DevelopmentofFuelcellVehiclesIndustryundertheVisionofCarbonNeutral碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展北方工业大学汽车产业创新研究中心中新经纬研究院联合发布北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展2燃料电池汽车属于新能源汽车的一种氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比什么是燃料电池汽车?全球燃料电池汽车的发展趋势中国燃料电池汽车产业仍处于导入期全球加氢站发展趋势国内外燃料电池汽车最新进展丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSSH2概念车、现代NVision74概念车、宝马iX5Hydrogen、长安深蓝S7中型SUV2023上海车展亮点新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）主要销量分布城市2030年前碳达峰行动方案十四五燃料电池汽车行业发展趋势氢能发展起步早，但是进展缓慢发展氢能遇到的挑战发展氢能的机遇与挑战宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力推进汽车节能减排势在必行碳中和碳达峰对汽车行业的影响CONTENTS北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的电池、电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口。它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。新能源汽车分类123只采用电力驱动的汽车，车辆的动力源是可充电的动力电池，相比于传统内燃机汽车而言，纯电动汽车取消了内燃机系统。以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电能驱动电机进行工作，电机产生的机械能经过变速传动装置传给驱动轮，驱动车辆行驶的汽车燃料电池汽车属于新能源汽车的一种依据2020年7月30日中华人民共和国工业和信息化部令第54号公布的《工业和信息化部关于修改〈新能源汽车生产企业及产品准入管理规定〉的决定》，新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车，包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等。插电式混合动力（含增程式）汽车PHEV纯电动汽车BEV燃料电池汽车FCEV北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年燃料电池汽车工作原理简图减速器电动机燃料电池燃料站燃料罐电池包北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池汽车本质原理质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell，PEMFC)：是一种采用可传导质子的聚合膜作为电解质，将存在于燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。PEMFC主要由极板（Bipolarplates，BPP）和膜电极（Membraneelectrodeassembly，MEA）组成，其中膜电极包括阴极、阳极和聚合物电解质膜（Polymerelectrolytemembrane，PEM）。在燃料池中阴极、阳极通常为多孔结构，一般统称电极，由气体扩散层（Gasdiffusionlayer，GDL）和催化层（Catalystlayer，CL）组成。在电池运行时，反应物经由极板和气体扩散层进入催化层，在电催化剂作用下发生电化学反应；阳极发生氧化反应，如氢氧化反应（Hydrogenoxidationreaction，HOR）和甲醇氧化反应（Methanoloxidationreaction，MOR），阴极发生还原反应，通常为氧还原反应（Oxygenreductionreduction，ORR）。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池汽车系统构成北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池反应原理北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年燃料电池汽车工作示意北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池汽车是不是“行走的氢弹”？