氢燃料电池项目
可行性研究报告
xxx科技公司
第一章总论
一、项目概况
（一）项目名称
氢燃料电池项目
在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。
（二）项目选址
xx科技园
对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用先进的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。
（三）项目用地规模
项目总用地面积42147.73平方米（折合约63.19亩）。
（四）项目用地控制指标
该工程规划建筑系数71.07%，建筑容积率1.13，建设区域绿化覆盖率5.48%，固定资产投资强度177.84万元/亩。
（五）土建工程指标
项目净用地面积42147.73平方米，建筑物基底占地面积29954.39平
方米，总建筑面积47626.93平方米，其中：规划建设主体工程34311.59
平方米，项目规划绿化面积2608.25平方米。
（六）设备选型方案
项目计划购置设备共计86台（套），设备购置费5338.38万元。
（七）节能分析
1、项目年用电量539456.58千瓦时，折合66.30吨标准煤。
2、项目年总用水量9035.02立方米，折合0.77吨标准煤。
3、“氢燃料电池项目投资建设项目”，年用电量539456.58千瓦时，
年总用水量9035.02立方米，项目年综合总耗能量（当量值）67.07吨标准煤/年。达产年综合节能量26.08吨标准煤/年，项目总节能率23.56%，能
源利用效果良好。
（八）环境保护
项目符合xx科技园发展规划，符合xx科技园产业结构调整规划和国
家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，
严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明
显的影响。
（九）项目总投资及资金构成
项目预计总投资13130.29万元，其中：固定资产投资11237.71万元，占项目总投资的85.59%；流动资金1892.58万元，占项目总投资的14.41%。
（十）资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
（十一）项目预期经济效益规划目标
预期达产年营业收入12917.00万元，总成本费用10092.05万元，税金及附加215.35万元，利润总额2824.95万元，利税总额3429.95万元，税后净利润2118.71万元，达产年纳税总额1311.24万元；达产年投资利润率21.51%，投资利税率26.12%，投资回报率16.14%，全部投资回收期7.70年，提供就业职位215个。
（十二）进度规划
本期工程项目建设期限规划12个月。
认真做好施工技术准备工作，预测分析施工过程中可能出现的技术难点，提前进行技术准备，确保施工顺利进行。
二、项目评价
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合xx科技园及xx科技园氢燃料电池行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进xx 科技园氢燃料电池产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx有限责任公司为适应国内外市场需求，拟建“氢燃料电池项目”，本期工程项目的建设能够有力促进xx科技园经济发展，为社会提供
就业职位215个，达产年纳税总额1311.24万元，可以促进xx科技园区域
经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。
3、项目达产年投资利润率21.51%，投资利税率26.12%，全部投资回
报率16.14%，全部投资回收期7.70年，固定资产投资回收期7.70年（含
建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
不可否认，民营经济在当前形势下确实承担了较大的压力，特别是规
模较小的中小微企业面临着生存考验。对于民营经济的困难，党中央都看
在眼里，并且已经拿出了切实的改革举措。通过简政放权优化政府管理，
通过降税减费减轻企业负担，通过定向降准给中小微企业输送活力……国
家对民营经济的政策支持是一贯的、有力的，民营企业也可以感受到政策
带来的获得感。可以合理地预期，适应当前国内外形势的变化，国家还会
