加氣只需要3-5分鐘，續(xù)航里程媲美燃油車，而且在低溫環(huán)境下也不會影響續(xù)航里程，燃料電池車擁有許多鋰電池車無法企及的性能優(yōu)點，讓人們似乎看到了一種比燃油車和電動車更好的出行選擇。
燃料電池VS鋰電池，未來你開的將是哪種車？
來源：微信號“上海創(chuàng)豐資本”（tronfund） 作者：鄭頡穎
加氣只需要3-5分鐘，續(xù)航里程媲美燃油車，而且在低溫環(huán)境下也不會影響續(xù)航里程，燃料電池車擁有許多鋰電池車無法企及的性能優(yōu)點，讓人們似乎看到了一種比燃油車和電動車更好的出行選擇。更重要的是，國家政策也開始向燃料電池傾斜，2018年正式版本的新能源補貼政策正式實施，在國家陸續(xù)降低對電動汽車補貼的大背景下，對燃料電池車客車和物流車的補貼都沒有下調(diào)，多個地市還陸續(xù)于6月確認(rèn)了對于燃料電池的地方補貼政策，其余地市也有望加緊燃料電池地方補貼政策的出臺與落實。
在政策持續(xù)利好的刺激下，燃料電池車時代還有多久會來臨？創(chuàng)豐資本高級分析師鄭頡穎認(rèn)為，燃料電池與鋰電池這兩種技術(shù)，在未來可能長期共存，不完全存在替代關(guān)系。因為燃料電池和鋰電池技術(shù)在技術(shù)缺陷上存在互補，用戶需求及體驗互補。另一方面，燃料電池和鋰電池共同運作，可延長燃料電池壽命。鄭頡穎解釋說，目前市面上的燃料電池車基本上同時裝配燃料電池和鋰電池，即氫燃料電池配備小的鋰電池/鎳氫電池。鋰電池/鎳氫電池的存在能夠使得燃料電池的運行功率長期處于一個平穩(wěn)水平，有利于延長燃料電池的使用壽命。
目前，國內(nèi)已有30家上市公司在燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈上做了布局，其中，中國石油和中國石化已經(jīng)表示布局加氫站建設(shè)，以解決燃料電池車發(fā)展過程中最大的阻礙——加氣站數(shù)量不足。在加氫站建設(shè)方面，“兩桶油”最主要的優(yōu)勢來自于資源和銷售終端，以中石油2萬座、中石化3萬座加油（氣）站保有量為基礎(chǔ)，未來中國加氫站的建設(shè)將有望提速。
燃料電池市場規(guī)模有望達到千億水平
燃料電池是將氫氣、氧氣等可再生能源的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。其中，電堆是燃料電池的電能來源，電堆性能的差異直接決定了燃料電池的輸出功率。
同為新能源電池，鋰電池輸入/輸出電能，實際上是先將輸入的電能儲備起來，待到用時再通過輸出的裝置輸出電能。
因此，燃料電池是發(fā)電裝置，而鋰電池是儲能裝置。
燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
從全球各地區(qū)的出貨兆瓦數(shù)來看，目前北美與亞洲的燃料電池市場呈現(xiàn)分庭抗禮的局面，17年北美的出貨兆瓦數(shù)甚至高于亞洲（北美：325.5MW vs 亞洲：303MW）。
盡管北美的燃料電池出貨量遠(yuǎn)低于亞洲，但由于北美燃料電池主要用于大規(guī)模發(fā)電領(lǐng)域，因此單體功率較高。
燃料電池全球各地出貨瓦數(shù)
與此同時從全球各地區(qū)的出貨量來看，17年亞洲占據(jù)了全球約78%的燃料電池出貨量，達到5.7萬套。
亞洲的出貨量主要由日本及韓國帶動，日本豐田依舊維持其2020年燃料電池車出貨量30,000輛的目標(biāo)；本田和現(xiàn)代也開始小規(guī)模銷售燃料電池車型，但在2020年前可能難以達到量產(chǎn)規(guī)模。
燃料電池全球出貨量
常用的燃料電池按其電解質(zhì)不同，可以分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、磷酸燃料電池（PAFC）和堿性燃料電池（AFC）。
質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有多種性能優(yōu)勢，包括電池操作溫度低、啟動速度快等；同時，其廣泛運用于交通及移動領(lǐng)域，因此質(zhì)子交換膜燃料電池的全球出貨量及出貨兆瓦數(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位。
從出貨量來看，由于PEMFC主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，但下游的幾款主要燃料電池車型短期內(nèi)難以放量，因此17年P(guān)EMFC出貨量基本與16年持平。
