随着氢能产业链逐渐成熟，未来制氢用氢成本、氢能重卡耗氢量，以及氢能重卡出厂价的不断走低，氢能重卡的优势将逐步凸显，氢燃料电池大功率市场应用将大有可为。

业界普遍认为，作为大功率燃料电池的重要应用领域之一，氢能重卡相比电动汽车，在加氢时间和续航里程方面具有优势。

伴随世界经济的高速发展，人类消耗了大量的石油、煤炭、天然气等不可再生能源，随之产生的环境污染、温室效应和能源储备短缺问题也愈发严重，这严重威胁世界能源的可持续发展。因此，改变传统化石能源高污染的利用方式、改善可再生能源的成本和局限性、开发清洁的可再生能源，成了当前世界重点发展的方向。

为此，我国在2020年提出了“2030年达到碳峰值、2060年实现碳中和”的发展愿景。而氢能的燃烧热值高、资源丰富，被人们视为21世纪**有发展潜力的清洁能源，并且相较于其他可再生能源（太阳能、风能、海洋能等），氢能通过氢燃料电池转化输出的电能品质高，可以持续输出并储存。氢燃料电池是氢能源的主要利用方式，它以氢气为燃料，通过电化学反应将氢气和氧气的化学能直接转化为电能，具有能量转化效率高、反应洁净无污染、工作温度低、使用寿命长以及安装操作方便等特点，是一种高转化效率的清洁可再生能源利用方式，也是世界能源发展主要方向之一，常作为可移动动力源应用于电动汽车、潜艇等领域。

目前氢燃料电池技术发展十分迅速，在制氢加氢、移动储气、控制策略和电堆材料等各个方面都有相关的研究。随着材料方面的研究取得突破，一些新型材料能够优化或替代传统材料以提高性能、降低成本。已有综述对氢燃料电池的各部分构造和工作原理进行说明。

实际应用中优势明显

在2023年中国（北京）氢能装备与燃料电池产业大会上，与会**强调，在城市公共交通领域电动化趋势日益明显的背景下，续航能力强、载重大的氢能重卡已后来居上，将成为未来燃料电池汽车市场的“顶梁柱”。

在河北唐山、邯郸等重工业城市，相关产业规划都是以换电重卡为主，氢燃料电池重卡为辅。但据小晟观察，从去年开始，燃料电池重卡已开始受到更多重视。“根据当地物流车队的实际反馈，换电重卡在冬天更容易遇到棘手问题，由于天气寒冷续航里程较短，加之工业重卡经常面临高负荷运输任务，导致换电重卡耗电量持续上升，这样下来，基本上跑五六十公里就要充电，续航时间非常短。在此情况下，氢燃料电池重卡的优势会越来越明显。”

商业化应用继续推进

对标燃油车和纯电动汽车，燃料电池重卡要寻找*容易市场化推广的场景，打通自己的商业模式。小晟认为，燃料电池汽车在大载重方面优势**。“未来，燃料电池重卡实现大规模推广，首先要降低采购成本和氢气使用成本。从全国各地的氢气分布来看，目前整个行业不要太纠结氢气是不是绿电制取，而应尽量找靠近氢源、氢气价格较便宜的地方发展燃料电池。先把整个行业的量做起来，把单个的系统成本或车的价格做下去，才可能更有利于整个行业降低成本。”

目前，世界上超过 95% 的氢气制取来源于化石燃料重整 ，生产过程必然排放 CO2；约 4%~5% 的氢气来源于电解水，生产过程没有 CO2 排放。制氢过程按照碳排放强度分为灰氢（煤制氢）、蓝氢（天然气制氢）、绿氢（电解水制氢、可再生能源）。氢能产业发展初衷是零碳或低碳排放，因此灰氢、蓝氢将会逐渐被基于可再生能源的绿氢所替代，绿氢是未来能源产业的发展方向。

电解水气氢的环节（并网一体化电站）

水电解制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出。在技术层面，电解水制氢主要分为碱性水电解（AWE）制氢、固体聚合物PEM水电解，固体聚合物阴离子交换膜（AEM）水电解、固体氧化物（SOE）水电解。相关特性对比见表 1。其中，AWE 是*早工业化的水电解技术，已有数十年的应用经验，*为成熟；PEM电解水技术近年来产业化发展迅速，SOE水电解技术处于初步示范阶段，而 AEM 水电解研究刚起步。

从时间尺度上看，AWE技术在解决近期可再生能源的消纳方面易于快速部署和应用；但从技术角度看， PEM 电解水技术的电流密度高、电解槽体积小、运行灵活、利于快速变载，与风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性。随着 PEM电解槽的推广应用，其成本有望快速下降，必然是未来5~10 a的发展趋势，SOE、AEM水电解的发展则取决于相关材料技术的突破情况。

寰晟在制氢环节中的应用

不同制氢产品适应不同高压电源，高效、低成本、模块化的碱性电解槽及系统——更适用于集中式、连续制氢场景，100-2000Nm3/h 碱性电解槽“N拖一”制氢系统的功率由0.5MW-10MW不等；高效、灵活、模块化的PEM电解槽及系统——更适用于分布式、灵活制氢场景，5-200Nm3/h PEM电解槽“N拖一”的制氢系统的功率由25kW-1000kW不等。

当前制氢、储氢和用氢技术手段存在设备投资大、运行效率低等特点，经济性差，不利于大规模应用。 电解槽制氢电源和氢燃料电池并网逆变器，功能单一，无法有效地进行统一 ，投资大。5MW 1000m3 /h的制氢系统投资至少250万元。且由于电网电源不足，无法满足规模化发电，电网消纳能力不足，无法满足大规模制氢。因此寰晟推出低成本、电能双向流动的风、光、储、氢、充一体化制氢站，通过特种变压器+AC/DC+DC/DC的方式即满足制氢电源需求，又满足氢燃料电池并网发电需求。

寰晟一体化制氢站优势

多相化整流，交流侧谐波极小、功率因数>0.95，对电网极其友好；

动态调节能力强，调节时间<10ms;

设备投资成本低，运营成本低；

系统综合转效率高，>96%；

四象限整流，可支撑整流制氢和氢能源发电并网。

氢燃料电池行业未来展望

近年来，在技术发展和政策鼓励下，我国氢燃料电池的基础性技术研究已较为成熟，有些材料零件已经实现规模化生产。但由于我国燃料电池产业起步较晚、关键材料基础薄弱、产业链发展不**，涉及**技术的研究和**相对较少，相较于美、日、德等发达国家在前沿技术方面还有很大差距，尤其是电堆和双极板的关键材料以及**组件很难实现批量生产与加工。商业化使用的质子交换膜、电催化剂、碳纤维、双极板等材料十分依赖国外进口，**制约了我国的氢燃料电池产业发展。

同时，大量的材料进口也增加了氢燃料电池的生产成本。我国作为制造业大国，应该首先在这些关键材料技术方面追平先行国家，只有率先掌握了**技术才能实现真正的产业突破才能不被其他国家制约。我国的市场广阔，许多新型材料在经过实验模拟后可以小规模生产并试投市场，进一步推动氢燃料电池技术行业发展。

能源问题已经迫在眉睫，为实现我国“碳达峰、碳中和”的发展愿景与实施《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，应当加强科研机构和相关企业的研发投入，大力开展PEM、电催化剂、碳纤维纸、BPs等组件的转化应用；制定科学的产业规划，把握优势资源，**发展氢燃料电池产业链，系统制定行业体系及标准，提高氢燃料电池和制氢、储氢等相关行业的发展水平。

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