氢能无人机商业化初启,氢能+低空双蓝海赛道腾飞
摘要:
长期来看,氢能是无人机动力更优选择。其通过氢燃料电池供能,推进系统以燃料电池混动为主流,质子交换膜燃料电池是氢燃料电池主流方案。与锂电相比,氢能无人机在能量密度(氢燃料电池 300 - 1000Wh/kg,理论值为锂电池 3 - 5 倍,续航 3 - 10 小时远超锂电 0.5 - 1 小时)、储能效率(1 个 13.0L 重 5.7Kg 氢瓶等同于 35 块 TB48S 动力电池)、环境适应性(- 40℃到 60℃)、补能速度(加氢 3 - 5 分钟,锂电充放电 1 - 2 小时)、寿命周期(氢燃料电池 2000 小时以上,锂电池约 200 小时)优势明显。机翼构造上,旋翼无人机占比超 50%,多旋翼占我国无人机市场份额 51.15%居首,固定翼占比超 40%。
工业领域中,氢能无人机经济性突出,2027/2030 年国内市场空间预计超 20/140 亿元,或最早落地。以 DJI FlyCart 30 为例,FC30 氢能版全生命周期成本比锂电版低 8.1%,加氢补贴后更优,对比燃油无人机成本低 38%。核心部件成本下降带动应用发展,2025 年中国工业无人机市场规模或突破 1200 亿元,氢能无人机同年开启商业化,2030 年市场规模或超 140 亿元,2023 - 2030 年 CAGR 达 110.7%。
政策、技术、订单推动氢能无人机商用前景向好。2024 年起产业进入密集试验期,产品性能突破,协氢新能源 6 亿元订单证明商业化可行。产业链完整,创业公司协氢新能源、氢航科技领先,多家上市公司有切入潜力。
相关标的:国富氢能:与 Wankel 航空合作;雄韬股份:持股云韬氢能,“云航 S20”首飞,2025 年有产能和投放计划;神开股份:持股瀚氢动力,其无人机供氢系统市占率近 90%;国鸿氢能:与氢源智能合作使“理工氢源 - 翠亨 1 号”首飞;江苏神通:产品用于无人机;蜀道装备:论证氢能动力系统;京城股份:高压储氢瓶用于无人机且募资扩产;龙蟠科技:子公司研制 IV 型储氢瓶并供货;中材科技:“DJ25”搭载其储氢瓶产品 。
氢能性能卓越,长期视角下为无人机动力更优选
氢能性能卓越,从长期视角看是无人机动力的更优选择。氢能无人机以氢燃料为动力源,核心部件是氢燃料电池,通过其将氢气化学能高效转化为电能驱动飞行。其推进系统从动力来源分有燃料电池和内燃机,细分包含氢燃料电池、氢内燃机、氢混合动力系统,当前以燃料电池混动系统为主流,多采用氢燃料电池 - 电池混合动力系统。无人机氢动力系统主要由氢燃料电池、控制器、氢气瓶组成,其中质子交换膜燃料电池因诸多优点成为氢燃料电池主流技术方案。与传统锂电相比,氢能无人机在多方面优势显著:能量密度上,氢燃料电池为300 - 1000Wh/kg,理论值是锂电池3 - 5倍,续航可达3 - 10小时,远超锂电无人机的0.5 - 1小时;储能效率方面,1个13.0L重5.7Kg的氢瓶等价于35块TB48S动力电池(重量23.5Kg);环境适应性上,可在 - 40℃到60℃环境使用;补能速度快,加氢3 - 5分钟即可完成,锂电池完全充放电需1 - 2小时;寿命周期长,氢燃料电池达2000小时及以上,锂电池仅有300 - 500次充放电循环寿命(约200小时)。在机翼构造方面,无人机分为固定翼、旋翼和复合翼,旋翼占比超50%,其中多旋翼无人机占我国无人机市场份额比重最大,达51.15%,其次固定翼无人机占比超40% ,不同机翼构造各有飞行特点和适用场景 。
工业领域经济性出色,2027/2030 年国内空间或超 20/140 亿元
工业领域中,氢能无人机经济性出色,2027/2030年国内市场空间或超20/140亿元。工业领域有望成为氢能无人机最早落地场景,其下游应用以地理测绘、农林植保等为主。氢动力无人机因燃料电池和储氢系统体积大,适合军事和工业领域,工业级已具备应用条件。在常规场景下,氢能无人机凭借续航优势,工作效率远超锂电无人机,如电网巡检中,氢燃料无人机单日工作量可达约64个塔架,而锂电无人机小于10个塔架。特殊场景里,氢能无人机续航长、环境耐受度高,可完成高寒地区巡检等任务,且已完成多个场景测试,随着应用行业对续航和作业效率要求提高,其应用比例有望上升。