推出支持民营经济发展的新举措。面对困难，不是让民营经济“逐渐离场”，而是要通过改革逐步解决问题，让民营经济在“挑战―应战”中发
展得更好。
“十三五”时期，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响
深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度，推动增材制造、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。基于信息物理系统的
智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革；网络众包、协同
设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务
等正在重塑产业价值链体系；可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域。新一代信息技术革命，为我省制造业转型升级提供了新的发展领域和重要战略机遇。
三、主要经济指标
主要经济指标一览表
第二章项目建设及必要性
一、项目建设背景
1、中国制造2025”，是我国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，今年是它连续第三年出现在政府工作报告中。“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”是中国制造2025的基本方针。“中国制造2025”，是行动纲领，是目标方向，更是踏踏实实一步步地走，一点点地干。全国政协常委、经济委员会副主任李毅中说：“中国制造2025已经勾画了我们制造业由大变强，进入制造强国的第一个十年行动纲领。接着还有第二个、第三个，从长远来看，到本世纪中，我们要迈入世界制造强国的第一方阵。第一方阵就是我们和美国要并驾齐驱了，这个目标是很鼓舞人心的，达到要付出很大的努力，但是是可以实现的，并不是高不可攀的。”
2、国务院明确了近期战略性新兴产业重点发展的7个产业领域和24个重点方向，具体到全国各地选择的发展重点，从产业领域到每个领域发展的重点方向，名称上可能会有所类似，似乎存在着重复建设问题。但从各地选择的各产业的细分领域来看，其实是有所区分的。比如同样是发展新能源产业，有的地方重点发展的是新能源的装备，有的地方发展的是新能源的产品，有的地方重点发展的是新能源的应用。还需要说明的是，《决定》确定的战略性新兴产业重点发展领域和重点方向是从全国的发展
战略考虑，各地可根据本地的实际情况，在《决定》确定的重点范围内选择，允许和尊重各地在发挥本地特色基础上有所侧重。总之，我们一方面要通过规划及配套的政策，引导战略性新兴产业在全国合理布局，另一方面，也要鼓励各地有选择地发展具有本地优势和特色的战略性新兴产业。
在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。
氢能和燃料电池的关键技术主要是氢能的生产工艺、燃料电池技术、氢燃料的运输与配送等。
燃料电池的发电原理与电池大致相同，实质是燃料气体和氧化剂发生化学反应。燃料电池主要有三个组成部分：阴极、阳极和电解质。（1）电解质：电解质材料决定了燃料电池的类型；（2）阳极：将燃料分解成电子和离子，通常由铂制成；（3）阴极：将离子转化为水，通常由镍或纳米材料制成。
不同类型的燃料电池取决于使用的电解质不同。其中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）应用范围较广，也是交通领域燃料电池的首选。
一、燃料电池系统
燃料电池车用动力系统主要包括燃料电池发动机、动力电池、电机驱动系统、控制系统、DCDC直流变换器。我国攻克了车用燃料电池动力系统
集成、控制和适配等关键技术难点，形成了燃料电池系统、动力电池系统、DC/DC（直流/直流）转换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件部
件配套研发体系，总体技术接近国际先进水平。
1）乘用车方面：国外乘用车厂发动机均采用全功率模式，再加上乘用
车内空间有限，因此均使用高压金属板电堆，体积功率密度高（>3kW/L），均实现-25℃以下低温启动，寿命5000小时以上，已实现商业化销售。但是，国内燃料电池乘用车发动机仅有上汽一家自主开发的荣威950轿车
（30kW）完成公告认证，其他乘用车企业均采用合作的方式，还处于样车
开发阶段，例如北汽、广汽、长安、汉腾等。
