创丰研究：燃料电池VS锂电池，未来你开的将是哪种车?

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加油只需3-5分钟，续航里程与燃油车相当，在低温环境下不会影响续航里程。燃料电池汽车有许多锂电池汽车无法比拟的性能优势，这使得人们似乎看到了比燃料汽车和电动汽车更好的出行选择。更重要的是，国家政策开始向燃料电池倾斜。2018年，官方版本的新能源补贴政策正式实施。在国家逐步降低电动汽车补贴的背景下，燃料电池汽车和物流车辆的补贴并没有降低。许多城镇也在6月份确认了燃料电池地方补贴政策，预计其他城镇将加快出台和实施燃料电池地方补贴政策。

在持续优惠政策的刺激下，燃料电池汽车时代还会持续多久？创丰资本的高级分析师郑洁英认为，燃料电池和锂电池这两项技术在未来很长一段时间内可能会并存，并且不存在完全的替代关系。因为燃料电池和锂电池技术在技术缺陷上是互补的，所以用户的需求和体验是互补的。另一方面，燃料电池和锂电池协同工作，可以延长燃料电池的寿命。郑洁英解释说，市场上的燃料电池汽车基本上都同时配备了燃料电池和锂电池，即氢燃料电池都配备了小型锂电池/镍氢电池。锂电池/镍氢电池的存在可以使燃料电池的运行功率长期保持在稳定水平，有利于延长燃料电池的使用寿命。

目前，国内已有30家上市公司对燃料电池汽车产业链进行了布局，其中中国石油和中国石化已表示将规划氢加气站的建设，以解决燃料电池汽车发展的最大障碍——加气站数量不足。在氢加气站的建设中，“两桶油”的主要优势来自资源和销售终端。基于中国石油2万个加气站和中国石化3万个加气站的数量，中国氢加气站的建设有望在未来加快。

燃料电池市场的规模预计将达到1000亿

燃料电池是将氢和氧等可再生能源的化学能转化为电能的装置。其中，电池组是燃料电池的动力源，电池组性能的差异直接决定了燃料电池的输出功率。

作为新能源电池，锂电池输入/输出电能，事实上，它们首先存储输入的电能，然后在使用时通过输出装置输出电能。

因此，燃料电池是发电设备，而锂电池是储能设备。

燃料电池的内部结构从从世界不同地区运输的兆瓦特来看，北美和亚洲的燃料电池市场正在相互竞争。17年来，从北美运来的兆瓦特甚至高于从亚洲运来的兆瓦特(北美:325.5兆瓦，而亚洲:303兆瓦)。

虽然北美的燃料电池出货量远低于亚洲，但北美的燃料电池主要用于大规模发电，因此单位功率较高。

运往世界各地的燃料电池的瓦特数

与此同时，从全球发货量来看，17年来，亚洲占全球燃料电池发货量的78%，达到5.7万台。

亚洲发货量主要由日本和韩国推动，日本丰田仍保持2020年3万辆燃料电池汽车发货量的目标；本田和现代也开始小规模销售燃料电池车型，但要在2020年前实现大规模生产可能很困难。

燃料电池的全球运输

常用的燃料电池可分为质子交换膜燃料电池(pemfc)、固体氧化物燃料电池(sofc)、熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)、磷酸燃料电池(pafc)和碱性燃料电池(afc)。

质子交换膜燃料电池(pemfc)具有许多性能优势，包括较低的工作温度和较快的启动速度。同时，它被广泛应用于运输和移动领域，因此PEMFC的全球出货量和兆瓦特占主导地位。