從出貨兆瓦數(shù)來看，PEMFC的單體發(fā)電量從2012年開始出現(xiàn)較為明顯的提升，由12年的1.7KW/套提升至17年的10.7KW/套。
不同類型燃料電池出貨量
各類燃料電池指標(biāo)及應(yīng)用領(lǐng)域概述
那中國目前一共有多少款燃料電池車了呢？
數(shù)據(jù)顯示，2017年全國共有 10 家車企的 22 款燃料電池商用車進入當(dāng)年新發(fā)布的推薦目錄，車型款數(shù)最多為城市客車。
2017年全國燃料電池商用車產(chǎn)量為 1226 輛，其中產(chǎn)量最大車型為物流車，物流車產(chǎn)量最大企業(yè)為東風(fēng)公司，普通客車產(chǎn)量最大企業(yè)為上汽大通，公交客車產(chǎn)量最大企業(yè)為佛山飛馳。
鄭頡穎認(rèn)為，政府及公交公司作為過去3年鋰電池車推廣的最大買方，當(dāng)前不太可能馬上再次為燃料電池客車的推廣買單，因此未來一段時間內(nèi)，燃料電池車領(lǐng)域還是以物流車的產(chǎn)量成為主導(dǎo)。
2017年燃料電池汽車產(chǎn)量分布（共1,226輛）
鄭頡穎同時認(rèn)為，伴隨燃料電池車產(chǎn)量及燃電單體功率提升，市場規(guī)模有望達到千億水平。
假設(shè)依據(jù)如下：根據(jù)2017年11月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，我國燃料電池汽車的2020/2025/2030年的發(fā)展目標(biāo)分別為5,000/50,000/1,000,000輛。
根據(jù)走訪，我國燃電系統(tǒng)目前單體功率基本停留在30KW的水平，各家燃電系統(tǒng)公司已著力研發(fā)60KW系統(tǒng)并致力于未來2-3年上市普及。創(chuàng)豐資本預(yù)計2025年，中國燃電系統(tǒng)功率能達到目前豐田Mirai裝載的燃電系統(tǒng)水平，達到100KW；2030年技術(shù)仍會出現(xiàn)小幅度提升，達到120KW。
根據(jù)走訪，我國燃電系統(tǒng)目前成本停留在1-1.5萬元/KW，創(chuàng)豐資本預(yù)計2020/2025/2030年燃電系統(tǒng)單位成本將下降到0.9/0.5/0.2萬元。
中國燃料電池市場規(guī)模預(yù)測
燃料電池vs鋰電池：未來可能長期共存，不完全存在替代關(guān)系
千億級市場規(guī)模的燃料電池市場蓄勢待發(fā)，那么目前刺激已經(jīng)阻礙其發(fā)展的主要因素又有哪些呢？
鄭頡穎認(rèn)為，目前燃料電池行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動要素主要包括：政策支持，國家補貼不退坡，地方補貼跟進；續(xù)航里程基本可以媲美燃油車；充電時間短（3-5分鐘）；低溫不影響其續(xù)航里程等。
以下是創(chuàng)豐資本對目前燃料電池行業(yè)政策的匯總整理：
燃料電池汽車國家補貼標(biāo)準(zhǔn)
燃料電池系統(tǒng)補貼系數(shù)
以上政策的其他技術(shù)要求還包括：乘用車燃料電池系統(tǒng)額定功率不小于10KW，商用車燃料電池系統(tǒng)的額定功率不小于30KW。燃料電池汽車純電動續(xù)航里程不低于300公里。
在國家補貼政策明確的同時，各地方的補貼標(biāo)準(zhǔn)也在跟進。多個地市陸續(xù)與6月確認(rèn)了對于燃料電池的地方補貼政策，創(chuàng)豐資本認(rèn)為隨著18年補貼新政的正式實施，其余地市也會加緊燃料電池地方補貼政策的出臺與落實。
燃料電池汽車地方補貼標(biāo)準(zhǔn)
說完國家政策，我們再回到燃料電池車的自身優(yōu)勢。
首先是續(xù)航里程。根據(jù)目前世界上主流的FCV參數(shù)來看，當(dāng)前FCV的續(xù)航里程基本穩(wěn)定在300km-700km；豐田Mirai作為燃料電池的技術(shù)代表，其續(xù)航里程已經(jīng)突破600km，達到650km，基本可與燃油車媲美。而裝在磷酸鐵鋰電池的純電動車的續(xù)航里程基本上穩(wěn)定在100km-300km之間；特斯拉model S最大續(xù)航里程可達480km。
鋰電池的能量密度提升已面臨技術(shù)瓶頸，續(xù)航里程提升空間非常有限。
三元電池車、磷酸鐵鋰電池車、燃料電池車及燃油車參數(shù)對比
再看充電時間。以三元電池技術(shù)代表Tesla Model S為例，其快充也需要75分鐘才能充滿。這種充電方式對電池有較大傷害，可能會使得電池壽命不斷縮短，需要的電流更高達192A（前40分鐘用192A充滿80%，后35分鐘需要用低電流涵養(yǎng)電池）。若在電動車大規(guī)模普及且兼顧充電速度的情況下，電網(wǎng)將會承受較大壓力。
