一说到新能源，风能、水能、太阳能、核能如数家珍，并且大多都是资本市场的宠儿。但是氢能作为与之比肩的重要存在，却一直默默无闻、存在感不强。能源占比方面，氢能源常年占我国能源总消耗量的比重在5%以下；乘用车方面，也向来是“但闻锂电笑，谁知氢能车”。

不过，时代在变化，2021年11月份的上海进博会似乎有打破这种固有局面的苗头。日本丰田Mirai第二代氢燃料电池乘用车首次在中国亮相，最大续航里程达到850km，一举超越绝大多数锂电新能源车。

要知道，氢能源车目前还处于发展的初期阶段，续航里程就已轻松超过800km。反观锂电新能源车，在投入多年时间和巨大研发成本的前提下，目前续航里程与氢能源车相比显得捉襟见肘，续航里程提升受到诸多限制。

11月12日，丰田汽车公司向北京冬奥组委交付北京2022年冬奥会和冬残奥会赛事服务车辆，共计2200余辆。冬奥会和冬残奥会期间，丰田旗下第二代MIRAI氢燃料电池车开始批量使用，其中11月15日首批140辆已经到位。

市场对此次进博会上氢能源车的表现评价不一，分成两边。一边说氢能源才是最理想的乘用车动力来源，另一边说氢能源就如同空中楼阁，应用起来不现实。

真相究竟如何？有着蕴藏丰富、清洁低碳、热值高、形式多样这四大优势的氢能源未来能不能盖过锂电新能源车的风头呢？

一、氢能源乘用车利好政策迎来集中爆发期

此前一直默默无闻的氢能源乘用车如今也迎来了各方政策的大力支持，处于一个政策集中爆发的阶段。先来回顾一下自去年10月份以来集中发布的利好政策：

10月24日，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，提到了统筹推进氢能“制储输用”全链条发展，推动加氢站建设，加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规?；τ谩?/p>

10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，方案提出，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。在碳达峰，碳中和的背景下，氢能发展有望进入快车道。

11月3日，上海发布《关于支持本市燃料电池汽车产业发展若干政策》，政策明确统筹中央和市级财政资金，2025年底前，中央财政、上海市、各区按照1:1:1比例出资。

11月7日，新华社公布《中共中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，意见第十三条指出，将深入实施清洁柴油车（机）行动，全国基本淘汰国三及以下排放标准汽车，推动氢燃料电池汽车示范应用，有序推广清洁能源汽车。

11月11日，上海城市群燃料电池汽车示范应用工作首次启动，标志着我国燃料电池发展正式进入示范应用阶段，下一步京津冀城市群和广东城市群有望启动具体措施。

11月以来，内蒙古、浙江、唐山、河南濮阳等地都陆续推出鼓励氢能与氢燃料电池产业发展的相关政策，武汉、浙江、成都、山东淄博、武汉、石家庄等地陆续新增氢能客车采购订单。

在碳达峰和碳中和的路线下，氢能源作为重要的新能源乘用车动力来源之一，受到国家政策的大力支持，投资者对氢能源乘用车相关产业的研究也因此变得火热起来。

二、氢能源燃料电池的工作原理

氢能源燃料电池的基本工作原理，是氢气通过燃料电池的正极中的催化剂（铂）分解出电子和氢离子。其中氢离子通过质子交换膜到达负极，和氧气产生反应变成水和热量，电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。

简单说，就是通过结合氢和氧，产生电能和水，电能驱动车行，水排出车外。

从工作原理可以看出，氢燃料电池的显著优点有以下三个：

第一，清洁。副产品只有水，不会排放二氧化碳；

第二，安全。因为氢燃料电池的驱动是电化学的过程而非点燃，氢气不会自燃也很难爆炸；

第三，便捷。气体可以压缩，运输和储存方便。

这里值得注意的是，氢能源乘用车的燃料电池并不是我们所熟悉的化学电池。燃料电池，是让氢气和氧气以一种非燃烧的形式，发生氧化还原反应，反应的生成物是水，反应过程释放出电能。

氢能源燃料电池的电能是由储存的氢与外界的氧，在燃料电池堆中“现发、现放”，而非电动车那样，外接电网充电并储存在电池里“先存、再放”。因此，与纯电动车相比，燃料电池车虽然名字带“电池”，但其实它的能量释放过程在直观上更接近燃油车（汽油与外界的氧气反应）。

