氢能和燃料电池产业爆发前夜，如何突破瓶颈？

1. 氢能和燃料电池产业爆发前夜，如何突破瓶颈？

氢能和燃料电池技术正加速改变着世界能源格局。
“全球能源转型、汽车转型共同聚焦于低碳化、绿色化，氢能是实现这两大领域转型的重要支撑。”中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟15日在2020氢能产业发展创新峰会上表示，“当前全球主要汽车公司基本上都制定了发展燃料电池汽车的时间表和路线图。越来越多的国家把氢能作为更重要的未来替代性能源，制定氢能源、氢产业、氢经济、氢社会发展的时间表和路线图。我们离氢的全面应用越来越近。”

百人会副理事长兼秘书长张永伟
随着氢能的安全使用问题及燃料电池的技术和成本瓶颈已逐步取得突破，氢能产业发展开始进入示范运营阶段，并开展商业化探索。此次与会的专家学者一致认为，发展氢能和燃料电池产业是我国应对能源安全、实现可持续发展的必要途径和重要历史机遇。
氢能发展迎来大好时机
在政府的系列产业政策支持下，我国氢能产业正在进入快速发展期。
2019年3月，氢能源首次写入《政府工作报告》，明确将推动加氢等设施建设。
2020年4月，国家能源局发布《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》，氢能被列入能源范畴。
6月，氢能先后被写入《2020年国民经济和社会发展计划》、《2020年能源工作指导意见》。
9月，财政部、工信部、科技部等五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，目标利用4年时间，打造国内氢能产业链，让整个产业链趋于完整，将燃料电池汽车购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，以形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。
10月，国务院常务会议通过了《新能源汽车产业发展规划》，明确指出要加强充换电、加氢等基础设施建设，加快形成快充为主的高速公路和城乡公共充电网络。完善氢燃料电池汽车的能源补给基础设施建设，促进氢燃料电池汽车发展。
由此可见，政策正在为氢能和燃料电池产业的加速发展带来强力支撑。

国家电投集团氢能科技发展有限公司总经理张银广
国家电投集团氢能科技发展有限公司总经理张银广预测，我国氢能产业发展拐点将出现在2025年，2025-2035年将成为国内氢能产业的高速发展期，2035年之后将会进入规模化应用的阶段。
今年9月22日，中国在第七十五届联合国大会提出，将提高应对气候变化国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳（CO2）排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在工信部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中看来，发展氢能要置于实现2030年前CO2排量达峰和2060年碳中和的大目标之中，响应《巴黎协定》我国政府的承诺目标。

工信部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中
“能源的供应侧中可再生能源不能低于80%，能源的需求侧电动化率不低于80%，才有可能实现2060年碳中和的目标。”北京清华工业开发研究院副院长朱德权表示，2025年，可再生能源生产成本将全面低于化石能源，具有经济性。生产侧的经济性和需求侧的经济性也决定了氢能源汽车进入了可持续发展阶段，也就是进入了高速增长的时刻。”

北京清华工业开发研究院副院长朱德权
百人会常务副秘书长刘小诗在发布《中国氢能产业发展报告2020》时预判，从长期愿景来看，到2050年，预计氢能会占终端能源消费比例达10%，氢燃料电池汽车保有量3000万辆，氢气需求量6000万吨，进入氢能社会。

百人会常务副秘书长刘小诗
“绿氢”方向，合理布局
在氢能产业链中，制氢是源头。李毅中在会上提出，“灰氢不可取、蓝氢方可用、废氢可回收、绿氢是方向”，落实氢源首先要有一个合理务实的规划设计和标准，明确方向，防止盲目。
氢能受到了全球主要国家的重视，多数发达国家都发布了氢能愿景和发展规划。我国相关省市、企业和机构也积极行动，纷纷出台发展氢能的方案，提出的远景各有特色。但是，“对氢源研究还不够，难以形成全国性的整体概念”，李毅中呼吁需要调研编制规划指导，抓试点示范，不要一下子铺开。” 他透露，五部委已经在制定这项规划。
他建议，相关部门组织、调研，根据氢气的不同应用场景和市场需求，从能源总体规划的视角提出阶段性布局和工艺路线的指导意见，并制定标准规范。此外，还应抓紧进行二氧化碳捕集、封存和利用的产业化研发。这是灰氢变成蓝氢、由不可取变成可取的关键，这个难题没有解决之前，不宜新建化石能源制氢工厂。 
发展“绿氢”，降成本是关键。刘小诗指出，氢能作为一种二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想媒介，我国现在传统能源结构亟待调整。长期来看，要走零碳、低碳的绿氢路线，经济性有待于进一步提升，关键在于降低电费，也就是用电成本。

在当前技术条件下，电费降到3毛钱每千瓦时，电解水的制氢成本能够降到每公斤20元以下。这样电解水之情的经济性有望提升。储运环节也存在较大降本空间，国内的液氢的生产及运输实现民用化后，储运成本将大幅下降。未来随着可再生能源电价进一步下降，制氢、规模化液氢储运等技术成熟，氢气到站价格会大幅度下降。我国再生能源氢气比较丰富，将来“绿氢”具备成本优势。

构建自主产业链
我国的能源特点是富煤、贫油、少气，每年需要大量进口石油和天然气，为实现低碳减排，提高能源安全，需大力发展可再生能源，利用风能、太阳能和水力发电，选择氢做能源载体，电解水制氢，消除可再生能源发展的天花板，为实现2030年碳排放达峰值，2060年实现碳中和保驾护航。
中国工程院士衣宝廉建议，发展沿海地区海上风电，电解水制氢，用输氢管线将所制氢气运输到加氢站供燃料电池汽车加氢用，同时建氢液化工厂，将液化氢作为能源商品应用，氢供应能力的发展会促进燃料电池，特别是燃料电池车的快速增长。

对燃料电池，首先要建立关键材料与部件的自主产业链，国内优秀的研究结果很多，但很少进行放大工艺研究，制出的样片也很少在电堆中使用和装车运行，因此要建立产品开发联盟，电催化剂、电堆关键零部件等由研发单位一起进行开发、考核及批量生产，只有通过装车运行的材料，才是可信的，才能提高市场占有率，代替进口。另外，在联合攻关时，指标要以国际最先进的产品为目标。
电堆是燃料电池的核心部件，其组装工艺是决定电堆一致性的关键，衣宝廉建议，要创新性的改进电堆组装工艺，大幅度提高电堆中单电池电压的一致性，制定关键材料与部件的国家标准，成立第三方的中立的检测机构，对关键材料与部件、电堆、电池系统和整车进行检测、验证，确保结果的可信性与可靠性。
“氢能产业正处于大规模爆发前夜，十四五时期成为产业链构建关键时期。”张银广表示，“我们和国外的差距在于技术和装备的成熟度，下一步，应通过示范城市群，构建商业模式，让自主技术和装备快速成熟起来。”
优化政策环境
我国氢能产业虽然热度很高，但仍存在很多发展瓶颈，张银广呼吁国家在政策层面去破除制约，增加政策引导。
“氢气管理还是按照化工危险品来管理，同时相关审批没有固定的机构，一定程度上制约了产业发展。”张银广建议“从环保角度、解除能源安全角度政府能给产业长期的引导政策，而不是示范期和示范城市来推广，但是政府推动的应用规模终归是有限的，氢能产业应当探索出商业化模式，从而快速发展。”
张银广判断，2020-2025年是氢能产业进步期，国内氢能发展相关技术、产品逐步成熟，产业链趋于完整，氢能应用场景以重型运输车和物流车为主，主要方向为氢能交通。在加氢基础设施建设上，希望国家能全面规划供给网络，而不是分散式由企业来牵头建设。“大西北廉价氢能如何运输，希望国家出台战略规划。与此同时，通过社会化资本，从较长的生命周期来考虑，构建大的应用场景，让产业具备商业化能力，是我们正在探索的路径。”当生产成本、购买成本下降到一定程度，多个氢能应用场景的市场空间将会梯次打开。 

