核心要點：燃料電池汽車（FCV）是區(qū)別于純電動汽車的一種嶄新技術路徑的新能源汽車類型。因其具有更好的駕駛體驗感和實用性能，燃料電池汽車近年來再度引發(fā)市場和社會各界的高度關注。

我國燃料電池汽車與純電動相比起步并不算晚，但總體發(fā)展相對滯后。至2017年國內燃料電池汽車銷量規(guī)模僅為1272輛，尚處于示范運營階段。盡管一些城市制定大規(guī)模的推廣計劃，但我們認為產業(yè)的發(fā)展還受三方面的制約：一是燃料電池汽車的生產成本嚴重偏高，目前給予燃料電池汽車的補貼遠高于純電動汽車，不具有可持續(xù)性；二是國內企業(yè)對于燃料電池汽車的核心技術和關鍵零部件缺乏掌握，這種情況短期內難以改變；三是氫源的問題尚沒有好的解決方案。

在未來一段時期內預計燃料電池汽車在國內的推廣仍將以示范為主，推廣的車型也將集中在商用車領域，到2020年前國內的燃料電池汽車銷量仍可能停留在萬輛級以下水平。產業(yè)的大規(guī)模發(fā)展還需要等待較長時間。正文

1燃料電池汽車產業(yè)概況

1.1燃料電池汽車分類和結構

燃料電池汽車（FCV）是區(qū)別于純電動汽車的一種嶄新技術路徑的新能源汽車類型，是新能源汽車的重要組成部分。近年來，作為新能源汽車主要發(fā)展方向的純電動汽車在鋰電池技術上遭遇了一些瓶頸，商業(yè)化進程低于市場預期。冗長的充電時間以及虛標的續(xù)航里程顯著降低了消費者的體驗感。而具有更短動力補給時間以及更長續(xù)航力的燃料電池汽車引發(fā)市場各方關注，特別是在我國，2018年以來對于發(fā)展燃料電池汽車產業(yè)的各方呼聲有所增強。

燃料電池汽車是使用車載燃料，通過燃料電池系統(tǒng)發(fā)生電化學反應產生電力作為驅動汽車的主要動力。與純電動汽車中的鋰電池具有蓄能作用不同，燃料電池系統(tǒng)并不具有蓄能作用，本質上燃料電池系統(tǒng)是一個電力發(fā)生裝置而非儲能裝置。由于燃料電池汽車通過加注燃料而非充電的方式進行動力補給，因此在充電時間上僅需5～10分鐘，與傳統(tǒng)燃油車相當。而相比現(xiàn)階段電動汽車，燃料電池汽車續(xù)航里程可達500千米以上，其實際應用表現(xiàn)明顯優(yōu)于純電動汽車。

根據車載燃料的不同，燃料電池汽車可分為甲醇燃料電池汽車、氫燃料電池汽車等類型，其中氫燃料電池汽車由于在行駛過程中排放物僅有水，具有完全零排放無污染的特征，因此也被認為是最環(huán)保的汽車類型，也基于此，氫燃料電池企業(yè)目前成為發(fā)展的主流。

而根據技術路徑的不同，燃料電池汽車又可分為“電-電”混動模式和單一燃料電池驅動模式。燃料電池汽車的核心部件是燃料電池系統(tǒng)，它是整車的動力來源，與傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機地位相似。但由于工藝特征的原因，燃料電池系統(tǒng)的功率輸出較為平順，而汽車，特別是乘用車在實際行駛過程中輸出功率往往存在較大波動和起伏，為克服燃料電池系統(tǒng)的這一缺陷，目前全球燃料電池汽車普遍采用“電-電”混動的技術模式，即在整車中除燃料電池系統(tǒng)之外，再為其配套一套動力鋰電池系統(tǒng)作為輔助動力，當整車加速、上坡時，由動力鋰電池向外輸出功率，滿足整車的峰值功率需要。而當整車處于低速、制動時，其回饋的電力則儲存在作為輔助電源的動力鋰電池中。目前我國的燃料電池汽車全部采用“電-電”混動的模式，以中等功率的燃料電池系統(tǒng)配套小容量的動力鋰電池作為輔助電源。因此典型的燃料電池汽車主要包括燃料電池系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、輔助電源（動力鋰電池）、驅動電機、整車控制器等五大部分。

