锂电和燃料电池是不同的技术路线，但它们都是实现碳中和的主流能源解决方案，可以并排比较。谁是最终能源可以从两个角度来评价，一个是能源利用效率，另一个是能源密度。前者决定了成本优势，后者决定了应用场景的通用性。

１．１、能源利用效率

锂电池和燃料电池都使用电能，但锂电池直接使用电能，而氢也需要通过电能转化，所以氢作为二次能源，能源利用效率肯定较低。氢燃料电池系统（左）比锂离子电池低得多，这就是马斯克ＤＩＳＳ氢能的来源。

上述结论的前提是，未来的电力将来自太阳能和风能等绿色能源，从新能源普及的角度来看，结论并不完全相同。

１、能源一直是一个多共存的结构，如下图所示的各种曲线。

２、新能源比重从１％提高到１０％需要５０年的时间。绿色的石油花了４５年。可再生能源在１３年里仅增长了５％。

燃料电动汽车和电动汽车的综合效率是相似的，如果以化石燃料为主的话，燃料电池的综合效率甚至更高。

１．２、能量密度

在能量密度方面，锂电池和氢根本就不是一个量级，相差１００倍，这是氢的优势。从储能周期来看，电池的功率损耗按日计算，氢能按季度和月计算。总的来说，氢能的应用将远远超过锂电池。

当比较转换效率和能量密度时，两者的应用场景比较清晰。

２．１、新能源发展动力

氢能的发展阶段与锂电池非常相似。２０１７年燃料电池装机容量与２０１２年锂电池装机容量、２００２年光伏发电装机容量、１９９４年风力发电装机容量持平。

但新能源发展的动力很大程度上来自国家政策的推动。光伏是在欧洲政策的推动下逐步发展起来的，锂电池是在中国和欧盟电动汽车的推动下发展起来的。到２０２０年，欧盟的电动汽车销量将略微超过中国，占新车销量的１０％。

虽然看起来燃料电池比锂电池落后５年，但由于国内外政策的缺乏，实际差距远大于５年。国家氢能源政策主要是十城千辆。

一是试点范围较小：第一期试点城市已经出来了，基本是北京、上海、广州、河南、河北、

二是补贴力度较弱：仅１７０亿元，而国家对电动汽车累计补贴已达１２０６亿元（截至２０２０年５月），相差７倍。

三是时间较短：十城千辆政策为４年，平均每年补贴４２．５亿元，而电动汽车政策为１０年，平均每年补贴１２０．６亿元，相差２．８倍。

这两个发展的基础是不同的

氢电池和锂电池所需的技术和基础设施非常不同。电池行业经历了最早的玩具镍氢电池、手机三元电池、从手机到公交车、从低能量密度到高能量密度乘用车，技术开发和验证迭代不断。与此同时，电动汽车不存在能源问题。从一开始，就有一个非常发达的电网。只要铺设充电桩，就可以获得能源。

燃料电池在这两头都没有优势。没有加氢基础设施，也没有消费应用铺垫，直接是车规级。尽管巴拉德公司的燃料电池在商用叉车上已经完全可以商用，但市场很小。因此，能源基础设施和应用场景都需要追求。

在应用方面，亿华通在国内首次尝试在公交车上应用，部分应用在商用车上。（以下数据备注：日本、美国、中国数据为２０１９年４月数据，欧洲德国数据为２０１９年７月数据）

在能源方面，整个工业体系中氢含量丰富，包括工业副产氢、煤制氢、天然气制氢等，足以支持早期氢能供应。主要缺少的是加注网络。这可能会被天然气的发展所抵消。首先，商用车辆使用天然气的运行成本比柴油车辆低２０％　－　３０％。现在大量的商用车正在转向天然气，需要建立天然气加气站。如果它是一个天然气站，搁置一些设备，用一个加氢站取代它会容易得多。

３．１、应用市场比较：车用

这是整体的碳排放量，其中交通运输占百分之十几，电力占４４％。

乘用车的排放量实际上只占交通运输总量的２０％，其中最大的部分实际上是商用车辆，其排放量约占７７％。

为什么锂电池不适合商用车辆？以实际为例，Ｍｏｄｅｌ　３的电池重量约为８００ｋｇ，　低配版的续航里程约为４５０ｋｍ，但实际续航里程应在４００ｋｍ左右。商用车最近一个主机厂推动电动商用车作为一个例子，２．５吨电池续航里程１９０公里，９．６为例，１９ｔ的总重量需要扣掉７ｔ重量，以及１２　ｔ载货重量，但续航仅为１９０公里，如果你想实现５００公里（基本门槛），至少３　ｔ电池是必要的，这也意味着少装３ｔ货，费用没有完全计算出来。现在每个人都提出了一个解决方案，在沿途建立一个换电站。我们认为一个换电站的基础设施和一个加油站非常相似，一个企业巨头很难做到这一点。所以电池商用车基本上是不实用的。