北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池车的典型代表北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢燃料电池车的空气净化作用北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展13燃料电池汽车属于新能源汽车的一种氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比什么是燃料电池汽车?全球燃料电池汽车的发展趋势中国燃料电池汽车产业仍处于导入期全球加氢站发展趋势国内外燃料电池汽车最新进展丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSSH2概念车、现代NVision74概念车、宝马iX5Hydrogen、长安深蓝S7中型SUV2023上海车展亮点新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）主要销量分布城市2030年前碳达峰行动方案十四五燃料电池汽车行业发展趋势氢能发展起步早，但是进展缓慢发展氢能遇到的挑战发展氢能的机遇与挑战宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力推进汽车节能减排势在必行碳中和碳达峰对汽车行业的影响CONTENTS北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院全球燃料电池汽车的发展趋势14欧洲◼1991年，戴姆勒在3年时间里开发出第一台PEM燃料电池汽车。◼1994年，戴姆勒-奔驰在德国展示首款为日常使用设计燃料电池汽车NECAR。◼2013年，宝马开始与丰田联合研发，推出BMWiHydrogenNext动力系统◼2015年：发布F105fuelcell，续航里程684英里，包括电池供电的124英里◼2017年，奔驰在法兰克福车展发布GLCF-CELL，续航里程437公里◼2018年底，在德国开始交付◼2020年，奔驰宣布GLCFC项目暂停北美◼2013年，福特、日产-雷诺联盟、戴姆勒针对燃料电池车合作，计划通过统一系统和零部件规格，计划2017年推出价格能够让市场接受的氢燃料电池车。◼2017年，通用展示一款全新氢燃料电池电动汽车，基于SURUS新平台◼2018年，通用推出商用车燃料电池车型平台—SURUS，配有氢燃料电池系统和自动驾驶技术，续航里程645km◼2018年，日产-雷诺-三菱联盟冻结与戴姆勒、福特的燃料电池车商用化计划。◼2020年2月，美国已售出或租赁的燃料电池乘用车达到8089辆亚洲◼2006年，本田推出第一代Clarity燃料电池汽车◼2013年，现代推出TucsonFuelCell◼2014年，丰田Mirai在日本上市，续航里程500公里◼2020年，丰田推出了第二代Mirai燃料电池车，续航里程850公里◼2018年，现代在CES发布Tucson的北美版Nexo，续航里程595公里◼2021年，日产宣布暂停燃料电池汽车计划◼2021年，东京奥运会运营600辆燃料电池车，Mirai、巴士Sora，搭载丰田TFCS◼2021年8月，本田宣布ClarityFuelCell车停产北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院全球燃料电池汽车的最新进展15我国燃料电池汽车保有量占全球第三,低于韩国和美国;截至2022年底,全球燃料电池汽车保有量67488辆。2022年全球主要国家销售燃料电池汽车17920辆,前年为16,313辆。同比增长9.9%。2022年韩国销售燃料电池汽车10219辆,同比增长20.3%,保有量达到29623辆。美国销售燃料电池汽车2707辆,同比减少19.0%,保有量14979辆。中国销售燃料电池汽车3367辆,同比增长112.2%,保有量达到12306辆。截至2022年丰田Mirai和现代NEXO保有量约占全球燃料电池汽车保有量的43.8%。美国和欧洲目前主要的燃料电池汽车来源于进口（日本、韩国）韩国现代2013年-2022Q3累计销售燃料电池汽车31596辆，日本丰田2014年-2022年Q3累计销售燃料电池汽车20772辆，中国2015-2022年Q3累计销售11027辆。现代累计销售是中国的近三倍，今年前三季度8449辆，是中国销量的四倍。2022年7月，我国接入燃料电池汽车示范运行监控平台的车辆总计8748辆，在监控平台上显示运行过的燃料电池汽车为4067辆，运行比例为46.5%。其中公交车2432辆，运行率为73.2%；公路客车354辆，运行率为33%；货车1273辆，运行率29.4%；乘用车8辆，运行率36.4%。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院全球燃料电池汽车的最新进展（2）162013~2017年全球氢燃料电池汽车销量仅为6475辆，其中大部分为丰田的Mirai系列。2018年有了较大幅度的增长，合计销售5525辆;2019年全球销量增至7500辆，其中主要增量来自于中国。截止到2019年12月，全球燃料电池汽车总保有量达到24132辆。国外燃料电池汽车保有量达到17967辆。2019年全球氢燃料电池汽车销量创下历史新高，达到10409辆。2020年全球氢燃料汽车新增保有量为8732辆。