就出货量而言，由于质子交换膜燃料电池主要用于汽车领域，几个下游燃料电池型号很难在短时间内增加产量，因此质子交换膜燃料电池17年的出货量与16年的出货量基本持平。

从发电量来看，自2012年以来，质子交换膜燃料电池的单位发电量明显增加，从12年的1.7千瓦/台增加到17年的10.7千瓦/台。

不同类型燃料电池的装运

各种燃料电池指标及应用领域概述中国目前有多少种燃料电池汽车？

数据显示，2017年，来自全国10家汽车公司的22辆燃料电池商用车进入了新发布的推荐目录，其中数量最多的车型是城市公交车。

2017年，全国燃料电池商用车产量为1226辆，其中物流车产量最大，东风公司是最大的物流车生产商，SAIC大通是最大的普通客车生产商，佛山飞驰是最大的客车生产商。

郑洁英认为，政府和公交公司作为过去三年锂电池车推广的最大买家，目前不太可能再为燃料电池车的推广买单，因此未来燃料电池车领域仍将由物流车的产量主导。

2017年燃料电池车产量分布(共1226辆) 郑还认为，随着燃料电池车产量和燃料电池车功率的增加，市场规模有望达到1000亿辆。

假设如下:根据2017年11月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，2020/2025/2030年中国燃料电池汽车的发展目标分别为5000/50000/1000000。

据了解，目前中国燃气发电系统的单位功率基本保持在30kw的水平，各燃气发电系统公司都在努力研发60kw系统，并承诺在未来2-3年内推广。创丰资本预计，到2025年，中国燃油动力系统的功率将达到目前丰田米拉装载的燃油动力系统的水平，达到100千瓦；；到2030年，这项技术仍将略有改进，达到120千瓦。

据了解，目前中国燃气发电系统的成本保持在10000-15000元/千瓦，创丰资本预计燃气发电系统的单位成本将在2020/2025/2030年降至0.9/0.5/0.2万元。

中国燃料电池市场规模预测

燃料电池与锂电池:未来可能会长期共存，不存在完全的替代关系

市场规模1000亿的燃料电池市场已经准备好了，那么目前阻碍其发展的主要因素是什么呢？

郑认为，目前燃料电池行业发展的驱动因素主要包括:政策支持，国家补贴不下降，地方补贴跟进；巡航范围基本上相当于燃料汽车；充电时间短(3-5分钟)；低温不会影响它的巡航范围。

以下是创丰资本当前燃料电池行业政策的总结:

燃料电池汽车国家补贴标准

燃料电池系统补贴系数

上述政策的其他技术要求包括:乘用车燃料电池系统的额定功率不低于10kw，商用车燃料电池系统的额定功率不低于30kw。燃料电池汽车的纯电动续航里程不少于300公里。

虽然国家补贴政策很明确，但地方补贴标准也在跟进。几个城市在6月份相继确认了燃料电池的地方补贴政策。创丰资本认为，随着新补贴政策在18年内的正式实施，其他城市将加快出台和实施燃料电池地方补贴政策。

燃料电池汽车地方补贴标准

在谈到国家政策后，我们将回到燃料电池汽车的优势。

首先是巡航范围。根据目前世界主流fcv参数，目前fcv的巡航范围基本稳定在300-700公里；作为燃料电池的技术代表，丰田米拉伊的续航里程已超过600公里，达到650公里，与燃料汽车基本相当。装有磷酸铁锂电池的纯电动汽车的续航里程基本稳定在100公里至300公里之间；特斯拉s型的最大续航里程为480公里。

锂电池能量密度的提高面临技术瓶颈，续航里程/0/房间的提高非常有限。

三元电池汽车、磷酸铁锂电池汽车、燃料电池汽车和燃料汽车的参数比较

看看充电时间。以三元电池技术的代表特斯拉s型为例，它需要75分钟才能充满电。这种充电方法对电池有害，可能会缩短电池寿命，所需电流高达192a (80%的电池在前40分钟用192a充电，电池需要在最后35分钟用低电流保存)。如果大规模推广电动汽车并考虑充电速度，电网将承受巨大压力。