相比之下，燃料電池的充氣時間與燃油車的加油時間基本一致，從用戶體驗上免去了等待長時間充電的煩惱。
但燃料電池使用也有短板，其無法實現(xiàn)在家“充電”，只能前往加氫站加氣。
三元電池車、磷酸鐵鋰電池車、燃料電池車及燃油車參數(shù)對比
最后是低溫影響。鋰電池的續(xù)航里程表現(xiàn)受低溫/高溫影響較大。鋰電池的平均續(xù)航里程在23℃時為169km，但當(dāng)溫度降至零下6℃時平均續(xù)航里程則下降60%至68km，當(dāng)溫度上升至35℃時平均續(xù)航里程也會下降33%至113km。
燃料電池則從本質(zhì)上保證了低溫環(huán)境中電池的工作性能，使得續(xù)航里程基本不會受到外界溫度的影響。
最后是低溫影響。鋰電池的續(xù)航里程表現(xiàn)受低溫/高溫影響較大。鋰電池的平均續(xù)航里程在23℃時為169km，但當(dāng)溫度降至零下6℃時平均續(xù)航里程則下降60%至68km，當(dāng)溫度上升至35℃時平均續(xù)航里程也會下降33%至113km。
燃料電池則從本質(zhì)上保證了低溫環(huán)境中電池的工作性能，使得續(xù)航里程基本不會受到外界溫度的影響。
主流FCV參數(shù)對比
目前我國燃料電池發(fā)展的主要障礙有以下一些：
首先，日系品牌推出的燃料電池車型在續(xù)航里程方面較之其余國家品牌有明顯優(yōu)勢，主要是因為：
1）燃料電池電堆功率高；2）儲氫質(zhì)量更大； 3）汽車輕量化。
我國燃料電池路徑起步較晚，在技術(shù)積累與產(chǎn)業(yè)鏈鋪墊上相比起日韓、歐洲并無優(yōu)勢。根據(jù)走訪，我國燃料電池電堆功率較低，目前均處于30-60kw之間。
主流FCV與我國已上市FCV參數(shù)對比
其次，國內(nèi)燃料電池實際使用壽命難以分?jǐn)偲涓甙旱某杀?，成為制約燃料電池車商業(yè)化的重要影響因素之一。
根據(jù)美國能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，到2020年燃料電池系統(tǒng)要達到的壽命目標(biāo)為5000小時。在空氣純度質(zhì)量較高的情況下，豐田已成功測試其燃料電池電堆壽命達到10,000小時。
回到中國，目前車用燃料電池系統(tǒng)壽命僅在1000-2500小時左右。與此同時，我國燃料電池系統(tǒng)的成本約為1-1.5萬元/kw；對于一輛燃電功率30kw的車，其燃料電池系統(tǒng)成本就高達30-45萬元，全車造價近百萬。
車開上路了，加氣是不可避免的問題。我國加氫站數(shù)量不足，且短期內(nèi)數(shù)量難以出現(xiàn)快速提升，這也給行業(yè)發(fā)展造成巨大阻礙。
截至2018年5月，中國在運營的加氫站數(shù)量已經(jīng)達到12個，較2017年底又增加了4個。盡管目前已有另外19個加氫站正在規(guī)劃建設(shè)中，但目前的加氫站密度仍然不足以支撐燃料電池車的商業(yè)化推廣。高昂的建站成本及運營成本、國產(chǎn)核心設(shè)備缺失使得加氫站數(shù)量難以在短期內(nèi)大幅提升。
我國加氫站密度低使商用車成為燃料電池的首要推廣路線，但政府及公交公司難以在短期內(nèi)再次為燃料電池客車買單。
我國加氫站個數(shù)
最后，產(chǎn)業(yè)鏈配套不足及關(guān)鍵設(shè)備/部件國產(chǎn)化率低使得燃料電池系統(tǒng)、加氫站成本高昂。通常，電堆成本占燃電系統(tǒng)成本的60%左右。由于燃料電池系統(tǒng)中的多款零部件（如空壓機）無法實現(xiàn)國產(chǎn)，巴拉德需要通過進口完成中國在售燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)，高昂的進口成本壓縮電堆成本占比僅有30%。目前，我國燃電系統(tǒng)成本高達1-1.5萬/kw。
綜上所述，鄭頡穎認(rèn)為，燃料電池與鋰電池這兩種技術(shù)在未來可能長期共存，不完全存在替代關(guān)系。因為燃料電池和鋰電池技術(shù)在技術(shù)缺陷上存在互補，用戶需求及體驗互補。另一方面，燃料電池和鋰電池共同運作，可延長燃料電池壽命。鄭頡穎解釋說，目前市面上的燃料電池車基本上同時裝配燃料電池和鋰電池，即氫燃料電池配備小的鋰電池/鎳氫電池。鋰電池/鎳氫電池的存在能夠使得燃料電池的運行功率長期處于一個平穩(wěn)水平，有利于延長燃料電池的使用壽命。
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