其中，韩国新增5104辆，占比为58.45%，排名第一；中国新增1177，占比为13.49%，排名第二；美国新增937辆，占比为10.7%，排名第三。2018-2020年韩国氢燃料电池乘用车汽车销量大跃进！现代NEXO的三年全球销量复合增长率高达92.61%，据此，韩国迅速超过日本登上全球氢能乘用车销量第一宝座。2020年受疫情影响，多个国家氢能汽车销量都遭遇腰斩，唯有韩国现代NEXO在全球销量高达6781辆，同比增长38%。NEXO三年累计销售燃料电池汽车12717辆，其中韩国本土累计销售10707辆海外累计销售2010辆。2020年现代NEXO全球销量为6781，其中5786辆销往韩国本土地区，韩国销量的占比达到90%；剩余的995辆是销售韩国以外的市场，其中，加拿大最少，美国200多辆。欧洲超过400辆，包括销往瑞士50辆Xcient现代氢能卡车交付完毕。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院中国燃料电池汽车的最新进展172022年中国销售燃料电池汽车3367辆,同比增长112.2%。截至2022年,我国氢燃料电池汽车销量12306辆。我国燃料电池汽车保有量占全球第三,低于韩国和美国。《氢能产业中长期发展规划2021-2035年》,提出“2025年燃料电池汽车保有量约5万辆”发展目标;2020年10月份发布的《节能与新能源汽车技术路线图2．0》,提出2025年燃料电池汽车“运行车辆10万辆左右”。2022年氢燃料电池商用车实销4782辆，同比增长155.2%。终端上牌信息显示，2022年12月氢燃料电池重卡销售779辆（含总质量在12吨以上的重卡），环比（11月销售412辆）增长近9成（89%），同比（2021年12月销售氢燃料电池重卡196辆）大涨近3倍（297.4%），远跑赢12月新能源重卡大盘103%的增速，市场占比为12.74%，占比同比增加6.22个百分点。2022年全年氢燃料电池重卡累计销售2465辆，同比（2021年全年累计销售氢燃料电池重卡779辆）增长216%，也远跑赢2022年新能源重卡大盘141%的增速。佛山飞驰累计销售512辆，同比增长442%，宇通集团累计销售482辆，同比属于净增长，东风汽车累计销售293辆，同比增长397%，福田汽车累计销售275辆，同比净增长，苏州金龙累计销售201辆，同比增长219%，其余车企累计销量均在200辆以下北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院中国燃料电池汽车产业仍处于导入期，竞争格局尚未明朗18当前产业竞争格局尚未明朗龙头企业尚未体现出足够的议价力2003年，同济大学研制出基于桑塔纳2000轿车的燃料电池汽车2004年，清华大学研制出氢燃料电池客车“863路”，863计划支持2008年，北京奥运会以氢燃料电池客车在部分公交路线试运行2010年，上汽申沃客车氢燃料电池客车参与世博会示范运营2020年，中国氢燃料电池系统装机量TOP5企业为爱德曼、亿华通、重塑、广东探索、潍柴动力2021年，燃料电池车销量1881辆、2020年销售1177辆、2019年销售2737辆、2018年销售1527辆、2017年销售1275辆相较于2019年，除亿华通及重塑仍在TOP5之内，剩余企业份额及排名均发生较大变化2022年5月，燃料电池汽车产销243辆和103辆，同比增长5.4和10.4倍。今年1—5月，燃料电池汽车产销0.1万辆和0.9万辆，同比分别增长5.8倍和3.5倍。2020年9月，五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，由中央政府将政策奖励下发给城市示范群所在的地方政府，由地方自主制定并实施产业发展奖励政策，因地制宜发展氢燃料电池产业以奖代补2016-2020年，我国燃料电池汽车的销量分别为629辆、1275辆、1527辆、2737辆、0.1万辆，累计超7100辆。其中，2020年我国燃料电池汽车产销均完成0.1万辆，同比分别下降57.5%和56.8%。十三五发展2025年燃料电池汽车销量突破10万辆，加氢站突破1000座，届时氢燃料电池汽车整体达到十万台级规模，产业将逐步由补贴驱动转向市场化驱动。十四五规划北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院丰田燃料电池汽车工作原理19北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院丰田燃料电池汽车工作原理（2）20北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院丰田燃料电池汽车工作原理（3）21北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院韩国现代燃料电池汽车发展历程22北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院国内燃料电池乘用车最新进展232019上海车展，两款SUV和与意大利宾尼法利纳合作的首款车型——格兰尼概念车亮相2馆，开始接受中国客户预订单，并承诺于2020年开始实现交车。