2023年将是氢能及燃料电池行业进入发展快车道的一年
氢燃料电池装机量
2022年燃料电池系统累计装机量506.9MW，同比增长191.7%，较21年翻番。数据显示，2023年2月丰田、上海锐唯、氢澜科技装机量居前三，其装机量分别为4476KW、1875KW、1580KW；市场占比分别为41.83%、17.5%和14.77%；TOP3累计占比为74.1%。
氢燃料电池车的销量
2022年底FCV（燃料电池车）单月装车量超千辆兑现，全年销售5千辆，突破历史新高。
2023年2月氢燃料电池汽车终端市场实销135辆（其中客车81辆；重卡24辆、中卡22辆；乘用车8辆），主要销往北京、广东、河北。同比去年2月的115辆增长17.4%，环比今年1月的153辆下降11.76%。
氢能是一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源，可通过多种途径获取。现在超过三分之一的中央企业已经在布局包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局。
制氢
上游是氢气的原料及制备，原料主要包括煤炭、天然气、工业副产品等。制氢技术方法，目前我国制氢的主要方法有煤制氢、天然气制氢、工业副产制氢及电解水制氢等。
数据显示，目前我国制氢原料中，煤炭使用最为广泛，占比达到64%，其次是工业副产品占比达21%，天然气占比达14%，电解水使用最少，占比仅为1%。
从各制氢路径的特点来看，传统制氢工业中以煤、天然气等化石能源为原料，但长远看煤制氢需要大型的气化设备，煤制氢一次装置投资价格较高，只有规模化生产才能降低成本，无法作为大规模分布式的氢能供应来源。
中国天然气资源供给有限且含硫量较高，预处理工艺复杂（需要将原料气的硫含量降至1ppm以下，以防止重整催化剂的中毒），导致国内天然气制氢的经济性远低于国外。
电解水制氢纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，且生产灵活，被认为是未来最有发展潜力的绿色氢能供应方式。电解水制氢的成本主要取决于电费。以目前主流的碱性电解水为例，制氢效率约5度/立方米，电费成本约占85%，如果按照平均工业电价0.6元计算，成本约40-50元/kg，明显偏高。据估算，当电价低于0.3元时，电解水制氢成本与其他工艺路线相当。
光伏制氢是最具潜力的电解水制氢方式。受益于近年可再生能源技术成熟和规模化发展，可再生电力成本预计在未来十年会显著下降；而伴随产能增加、技术进步，电解装置的转化效率和满载小时数将持续提升，这也促使单位氢气生产对应的电解装置成本持续下降。
中国为全球第一产氢大国，根据中国氢能联盟数据显示，2019年我国氢气产量为3342万吨，2021年我国氢气产量约3300万吨。从氢气的总产量来看，近年中国氢气产量稳定在3300万吨左右。
从区域分布看，我国氢气产能主要集中在西北、华北和华东地区，合计占比75%。
储运氢
制氢是氢能源的基础，中游的储运和加氢是氢能应用的核心保障。目前，全球氢气储运主要有三种路径：高压气态储氢技术、低温液态储氢技术、固态储氢技术。主要需要的设备为储氢罐。
高压气态储氢是一种最常见、应用最广泛的储氢方式，其利用气瓶作为储存容器，通过高压压缩方式储存气态氢。其优点是成本低、能耗相对小，可以通过减压阀调节氢气释放速度，充放气速度快，动态响应好，能在瞬间开关氢气。
以6061铝合金为内胆外面全缠绕碳纤维，我国已开发35MPa和70MPa。其中35MPa已被广泛用于氢燃料电池汽车，70MPa正逐步推广。
目前，我国储氢造价成本达27055元，储氢瓶售价达38650元，储氢瓶配套系统单车价值量达15万元，新增储氢瓶市场规模达2亿元，随着技术发展和生产规模的扩大，预计2050年新增储氢瓶市场规模将达2400亿元。受中国市场庞大的重卡基数推动，未来十年内，中国市场的车载储氢瓶市场份额预期提升至39%，将成为全球最大的车载储氢瓶市场。
高压气态储氢这方面的相关企业有浙江巨化、北京科泰克、京城股份、沈阳斯林达、中国中氢、中材等；在低温液态储氢技术方面，相关企业有中国航天科技集团101所和张家港福瑞氢能；在固态储氢技术方面有北京浩运金能、厦门钨业及北京有色金属研究总院等企业。
加氢
中下游衔接的加氢站，这一基础设施的建设配套也是整个产业链的核心保障环节。加氢站的建设、使用等几乎与现有的加油站的方式差不多。
加氢站的主要设备：包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等，其中压缩机占总成本较高（约30%）。目前设备制造的发展方向主要是加速氢气压缩机的国产化进程，从而降低加氢站的建设成本，促进氢能产业链的发展。
加氢站数量
加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施，中国加氢站的数量也在不断增长。截至2022年，我国加氢站达到274个，同比增长25.69%。
我国现运营的加氢站主要集中在广东、江苏、山东、河北、上海等个省/市，加氢站数量占比超过50%。国内制氢企业分布也明显呈现出东部沿海多内陆少，北京、山东、江苏、上海和广东氢气产量占全国制氢总量超过60%。
加氢站建设成本分析
