我国纯电动汽车经过近10年发展已取得初步成果，但仍然存在续驶里程和充电时间的短板，尚不能满足如远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等量大面广的场景需求。燃料电池汽车相比纯电动汽车具有高功率密度、续航里程长、加氢时间短的优点，未来产业化重点预计将向燃料电池汽车拓展，抢占汽车产业技术竞争的制高点。

　　燃料电池(FuelCell)是一种非燃烧过程的电化学能转换装置。将氢气(等燃料)和氧气的化学能连续不断地转换为电能。

　　其工作原理是H2在阳极催化剂作用下被氧化成H+和e-，H+通过质子交换膜达到正极，与O2在阴极反应生成水，e-通过外电路达到阴极，连续不断的反应就产生了电流。

　　燃料电池虽然带有“电池”二字，却不是传统意义上的储能设备，而是一种发电设备，这是燃料电池与传统电池最大的区别。

　　燃料电池是理想的“内燃机替代者”。氢气是燃料电池主要燃料，从燃料安全性上看，氢气无毒无害，反应物为水，无毒无害，绿色清洁。

　　氢气密度小，高压氢气泄漏燃烧时形成向上火炬，不向周围扩散。因此氢气安全性是高于天然气和石油等化石燃料。

　　从性能上看，燃料电池能量转化效率为50-70%，功率密度约3kW/L，柴油机功率密度约1.3kW/L，是理想的“内燃机替代者”。

　　燃料电池根据运行机理不同可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。具体来说，根据电解质的不同分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池等五大类。

　　其中碱性燃料电池最早成功开发，稳定应用于航天领域;磷酸燃料电池属于第一代燃料电池，其技术最成熟、商业化程度最高，在美日广泛应用于大型电站;熔融盐和固体氧化物燃料电池分别是第二、三代技术，多用于发电厂;质子交换膜燃料电池应用前景最广阔，未来预计将成为汽车领域主流燃料电池技术。

　　在现阶段，选择成本较低、氢气产物纯度高的氯碱工业副路线，已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;天然气重整是欧美普遍采用的制氢方法，国内也广泛应用于化工行业;

　　以国家能源集团为例，煤炭资源是公司的优势，同时积极发展氢能等业务，旨在从煤炭经销商转变为世界一流的清洁能源供应商。

　　气氢拖车运输是目前性价比最高的选择，未来液氢罐车是主流。运氢的方式主要分为:气氢拖车运输、气氢管道运输和液氢罐车运输。

　　拖车运输适用于将制氢厂的氢气送到距离不太远而同时需求量不大的用户，前期投资不高;而管道运输入前期投入高，适用于大规模的输送;液氢罐车的运输能力强但仍存在技术难点。

　　从现阶段加氢站对运输距离(500km，200km为宜)和运输规模(10吨/天)的需求来看，氢气最佳的运输方式仍是气氢拖车。

　　当前氢的存储和运输(包括压缩)费用占氢气售价的占比超过一半，我们认为，通过分布式制氢将有效降低运输成本，例如将大型的外供式加氢站建在大型的集中制氢基地附近，通过减少运输距离降低成本。

　　按照加氢站的不同形式分类，加氢站可以分为:固定式和移动式，其中移动式加氢站又可以分为移动撬装式和加氢车两种，移动加氢站具有机动灵活、加注能力高、性能可靠、使用简单方便的优点。

　　这几种形式可以和站内制氢以及站外供氢的模式进行有机混合。例如，丰田在澳洲推出Mirai时，也建设了移动式氢气加氢站，相当于半自动拖车，生产及压缩氢气，并输送至冷却的储氢罐中。

　　撬装式加氢站设备是指将储氢罐内的氢燃料经管路、低温泵、计量系统等元件注入到汽车燃料电池车用瓶中的专用装置。主要设备包括:氢燃料储存系统、管路系统、潜液泵、流量计量系统、站控系统等设备，并将各系统安装在撬体内。

　　日本燃料电池出货量和装机规模占全球60%以上。从2009年开始，日本政府便通过购置补贴、免费加氢、放宽行业标准、制定长期规划等手段，鼓励燃料电池产业的发展。

　　根据日本2014年公布的《氢燃料电池战略发展路线年前的第一阶段，将快速扩大氢能的使用范围，以促进燃料电池的装置数量在2020年和2030年分别达到140万台和530万台;

