燃料電池可直接一步將氫能轉(zhuǎn)換為電能，效率高。它是電化學(xué)反應(yīng)，不燃燒，所以轉(zhuǎn)化效率特別高。氫 氣通過(guò)燃料電池進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，再通過(guò)電動(dòng)機(jī)去推動(dòng)輪子，能量利用效率高達(dá) 80%。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)到輪子，能量利用效率 30%。蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)化效率 更糟糕，只有 4%-8%。

燃料電池轉(zhuǎn)換效率高

燃料電池下游主要應(yīng)用領(lǐng)域

　　燃料電池早在 20 世紀(jì) 60 年代就因其體積小、容量大的特點(diǎn)而成功應(yīng)用于航天領(lǐng)域。進(jìn)入 70 年代后，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，氫燃料電池也逐步被運(yùn)用于發(fā)電和汽車(chē)。現(xiàn)如今，伴隨各類(lèi)電子智能設(shè)備的崛起以及新能源汽車(chē)的風(fēng)靡，氫燃料電池主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域：固定領(lǐng)域、運(yùn)輸領(lǐng)域、便攜式領(lǐng)域。從市場(chǎng)的觀點(diǎn)來(lái)看，燃料電池因其穩(wěn)定性和無(wú)污染的特質(zhì)，既適宜用于集中發(fā)電，建造大、中型電站和區(qū)域性分散電站，也可用作各種規(guī)格的分散電源、電動(dòng)車(chē)、不依賴(lài)空氣推進(jìn)的潛艇動(dòng)力 源和各種可移動(dòng)電源，同時(shí)也可作為手機(jī)、筆記本電腦等供電的優(yōu)選小型便攜式電源。

　　2014 年固定式燃料電池市場(chǎng)占有率達(dá) 70%，并將繼續(xù)引領(lǐng)未來(lái)全球燃料電池市場(chǎng)的發(fā)展。根據(jù) Navigant 的一份報(bào)告顯示，目前固定式燃料電池系統(tǒng)的年出貨量大約為 4 萬(wàn)套，預(yù)計(jì)在 2022 年的年出貨量 將達(dá)到 125 萬(wàn)套，其復(fù)合年平均增長(zhǎng)率達(dá) 51.7%。固定式燃料電池行業(yè)正處于一個(gè)非常活躍的階段，許多公司計(jì)劃開(kāi)發(fā)或安裝固定式燃料電池系統(tǒng)，由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及在自然災(zāi)害情況下電力的持續(xù)供應(yīng)要求的增加，固定式燃料電池系統(tǒng)作為小型發(fā)電及備用電源系統(tǒng)得以迅速 的發(fā)展。

全球固定應(yīng)用領(lǐng)域燃料電池出貨量

　　便攜式電源市場(chǎng)包括非固定安裝的或者移動(dòng)設(shè)備中使用的燃料電池，適用于軍事、通訊、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，以滿(mǎn)足應(yīng)急供電和高可靠性、高穩(wěn)定性供電的需要，實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品包括高端手機(jī)電池、筆記本電腦等便攜電子設(shè)備、軍用背負(fù)式通訊電源、衛(wèi)星通訊車(chē)載電源等；另一方面用作自行車(chē)、摩托車(chē)、汽車(chē)等交通工具的動(dòng)力電源，以滿(mǎn)足環(huán)保對(duì)車(chē)輛排放的要求。預(yù)期是運(yùn)用在手機(jī)，無(wú)人機(jī)，數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域。目前相比鋰電池從價(jià)格和性能兩個(gè) 方面來(lái)看優(yōu)勢(shì)并不明顯，因此現(xiàn)在對(duì)于便攜式燃料電池的需求相當(dāng)少。

全球便攜設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域燃料電池出貨量

　　交通運(yùn)輸市場(chǎng)包括為乘用車(chē)、巴士/客車(chē)、叉車(chē)以及其他以燃料電池作為動(dòng)力的車(chē)輛提供的燃料電池，例如特種車(chē)輛、物料搬運(yùn)設(shè)備和越野車(chē)輛的輔 助供電裝置等。汽車(chē)用燃料電池作為動(dòng)力系統(tǒng)是目前關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域。這是目前是爆發(fā)最 迅猛，也是關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域。

