氫能兩輪車以氫燃料電池為動(dòng)力源。氫能兩輪車主要結(jié)構(gòu)包括車架、氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池組、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，其中，氫燃料電池和儲(chǔ)氫系統(tǒng)為核心部分：

（1）氫燃料電池：包括燃料電池堆、氫氣進(jìn)氣系統(tǒng)、氧氣進(jìn)氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等。氫氣進(jìn)氣系統(tǒng)將氫氣從儲(chǔ)罐中引入燃料電池堆，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能和水蒸氣。冷卻系統(tǒng)用于控制燃料電池的溫度，以保持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)：包括高壓氫氣儲(chǔ)罐/固態(tài)儲(chǔ)氫瓶和相關(guān)的閥門、管道等部件，用于儲(chǔ)存氫氣并提供給燃料電池使用。

圖1：氫燃料電池通過(guò)氫發(fā)電，再利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛

氫能兩輪車當(dāng)前成本高于鋰電/鉛酸車型，但能量密度、續(xù)航、環(huán)境適應(yīng)性等方面表現(xiàn)更優(yōu)。氫能兩輪車尚處產(chǎn)業(yè)初期，零部件成本相對(duì)較高，續(xù)航80-100km的氫能兩輪車普遍價(jià)格在8000元以上，而同樣適用于共享領(lǐng)域的鋰電/鉛酸兩輪車價(jià)格僅3000-4000元。

但氫能車仍具備多維度優(yōu)勢(shì)：（1）能量密度和續(xù)航：固態(tài)儲(chǔ)氫能量密度高達(dá)300-1000Wh/kg，是鋰電池的約3倍/鉛酸電池的約10倍，續(xù)航顯著優(yōu)于鋰電/鉛酸車型；（2）使用壽命：常見(jiàn)兩輪車氫燃料電池壽命約2000小時(shí)、儲(chǔ)氫瓶2000-3000次循環(huán)，后續(xù)有望提升至3000小時(shí)、5000次循環(huán)以上；（3）環(huán)境適應(yīng)性：燃料電池環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，而鋰電、鉛酸電池冬季續(xù)航折損達(dá)20%、50%；（4）安全性：氫能兩輪車多使用固態(tài)儲(chǔ)氫瓶，充/放氫壓力＜3/1MPa，且無(wú)自燃風(fēng)險(xiǎn)。氫能兩輪車更適用于高安全性、環(huán)保性、長(zhǎng)續(xù)航以及高周轉(zhuǎn)率要求的使用場(chǎng)景，例如共享出行、景區(qū)交通、高端e-bike等。

表1：氫能兩輪車當(dāng)前成本高于鋰電/鉛酸車型，但能量密度、續(xù)航、環(huán)境適應(yīng)性等方面表現(xiàn)更優(yōu)

電動(dòng)自行車安全事故頻發(fā)，蓄電池?zé)崾Э貫橹饕颉ｄ囯姵匾l(fā)火災(zāi)比例遠(yuǎn)高于鉛酸電池，氫能安全性突出，有望替代鋰電成為規(guī)模商業(yè)運(yùn)營(yíng)的更優(yōu)解。相較鋰電，氫能兩輪車在燃料擴(kuò)散性、儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱失控風(fēng)險(xiǎn)、逃生窗口時(shí)間等方面具備顯著優(yōu)勢(shì)：（1）爆炸風(fēng)險(xiǎn)低、無(wú)毒：氫氣擴(kuò)散快，將有效減少爆炸風(fēng)險(xiǎn)，且燃燒無(wú)致命毒氣；（2）結(jié)構(gòu)更安全：儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)-儲(chǔ)氫瓶通過(guò)多層防護(hù)提升抗沖擊性，而鋰電池組結(jié)構(gòu)脆弱；（3）熱失控可控性強(qiáng)：氫能熱失控過(guò)程可控，且無(wú)鋰電池的鋰枝晶問(wèn)題；（4）逃生空間大：氫能車起火逃生窗口長(zhǎng)達(dá)5分鐘，鋰電僅90s左右。在2023年12月中國(guó)汽研開(kāi)展的國(guó)內(nèi)首次氫燃料電池整車極限火燒試驗(yàn)中，泄壓閥正常泄放后車輛未發(fā)生爆炸，在極限情況下乘員約有5分鐘的逃生時(shí)間。綜合來(lái)看，氫能車安全性遠(yuǎn)高于鋰電，在兩輪車這一起火事故頻發(fā)的領(lǐng)域，有望成為商業(yè)運(yùn)營(yíng)的更優(yōu)選。

表2：氫能安全性突出，有望替代鋰電成為規(guī)模商業(yè)運(yùn)營(yíng)的更優(yōu)解

根據(jù)對(duì)共享/典型車型的配置推測(cè)，設(shè)定測(cè)算車型的參數(shù)配置。除動(dòng)力、儲(chǔ)能裝置、能耗方面存在差異外，假設(shè)車架、控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)配置均相同。

（1）氫能兩輪車：a）配置：搭配400W功率燃料電池和100g固態(tài)儲(chǔ)氫瓶；b）壽命：電池、儲(chǔ)氫瓶使用壽命分別為2000小時(shí)和3000次循環(huán)，車架及其他系統(tǒng)使用壽命4年；c）續(xù)航和能耗：車輛理論續(xù)航達(dá)到100km，假設(shè)續(xù)航折損為15%，能耗為1g氫氣/km。