加氢动力储备仅需几分钟甚至更短的时间，但是动力续航却能超过1000KM，格罗夫格兰尼概念车2020广汽科技日上广汽首款氢燃料电池汽车亮相。输出超过150kW功率，永磁电机最大扭矩达350N·m。新车搭载的燃料电池系统额定功率超过68kW，最高效率达62.2%，加满氢气NEDC工况续航里程超过650km。广汽AionLXFuelCell2022年，全新红旗H5燃料电池汽车在研发总院试制完成。尺寸为4945mm/1845mm/1470mm，轴距为2875mm，第二代燃料电池发动机。该台发动机体积比功率密度694W/L，较上一代提升40%，而额定功率65kW，实现-30℃的快速冷启动，达到国内领先水平红旗H5燃料电池汽车与丰田汽车（中国）签署了《关于在氢燃料电池汽车研发与产业化领域开展战略合作的框架协议》，双方将海南岛作为一个大型体验测试场，在海马汽车第三代氢燃料电池汽车上搭载运用包括日本丰田第二代Mirai电堆在内的成熟部件及系统，完成整车适应性开发，并结合公司自建的氢能供应体系及出行网络实施测试。海马氢燃料电池乘用车北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展24燃料电池汽车属于新能源汽车的一种氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比什么是燃料电池汽车?全球燃料电池汽车的发展趋势中国燃料电池汽车产业仍处于导入期全球加氢站发展趋势国内外燃料电池汽车最新进展丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSSH2概念车、现代NVision74概念车、宝马iX5Hydrogen、长安深蓝S7中型SUV2023上海车展亮点新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）主要销量分布城市2030年前碳达峰行动方案十四五燃料电池汽车行业发展趋势氢能发展起步早，但是进展缓慢发展氢能遇到的挑战发展氢能的机遇与挑战宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力推进汽车节能减排势在必行碳中和碳达峰对汽车行业的影响CONTENTS北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院丰田燃料电池汽车亮相上海车展252022年12月初展示了CorollaCrossH2概念车。计划于2023年在法国上市的紧凑型SUV的氢版。配备卡罗拉GR的1.6三缸涡轮增压发动机，采用高压氢气直喷技术。采用了2个储气罐，配置有6速手动变速箱，提供i-MT或智能手动变速箱技术。将氢燃烧功率提高了24%，加氢过程大约为1分半钟。参加日本北部的冬季测试。推向市场的过程已经完成了大约40%卡罗拉CROSSH2概念车2014年12月15日在日本上市。2020年，第二代MIRAI上市销售，可以行驶650公里。全球销量超过20,000辆。MiraiXLE的美国基本价格50,495美元，为车主提供价值15,000美元加氢卡，可以让大多数用户至少使用三年的氢气。北京2022年冬奥会期间作为贵宾车的111台MIRAI也计划通过广汽丰田，在、上海、广州、佛山开展包括短租车、网约车、专线巡游车在内的大规模示范运营活动，今年年末丰田中国将首批进口限量50台第二代MIRAI，并通过广汽丰田渠道进行销售。第二代MIRAI北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院现代燃料电池汽车亮相上海车展262022年底，现代汽车氢燃料电池SUVNEXO全球累计销量已超3.2万辆，全球市场份额达到59%，连续四年稳居首位。2022年4月，中国版获得北京新能源汽车牌照，不过它归类于非纯电新能源。驱动电机最大功率120kW，最大扭矩为395Nm，续航550公里（CLTC-P标准下）。加氢3~4分钟，实现596公里综合续航里程。储氢罐加注3.99kg氢气，每千克氢气跑100多公里。配备三个碳纤维储氢罐，总容量168升NEXOSUV致敬1974年由传奇汽车设计师GiorgettoGiugiaro开发的现代PonyCoupe和现代N2025VisionGranTurismo概念。长4,952毫米，宽1,995毫米，高1,331毫米，轴距为2,905毫米。三通道冷却系统。双电机可提供600公里的续航里程，最大功率将会超过500kW，峰值扭矩超过900N/m，其精确的扭矩矢量控制可以优化车辆的弯道性能。NVision74概念车北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院宝马燃料电池汽车亮相上海车展272006年，首款采用氢燃料电池和汽油引擎的双模动力车款，其所搭载的12缸动力单元，将能够输出高达260匹的最大马力，并且在9.5秒的时间之内，由静止加速到每小时100公里的时速，而最高极速则将被电子系统限制在每小时230公里。两个燃料储存槽，汽油槽容量将近73.8公升，约有482公里的续航力，液态氢专用燃料槽可装载八公斤左右的液态氢，液态氢续航力则有201公里的续航力。广泛提供给了社会知名人士，联合国机构等试用。