中国氢燃料电池市场现状分析 国产化率亟待提升

• 黄文玉 2023年11月28日 来源：互联网 国家能源局 中国氢能联盟 287 11
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氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。我国氢燃料电池行业快速发展，相关技术已取得长足进步。

当前，发展氢能源已成为全球主要国家的共识。氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

氢燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来;而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。

氢燃料电池市场发展现状分析

氢燃料电池电堆作为其最核心的部件，成本占比最高，约为60%左右。而氢燃料电池电堆的成本包括膜电极组件、双极板及其他。2021年，构成膜电极的催化剂、质子交换膜和气体扩散层约占电堆总材料成本的63.7%。双极板约占材料成本的30%。其他(装配部件，如框架及垫圈等)约占氢燃料电池电堆总材料成本的6.3%。

我国氢燃料电池行业快速发展，相关技术已取得长足进步。我国已掌握氢燃料电池系统及其关键部件的核心技术，已有能力对其进行开发及国产化。数据显示，2021年我国氢燃料电池系统出货量为405.7兆瓦，同比增长185.5%。

作为氢能源下游利用重点的氢燃料电池车是指使氢或含氢物质与空气中的氧通过燃料电池以产生电力，再以电力推动电动机，由电动机推动车辆运行的新能源汽车。以可再生能源为基础的氢燃料电池汽车产业符合我国循环经济发展的要求，市场潜力较大。随着近年来我国氢燃料电池系统出货量的不断增长，氢燃料电池系统出货金额也随之不断增加。数据显示，2021年我国氢燃料电池系统出货金额为20.69亿元，同比增长56.6%。预计到2025年出货金额将增长至181.33亿元。

据国家能源局统计，2017-2022年，我国加氢站数量持续上升，但其增长速度降幅十分显著。截至2022年，我国加氢站达到274个，同比增长25.69%。加氢站是氢能产业商业化发展的重要基础设施，我国加氢设施产业处于发展初期，相关技术水平较为落后，加氢站采用的核心设备主要依赖于进口。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国氢燃料电池市场现状分析及发展前景预测报告》显示：

近年来，我国军事领域取得了迅速的发展。在现代高科技的军事环境下，许多先进的军用装备逐渐投入使用。其中包括：通信器材、特种车辆以及先进武器等。为了提升自身的军事作战能力，侦察与反侦察技术的发展速度也越来越快。军事技术的不断发展和设备的更新给各种电源装备提出了更高的要求。比如，在军事环境下应用的一些小型电源系统要具备较好的隐身能力，能够有效的避免敌方监视与侦察系统的发现。

这就要求军用电池在设计的过程中，尽量减小电源装备的特征信号。同时，由于军事环境下的复杂性，要求军用电源系统要具有较好的机动性，军用电源设备必须具备体积小、重量轻以及便于携带等优点。此外，军用电力系统要求在使用过程中，具备安全可靠、工作寿命长以及操作和维护工作量小等特点。总之，随着军用电力系统的要求不断提高，军用燃料电池因具有高效、清洁、经济和安全等突出的优点，已作为一种新型的电源装置，逐渐在在军事领域中广泛的应用。

国内外燃料电池技术差距大，国产化率亟待提升。目前燃料电池产业在我国发展迅速，但产业链中电堆、膜电极、双极板等核心技术布局较少。从燃料电池动力系统集成度、环境适应性、可靠性和寿命、成本控制、氢气储存等技术指标来看，国内水平距离国际水平差距较大。目前我国自主研发和引进国外成熟技术的厂商并存，但关键部件材料性能与生产亟待提升。根据美国能源部的相关数据，结合我国燃料电池企业的销售平均单价，2011-2021年，我国燃料电池价格呈下降趋势，由4万元/kW下降至不到2万元/kW，技术发展带来的成本下降将有利于国内企业发展，一旦形成规模化产业后利润水平将大幅提高。

2022年4月25日消息，英国伦敦帝国理工学院开发出一种氢燃料电池，它使用的催化剂由铁而非稀有昂贵的铂制成，降低了氢燃料电池的成本。2022年12月，中石化茂名石化氢燃料电池供氢装置产出合格的99.999%高纯氢。该项目日产氢能力达6400公斤，每年可向社会供应高纯氢2100吨。

氢燃料电池行业未来发展前景

随着氢能受到政府和市场的日益重视，基于氢燃料电池技术的固定电源示范项目预计将在未来几年开展。预计到2025年，我国氢燃料电池系统的固定式应用领域出货量将增长至418兆瓦左右。中国氢能联盟分析，至2050年，氢能在我国终端能源体系中占比至少达到10%，氢气需求量接近6000万吨。其中，交通运输领域用氢2458万吨，约占该领域用能比例的19%;氢燃料电池车产量达到每年520万辆。

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