锂电池的能量密度约为２２０Ｗｈ　／ｋｇ。只有半固态电池和固态电池可以达到５００Ｗｈ　／ｋｇ。在能量密度翻倍后，纯电重卡才具有使用价值，我们在５年内看不到这种可能性。

从能源成本（充电／氢气）的角度来看，氢燃料汽车的１００公里能源成本远远高于电动汽车。目前终端氢价～６０元／公斤，锂电池平均９００元／千瓦时。据美国能源部介绍，当氢燃料电池降到３０元／公斤，锂电池降到７００元／千瓦时时，它可以达到与传统燃料汽车相当的水平。很明显，锂电池只有２０％的差异，而氢电池有５０％的差异。

３．２、汽车市场的发展路径是不同的

新能源技术对于所有汽车主机厂来说，锂电池和氢燃料两种技术路线都非常昂贵，没有人可以继续在两个方向上投资。因此，要根据市场进行有针对性的研发。

欧洲汽车制造商２０年前就开始使用氢燃料电池，梅赛德斯－奔驰（Ｍｅｒｃｅｄｅｓ－Ｂｅｎｚ）、福特（Ｆｏｒｄ）和日产（Ｎｉｓｓａｎ）正在加拿大的一家合资企业开发燃料电池。为了达到欧盟标准，德国汽车公司一直将柴油作为一种清洁能源，而氢燃料加氢站站的缺乏使燃料电池的应用得以继续。当“排放门”事件发生时，欧洲的原始设备制造商存在技术差距，开始迅速转向电动汽车。大众汽车是最活跃的，因为它没有积累足够的新能源和燃料电池。梅赛德斯－奔驰也放弃了在乘用车中使用氢燃料电池的技术路线。但戴姆勒（Ｄａｉｍｌｅｒ）和沃尔沃（Ｖｏｌｖｏ）正在建立一家合资企业，开发商用汽车用的氢燃料电池。

美国完全是电力国家，其整体能源网络是基于市场的。政府只补贴购车，不补贴氢能加氢站的建设，氢能很难发展。

我国的电网、发电、石油等企业都是国有企业，加上足够大的国内市场，可以支持锂电池和氢能两个方向的发展。因此国内的氢市场直到２０１８年李克强总理访问日本才开始启动。

坚持氢燃料路线的丰田和现代在日本和韩国的市场很小。事实上，丰田和现代都认为美国是主要市场的主机厂。所以我们认为乘用车、商用车的主流将是氢能。

４、应用市场比较：储能

从效率的角度来看

光伏发电后使用锂电池进行储能：光伏发电的效率基本为２０％，再加上锂电池１０％的损耗，效率为１８％。

经过光伏发电（１８％）——电解槽电解水制氢（８０％）——氢储能——需要时再用氢燃料电池系统发电（６０％），这就是储氢能源链。即１６％＊６０％≈９．６％的效率。

从成本角度来看

目前，使用光伏或风能时，锂电池每千瓦时的成本（存储每千瓦时的成本）最好能达到４毛左右。在汽车中不再使用锂电池后，锂电池的两大用途是：一是将其变成外带人力车的电池，或者用作铁塔或路灯的储能。这种电池也是要大约２００到３００，基本上是两毛多每千瓦时。

为什么未来的锂电池成本超过两毛多？这些年来，锂离子电池的成本实际上降低了８０％，但能量存储的成本并没有直线下降。锂电池越大，耗电量越高，成本也越高。另一方面，氢电池在更大尺寸的压缩机和更大的单个油箱上运行更经济。从长远来看，燃料电池肯定是碾压锂电池。

当然，也存在市场孵化的问题。由于美国电网的市场化，电价大约是中国的８倍，所以美国消费者有动力储存和调节能源的波峰和波谷。然而，中国不同。零售价格几毛，而商业价格超过一元。因此，我国的储能不发生在个人端。事实上，中国的储能将更多地投入发电端，中国的储能设备将更加大规模和集中化。如果你看看韩国和日本正在走的技术路线，他们在电力方面，利用火力发电厂的废热等等。

４．１、两者的投资逻辑

锂电池产量大，年销量２０００万辆，产业链上每家公司的规模都足够大。因此，总公司规模大、技术强，可以形成强大的马太效应。所以锂电池产业的发展对太阳能电池板是很好的借鉴。中国最大的单晶硅公司隆基股份董事长表示了两种观点：

１．　为了押注于理论转换效率最高的技术路线，他选择了单晶硅，而单晶硅的转换效率实际上远低于多晶硅。

２．　技术不领先，产能扩张不盲目，因为所有的产能扩张＋技术升级很快就会淘汰掉。

在技术路线上，未来锂电池技术的固态电池也有多个方向，短期改进也有多个技术方向，如下图所示。

黄色的三元的技术路线是高镍，如普通的ＮＣＭ８１１，现在开始生产无钴。这两条技术线的瓶颈在２８０以内，下一步的突破必须是在正极材料上做４元或新三元。

红色的磷酸铁锂的理论值很低。由于其极具竞争力的成本，它适用于低端车辆的短距离。高能量密度电池价格在三到五年内下降后，磷酸铁锂才会面临竞争压力。

在扩大生产方面，电池行业将投入大量固定资产，最后一阶段表示，基本国产化设备投入１ＧＷＨ需要１．５亿元，进口需要２　－　２．５亿元。每个国家现在都有一个未来三年至少１５０亿到２００亿美元的计划。