全球交通領(lǐng)域燃料電池出貨量

　　相較于鋰電池，燃料電池最大優(yōu)勢(shì)就是能量密度高，約是鋰電池的 120 倍。能 量密度優(yōu)勢(shì)利于實(shí)現(xiàn)具有跨時(shí)代意義的能源技術(shù)革命,盡管汽油車(chē)比電動(dòng)車(chē)出現(xiàn) 要晚 20 年，但還是憑借著能量密度高的優(yōu)勢(shì)，迅速搶占汽車(chē)市場(chǎng)，且市占率高 達(dá) 95%以上。氫的能量密度大概是汽油 3-4 倍，但實(shí)際上沒(méi)有那么理想，理論數(shù) 值沒(méi)有那么高，必須經(jīng)過(guò)壓縮液化。現(xiàn)在公認(rèn)的是燃料電池車(chē)和汽油差不多，大 概可以跑 500-800 公里。隨著儲(chǔ)氫技術(shù)的提高，最大里程可達(dá) 1200 公里。純電 動(dòng)車(chē)方面，跑 300 公里鋰電池汽車(chē)車(chē)重和儲(chǔ)能系統(tǒng)體積均約為燃料電池汽車(chē)的 2 倍。并且在相同行駛距離下，純電動(dòng)汽車(chē)（包含鉛酸電池電動(dòng)車(chē)、鎳氫電池電動(dòng) 車(chē)、鋰電池電動(dòng)車(chē)）的重量也都大于燃料電池汽車(chē)，其行駛能耗也會(huì)增加。

不同儲(chǔ)能材料能量密度對(duì)比

燃料電池汽車(chē)長(zhǎng)途行駛車(chē)重幾乎不變

燃料電池汽車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)體積遠(yuǎn)小于電動(dòng)汽車(chē)

　　相比于純電動(dòng)汽車(chē)， 燃料電池汽車(chē)在載重、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等方面優(yōu)勢(shì)突出，氫燃料電池汽車(chē)更是 被譽(yù)為新能源汽車(chē)的終極目標(biāo)。國(guó)際上如豐田、本田、戴姆勒、通用等許多汽車(chē) 巨頭也都加大了對(duì)燃料電池汽車(chē)的研發(fā)，力爭(zhēng)搶占這一制高點(diǎn)。隨著各國(guó)對(duì)燃料 電池投入的加大，國(guó)外燃料電池汽車(chē)快速發(fā)展形成的示范效應(yīng)將推動(dòng)氫燃料電池 汽車(chē)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域?qū)⒅鸩秸紦?jù)主導(dǎo)地位。

燃料電池汽車(chē)（FCEV）與純電動(dòng)車(chē)（BEV）性能比較

燃料電池汽車(chē)（FCEV）與純電動(dòng)車(chē)（BEV）性能比較

　　電池系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)成本是影響傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)、鋰電 池、燃料電池整車(chē)三者成本的主要因素。鋰電池系統(tǒng)主要由正極材料、負(fù)極材料、 隔膜、電解液等組成，其中正極材料和隔膜的制造成本約占據(jù)總成本的一半左右。 目前鋰電池成本約為 1200 元/千瓦時(shí)，根據(jù)電池容量的不同，電池成本也會(huì)不同， 高昂的電池價(jià)格是電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格居高不下的主要原因。燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)主要由 膜電極、催化劑、雙極板、擴(kuò)散層、空壓機(jī)等組件構(gòu)成，其中電堆成本（主要是 前三者）占據(jù)了燃料電池系統(tǒng)成本的一半以上。目前交通運(yùn)輸用燃料電池系統(tǒng)的 成本為 53 美元/千瓦,與 2006 年相比下降了 57.3%；同時(shí) DOE 預(yù)估 2020 年燃料 電池系統(tǒng)成本為 40 美元/千瓦，最終的目標(biāo)價(jià)位設(shè)定在 30 美元/千瓦，燃料電 池系統(tǒng)成本快速降低的趨勢(shì)將極大地促進(jìn)燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化。

燃料電池成本持續(xù)下降