北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展 Development of Fuelcell Vehicles Industry under the Vision of Carbon Neutral 北方工业大学汽车产业创新研究中心 中新经纬研究院 联合发布 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展 CONT ENTS 什么是燃料电池汽车? 国内外燃料电池汽车最新进展 燃料电池汽车属于新能源汽车的一种 全球燃料电池汽车的发展趋势 氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比 中国燃料电池汽车产业仍处于导入期 全球加氢站发展趋势 2023上海车展亮点 十四五燃料电池汽车行业发展趋势 丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSS H2概念车、 现代N Vision 74概念车、宝马iX5 Hydrogen、 长安深蓝S7中型SUV 新能源汽车产业发展规划（2021-2035年） 发展氢能的机遇与挑战 碳中和碳达峰对汽车行业的影响 氢能发展起步早，但是进展缓慢 发展氢能遇到的挑战 主要销量分布城市 2030 年前碳达峰行动方案 宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力 推进汽车节能减排势在必行 2 燃料电池汽车属于新能源汽车的一种 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 依据2020年7月30日中华人民共和国工业和信息化部令第54号公布的《工业和信息化部关于修改〈新 能源汽车生产企业及产品准入管理规定〉的决定》，新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或者主要 依靠新型能源驱动的汽车，包括插电式混合动力（含增程式）汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等。 插电式混合动力（含增程式）汽车PHEV 1 新能源 汽车分类 既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车 的电池、电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口。它综合了 纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行 驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。 2 纯电动汽车BEV 只采用电力驱动的汽车，车辆的动力源是可充电的动力电池，相 比于传统内燃机汽车而言，纯电动汽车取消了内燃机系统。 燃料电池汽车FCEV 3 以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电能驱动电机进行工作，电 机产生的机械能经过变速传动装置传给驱动轮，驱动车辆行驶的汽车 氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 燃料电池汽车工作原理简图 燃 料 站 电池包 燃料罐 减 速 器 电动机 燃料电池 氢燃料电池汽车本质原理 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC) ：是一种采用可传导质子的聚合膜 作为电解质，将存在于燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。PEMFC主要由极板 （Bipolar plates，BPP）和膜电极（Membrane electrode assembly，MEA）组成，其中膜电极包括阴 极、阳极和聚合物电解质膜（Polymer electrolyte membrane，PEM）。在燃料池中阴极、阳极通常为多 孔结构，一般统称电极，由气体扩散层（ Gas diffusion layer，GDL）和催化层（Catalyst layer，CL） 组成。在电池运行时，反应物经由极板和气体扩散层进入催化层，在电催化剂作用下发生电化学反应； 阳极发生氧化反应，如氢氧化反应（Hydrogen oxidation reaction，HOR）和甲醇氧化反应（Methanol oxidation reaction，MOR），阴极发生还原反应，通常为氧还原反应（Oxygen reduction reduction， ORR）。 氢燃料电池汽车系统构成 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 氢燃料电池反应原理 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 燃料电池汽车工作示意 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 氢燃料电池汽车是不是“行走的氢弹”？ 