1.2燃料電池系統(tǒng)概況及工作原理

燃料電池系統(tǒng)作為燃料電池汽車（FCV）的主要動力源和核心部件，其成本一般占到整車總成本的50%～60%。可以說燃料電池系統(tǒng)的技術發(fā)展以及成本變化直接影響著產業(yè)的總體發(fā)展趨勢。目前全球燃料電池系統(tǒng)可分為質子交換膜燃料電池（PEMFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、堿性燃料電池（AFC）等多個類型，其中在汽車產業(yè)中普遍采用的是質子交換膜燃料電池，其他類型的燃料電池類型則整車中并不常見。

質子交換膜燃料電池系統(tǒng)主要由電堆、氫氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等五部分組成，其中電堆是燃料電池系統(tǒng)的核心，既是電化學反應發(fā)生的區(qū)域，也是影響燃料電池系統(tǒng)運行的關鍵。單個燃料電池由質子交換膜、催化劑層、陰極和陽極層、雙極板等部分組成，燃料電池工作原理如下：作為燃料劑的氫氣進入陽極后，在鉑催化劑作用下，電離成氫離子（質子）和電子，質子交換膜的單向通過特性使得氫離子遷移至陰極，而電子則通過外電路移動至陰極，形成電流。在陰極，氫離子與氧原子、電子結合成水分子。未充分反應的氫被重新循環(huán)使用，而反應生產的水則被排出。整個反應過程中，沒有任何污染物產生，使得燃料電池的綠色環(huán)保特征非常顯著。

單個質子交換膜燃料電池（PEMEC）所產生的電量和電壓很低，實踐中往往將若干個質子交換膜燃料電池疊放在一起，串聯(lián)形成電堆。這種模塊化的結構使得質子交換膜燃料電池易于維護和保養(yǎng)，也有利于設計成需要的功率。

質子交換膜燃料電池具有工作溫度低、啟動快、比功率高、結構簡單、操作方便，是燃料電池汽車的首選技術工藝。在質子交換膜燃料電池中，質子交換膜不僅價格昂貴而且生產技術難度很大，目前全球僅有美國杜邦等極少數(shù)企業(yè)具備生產能力。同時由于其對溫度和濕度都有很高的要求，這使得在燃料電池工作過程中，如何有效控制膜的溫度、濕度成為技術難點和關鍵。我國目前缺乏質子交換膜生產能力，現(xiàn)有燃料電池汽車全部依賴進口。而鉑催化劑由于使用鉑金屬，導致其價格居高不下，也制約了燃料電池汽車的發(fā)展。市場各界希望尋求可以替代鉑的其他廉價金屬，但目前進展緩慢。總體來看，質子交換膜燃料電池已經成為燃料電池汽車領域的主流發(fā)展方向，但核心的部件如質子交換膜、雙極板、催化劑等組件在成本上距離商業(yè)化還有很大差距，同時這些組件在運營過程中對溫度、濕度的要求很高，控制難度都較大，間接增加了燃料電池系統(tǒng)的成本。

2全球燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1全球燃料電池汽車產業(yè)概況

從2013至2017年的五年間，全球燃料電池汽車的累計銷量僅為6475輛（乘用車），而同期全球的電動汽車（EV）銷量則超過200萬輛，其中僅在2017一年全球的電動汽車銷量就高達121萬輛，應該說與電動汽車相比，燃料電池汽車產業(yè)當前階段的規(guī)模是非常之小的。

2017年全球燃料電池汽車（乘用車）的銷量大約為3300輛，2018年1季度全球燃料電池汽車銷量達到1475輛，預計全年有望達到8000輛左右。這其中日本豐田公司是全球燃料電池汽車的主要供應商，在2017年的全部乘用車銷量中，豐田的銷量超過3000輛，占到市場總量的90%。但銷售地區(qū)來看，全球的燃料電池汽車（乘用車）卻是以北美和歐洲地區(qū)為主。根據2017年初的數(shù)據顯示，北美地區(qū)的燃料電池汽車銷量大約占到全球總量的40%左右，其次為丹麥，占比約28%，而作為全球燃料電池汽車主要產地的日本其銷量反而僅占25%左右。

