氫能兩輪車以氫燃料電池為動力源。氫能兩輪車主要結構包括車架、氫氣儲存系統、氫燃料電池系統、動力電池組、電動機系統和控制系統等，其中，氫燃料電池和儲氫系統為核心部分：

（1）氫燃料電池：包括燃料電池堆、氫氣進氣系統、氧氣進氣系統和冷卻系統等。氫氣進氣系統將氫氣從儲罐中引入燃料電池堆，與氧氣發生化學反應，產生電能和水蒸氣。冷卻系統用于控制燃料電池的溫度，以保持其正常運轉。

（2）氫氣儲存系統：包括高壓氫氣儲罐/固態儲氫瓶和相關的閥門、管道等部件，用于儲存氫氣并提供給燃料電池使用。

圖1：氫燃料電池通過氫發電，再利用電機驅動車輛

氫能兩輪車當前成本高于鋰電/鉛酸車型，但能量密度、續航、環境適應性等方面表現更優。氫能兩輪車尚處產業初期，零部件成本相對較高，續航80-100km的氫能兩輪車普遍價格在8000元以上，而同樣適用于共享領域的鋰電/鉛酸兩輪車價格僅3000-4000元。

但氫能車仍具備多維度優勢：（1）能量密度和續航：固態儲氫能量密度高達300-1000Wh/kg，是鋰電池的約3倍/鉛酸電池的約10倍，續航顯著優于鋰電/鉛酸車型；（2）使用壽命：常見兩輪車氫燃料電池壽命約2000小時、儲氫瓶2000-3000次循環，后續有望提升至3000小時、5000次循環以上；（3）環境適應性：燃料電池環境適應性強，而鋰電、鉛酸電池冬季續航折損達20%、50%；（4）安全性：氫能兩輪車多使用固態儲氫瓶，充/放氫壓力＜3/1MPa，且無自燃風險。氫能兩輪車更適用于高安全性、環保性、長續航以及高周轉率要求的使用場景，例如共享出行、景區交通、高端e-bike等。

表1：氫能兩輪車當前成本高于鋰電/鉛酸車型，但能量密度、續航、環境適應性等方面表現更優

電動自行車安全事故頻發，蓄電池熱失控為主要原因。鋰電池引發火災比例遠高于鉛酸電池，氫能安全性突出，有望替代鋰電成為規模商業運營的更優解。相較鋰電，氫能兩輪車在燃料擴散性、儲能結構設計、熱失控風險、逃生窗口時間等方面具備顯著優勢：（1）爆炸風險低、無毒：氫氣擴散快，將有效減少爆炸風險，且燃燒無致命毒氣；（2）結構更安全：儲能結構-儲氫瓶通過多層防護提升抗沖擊性，而鋰電池組結構脆弱；（3）熱失控可控性強：氫能熱失控過程可控，且無鋰電池的鋰枝晶問題；（4）逃生空間大：氫能車起火逃生窗口長達5分鐘，鋰電僅90s左右。在2023年12月中國汽研開展的國內首次氫燃料電池整車極限火燒試驗中，泄壓閥正常泄放后車輛未發生爆炸，在極限情況下乘員約有5分鐘的逃生時間。綜合來看，氫能車安全性遠高于鋰電，在兩輪車這一起火事故頻發的領域，有望成為商業運營的更優選。

表2：氫能安全性突出，有望替代鋰電成為規模商業運營的更優解

根據對共享/典型車型的配置推測，設定測算車型的參數配置。除動力、儲能裝置、能耗方面存在差異外，假設車架、控制系統等基礎配置均相同。

（1）氫能兩輪車：a）配置：搭配400W功率燃料電池和100g固態儲氫瓶；b）壽命：電池、儲氫瓶使用壽命分別為2000小時和3000次循環，車架及其他系統使用壽命4年；c）續航和能耗：車輛理論續航達到100km，假設續航折損為15%，能耗為1g氫氣/km。

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

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

補能成本方面，假設電費為1元/度、氫氣為33元/kg（不含補貼）

表3：根據對共享/典型車型的配置推測，設定測算車型的參數配置

氫能兩輪車當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）購置成本假設：氫能兩輪車電池、儲氫瓶成本仍然較高，假設整車價格為9000元，其中氫燃料電池4500元、儲氫瓶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，基礎車架、電機及其他部件共2500元。（2）折舊假設：將使用壽命折算為公里數，氫燃料電池壽命2000h，若以20km/h計算（國標≤25km，且鋰電車型續航通常以20km為測算時速），對應40000km；儲氫瓶、鋰電池、鉛酸電池均按循環壽命×單次有效續航×（1-壽命折損）計算；車架壽命4年，假設每天運行20km，對應29200km。運營成本方面，由于氫能換氫速度更快但需要加充氫設備，其成本難以估量，暫不計入測算比較。綜上，整車使用成本約等于購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%。鋰電兩輪車經濟性優勢明顯，氫能成本仍然較高。

表4：氫能兩輪車當前綜合使用成本分別高于鋰電/鉛酸車型的78%/50%

若考慮揭榜掛帥對于氫能部件的降本、提壽命的指引，氫能兩輪車經濟性有望快速提升。根據揭榜掛帥目標，到2026年燃料電池系統壽命將≥3000h（現2000h）、儲氫瓶壽命超5000次（現3000次）、儲氫與燃料電池系統成本低于5000元/套（現6500元/套），折舊成本將大幅下滑。考慮揭榜降本目標以及氫能補貼后，氫能經濟性快速提升，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%，經濟性方面仍有部分劣勢，但已大幅趨近。

表5：考慮揭榜掛帥政策指引后，氫能兩輪車經濟性有望快速提升

若考慮加氫補貼，氫能車經濟性進一步提升。近年來，各地陸續發布氫能補貼相關政策，例如，北京、克拉瑪依、大連分別對加氫價格30、25、20元/kg及以下的加氫站進行運營補貼，假設補貼后加氫價格為25元/kg、20元/kg，對氫能兩輪車使用成本進行測算，分別對應0.1725/0.1675元/km，相對鋰電高29%/25%，相對鉛酸僅高8%/5%。

表6：考慮加氫補貼后，氫能車經濟性進一步提升

在氫能的應用落地場景中，兩輪車相對投資規模較小、對補貼要求較低、技術難度相對低，且自身具備續航長、補能快、安全性高等優勢，政策推廣積極性和市場接受度均相對較高，有望成為氫能落地的突破場景。遠期來看，隨著產業持續降本、規模效應提升，其推廣有望從政策、補貼依賴走向市場化應用落地。