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 氢燃料电池车的典型代表 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 氢燃料电池车的空气净化作用 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 来源：《一本书看懂 新能源汽车》，机械 工业出版社，2023年 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 碳中和目标下我国燃料电池汽车产业发展 CONT ENTS 什么是燃料电池汽车? 国内外燃料电池汽车最新进展 燃料电池汽车属于新能源汽车的一种 全球燃料电池汽车的发展趋势 氢燃料电池汽车与其他几种新能源汽车对比 中国燃料电池汽车产业仍处于导入期 全球加氢站发展趋势 2023上海车展亮点 十四五燃料电池汽车行业发展趋势 丰田第二代MIRAI、卡罗拉CROSS H2概念车、 现代N Vision 74概念车、宝马iX5 Hydrogen、 长安深蓝S7中型SUV 新能源汽车产业发展规划（2021-2035年） 发展氢能的机遇与挑战 碳中和碳达峰对汽车行业的影响 氢能发展起步早，但是进展缓慢 发展氢能遇到的挑战 主要销量分布城市 2030 年前碳达峰行动方案 宏观政策与汽车标准对新能源汽车的驱动力 推进汽车节能减排势在必行 13 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 全球燃料电池汽车的发展趋势 欧洲 ◼ ◼ ◼ 1991年，戴姆勒在3年时间里开发出第一 北美 ◼ 台PEM燃料电池汽车。 对燃料电池车合作，计划通过统一系统和 1994年，戴姆勒-奔驰在德国展示首款为 零部件规格，计划2017年推出价格能够让 日常使用设计燃料电池汽车NECAR。 市场接受的氢燃料电池车。 2013年，宝马开始与丰田联合研发，推 ◼ 出BMW i Hydrogen Next动力系统 ◼ ◼ 2015年：发布F105 fuel cell，续航里程 ◼ 2017年，通用展示一款全新氢燃料电池电 ◼ 2018年，通用推出商用车燃料电池车型平 台—SURUS，配有氢燃料电池系统和自动 2017年，奔驰在法兰克福车展发布GLC 驾驶技术，续航里程645km ◼ ◼ ◼ 2018年，日产-雷诺-三菱联盟冻结与戴姆 ◼ 2020年2月，美国已售出或租赁的燃料电池 2006年，本田推出第一代Clarity燃料电池汽车 2013年，现代推出Tucson Fuel Cell 2014年，丰田Mirai在日本上市，续航里程500 公里 ◼ 2020年，丰田推出了第二代Mirai燃料电池车， 续航里程850公里 ◼ 2018年，现代在CES发布Tucson的北美版 Nexo，续航里程595公里 ◼ ◼ 勒、福特的燃料电池车商用化计划。 2018年底，在德国开始交付 2020年，奔驰宣布GLC FC项目暂停 ◼ 动汽车，基于SURUS新平台 684英里，包括电池供电的124英里 F-CELL，续航里程437公里 ◼ 2013年，福特、日产-雷诺联盟、戴姆勒针 亚洲 2021年，日产宣布暂停燃料电池汽车计划 2021年，东京奥运会运营600辆燃料电池车， Mirai、巴士Sora，搭载丰田TFCS ◼ 2021年8月，本田宣布Clarity Fuel Cell车停产 乘用车达到8089辆 14 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 全球燃料电池汽车的最新进展 我国燃料电池汽车保有量占全球第三,低于韩国和美国; 截至2022年底,全球燃料电池汽车保有量67488辆。2022年全球主要国家销 售燃料电池汽车17920辆,前年为16,313辆。同比增长9.9%。 2022年韩国销售燃料电池汽车10219辆,同比增长20.3%,保有量达到29623辆。 美国销售燃料电池汽车2707辆,同比减少19.0%,保有量14979辆。中国销售燃 料电池汽车3367辆,同比增长112.2%,保有量达到12306辆。 截至2022年丰田Mirai和现代NEXO保有量约占全球燃料电池汽车保有量的 43.8%。美国和欧洲目前主要的燃料电池汽车来源于进口（日本、韩国） 韩国现代2013年-2022Q3累计销售燃料电池汽车31596辆， 日本丰田2014年-2022年Q3累计销售燃料电池汽车20772辆， 中国2015-2022年Q3累计销售11027辆。 现代累计销售是中国的近三倍，今年前三季度8449辆，是中国销量的四倍。 2022年7月，我国接入燃料电池汽车示范运行监控平台的车辆总计8748辆，在 监控平台上显示运行过的燃料电池汽车为4067辆，运行比例为46.5%。其中公 交车2432辆，运行率为73.2%；公路客车354辆，运行率为33%；货车1273辆， 运行率29.4%；乘用车8辆，运行率36.4%。 15 北方工业大学汽车产业创新研究中心　｜　中新经纬研究院　 全球燃料电池汽车的最新进展（2） 2013~2017年全球氢燃料电池汽车销量仅为6475辆，其中大 部分为丰田的Mirai系列。2018年有了较大幅度的增长，合计 销售5525辆;2019年全球销量增至7500辆，其中主要增量来 自于中国。截止到2019年12月，全球燃料电池汽车总保有量 达到24132辆。国外燃料电池汽车保有量达到17967辆。2019 年全球氢燃料电池汽车销量创下历史新高，达到10409辆。 2020年全球氢燃料汽车新增保