刘小诗在百人会《中国氢能产业发展报告2020》中也对产业政策提出了建言：一是针对氢能标准体系不完善的现象，建立健全氢安全基础研究体系，二是针对各地发展氢能经济的规划同质化现象，鼓励基础好的地区加速建立示范运营区，鼓励模式创新，探索多能互补模式，因地制宜，避免低水平重复建设。三是针对产业链薄弱环节给予政策激励。如加大基础设施建设，出台和落实电解水制氢的电价优惠措施等。四是把握电动汽车与氢燃料电池车错位互补原则，进行有效资源配置，防止顾此失彼。
从氢的产、储、运、加、用等全产业链出发，依托地方政府、企业、科研院所、平台等多主体，逐步打造“基础设施配套完善，运营模式成熟、创新成果丰富、资金保障充足、示范效果明显、生态效应显著”的氢能产业商业生态圈。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2. 燃料电池产业链

   
    逻辑：政策与成本是产业的两大核心。短期推动力以政策为主，成本为辅，而行业的长期竞争力则来自成本的持续下降，形成针对油车的全周期成本优势。 
     
    时间节点： 2024 年前为第一阶段，政策为主要驱动力；2024 年后为第二阶段，成本为主要驱动力。
     
    燃料电池是实现重卡电动化的最优方案。 
   电动化趋势下锂电技术路线率先突围，带动了乘用车的电动化浪潮。相较之下，重载运输领域的电动化进程却略显缓慢，一方面由于锂电池能量密度不够，重载长续航需要配套的电池质量过大，降低车辆有效载荷；另一方面，动力电池充电时间长，商用场景下降低车辆运营效率。氢燃料电池能量密度更高，续航里程达到800~1000km，同时能够实现 10~15min 快速加氢，成为目前重卡电动化的最优方案。
     
    产业链：   
     
        
         
    亿华通（688339）：核心环节龙头企业 
    国内前二系统供应商，装机市占率较高： 2019 年亿华通在国内系统装机量排名全国第二，仅次于重塑 科技 ；
   以系统为核心，向上游布局电堆，兼顾氢能设施；
   立足京张，冬奥订单确保短期业绩，行业高增公司持续受益；
   合作福田发布燃料电池重卡。
     
    美锦能源（000723）：产业链布局完整，区域布局合理 
    氢燃料电池产业链布局完整。 美锦能源为国内较早布局氢燃料电池的上市公司，2017 年控股佛山飞驰，2019 年先后入股膜电极企业鸿基创能、国产燃料电池电堆领军国鸿氢能，实现中游部件、下游整车覆盖。
     
    雄韬股份（002733）：核心部件布局完整 
   公司氢燃料电池业务涵盖膜电极、电堆、系统集成等环节。
     
    腾龙股份（603158）：热管理+EGR 主业景气向好，参股新源动力 
    腾龙股份为新源动力第一大股东。公司目前持有新源动力 40%股权 ，新源动力是中国最早开启燃料电池研发生产的企业，在质子交换膜燃料电池关键材料、电堆、系统环节位于领先地位，现有燃料电池相关产能 1000 套/年。此外公司成立腾龙氢能，提供燃料电池系统配套部件、控制设备，服务新源动力氢燃料电池业务。
     
    嘉化能源（600273）：长三角氢气潜在供应商，副产氢气优势 
   长三角副产氢供应方，加氢站布局初显成效。公司年副产氢总量约 1 万吨，提纯后可满足长三角一带氢气需求。
     
    滨化股份（601678）：副产氢优势，已实现氢气外供 
   2017 年公司合作清华工研院，逐步进入氢能领域。同年公司与亿华通合资设立滨华氢能（公司持股 97.5%），基于副产氢优势，滨华氢能投资建设“氢气精炼及储运充装”项目，目前一期工程已投运，实现高纯度副产氢气外供张家口、北京地区，未来二期建成后将实现合计
   13000Nm3/h 的氢气充装量。
     
    雪人股份（002639）：布局燃料电池空压机与氢循环泵 
   通过收购 Opcon 旗下子公司 SRM，公司拥有了燃料电池空压机、氢循环泵相关技术。OPCON 自上世纪 90 年代开始投入燃料电池 汽车 的供气系统研发，创立 Autorotor 品牌，曾向巴拉德、丰田、本田等系统及整车企业提供燃料电池空气供应系统。
     
    大洋电机（002249）：布局较早，获巴拉德技术授权 
   2016 年 7 月，公司收购巴拉德 9.9%股权，2017 年公司获得巴拉德模组技术授权。目前公司于上海、湖北设有燃料电池系统生产基地，系统下游客户包括中通及东风等。
     
    潍柴动力（000338）：传统重卡龙头，依托 BLDP 技术与山东市场切入 
    重卡龙头布局燃料电池电堆、系统环节。 潍柴为国内重卡部件及整车龙头，公司目前持有全球燃料电池龙头企业巴拉德 19.9%股权，合作布局燃料电池电堆、模组环节，依托山东市场展开车辆运营。
   持股燃料电池龙头巴拉德 19.9%，合作设立潍柴巴拉德。
   下游合作中通、陕汽，车辆运营顺利开展。
    依托山东市场开展燃料电池业务推广。 山东化工副产氢源储量丰富，2020年 6 月山东发布省级氢能产业规划，计划在 2025 年累计推广 FCV 1 万辆以上。公司地处山东，地方资源协同能力突出，将充分受益山东地区氢能产业发展。
     
    东方电气（600875）：全产业链布局，受益四川地区资源及政策优势 
   东方电气拥有电堆及系统自主研发知识产权。
   立足四川，受益于地区资源优势及政策支持。
     
    南都电源（300068）：参与创立新源动力，现持股 26% 
   公司是新源动力的发起单位之一，现为第二大股东。2001 年南都电源与大连化物所等发起设立新源动力，2020 年 9 月公司收购大化所持有新源动力18%股权后，累计持股比例达到 26%，成为新源动力第二大股东。新源动力为国内最早开展燃料电池产业化研发生产的企业，依托大连化物所完成电堆、系统等关键部件国产化，产品实现批量交付运营。
     
