氢电池。作者：林蔓
来源：股市动态分析
随着近年全球碳中和战略持续深化布局，氢能被越来越多地提及，氢燃料电池在新能源车的应用遐想空间被大大打开。
自2011年以来，我国就从战略、产业结构、科技、财政等方面相继发布了一系列政策，引导鼓励氢燃料电池等氢能产业发展。2019年氢能源首次被写入《政府工作报告》，政府工作任务中明确“将推动充电、加氢等设施建设”。
相较锂电池，氢燃料电池多方面性能都具备显著优势，这也引发了“氢电池是否会代替锂电池”的争论。以日韩两国为首的阵营十分看好氢电池，传统车劲旅丰田、现代已下重注；而先一步火起来的锂电池电动车企等阵营却不以为意，电动车巨头特斯拉CEO埃隆·马斯克就曾直言氢燃料电池是“令人难以置信的愚蠢”。
事实上，氢电池在商业化进程中的确阻碍颇多。分析机构认为，锂电池在电动车的的地位短期内难以撼动。氢电更像是锂电池的一个重要技术备份，后期两者将共存发展。
各有优劣
在整车应用上，氢燃料电池完胜锂电池。目前，电动车消费者最为关心的问题就是续航、充电和安全性。据业内人士介绍，充电方面，氢燃料电池仅需3分钟至5分钟，更大型的车顶多10分钟至20分钟，而锂电池充电至少需要半小时。续航方面，由于氢燃料电池储能密度更高，续航里程普遍就更远，通常会超过500公里，甚至可以达到700公里，而锂电池车续航里程大多在300公里左右，少数车型可以达到400公里至500公里；安全性方面，锂电池更易燃且反应产物有毒，造成过多起电动车起火事故。
此外，氢燃料电池在使用寿命结束后，不会对环境造成污染。而锂离子电池则含有很多重金属，如果回收不当，会对环境造成较大污染。
然而在商用化进程上，氢燃料电池远远落后于锂电池。
首先是能源使用效率更低。锂电池和燃料电池都是利用电，但锂电池是直接用电，而氢还需要通过电转化而来，因此氢作为二次能源，能量利用效率显然更低。
据氢云链分析师测算，氢燃料电池汽车在终端每百公里消耗总电能40kwh，在电力系统源头消耗41.67kwh；而锂电池汽车每百公里耗电15kwh（按照当前估计），其中有效电能12.2kwh。而电能从发电厂转化为电池组输出过程中消耗约12%，即每百公里在源头的总能耗约17.05kwh，能源利用效率达71.55%，
其次是存储更难，氢站建设比锂电池充电站建设更为困难，不仅存在爆炸隐患，且氢气来源有限，严重限制了规模化量产。氢燃料电池车老大丰田此前透露，公司预计在2025年将氢燃料电池车产能提高至20万辆；而据Digitimes Research预估，特斯拉2022年电动车年销量就将突破130万台。
存储难题也拖累了氢电池的体积。目前主流的氢燃料电池车采用的依然是相对传统的球罐储气方式，以保证气压受力均匀，而这压缩了车内的乘坐空间，导致整备质量较大。以丰田Mirai为例，整车车身重达1930kg。相比之下，价位和级别相近的特斯拉Model3整车重量仅1614kg。可见，氢燃料电池车实属不轻。
最后是成本更高。上述氢云链分析师表示，国际先进厂商的氢燃料电池系统制造成本约为20万元，预计未来量产后能降到10万元左右。未来氢燃料电池使用寿命预计达到10000小时，寿命期内总行驶里程预计40万公里，分摊成本约25元/100km；加氢站成本方面，当前日均加氢能力500kg的加氢站建设成本约2000万元，预计未来大批量生产之后建设成本能降至1000万元。若按加氢站每年运行360天，40%的使用率，10年折旧，则分摊成本为约13.89元/kg。
锂电池随着技术进步成本或持续下降。氢云链预计，锂电池成本在未来几年将降到20000元左右，按照电池寿命期600次充放，每次续航400km，则寿命期内电池成本约为8.3元/100km。 充电站建设上，根据调研，当前充电站建设成本约为200万（包含10个60Kw快充桩），假设服务年限10年，平均利用率20%，则平均每度电分摊建设成本约为0.2元/kwh；此外当充电桩大量铺设时，供电功率将超出局域电网负荷，需要改造电网，假设单个充电站的电网改造投入为120万元，则每度电的电网改造成本约为0.18元/kwh。
未来市场规模锂电占优
从未来市场规模来看，氢燃料电池和锂电池都具备成长动力，但绝对规模上锂电池仍占据显著优势。
Research and Markets调研数据预计，2025年锂电池市场规模将达到801.70亿美元（约5104.82亿元人民币）；到2026年市场将以14.6%的CAGR增长，达到近920亿美元（约5876.50亿元人民币），超过2020年市场规模的一倍。
氢电池方面，智研咨询预计，到2025年全球燃料电池市场有望达到约3400亿元人民币，其中燃料电池汽车市场规模将超过50%。另据GGII预测，到2023年中国氢燃料电池产业市场规模将达到230亿元，2019年到2023年年复合增长率为46%。国联证券表示，当前燃料电池系统国产化程度已从2017年的约30%提升至60%-70%，电堆、膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件均可自主生产，气体扩散层、催化层和质子交换膜等核心材料也在加速研发中，普遍处于送样测试验证阶段，预计未来2-3年氢燃料电池产业链有望完全实现国产化供应。
或上演“双雄格局”
事实上，各方机构认为，氢锂两大阵营并不是“一山不容二虎”，而是会共生发展，氢电池会作为锂电池的一个重要补充技术。
有业内人士分析称，氢燃料电池可以看作是为新能源发展多保留一条技术路线，但应该不会是重点方向，毕竟锂电池、上下游产业成熟度较高，氢燃料电池要重整产业链任重道远，市场不会做舍近求远的选择。但从国家产业规划角度，适当保留一部分氢燃料电池市场，有利于产业结构均衡化，避免鸡蛋放在一个篮子里。总之，民用领域用电能替代石油是明确方向，但具体是通过锂电池还是氢燃料电池，可以交给市场自主选择。
平安证券表示，作为与电动汽车长期并存互补的技术路线，氢能产业链有望与锂电产业链形成“双雄”的市场格局。
（编辑：小股）
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