2）商用车方面：国外商用车发动机供应商主要有巴拉德、
Hydrogenics和USHybrid，这三家企业目前都与国内的企业有合作，发动
机均采用石墨板和中低压技术路线，寿命超过10000小时。
国内燃料电池发动机开发模式与国外不同，国外采用全功率型发动机，国内则采用氢-电混合燃料电池发动机。国内有北京亿华通、新源动力、上
海重塑、广东国鸿重塑等企业开发出30kW以上燃料电池发动机。目前装载
北京亿华通燃料电池发动机的客车租赁车队（北京60辆燃料电池团体客车）和燃料电池公交车车队（张家口74台燃料电池公交车）已正式投入商业化
运营；装载上汽集团自主研发的燃料电池发动机的FCV80实现了百台级的
销售和日常运营；上海重塑的燃料电池发动机装载了500台物流车投入商
业化运营。
二、电池堆
电堆是燃料电池的主要成本，年产1,000套系统与年产50万套系统，
电堆占燃料电池成本分别为66%、42%。根据DOE的估算，车用80kW燃料电池系统成本平均为45美元/kW（年产50万套的规模），其中燃料电池堆成
本为19美元/kW。从成本敏感性因素分析来看，膜电极的比功率、贵金属
铂的用量及膜成本是决定成本的关键因素。另外，辅助系统关键部件的成
本为26美元/kW，空气压缩机、氢气循环系统、增湿器的成本是关键因素。
电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统核心部分，由
多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交替叠合，各
单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料
电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道
分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑
体与催化剂接触进行电化学反应。
国外乘用车厂大多自行开发电堆，并不对外开放，例如丰田、本田、
现代等。也有少数采用合作伙伴的电堆来开发发动机的乘用车企业，例如
奥迪（采用加拿大巴拉德定制开发的电堆）和奔驰（采用奔驰与福田的合
资公司AFCC的电堆）。
目前国外可以单独供应车用燃料电池电堆的知名企业主要有加拿大的Ballard和Hydrogenics，欧洲和美国正在运营的燃料电池公交车绝大多数
采用这两家公司的石墨板电堆产品，已经经过了数千万公里、数百万小时
的实车运营考验，这两家加拿大电堆企业都已经具备了一定产能，Ballard
还与广东国鸿设立了合资企业生产9SSL电堆。此外还有一些规模较小的电
堆开发企业，例如英国的Erlingklinger，荷兰的Nedstack等，在个别项
目有过应用，目前产能比较有限。
三、空压机
空压机则是空气压缩机，是车用燃料电池氢氧供应系统的重要部件，
它将常压的空气压缩到燃料电池期望的压力，由于燃料电池内部的化学反
应对环境“苛刻”的要求，参与反应的空气（其中的氧气）的温度、湿度、压力和流量需要空压机进行控制与调整。常见的空压机类型有滑片式、涡
旋式、螺杆式与离心涡轮式等。
螺杆式空压机的优点是压力/流量可以灵活调整、启停方便、安装简单，缺点是噪声大、体积大、质量重和价格高，已在美国GM，PlugPower、加拿大Ballard等公司的燃料电池系统中采用。涡轮式空压机容积效率较高，
压力与气量连续可调，但尺寸和重量较大，本田和现代等公司已定制开发
了空气轴承的涡轮式空压机。
目前国内车用燃料电池空压机基本依赖进口，国产的仅广顺空压机在
上汽有实际应用。
四、氢气循环泵
典型的氢气供应系统HSS包括高压储氢瓶、减压阀、压力调节阀、循
环装置(循环泵或引射器)、稳压罐、传感器、各种电磁阀及管路等。HSS通
过高压储氢瓶提供电堆所需的氢气，根据电堆的工况特性，对氢气进行调压、加热、加湿，并通过循环装置对电堆出口氢气进行循环利用。
为保证PEMFC稳定高效运行，同时提高氢气利用率，通常采用氢气循
环的方法，即氢气把电堆内部生成的水带出后，经水气分离装置将液态水
分离，再将氢气循环送回到电堆阳极重复使用，同时对新鲜氢气进行加湿。
目前氢气循环泵依赖进口，美国Park公司开发出氢气循环泵可用于不
同的氢燃料电池汽车。国内目前没有替代品，主要是由于氢气循环泵的氢
气密封和水汽腐蚀和冲击问题难以解决，国外也仅有几家能够提供解决方案。国内雪人股份、广顺新能源、汉钟精机等企业正在进行氢气循环泵的
研发。
五、加湿器