我國的燃料電池汽車產業(yè)起步相比西方較晚，同時由于在相當長時期內我國新能源汽車產業(yè)以推動純電動為主要技術路線，因此相對來說燃料電池汽車并未得到足夠的重視。2016年我國燃料電池汽車銷量為629輛，2017年增長至1226輛。不過與西方相比，我國燃料電池汽車現(xiàn)階段全部為商用車，其中90%左右為物流車，其余為燃料電池客車。2018年以來，燃料電池汽車產業(yè)在企業(yè)、政府和市場等各個層面重視程度大幅提升，因此近期我國燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展勢頭出現(xiàn)了一些積極變化，我們預計2018年我國燃料電池汽車的銷量將有望增加至2000輛左右。不過即使這樣目標在實踐上還面臨一定困難，同時與我國目前純電動汽車年銷量70萬輛的規(guī)模相比，我國燃料電池汽車產業(yè)的規(guī)模更為弱小，甚至很多相關零部件還處在試驗室研發(fā)生產階段，整體產業(yè)鏈處在非常不成熟的階段，距離商業(yè)化較遠。

2.2日本燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析

日本是目前全球在燃料電池汽車領域探索和投入最為積極的國家，日本政府也給予了燃料電池汽車高度的重視。與我國新能源汽車產業(yè)主要鎖定純電動技術路線不同，日本的新能源汽車產業(yè)政策同時將純電動、燃料電池汽車等多種技術路線作為未來新能源汽車產業(yè)的主要方向平行推動，這使得日本的燃料電池汽車產業(yè)在過去數(shù)年中得到了較好的發(fā)展。特別是在燃料電池汽車的可靠性、壽命以及成本方面日本企業(yè)已經超越歐美。從產業(yè)鏈來看，日本目前已經實現(xiàn)了對燃料電池系統(tǒng)、整車制造、加氫站等全產業(yè)鏈的核心技術掌握，可以說日本在燃料電池汽車方面已經處在全球處于領跑地位。

日本的豐田公司是日本推動燃料電池汽車的主力，2015年初豐田成功推出全球首款燃料電池汽車的產業(yè)化車型Mirai（未來），成為全球燃料電車汽車產業(yè)的里程碑事件。豐田Mirai是一款可供四人乘坐的標準乘用車，截至2017年底，豐田Mirai在全球共銷售5300輛，而我們在前文曾提到全球到2017年底的總銷量才僅為6475輛，豐田一家企業(yè)就占到了全球總銷量的80%。這使得豐田的Mirai幾乎成為當前燃料電池汽車（乘用車）的標桿性車型。

作為全球當前最主要的燃料電池車型，豐田Mirai的各項技術指標都非常優(yōu)異。其燃料電池系統(tǒng)最大輸出功率達114千瓦，功率密度達到3.1KW/L，可實現(xiàn)在零下30℃的低溫環(huán)境下啟動，加注5.0千克的高純氫氣體后可實現(xiàn)超500千米以上的續(xù)航里程，其高壓儲氫系統(tǒng)可承受70兆帕的壓力。由于在催化劑中使用了鈷等合金材料，使得豐田Mirai的鉑金屬使用量大幅下降至20g。無論是與現(xiàn)代推出的ix5以及歐美的燃料電池乘用車相比，豐田Mirai的技術都較為領先，與我國燃料電池汽車現(xiàn)有水平相比更是明顯勝出。特別是豐田Mirai的核心部件電堆以及各項核心技術都由豐田公司掌握，而現(xiàn)代以及歐洲的一些整車廠商還需要從巴拉德、聯(lián)合技術等北美企業(yè)采購電堆。而在成本方面，目前豐田Mirai的燃料電池系統(tǒng)成本已下降至200美元/千瓦，而根據豐田公司測算，如果其市場銷量由目前的3000輛增加至1萬輛以上，則燃料電池系統(tǒng)成本有望再下降50%左右，而如果市場銷量增加到10萬輛規(guī)模，則其燃料電池系統(tǒng)成本還有可能下降30%左右。目前豐田Mirai補貼后的銷售價格大約在600萬日元左右，合約35萬人民幣左右。客觀來說，該車型的價格仍然遠高于同等配置下的日系車，市場定價還是偏高。但這已經是目前全球市場中成本最接近商業(yè)化的車型價格，如果未來豐田Mirai實現(xiàn)萬輛以上的規(guī)模量產，我們預計該車型將有望逐步擺脫政府補貼，并實現(xiàn)與傳統(tǒng)燃油車的同臺比拼。

除豐田外，日本的本田也在近期推出了燃料電池車型 clarity，2017年本田實現(xiàn)204輛的銷量目標。雖然遠遜色于豐田的表現(xiàn)，但這仍然為本田爭取到了全球燃料電池汽車銷量第二的位置。2018年本田在燃料電池汽車上繼續(xù)發(fā)力，1季度實現(xiàn)銷量611輛，大有追趕豐田的勢頭。

