2020年氢燃料电池行业研究报告

中国氢燃料动力电池行业发展概况、技术重点发展方向及发展对策分析一、氢气的需求量氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，是二次能源。

氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。

氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。

氢能来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展发展的理想互联媒介,是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择其产业链较长，能够带动上下游产业共同发展，为经济增长提供强劲动力，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。

2019年全球氢气的需求量是71百万吨，预计在可持续发展情景下，2030年全球氢气的需求量88百万吨；2040年全球氢气的需求量137百万吨；2050年全球氢气的需求量287百万吨；2060年全球氢气的需求量415百万吨；2070年全球氢气的需求量519百万吨。

二、中国氢能及燃料电池发展现状1、研究历程及政策氢能燃料电池技术是中国未来能源技术的战略性选择，也是新能源汽车科技创新的重要方向。

科技部高度重视氢能及燃料电池技术研发。

“十五”期间，启动实施“电动汽车”重大科技专项，确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”和电池、电机、电控为“三横”的“三纵三横”研发布局，燃料电池汽车技术作为“三纵”之一得到重点研发部署，并在“十一五”“十二五”“十三五”持续进行科技攻关，对燃料电池汽车用电堆、双极板、炭纸、催化剂、膜电极、空气压缩机、储氢瓶等关键技术均进行了研发部署。

2021年以来,国家及相关部门为推进氢能及燃料电池的推广和应用，不断出台有关氢能和燃料电池相关的政策。

与此同时，全国各地方政府也陆续发布政策支持氢能产业的发展。

氢能源行业专题研究报告1.政策支持绿氢绿电与工业耦合国家层面政策：绿氢可以助力交通、化工、钢铁、石化等多领域深度脱碳，2022年3月国家发改委发布的氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)提到氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，规划明确提到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。

工信部等三部委印发工业领域碳达峰实施方案，鼓励有条件的地区利用可再生能源制氢，优化煤化工、合成氨、甲醇等原料结构。

“十四五”可再生能源发展规划关于“十四五”推动石化工行业高质量发展的指导意见等政策提出绿氢与化工耦合。

西部地区的政策侧重于绿氢在工业领域的应用据势银统计，目前内蒙古自治区、甘肃省、宁夏回族自治区和四川省成都市都在相应的政策中明确了2025年可再生能源制氢产量，合计年产量约80万吨。

这超过了国家发改委在国家氢能规划中提及的2025年可再生能源制氢年产量目标，也体现出了中国可再生能源制氢的巨大潜力。

由于不同产业存在地域性分布的差异，各省市对可再生能源制氢的应用规划也存在显著的差异。

东部地区，例如上海和广东等，对于可再生能源制氢在交通领域，尤其是制氢加氢一体站的应用更为关注。

西部地区的政策更加侧重于强调可再生能源制氢在工业领域的应用。

在内蒙古、宁夏等地区，既拥有大量的可再生能源，也汇聚了大量的高碳排放企业，例如炼化企业、化工企业和钢铁企业等，电解水制氢技术的应用为这些高碳排放企业提供了低碳解决方案。

2025年，内蒙古绿氢制备能力超过50万吨/年:关于促进氢能产业高质量发展的意见，到2025年前，开展“风光储+氢”“源网荷储+氢”等绿氢制备示范项目15个以上，绿氢制备能力超过50万吨/年；鼓励工业副产氢回收利用，工业副产氢利用超过100万吨/年，基本实现应用尽用；探索绿氢在化工、冶金、分布式发电、热电联供等领域的示范应用，打造10个以上示范项目；培育或引进50家以上包括15-20家装备制造核心企业在内的氢能产业链相关企业，电解槽、储氢瓶、燃料电池等装备的关键材料及部件制造取得技术突破。

氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析摘要：在全球气候变暖的背景下，面对石油危机、气候危机和环境危机等问题，世界各国开始把目光投向清洁能源。