    不构成投资建议，股市有风险，投资需谨慎。 

3. 燃料电池产业链，更多的投资机会在哪里？

 燃料电池 汽车 产业链分为三个主要环节：整车、燃料电池、供氢系统，总体上看，中国不缺整车厂，燃料电池系统和电堆布局也出现过剩，最大的瓶颈在核心零部件和气体供应上。
    01 整车：公交车市场容量有限，货运车追求性价比 
   与纯电动配套的乘用车市场不同的是，在中国燃料电池 汽车 主要是商用车市场。锂电进入的乘用车是消费品，消费者可能会因为 时尚 和潮流选择新的品牌，这正是特斯拉品牌成功的核心要义；而商用车分为客车和货运物流车，其中，占客车市场近一半的公交车属于政府采购市场，具有很强的区域垄断特征，是政府扶持新能源 汽车 发展的一个抓手，但市场容量总体不大；而是物流货车是生产资料，客户更加看重的是性价比，市场化程度很高。
   2019年全国中国客车行业5米以上产品累计销售175052辆，公路车销量占据了行业总量的45.8%，实现销售80168辆，公交占比47.6%，实现销售83405辆，实现销售11479辆。也就是说，地方政府可以自主采购的部分主要在这八万多辆公交车上。
   新能源客车是地方政府招商引资的项目，但如果新能源车企定位县级企业，对应的就是本县的公交车市场；如果定位是地级市培育的企业，做完本地区的公交车生意也就差不多了；除非定位是省级的重点企业就可以做全省的公交车。
   从2019年新能源客车销量排名可以看出，尽管新能源的确也培育了一些新品牌，但靠着政府采购这几万辆车很难形成规模，更何况宇通牢牢地占据了电动客车头部企业的位置，让新增电动客车几乎没有故事可讲。
      我们注意到，国内电动 汽车 发展黄金十年，在乘用车领域蔚来、理想 汽车 、小鹏 汽车 等乘用车纷纷上市，但没有一辆商用电动车独立上市。一个总盘子不到800亿的客车市场，传统车企占据了绝对的市场份额，留给新增企业的想象空间实在不大，而且行业自2017年开始调整，客车行业产能非常充足，一些地方政府扶持的新能源客车一度风生水起，几年下来绝大部分已经销声匿迹。
      国内客车上市公司营业收入
   从国内目前配套燃料电池的整车来看，除了广东省形成的“内循环”模式是当地有牌照的飞驰 汽车 以外，其他地区无论是配套数量，还是配套的效果都还是国内品牌商用车优势比较明显，目前燃料电池企业更多是选择与宇通客车、中通客车、金龙客车、福田 汽车 等传统客车合作。
   货运物流车是一个比客运商用车大近10倍的市场，2019年我国卡车销量达到385万辆，同比增长0.91%，中重型卡车合计销售131.3万辆。其中，重卡117.4万辆，中卡13.9万辆。中重卡累计销售占比达到了卡车市场总量34.1%。（本次以奖代补对燃料电池功率要求似乎不覆盖轻型车量。）
      2019年中国商用车市场按车型销量结构图
   而货运车属于生产资料，客户对性价比的敏感度高，是一个高度市场化的子行业。我们发现，中国重型卡车经过了50多年的发展，到现在市场份额最高的还是解放、东风、中国重汽，而这恰恰是我国 汽车 工业最早的三辆车。
   2020年1-10月，我国重卡市场累计销量达到136.5万辆。销量排名第一的企业依然为一汽解放，累计销量达到35.18万辆，同比增长40%，市场占比约为25.8%；其次为东风 汽车 ，累计销量达到25.98万辆，同比增长31%，市场占比为19%；排名第三的为中国重汽，累计销量为21.87万辆，同比增长45%，市场占比为16%；上述三家车企重卡累计销量占比超过60%
      2010 2019主流重卡市场占有率统计
   近年来只有三一重工、徐工机械两家工程机械企业重卡市场份额有所上升，解放、东风、中国重汽和陕重汽（其中中国重汽和陕重汽都属于山工集团）已经占据绝对的市场份额。
   整车企业产值高，但投入也非常大，是一个重资产行业，如果达不到一定的规模很难赚钱，所以目前行业头部企业已经在形成“品质——规模——成本”的良性循环，留给新造车企的机会不多。 从921“以奖  待  补”的鼓励方向来看，主要是强调核心零部件和商业模式、应用场景，并不鼓励整车企业产能扩张。 
     如果将世界燃料电池产业分为几个模式的话，日本、韩国是整车推动的模式，加拿大是技术推动的模式，美国是“ 科技 +资源整合”的模式，欧洲是应用驱动型模式，而中国主要还是”引进技术/人才+资本驱动模式“。
   在资本驱动下， 科技 型企业的人才队伍并不稳定，一些相关技术人员得到“要领”后，很快复制新的公司。我们看到国内很多燃料电池企业的技术几乎都是源自巴拉德、大连物化所或清华大学。
   如果说第一轮燃料电池企业的复制是因为资本驱动的话，那么第二轮的复制就属于“投资换市场”的区域布局。地方政府更加倾向于当地的配套企业，并将补贴作为招商引资的手段。
   目前国内燃料电池尚处于试运行阶段，技术水平还很难分出伯仲，更多的企业通过资源整合来赢得市场机会，燃料电池企业不得不在两个以上有的甚至在3、4个城市布局。通过“查天眼”输入关键词“燃料电池”，共有8310家相关公司，目前活跃的燃料电池企业家数甚至超过了内燃机。一家核心材料企业说，在”以奖代补“的示范城市群申报过程中，仅与他们签订合作协议的燃料电池企业就有50家。
   经过20多年的发展，中国燃料电池企业形成了三个阵容：第一阵容是专业的燃料电池系统或电堆企业，如神力 科技 /亿华通、国鸿氢能/重塑 科技 、新源动力、江苏清能、上海攀业、武汉氢雄、氢璞创能、氢途 科技 、喜马拉雅等几十家，目前有很多上市公司都参股了燃料电池企业；第二阵容是 汽车 整车产业链布局，如上海捷氢背后是上汽集团、未势能源背后是长城 汽车 、潍柴巴拉德背后是山工集团等，还有回归A股科创板的东风 汽车 募集资金项目中有13亿用于燃料电池研发；第三个阵容来自上游能源企业，如国电投、上海电气、东方电气等也进入了燃料电池领域，因为燃料电池不仅仅可以用于交通运输，还可以作为其他动力电源，所以对能源企业也是理所当然的新能源业务。
   比较一下燃油商用车，整车厂一般不做内燃机，而是有潍柴动力、玉柴动力等专业的内燃机企业，而现在，整车企业、上游能源公司都在进入燃料电池，活跃的燃料电池企业产能布局在5000台甚至20000台以上，估计目前的产能满足2025年的需求都没有问题。
   目前，不是整车 汽车 采购燃料电池，而是燃料电池企业找到应用场景拉整车企业一起投标，也就是说很多燃料电池系统和电堆企业的销售不是整车厂，而是应用端，通过应用端的场景设计来创造需求。 燃料电池系统和电堆企业拼的不仅仅是产品研发能力、成本控制能力，还有资源整合能力。 
   国内燃料电池已经从系统、电堆向上游延伸至核心零部件，一部分是国内市场需求预期吸引了相关的专业人才，还有一部分是电堆和系统企业的业务拓展，主要包括催化剂、膜电极、双极板等，只有碳纸、质子交换膜和铂这些关键材料门槛比较高。
   这个产业链还有一个问题就是压资金，下游压上游的资金，越到上游越没有优势。行业内一个专家称，做系统起步需要5000万，做电堆需要1个亿，而做膜电极则需要1.5个亿。而从成熟度来看，国内系统相当于Pre-IPO阶段，电堆相当于PE阶段，而膜电极相当于VC阶段。
      再往上游，就是质子交换膜、碳纸、催化剂等，目前质子交换膜已经突破，但复制的难度非常大，催化剂有几家在做，而碳纸还依赖进口。
   目前上游核心材料如铂金属、树脂以及气瓶用的碳纤维等核心材料投资强度都非常大，技术门槛高，而且相关企业不仅仅服务于氢能市场，不适应普通的民营资本进入；相对成熟、投得起的环节又显示拥挤，除非拥有核心技术，燃料电池端的投资空间正在变小。
    03 供氢系统：能源的气体时代 资源整合与 科技 创新并重 
   如果我们确定燃料电池是未来发展的趋势，在氢能产业链上，整车对应的是燃油/天然气车市场，燃料电池对应的是燃油/气体发动机市场（未来购置成本不会高于燃油发动机），那么氢气对应的就是巨大的石油天然气市场，就算与燃油 汽车 、电动车三分天下，对燃料电池 汽车 来说，市场空间最大的一定不是燃料电池，而是庞大的气体供应市场。如果我们再激进一点，把氢能当成是终极能源的话，就意味着氢能的供应体系会出现新的“三桶油“和”七姐妹“。
       就在投资人集体聚焦于燃料电池的时候，世界三大气体公司德国林德、法液空和美国AP已经悄悄在全球布局供氢系统。 
        
