燃料电池的发展现状和前景
——预见2022：《2022年中国氢燃料电池行业全景图谱》(附市场规模、竞争格局和发展趋势等)
行业主要上市公司：亿华通(688339.SH)、潍柴动力(000338.SZ)、大洋电机(002249.SZ)、深冷股份(300540.SZ)、雄韬股份(002733.SZ)、东方电气(600875.SH)、南都电源(300068.SZ)、美锦能源(000723.SZ)、全柴动力(600218.SH)、长城电工(600192.SH)、上汽集团(600104.SH)、蠡湖股份(300694
.SZ)等
本文核心数据：市场规模、竞争格局、趋势预测
行业概况
1、定义
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池由于其燃料气来源丰富、效率高、无噪声、无污染的优点，将在未来为节能和保护生态环境做出巨大贡献，是目前各个国家重点进行研究的发电技术。
依据氢燃料电池的电解质的不同，可将燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。
2、产业链剖析：氢燃料电池产业中游包含较多参与者
氢燃料电池产业链主要由上游原材料、中游集成以及下游应用端组成，产业链较长，参与方众多。具体来看，氢燃料电池产业上游主要是膜电极、双极板、各类管阀件与传感器、储氢瓶等发动机零部件生产制造行业;中游为燃料电池发动机系统及电堆集成行业;下游各大应用领域包含交通运输中的乘用车、商用车;固定发电中的家用或者电站用发电机及其他特殊领域等。
我国氢燃料电池上游的主要制氢企业有和远气体、潞安环能、中国石化，循环系统企业主要有雪人股份，而电堆及系统主要企业有清源股份、长城电工，质子交换膜制造企业有东岳集团、南都电源等;而中游氢燃料电池研发制造企业有亿华通、潍柴动力、大洋电机、美锦能源等。
行业发展历程：行业处在突飞猛进阶段
中国氢燃料电池行业发展依随技术的发展而进步，氢燃料电池发展始于1958年前后，并在1958-1970年前后取得燃料电池技术的基础性及探索性研究;而到1970年前后，氢燃料电池相关研究技术达到高潮，在此过程中，科研所等相关机构积累了丰富的燃料电池堆及燃料电池供电系统等方面的技术经验。1980年以来，中国氢燃料电池研究进入缓慢成长时期，行业处于技术研发低潮。而自90年代以来，部分技术先进国家已经取得技术上的巨大进展，并且一部分产品已经进入准商品化阶段;在此背景下，中国燃料电池研发再次进入高潮;到目前为止，氢燃料电池进入高速发展时期。
行业政策背景：政策加持，氢燃料电池技术发展稳重求进
氢燃料电池产行业仍处于不断摸索的时期，因此，国家政策对行业的影响较大。发展燃料电池是我国应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。
近年来，国家出台多项政策鼓励、规范、指导氢燃料电池产行业发展。2020年，国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》，将燃料电池的稳定供给纳入未来发展愿景中。近几年，国家铁路局、国务院、国家能源局相继发布了《“十四五”铁路科技创新规划》、《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》等，指出氢燃料电池在国家层面的重要战略意义;且在“碳中和”、“碳达峰”的大目标下，燃料电池的技术发展将帮助中国尽早完成两大目标。因此，近两年的燃料电池相关政策倾向于技术的实践与应用层面。
行业发展现状
1、成本构成：电堆是氢燃料电池的核心零部件
氢燃料电池系统由燃料电池组和辅助系统组成。燃料电池堆是核心部件，它负责将化学能转化为电能以提供汽车动力支持。四个辅助系统主要是供氢系统、供气系统、水管理系统和热管理系统。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元传到电动机，在电池的辅助下，在需要时提供额外的电力。从成本来看，氢燃料电池系统中最核心的部分是燃料电池电堆，其成本占比接近50%。
2、需求市场：装机量受疫情和补贴退坡影响而下降
2018-2020年，中国氢燃料电池装机量呈波动下降态势。从装机功率来看，2019年是中国氢燃料电池行业发展较好的一年，政府为发展新能源行业而出台一系列补贴政策进行鼓励和扶持;2020年，受疫情和补贴退坡的影响，中国燃料电池装机量仅为87MW，其中约80MW使用在氢燃料电池汽车领域。目前，氢燃料电池行业仍处于复苏时期，2021年上半年装机量超过50MW。
3、供给市场：供给端较为活跃，发展态势较好
目前，氢燃料电池行业内主要研发生产企业有亿华通、上海重塑、国鸿氢能、江苏清能、大洋电机、众宇动力等。其中，亿华通和国鸿氢能产能较高，均达到10000台/年以上;其余企业产能也均达到2000台/年以上。整体来看，行业氢燃料电池产能产量状况较好，供给端表现较为活跃，行业态势较好。
4、下游应用：下游应用市场进入商业化初期