日本政府近年來對燃料電池汽車的重視程度日益提高。2016年日本經濟產業(yè)省在《氫能及燃料電池戰(zhàn)略路線圖》中明確提出到2020年實現(xiàn)普及4萬輛燃料電池汽車的目標，到2025年實現(xiàn)普及20萬輛燃料電池汽車的目標。而2017年日本國內的電動汽車銷量為14萬輛。可以看出未來日本的新能源汽車戰(zhàn)略將試圖實現(xiàn)電動車與燃料電池車并重的格局。同時為推動燃料電池汽車普及，解決制約產業(yè)發(fā)展的瓶頸-加氫站問題。日本政府還規(guī)劃到2020年建設160座加氫站、到2025年建設320座加氫站的規(guī)劃目標。而目前日本的加氫站數(shù)量僅有80座。總體來看，日本的燃料電池汽車在技術上已較為成熟，因此未來日本政府的主要目標是推動燃料電池汽車成本和運營成本（加氫）的下降并繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有技術，從而更好的推廣燃料電池汽車的普及，實現(xiàn)其新能源汽車戰(zhàn)略。

2.3北美燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析

美國和加拿大是燃料電池研發(fā)和示范的主要地區(qū)，美國也是全球最先從事燃料電池系統(tǒng)研發(fā)和生產的國家，美國杜邦公司曾一度壟斷了全球質子交換膜（PEM）的供應。不過美國的燃料電池系統(tǒng)在很長時期內主要以供應航天系統(tǒng)為主，在應用到整車領域方面的時點相對較晚。近年來，在美國政府支持下，北美地區(qū)的燃料電池技術進步很快并涌現(xiàn)出聯(lián)合技術（UTC）、巴拉德等全球一流的燃料電池系統(tǒng)研發(fā)和制造企業(yè)。

不過與日本相比，美國燃料電池汽車的商業(yè)化相對滯后。目前美國本土的燃料電池汽車產業(yè)還主要處在研發(fā)和示范階段。從現(xiàn)有數(shù)據看，到2016年美國燃料電池客車的壽命已突破2萬小時，鉑金屬用量也大幅下降。美國通用公司研發(fā)的第二代燃料電池系統(tǒng)功率已經接近100KW，可實現(xiàn)零下30℃的低溫啟動，車輛主要性能已達到傳統(tǒng)燃油客車。在乘用車方面，美國通用也有小批量的生產。但總體來看，目前美國的燃料電池汽車產業(yè)規(guī)模還很小，停留在數(shù)百輛的級別。而且距離實現(xiàn)在乘用車領域的商業(yè)化還較遠。

不過值得注意的是，雖然相比日本，美國在燃料電池汽車的生產稍現(xiàn)滯后。但北美卻是全球最主要的燃料電池乘用車消費地區(qū)，前文所述的豐田Mirai其2017年的銷量有高達60%來自于北美，而且基本集中在加州。目前加州有31個加氫站，預計到2018年將增加到43座。

3我國燃料電池企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

3.1我國燃料電池汽車發(fā)展產業(yè)政策

由于我國的新能源汽車產業(yè)自發(fā)展伊始就堅持以純電動為主流技術路線，因此燃料電池汽車受到的重視程度相對較低。但從2016年開始，無論是企業(yè)還是各地方政府以及社會各界對燃料電池汽車的重視開始逐步提升。2016年10月，中國標準化研究院資源與環(huán)境分院和中國電器工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書（2016）》首次提出了我國氫能產業(yè)的發(fā)展路線圖。對我國中長期加氫站和燃料電池車輛發(fā)展目標進行了規(guī)劃。主要包括：到2020年，加氫站數(shù)量達到100座；燃料電池車輛達到1萬輛；氫能軌道交通車輛達到50列；到2030年，加氫站數(shù)量達到1000座，燃料電池車輛保有量達到200萬輛。應該說這樣的規(guī)劃目標還是很宏大的，但在2017年4月工信部等三部委發(fā)布的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃中》，對于燃料電池汽車提出的目標則是：到2020年在特定地區(qū)的公共服務車輛領域進行小規(guī)模示范應用，2025年在乘用車和商用車領域力爭推廣1萬輛燃料電池汽車；到2030年在乘用車領域和商用車領域進行規(guī)模化推廣并達到10萬輛的規(guī)模。兩相對比可以看出，《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》將燃料電池汽車產業(yè)未來的實現(xiàn)目標下調了許多，這顯然是考慮了國內燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而做出的規(guī)劃。

