一文看懂氫燃料電池行業(yè)現(xiàn)狀、政策、產(chǎn)業(yè)鏈及競爭格局
來源：大話投資 2020-12-29
一、氫燃料電池行業(yè)現(xiàn)狀
（一）氫燃料電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2017年前，全球氫燃料電池行業(yè)發(fā)展緩慢，根據(jù)前瞻研究院發(fā)布數(shù)據(jù)，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(dá)到24132輛，燃料電池出貨量突破1GW大關(guān)。
圖1 全球燃料電池汽車銷量（輛）
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會公布數(shù)據(jù)統(tǒng)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(dá)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(yè)仍處于試點(diǎn)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(chǎn)銷量
從裝機(jī)量占比來看，2019年中國氫燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)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(yè)裝機(jī)量占2019年中國氫燃料電池裝機(jī)量的79%。
圖3 2019年燃料電池客車系統(tǒng)裝機(jī)量
（二）氫燃料電池技術(shù)路線對比
氫燃料電池按照按電解質(zhì)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(zhì)子交換膜燃料電池。
表1 氫燃料電池按照電解質(zhì)分類
質(zhì)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(fù)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(qiáng)度更高，制造工藝更適合大規(guī)模量產(chǎn)，成本低，且具有良好的導(dǎo)電性能和低溫啟動性能；但金屬板易腐蝕，循環(huán)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(yè)內(nèi)金屬板主要攻堅(jiān)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(chǎn)業(yè)政策
（一）國家政策
1.國家政策梳理
2018年5月，李克強(qiáng)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(wù)院多部委即成立燃料電池聯(lián)合小組，氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策發(fā)布明顯提速。
表3 國家層面主要?dú)淠墚a(chǎn)業(yè)政策梳理
2020年9月，財政部等五部委正式聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，爭取用4年實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈，并推動規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化。示范城市具體目標(biāo)為：（1）基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵零部件取得突破并產(chǎn)業(yè)化；（2）車用氫氣終端售價不超過35元/公斤，燃料電池汽車、關(guān)鍵零部件價格明顯下降。（3）整車1000輛、投運(yùn)加氫站15座；（4）政策環(huán)境逐步建立并完善。
2.國補(bǔ)政策解讀
通知明確了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)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(shù)上限分別為1.9、1.6、2.8；（2）對電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、空壓機(jī)等核心關(guān)節(jié)企業(yè)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(bǔ)貼上限為17000分（對應(yīng)17億元），其中每款關(guān)鍵零部件產(chǎn)品額外獎勵上限為1500分（對應(yīng)1.5億元）。
示范城市群燃料電池汽車關(guān)鍵零部件技術(shù)、額定功率、啟動溫度、功率密度、里程、質(zhì)保、氫氣售價等做了明確可享受補(bǔ)貼的基本要求，即在產(chǎn)業(yè)核心零部件布局越全面的企業(yè)，可享受的補(bǔ)貼越多。
3.地方政策
隨著氫能熱潮迅速在全國各地點(diǎn)燃，各省、市紛紛發(fā)布?xì)淠芤?guī)劃。各地產(chǎn)業(yè)規(guī)劃總體具有一致性，多數(shù)都提及階段發(fā)展目標(biāo)，包括產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、投用車輛數(shù)、加氫站建設(shè)、企業(yè)培育等。但由于各地區(qū)的宏觀環(huán)境以及自然條件約束，各省之間氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃差異明顯。其中北上廣浙擁有一線核心城市的優(yōu)勢，給予氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大量的政策及資金支持；河北借助冬奧會舉辦地的優(yōu)勢，氫能發(fā)展全國領(lǐng)先；山東和山西作為能源大省，政府也非常重視能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，積極推進(jìn)氫能的發(fā)展。
表4 主要地方氫能產(chǎn)業(yè)政策梳理
三、燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹
氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈包括上游材料、氫燃料電池電堆及系統(tǒng)、應(yīng)用等3個環(huán)節(jié)。上游為電堆和系統(tǒng)的核心材料和關(guān)鍵零部件（質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層、雙極板、空壓機(jī)、增濕器、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、DC/DC等）；中游為氫燃料電池電堆和系統(tǒng)環(huán)節(jié)；下游為氫燃料電池應(yīng)用環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層對外依賴度較高，尚不具備國產(chǎn)化能力。
燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中的核心環(huán)節(jié)主要包括：
（一）膜電極——質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層
膜電極主要由質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴(kuò)散層構(gòu)成，質(zhì)子交換膜是一種固態(tài)電解質(zhì)膜，主要作用為隔離燃料電池和氧化劑以及傳遞質(zhì)子；催化劑是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所，目的是降低化能，提高反應(yīng)速率，主要含貴金屬鉑；氣體擴(kuò)散層主要用于支撐催化劑層，收集電流，并為電化學(xué)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(xiàn)階段國內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)供貨的膜電極企業(yè)包括武漢理工氫電、蘇州擎動、鴻基創(chuàng)能、目標(biāo)公司等；質(zhì)子交換膜主要依賴進(jìn)口，國內(nèi)只有東岳集團(tuán)具備供應(yīng)條件；催化劑國內(nèi)現(xiàn)有供應(yīng)商主要有貴研鉑業(yè)、上海唐鋒和武漢喜馬拉雅；氣體擴(kuò)散層目前完全依賴進(jìn)口。
（二）雙極板 ——金屬雙極板、石墨雙極板、復(fù)合雙極板
豐田、本田燃料電池均采用了金屬雙極板技術(shù)，同時優(yōu)化流體通道，通過提高氣體擴(kuò)散性減小濃度過電壓，電堆功率密度達(dá)到3.1kW/L。國內(nèi)金屬板燃料電池電堆普遍功率密度超過1.8kW/L。
目前國內(nèi)石墨雙極板的主要生產(chǎn)企業(yè)有上海弘楓、上海神力等，金屬雙極板主要企業(yè)為上海治臻、上海驥翀、新源動力、目標(biāo)公司等。
（三）空氣壓縮機(jī)
空壓機(jī)是燃料電池系統(tǒng)中空氣供應(yīng)系統(tǒng)最重要的部件，目的是通過對進(jìn)堆空氣進(jìn)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(nèi)主要空壓機(jī)供應(yīng)企業(yè)包括雪人股份、德燃動力、勢加透博。
（四）電堆
根據(jù)雙極板材質(zhì)不同，燃料電池電堆主要分為石墨板電堆、金屬板電堆和復(fù)合板電堆。國內(nèi)石墨板電堆主要生產(chǎn)企業(yè)有濰柴巴拉德、上海神力、國鴻氫能，金屬板電堆主要生產(chǎn)企業(yè)有上海氫晨、上汽捷氫、新源動力、目標(biāo)公司。
（五）氫燃料電池系統(tǒng)
燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機(jī)、電壓變換器（DC/DC）、車載氫系統(tǒng)等構(gòu)成，其中燃料電池發(fā)動機(jī)主要部件包括電堆、發(fā)動機(jī)控制器、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)等。國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有億華通、上海重塑、濰柴動力、上汽捷氫、目標(biāo)公司等。
國內(nèi)外氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)對比
四、競爭格局
國內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)公司近兩年增長很快，但多數(shù)沒有達(dá)到批產(chǎn)能力，已具備百臺級出貨能力的系統(tǒng)公司如下：
（一）億華通
億華通是清華大學(xué)節(jié)能與新能源汽車工程中心的產(chǎn)業(yè)化實(shí)體，公司專注于氫燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了氫燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)及燃料電池電堆的批量國產(chǎn)化。公司位于張家口的氫燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)基地一期工程已建成投產(chǎn)，一期項(xiàng)目已具備2,000臺/年的生產(chǎn)能力，未來隨著二期項(xiàng)目建設(shè)完成億華通將具備年產(chǎn)10,000臺的生產(chǎn)能力，2019年共計實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)銷售498套。2020年8月，億華通股票正式登陸科創(chuàng)板上市交易，為燃料電池企業(yè)IPO第一股。
億華通產(chǎn)品目前主要應(yīng)用于客車、物流車等商用車型，與國內(nèi)主流的商用車企業(yè)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(guān)系，搭載億華通發(fā)動機(jī)系統(tǒng)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(yùn)營。
（二）上海重塑
上海重塑成立于2014年12月17日，主營業(yè)務(wù)包括燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)、制造和整車工程服務(wù)，旗下產(chǎn)品包括CAVEN和鏡星兩個子系列產(chǎn)品，鏡星系列主打高功率，最新的“鏡星十一”系統(tǒng)功率達(dá)到110KW。公司在廣東省云浮市建有商用車用燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)基地，其一期產(chǎn)能為5000套/年，擴(kuò)產(chǎn)后可達(dá)20000套/年，具備批量生產(chǎn)能力。