目前国际上的主流技术是Gas-to-Gas加湿器。国外已经有许多厂家开
发出加湿器，并已形成产品，能够满足备用电源到氢燃料电池公交车用加
湿需要。如美国的Perma-Pure生产的管式加湿器、加拿大Dipont生产的
板式加湿器、德国Mann-Hummel生产的板式和管式加湿器和德国FreudenbergFCCT生产的管式加湿器等。
六、储氢瓶
车载供氢系统为燃料电池发动机提供燃料供给，分硬件和控制系统两
部分；硬件系统包括碳纤维缠绕铝内胆储氢瓶、组合式瓶阀、溢流阀、减
压阀、压力/温度传感器等组成。
我国使用的压力为35MPa的碳纤维缠绕金属内胆气瓶（III型）的储氢密度为3.9%，通过提高压力到70MPa可达5%；而采用碳纤维缠绕塑料内胆
气瓶（IV型瓶）储氢密度可以进一步提高到5.5%。我们在IV型气瓶方面
尚没有掌握制造技术，在70MPa的III型气瓶方面仅有研发成果，没有产品。
七、制氢
我国氢气产能超过2,000万t/a，但生产主要依赖化石能源，消费主要作为工业原料，清洁能源制氢和氢能的能源化利用规模较小。（1）氢气供给：国内由煤、天然气、石油等化石燃料生产的氢气占比接近70%，工业副产氢（焦炉煤气、氯碱等）占比约为30%，电解水制氢占比不到1%。（2）
氢气需求：基本为工业用途，如合成氨、合成甲醇、石油炼化等；用于交
通领域的燃料电池汽车占比不到1%。
氢气的生产工艺主要有蒸汽甲烷重整和电解制氢两种。（1）重整制氢：根据IEA数据，全球48%的氢气是由天然气通过蒸汽甲烷重整工艺（SMR）
生产，即在高温、催化剂的作用下，甲烷和水蒸气发生的反应生成氢气的
过程。用这种方法大规模生产氢气的成本主要由天然气价格决定，例如目
前美国天然气的价格是0.9美元/kg，欧洲的天然气2.2美元/kg，日本的
天然气3.2/kg。
电解制氢。电解法是通过施加一个直流电把水分离成氢气和氧气，把
电能转化成化学能。2014年，全球大约安装了8GW电解能力的电解氢设备。
不同类型的电解槽可以按电解质和电荷载体的不同，分成碱性电解槽、质子交换膜（PEM）电解槽和固体氧化物（SO）电解槽等。碱性电解槽是目前最成熟的技术，并且投资成本比其他的电解槽要低很多，但是PEM电解槽和SO电解槽更有希望降低成本和提高效率。电解氢的成本取决于电力成本以及电解槽的投资成本。为了最大限度地降低电力成本，很多电解氢的设备选择接入价格低廉的可再生能源，如光伏和风电。
八、储运
通常制氢后得到的氢气通过压缩途径储存。将氢气通过压缩机压缩，存储在中低压压力等级的储氢罐。当制得的氢气量足够大时，利用地下气穴储存，地下存储的氢气压力水平范围为2MPa至18MPa。若设备允许，氢气可以通过低温液化，储存到低温储氢罐，其储氢量相比压缩储氢要大得多；同等空间下，压缩储氢提供氢储量100kWh，而低温液态存储可达
100GWh。对于压缩氢气储氢，压缩机是储氢的关键技术。
九、运输
相比上游制氢行业，氢能储运和加注产业化较为滞后。压缩氢气与液态、固态和有机液体储氢技术相比相对成熟，但产业化仍有距离。我国压缩氢气主要通过气氢拖车和氢气管道两种方式运输。
（1）气氢拖车：装运的氢气重量只占运输总重量的1%~2%，比较适用于运输距离较近、输送量较低、氢气日用量为吨级或以下的用户。目前，国内加氢站的外进氢气均采用气氢拖车进行运输。
（2）气氢管道：运输应用于大规模、长距离的氢气运输，可有效降低运输成本。国外气氢管道输送相对国内较成熟，美国、欧洲已分别建成2400km、1500km的输氢管道。我国目前氢气管网仅有300~400km，最长的输氢管线为“巴陵-长岭”氢气管道，全长约42km、压力为4MPa。
十、加氢站
加氢站是燃料电池汽车供应链中一个至关重要的因素，提供加氢站网络建设是普及燃料电池车的先决条件。加氢站的设置在很大程度上是由每日氢燃料的需求量、车载氢燃料的储存方式，以及氢燃料的制造和运输方式等决定的。
不同规模的加氢站采用不同的运输方式。一个小的加氢站初始阶段可能每天只需要50kg到100kg，但是在成熟以后的市场里，加氢站每天可能会需要2,000kg氢燃料。对于小加氢站，可以采用氢气气体罐运输或者现场制氢，而对于日用氢量大于500kg且没有现场制氢的加氢站，液化运输和管道运输是最好选择。
2018年全球运营的加氢站数量达到369座，主要分布在日本、美国、德国，前三个国家拥有全球2/3的加氢站。其中，日本运营数量102座，美国77座，德国66座，法国17座，英国17座，中国15座。运营的369座加氢站中，其中273座对外开放，其余的仅限对公共汽车等开放。
全球范围来看，我国加氢站建设相对缓慢。（1）氢能需求不足，导致加氢站投入平均成本过高、难以大规模铺设；（2）国内加氢站成本过高，
