氫能應用環節是氫能產業鏈的末端，包括將氫直接作為燃料應用于工業、大規模發電等領域，氫燃料電池、氫燃料電池汽車等領域。目前主要在氫燃料電池和氫燃料電池汽車這兩個領域。

氫燃料電池產業包括車用氫燃料電池、便攜式氫燃料電池、家用熱電聯供系統、氫能分布式電站、氫燃料電池關鍵零部件及研發檢測等產業子環節。

車用氫燃料電池方面，車用氫燃料電池主要應用在乘用車、商用車、叉車三個方向。乘用車領域的氫燃料電池仍以質子交換膜燃料電池（PEMFC）為主，各大汽車制造商不斷開發并完善氫燃料電池的相關技術，形成了若干技術聯盟。氫燃料電池在商用車領域的應用更廣泛，北美、歐洲、亞洲的政府部門都非常支持燃料電池商用車的開發和示范運行，在示范項目的帶動下，整體市場發展平穩。氫燃料電池在叉車領域的應用較廣，替代原有的蓄電池，節省了充電時間和電池更換與充電的場地，同時節省了大量運營成本，雖然氫燃料電池叉車的購置和改裝成本較高，但是在叉車的生命周期內具有成本優勢。

便攜式氫燃料電池方面，便攜式移動氫燃料電池具有離網運行、比普通電池更耐久、輕量化、快速充電、方便可靠、低成本等優點。可使用于小型家電、筆記本、手機及特種領域。

目前家用熱電聯供系統燃料電池主要應用于亞洲和歐洲，主要是日本和德國。

目前燃料電池分布式電站多以大型電站為主，主要的燃料電池有：熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸類燃料電池、質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池四種。

氫燃料電池關鍵零部件方面，核心技術被少數發達國家掌握和壟斷，目前我國主要依賴進口。氫燃料電池最重要的部件為產生電能的部件電池堆，由膜電極、雙極板、密封材料、集流板及緊固件等組成，氫燃料電池中的輔助部件（BOP，包括熱管理系統、空氣處理系統、燃料處理系統）及電力轉換與控制部件也比較重要。目前，在我國裝車的氫燃料電池汽車中，大多采用國外電堆和技術，其比例估計達到70%以上。但在氫瓶、膜電極、雙極板等關鍵零部件和氫燃料電池集成等技術上實現了國產化，可使成本比進口同類產品降低50%至80%。

氫燃料電池汽車產業包括氫燃料電池汽車整車、氫燃料電池汽車關鍵零部件等產業子環節。

氫燃料電池乘用車方面，歐美及日本等傳統汽車大國研發水平較高、技術突破較早，在過去的幾年內主導著燃料電池乘用車的市場。全球氫燃料電池乘用車其中一半以上（53%）在加利福尼亞州登記，這使得美國成為全球氫燃料電池汽車應用的前沿陣地，日本以38%排名第二，歐洲則為9%。而在各制造商交付的氫能燃料電池汽車占比方面，豐田占比最大，高達75%，其次是本田和現代，分別為13%和11%。當前主流車型有豐田Mirai、本田Clarity、現代Nexo等。

氫能應用環節的市場前景

氫燃料電池具有廣闊的應用前景。根據相關統計顯示，從出貨容量統計看，全球燃料電池出貨量增長明顯，2009年全球燃料電池出貨容量為86.5MW，2017年燃料電池出貨容量達669.7MW。

從出貨量區域分布來看，全球燃料電池生產區域較為集中，主要集中在歐洲、北美、亞洲少數國家。2017年我國燃料電池行業整體產能在60MW以上，燃料電池出貨量達到44.7MW，燃料電池出貨量占全球的6.67%。據測算，2017年我國燃料電池市場規模為2.50億元，產品均價為5593元/kW；隨著國內技術水平的提升，產業規模效應的顯現，我國燃料電池銷售均價將呈下滑態勢，預計到2024年我國燃料電池市場規模將增長至27.65億元，產品銷售均價在3000元/kW左右。

氫燃料電池汽車具有零排放、長續航里程和短時間加注燃料等優點，被認為是未來車輛發展的終極方向。目前已經推出商業化燃料電池汽車產品的有豐田、本田、現代等，預計到2020年其他汽車制造商如奔馳、寶馬、通用等都會推出自己的氫燃料電池車。國際氫能委員會會發布的《氫能源未來發展趨勢調研報告》顯示，預計到2030年，全球燃料電池乘用車將達到1000萬輛至1500萬輛。

截至2018年年底，我國氫燃料電池汽車擁有量3428輛。國內東風汽車、安凱、宇通、金龍等汽車生產商的部分燃料電池汽車車型已經獲得工信部的生產許可。氫燃料電池汽車有望在2019年正式實施十城千輛推廣計劃。根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》，到2020年我國燃料電池車輛將達到1萬輛；到2030年我國燃料電池車輛保有量將達到200萬輛。屆時，中國有望成為全球最大的燃料電池汽車市場。