相反，燃料电池的充电时间基本上与燃料车辆的加油时间相同，这从用户体验中消除了等待长期充电的麻烦。

但是，使用燃料电池也有缺点，在家里不能“充电”，只能去氢燃料站加油。

三元电池汽车、磷酸铁锂电池汽车、燃料电池汽车和燃料汽车的参数比较

最后，低温的影响。锂电池的续航里程性能受低温/高温影响很大。锂电池的平均续航里程在23℃时为169公里，但当温度降至-6℃时，续航里程减少60%至68公里，当温度升至35℃时，续航里程减少33%至113公里。

燃料电池本质上保证了电池在低温环境下的工作性能，因此续航里程基本不受外界温度的影响。

最后，低温的影响。锂电池的续航里程性能受低温/高温影响很大。锂电池的平均续航里程在23℃时为169公里，但当温度降至-6℃时，续航里程减少60%至68公里，当温度升至35℃时，续航里程减少33%至113公里。

燃料电池本质上保证了电池在低温环境下的工作性能，因此续航里程基本不受外界温度的影响。

主流fcv参数的比较

目前，中国发展燃料电池的主要障碍如下:

首先，日本品牌推出的燃料电池车型在续航里程方面明显优于其他民族品牌，主要是因为:

1)燃料电池堆的高功率；2)储氢质量更高；3)轻型汽车。

中国的燃料电池之路起步较晚，在技术积累和产业链铺设方面没有日本、韩国和欧洲的优势。根据这次访问，中国的燃料电池堆功率很低，目前在30-60千瓦之间。

中国上市公司与主流公司的参数比较

其次，国产燃料电池的实际使用寿命难以分摊其高昂的成本，这已成为制约燃料电池汽车商业化的重要因素之一。

根据美国能源署发布的数据，到2020年，燃料电池系统的寿命目标将是5000小时。丰田已经成功地测试了其燃料电池堆的使用寿命，在高纯度和高质量的空气体的条件下达到10，000小时。

回到中国，汽车燃料电池系统的使用寿命只有大约1000-2500小时。同时，中国燃料电池系统的成本约为10000-15000元/千瓦；对于一辆30千瓦的汽车来说，其燃料电池系统的成本高达30-45万元，整车成本接近100万元。

当汽车上路时，加油是一个不可避免的问题。我国氢加气站数量不足，短期内难以快速增加，也给行业发展造成很大障碍。

截至2018年5月，中国运行的氢加气站已达12个，比2017年底增加了4个。尽管另有19个氢燃料站正在规划和建设中，但氢燃料站的当前密度仍不足以支持燃料电池汽车的商业化。建设和运营氢站的高成本以及国内核心设备的缺乏使得在短时间内增加氢加气站的数量变得困难。

中国氢加气站的低密度使商用车成为燃料电池的主要推广路线，但政府和公交公司很难在短时间内再次支付燃料电池公交车的费用。

中国氢加气站数量

最后，产业链不足和关键设备/部件的低国产化率使得燃料电池系统和氢换料站的成本很高。一般来说，烟囱的成本约占火力发电系统成本的60%。由于燃料电池系统中的许多零件和部件(如空压缩机)无法在中国制造，Ballard需要通过进口完成在中国销售的燃料电池系统的生产，而高进口成本仅使电池组成本降低30%。目前，中国的电力燃烧系统的成本高达15000-15000/千瓦。

综上所述，郑洁英认为，燃料电池和锂电池这两种技术在未来很长一段时间内可能会共存，并不存在完全的替代关系。因为燃料电池和锂电池技术在技术缺陷上是互补的，所以用户的需求和体验是互补的。另一方面，燃料电池和锂电池协同工作，可以延长燃料电池的寿命。郑洁英解释说，市场上的燃料电池汽车基本上都同时配备了燃料电池和锂电池，即氢燃料电池都配备了小型锂电池/镍氢电池。锂电池/镍氢电池的存在可以使燃料电池的运行功率长期保持在稳定水平，有利于延长燃料电池的使用寿命。

来源：央视线