2016-2020年，中国氢燃料电池汽车保有量逐年上升，受到疫情影响，2020年销量有所下滑。截止2020年底，我国氢燃料电池汽车年销量1177辆，保有量7352辆，标志着我国氢燃料电池汽车正在逐渐被市场认可接纳，氢燃料汽车进入商业化初期。
5、市场规模：目前市场规模接近16亿元
根据亿华通每年氢燃料电池销售价格及销量进行测算，2018-2021年，中国氢燃料电池市场规模呈现波动态势。2019年受到一系列补贴政策的加持，氢燃料电池下游交通运输领域得到高速发展，市场扩张规模超出正常范围;自2020年以来，氢燃料电池市场受到疫情和补贴退坡的影响，市场规模大幅跳水。2021年，中国氢燃料电池市场规模接近16亿元。目前，行业正在逐渐回归正轨。
行业竞争格局
1、区域竞争：中东部区域相关企业较多
从区域竞争格局看，我国氢燃料电池产业相关企业分布集中在中国中东部。山东、江苏、安徽和北京一带上市企业相对较多;其中，江苏省代表性企业较多，有蠡湖股份、越博动力、腾龙股份、先导智能。另外，产业链相对成熟的行业龙头亿华通布局在北京。
2、企业竞争：CR5集中度较，竞争压力较大
从装机量排名来看，2020年氢燃料电池系统装机量排名前五的企业分别为爱德曼、亿华通、国鸿重塑、探索汽车、潍柴动力。五家企业的氢燃料电池总装机量占2020年中国氢燃料电池系统装机量的69%，集中度较高，行业内竞争压力较大，头部品牌聚集效应明显。
其中，爱德曼装机量最多，占比约为20%;其次是亿华通，装机量占比超过15%;而国鸿氢能和上海重塑合资成立的国鸿重塑表现也较为亮眼。综合来看，目前中国氢燃料电池行业主要竞争者有亿华通、爱德曼和国鸿重塑等五大巨头。
行业发展前景及趋势预测
1、未来发展趋势：交通运输领域是发展突破口
根据中国电动汽车百人大会课题组发布的《中国氢能产业发展报告2020》，中国氢燃料电池未来前景主要集中在交通运输领域、储能领域和工业及建筑领域。其中，交通运输领域是氢燃料电池应用的主要突破口，以交通运输领域为起始点，向着储能、工业、建筑领域逐渐拓展。
从氢能未来应用体系的发展路径来看，氢燃料电池商用车将率先实现投产并进行应用，且氢燃料电池客车、物流车、重卡等车型将在2030年前取得与纯电动车型相当的全生命周期经济性，赢得市场消费者的青睐。
2、市场规模：技术支持将带来行业发展长久荣耀
2022-2027年，中国氢燃料电池行业市场规模将会稳步上升，且增速呈现逐年递增的趋势。2022年年初的冬奥会上，亿华通与丰田及北汽福田作为北京2022年冬奥会的赛事交通服务用车的提供商，共计投入使用了1000多辆氢能源汽车，可见氢燃料电池初步应用十分成功。
燃料电池系统、发动机及电堆等核心部件全部国产化是中国氢燃料电池进行产业化并大规模应用的前提。然而，关键技术的研发缓慢正在“锁喉”行业未来发展。当下，对于行业内主要参与者来说，氢燃料电池系统以及核心零部件氢燃料电池电堆的技术升级是公司抢占行业发展先机的关键;只有技术进步才能带来行业市场规模的扩大，从而赢得消费者的购买。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国氢燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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2024-12-03 广告
关于燃料电池的发展现状和前景分享如下：
目前全球致力将低铂载量，高性能，低成本的膜电极，高导电、导热能力的双极板和气体扩散层作为主要的发展方向。而未来在下游应用对性能需求的提升下，也会往更高工作温度，更高效，成本更低的方向发展，可能在各部件材料及设计上都会有非常大的革新。
现阶段主要有几种燃料电池技术：质子交换膜燃料电池、磷酸盐燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池及固体氧化物燃料电池等。
而由于显著的工作温度及启动时间优势，目前市场上将质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为最主要的发展方向，在政策及性能优势的驱使下，质子交换膜燃料电池的下游应用主要集中在交通运输方面。
数据显示，我国2021年全年汽车销量近1600辆，其中1-10月1233辆，超过90%的部分为中重卡，而重卡也是未来燃料电池商用车的主要应用之一。
氢气作为燃料电池的燃料，具有非常高的热值，而高纯度氢气制取技术作为燃料电池的上游，对燃料电池的发展起到很大的推动作用。
就传统制氢而言，中国是煤炭大国，通过煤炭制氢是最主要的方式，而国际上主流方式还是用天然气制氢方法。随着技术的迭代，天然气及重整制氢也逐渐成为目前中国重要的制氢方式。
但是由于制备过程中都有碳排放情况产生，并不能彻底解决问题。所以电解水制氢技术应运而生，如何获取较高的制备效率也将会是制氢技术的重要驱动因素。
目前国内电力来源仍是煤电，所以在电解水制氢的过程中，仍然无法从根本上解决碳排放问题。但是随着国内风电、光伏发电的逐步发展，相信在不远的将来，无论是从碳排放还是制氢成本上都将会有很大程度的改善。