值得注意的是，雖然從中央層面對于燃料電池汽車給出的目標并不是很高。但國內不少地方政府對于發(fā)展燃料電池的積極性卻很高，制定的產業(yè)目標也較高。如上海針對燃料電池汽車產業(yè)專門出臺了發(fā)展規(guī)劃，提出到2020年建設5至10座加氫站，運營車輛達到3000輛。相反上海對于推廣純電動汽車的積極性卻一直不高，在2018上半年國內純電動乘用車銷售排行城市中，上海甚至未能進入前十。其他城市中如蘇州、武漢、佛山、東莞等地也對于發(fā)展氫燃料電池汽車及其相關產業(yè)非常積極。蘇州和武漢都制定了到2025年實現(xiàn)燃料電池汽車銷量超1萬輛的目標。除此以外，北京、廣州、深圳等經濟較為發(fā)達的城市也在積極規(guī)劃氫燃料電池汽車產業(yè)的扶持政策，預計近期將陸續(xù)落地。總體來看，在氫燃料電池的推廣方面，地方政府呈現(xiàn)的積極性要明顯高于中央。

而在財政補貼方面，燃料電池汽車享受的優(yōu)惠也較多。2018年2月，財政部、工信部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，對2018年國內純電動汽車和插電式混合動力汽車的補貼進行了大幅退坡，但同時該通知也明確燃料電池汽車不執(zhí)行退坡政策。并且對于燃料電池汽車地方補貼和國家補貼可維持1：1的標準，不執(zhí)行現(xiàn)有電動汽車地方補貼和國家補貼0.5：1的標準。這也意味著目前燃料電池客車單車最多可獲得100萬的中央、地方兩級補貼，而燃料電池的專用車單車最多可獲得60萬元的兩級補貼，這與目前純電動汽車萬元級的補貼相比，差別較大。

3.2我國燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析

雖然我國燃料電池汽車的起步與純電動汽車幾乎相當，但發(fā)展現(xiàn)狀卻大相徑庭。2008年北京奧運會和2010年上海世博會期間，北京和上海都曾推出一批氫燃料電池汽車作為示范運營，我國的電動汽車也是在這一時期起步的。可見兩種技術路線的新能源汽車起步基本相同，但隨后燃料電池汽車在我國的發(fā)展卻基本陷于停頓。至2015年我國的燃料電池汽車產量僅有10輛，全部來自于上汽集團，且均為商用車。而2015年我國的純電動汽車產量規(guī)模就已超過25萬輛，兩大新能源汽車類型的發(fā)展差距明顯擴大。至2016年我國的燃料電池汽車產量出現(xiàn)大幅增長，達到629輛，2017年進一步增長至1272輛。雖然增速較快，但我們看到燃料電池汽車總量仍然停留在千輛級的規(guī)模，預計2018年國內燃料電池汽車產量將有望達到2500輛甚至3000輛的水平。

從燃料電池汽車的生產情況看，2017年我國共有8個品牌的燃料電池汽車在產，由于受現(xiàn)階段國內燃料電池汽車的電堆功率偏低的影響，因此在產的燃料電池汽車以專用車（物流車）為主，2017年其產量為992輛，占總產量的78%。而燃料電池客車為280輛，占總產量的22%。其中東風、青年兩大品牌產合計量就高達936輛，且基本都是專用車（物流車）；而客車方面除上汽大通有一定規(guī)模外，福田和宇通等國內主流客車企業(yè)的燃料電池客車產量很少。

而從現(xiàn)有燃料電池汽車的運營地域來看，呈現(xiàn)很強的地區(qū)性特征，主要集中在北京、上海、西安、中山、佛山等五個城市。造成這種區(qū)域化特征非常強烈的原因主要有兩方面：一是目前國內加氫站數(shù)量很少，因此加氫站的布局限制了燃料電池汽車的推廣，二是燃料電池汽車的補貼金額很高。如30KW的專用車補貼額高達60萬元左右，60KW的客車補貼額高達100萬元，因此燃料電池汽車的推廣必須得到所在城市政府的全力支持，特別是財政支持才有推廣可能。這也是我們看到目前燃料電池汽車主要集中在北京、上海、廣東、西安等經濟條件相對較好的地區(qū)的主要原因。