从全生命周期视角,氢能无人机相较锂电、燃油更具经济性。以DJI FlyCart 30为例,FC30氢电版相比锂电版续航大幅提升。虽氢能无人机初始购置成本高,但在预设货物运输场景下,FC30氢能版全生命周期成本约19.15万元,锂电版约20.85万元,氢能成本低8.1%,考虑加氢补贴后,经济性进一步增强。对比燃油无人机,其存在燃料获取难、维护成本高、动力响应滞后等问题,应用受限。以瓴乐油电混16KG版与FC30氢电对比,2000h使用周期中,FC30氢能成本低38%。
同时,核心部件成本呈下降趋势,带动应用经济性提升。燃料电池核心成本源于电堆,通过技术进步、国产化推进、规模效益提升,其成本有望下降。2018 - 2023年,燃料电池系统、电堆成本分别由9600、6500元/kW降至2400、1500元/kW,预计2028年将分别降至1100、600元/kW,2025/2028年氢燃料电池系统价格有望达2400/1500元。储氢瓶方面,高压气态储氢为当前主流,常用III型瓶,IV型瓶处于导入期。碳纤维成本占储氢瓶原材料成本50%以上,随国产碳纤维扩产,价格持续下降,2023年同比 - 30.9%,2024年同比又下跌23.86%,储氢瓶成本下降将带动氢能系统成本降低。
市场规模方面,预计2025年中国工业无人机市场规模将破1200亿元。氢能无人机有望2025年开启初步商业化,2030年中国市场规模或超140亿元,2023 - 2030年CAGR高达110.7%。2023年、2024年全球氢燃料电池无人机市场规模约为0.27、0.41亿美元,渗透率约0.1%,2024年协氢科技获6亿元订单,标志产业向商业化初期过渡,预计2030年中国氢能无人机市场规模达141.3亿元,渗透率3% 。
政策助推+技术升级+订单落地,氢能无人机商用前景可期
政策助力氢能无人机及基础设施建设,加速产业发展。近年来,国家及地方政府在政策端持续发力支持氢能飞机及氢能基础建设。国家层面,2020 年 6 月颁布《无人机用氢燃料电池发电系统》统一相关要求;2022 年 3 月发布《氢能产业发展中长期规划(2021 - 2035 年)》,推动燃料电池在航空器等领域应用;2023 年 10 月发布《绿色航空制造业发展纲要(2023 - 2035 年)》,布局氢能航空关键技术研发与商业化运营探索;2024 年 12 月,国促会标委会及工信部等单位推动氢能无人机技术发展与工业领域低碳氢应用实施方案。地方政府积极响应,2025 年 2 月,重庆、中山、江苏等地陆续发布政策支持氢能无人机产业及氢基础设施建设 。
技术升级与商业化初步落地,使氢能无人机前景广阔。2024 年起产业端进入密集试验期,性能持续突破。如氢航科技“氢旋 4 号”2025 年 1 月在 - 40℃环境首飞,续航提升;协氢科技“擎天 H100”低温下挂载 45kg 飞行超 2 小时;氢澜科技 XC02 完成 43.2 公里长距离自主巡检测试,续航超 90 分钟,同尘和光等机构也取得进展,验证了氢能无人机在复杂环境下的可靠性和性能优势,为商业化落地储备技术。当前氢能无人机产品性能出色:动力系统以氢燃料电池为主,部分辅以锂电池,功率可达 10kw 左右,云航 s45 达 12kW;储氢以 35MPa 气态为主流,储氢容积最高 40L,固态、液氢无人机有样机;续航普遍 1 - 3 小时,最高 9h;适应温度 - 40℃至 57℃;载重量普遍 5 - 15kg,部分机型 100kg 及以上。2024 年 12 月 18 日,协氢新能源与上海氢洋科技签订 6 亿元 1000 台百公斤级出口农业用氢能无人机合作协议,这一最大订单证明了氢能无人机商业化路径可行,实现初步验证,后续有望订单持续落地 。
创业公司领衔探索商用化路径,产业链有望迎增长机遇
氢能无人机产业链已形成“制氢 - 储运 - 燃料电池 - 整机 - 应用”完整闭环,核心环节集中在燃料电池、动力集成与整机制造。上游涵盖氢能制备与储运(如电解水制氢设备、储氢瓶、加氢站等)及燃料电池核心部件(电堆、辅助系统等);中游包括氢动力系统集成(主要为氢燃料电池混合动力系统)与整机制造(国内厂商有氢航科技、协氢科技等);下游涉及应用场景(如电力巡检等)及配套服务(如低空监视体系等)。