   三家气体公司在中国已经开始了大面积的供氢系统布局：
   林德参与中国多个加氢站建设，并与宝武集团、中海油能源集团、淄博市能源集等签订战略合作协议，布局氢气运营业务；
   法液空与厚普股份成立合资公司抢占中国加氢站业务，并与兖州煤业和中石化签订战略合作协议开展氢气运营业务；
   而美国AP公司已经悄然在中国布局了浙江嘉兴（服务长三角）、河北张家口（服务京津冀）、四川成都（服务西南地区）、惠州大亚湾（服务珠三角）、山东淄博多个基地，基本上覆盖了中国氢能发展的重点区域。
   从氢气的制取、运输、加氢站和车载储供氢系统，每个环节都不是简单的挖煤或石油开采那么简单，与燃料电池已经形成的一致性目标也不同，在供氢系统的各个环节更多体现在解决方案上，既需要 科技 能力，也需要资源整合，目前国内氢气到站价高的达到80元/kg，而低的到28元/kg。
   技术上涉及低温高压能力的储运，对管路、阀门和材料的要求都非常高，对不同的气体来源和不同的应用场景有不同的解决方案，如何通过运输方式和系统设计ranran来降低燃料电池 汽车 的运营成本是气体供应端的使命，也是巨大的商业机会。
       世界能源经历了从固体能源主导到液体能源主导，目前正在经历的是从液体能源主导到气体能源主导的时代。 
   世界各大能源公司以及国内能源企业都在寻求转型升级，国投电力、中石油、中石化、兖州煤业、东方电气集团、上海电气集团、中集安瑞科等都将业务延伸至氢能。
   然而，另一个变化是， 从能源的资源时代到 科技 时代的转化过程中，能源的垄断格局正在从资源垄断过渡到 科技 垄断。在这个时代，对于气体能源的管理、运营是一个远大于燃料电池端的大市场，在全产业链成本持续下降的过程中，供氢系统和燃料电池同样需要技术创新。 
   过去，气体能源并不是因为少而被利用不够，而是因为取得的难度太高，气体能源的大量应用意味着储运装备和气体供给系统技术的大幅提升。
      氢气的管理涉及到众多的尖端技术，在制氢、储运、材料、运输、管路、阀门等环节都有巨大的创新空间。目前国内来自中国航天、中广核的液氢技术、测试技术、材料技术、流体技术等军用技术都在进入燃料电池供气系统，氢能为军转民提供了一个非常好的产业平台。
   以车用氢能为例，制造端整车被替代的机会不大，新的投资机会在燃料电池及配套系统；能源端传统能源企业已然可以提供服务，但 科技 能力和解决方案将替代资源垄断，这里蕴含着大量的投资机会。

4. 燃料电池概念股纷纷涨停，燃料电池产业化时代已开启

近日，燃料电池概念再度爆发，多支相关股票纷纷涨停。全柴动力、大洋电机、康盛股份等涨停，雄韬股份、德威新材涨幅超8%，潍柴动力、美锦能源、五矿资本等涨幅超7%。不难看出，燃料电池时代已经开启。
  
 燃料电池 汽车 因其具有动力性能高、加氢快、充电快、续航里程长、接近零排放等优点，成为新能源 汽车 的有力竞争者，也迎来了难得的发展机遇。2018年被称为氢燃料电池 汽车 产业化快速发展年，展望2019年，中国的车用燃料电池技术要在国际上具有竞争力，重要的是要降低成本、提升电堆的工作电流密度和比功率、电池系统的可靠性和耐久性，需要科研院所与企业界联合攻关，大力完善发展燃料电池产业链，加快促进我国燃料电池 汽车 商业化。 
  
 
  
 过去十多年间，我国开展了氢能燃料电池 汽车 的研究、开发、示范、运营工作，初步形成了从燃料电池电堆、电池系统，到整车研发体系和制造的能力，开展了系统的示范运行。 
  
 在技术层面，氢燃料电池发动机功率得到大幅度提升，用70兆帕气瓶已经可以跑500千米以上，基本上满足零下30摄氏度启停工况要求。在电堆方面，国际上燃料电池发动机已经达到了四缸内燃机的体积水平，去年本田宣布已经达到了六缸内燃机的水平，功率密度达到每立升3千瓦以上。目前，国内装车的电堆仅达到每立升2.0千瓦左右，比国外低了1/3左右。 
  
 在安全层面，燃料电池安全性比较高，但系统比锂电池复杂，同时燃料电池的动态响应比较慢。应对这一问题，最有效的解决办法就是采用电电混合动力——燃料电池+二次电池（超级电容器）的方案。二次电池具有削峰填谷的作用，这样就减少了燃料电池功率的变化速度和变化的幅度，在一定程度上弥补了燃料电池响应较慢的缺点，同时提高了燃料电池的寿命。因此，我国最先研发的氢燃料电池技术路线——电电混合技术，也成为目前世界上的主流。 
  
 在具体应用方面，由于燃料电池发电原理是电化学，车用效率比较高，可以达到60%左右，因此与纯电动 汽车 和插电式混合动力 汽车 相比，更适合于大功率、长程的运输，应用在公交车和重载车方面有明显的优势。目前，上海方面表示，准备投入400～500辆商用车示范运行，还要建立动力系统及零部件研发平台、氢能产业公共服务平台、燃料电池车运营保养中心三个平台。
  
 截至2018年底，我国共有2400多辆燃料电池车在运行，但运营加氢设施等配套设施还有待完善，目前我国共建成加氢站12座并投入运营，在建的加氢站有33座，计划到2020年建成100座加氢站。 
  
 未来，我国将大力推进燃料电池在特殊领域以及民用领域的应用，将从材料、部件、系统等三个层次进行技术改进与创新，为建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系做出贡献。