而從燃料電池（電堆）的生產企業(yè)來看，目前國內主要集中在上海重塑、南通百應、新源動力、億華通等四家企業(yè)，2017年合計生產燃料電池33.91MWh，其中上海重塑和南通百應產量最大，分別為15.93MWh和12.12MWh，新源動力和億華通的產量較少。

4制約我國燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展的瓶頸

2017年以來，隨著純電動汽車的大規(guī)模推廣，其續(xù)航力不足以及充電時間超長等弱點不斷暴露，引發(fā)市場對于燃料電池汽車的關注度不斷上升。國內一些地方政府也制定了大規(guī)模的燃料電池汽車推廣規(guī)劃。包括濰柴在內的一批大型骨干企業(yè)也在陸續(xù)加入燃料電池汽車的研發(fā)和生產領域，燃料電池汽車呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。但我們同時也必須看到，制約燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展的瓶頸和障礙還較多，在未來相當長一段時期內，燃料電池汽車要想大規(guī)模的推廣和進入商業(yè)化運營面臨不小的實際困難。

4.1高昂的生產和運營成本

我們認為燃料電池汽車高昂的生產和運營成本是制約產業(yè)發(fā)展和其實現(xiàn)商業(yè)化的最大障礙。目前在燃料電池汽車領域處于全球領先的是日本豐田，旗下的豐田Mirai是全球公認的最接近商業(yè)化的一款燃料電池車型，其累計銷量已超過5000輛。但目前豐田Mirai的補貼前售價高達7萬美元，而補貼后銷售價格仍然高達5萬美元以上。豐田已經是目前全球在燃料電池汽車領域成本控制最好的企業(yè)，但我們可以看到其成本仍處于偏高狀態(tài)。而在我國，燃料電池汽車的成本問題在當下更為嚴峻。

如作為燃料電池汽車核心的電堆成本，目前豐田Mirai已經控制在200美元/千瓦的水平，但我國的電堆成本仍高達1500美元/千瓦以上。根據目前國內專用車搭載電池功率測算，僅電堆一項就占到總成本的50%以上。電堆成本過高使得國內燃料電池汽車現(xiàn)階段的額定功率普遍偏小，專用車（物流車）功率基本在30KW左右，客車的功率也僅在60KW。導致電堆成本偏高的原因一方面在于國內對于電堆技術的掌握尚不充分，特別是核心部件如質子交換膜、催化劑等嚴重依賴進口，推高了綜合成本。另一方面則是由于國內燃料電池產業(yè)規(guī)模較小，在沒有實現(xiàn)量產前成本無法有效攤薄所致。根據本文前述我國至2017年全國的電堆總出貨量僅為33MW，到2018年國內的電堆產能也僅有400MW，這樣的規(guī)模仍然是比較小的。因此在燃料電池汽車實現(xiàn)大規(guī)模普及以及核心關鍵部件國產化之前，國內燃料電池汽車的整車成本要想實現(xiàn)大幅下降是非常困難的。

除了電堆系統(tǒng)的高昂成本外，儲氫系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)的成本也十分驚人。由于氫是一種低密度的氣體，在現(xiàn)有技術條件下要想儲備更多的氫氣則必須采用高壓方式注入儲氫罐。豐田Mirai采用的是70MPa級的儲氫系統(tǒng)，為了提高安全等級，采用碳纖維材料。目前我國受技術條件的限制，儲氫系統(tǒng)還停留在35MPa級，同時碳纖維材料尚未能實現(xiàn)大規(guī)模的國產化，這使得儲氫系統(tǒng)的成本不僅高，而且儲氫量也偏少。空氣壓縮系統(tǒng)方面，我國目前也嚴重依賴進口，商用車使用的空氣壓縮系統(tǒng)高達數(shù)萬元。因此除了電堆成本偏高外，儲氫系統(tǒng)和空壓系統(tǒng)也增加了整車的成本負擔。根據國內現(xiàn)有數(shù)據測算，儲氫系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)在燃料電池汽車的整車成本大約占30%左右。

除了電堆和儲氫系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)外，燃料電池汽車中搭載的動力鋰電池成本也不菲。不過考慮到目前國內動力鋰電池成本下降較快，這部分成本成為未來最有潛力壓縮的部分。