氢燃料电池技术由此应运而生，并成为大家热议的对象。

氢燃料电池技术以其高效、零排量的特点，被认为是未来新能源汽车发展的重要方向之一。

关键词：氢燃料电池；应用现状；发展趋势在新常态背景下，氢能可能成为下一代的基础能源。

国内外对氢燃料电池技术的研究已取得了很大的成就，但若要全面应用氢燃料电池还需不断努力。

氢燃料电池有着广泛的应用，可缓解环境污染问题，因此，需不断完善及发展该项技术。

本文重点论述了氢燃料电池技术应用现状及其发展趋势。

一、氢燃料电池工作原理氢燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电化学反应直接转化为电能的装置，其单体结构主要由阳极、阴极、质子交换膜和双极板组成，其中阳极为氢电极，阴极为氧电极，两电极间是电解质。

氢燃料电池的工作原理见图1，其中燃料是指氢气，反应物质(氢气、氧气)在电化学反应过程中不断被消耗，从而产生电能。

二、氢燃料电池的优势1、能量转换效率高，绿色无污染。

燃料电池通过电化学反应，不是采用燃烧(柴、汽油)或储能(蓄电池)方式，燃料电池只会产生水、热与电能，对环境无污染。

若制氢过程是通过可再生能源产生的，整个循环过程就是彻底的不产生有害物质。

2、无振动、噪声低。

根据燃料电池的工作原理可知，只要燃料和催化剂从外部不断地输入，燃料电池即可不断地发出电能，其使用寿命远高于普通原电池和充电电池。

因无往复和回转运动的机械结构，所以燃料电池运行时震动小，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交流的水平。

另外，在整个工作中无噪声与机械振动，减少了机械器件的相互磨擦，从而在一定程度上延长了使用寿命。

3、制氢原料多，能源补充快。

燃料电池所使用的氢气来源广泛，自然界中氢大量存储在水中，可采用水电解制氢；也可从可再生能源中获得，可用天然气、甲醇、汽油及再生能源等。

燃料电池所需燃料主要是氢气，充气或更换氢气瓶一般只需几分钟，比纯电动汽车的蓄电池充电时间短。

氢燃料电池技术发展现状及未来展望研究一、前百当前人类建立在以消耗煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源基础之上的经济发展模式，导致了日益突出的环境污染和温室效应问题。

为实现人类社会可持续发展，建立人与自然的和谐关系，发展风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等绿色能源，成为世界各国高度关注的课题。

多数可再生能源所固有的间隙性、随机与波动性，导致了严重的弃风、弃光、弃水等现象。

氢能作为可存储废弃能源并推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源，其能量密度（140町/kg）是石油的3倍、煤炭的4.5倍，被视为未来能源革命的颠覆性技术方向［Ho 氢燃料电池是以氢气为燃料，通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置，具有能量转换效率高、零排放、无噪声等优点，相应技术进步可推动氢气制备、储藏、运输等技术体系的发展升级。

在新一轮能源革命驱动下，世界各国高度重视氢燃料电池技术，以支撑实现低碳、清洁发展模式［2,3］o发达国家或地区积极发展“氢能经济”，制定了《全面能源战略》（美国）、《欧盟氢能战略》（欧盟）、《氢能/燃料电池战略发展路线图》（日本）等发展规划，推动燃料电池技术的研发、示范和商业化应用。

我国也积极跟进氢能相关发展战略，2001年确立了863计划中包括燃料电池在内的“三纵三横”战略；《能源技术革命创新行动计划（2016—2030）》《汽车产业中长期发展规划》（2017年）等国家政策文件均明确提出支持燃料电池汽车发展。

2020年，科技部启动了国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项，将重点突破质子交换膜、气体扩散层碳纸、车用燃料电池催化剂批量制备技术、空压机耐久性、高可靠性电堆等共性关键技术。

国家能源局将氢能及燃料电池技术列为“十四五”时期能源技术装备重点任务。

研究表明，氢能及氢燃料电池技术有望大规模应用在汽车、便携式发电和固定发电站等领域[3],也是航空航天飞行器、船舶推进系统的重要技术备选方案，但面临低生产成本（电解质、催化剂等基础材料）、结构紧凑性、耐久性及寿命三大挑战。