5. 燃料电池行业深度报告：燃料电池汽车处于爆发前夕

   1、氢能源：下一代基础性能源材料  
    国际能源转型一直沿着从高碳到低碳、从低密度到高密度的路径进行，而氢气是目前公认 的最为理想的能量载体和清洁能源提供者。氢气无毒无害，反应物为水，绿色清洁，热值高， 相当于汽油的三倍，被誉为“21 世纪的终极能源”。 
       短期：降低 汽车 尾气排放，城市环境保护。   以北京市为例，机动车排放了全市 58％的氮 氧化物、40％的挥发性有机物和 22％的细颗粒物。氢能源自柴油发动机应用的车辆市场 具有推广价值，而柴油发动机车辆在港口/码头、城市公交、跨城货运等领域带来显著的 污染。 
       中长期：降低石化能源对外依赖。   中国石油集团经济技术研究院发布《2018 年国内外油 气行业发展报告》中提到，2018 年中国的石油进口量为 4.4 亿吨，石油对外依存度升至 69.8％；天然气进口量 1254 亿立方米，对外依存度升至 45.3%。 
        2、我国具有全球最大规模的氢资源  
     工业氢气提纯具备充足的氢资源，我国氢气产能规模全球最大。   从氢气生产来源来看， 化石资源制氢居主导地位，全球主要人工制氢原料的 96%以上都来源于传统化石资源的热化学 重整，仅有 4%左右来源于电解水。从地域分布上看，亚太地区的氢气产能最大，而我国是目 前氢气产能最大的国家，也是氢气生产分布最广的国家。目前国际制氢年产量 6300 万吨左右， 我国每年产氢约 2200 万吨，占世界氢产量的三分之一，是世界第一产氢大国。 
        我国的煤炭和天然气资源储备丰富，以上两者也是我国人工制氢的主要原料，占比分别 为 62%和 19%。   随着煤制合成气、煤制油产业的发展，煤制氢产量逐年增多，其规模较大、成 本较低，制氢成本约 20 元/kg，煤气化制氢具有较大发展潜力。电解水制氢在我国氢气占比中 仅占约 4%，但在日本氢工业中占有特殊的地位，其盐水电解制氢的产能占日本所有人工制氢 总产能的 63%。 
        我国氢能资源在全球范围具有一定性价比优势。   目前我国加氢气成本大约在 70 元/kg， 较美国和日本在成本上仍较高，然而我国的汽油成本显著高于美国，从氢油比（氢气成本/汽 油成本）角度考虑有一定性价比优势。 
        我国氢能源的使用仍有极大待开发潜力。   当前我国大部分氢气应用于工业领域，主要被 合称氨、合成甲醇、石油炼化、回炉助燃灯消耗，属于自产自消的模式。每年仅有不到 500 吨的氢气对外部市场供应和销售，氢资源利用潜力巨大。 
        各类氢气来源存在一定的技术和成本差别，电解制氢与煤炭、天然气制氢成本仍有较大 差距。   氢气的制备主要可分为制取氢气和提纯氢气两大类，煤炭制氢成本最低，为 0.8 1.1 元/立方米，天然气制氢成本为 0.9 1.5 元/立方米，我国的电解制氢发展仍处早期，成本在 3 元/立方米左右，未来还有较大下降空间。 
        地方政府和能源企业对于工业氢气的利用有切实的发展意愿   。我国每年弃光、弃风、弃 水等大约有 1000 亿度电，工业副产氢也有 1000 万吨以上，对于这两个“1000”的利用，全国 多地政府和能源企业都已积极开展相应布局。 
     我国氢能利用已具备一定技术基础，从航天、军用逐渐向民用推广，在华北、华东和华 南等地区形成了氢能源区域产业集群。  
       航天领域：   航天 科技 集团六院北京 11 所研制的 YF-75 氢氧发动机。迄今为止，YF-75 发 动机已参加 97 次飞行任务。2004 年探月工程正式开展后，YF-75 发动机是嫦娥系列任务 中主力装备。2019 年嫦娥四号探测器首次在月球背面预选区域着陆，也由来自装备 YF-75 氢氧发动机的长三甲系列火箭完成。 
       军用领域：   中国船舶重工集团开发的燃料电池潜艇，从斯特林发动机替换为氢燃料电池， 基于质子交换膜燃料电池和金属储氢技术。 
       先进技术的民用化推广。   航天 科技 集团六院长期致力于氢能在火箭发动机领域的研究和 应用，在燃料电池技术领域，拥有质子交换膜燃料电池系统动力应用、可再生能源储能 应用及泵阀关键部件技术，具备了百千瓦级氢氧/氢空及再生燃料电池系统研制能力。中 船重工七一二所研发的首台 58 千瓦燃料电池发动机， 2019 年 5 月顺利通过中汽中心天   津   汽车 检测中心的强制性检验，这款型号为 CSIC712-FCE58A 的发动机，采用氢空质子交 换膜燃料电池电堆，是七一二所面向城市客车开发的燃料电池发动机。 
     1、氢能源的重要应用-燃料电池  
     氢能源为电力能源的重要载体   。电能替代是 社会 能源消费的长期趋势 ，氢能源最终通过 电力能源实现。合理利用氢能，一方面能提高能源利用效率，减少能源浪费，另一方面可以控 制环境污染，降低大气污染和温室气体排放。从中长期来看，加大氢能的发展利用将进一步保 障我国能源安全。 氢能源的单位热值远高于汽油、柴油、焦炭等，将满足电力能源的供给需求错配。 
     氢能 源的热值较高，通过大型移动的运输设备，未来将会使能源消耗错配做到极致。   氢能既可作为 化学能源形式的长周期储备，又可于交通领域应用在长途运输、大卡车、海洋运输等环节，还 可以应用在高温加热的工艺产业上。清华大学教授毛宗强在氢能行业会议上表示，氢能的应用 是多方面的，也是未来有望代替石油和天然气的清洁能源。 
        
        燃料电池 汽车 是氢能源利用极具成长性的下游行业。   虽然氢燃料电池 汽车 （ FCEVs ）在 我国目前处于起步阶段，但燃料电池 汽车 性能的优秀不可否认，目前国外大规模销售的 FCEVs 各方面性能与内燃机 汽车 不相上下，有些远优于电动 汽车 （BEVs）。燃料电池具有环境友好、 发电效率高、噪音低、可用燃料范围广等优点，当前我国燃料电池产业的主要发展瓶颈在于生 产成本高（铂催化剂价格高昂）、技术水平较国际落后以及氢产业链配套设施不够成熟，远期 的发展空间巨大。 
        燃料电池 汽车 具有能源补给的时间优势和经济性劣势，运营市场将会是起步阶段重点发 展领域。   燃料电池 汽车 的续航里程普遍在 500 公里以上，和目前中高端纯电动 汽车 续航相当， 而从能源补给时间角度，燃料电池 汽车 加氢仅需不到 3 分钟，远低于插电混动或纯电动 汽车 。 由于目前燃料电池 汽车 产业发展仍处于初期阶段，加氢站等基础设施投入以及整车制造成本都 较高，短期来看燃料电池 汽车 比较适合的应用场景预计会是运营市场。 
        质子交换膜燃料电池对我国氢能产业发展更具有现实意义。   氢燃料电池按不同电解质可 分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜 燃料电池(PEMFC)。其中，质子交换膜燃料电池的工作温度最低，还具有响应速度快和体积小 等特点，目前最契合新能源 汽车 的使用，被认为是未来燃料电池 汽车 最重要的发展方向之一。 
     锂电池在乘用车领域更具优势。   锂电池产品较燃料电池有更简单的产品结构，更清晰的 发展路径和更成熟的产业化分工，当前产品系列性能也区域丰富。锂电池性能的不断提升，正 逐渐蚕食众多原本燃料电池具有领先优势的应用领域。在 2019 年燃料电池行业会议中，上海 捷氢 科技 有限公司系统开发部总监表示，他们对比了纯电动车型和氢燃料电池 汽车 型在未来的 竞争优势，从成本上来说，乘用车续航里程 400 公里以下，燃料电池相对纯电动是没有优势的。 
     燃料电池的产业化应用，尚处于中长期能源战略布局的地位。  
       商用车领域燃料电池驱动定位为辅助能源：   潍柴动力董事长谭旭光表示：发展新能 源车并不是要完全取代柴油车，而是应用在适合采用新能源车辆的工况中。比如城 市公交、港口牵引车等，推广新能源车辆，使其与柴油车搭配工作，能够兼顾经济 效益与 社会 环保。他甚至预言，未来 20-30 年，氢将成为能源结构的重要组成部分， 但市占率不会超过 10%。 
       当前船舶动力 95%是柴油体系，尚未实现天然气化，燃料电池中长期或存增长空间   。 受成本、安全、寿命等多种因素影响，燃料电池在民用船舶领域目前尚不具备大规 模商业化应用的条件，但是随着国际公约法规对船舶排放要求的日益严格，燃料电 池系统卓越的排放性能有可能将其推向船舶动力市场的新风口，尤其是豪华游轮在 船舶行业逐渐崛起的今天，燃料电池系统噪音低的优势完美满足了豪华游轮对舒适 度的要求。 
     2、氢能源利用涉及到的关键技术  
     氢能源制取-混合气体的变压吸附技术（PSA）。  
      基本原理：变压吸附的基本原理是：利用吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的 气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量 随压力变化而变化的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。 
      当前应用：变压吸附技术在石油化工、医药、食品饮料等行业具有广泛应用，四川 天一 科技 、上海化工研究所和北大先锋公司是国内领先的变压吸附系统设计建设机 构。在石化领域，PSA 法得到的氢气纯度可达到 99.9%以上水平（燃料电池需求纯度 为 99.99%）。上市公司：天科股份（西化院下属）。 
        氢能源运输-从拖车输送到管道输送。   目前钢企副产氢气是加氢站氢气的主要来源，其被 使用高压氢气瓶集束拖车运输。举例来说，若 1 辆拖车装有 18 个高压氢气瓶，每次可以以 20MPa 的压力运送 4000Nm3的氢气。平时站区里停泊 2 辆拖车，另有 1辆拖车往返加氢站和氢源之间， 运送氢气，并替换站内空车。基于 200km 左右运输距离和每天 10 吨的运输规模来测算，气氢 拖车的成本可以达到 2.02 元/kg。 
        氢能源运输-从高压气罐到管道输送。  
       高压气罐：   依托 LNG 产业基础，一般长管储氢压为 15 20MPa，一般单管储氢量为 17 20k，将 CNG 储气管进行产品升级可实现。 
       液氢储罐：   依托航天工业技术基础，单次送氢量为气罐 10 倍以上。额外增加氢气液 化和液氢罐成本，目前测算单日加氢量达到 1000kg 以上具有比较经济性。 
       管道运输：   依托天然气产业基础，瓶颈在成本。在美国，现有的氢气管道系统约为 2400 公里，而在欧洲已有近 1600 公里，中国的管道运氢量在 400 公里。中石油管道 局 2014年完成国内最大氢气管道建设施工：投资1.54亿，长度25km，设计压力 4Mpa， 年输氢量 10.04 万吨。单位投资为天然气管道 2 倍左右。 
        氢能源储存加注：   加氢站内的储氢罐通常采用低压(20 30MPa)、中压(30 40MPa)、高 压(40 75MPa)三级压力进行储存。有时氢气长管拖车也作为一级储气(10 20MPa)设施，构成 4 级储气的方式。国外市场大多采用的 70MPa 氢气，国内大部分采用了 35MPa 氢气压力标准。 目前中国的加氢站加氢能力最高的为 1000-2000kg/d，最低的为 100kg/d。 
       站内制氢   ：原材料为天然气，重整制氢气。单个站投资规模会在 300~500 万美元的 水平。 
       外供加氢   ：中国主要的加氢站方式。单个站投资规模在