Hydrogen7历时四年的研发，近100辆BMWiX5Hydrogen氢燃料电池车组成的试点车队将在全球(包括比利时安特卫普)进行车辆展示与试用，试点车队将于今年来到中国。第五代BMWeDrive电力驱动技术由两个储氢罐、一个燃料电池和电机构成。两个由碳纤维增强型复合材料制成的700巴氢气压力罐中。这两个压力罐总共可容纳近6千克的氢气。最大输出功率可达295kW，6秒内完成百公里加速。连续输出125kW的电能。在WLTP工况下，BMWiX5Hydrogen氢燃料电池车可以达到504公里的最大续航里程，充满储氢罐只需要3-4分钟。积累40余年氢能源动力系统研发经验，并拥有超过20年的氢燃料电池技术研发经验iX5Hydrogen北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院长安燃料电池汽车亮相上海车展28我国首款量产的氢燃料电池轿车车型。续航超700公里，加氢仅需3分钟。起售价16.89万，顶配版本高达69.99万。基于自主研发的全电数字平台EPA1打造，氢电系统是由长安新能源中国团队联合英国团队打造，具备1万小时，性能衰减＜10%的超长寿命。在CLTC工况下的百公里馈电氢能耗为0.65kg，续航里程可达到700km以上。同时新车还具备高效回收余热进行采暖，让车辆在低温地区行驶也能有靠谱的续航表现。在补能方面，氢电版SL03可实现1kg氢气产生20.5度电的充电效率，做到3分钟快速补能。高压储氢瓶受到三重保护，分别是航天供应商、航天工艺以及航天材料，能够承受70Mpa压力。深蓝SL03氢电版搭载深蓝自研的氢燃料电池系统，CLTC氢耗低至0.73kg/100km，续航里程高达730km。唯一覆盖增程、纯电以及氢燃料电池三种动力模式的全能型新能源平台。搭载高通骁龙8155芯片，具备：在线导航、语音识别、手势控制、面部识别、车联网、OTA升级等功能。另外，新车预计还将配备AR-HUD虚拟实境抬头显示。长宽高：4750/1930/1625mm，轴距2900mm。分别有160kW和190kW两个动力版本，电池组采用三元锂电池包。深蓝S7计划在今年6月正式上市，价格区间预计在18-23万元。深蓝S7中型SUV北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展29燃料电池汽车属于新能源汽车的一种氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比什么是燃料电池汽车?全球燃料电池汽车的发展趋势中国燃料电池汽车产业仍处于导入期全球加氢站发展趋势国内外燃料电池汽车最新进展丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSSH2概念车、现代NVision74概念车、宝马iX5Hydrogen、长安深蓝S7中型SUV2023上海车展亮点新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）主要销量分布城市2030年前碳达峰行动方案十四五燃料电池汽车行业发展趋势氢能发展起步早，但是进展缓慢发展氢能遇到的挑战发展氢能的机遇与挑战宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力推进汽车节能减排势在必行碳中和碳达峰对汽车行业的影响CONTENTS北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力30由政策驱动向市场驱动的转型气候◼2015年，在巴黎气候变化大会上通过《巴黎协定》◼2018年，国务院印发打赢蓝天保卫战动计划的通知车企平均油耗标准◼2012年，美国提出，2025◼年达到54.5mpg(4.3L/100km)◼2021年，中国NEDC向WLTC过渡，2025年，4L/100km石油◼我国连续多年成为全球石油进口量最大的国家◼中国石油进口依赖度已经达到70%以上汽车排放标准◼2014年欧洲实行欧6标准◼2021年1月1日，中国轻型汽车国六标准实施停售燃油汽车◼2016年，挪威计划到2025年停售燃油汽车。◼2019年，海南省提出2030年起全面禁止销售燃油车。双积分◼2019年7月,工信部发布《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》修正案(征求意见稿)。新能源汽车对私家车市场取得了突破性进展北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院在汽车行业推进双碳政策势在必行31◼北汽宣布2020年在京禁售自主燃油车（2017）◼长安汽车宣布2025年停止生产燃油汽车（2017）◼海南2030年起全面禁售燃油汽车（2019）◼比亚迪宣布停止生产燃油汽车(2022/4/3)◼汉马科技（吉利新能源）2025年12月停止传统燃油车生产(2022/4/14)◼长征汽车（长城汽车）发布《新能源宣言》，宣布6月5日起全面停产燃油车(2022/5/27)2030年实现碳达峰2060年实现碳中和◼我国成为世界最大的能源消费国，碳排放总量居世界第一。我国单位国内生产总值能耗为世界平均水平的2倍，人均碳排放量超过世界平均水平的40%。