创业公司在氢能低空赛道领衔探索,产品已在下游应用。协氢新能源作为风冷氢燃料电池系统原创企业,依托清华大学研发生态,2025 年 2 月 6 日推出的 12kW 风冷氢燃料电池性能领先,且实现零部件 100%国产化。公司具备整机制造能力,量产氢能无人机最大起飞重量超 150kg,还有电解水制氢加氢一体机。其产品应用广泛,与多家企业合作,2024 年获大额订单,2025 年 2 月与德国莱茵 TÜV 大中华区合作,实力获国际认可。公司拥有四大生产基地,池州基地 2024 年 6 月投产,具备年产 3000 架氢能无人机及 5 万台风冷燃料电池的能力,为订单落地提供保障。氢航科技成立于 2017 年,由专业人才和专家团队创立,其轻量化燃料电池技术领先,“氢旋 4 号”等两款无人机获权威检测认证,2023 年交付的系统功率 1.7kW,能量转化效率超 50%,续航 2 - 3 小时,能零下 20°C 冷启动,整体规划 3 年 60MW 产能,含 3000 架无人机、1000 台制氢加氢设备及 1 个区域性服务中心。
此外,在行业发展初期,多家上市公司通过多种方式涉足该领域。鉴于上市公司具备成熟业务模式、供应链及资金实力,拥有氢燃料电池、储氢瓶技术及无人机制造经验的公司,同样有切入此赛道的潜力 。
相关标的
国富氢能作为中国氢能装备制造龙头,在液氢储运等领域领先,2023 年车载高压储气瓶/高压供氢系统营收份额分别为 2.2/2.5 亿元,市占率 26.2%/21.1%居首。2025 年 1 月完成 40kgf 推力级氢燃料发动机地面试车验证,2 月与 Wankel 航空合作,共同开发低空氢动力系统样机,布局氢能低空领域。
雄韬股份(持有云韬氢能 18.6%股份),云韬氢能由多方出资于 2022 年设立,核心团队来自华南理工大学,在燃料电池领域深耕超十年。“云航 S20”于 2024 年 7 月首飞,搭载的氢燃料电池系统核心部件国产化率 85%,已与顺丰试点合作。2025 年计划投入 10 亿提升产能,投放氢能无人机 50 架等。
神开股份(持有瀚氢动力 5.18%股份),瀚氢动力 2016 年由航天 801 所副所长创立,其无人机供氢系统市占率近 90%,产品使无人机供氢系统重量减 50%、气体利用效率提至 98%以上,还参与行业规范制定。神开股份 2024 年两次入股,据 GGI 数据,该赛道 2025 - 2030 年市场规模增长预期良好。
国鸿氢能(与氢源智能合作),氢源智能 2021 年成立,有北京理工大学背景,掌握固体储氢与抗干扰导航技术。2024 年“理工氢源 - 翠亨 1 号”首飞,续航超同等质量锂电 3 倍。
江苏神通为神通新能源第一大股东(持股 22.69%),神通新能源专注特种高压阀门研发制造,产品涵盖 35 - 105MPa 高压氢阀门,已在运输类氢燃料动力无人机应用。
蜀道装备2024 年 3 月揭牌氢能工程技术研发中心,开展氢能飞行器等领域攻关,正论证氢能动力系统在低空飞行器的替代方案。
京城股份2019 年高压储氢瓶已批量用于无人机,2022 年拟募资扩产,截至 2024 年 5 月,Ⅲ、Ⅳ型瓶产能增长,掌握多项关键技术。
龙蟠科技2024 年 5 月子公司研制出无人机专用 IV 型储氢瓶,与领先制造商合作并实现供货。
中材科技深耕复合材料压力容器近 20 年,具备 1.5L - 20L 无人机储氢瓶产品矩阵,“DJ25”搭载其储氢瓶,“超轻”系列重量仅常规 50% 。
结尾:
综上所述,氢能无人机商业化征程已然开启,凭借在性能、经济性等方面的显著优势,以及政策扶持、技术进步、订单落地等多因素推动,在“制氢 - 储运 - 燃料电池 - 整机 - 应用”完整产业链闭环下,展现出巨大发展潜力。随着创业公司的引领示范与上市公司的积极参与,氢能与低空领域融合的双蓝海赛道有望迎来高速增长,成为推动行业变革与经济发展的重要力量 。
原文标题 : 行业报告 | 氢能无人机商业化初启,氢能+低空双蓝海赛道腾飞
最新活动更多
-
限时免费试用立即申请>> 东集技术AI工业扫描枪&A10DPM工业数据采集终端
-
7.30-8.1预约参观>> 2025WAIE-光伏储能应用大会暨展览会
-
精彩回顾立即查看>> 蔡司工业质量解决方案集锦
-
精彩回顾立即查看>> OFweek 2025新能源产业协同发展大会
-
精彩回顾立即查看>> 【线下会议】OFweek 2025(第五届)储能技术与应用高峰论坛
-
精彩回顾立即查看>> 【线下会议】OFweek 2025 工商业储能大会
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论