燃料电池产业研究-从政策扶持到产业化-燃料电池步入快车道.docxVIP

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燃料电池产业研究

从政策扶持到产业化，燃料电池步入快车道

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一、“碳中和”国策加快能源转型，燃料电池是重点方向

“碳达峰”、“碳中和”成为今年两会以来国家重点工作以及市场热点之一，两会期间政府工作报告将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年重点任务之一，另外，“十四五”规划也将加快推动绿色低碳发展列入其中。

什么是“碳达峰”、“碳中和”？“碳达峰”是指二氧化碳排放总量达到峰值，且此后开始逐年减少。“碳中和”是指企业、团体或个人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”。整体而言，“碳达峰”是为最终实现碳中和的阶段性目标和任务。

“碳中和”是中国对世界的承诺，也是2021年及十四五规划的工作重点。2020年9月22日，第75届联大一般性辩论上的讲话中宣示，“将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。“碳达峰”、“碳中和”虽然是中长期目标，却也是当前的工作重点，2020年中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年要抓好的重点任务，提出“要抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰”。

“减法”助力实现“碳中和”，优化能源结构是重中之重。实现“碳中和”必需做好“减法”和“加法”，一方面是减少二氧化碳等温室气体的排放，另外一方面是增加碳汇、发展碳捕集和封存技术等，最终实现排放量和吸收量的平衡，达到碳中和。短中期来看，或者说为达到“碳达峰”的目标，或将主要依靠“减法”，即减少碳排放。从当前我国能源消费结构来看，原煤占比是最高的，达到58%左右，煤炭消费占比高与我国资源禀赋相关，但也导致了大量的碳排放，煤炭也是我国碳排放量占比最大的能源类型，未来能源消费结构的调整或将是中短期内的任务重点。

汽车领域排放问题在中重型车辆上尤其明显，将是“碳中和”的重点领域。根据中国温室气体排放相关数据，2014年交通运输温室气体排放量约为8.2亿吨二氧化碳当量，其中接近50%由中重型商用车产生，然而同期中重型商用车保有量仅占汽车保有量的6.7%，可见中重型商用车是排放的重灾区，也将是“碳中和”优化能源结构的重点领域。

发展氢能是优化能源结构的重要方向。

1）氢能作为二次能源，可从化石能源当中获取，有助于煤炭等一次能源高效利用，另外，通过电解水制取，也可增加电力系统灵活性，有助于形成可持续高弹性的创新型多能互补系统；

2）在提高能源安全方面，氢能有助于大幅减少中国交通运输领域石油和天然气的消费总量，降低能源对外依存度并提升大气质量；

3）应对气候变化方面，氢能有助于引导大量可再生能源从电力部门流向交通运输、工业和建筑等终端使用部门，从而实现深度脱碳。

交通领域将是氢能消费的重要突破口，根据中国氢能联盟预测，到2050年交通领域氢能消费可达2458-4178万吨/年，占交通领域整体用能的19%-28%。

燃料电池是氢能在交通领域的重要应用方式，兼具能效高、排放低等优势。氢燃料电池车作为氢能在交通领域的主要使用途径，相比传统燃油车、新能源车（纯电动）在能效利用率、碳排放等方面均具有一定优势。

1）能效利用率方面，根据中国电动汽车百人会相关资料，引入Well-to-Wheel（从油井到车轮，即能源生产到交通使用过程中的能耗）分析，燃料电池汽车整体能效转化率达到40%，高于纯电动与传统汽油车。（注：此处默认氢气制取方式为天然气制氢，能效转化率高，中国当前仍以煤制氢为主，能效转化率较低，但未来也有望持续向天然气制氢过渡）；

2）碳排放方面，根据德勤相关资料，通过衡量各能源类型车辆全产业链（包括从能源制取、到核心零部件生产、到车辆使用过程排放再到车辆报废处理）当中平均二氧化碳排放水平来看，燃料电池平均排放水平为130-230g/km，低于电动车的160-250g/km与传统燃油车的180-270g/km。

国家政策为燃料电池发展保驾。国家层面从过去以来持续提出扶植燃料电池产业发展，从早期补贴到当期的以奖代补，燃料电池有望逐步进入产业化加速阶段。

二、商用车市场优势凸显，燃料电池有望优先放量

燃料电池(FuelCell)是通过氧化还原化学反应，将燃料及氧化剂中蕴含的化学能转换为电能的装置，以氢气作为阳极反应气体的燃料电池在近年来取得了较大的发展。

燃料电池基本结构主要是由四部分组成，分别为阳极、阴极、电解质和外部电路。通常阳极为氢电极，阴极为氧电极。阳极和阴极上都需要含有一定量的电催化剂，用来加速电极