6. 万亿级产业拉开序幕 燃料电池概念多股涨停丨牛熊眼

周二早盘，燃料电池板块拉升。截至发稿，腾龙股份、全柴动力、厚普股份、红阳能源等多股涨停，美锦能源、雪人股份、东方电气、雄韬股份等涨幅不俗。
     
 天风证券认为，中国燃料电池产业目前与2012年锂电池极为相似，政策自上而下支持，技术达到产业化条件，企业加快布局速度，产业链国产化进程开启，资本市场投融资热度持续上升。中国燃料电池产业处于上行通道起点，燃料电池万亿级产业拉开序幕。
  
 第一创业证券认为，从锂离子电动 汽车 产业的发展经验来看，燃料电池 汽车 起量在即。随着动力电池技术的进步和环保意识的增强，近些年全球新能源 汽车 市场出现了爆发式增长，预计到2025年全球销量将达到691万辆。目前中国已经成为新能源 汽车 最大的消费市场，同时欧洲环保浪潮愈演愈烈再叠加限排法案的出台，有望大幅度刺激欧洲新能源 汽车 市场。目前深耕燃料电池企业的车企众多，其中以上汽、宇通和潍柴动力最为激进，不仅出货量位居国内前列，而且均与地方政府共同布局氢能源产业。
  
 国金证券认为，燃料电池产业还处于导入期，距离产业走向成熟期是一个漫长的阶段，前越来越多的上市公司加入行业。站在当前阶段，建议从两方面思路遴选标的：产业链布局完善标的，建议关注美锦能源（参股膜电极明星公司广州鸿基、投资电堆龙头国鸿氢能、控股燃料电池车制造企业佛山飞驰、副产氢和加氢站建设运营）、雪人股份（空压机主要供应商、系统技术成熟）、大洋电机（布局燃料电池系统、运营，参股BLDP）、雄韬股份（布局膜电极、电堆、系统企业）；估值处于合理区间+氢能持续布局公司，建议关注嘉化能源（副产氢、加氢站、液氢、国投聚力合作）。