值得注意的是，燃料電池汽車除了電堆、儲氫系統(tǒng)等關鍵零部件成本高昂外，由于氫并非一種易獲取的氣體，因此在燃料電池汽車的運營環(huán)節(jié)，綜合成本也較高。目前我國的氫產業(yè)尚未成熟，因此燃料電池汽車所需要氫主要通過焦化企業(yè)的副產氫供應，這是相對來說成本較低的氫資源。但即使如此，燃料電池汽車每千米的氫成本消耗也在0.6元左右，有的甚至更高。與現(xiàn)有的燃油汽車相比，氫燃料電池汽車在運營成本環(huán)節(jié)不具備優(yōu)勢，甚至還有劣勢。而相比之下，純電動汽車目前國內用戶如果使用家用充電樁，每千米的出行成本僅為0.1元左右，成本優(yōu)勢非常明顯。如果未來我國氫燃料電池汽車產業(yè)大規(guī)模推廣，氫源的解決將成為一個重要問題。現(xiàn)階段來看，無論是使用天然氣法還是水煤氣法，氫的成本都不會太低，因此從運營環(huán)節(jié)來看，燃料電池汽車無法給用戶帶來成本上的減少。另外加氫站也是制約產業(yè)發(fā)展的難題。目前國內加氫站數(shù)量較少，而建設加氫站需要高昂的投資。根據國內測算，加氫站的單項投資額高達2000萬元以上，雖然國內對加氫站建設有400萬元左右的財政補貼和支持，但仍然無法有效緩解加氫站建設的成本難題。

總體來看，氫燃料電池汽車存在全產業(yè)鏈成本運營偏高的問題，這在相當長的時期內將成為制約產業(yè)大規(guī)模推廣的重要瓶頸。

4.2核心技術的缺失

與我國純電動汽車基本實現(xiàn)了“三電”系統(tǒng)的國產化不同，我國燃料電池汽車在核心技術和關鍵零部件上嚴重缺失。這不僅嚴重影響了我國燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展，同時也是導致產業(yè)總體成本居高不下的主要原因。

以電堆為例，其核心零部件包括催化劑、膜電極等，目前我國生產的千余輛燃料電池汽車幾乎均依賴進口。同時儲氫系統(tǒng)，空氣壓縮系統(tǒng)等零部件國產化水平較低，對外依賴嚴重。

雖然我國在燃料電池汽車領域部署的研究較早，但是在一些關鍵問題上近年來并沒有取得顯著的進展，而且差距十分明顯。比如電堆功率密度，國內產品目前大概在2kW/L左右，而國際先進水平已經達到了3kW/L左右。催化劑效率方面，國內每千瓦的鉑用量大概為0.3克；而國際的先進水平已經達到了0.06克以下。膜電極耐久性方面，國內動態(tài)工況實測壽命大概在3000小時左右；而發(fā)達國家已經達到了9000小時。空氣壓縮機方面，國內現(xiàn)在的燃料電池產品基本采取低壓壓縮機，國外主要采取高壓空氣壓縮機，效率差別較大。

除了在關鍵零部件和核心技術方面存在的巨大差距外，國內燃料電池產業(yè)鏈還比較薄弱，工程化能力不足。燃料電池用電催化劑、質子交換膜、碳紙等一些關鍵材料已經有了，但大都還停留在實驗室產品。因此，一致性和可靠性就比較有波動。空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件也有一些樣件，但是沒有穩(wěn)定產能，產品供應不足，而且價格很高。當前35兆帕碳纖維內膽的儲氫密度比較低，需要開發(fā)更高壓力的碳纖維內膽。目前整車企業(yè)還沒有形成穩(wěn)定的零部件供應體系，供應鏈薄弱，工程化能力不足，導致零部件的工藝質量低、產品一致性、可靠性和耐久性不足，不能滿足用戶要求。

總體來看，我國燃料電池汽車產業(yè)在核心技術、關鍵零部件掌握方面與國際先進水平存在巨大差距，最重要的是還沒有形成完整成熟的產業(yè)鏈，不具備商業(yè)競爭的優(yōu)勢。2017年以來雖然一些國內企業(yè)加大了研發(fā)力度，但短期內要實現(xiàn)對進口產品的替代仍有相當難度。考慮到目前國內對于燃料電池汽車產業(yè)給予了高昂的補貼，因此如果沒有實現(xiàn)關鍵零部件的國產化，那么大量的財政補貼相當于間接支持了國外的燃料電池產業(yè)核心企業(yè)，這與我國發(fā)展燃料電池汽車的初衷顯然是背道而馳的。

