一文看懂氫燃料電池行業現狀、政策、產業鏈及競爭格局
來源：大話投資 2020-12-29
一、氫燃料電池行業現狀
（一）氫燃料電池行業發展現狀
2017年前，全球氫燃料電池行業發展緩慢，根據前瞻研究院發布數據，2013年-2017年，全球氫燃料電池汽車銷量累計6475輛，其中大部分車型為豐田Mirai系列；2018年有了較大幅度的增長，合計銷售5525輛；2019年全球氫燃料電池汽車銷量增至7500輛，截止到2019年12月，全球燃料電池汽車總保有量達到24132輛，燃料電池出貨量突破1GW大關。
圖1 全球燃料電池汽車銷量（輛）
根據中國汽車工業協會公布數據統計，2019年，中國燃料電池汽車銷量2737輛，同比增加79.2%，僅次于韓國，排名全球第二，保有量達到6165輛；2020年上半年，受到疫情影響，燃料電池汽車銷量為403輛，同比下降63.4%?？傮w來看，目前中國燃料電池行業仍處于試點示范階段，訂單主要來自政府采購，且以商用為主。
圖2 中國燃料電池汽車產銷量
從裝機量占比來看，2019年中國氫燃料電池系統裝機量前五主要為上海重塑、億華通、清能股份、國鴻重塑、新源動力。前五家企業裝機量占2019年中國氫燃料電池裝機量的79%。
圖3 2019年燃料電池客車系統裝機量
（二）氫燃料電池技術路線對比
氫燃料電池按照按電解質的種類可以分為堿性燃料電池、酸性燃料電池、熔融鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和質子交換膜燃料電池。
表1 氫燃料電池按照電解質分類
質子交換膜燃料電池按照采用的雙極板不同，又可以分為金屬雙極板、石墨雙極板以及復合雙極板燃料電池，如表2。金屬板相比石墨板更薄、功率密度更高、強度更高，制造工藝更適合大規模量產，成本低，且具有良好的導電性能和低溫啟動性能；但金屬板易腐蝕，循環壽命低于石墨板，金屬板的涂層是影響壽命的最直接因素，目前業內金屬板主要攻堅方向就是解決金屬板涂層配方和工藝難題。
表2 氫燃料電池按照雙極板分類
二、產業政策
（一）國家政策
1.國家政策梳理
2018年5月，李克強總理參觀豐田汽車北海道工廠，考察日本燃料電池汽車，回國后，國務院多部委即成立燃料電池聯合小組，氫能產業規劃及產業政策發布明顯提速。
表3 國家層面主要氫能產業政策梳理
2020年9月，財政部等五部委正式聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，爭取用4年實現關鍵技術突破，構建完整產業鏈，并推動規?；?、產業化。示范城市具體目標為：（1）基礎材料、關鍵零部件取得突破并產業化；（2）車用氫氣終端售價不超過35元/公斤，燃料電池汽車、關鍵零部件價格明顯下降。（3）整車1000輛、投運加氫站15座；（4）政策環境逐步建立并完善。
2.國補政策解讀
通知明確了各項技術指標的要求，（1）1積分獎勵10萬元，乘用車、中型貨車和中小型客車、重型貨車折算系數上限分別為1.9、1.6、2.8；（2）對電堆、膜電極、雙極板、質子交換膜、催化劑、碳紙、空壓機等核心關節企業將充分收益；（3）明確氫氣售價不超過35元/公斤；（4）每個示范城市群補貼上限為17000分（對應17億元），其中每款關鍵零部件產品額外獎勵上限為1500分（對應1.5億元）。
示范城市群燃料電池汽車關鍵零部件技術、額定功率、啟動溫度、功率密度、里程、質保、氫氣售價等做了明確可享受補貼的基本要求，即在產業核心零部件布局越全面的企業，可享受的補貼越多。
3.地方政策
隨著氫能熱潮迅速在全國各地點燃，各省、市紛紛發布氫能規劃。各地產業規劃總體具有一致性，多數都提及階段發展目標，包括產業產值、投用車輛數、加氫站建設、企業培育等。但由于各地區的宏觀環境以及自然條件約束，各省之間氫能產業發展規劃差異明顯。其中北上廣浙擁有一線核心城市的優勢，給予氫能產業鏈發展大量的政策及資金支持；河北借助冬奧會舉辦地的優勢，氫能發展全國領先；山東和山西作為能源大省，政府也非常重視能源結構轉型，積極推進氫能的發展。