2019年，上海重塑引入中石化戰(zhàn)略投資，借助與中石化的戰(zhàn)略合作，上海重塑一舉超越億華通，在國內(nèi)氫燃料電池裝機(jī)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(yè)合作開發(fā)的17款燃料電池車型被納入了《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》。
（三）濰柴動力
濰柴動力是中國綜合實(shí)力最強(qiáng)的汽車及裝備制造產(chǎn)業(yè)集團(tuán)之一。2016年11月，收購弗爾賽33.5%的股權(quán)，開始布局氫燃料電池領(lǐng)域；2018年12月，持有英國錫里斯20%的股權(quán)，進(jìn)入固體氧化物燃料電池領(lǐng)域；2018年11月，公司收購加拿大巴拉德19.9%的股權(quán)，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(chǎn)業(yè)園開工，新能源動力產(chǎn)業(yè)園初步規(guī)劃建設(shè)新能源驅(qū)動電機(jī)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(tǒng)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(chuàng)新中心等六大基地，預(yù)計總投資500億元。2020年3月31日，濰柴集團(tuán)20000臺氫燃料電池發(fā)動機(jī)工廠正式投產(chǎn)。
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(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。公司是行業(yè)內(nèi)少數(shù)具備從材料、電堆到系統(tǒng)的全面布局和完整核心技術(shù)的燃料電池企業(yè)。2019年，清能股份躋身國內(nèi)車載氫燃料電池系統(tǒng)前三，所配套的氫燃料電池系統(tǒng)裝車數(shù)量近400臺。
目前公司已量產(chǎn)的石墨雙極板電堆產(chǎn)品車用燃料電池系統(tǒng)已與東風(fēng)、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(tuán)全資子公司，主營業(yè)務(wù)為燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品及工程服務(wù)，目前已完成多款金屬雙極板電堆和系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)，功率涵蓋30kW-130kW以上，并廣泛應(yīng)用于乘用車、輕型客車、城市客車和輕中重型卡車等諸多領(lǐng)域。上汽捷氫以上汽整車應(yīng)用平臺為主，截至目前，上汽捷氫所銷售的系統(tǒng)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(shè)計工藝核心技術(shù)，作為上汽集團(tuán)子公司，上汽捷氫具備完整的整車應(yīng)用體系開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在燃料電池系統(tǒng)的可靠性和一致性方面有獨(dú)特優(yōu)勢。
（六）新源動力
公司成立于2001年。自成立以來，公司承擔(dān)了國家科技部“863”計劃重大專項(xiàng)——車用燃料電池發(fā)動機(jī)研制課題，先后被認(rèn)定為大連市知識產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)單位、遼寧省知識產(chǎn)權(quán)“興業(yè)強(qiáng)企”試點(diǎn)單位、國家級知識產(chǎn)權(quán)試點(diǎn)單位、首批國家級知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)。
公司第二代產(chǎn)品HYMOD-36成功應(yīng)用上汽榮威750、上汽大通FCV80，成為我國首例自主研發(fā)、耐久性突破5,000小時，可實(shí)現(xiàn)-10℃低溫啟動、-40℃儲存的燃料電池；新源動力生產(chǎn)的第三代產(chǎn)品HYSTK-70成為國內(nèi)首款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高集成度大功率電堆。
截至2019年12月，新源動力多項(xiàng)創(chuàng)新成果涵蓋了質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵材料、關(guān)鍵部件、整堆系統(tǒng)各個層面，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)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(shù)成果入選2019世界新能源汽車大會八項(xiàng)“全球新能源汽車前沿技術(shù)”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(fā)動機(jī)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，公司已經(jīng)建立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)與檢測中心1座，合作產(chǎn)業(yè)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)3家，參與多項(xiàng)氫燃料電池研發(fā)項(xiàng)目，已經(jīng)分別在武漢經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和大同市建成一條燃料電池動力系統(tǒng)組裝線。公司自主研發(fā)的氫燃料電池發(fā)動機(jī)產(chǎn)品覆蓋客車、物流車、乘用車、有軌電池等，公司正在開發(fā)的燃料電池動力系統(tǒng)覆蓋45-125KW。
國內(nèi)外氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品及參數(shù)