氢燃料电池技术发展现状及未来展望摘要：燃料电池技术具有能量转化率高、无环境污染、低噪音、可靠性高、氢燃料来源广泛等特点，已成为世界各国重点发展的技术之一。

本文概述了氢燃料电池的应用现状和趋势。

未来，氢燃料电池将大量投入到人们的生活当中，改变日常生活习惯。

关键词：氢燃料电池；发展现状；未来展望引言：在全球绿色低碳转型趋势下，氢气作为一种清洁的高效的可再生能源，已成为新一轮能源技术的变革方向，世界各国和地区正围绕氢能源加快全产业链布局。

燃料电池是一种将燃料和氧化剂在催化剂的作用下，把两者电化学反应产生的能量直接转化为电能的装置，且能量转换效率高、无污染。

1、我国氢能发展现状1.1制氢产业2020年我国H2年产量约为2500万t。

我国煤炭资源丰富，H2生产主要来源于石化和煤化工企业，化石燃料制氢和工业副产气提纯技术制氢量约占全国制氢总量的99%。

中国煤炭工业协会数据显示，2020年我国的煤制氢量占比约62%，天然气制氢量占比约19%，工业副产气提纯制氢量占比约18%，电解水制氢量占比约1%，生物质制氢技术尚未完全成熟，其制氢占比可忽略不计。

煤制氢是最成熟的制氢技术，具有成本低、工艺简单以及可大规模量产等特点，但是生产过程中会排放大量的CO2。

目前，我国的CO2捕集、利用和封存技术，尚未完全成熟，碳捕集的投资成本较高。

近年来，可再生能源电解水制氢技术的发展热度越来越高。

索比光伏网公布的数据显示，2021年全球范围内电解水制氢项目高达50GW，全球相关项目计划总量高达80GW。

1.2燃料电池产业燃料电池按电解质的种类可分为碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池等。

质子交换膜燃料电池具有能源转化效率高、可靠性高、启动快、结构简单及无污染等特点，被认为是燃料电池汽车和固定发电站的首选。

燃料电池由电堆、空气压缩机、加湿器和H2循环泵等系统部件构成，其中电堆占燃料电池成本约60%。

一、报告概述氢能具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染等特征，其能量密度是汽油的3倍，是锂电池的130倍，广泛应用于发电、供热、交通等领域。

近年来，随着新能源汽车产业发展日趋成熟，作为实现途径之一的氢燃料电池技术越来越被重视，由此将带动氢能产业链的整体发展。

目前，我国已经初步形成从基础研究、应用研究到示范演示的全方位格局，布局了完整的氢能产业链，涵盖制氢、储运、加注、应用等4个环节。

在新能源汽车补贴大幅退坡的背景下，2019年3月氢能首次被写入《政府工作报告》，标志着氢能行业已成为我国政府重点发展产业之一。

同年4月，国务院发布国发[2019]8号文，落实《政府工作报告》中重点工作部门分工意见，5月《长三角氢走廊建设发展规划》正式发布，北京、张家口、江苏如皋、上海、广东佛山、成都等多个城市相继出台氢能产业链发展规划并推进地方补贴。

6月《中国氢能及燃料电池产业白皮书》发布，《白皮书》指出，预计到2050年，氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢气需求量接近6000万吨，年产值超过12万亿元。

经过十余年的长足发展，2018年我国氢气年产量已达2200万吨，已成为世界第一产氢大国。

同时，我国金属储氢材料产销量已超过日本，成为世界最大储氢材料产销国。

氢气产量和储氢材料产销量两项世界第一，为我国开发利用新能源、加快迈入氢能经济时代创造了有利条件。

2017年和2018年被认为是新能源汽车的高速增长年，新能源车的保有量从2017年初的不足百万辆增长到2018年末的261万辆，国内电动汽车、电池系统、充电桩等产业的格局基本完成了分化，行业内龙头格局也已初步显现，行业标准初步探索完毕，后续将迎来成熟发展期。

依托庞大的调研体系，结合科学的研究方法和分析模型，中商智库产业研究专家团通过研究当前氢能产业市场环境发布《2020-2025年中国氢能行业深度研究与市场前景预测报告》对当前氢能产业发展方向与投资趋势做出深度解读，深入而客观地剖析了氢能产业的发展趋势和前景，国内外氢能行业的市场规模和竞争格局，并对氢能产业主要投资领域进行细致分析。