表4 主要地方氫能產業政策梳理
三、燃料電池產業鏈介紹
氫燃料電池產業鏈包括上游材料、氫燃料電池電堆及系統、應用等3個環節。上游為電堆和系統的核心材料和關鍵零部件（質子交換膜、催化劑、氣體擴散層、雙極板、空壓機、增濕器、氫氣循環系統、DC/DC等）；中游為氫燃料電池電堆和系統環節；下游為氫燃料電池應用環節。目前國內質子交換膜和氣體擴散層對外依賴度較高，尚不具備國產化能力。
燃料電池產業鏈
氫燃料電池產業鏈中的核心環節主要包括：
（一）膜電極——質子交換膜、催化劑、氣體擴散層
膜電極主要由質子交換膜、催化劑和氣體擴散層構成，質子交換膜是一種固態電解質膜，主要作用為隔離燃料電池和氧化劑以及傳遞質子；催化劑是發生電化學反應的場所，目的是降低化能，提高反應速率，主要含貴金屬鉑；氣體擴散層主要用于支撐催化劑層，收集電流，并為電化學提供電子通道、氣體通道和排水通道，一般由多孔基層和微孔層組成。
現階段國內實現量產供貨的膜電極企業包括武漢理工氫電、蘇州擎動、鴻基創能、目標公司等；質子交換膜主要依賴進口，國內只有東岳集團具備供應條件；催化劑國內現有供應商主要有貴研鉑業、上海唐鋒和武漢喜馬拉雅；氣體擴散層目前完全依賴進口。
（二）雙極板 ——金屬雙極板、石墨雙極板、復合雙極板
豐田、本田燃料電池均采用了金屬雙極板技術，同時優化流體通道，通過提高氣體擴散性減小濃度過電壓，電堆功率密度達到3.1kW/L。國內金屬板燃料電池電堆普遍功率密度超過1.8kW/L。
目前國內石墨雙極板的主要生產企業有上海弘楓、上海神力等，金屬雙極板主要企業為上海治臻、上海驥翀、新源動力、目標公司等。
（三）空氣壓縮機
空壓機是燃料電池系統中空氣供應系統最重要的部件，目的是通過對進堆空氣進行增壓，可以提高燃料電池的功率密度和效率，減小燃料電池的尺寸。
國內主要空壓機供應企業包括雪人股份、德燃動力、勢加透博。
（四）電堆
根據雙極板材質不同，燃料電池電堆主要分為石墨板電堆、金屬板電堆和復合板電堆。國內石墨板電堆主要生產企業有濰柴巴拉德、上海神力、國鴻氫能，金屬板電堆主要生產企業有上海氫晨、上汽捷氫、新源動力、目標公司。
（五）氫燃料電池系統
燃料電池發動機系統主要由燃料電池發動機、電壓變換器（DC/DC）、車載氫系統等構成，其中燃料電池發動機主要部件包括電堆、發動機控制器、氫氣供給系統、空氣供給系統等。國內主要生產企業有億華通、上海重塑、濰柴動力、上汽捷氫、目標公司等。
國內外氫燃料電池產業鏈技術對比
四、競爭格局
國內氫燃料電池系統公司近兩年增長很快，但多數沒有達到批產能力，已具備百臺級出貨能力的系統公司如下：
（一）億華通
億華通是清華大學節能與新能源汽車工程中心的產業化實體，公司專注于氫燃料電池發動機系統研發及產業化，實現了氫燃料電池發動機系統及燃料電池電堆的批量國產化。公司位于張家口的氫燃料電池發動機系統生產基地一期工程已建成投產，一期項目已具備2,000臺/年的生產能力，未來隨著二期項目建設完成億華通將具備年產10,000臺的生產能力，2019年共計實現燃料電池發動機系統銷售498套。2020年8月，億華通股票正式登陸科創板上市交易，為燃料電池企業IPO第一股。
億華通產品目前主要應用于客車、物流車等商用車型，與國內主流的商用車企業宇通客車、北汽福田、中通客車、申龍客車以及吉利商用車等建立了深入的合作關系，搭載億華通發動機系統的燃料電池客車已先后在北京、張家口、鄭州、蘇州、成都等地上線運營。
（二）上海重塑
上海重塑成立于2014年12月17日，主營業務包括燃料電池系統的研發、制造和整車工程服務，旗下產品包括CAVEN和鏡星兩個子系列產品，鏡星系列主打高功率，最新的“鏡星十一”系統功率達到110KW。公司在廣東省云浮市建有商用車用燃料電池系統生產基地，其一期產能為5000套/年，擴產后可達20000套/年，具備批量生產能力。