最大的固定资产问题是这条生产线能维持多久？例如，太阳能电池板曾经是标准设备。新一代设备问世后，旧设备就过时了。汽车标准级的锂电池也是如此。如果设备不升级，成本也不会有任何优势。整个生产线将成为一个巨大的负担。特别是在１０年内技术不断进步，价格不断下降的情况下，能够自行开发设备的厂家可以大大延长设备的使用时间。对工艺和材料进行改进后，就可以进行生产线的技术改造。宁德和比亚迪与上游设备工厂进行了深度合作，进行技术改造。中航锂电，包括蜂巢（蜂窝是长城汽车下面动力电池事业部独立出来的公司），有了很大的转变，公司也能玩下半场，一些上市公司输入资源和技术储备不够，可能两年或三年将被淘汰，所以要购买锂电池龙头。

燃料电池完全不同于电池逻辑。燃料电池更像是燃气供暖行业。典型的公司，比如新奥燃气。通过不断做项目，积累现金流，然后投资新项目，收购新项目来滚动。毕竟，只有３６００万辆卡车，而不是２．４亿辆乘用车，很难单靠一个环节来养活这家公司。

为什么这种模式？氢有一个死亡谷，在那里整个业务链亏损，现金流保持负值，直到达到一定规模。这个过程会有多痛苦？美国能源部估计，每年需要１０万辆汽车才能实现这一目标。中国每年才有１０００多辆。因为死亡谷依赖国家补贴，而国家补贴是有针对性的，而加氢站又不能大规模建设，因此也需要有针对性的建设。因此，我们判断，氢燃料电池企业要想在未来生存下去，还必须建立加氢站，并在各地装车。如果它运行顺利，如果一个公司占有一个位置，其他公司就不太可能占有它。这意味着补贴将在未来４－１０年使用。所以氢燃料电池的模式和燃气供暖公司的模式很相似。

这里举个典型例子美国氢燃料电池重卡公司Ｎｉｋｏｌａ，它的模式就是客户买车后不用管加氢，公司与合作伙伴修好加氢站，同时与物流公司合作（车也可以租赁），在物流公司两端的仓库设好加氢站，保证每一条线路跑下来客户算账足够经济的。这种全链条总包的角色相当于所有商业化的亏损Ｎｉｋｏｌａ来背负，这些烧的钱又是其通过资本市场融资来支撑的，因此其号称是卡车届的Ｔｅｓｌａ。这个模式也非常具有美国特色，其实与国内地方政府大金额投资车企很类似，如合肥投资蔚来。

现在看，国内基本没有哪家公司能做到尼古拉这样。燃料电池主要由电堆厂驱动，主机厂仅为代工厂家，但国内燃料电池厂除技术外，其他能力较弱。尼古拉做的事情看似简单，实则非常困难，需要技术研发、整车集成、终端客户开发、加氢站维修。

４．２、上游设备的投资机会

锂电池上游材料具有较高的集中性。设备车间分为三个部分，每个部分占４３３的比例。

前端设备的浓度非常高，比如涂装机基本上占前端７５％，本地化率非常高。芯涂头要达到０．３的精度，这基本上是ＬＧ能做到的。部分核心零部件仍然需要进口，但整个产业链已经本地化，可以更好的配合电池厂进行研发。这部分的更新有点慢，大约需要６年时间。

中间阶段的设备是组装机，是目前电池生产效率的主要瓶颈，也是升级最快的部分。基本上，中国所有的设备将在４年内更换。下一代的热复合堆叠技术实际上可以吊打两者，增加电池的循环寿命和能量密度，使其更高效，因此更便宜。好消息是ＬＧ的专利将于２０２０年２月到期，而比亚迪即将推出的刀片电池就是基于该技术。

后段是化成分容。锂电池制作完成后，其内部的化学物质需要进行一次充放电，使材料钝化。需要充、卸料设备。该设备还将检测电压一致性，并以高一致性的电池负载车辆。也有一些公司在这个领域，我就不具体说了，我们认为中端会有更好的自我研发和提升空间，不像其他两个环节会有一些瓶颈核心路线。

氢燃料电池设备可以看哪一个环节是降低成本的关键。据能源部估计，降低成本的几个领域是：空气压缩机、双极板、整体系统设计和集成、空气加湿器、低铂技术或无铂技术等。燃料电池的各个环节都比较分散，国产化程度还很低，基本上都还在国外。