◼我国道路交通CO2排放量7.5亿吨，占全国7%。2021年我国汽车保有量3.02亿辆，其中燃油车占97.2%，年消耗汽柴油约2.6亿多吨2021年政府工作报告：“十四五”期间，要推动绿色发展，促进人与自然和谐共生，单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%。2022年政府工作报告：进程更加科学。“先立后破”，就是把控好推进节奏。立，就是要大力发展风电、光伏等新能源；破，就是推动传统能源逐步退出。1我国交通领域碳排放仅占全国碳排放的10%，城市交通中50%-70%的碳排放来自个人小汽车出行。过去九年的年均增速达到5+%。2019年，量产乘用车生命周期二碳排放总量达到6.2亿吨，推进汽车节能减排势在必行。2《节能与新能源汽车技术路线图2.0》：我国汽车产业碳排放将于2028年先于国家碳减排承诺提前达峰，至2035年，碳排放总量较峰值下降20%以上。32022年3月底，全国机动车保有量达4.02亿辆，其中汽车3.07亿辆，占机动车总量的76%；全国新能源汽车保有量达891.5万辆，占汽车总量的2.9%。其中纯电动汽车保有量724.5万辆，占新能源汽车总量的81%42020年，丰田电动化车辆全球销量195万辆，占整体销量23%。1997年，推出首款HEV车型，全球销售超2000万辆，减少消耗650亿升燃油，降低二氧化碳排放1.6亿吨。2005年至今，一汽丰田在中国市场销售35万辆电动化产品。2030年销售350万辆电动汽车。2025年一汽丰田在售车型将全部推出电动化版本52018年，大众汽车成为全球首个承诺加入《巴黎气候协定》车企。2021年，全球电动汽车销量翻倍。2025年，成为全球电动汽车市场的领导者，产销份额提升至20%。2031年欧洲市场电动汽车销量比重超过70%；中国占比超过40%；美国占比超过20%。2050年实现集团整体碳足迹和产品车队的零碳排放6北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院氢燃料电池汽车的氢气来源通过天然气在高温、高压下与水蒸气发生化学反应而产生纯氢，是最普遍采用的制氢方式，占全世界氢产量的一半之多。如果天然气的供给稳定持续，就可以无障碍持续性制氢。此制氢过程的产生的二氧化碳气体可以作为碳酸饮料或灭火器等所需的碳酸生产原料加以二次利用。在石油化工工艺中生产主产品的过程中附带生产出氢气。在石油化工产业发达的国家，副产氢的产量很高。因为副产氢是作为副产品生产出来的氢气，其产量很有限。但因为不存在制氢设备相关的追加投资费用，副产氢具有经济性高的优点。利用太阳能、风能等新再生能源进行发电，并利用此电能对水进行分解而获得氢气的方式。通过这种方式制氢后的产物除了氢气外，仅剩纯氧，因此被评为最环保的制氢方式。但是，全世界采用水电解方式生产氢的基础设施还很不足，伴随氢气消耗量逐年增加，中长期来看，这将是有效的制氢方式。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院来源：《一本书看懂新能源汽车》，机械工业出版社，2023年氢能发展起步早，但是进展缓慢331974年，国际氢能学会在美国迈阿密成立1973年10月，第一次石油危机爆发，原油价格从每桶不到3美元涨到超过13美元。历史◼1839年，英国科学家威廉·格罗夫爵士实现燃料电池原理性实验◼1965年，PEFC应用于双子星五号太空船◼1968年，燃料电池应用于阿波罗号宇宙飞船◼2009年，松下东芝推出ENE-FARM家用燃料电池热电联产系统◼2015年，世界首列氢能源有轨电车在青岛中国南车四方股份公司下线◼2019年，中国首列商业运营氢能源有轨电车在广东佛山高明区上线政策◼2019年，氢能被首次写进《政府工作报告》◼2020年，国家能源局《2020年能源工作指导意见》推动储能、氢能技术进步与产业发展。◼2020年，国务院办公厅《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》有序推进氢燃料供给体系建设；攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术。规划◼2050年，全球氢能产业将创造3000万个工作岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元的市场规模，并在全球能源消费占比达到18%。◼预计到2050年，氢能在中国能源领域的占比有望达到10%。◼2050年，欧盟氢气需求2250太瓦时，约占总能源需求四分之一北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院发展氢能遇到的挑战34世界制氢工业正从灰氢到蓝转变，推行蓝氢势在必行脱碳是氢能产业发展的第一驱动力.2030年我国氢气的年需求量将从3342万吨增加至3715万吨，2060年则增加至1.3亿吨左右、在终端能源体系中占20%。我国煤制氢产量最大，成本最低。2019年我国煤制氢产量达到2124万吨/年，占我国氢气总产量的64%。是目前成本最低的制氢方式，该技术路线成熟高效、可稳定制备，但其设备结构复杂、运转周期相对较低、投资高、配套装置多，且碳排放量较高。