20％左右，示范應(yīng)用規(guī)模效應(yīng)帶來的成本降低將愈發(fā)明顯。同時，氫能助力能源、化工、鋼鐵等行業(yè)深度脫碳潛力被關(guān)注后，供應(yīng)量將呈上升態(tài)勢，供給成本還有較大下降空間。另外，加氫站裝備國產(chǎn)化率提高，也能夠帶動站端氫氣加注價格下降。
根據(jù)國家燃料電池汽車示范應(yīng)用政策目標(biāo)，到四年示范期末，站端氫氣加注價格低于35元／kg。短期內(nèi)在專用車領(lǐng)域推廣燃料電池技術(shù)仍需突出減碳環(huán)保效益，到2025年，預(yù)計燃料電池汽車購置成本將與純電動汽車相當(dāng)，到2030年，燃料電池商用車全生命周期成本將與傳統(tǒng)燃油車相當(dāng)。
在“雙碳”目標(biāo)和國家氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃引領(lǐng)下，示范應(yīng)用政策強力驅(qū)動，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極布局，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈不斷完善，關(guān)鍵零部件技術(shù)水平不斷成熟，多元應(yīng)用場景需求大幅釋放，加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程加快，使用成本逐年下探等多重有利因素推動下，我國燃料電池汽車市場將快速増長，進入規(guī)模化示范應(yīng)用增長期。2022年是我國燃料電池汽車市場增長驅(qū)動要素的集中釋放年，預(yù)計全年燃料電池汽車銷量將超過10000輛，其中燃料電池專用車銷量將達到5000輛以上。
來源:香橙會研究院
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