（2）鋰電兩輪車：a）配置：搭配常見(jiàn)的48V24Ah鋰電池，帶電量1.152kWh；b）壽命：鋰電池800次循環(huán)壽命，車架及其他系統(tǒng)壽命4年；c）續(xù)航：車輛理論續(xù)航80km，假設(shè)25%的折損下，能耗為0.019度電/km。

（3）鉛酸兩輪車：a）配置：搭配常見(jiàn)的48V12Ah鉛酸電池，帶電量0.576kWh；b）壽命：鉛酸電池300次循環(huán)壽命，車架及其他系統(tǒng)壽命4年；c）續(xù)航：車輛理論續(xù)航40km，假設(shè)35%的折損下，能耗為0.022度電/km。

補(bǔ)能成本方面，假設(shè)電費(fèi)為1元/度、氫氣為33元/kg（不含補(bǔ)貼）

表3：根據(jù)對(duì)共享/典型車型的配置推測(cè)，設(shè)定測(cè)算車型的參數(shù)配置

氫能兩輪車當(dāng)前綜合使用成本仍然較高，相較鋰電/鉛酸車型分別高78%/50%。（1）購(gòu)置成本假設(shè)：氫能兩輪車電池、儲(chǔ)氫瓶成本仍然較高，假設(shè)整車價(jià)格為9000元，其中氫燃料電池4500元、儲(chǔ)氫瓶2000元；鋰電兩輪車3900元，其中鋰電池1400元，鉛酸兩輪車2900元，其中鉛酸電池400元。此外，基礎(chǔ)車架、電機(jī)及其他部件共2500元。（2）折舊假設(shè)：將使用壽命折算為公里數(shù)，氫燃料電池壽命2000h，若以20km/h計(jì)算（國(guó)標(biāo)≤25km，且鋰電車型續(xù)航通常以20km為測(cè)算時(shí)速），對(duì)應(yīng)40000km；儲(chǔ)氫瓶、鋰電池、鉛酸電池均按循環(huán)壽命×單次有效續(xù)航×（1-壽命折損）計(jì)算；車架壽命4年，假設(shè)每天運(yùn)行20km，對(duì)應(yīng)29200km。運(yùn)營(yíng)成本方面，由于氫能換氫速度更快但需要加充氫設(shè)備，其成本難以估量，暫不計(jì)入測(cè)算比較。綜上，整車使用成本約等于購(gòu)置成本折舊加上能源成本，氫能/鋰電/鉛酸兩輪車每公里成本為0.2390元/0.1340元/0.1591元，氫能兩輪車成本分別高于鋰電/鉛酸車型的78%/50%。鋰電兩輪車經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)明顯，氫能成本仍然較高。

表4：氫能兩輪車當(dāng)前綜合使用成本分別高于鋰電/鉛酸車型的78%/50%

若考慮揭榜掛帥對(duì)于氫能部件的降本、提壽命的指引，氫能兩輪車經(jīng)濟(jì)性有望快速提升。根據(jù)揭榜掛帥目標(biāo)，到2026年燃料電池系統(tǒng)壽命將≥3000h（現(xiàn)2000h）、儲(chǔ)氫瓶壽命超5000次（現(xiàn)3000次）、儲(chǔ)氫與燃料電池系統(tǒng)成本低于5000元/套（現(xiàn)6500元/套），折舊成本將大幅下滑。考慮揭榜降本目標(biāo)以及氫能補(bǔ)貼后，氫能經(jīng)濟(jì)性快速提升，趨近于鋰電車型。氫能兩輪車每公里成本降低至0.1805元，較鋰電/鉛酸車型成本高35%/13%，經(jīng)濟(jì)性方面仍有部分劣勢(shì)，但已大幅趨近。

表5：考慮揭榜掛帥政策指引后，氫能兩輪車經(jīng)濟(jì)性有望快速提升

若考慮加氫補(bǔ)貼，氫能車經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提升。近年來(lái)，各地陸續(xù)發(fā)布?xì)淠苎a(bǔ)貼相關(guān)政策，例如，北京、克拉瑪依、大連分別對(duì)加氫價(jià)格30、25、20元/kg及以下的加氫站進(jìn)行運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼，假設(shè)補(bǔ)貼后加氫價(jià)格為25元/kg、20元/kg，對(duì)氫能兩輪車使用成本進(jìn)行測(cè)算，分別對(duì)應(yīng)0.1725/0.1675元/km，相對(duì)鋰電高29%/25%，相對(duì)鉛酸僅高8%/5%。

表6：考慮加氫補(bǔ)貼后，氫能車經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提升

在氫能的應(yīng)用落地場(chǎng)景中，兩輪車相對(duì)投資規(guī)模較小、對(duì)補(bǔ)貼要求較低、技術(shù)難度相對(duì)低，且自身具備續(xù)航長(zhǎng)、補(bǔ)能快、安全性高等優(yōu)勢(shì)，政策推廣積極性和市場(chǎng)接受度均相對(duì)較高，有望成為氫能落地的突破場(chǎng)景。遠(yuǎn)期來(lái)看，隨著產(chǎn)業(yè)持續(xù)降本、規(guī)模效應(yīng)提升，其推廣有望從政策、補(bǔ)貼依賴走向市場(chǎng)化應(yīng)用落地。