建设及运营经验不足，加氢站建设运营管理制度体系缺位，加氢站建设运
营等行政审批程序不通畅等多方面因素，又使得我国加氢站推广缓慢。
加氢站成本构成主要为压缩机。根据交能网数据，目前加氢站建设成
本较高，我国一个日加氢能力为200kg的加氢站成本约为1,000万元，欧
洲同等量级的加氢站所需成本与国内相当。
运营成本方面，能耗来自增压设备和冷却设备的能耗，低温液态加氢，不需要冷却装置，增压能耗较低，因此液态加氢站的运营成本也相对气体
加氢站较低；但如果制氢地点与加氢站距离较近时，氢气液化和液态氢气
的运输成本都更高，将导致终端成本较高。因此，加氢站的设计应当因地
制宜，综合各项成本。
终端用氢成本主要包括制氢、储氢、加氢等三部分。根据调查数据测算，终端用氢价格在35-50元/kg，预计随着用氢规模扩大、技术进步等，
用氢成本将下降至25-40元/kg。
由于产量规模较小，我国燃料电池成本较高。对于燃料电池汽车，目
前国内车用燃料电池成本还高达5,000元/kW以上，因此整车成本远高于动力电池汽车和燃油车。目前制约燃料电池车应用的最大因素也是车的成本
太高，主要是由于燃料电池组产量低，使得单价居高不下。
随着生产规模的扩大，燃料电池成本有望大幅下降。根据美国能源部（DOE）由学习曲线做的燃料电池成本和产量关系的测算，基于2020年的
技术水平，在年产50万套80kW电堆的规模下，质子交换膜（PEM）燃料电
池系统成本可降低到40美元/kW（约合260元/kW），即80kW燃料电池汽
车的电池系统总价约2万元。而按照国际能源署预测，2030年锂离子电池
系统成本有望降低至100美元，同等水平的60kWh动力电池车电池系统总
价约为4万元。
从长期来看，未来燃料电池汽车成本有望比动力电池汽车更低，和燃
油车的成本相当。燃料电池成本下降速率将明显高于锂离子电池，其原因
主要在于：①目前锂离子电池产业已具备较大规模，成本下降速率已逐渐
趋于稳定，而燃料电池产业仍处在发展初期，其成本具有巨大下降潜力；
②电堆是燃料电池成本的主要组成部分，电堆中除铂催化剂外，其他材料
包括石墨、聚合物膜、钢等，几乎不存在类似于锂、钴、镍等稀缺材料对
锂电池成本的刚性限制。而且近10年来在技术进步推动下，单位功率铂用
量大幅下降，丰田Mirai燃料电池铂含量仅约0.2g/kW，未来有望降低至
0.1g/kW以下，且铂可以回收利用，可以有效降低电堆成本。
二、必要性分析
1、国际经验表明，在工业化早期阶段，实现高速增长相对容易，而从
中等收入阶段向高收入阶段的过渡中，发展的难度明显增大，只有少数经
济体能成功跨越这一关口。我国经过长期努力，经济发展取得历史性成就、发生历史性变革，形成了世界上人口最多的中等收入群体，但同时也面临
不少困难和挑战。推动高质量发展，正是我国跨越关口、攻坚克难、应对
挑战的一剂“对症良药”。
2、当前我国制造业还处在产业链和价值链的中低端，工业经济持续向
好基础还要进一步巩固和提高。经济运行中还面临着一些困难和挑战。下
半年，将坚持以供给侧结构性改革为主线，主动对标对表高质量发展要求，沉着应对外部各种风险挑战，不断提高工业生产的供给质量，持续扩大有
效需求，努力保持工业经济稳中向好的势头。“十二五”期间，面对国际
国内环境的深刻变化和风险挑战，在党中央、国务院的正确领导下，工业
保持平稳较快发展，结构调整取得积极成效，有力地促进了经济社会又好
又快发展。
第三章建设单位基本信息
一、项目承办单位基本情况
（一）公司名称
xxx科技公司
（二）公司简介
公司将“以运营服务业带动制造业，以制造业支持运营服务业”经营模式，树立起双向融合的新格局，全面系统化扩展经营领域。公司为以适应本土化需求为导向，高度整合全球供应链。
公司经过长时间的生产实践，培养和造就了一批管理水平高、综合素质优秀的职工队伍，操作技能经验丰富，积累了先进的生产项目产品的管理经验，并拥有一批过硬的产品研制开发和经营人员，因此，项目承办单位具备较强的新产品开发能力和新技术应用能力，为实施项目提供了有力的技术支撑和技术人才资源保障。
公司建立了《产品开发控制程序》、《研发部绩效管理细则》等一系列制度，对研发项目立项、评审、研发经费核算、研发人员绩效考核等进行规范化管理，确保了良好的研发工作运行环境。
二、公司经济效益分析
上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入9948.56万元，同比增长14.29%（1243.67万元）。其中，主营业业务氢燃料电池生产及销售收入为