行业深度 | 一文了解氢能两轮车在B端应用可能性

氢能两轮车以氢燃料电池为动力源。氢能两轮车主要结构包括车架、氢气储存系统、氢燃料电池系统、动力电池组、电动机系统和控制系统等，其中，氢燃料电池和储氢系统为核心部分：（1）氢燃料电池：包括燃料电池堆、氢气进气系统、氧气进气系统和冷却系统等。氢气进气系统将氢气从储罐中引入燃料电池堆，与氧气发生化学反应，产生电能和水蒸气。冷却系统用于控制燃料电池的温度，以保持其正常运转。（2）氢气储存系统：包括高压氢气储罐/固态储氢瓶和相关的阀门、管道等部件，用于储存氢气并提供给燃料电池使用。

氢能两轮车当前成本高于锂电/铅酸车型，但能量密度、续航、环境适应性等方面表现更优。氢能两轮车尚处产业初期，零部件成本相对较高，续航80-100km的氢能两轮车普遍价格在8000元以上，而同样适用于共享领域的锂电/铅酸两轮车价格仅3000-4000元。但氢能车仍具备多维度优势：（1）能量密度和续航：固态储氢能量密度高达300-1000Wh/kg，是锂电池的约3倍/铅酸电池的约10倍，续航显著优于锂电/铅酸车型；（2）使用寿命：常见两轮车氢燃料电池寿命约2000小时、储氢瓶2000-3000次循环，后续有望提升至3000小时、5000次循环以上；（3）环境适应性：燃料电池环境适应性强，而锂电、铅酸电池冬季续航折损达20%、50%；（4）安全性：氢能两轮车多使用固态储氢瓶，充/放氢压力＜3/1MPa，且无自燃风险。氢能两轮车更适用于高安全性、环保性、长续航以及高周转率要求的使用场景，例如共享出行、景区交通、高端e-bike等。

电动自行车安全事故频发，蓄电池热失控为主要原因。锂电池引发火灾比例远高于铅酸电池，氢能安全性突出，有望替代锂电成为规模商业运营的更优解。相较锂电，氢能两轮车在燃料扩散性、储能结构设计、热失控风险、逃生窗口时间等方面具备显著优势：（1）爆炸风险低、无毒：氢气扩散快，将有效减少爆炸风险，且燃烧无致命毒气；（2）结构更安全：储能结构-储氢瓶通过多层防护提升抗冲击性，而锂电池组结构脆弱；（3）热失控可控性强：氢能热失控过程可控，且无锂电池的锂枝晶问题；（4）逃生空间大：氢能车起火逃生窗口长达5分钟，锂电仅90s左右。在2023年12月中国汽研开展的国内首次氢燃料电池整车极限火烧试验中，泄压阀正常泄放后车辆未发生爆炸，在极限情况下乘员约有5分钟的逃生时间。综合来看，氢能车安全性远高于锂电，在两轮车这一起火事故频发的领域，有望成为商业运营的更优选。

根据对共享/典型车型的配置推测，设定测算车型的参数配置。除动力、储能装置、能耗方面存在差异外，假设车架、控制系统等基础配置均相同。

（1）氢能两轮车：a）配置：搭配400W功率燃料电池和100g固态储氢瓶；b）寿命：电池、储氢瓶使用寿命分别为2000小时和3000次循环，车架及其他系统使用寿命4年；c）续航和能耗：车辆理论续航达到100km，假设续航折损为15%，能耗为1g氢气/km。

（2）锂电两轮车：a）配置：搭配常见的48V24Ah锂电池，带电量1.152kWh；b）寿命：锂电池800次循环寿命，车架及其他系统寿命4年；c）续航：车辆理论续航80km，假设25%的折损下，能耗为0.019度电/km。

（3）铅酸两轮车：a）配置：搭配常见的48V12Ah铅酸电池，带电量0.576kWh；b）寿命：铅酸电池300次循环寿命，车架及其他系统寿命4年；c）续航：车辆理论续航40km，假设35%的折损下，能耗为0.022度电/km。

补能成本方面，假设电费为1元/度、氢气为33元/kg（不含补贴）

氢能两轮车当前综合使用成本仍然较高，相较锂电/铅酸车型分别高78%/50%。（1）购置成本假设：氢能两轮车电池、储氢瓶成本仍然较高，假设整车价格为9000元，其中氢燃料电池4500元、储氢瓶2000元；锂电两轮车3900元，其中锂电池1400元，铅酸两轮车2900元，其中铅酸电池400元。此外，基础车架、电机及其他部件共2500元。（2）折旧假设：将使用寿命折算为公里数，氢燃料电池寿命2000h，若以20km/h计算（国标≤25km，且锂电车型续航通常以20km为测算时速），对应40000km；储氢瓶、锂电池、铅酸电池均按循环寿命×单次有效续航×（1-寿命折损）计算；车架寿命4年，假设每天运行20km，对应29200km。运营成本方面，由于氢能换氢速度更快但需要加充氢设备，其成本难以估量，暂不计入测算比较。综上，整车使用成本约等于购置成本折旧加上能源成本，氢能/锂电/铅酸两轮车每公里成本为0.2390元/0.1340元/0.1591元，氢能两轮车成本分别高于锂电/铅酸车型的78%/50%。锂电两轮车经济性优势明显，氢能成本仍然较高。

若考虑揭榜挂帅对于氢能部件的降本、提寿命的指引，氢能两轮车经济性有望快速提升。根据揭榜挂帅目标，到2026年燃料电池系统寿命将≥3000h（现2000h）、储氢瓶寿命超5000次（现3000次）、储氢与燃料电池系统成本低于5000元/套（现6500元/套），折旧成本将大幅下滑。考虑揭榜降本目标以及氢能补贴后，氢能经济性快速提升，趋近于锂电车型。氢能两轮车每公里成本降低至0.1805元，较锂电/铅酸车型成本高35%/13%，经济性方面仍有部分劣势，但已大幅趋近。

若考虑加氢补贴，氢能车经济性进一步提升。近年来，各地陆续发布氢能补贴相关政策，例如，北京、克拉玛依、大连分别对加氢价格30、25、20元/kg及以下的加氢站进行运营补贴，假设补贴后加氢价格为25元/kg、20元/kg，对氢能两轮车使用成本进行测算，分别对应0.1725/0.1675元/km，相对锂电高29%/25%，相对铅酸仅高8%/5%

在氢能的应用落地场景中，两轮车相对投资规模较小、对补贴要求较低、技术难度相对低，且自身具备续航长、补能快、安全性高等优势，政策推广积极性和市场接受度均相对较高，有望成为氢能落地的突破场景。远期来看，随着产业持续降本、规模效应提升，其推广有望从政策、补贴依赖走向市场化应用落地。