7. 燃料电池现状的介绍

 发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，2MW、4.5MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的发展创新将如百年前内燃机技术突破取代人力造成工业革命，也像电脑的发明普及取代人力的运算绘图及文书处理的电脑革命，又如网络通讯的发展改变了人们生活习惯的信息革命。燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今，在北美、日本和欧洲，燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视，它已是能源、电力行业不得不正视的课题。  磷酸型燃料电池(PAFC)  受1973年世界性石油危机以及美国PAFC研发的影响，日本决定开发各种类型的燃料电池，PAFC作为大型节能发电技术由新能源产业技术开发机构（NEDO）进行开发。自1981年起，进行了1000kW现场型PAFC发电装置的研究和开发。1986年又开展了200kW现场性发电装置的开发，以适用于边远地区或商业用的PAFC发电装置。 富士电机公司是日本最大的PAFC电池堆供应商。截至1992年，该公司已向国内外供应了17套PAFC示范装置，富士电机在1997年3月完成了分散型5MW设备的运行研究。作为现场用设备已有50kW、100kW及500kW总计88种设备投入使用。下表所示为富士电机公司已交货的发电装置运行情况，到1998年止有的已超过了目标寿命4万小时。  东芝公司从70年代后半期开始，以分散型燃料电池为中心进行开发以后，将分散电源用11MW机以及200kW机形成了系列化。11MW机是世界上最大的燃料电池发电设备，从1989年开始在东京电力公司五井火电站内建造，1991年3月初发电成功后，直到1996年5月进行了5年多现场试验，累计运行时间超过2万小时，在额定运行情况下实现发电效率43.6%。在小型现场燃料电池领域，1990年东芝和美国IFC公司为使现场用燃料电池商业化，成立了ONSI公司，以后开始向全世界销售现场型200kW设备"PC25"系列。PC25系列燃料电池从1991年末运行，到1998年4月，共向世界销售了174台。其中安装在美国某公司的一台机和安装在日本大阪梅田中心的大阪煤气公司2号机，累计运行时间相继突破了4万小时。从燃料电池的寿命和可靠性方面来看，累计运行时间4万h是燃料电池的长远目标。东芝ONSI已完成了正式商用机PC25C型的开发，早已投放市场。PC25C型作为21世纪新能源先锋获得日本通商产业大奖。从燃料电池商业化出发，该设备被评价为具有高先进性、可靠性以及优越的环境性设备。它的制造成本是$3000/kW，将推出的商业化PC25D型设备成本会降至$1500/kW，体积比PC25C型减少1/4，质量仅为14t。2001年，在中国就将迎来第一座PC25C型燃料电池电站，它主要由日本的MITI（NEDO）资助的，这将是我国第一座燃料电池发电站。  质子交换膜燃料电池(PEMFC)  著名的加拿大Ballard公司在PEMFC技术上全球领先，它的应用领域从交通工具到固定电站，其子公司BallardGenerationSystem被认为在开发、生产和市场化零排放质子交换膜燃料电池上处于世界领先地位。BallardGenerationSystem最初产品是250kW燃料电池电站，其基本构件是Ballard燃料电池，利用氢气（由甲醇、天然气或石油得到）、氧气（由空气得到）不燃烧地发电。Ballard公司正和世界许多著名公司合作以使BallardFuelCell商业化。BallardFuelCell已经用于固定发电厂：由BallardGenerationSystem，GPUInternationalInc.，AlstomSA和EBARA公司共同组建了BallardGenerationSystem，共同开发千瓦级以下的燃料电池发电厂。经过5年的开发，第一座250kW发电厂于1997年8月成功发电，1999年9月送至IndianaCinergy，经过周密测试、评估，并提高了设计的性能、降低了成本，这导致了第二座电厂的诞生，它安装在柏林，250kW输出功率，也是在欧洲的第一次测试。很快Ballard公司的第三座250kW电厂也在2000年9月安装在瑞士进行现场测试，紧接着，在2000年10月通过它的伙伴EBARABallard将第四座燃料电池电厂安装在日本的NTT公司，向亚洲开拓了市场。在不同地区进行的测试将大大促进燃料电池电站的商业化。第一个早期商业化电厂将在2001年底面市。下图是安装在美国Cinergy的Ballard燃料电池装置，正在测试。  图是安装在柏林的250kW PEMFC燃料电池电站：  在美国，PlugPower公司是最大的质子交换膜燃料电池开发公司，他们的目标是开发、制造适合于居民和汽车用经济型燃料电池系统。1997年，PlugPower模块第一个成功地将汽油转变为电力。PlugPower公司开发出它的专利产品PlugPower7000居民家用分散型电源系统。商业产品在2001年初推出。家用燃料电池的推出将使核电站、燃气发电站面临挑战，为了推广这种产品，1999年2月，PlugPower公司和GEMicroGen成立了合资公司，产品改称GEHomeGen7000，由GEMicroGen公司负责全球推广。此产品将提供7kW的持续电力。GE/Plug公司宣称其2001年初售价为$1500/kW。他们预计5年后，大量生产的燃料电池售价将降至$500/kW。假设有20万户家庭各安装一个7kW的家用燃料电池发电装置，其总和将接近一个核电机组的容量，这种分散型发电系统可用于尖峰用电的供给，又因分散式系统设计增加了电力的稳定性，即使少数出现了故障，但整个发电系统依然能正常运转。 在Ballard公司的带动下，许多汽车制造商参加了燃料电池车辆的研制，例如：Chrysler(克莱斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda(本田)、Nissan(尼桑)、VolkswagenAG(大众)和Volvo(富豪)等，它们许多正在使用的燃料电池都是由Ballard公司生产的，同时，它们也将大量的资金投入到燃料电池的研制当中，克莱斯勒公司给Ballard公司注入4亿5千万加元用于开发燃料电池汽车，大大的促进了PEMFC的发展。1997年，Toyota公司就制成了一辆RAV4型带有甲醇重整器的跑车，它由一个25kW的燃料电池和辅助干电池一起提供了全部50kW的能量，最高时速可以达到125km/h，行程可达500km。这些大的汽车公司均有燃料电池开发计划，虽然燃料电池汽车商业化的时机还未成熟，但几家公司已确定了开始批量生产的时间表，Daimler-Benz公司宣布，到2004年将年产40000辆燃料电池汽车。因而未来十年，极有可能达到100000辆燃料电池汽车。  熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)  50年代初，熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）由于其可以作为大规模民用发电装置的前景而引起了世界范围的重视。在这之后，MCFC发展的非常快，它在电池材料、工艺、结构等方面都得到了很大的改进，但电池的工作寿命并不理想。到了80年代，它已被作为第二代燃料电池，而成为实现兆瓦级商品化燃料电池电站的主要研究目标，研制速度日益加快。MCFC的主要研制者集中在美国、日本和西欧等国家。预计2002年将商品化生产。  美国能源部（DOE）2000年已拨给固定式燃料电池电站的研究费用4420万美元，而其中的2/3将用于MCFC的开发，1/3用于SOFC的开发。美国的MCFC技术开发一直主要由两大公司承担，ERC（EnergyResearchCorporation）（现为FuelCellEnergyInc.）和M-CPower公司。他们通过不同的方法建造MCFC堆。两家公司都到了现场示范阶段：ERC1996年已进行了一套设于加州圣克拉拉的2MW的MCFC电站的实证试验，正在寻找3MW装置试验的地点。ERC的MCFC燃料电池在电池内部进行无燃气的改质，而不需要单独设置的改质器。根据试验结果，ERC对电池进行了重新设计，将电池改成250kW单电池堆，而非原来的125kW堆，这样可将3MW的MCFC安装在0.1英亩的场地上，从而降低投资费用。ERC预计将以$1200/kW的设备费用提供3MW的装置。这与小型燃气涡轮发电装置设备费用$1000/kW接近。但小型燃气发电效率仅为30%，并且有废气排放和噪声问题。与此同时，美国M-CPower公司已在加州圣迭戈的海军航空站进行了250kW装置的试验，计划在同一地点试验改进75kW装置。M-CPower公司正在研制500kW模块，计划2002年开始生产。  日本对MCFC的研究，自1981年"月光计划"时开始，1991年后转为重点，每年在燃料电池上的费用为12-15亿美元，1990年政府追加2亿美元，专门用于MCFC的研究。电池堆的功率1984年为1kW，1986年为10kW。日本同时研究内部转化和外部转化技术，1991年，30kW级间接内部转化MCFC试运转。1992年50-100kW级试运转。1994年，分别由日立和石川岛播磨重工完成两个100kW、电极面积1m2，加压外重整MCFC。另外由中部电力公司制造的1MW外重整MCFC正在川越火力发电厂安装，预计以天然气为燃料时，热电效率大于45%，运行寿命大于5000h。由三菱电机与美国ERC合作研制的内重整30kWMCFC已运行了10000h。三洋公司也研制了30kW内重整MCFC。石川岛播磨重工有世界上最大面积的MCFC燃料电池堆，试验寿命已达13000h。日本为了促进MCFC的开发研究，于1987年成立了MCFC研究协会，负责燃料电池堆运转、电厂外围设备和系统技术等方面的研究，它已联合了14个单位成为日本研究开发主力。  欧洲早在1989年就制定了1个Joule计划，目标是建立环境污染小、可分散安装、功率为200MW的"第二代"电厂，包括MCFC、SOFC和PEMFC三种类型，它将任务分配到各国。进行MCFC研究的主要有荷兰、意大利、德国、丹麦和西班牙。荷兰对MCFC的研究从1986年已经开始，1989年已研制了1kW级电池堆，1992年对10kW级外部转化型与1kW级内部转化型电池堆进行试验，1995年对煤制气与天然气为燃料的2个250kW系统进行试运转。意大利于1986年开始执行MCFC国家研究计划，1992-1994年研制50-100kW电池堆，意大利Ansodo与IFC签定了有关MCFC技术的协议，已安装一套单电池（面积1m2）自动化生产设备，年生产能力为2-3MW，可扩大到6-9MW。德国MBB公司于1992年完成10kW级外部转化技术的研究开发，在ERC协助下，于1992年-1994年进行了100kW级与250kW级电池堆的制造与运转试验。现在MBB公司拥有世界上最大的280kW电池组体。  资料表明，MCFC与其他燃料电池比有着独特优点：  a．发电效率高比PAFC的发电效率还高；  b．不需要昂贵的白金作催化剂，制造成本低；  c．可以用CO作燃料；  d．由于MCFC工作温度600-1000℃，排出的气体可用来取暖，也可与汽轮机联合发电。若热电联产，效率可提高到80%；  e．中小规模经济性与几种发电方式比较，当负载指数大于45%时，MCFC发电系统成本最低。与PAFC相比，虽然MCFC起始投资高，但PAFC的燃料费远比MCFC高。当发电系统为中小规模分散型时，MCFC的经济性更为突出；  f．MCFC的结构比PAFC简单。  固体氧化物燃料电池(SOFC)  SOFC由用氧化钇稳定氧化锆（YSZ）那样的陶瓷给氧离子通电的电解质和由多孔质给电子通电的燃料和空气极构成。空气中的氧在空气极/电解质界面被氧化，在空气燃料之间氧的分差作用下，在电解质中向燃料极侧移动，在燃料极电解质界面和燃料中的氢或一氧化碳反应，生成水蒸气或二氧化碳，放出电子。电子通过外部回路，再次返回空气极，此时产生电能。  SOFC的特点如下：  由于是高温动作（600-1000℃），通过设置底面循环，可以获得超过60%效率的高效发电。  由于氧离子是在电解质中移动，所以也可以用CO、煤气化的气体作为燃料。  由于电池本体的构成材料全部是固体，所以没有电解质的蒸发、流淌。另外，燃料极空气极也没有腐蚀。l动作温度高，可以进行甲烷等内部改质。  与其他燃料电池比，发电系统简单，可以期望从容量比较小的设备发展到大规模设备，具有广泛用途。  在固定电站领域，SOFC明显比PEMFC有优势。SOFC很少需要对燃料处理，内部重整、内部热集成、内部集合管使系统设计更为简单，而且，SOFC与燃气轮机及其他设备也很容易进行高效热电联产。下图为西门子-西屋公司开发出的世界第一台SOFC和燃气轮机混合发电站，它于2000年5月安装在美国加州大学，功率220kW，发电效率58%。未来的SOFC/燃气轮机发电效率将达到60-70%。  被称为第三代燃料电池的SOFC正在积极的研制和开发中，它是正在兴起的新型发电方式之一。美国是世界上最早研究SOFC的国家，而美国的西屋电气公司所起的作用尤为重要，现已成为在SOFC研究方面最有权威的机构。 早在1962年，西屋电气公司就以甲烷为燃料，在SOFC试验装置上获得电流，并指出烃类燃料在SOFC内必须完成燃料的催化转化与电化学反应两个基础过程，为SOFC的发展奠定了基础。此后10年间，该公司与OCR机构协作，连接400个小圆筒型ZrO2-CaO电解质，试制100W电池，但此形式不便供大规模发电装置应用。80年代后，为了开辟新能源，缓解石油资源紧缺而带来的能源危机，SOFC研究得到蓬勃发展。西屋电气公司将电化学气相沉积技术应用于SOFC的电解质及电极薄膜制备过程，使电解质层厚度减至微米级，电池性能得到明显提高，从而揭开了SOFC的研究崭新的一页。80年代中后期，它开始向研究大功率SOFC电池堆发展。1986年，400W管式SOFC电池组在田纳西州运行成功。  燃料电池  另外，美国的其它一些部门在SOFC方面也有一定的实力。位于匹兹堡的PPMF是SOFC技术商业化的重要生产基地，这里拥有完整的SOFC电池构件加工、电池装配和电池质量检测等设备，是目前世界上规模最大的SOFC技术研究开发中心。1990年，该中心为美国DOE制造了20kW级SOFC装置，该装置采用管道煤气为燃料，已连续运行了1700多小时。与此同时，该中心还为日本东京和大阪煤气公司、关西电力公司提供了两套25kW级SOFC试验装置，其中一套为热电联产装置。另外美国阿尔贡国家实验室也研究开发了叠层波纹板式SOFC电池堆，并开发出适合于这种结构材料成型的浇注法和压延法。使电池能量密度得到显著提高，是比较有前途的SOFC结构。 在日本，SOFC研究是“月光计划”的一部分。早在1972年，电子综合技术研究所就开始研究SOFC技术，后来加入"月光计划"研究与开发行列，1986年研究出500W圆管式SOFC电池堆，并组成1.2kW发电装置。东京电力公司与三菱重工从1986年12月开始研制圆管式SOFC装置，获得了输出功率为35W的单电池，当电流密度为200mA/cm2时，电池电压为0.78V，燃料利用率达到58%。1987年7月，电源开发公司与这两家公司合作，开发出1kW圆管式SOFC电池堆，并连续试运行达1000h，最大输出功率为1.3kW。关西电力公司、东京煤气公司与大阪煤气公司等机构则从美国西屋电气公司引进3kW及2.5kW圆管式SOFC电池堆进行试验，取得了满意的结果。从1989年起，东京煤气公司还着手开发大面积平板式SOFC装置，1992年6月完成了100W平板式SOFC装置，该电池的有效面积达400cm2。现Fuji与Sanyo公司开发的平板式SOFC功率已达到千瓦级。另外，中部电力公司与三菱重工合作，从1990年起对叠层波纹板式SOFC系统进行研究和综合评价，研制出406W试验装置，该装置的单电池有效面积达到131cm2。  在欧洲早在70年代，联邦德国海德堡中央研究所就研究出圆管式或半圆管式电解质结构的SOFC发电装置，单电池运行性能良好。80年代后期，在美国和日本的影响下，欧共体积极推动欧洲的SOFC的商业化发展。德国的Siemens、DomierGmbH及ABB研究公司致力于开发千瓦级平板式SOFC发电装置。Siemens公司还与荷兰能源中心(ECN)合作开发开板式SOFC单电池，有效电极面积为67cm2。ABB研究公司于1993年研制出改良型平板式千瓦级SOFC发电装置，这种电池为金属双极性结构，在800℃下进行了实验，效果良好。现正考虑将其制成25～100kW级SOFC发电系统，供家庭或商业应用。