　　在2020-2030年的第二阶段，日本将全面引入氢发电和建立大规模氢能供应系统，将购氢价格降至30日元/m3;在2040年的第三阶段，将通过收集和储存二氧化碳，全面实现零排放的制氢、运氢、储氢。

　　日本通过家用燃料电池热电联供(ENE-FARM)计划，在2005-2009年建设家用燃料电池示范项目3300台套，并在2009年进行大规模商业化推广。

　　2009年后，在日本政府补贴政策和松下、东芝等厂商大力推广下，家用燃料电池系统顺利开启商业化应用阶段;截至2017年，日本共安装使用家用燃料电池系统约25万套，规模效应明显，成本迅速降至120万-150万日元/套(约8万元/套)，12年成本下降80%以上，逐步减少补贴依赖。

　　ENE-FARM计划2020年、2030年分别实现家用燃料电池累计装机量达140万套和530万套，对应成本有望进一步下降到50万日元/套(约3万元/台套)左右。

　　日本丰田在2015年率先推出Mirai燃料电池汽车，其能量密度达350Wh/kg，功率密度达3.1kW/L，加氢时间仅3分钟，容量约5-6L，对应续航里程达500-600km。

　　该车不含补贴售价仅约39万人民币，含日本政府30%补贴售价约27万人民币，价格已逼近与纯电动汽车售价。

　　2015年，丰田已交付燃料电池汽车约500辆，据丰田预测，到2025-2030年，燃料电池汽车销量将达20万-80万辆。

　　根据日本对燃料电池加氢站的规划，将首先在东京、大阪、名古屋、福冈等人口密集的主要地区建立100座，并对加氢站建设进行50%的补贴。

　　美国政府对燃料电池在内的新能源公司提供资金支持和税收减免，其中，对于燃料电池和任何氢能基础设施建设实施30%-50%的税收抵免。

　　2012年，美国联邦政府向能源部拨款63亿美元用于清洁能源的研究开发示范，到2012年已进入第三阶段，即按照3000美元/kWh补贴燃料电池系统，只要达到30%效率便可享受30%的税收抵免。

　　2014年7月，包括加州在内的8个州签署了“零排放车辆合作协议”，力争到2020年区域内330万辆机动车尾气排放目标为0，零排放机动车占比汽车总销量达22%。

　　欧洲出台政策支持加氢站建设。欧盟2008年出台了燃料电池与氢联合行动计划项目(FCH-JU)，2008-2013年共投入9.4亿元欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展;2011年又启动“H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能项目(CHIC)，出台CPT项目，投入1.23亿欧元建设77个加氢站，并针对15个已有加氢站的国家，实现国与国之间的互通互联。

　　2017新增加氢站数量居首，德国成为欧洲燃料电池发展标杆。德国是欧盟中加氢站建设最多的国家，2017年已建设56座以上，其中45座为公用加氢站，预计到2018年将达100座，2020年将达400座，2025年将1000座。此外，英国等国家也将加快加氢站建设。

　　奔驰推出性能优异的新款燃料电池车。奔驰2014年推出的B级F-Cell是欧洲燃料电池汽车的代表车型，采用其研制的第三代燃料电池电堆，燃料电池系统体积和形状与传统发动机相当，可直接在现有燃油汽车车型上替代发动机，为燃料电池汽车的设计提供便利。

　　2017年奔驰又推出了GLC级F-CELL，氢燃料储量4.4kg，最大续航里程达到437公里。

　　相比燃油车，氢燃料电池车和锂电池车两种路线都具有转化率高、环保无污染等优点，而氢燃料车在续航里程及能量补充时间上具明显优势。

　　续航里程上，锂电动车中表现较优的BYDe6及特斯拉可达400km;而丰田Mirai续航里程可达650km。

　　能量补充上，电动车重新补充能量的过程是一次将电能转化为化学能储蓄的过程需要耗费大量的时间，但是对于燃料电池车而言，重新获得能量的过程则是一次氢燃料加注的物理过程。

　　行驶成本方面，纯电动车百公里能耗在15至20度电左右，以目前北京地区运营的充电站为例，充一度电充电费用以及服务费用总价在1.5元/度电，行驶成本约0.3-0.4元/公里;氢燃料电池车方面，丰田Mirai的5kg氢气行驶650km，根据氢成本和售价得知行驶成本0.2-0.8元/公里，下降空间大。

　　按照出货规模统计，2017年全球燃料电池出货7.3万套(+12%)，共670MW(+40%)，功率增速比系统数量增速高，说明单体容量提升;2012-2017年累计出货量约37.3万套，累计规模2511M。