并且，和燃油车类似，一辆氢燃料电池车最贵的，是能量发生装置而不是储能装置（比如电动车上最贵的是电池，电池中贵的是正负极和电解液），即燃料电池堆而非储气罐。

由于氢能源汽车燃料电池系统成本（尤其是燃料电池堆的成本）仍然较高，现阶段整车成本仍然高于纯电动汽车和燃油车，成为制约燃料电池汽车产业发展的重要因素之一。

三、燃料电池的关键材料限制氢能源乘用车大规模普及

燃料电池堆之所以能让氢、氧在不燃烧的情况下氧化反应，最关键的部件是二者之间的质子交换膜，而交换膜需要一种价格不菲的贵金属——铂，也就是白金，作为催化剂。

正是因为铂是氢能源燃料电池的关键材料，它的高成本和稀缺性限制了氢能源乘用车的大规模生产和普及。

虽然近年来单位功率铂载量随着技术突破不断下降，铂回收利用成本降低，并且到了2020年，丰田最新的第二代Mirai燃料电池车，铂的单位用量已经控制到了低于0.2g/kW。一辆车需要的铂大约在15-20g——相比早期已降低了超过80%。但是，铂的成本依然很高，铂作为原料成本就达到5000人民币左右，而且这只是库存中的原材料价格，并不包括对其加工、组装等，实际成本要更高。

同时，铂的产量有限，稀缺性强。铂的2019年全球探明储量仅7万吨左右，南非储量占了全球储量的91%，本质上很稀缺。如果氢能源车普及化，工业用铂迅速增加，铂价还会继续上升，成为没法靠规?；⒉祷迪吕吹摹坝渤杀尽?。

如果纯电动车继续走向大规模生产和普及，锂电池成本越来越低，氢能源车的竞争力将会下降。铂作为加快反应的催化剂必不可少，但是由于白金比黄金还贵还稀缺，要想大规模降成本，必须寻求可替代的廉价材料，否则氢能源车很难像电动车那样大规模普及。

四、氢能源的发展和应用方向

关键材料受限就意味着氢能源车目前不可能像纯电动车那样，走乘用车大规模生产普及的商业化道路?？梢运?，两者本身就不在同一领域发展。氢能源车现在确实不可能在乘用车领域与锂电新能源车相抗衡，但是在重卡、货运、有轨电车等方向却大放异彩。

总体来看，我国氢能源在交通领域的应用，遵循商用车先发展，乘用车后发展的路径。根据新能源汽车国家检测与管理平台的数据，2020年我国燃料电池车中物流车等商用车占比达到60.5%，客车占比约39%，乘用车仅用于租赁，占比为0.1%。

目前，氢燃料电池汽车重点向重卡方向优先突破。氢燃料电池优势在更高的功率和能量密度，在载重和续航方面有优势，而在加氢站等配套设施方面相较锂电存在劣势，因此氢燃料电池汽车适用的应用场景主要包括固定路线、中长途干线、高载重的重型运输需求。

我国氢能源汽车产业发展以卡车、客车等商用车为优先，而氢燃料电池客车几乎全为公交车辆。这是由于其具备续航里程长、加氢快，尤其是路线固定方便规划加氢站的优点。氢能源公交车辆的需求主要来源于地方政府的规划，市场化程度较小，2020年氢能源汽车销售量结构中约九成为客车。中短期内，预计客车和重卡仍为主力车型。

国内将氢能在交通上的应用重心放在了载量大、运距长的商用场景，比如公交车、物流车、重型卡车、轨道交通，替代锂电池有续航里程短、充电时间长、载货量少的短板。目前多个龙头重卡生产商都在加速布局，全国重型卡车的销量每年在一百万辆以上，按20万一辆算，单是柴油车升级换代，可达到千亿级市场规模。

轨道交通也正在取得跨越式进展。2019年底，全球首条商业运营的燃料电池有轨电车示范线，在佛山市高明区正式投入运行。2021年10月29日，全国首台氢燃料电池混动机车正式上线试运行。该机车设计时速达80公里/时，满载氢气可连续运行24.5小时，平直道最大可牵引载重超过5000吨，相较内燃机车每万吨公里将减少碳排放约80kg。目前，西南交通大学与中车联合研制的氢燃料混动机车正式产品化，从样机升级到工程应用，机车的工艺、可靠性、使用寿命都有本质提高。同时，氢燃料动车也有望在明年面世。

传统电车如果都换为氢燃料电池，就可以省掉线路跟充电站的成本，总投资算下来能便宜10%，全寿命周期来看，维护也更简单，运营成本也会降低，但电池技术和配套还远不能支撑乘用车自如应用。另一方面，锂电车虽然发展更成熟，但产业链首末两端是高耗能高污染，没有氢能源产业链总体清洁程度那么高。