8. 燃料电池概念逆势走强，锂电池汽车行业已经前途渺茫了吗？

现在的燃料电池概念逆势走强，对于锂电池汽车行业来说，影响是比较大的，前途发展处于渺茫的状态当中。

可以发现现在的电池发展有所改变跟传统的电池有所不同，现在的燃料电池概念有着风景独好的趋势，你不仅能够保护环境，还能够降低成本，更是一种环保的能源。近几年大家都能够看到一些目标的改变，有碳综合和探达峰，导致新能源汽车出现了一路高歌的状况，跟传统的锂电池相比，这样的电池能够为纯电动汽车提供更好的动力，而轻能源汽车存在感也在变高，近日的氢能源汽车也站在了上方口的情况之下。

主要是因为现在的新能源发展受到政策的支持才有了刺激，在国内也会有相关部门要求支持这样的发展潜力，去挖掘更多的市场潜力，也能够支持新能源汽车能够快速的发展。在2021年底的时候，工信部就发出了一些信息，其中就涉及68款不同燃料的电池汽车，而汽车制造商也发出相关的信息，现在的全美汽车销售量比率是比较高的，能够达到50%要求是电动汽车。其中氢燃料电池汽车，还有电动汽车以及插电式混合汽车都会有所变化，而美国政府也希望能够有无排放的汽车，其中就包括氢燃料这样的电池汽车受到市场的欢迎。

现在的促进难题也出现了松动的状况，可以发现有所改变，有一种高密度的固态方式去能够缓解这种问题就能够将储氢材料的相关问题解决掉，在运输环节也会更加方便和安全。当这一系列的问题解决之后，这种新能源在未来发展的趋势会越来越好，而锂电池发展的趋势可能会更渺茫，相关产业必须有所变化，找到革新之处才能够保持发展的动力。