目前我国以煤制氢为主前期投资要求低，技术成熟。运输量较小，运输途中交通风险较大，仅适用于少量氢气、短距离的运输需要，目前与我国氢能应用的少相匹配。高压气态长管拖车运输2020年4月，美国北卡州一家氢燃料工厂爆炸，直接导致附近60处房屋受损2019年6月，在挪威奥斯陆郊外的一座合营加氢站发生爆炸全球加氢站15个月内爆炸8次北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院氢储能的优势长存期、高能密度。重点在于制氢后的运输，长管拖车、管道输氢，运至加氢站、发电站、耗能工厂或其他场景。一种理想的绿色储能技术。功率、能量可单独优化转换，存放电可以同步进行，不需要分时分段进行。01南通安思卓光伏制氢微电网项目2021年8月，联合国计划开发署（UNDP）示范项目在如皋成功测试和验收。光伏制氢，氢基储能的微电网项目。该氢能小镇项目建立氢基可再生能源储能系统，解决不稳定可再生能源太阳能风能高效利用的瓶颈，向氢基社区迈出一大步02氢储能的劣势投资成本较高，技术初期发展期的必然。爆炸极限非常宽。对储运过程有极高的安全要求，过程要求还在次要，制备-封装-运输设备-二次封装等都是极难的技术要求，不仅考验技术、设备、人员，还考验流程标准化与储转运方案设计。03安徽六安MW级氢储能项目2022年1月，国内首座兆瓦级氢能发电站首台机组在安徽六安并网发电。这也是国内首座兆瓦级电解纯水制氢、储氢及氢燃料电池发电系统。占地10.7亩，利用兆瓦级质子交换膜，纯水电解制氢设备和兆瓦级燃料电池设备为国内的首套设备04法国阿海珐光伏发电和氢储能项目用光伏发电富余的电力电解制氢，氢气和氧气储存于高压储气罐中。当光伏电力不够运转，再利用燃料电池系统发电补充。利用温水回收电解与燃料电池发电的废热。整个系统的综合利用效率超过70%，是个比较讨巧，综合系统较为复杂的方式。05台州海岛“绿氢”综合利用示范工程通过“风电制氢—储氢—燃料电池热电联供/燃料电池汽车加氢站”，打造海岛“绿氢”综合利用示范工程，预计建成100kW制氢，100kW燃料电池热电联供，200Nm3储氢容量，平抑可再生能源波动性和间歇性，促进清洁能源就地消纳06氢储能成为新能源储能的技术路线之一北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院全球加氢站发展趋势36超额完成“到2020年，加氢站数量达到100座”的目标2020年在国家“以奖代补”政策出台较晚的情况下，仍然建成47座加氢站，较2019年增加7座，超额完成《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》和《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的“到2020年，加氢站数量达到100座”的目标。1全球市场◼2021年底，共有659座加氢站投入运营，分布在33个国家或地区。其中，东亚地区、欧洲和北美在营加氢站分别达到420座、173座和54座◼2020年，全球共有107座加氢站投入使用，其中亚洲72座，欧洲29座，北美6座。日本增加28座加氢站，韩国26座，中国18座，德国14座。◼截至2020年底，全球运营加氢站553座。欧洲有200座加氢站，其中德国100座。法国数量排第二；亚洲275座，日本142座，中国69座，韩国60座。◼2016年新增92个加氢站2中国市场◼截止2021年，建成加氢站255座，在营183座，◼我国是世界上最大制氢国，年制氢产量3300万吨，达到工业氢气质量标准约1200万吨。首批入选的5个燃料电池汽车示范应用城市群拥有加氢站数量占比超过50%◼累计建成118座加氢站，已投入运营101座，待运营17座，投用比例超过85%。在建/拟建的加氢站数量达到167座。◼截至2020年底广东建成的加氢站30座；山东11座；上海10座，天津、湖南均建成了1座站。◼预计2025年建成300座，2030年1000座，FCV保有量200万辆。2035年，加氢站1500座，2050年加氢站1万座以上。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院大规模发展加氢站的挑战37核心设备依赖进口国内建设加氢站所需的核心设备大多都依赖进口。自身缺乏加氢站所需相应成熟量产的零部件设备，直接导致加氢站的建站成本居高不下盈利困难未成规模目前加氢站难以获利。一座加氢站的基础设施需要依靠加氢的“规模效应”来平衡收支并获利，但中国燃料电池汽车还在起步阶段，据中汽协数据显示，2018年我国燃料电池汽车产销为1527辆，其中燃料电池客车1418辆，燃料电池货车109辆，同比增长20%，远低于同期新能源汽车61.7%的增长率，且在数量上远未形成规模。建设缺乏标准体系在加氢站规划、立项、审批、运营监管相关方面的制度也不健全，国家应加强顶层设计，统一规划全国加氢基础设施，降低审批难度。目前加氢站的建设规划主要依靠各地方政府推动执行，审批流程少则半年，多则两年。在亿欧汽车看来，只有政府能尽快出台相应的管理条例，简化和规范加氢站的审批流程，才能吸引企业积极开展加氢站的建设和运营工作。