隨著近年全球碳中和戰略持續深化布局，氫能被越來越多地提及，氫燃料電池在新能源車的應用遐想空間被大大打開。

 

       自2011年以來，我國就從戰略、產業結構、科技、財政等方面相繼發布了一系列政策，引導鼓勵氫燃料電池等氫能產業發展。2019年氫能源首次被寫入《政府工作報告》，政府工作任務中明確“將推動充電、加氫等設施建設”。

 

       相較鋰電池，氫燃料電池多方面性能都具備顯著優勢，這也引發了“氫電池是否會代替鋰電池”的爭論。以日韓兩國為首的陣營十分看好氫電池，傳統車勁旅豐田、現代已下重注；而先一步火起來的鋰電池電動車企等陣營卻不以為意，電動車巨頭特斯拉CEO埃隆·馬斯克就曾直言氫燃料電池是“令人難以置信的愚蠢”。

 

       事實上，氫電池在商業化進程中的確阻礙頗多。分析機構認為，鋰電池在電動車的的地位短期內難以撼動。氫電更像是鋰電池的一個重要技術備份，后期兩者將共存發展。

 

       各有優劣

 

       在整車應用上，氫燃料電池完勝鋰電池。目前，電動車消費者最為關心的問題就是續航、充電和安全性。據業內人士介紹，充電方面，氫燃料電池僅需3分鐘至5分鐘，更大型的車頂多10分鐘至20分鐘，而鋰電池充電至少需要半小時。續航方面，由于氫燃料電池儲能密度更高，續航里程普遍就更遠，通常會超過500公里，甚至可以達到700公里，而鋰電池車續航里程大多在300公里左右，少數車型可以達到400公里至500公里；安全性方面，鋰電池更易燃且反應產物有毒，造成過多起電動車起火事故。

 

       此外，氫燃料電池在使用壽命結束后，不會對環境造成污染。而鋰離子電池則含有很多重金屬，如果回收不當，會對環境造成較大污染。

 

       然而在商用化進程上，氫燃料電池遠遠落后于鋰電池。

 

       首先是能源使用效率更低。鋰電池和燃料電池都是利用電，但鋰電池是直接用電，而氫還需要通過電轉化而來，因此氫作為二次能源，能量利用效率顯然更低。

 

       據氫云鏈分析師測算，氫燃料電池汽車在終端每百公里消耗總電能40kwh，在電力系統源頭消耗41.67kwh；而鋰電池汽車每百公里耗電15kwh（按照當前估計），其中有效電能12.2kwh。而電能從發電廠轉化為電池組輸出過程中消耗約12%，即每百公里在源頭的總能耗約17.05kwh，能源利用效率達71.55%，

 

       其次是存儲更難，氫站建設比鋰電池充電站建設更為困難，不僅存在爆炸隱患，且氫氣來源有限，嚴重限制了規模化量產。氫燃料電池車老大豐田此前透露，公司預計在2025年將氫燃料電池車產能提高至20萬輛；而據Digitimes Research預估，特斯拉2022年電動車年銷量就將突破130萬臺。

 

       存儲難題也拖累了氫電池的體積。目前主流的氫燃料電池車采用的依然是相對傳統的球罐儲氣方式，以保證氣壓受力均勻，而這壓縮了車內的乘坐空間，導致整備質量較大。以豐田Mirai為例，整車車身重達1930kg。相比之下，價位和級別相近的特斯拉Model3整車重量僅1614kg。可見，氫燃料電池車實屬不“輕”。

 

       最后是成本更高。上述氫云鏈分析師表示，國際先進廠商的氫燃料電池系統制造成本約為20萬元，預計未來量產后能降到10萬元左右。未來氫燃料電池使用壽命預計達到10000小時，壽命期內總行駛里程預計40萬公里，分攤成本約25元/100km；加氫站成本方面，當前日均加氫能力500kg的加氫站建設成本約2000萬元，預計未來大批量生產之后建設成本能降至1000萬元。若按加氫站每年運行360天，40%的使用率，10年折舊，則分攤成本為約13.89元/kg。

 

       鋰電池隨著技術進步成本或持續下降。旺材鋰電預計，鋰電池成本在未來幾年將降到20000元左右，按照電池壽命期600次充放，每次續航400km，則壽命期內電池成本約為8.3元/100km。 充電站建設上，根據調研，當前充電站建設成本約為200萬（包含10個60Kw快充樁），假設服務年限10年，平均利用率20%，則平均每度電分攤建設成本約為0.2元/kwh；此外當充電樁大量鋪設時，供電功率將超出局域電網負荷，需要改造電網，假設單個充電站的電網改造投入為120萬元，則每度電的電網改造成本約為0.18元/kwh。

 

       未來市場規模鋰電占優

 

       從未來市場規模來看，氫燃料電池和鋰電池都具備成長動力，但絕對規模上鋰電池仍占據顯著優勢。

 

       Research and Markets調研數據預計，2025年鋰電池市場規模將達到801.70億美元（約5104.82億元人民幣）；到2026年市場將以14.6%的CAGR增長，達到近920億美元（約5876.50億元人民幣），超過2020年市場規模的一倍。

 

       氫電池方面，智研咨詢預計，到2025年全球燃料電池市場有望達到約3400億元人民幣，其中燃料電池汽車市場規模將超過50%。另據GGII預測，到2023年中國氫燃料電池產業市場規模將達到230億元，2019年到2023年年復合增長率為46%。國聯證券表示，當前燃料電池系統國產化程度已從2017年的約30%提升至60%-70%，電堆、膜電極、空壓機、氫氣循環泵等核心部件均可自主生產，氣體擴散層、催化層和質子交換膜等核心材料也在加速研發中，普遍處于送樣測試驗證階段，預計未來2-3年氫燃料電池產業鏈有望完全實現國產化供應。

 

       或上演“雙雄格局”

 

       事實上，各方機構認為，氫鋰兩大陣營并不是“一山不容二虎”，而是會共生發展，氫電池會作為鋰電池的一個重要補充技術。

 

       有業內人士分析稱，氫燃料電池可以看作是為新能源發展多保留一條技術路線，但應該不會是重點方向，畢竟鋰電池、上下游產業成熟度較高，氫燃料電池要重整產業鏈任重道遠，市場不會做舍近求遠的選擇。但從國家產業規劃角度，適當保留一部分氫燃料電池市場，有利于產業結構均衡化，避免雞蛋放在一個籃子里。總之，民用領域用電能替代石油是明確方向，但具體是通過鋰電池還是氫燃料電池，可以交給市場自主選擇。

 

       平安證券表示，作為與電動汽車長期并存互補的技術路線，氫能產業鏈有望與鋰電產業鏈形成“雙雄”的市場格局。