2019年，上海重塑引入中石化戰略投資，借助與中石化的戰略合作，上海重塑一舉超越億華通，在國內氫燃料電池裝機量排名第一。上海重塑與宇通客車、中通客車、申龍客車、廈門金旅、蘇州金龍等整車企業合作開發的17款燃料電池車型被納入了《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》。
（三）濰柴動力
濰柴動力是中國綜合實力最強的汽車及裝備制造產業集團之一。2016年11月，收購弗爾賽33.5%的股權，開始布局氫燃料電池領域；2018年12月，持有英國錫里斯20%的股權，進入固體氧化物燃料電池領域；2018年11月，公司收購加拿大巴拉德19.9%的股權，成為加拿大巴拉德第一大股東。2018年6月，濰柴新能源動力產業園開工，新能源動力產業園初步規劃建設新能源驅動電機制造基地、氫燃料電池制造基地、商用車新能源動力總成系統制造基地、新能源叉車制造基地、新能源輕型商用車制造基地和新能源虛擬創新中心等六大基地，預計總投資500億元。2020年3月31日，濰柴集團20000臺氫燃料電池發動機工廠正式投產。
濰柴動力主要合作的整車廠為中國重汽、陜西重汽和山東重工旗下的中通客車以及亞星客車。
（四）清能股份
清能股份成立于2011年，公司致力于燃料電池核心材料、電堆及燃料電池系統的研發、生產與銷售。公司是行業內少數具備從材料、電堆到系統的全面布局和完整核心技術的燃料電池企業。2019年，清能股份躋身國內車載氫燃料電池系統前三，所配套的氫燃料電池系統裝車數量近400臺。
目前公司已量產的石墨雙極板電堆產品車用燃料電池系統已與東風、申龍、宇通、皋開、中植等車廠完成十余款公告車型，全面覆蓋了物流車、公路客車、公交車等多種商用車型，并已開始批量交付。
（五）上汽捷氫
上汽捷氫成立于2018年6月，是上汽集團全資子公司，主營業務為燃料電池系統產品及工程服務，目前已完成多款金屬雙極板電堆和系統的產品開發，功率涵蓋30kW-130kW以上，并廣泛應用于乘用車、輕型客車、城市客車和輕中重型卡車等諸多領域。上汽捷氫以上汽整車應用平臺為主，截至目前，上汽捷氫所銷售的系統已超過500套。上汽捷氫具備金屬雙極板貴金屬涂層配方及設計工藝核心技術，作為上汽集團子公司，上汽捷氫具備完整的整車應用體系開發經驗，在燃料電池系統的可靠性和一致性方面有獨特優勢。
（六）新源動力
公司成立于2001年。自成立以來，公司承擔了國家科技部“863”計劃重大專項——車用燃料電池發動機研制課題，先后被認定為大連市知識產權試點單位、遼寧省知識產權“興業強企”試點單位、國家級知識產權試點單位、首批國家級知識產權優勢企業。
公司第二代產品HYMOD-36成功應用上汽榮威750、上汽大通FCV80，成為我國首例自主研發、耐久性突破5,000小時，可實現-10℃低溫啟動、-40℃儲存的燃料電池；新源動力生產的第三代產品HYSTK-70成為國內首款具有自主知識產權的高集成度大功率電堆。
截至2019年12月，新源動力多項創新成果涵蓋了質子交換膜燃料電池發動機系統關鍵材料、關鍵部件、整堆系統各個層面，擁有自主知識產權專利技術近500件，包括國際專利4余件，以新源動力為代表的“高比功率的車用燃料電池電堆”技術成果入選2019世界新能源汽車大會八項“全球新能源汽車前沿技術”之一。
（七）雄韜氫雄
雄韜氫雄是上市公司雄韜股份下屬公司，主要從事氫燃料電池發動機研發及產業化，公司已經建立標準實驗與檢測中心1座，合作產業內研究機構3家，參與多項氫燃料電池研發項目，已經分別在武漢經濟開發區和大同市建成一條燃料電池動力系統組裝線。公司自主研發的氫燃料電池發動機產品覆蓋客車、物流車、乘用車、有軌電池等，公司正在開發的燃料電池動力系統覆蓋45-125KW。
國內外氫燃料電池系統產品及參數