现存运营的加氢站的供应能力显然不足加氢站作为发展氢能产业的重要基础设施，若不能形成一定规模，后续很难支撑氢燃料电池汽车的普及应用没有氢气管理标准除了加氢站高昂的运营及维护成本让企业谈“氢”色变，不敢轻易投资建设加氢站之外，氢气没有相应的管理标准氢气在我国被列位在《危险化学品目录》中，加氢站的国家管理标准目前在国内还是空白，其审批和监管是归管控危化品作业的消防、安监，还是归管理城市燃气的住建部门仍然待解。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院“十四五”期间中国燃料电池汽车发展规划382025年新车销量占比达到20%《2030年前碳达峰行动方案》◼探索开展氢冶金◼拓展富氢原料进口来源◼积极扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通运输领域应用。◼大力推广新能源汽车，逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比，推动城市公共服务车辆电动化替代，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》◼燃料电池汽车实现商业化应用◼开展先进模块化动力电池与燃料电池系统技术攻关◼突破氢燃料电池汽车应用支撑技术等瓶颈◼长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关◼攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术2015年新能源汽车销量33万辆◼2015年新能源汽车产量达34万辆，销量33.1万辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。◼中国超越美国成为世界最大新能源汽车市场◼2019年中国新能源汽车市场，销售120.6万辆，同比下降4%，占汽车总销量比例4.7%。◼2021上半年新注册登记新能源汽车110.3万辆，同比增长234.9%；与2019年上半年同比增加74.9%2021年新能源汽车预测销量240万辆主要销量分布城市◼2020年我国氢燃料电池汽车销量主要分布在广州、佛山、张家口、潍坊、成都、北京、大同、嘉兴、淄博、荆门，这10个城市合计销量为1285辆，占总量85.84%。◼2020年广州市燃料电池汽车上险量约占全国的1/3；排名第二、第三的为佛山市和张家口市。广州市、佛山市、张家口市加起来占了全国一半。主要省份销量分布◼我国燃料电池汽车市场产、销、上险量分别为：1177、1179、1499，保有量为7355。◼广东省2020年的燃料汽车上险量占全国总上险量的一半以上，达到760辆。而排名第二和第三的分别为山东以及河北，分别占14%以及9%。细分市场◼2020年我国氢燃料电池汽车销量为1497辆，同比下降53%。其中，氢燃料电池客车销量为1351辆，同比增长15%；氢燃料电池专用车销量为146辆，同比下降93%。从装机量来看，2020年我国氢燃料电池系统装机量约为79.2MW，同比下降37%。36北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院中国燃料电池汽车行业发展趋势39凭借能效高、零排放等能源优势，将成为氢能在交通运输领域核心增量应用。在“2060碳中和”背景下，氢燃料电池汽车将助力交通运输实现深度脱碳产业化提速凭借能效高、零排放等能源优势，将成为氢能在交通运输领域核心增量应用。在“2060碳中和”背景下，氢燃料电池汽车将助力交通运输实现深度脱碳，且将率先在商用车尤其是重卡领域中得到应用，与纯电动实现差异化场景布局。系统国产化当前燃料电池系统国产化程度已从2017年30%提升至60%-70%，电堆、膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件均可自主生产，气体扩散层、催化层和质子交换膜等核心材料也在加速研发中，普遍处于送样测试验证阶段，预计未来2-3年氢燃料电池产业链有望完全实现国产化供应。与柴油重卡平价高企的成本依然是氢能车最大的限制性因素。未来10年氢燃料电池重卡全生命周期成本做出预测，在政策支持、技术进步、国产化水平提升、规模化生产等多因素加码下，到2030年氢能重卡TCO将实现与柴油重卡平价。北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院www.auto-mooc.comMobile:13585836242Email:davidxzhang@qq.com张翔博士汽车分析师，行业研究员，兼职教授研究方向：智能网联、新能源汽车、充电桩、汽车共享主要业务：大会演讲、圆桌主持、内部培训、媒体撰稿DavidZhangAutoanalystandIndustryResearcher关注官方微信公众号FollowusonWeChat发表独立见解个人微信PersonalWeChat服务汽车行业张翔汽车分析师北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员与工商管理MBA导师DavidZhang,AutoAnalyst,IndustryResearcher2023北方工业大学汽车产业创新研究中心｜中新经纬研究院