4.3能源戰(zhàn)略及技術路徑的選擇

我們認為新能源汽車產業(yè)的本質是能源戰(zhàn)略的路徑選擇，我國自啟動新能源汽車戰(zhàn)略以來一直鎖定純電動為主要的技術路線并給予強力扶持。這樣的技術路徑選擇主要是基于我國油氣資源匱乏，而在電力供應方面有較好的戰(zhàn)略回旋空間的基本國情所做出的選擇。歐洲選擇純電動技術路線為主，也是基于其傳統(tǒng)油氣資源相對不足而新能源發(fā)展較好而做出的選擇。而如果選擇發(fā)展燃料電池汽車，則意味著需要確立新的能源供應渠道。從目前氫能的主要供應來源看，我國現(xiàn)階段主要依賴焦化等工業(yè)副產氫為主，但顯然這并非長久之計。未來若要推廣一定數(shù)量的燃料電池汽車，則必須要通過專業(yè)化的氣體生產企業(yè)來實現(xiàn)供應。而目前主要的氫制備方式包括電解水法、天然氣法、水煤氣法三種方式。

電解水法制氫是一種較為成熟的工藝和技術，但由于制備過程中需要消耗大量的電力，從實際的可能角度出發(fā)必須與風電或光伏等新能源產業(yè)相結合。在棄風率和棄光率較高的地區(qū)通過發(fā)展電解水制氫將電力資源就地轉化為氫源。目前歐洲的一些電解水法制氫項目就是與當?shù)氐娘L電等新能源相結合進行推廣的。但此種方法對地域的要求較高，而目前我國光伏、風電等新能源發(fā)展較好的地區(qū)主要集中在西北等經濟欠發(fā)達地區(qū)，當?shù)刎斦嵙ζ酢６覀冊谇拔闹性赋鋈剂想姵氐耐茝V需要有強大的財政資金支持，因此這兩者之間存在著一定的矛盾。短期而言，我國大規(guī)模推廣電解水法制氫有相當難度。

天然氣法制氫也是較為成熟的工藝和技術。從日本的經驗看，天然氣法是比較好的獲得氫的方法，通過高溫方式將天然氣轉換為二氧化碳和氫氣。但我國本身為天然氣資源匱乏的國度，通過天然氣制氫并不具備資源優(yōu)勢，而且對天然氣資源的利用效率也不高。

因此相比之下，通過利用我國豐富的煤炭資源，通過煤化工的方法來制備氫則似乎是在一個較為可行的方法。一方面可以對國內現(xiàn)有的煤炭資源實現(xiàn)充分利用，另一方面又可以發(fā)展煤化工產業(yè)，提高煤炭的經濟效益。不過通過煤化工方式制氫在我國當前卻面臨一些實際困難。一是我國推廣燃料電池汽車的地區(qū)主要集中在東部經濟較為發(fā)達的城市，這些地區(qū)由于環(huán)保壓力的影響，新增用煤指標已非常困難。二是煤制氫對規(guī)模有很高的要求，單體裝置一旦運行每小時的合成氣至少在數(shù)萬方以上，而現(xiàn)階段國內燃料電池汽車運營規(guī)模很小，不過數(shù)千臺而已，很多城市只有區(qū)區(qū)數(shù)百臺，可以想象煤制氫項目投產后現(xiàn)有的燃料電池汽車市場根本無法消納龐大的氫源。因此對于投資者而言，在燃料電池汽車規(guī)模沒有明確之前，缺乏投資建設煤制氫項目的動力。目前我國也尚未出臺明確的通過支持煤制氫的方式來發(fā)展氫能產業(yè)的規(guī)劃和相關政策，這表明政府在選擇氫能技術路線上還是非常審慎的。

總體來看，我們可以看出選擇燃料電池汽車，則意味著必須選擇相應的能源供應來源。但目前來看氫源的問題還未得到很好的解決。

5我國發(fā)展燃料電池汽車前景展望

基于以上我們對燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及面臨的障礙可以看出，盡管市場和社會各界對于燃料電池汽車的發(fā)展都抱有巨大希望，但從生產成本和運營成本、核心技術以及關鍵零部件的掌握、氫的供應等產業(yè)面臨的三大問題來看，燃料電池汽車距離實現(xiàn)商業(yè)化還有很大的差距。我們認為在短期內燃料電池汽車在各地的發(fā)展仍將以示范為主，推廣的車型仍將集中在商用車，在乘用車領域的推廣需要得到國內燃料電池汽車初步具有商業(yè)化后方有可能。而從規(guī)模上看，我們認為到2020年前國內的燃料電池汽車銷量仍可能停留在萬輛級以下水平。

作者：工銀投行，羅榮晉