加氢站主要设备依靠进口，关键技术国产化进程有待加速。典型的外供氢的高压气氢加氢站投资组成中，除去土建，设备费用占据最大比例，主要是压缩机、储氢瓶、加氢和冷却系统，由于国内缺乏成熟量产的加氢站设备厂商，进口设备推高了加氢站建设成本。目前建设一座35MPa，500kg/d固定式加氢站的投资成本约为1500-2000万元，即使扣除政府补贴的300-500万元，加氢站投资成本依然是传统加油站的2-3倍。
用氢
下游是氢气的应用，氢气应用可以渗透到传统能源的各个方面，包括交通运输、工业燃料、发电等，主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢燃料电池对环境无污染，作为真正意义上“零排放”的清洁能源，氢燃料电池在发达国家的应用正在提速。
氢燃料电池核心零件
核心零件是质子交换膜，质子交换膜的质量高低直接就会影响到氢电池的一个使用时长及寿命。
质子交换膜，顾名思义，是用作正负极间质子（氢离子）交换的场所，它的特异功能是可以让质子选择性透过，从而保证电极之间的离子交换顺利完成，最终完成电池的功能。同时，质子交换膜也对正负极的电解液进行隔绝，避免交叉污染。
到了20世纪50年代末，美国通用电气公司将铂作为催化剂沉积在膜上，研发了质子交换膜燃料电池，用于NASA的太空任务。
最早的质子交换膜是聚苯甲醛磺酸膜，这种材料在干燥条件下易开裂。此后研制的聚苯乙烯磺酸膜（PSSA），能够在干湿状态下都保持较好的机械稳定性。20世纪60年代，美国杜邦公司开发了全氟磺酸膜（PFSA），即Nafion系列产品。
这一产品可以说是质子交换膜发展史上的里程碑，其凭借着优异的化学稳定性、高机械强度，以及在低温和高湿度下突出的离子电导率，大大提升了燃料电池的性能和使用寿命，同时还能降低催化剂成本。
目前根据含氟情况分类，质子交换膜主要包括全氟磺酸质子交换膜、部分氟化质子交换膜、非氟化质子交换膜、复合质子交换膜。其中大部分仍处在研究阶段，市场上应用最为广泛的仍然是全氟磺酸膜。
全氟磺酸膜被称为氟化工产业链的技术难度巅峰。从制备过程看，困难主要来自四个环节：原材料PSVE单体的制备、四氟乙烯的获取、树脂的聚合和成膜。
PSVE单体，即全氟磺酰基乙烯基醚，其制备反应条件十分严苛。为了规避技术纠纷，各厂家领先开发出不同结构的PSVE单体后纷纷申请专利，因此这一环节专利保护性较强。
四氟乙烯是制作全氟磺酸树脂的核心原材料，具有易爆炸特点，运输难度大，因此生产全氟磺酸膜的企业，一般需要具备四氟乙烯的自供能力。
树脂的聚合与成膜过程，存在着机械强度难以保证、产品平整度和厚度难以取舍的问题，使其满足工业化生产规模具备相当大的技术难度。
居于电池“心脏”地位的质子交换膜，对于膜厚度、化学稳定性、质子传导率等性能指标有着高要求，先发企业通过验证进入正式产线后，就牢牢粘住了客户，高替换成本使得后来者难以居上。
国产膜的普遍厚度只能做到15微米。国电投氢能公司能够生产8微米的质子交换膜，但距离大规模量产仍有较大距离。而美国戈尔在杜邦Nafion膜基础上生产出的增强型Select膜，最薄可达5微米，其8微米膜已经实现量产。
截至2019年，戈尔的质子交换膜为大部分国内膜电极生产厂商使用，市场份额高达90％以上。面对高度集中的市场格局，国内玩家目前只能打价格牌，以较国外低30％－40％的售价争取生存空间。
目前海外质子交换膜生产企业主要有戈尔（Gore）、科慕、美国的陶氏化学（Dow）、3M、日本旭化成、日本旭硝子、加拿大巴拉德（Ballard）和比利时苏威（Solvay）等。国内的东岳集团旗下的东岳未来氢能，是国内最早布局质子交换膜业务的企业，也是国内唯一能够实现批量生产质子交换膜的企业，目前形成了从原料、中间体、单体、聚合物，到成膜技术、功能化技术等全产业链条。另有，国电投氢能公司2021年其华中氢能产业基地年产30万平氢燃料电池质子交换膜生产线投产。
燃料电池车相比传统汽车，具有无污染、“零排放”、无噪声、无传动部件的优势，相比电动车，具有续航里程长、充电时间短、起动快的优势，发展前景广阔。此前国家出台的《国家创新驱动发展战略纲要》等重要文件中，明确提及要大力发展氢燃料汽车。到2030年，我国要实现氢燃料电池汽车保有量200万辆的目标。
近日，丰田曝出了一则猛料，丰田新能源汽车Mirai已经推出了第二代，并且在德国正式发售，本次新车共计推出3款车型，官方售价为6.39-7.39万欧元，采用了氢能源作为燃料，并且相比老款来说，续航里程提升了30%，只需要5kg氢燃料就可以续航651km，这个续航里程完全可以媲美普通燃料汽车。
区域发展情况
以佛山为例，在政策指引和市场需求的驱动下，佛山市氢能源产业链不断完善，其中，在制氢、氢储存、氢运输、加氢站、氢电池等领域均有企业布局。
佛山市氢能源产业链
作为国内氢燃料电池汽车和加氢站规模最大城市之一，佛山的产业发展情况是国内氢燃料电池汽车产业和氢能源产业发展的突出代表。2021年佛山全市已建设加氢站28座，开通56条氢能公交线路，购置上牌氢能公交车1000辆，投运氢能物流车448辆，氢能客车3辆，均位于全国前列。佛山氢能源发展规模“252”总目标：到2020年，氢能源及相关产业累计产值达到200亿元;到2025年，氢能源及相关产业累计产值达到500亿元;到2030年，建成氢能源产业集群，实现氢能源及相关产业累计产值2000亿元。
可以预见，在“双碳”战略目标的推进下，随着各地氢能产业政策和投资项目的逐步落地，2023年氢燃料电池系统技术将更迈上一个新台阶，其装机市场也将呈现出新的发展格局。
