氫燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。?其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，通過將氫氣供給陽極，氧氣供給陰極，氫氣在陽極與電解質(zhì)反應(yīng)后釋放電子，電子通過外部負(fù)載到達(dá)陰極，從而產(chǎn)生電流。?氫燃料電池目前主要應(yīng)用在商用車、固定式發(fā)電、工程機(jī)械、乘用車、船舶、軌道交通、航空等領(lǐng)域。
氯燃料電池主要應(yīng)用場景
| 應(yīng)用場景 | 主要內(nèi)容 |
| 商用車 | 國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)的應(yīng)用場景以商用車為主。與純電動汽車相比，燃料電池汽車擁有強(qiáng)大的性能，運(yùn)行時間和運(yùn)行里程明顯更長，安全性能也更優(yōu)。自前，燃料電池商用車的主要示范應(yīng)用集中在物流、公共汽車等領(lǐng)域。得益于產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼和國家扶持政策，中國氫燃料電池在商用車（尤其是公共汽車、物流車）應(yīng)用方面已處于領(lǐng)先地位，超過了其他應(yīng)用場景。此外，在低價氫地區(qū)，氫能重卡的可擴(kuò)展性有所提高，預(yù)計到2027年安裝氫燃料電池的重卡將達(dá)到成本平價。 |
| 固定式發(fā)電 | 固定式發(fā)電包括所有在固定位置作為主電源（電站)、備用電源或者熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行的燃料電池，比如分布式發(fā)電及余熱供電等，主要被用于商業(yè)、工業(yè)及住宅發(fā)電。隨著政府和市場對氫能的白益重視，基子氡燃料電池技術(shù)的固定式發(fā)電示范項(xiàng)目將持續(xù)發(fā)展。 |
| 工程機(jī)械 | 工程機(jī)械也是燃料電池系統(tǒng)的下游主要應(yīng)用場景之一，包括叉車、吊車、礦車、攪拌車等。以叉車為例，氡燃料電池叉車主要用于在室內(nèi)外固定位置短距離（工作半徑一般不超過1公里)高效搬運(yùn)物料。在“雙碳”背景下，氫燃料電池叉車基于零排放、無污染、加注快、耐低溫、動力足、輸出功率恒定等優(yōu)勢，成為內(nèi)燃叉車的理想替代。隨著技術(shù)成熟和成本下降，此類應(yīng)用成為首選，尤其是在重載、低溫、連續(xù)長時間工作的應(yīng)用場景中需求較為剛性。 |
| 乘用車 | 鑒于乘用車在推動技術(shù)進(jìn)步方面的優(yōu)勢地位以及擁有更廣泛的用戶群，乘用車能夠?yàn)槿剂想姵仄嚨拈L期發(fā)展提供持續(xù)而強(qiáng)勁的動力。商用車的早期示范和運(yùn)行將發(fā)揮引領(lǐng)作用，促進(jìn)整個燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，并產(chǎn)生降低成本等有利因素。近年來，在政策驅(qū)動及其他有利因素的共同作用下，中國燃料電池乘用車市場已初步形成。 |
| 船舶 | 氫燃料電池技術(shù)在船舶上的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了高能效和零排放，還提高了船舶的整體舒適度，是海上運(yùn)輸?shù)囊环N理想的綠色推進(jìn)系統(tǒng)。截至2023年10月，中國首艘氫燃料電池動力示范船“三峽氫州一號”完成首航。 |
| 軌道交通 | 氫燃料電池電力系統(tǒng)使火車能夠獨(dú)立于架空接觸網(wǎng)牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行，從而減少基礎(chǔ)設(shè)施投資。此外，它還具有噪音低、污染小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 |
| 航空 | 燃料電池在航空上的應(yīng)用主要集中在無人機(jī)和航空飛行器方面。氫作為燃料增加了發(fā)動機(jī)的凈推力輸出功率，降低了燃料消耗率。應(yīng)用燃料散熱器提高了發(fā)動機(jī)性能，凸顯氫燃料電池在航空領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。 |
資料來源：公開資料、觀研天下整理
應(yīng)用領(lǐng)域占比，我國氫燃料電池在商用車應(yīng)用方面已處于領(lǐng)先地位，2023年占比達(dá)94.74%。其次是固定式發(fā)電，2023年占比達(dá)2.83%；工程機(jī)械和乘用車也是燃料電池系統(tǒng)的下游主要應(yīng)用場景，分別占比1.23%和1.04%。
數(shù)據(jù)來源：公開資料、觀研天下整理
成本結(jié)構(gòu)來看，我國氫燃料電池系統(tǒng)成本結(jié)構(gòu)中，燃料電池電堆成本約占燃料電池系統(tǒng)成本的63%，是燃料電池系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件；輔機(jī)系統(tǒng)占燃料電池系統(tǒng)成本的37%。
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銷售輸出功率來看，2019-2023年，我國氫燃料電池系統(tǒng)銷售輸出功率呈快速增長，復(fù)合年增長率達(dá)59.85%。2023年，我國氫燃料電池系統(tǒng)銷售輸出功率達(dá)1016.5MW，到2024年中國氫燃料電池系統(tǒng)銷售輸出功率將達(dá)到1707.1MW。
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市場規(guī)模來看，我國氫燃料電池行業(yè)市場規(guī)模呈快速增長。由2019年的16.3億元增至2023年的39.3億元，復(fù)合年增長率為24.61%；到2024年中國氫燃料電池系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)到59.9億元。
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