中国氢能产业发展报告2020（附下载）当前我国氢能产业正在快速发展，中央及地方支持政策密集出台，燃料电池产品快速迭代。

截止2020 年6 月，全国范围内省及直辖市级的氢能产业规划超过10 个，地级市及区县级的氢能专项规划超过30 个。

在氢能产业快速发展的同时，产业链面临的关键共性问题亟需深入研究，以凝聚行业共识，提供政策参考，保障氢能发展的关键制度供给。

目前全球多个国家和地区已经颁布了氢能发展路线图。

例如，2020年 4 月，荷兰正式发布国家级氢能政策，计划到 2025 年，建设50 个加氢站、投放15000 辆燃料电池汽车和3000 辆重型汽车；到2030 年投放 300,000 辆燃料电池汽车。

2020 年 6 月，德国政府正式通过了国家氢能源战略，为清洁能源未来的生产、运输、使用和相关创新、投资制定了行动框架。

2020 年 6 月，法国交通部长宣布支持一项在 2035 年实现的绿色氢燃料飞机的计划。

2020 年 7 月，欧盟发布了《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合策略》，希望借此为欧盟设置新的清洁能源投资议程，以达成在2050 年实现碳中和的目标，同时在相关领域创造就业，进一步刺激欧盟在后疫情时代的经济复苏。

美国、日本、韩国也将在已推出的氢能发展路线图基础上继续支持氢能产业的发展。

目前我国氢能领域的顶层设计尚不完善，有必要尽快制定我国的氢能发展路线图。

我国氢能的研究较为分散于各个子板块（例如燃料电池车用氢能等），缺乏顶层统筹。

自2016 年以来，中国电动汽车百人会就氢能产业发展问题，多次召开行业研讨会，进行多项专题研究工作。

相关课题研究单位及与会专家均认为有必要推出全国性的氢能发展规划，推进氢能在交通运输、能源供应、工业生产、商住生活等多个领域的产业应用。

氢能顶层设计需要跨部门、跨行业、跨学科协同。

氢能基础设施建设审批涉及工商、土地规划、住建、安监、消防、环境评价等多个部门，主管单位尚不明确。

氢能产业研究及投资机会分析1、实现碳中和：中国构建人类命运共同体的重要一步长期以来，全球气候变暖一直是人类共同关心的话题。

全球变暖主要是由于温室气体不断积累，导致地-气系统吸收与发射的能量不平衡，能量不断在系统内累积，从而导致温度上升。

根据联合国发展规划署(UNEP)的数据，在工业革命以前的80万年里，全球大气二氧化碳浓度长期在150-300PPrTl之间徘徊，工业革命以后开始逐步上升并于1900年前后突破300ppm.截至2020年，全球大气二氧化碳浓度已达到414.24ppm,仅在2000-2020这二十年间大气二氧化碳浓度就上升了44.72ppm,由二氧化碳等温室气体排放引起的气候变化已成为全世界面临的一大挑战。

根据UNEP《TheEmissionsGapReport2020》报告显示，本世纪，世界仍将面临超过3。

C的灾难性温度上升，远远超出《巴黎协定》的目标，即将全球变暖限制在2o C以下并追求1.5。

C的目标。

联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2018年发布的《全球升温1.5。

C特别报告》表示，如果气候变暖以目前的速度持续下去，预计全球气温在2030年至2052年间就会比工业化之前水平升高1.5摄氏度。

目前，世界多国提出了相应的碳中和和减排政策。

碳达峰，就是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。

碳中和，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放“碳中和”是实现碳减排，完成《巴黎协定》所规定的将全球气温上升幅度控制在2。

C以内，将全球碳排放控制在一万亿吨以内的必然途径。

多国提说明确时间表，碳中和成为时代发展主流。

能源和气候信息小组(ECIU)机构统计的数据显示，目前已有数十个国家和地区提出“零碳”或“碳中和”的气候目标。

从地区看，欧洲国家和地区最多。