氢燃料电池汽车:技术迭代、成本可控与市场多元的协同发展愿景

6月18日,2025国际氢能与燃料电池汽车大会在上海盛大开幕,近300家企业集中展示了从乘用车到矿卡的全系新品,其中广汽传祺E9氢混版、260吨级氢燃料电池矿卡等“黑科技”更是引发行业热议。与此同时,四川省氢能产业规划的发布与国家能源局试点工作的推进,正从政策端为行业注入强心剂。小行今天带大家一起了解一下这个行业。

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行业基本面概览

氢燃料电池汽车行业正处于快速成长期,这一时期的特点包括但不限于市场规模的显著增长、技术进步带来的成本下降以及政策支持的加强。根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》的要求,到2025年,中国氢燃料电池车辆保有量将达到5万辆,这标志着氢燃料电池汽车市场正逐步走向成熟。此外,随着技术的进步和生产规模的扩大,氢燃料电池汽车的成本正在逐渐降低,预计到2025年,氢燃料电池汽车的价格将以每年10%的速度下降,进一步推动市场普及和应用。

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(图片来源:行行查数据库)

从分类上看,氢燃料电池汽车主要分为乘用车、专用车、重型卡车、大型客车等类型。2023年的数据显示,物流车和专用车是氢燃料电池汽车的主要应用场景,占据了大部分市场份额。具体而言,2023年上牌的氢燃料电池汽车中,物流车占比最高,达到33%,专用车占比为32%,而乘用车仅占11%。这表明氢燃料电池商用车在当前阶段更为成熟,且更适合推广使用。

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(图片来源:行行查数据库)

氢燃料电池汽车产业的上游环节主要包括氢气的制取、运输和加注。随着技术的进步和政策的支持,氢气的生产和供应体系正在逐步完善和发展。国家能源集团、中国石化、华昌化工等企业在制氢环节发挥了重要作用;鸿达兴业、深冷股份等公司在氢气储运环节表现出色;而加氢站建设与运营则由中国石化、鸿达兴业、华昌化工等企业主导。

中游环节主要涉及氢燃料电池系统的集成与制造。目前,国内从事氢燃料电池系统生产的厂商超过100家,市场集中度较高,其中前五大企业(CR5)占据了76.55%的市场份额,前三家企业(CR3)则占到了65.35%。多家知名企业在这一领域表现突出,例如亿华通、国鸿氢能、REFIRE、雄韬股份、潍柴动力、SUNRISE POWER 和大洋电机等,它们在专业服务和技术领先方面具有显著优势。

下游环节主要集中在交通领域的应用,涵盖乘用车、专用车、重型卡车、大型客车以及船舶等多种交通工具。这些应用场景推动了氢燃料电池整车的普及和发展,促进了清洁能源在交通运输行业的广泛应用。根据预测,2025年氢燃料电池商用车销量近5万辆,渗透率突破3%。

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(图片来源:行行查数据库)

数据来源:行行查 | 行业研究数据库 www.hanghangcha.com

氢燃料电池汽车安全吗?比纯电动车和燃油车的危险系数更高?

从氢气储存和泄漏处理来看,氢气爆炸极限为4.0%-75.6%,小于4.0%或大于75.6%时遇火源也不会爆炸,且自燃点是527℃,不易自燃。储氢罐用碳纤维缠绕复合材料制作,强度高,出厂前每一辆氢燃料电池车都需经过非常严格的检测流程,车中高压氢气瓶的安全性和可靠性经过了全面的设计和测试,达到与标准CNG发动机相当的安全性水平。车上还会安装多个氢气传感器,全面监控燃料电池电堆中氢气和氢罐的充放气过程,一旦检测到氢气泄漏,就会立刻切断氢气供应,同时车上储氢瓶还配备有氢气截止阀,遇撞击会封闭,在车辆感知高温时,安全阀和溢流阀会在车尾处向后快速释放氢气。

与纯电动车相比,纯电动车起火率比燃油车高出57%,且一旦起火,就会迅速爆燃,给车内乘员留下的逃生时间非常有限。而氢燃料电池汽车即便发生泄漏,氢气也会立即扩散到空气中,在空旷的地方,汽车起火后泄漏的氢气发生燃烧的可能性也非常低。与燃油车相比,燃油车油箱在极端碰撞下有泄漏爆炸风险,而氢燃料电池汽车储氢罐很难发生类似风险。

当前氢燃料电池汽车距离商业化应用仍有差距,技术突破的关键方向和难点在哪?

关键方向上,一是提升燃料电池性能,如功率密度、能量密度和寿命,以实现更长的续航里程和更低的维护成本;二是降低成本,包括电堆、催化剂、双极板等关键零部件的制造成本,以及氢气的制取和储运成本;三是增强环境适应性,特别是在低温环境下的启动和运行能力,以满足更广泛的应用场景需求。

难点方面,一是关键材料和技术依赖进口,如质子交换膜、催化剂和储氢阀门等,国产产品在性能和成本上与国际先进水平存在差距;二是系统集成技术有待突破,氢燃料电池系统涉及多个复杂子系统的协同工作,国内企业在系统集成和优化方面仍需加强;三是基础设施建设滞后,加氢站数量不足、分布不均,以及氢气储运成本高、效率低等问题,制约了氢燃料电池汽车的推广应用。此外,还需解决氢气作为“危化品”在储运审批、安全标准等方面的政策障碍。

氢燃料电池汽车制造成本居高不下,如何快速降低整车及用氢成本?

在规模化生产方面,随着氢燃料电池汽车市场扩大,加氢站建设数量增加,可利用规模化效应降低单位成本。如燃料电池汽车销量达到一定规模,像1万辆、10万辆时,会迎来大幅降本。企业可扩大生产规模,优化供应链管理,减少中间环节,降低物流和库存成本,加强与上游原材料供应商合作,确保原材料供应稳定性和成本控制。

在技术革新上,燃料电池系统是核心,电堆占系统总成本60%,膜电极又占电堆成本60%以上,可从这些关键部件入手。一方面,通过材料创新,如使用非贵金属催化剂替代贵金属,降低原材料成本;改进制造工艺,提高生产效率,降低制造成本。另一方面,改进制氢、储运和加注技术,降低氢气的生产和供应成本。例如,氢晨科技发布单堆300kW大功率燃料电池电堆,功率密度与国际头部公司丰田Mirai2相比肩,通过技术迭代,使同样体积、原材料发的电更多,相对成本降低。此外,推动氢能设备和技术的国产化,减少对进口设备的依赖,也能降低设备成本,进而降低整车及用氢成本。

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氢燃料电池汽车行业正迎来快速发展期。技术上,核心部件国产化率持续提升,电堆寿命、催化剂性能等关键指标不断突破,整车续航里程增加、加氢时间缩短。应用场景持续拓展,从早期公交车扩展到干线运输、冷链物流、市政环卫、出租网约等多元化场景,还延伸至工程机械、船舶等领域。政策层面,国家持续加大支持,推动产业跨入规模化发展新阶段,新示范城市群不断加入。同时,基础设施不断完善,加氢站网络加速布局。预计未来三五年,氢燃料电池汽车市场规模将持续增长,成本进一步降低,产业生态逐步成熟,在交通领域深度脱碳中发挥重要作用。

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(编辑:西西)

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