燃料電池：國產(chǎn)化大幕開啟

1、23日，財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、科技部、發(fā)展改革委發(fā)布了關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策（以下簡稱“政策”）的通知。其中，政策提出要調(diào)整補(bǔ)貼方式，開展燃料電池汽車示范應(yīng)用。將當(dāng)前對燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼，調(diào)整為選擇有基礎(chǔ)、有積極性、有特色的城市或區(qū)域，重點(diǎn)圍繞關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開展示范，中央財(cái)政將采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式對示范城市給予獎(jiǎng)勵(lì)（有關(guān)通知另行發(fā)布）。爭取通過4年左右時(shí)間，建立氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破，形成布局合理、協(xié)同發(fā)展的良好局面。如今在新能源汽車迎上風(fēng)口之時(shí)，燃料電池汽車也受到企業(yè)的看好，不斷提速發(fā)展，或?qū)⒊蔀槿蚱囀袌鲈鏊僮羁斓募?xì)分領(lǐng)域，

2、進(jìn)而也為燃料電池市場帶來了發(fā)展助力。氫氣作為目前為止最清潔的燃料，有望成為未來最重要的基礎(chǔ)能源。氫能在能源、交通、工業(yè)、建筑等具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其以燃料電池車為代表的交通領(lǐng)域是氫能初期應(yīng)用的突破口與主要市場。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的估計(jì)，到2030年中國氫氣需求量將達(dá)到3500萬噸，占能源體系的5%，而到2050年則在終端能源體系中至少占比達(dá)到10%。近年來全球燃料電池汽車高速發(fā)展：20132017年全球氫燃料電池汽車銷量僅為6475輛，其中大部分為豐田的Mirai系列。2018年有了較大幅度的增長，合計(jì)銷售5525輛；2019年全球銷量增至7500輛，其中主要增量來自于中國。國內(nèi)的燃料電池汽車

3、從2016年的629輛迅速擴(kuò)張到2018年1527輛，在2019年實(shí)現(xiàn)2737輛，其增速十分明顯。燃料電池(FuelCell，F(xiàn)C)是一種能有效控制燃料和氧化劑的化學(xué)反應(yīng)，并將其中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置，是一種把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器，被譽(yù)為繼火電、水電及核電之外的第4種發(fā)電方式，其下游應(yīng)用廣泛。國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)企業(yè)和整車企業(yè)率先實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，國產(chǎn)進(jìn)程產(chǎn)業(yè)鏈自下向上推進(jìn)，電堆系統(tǒng)企業(yè)和整車企業(yè)進(jìn)度較快。國內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與數(shù)量雙增，2019年有6家整車企業(yè)產(chǎn)量過百，對應(yīng)的燃料電池系統(tǒng)配套企業(yè)達(dá)35家。2019年我國燃料電池系統(tǒng)出貨量增至128MW，同比增長140.6%，

4、前三供應(yīng)商為上海重塑、億華通以及清能股份，市占率分別為28%、19%、16%。同時(shí)電堆效率也在不斷提升，根據(jù)高工氫燃料電池，2019上半年企業(yè)燃料電池系統(tǒng)功率集中在30-45kW，而下半年功率多為45-60kW。氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游制氫環(huán)節(jié)和電池電堆材料兩個(gè)重要的部分，包括：氫氣生產(chǎn)和儲(chǔ)存以及催化劑、膜材料、氣體擴(kuò)散層和雙極板等材料；中游是電堆等關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)，將電堆和配件兩大部分進(jìn)行集成，形成燃料電池系統(tǒng)；下游應(yīng)用層面，主要有交通運(yùn)輸、便攜式電源和固定式電源三個(gè)方向。產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵技術(shù)在于高純度氫氣的制取、氫燃料的運(yùn)輸與配送、燃料電池技術(shù)等?；A(chǔ)設(shè)施薄弱是限制我國燃料電池發(fā)展的主

5、要原因。2019年氫能首次被寫入政府工作報(bào)告，提出“推進(jìn)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，完善燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施成為了“重頭戲”?；A(chǔ)設(shè)施中，高純度氫氣的制備是降低燃料電池成本的關(guān)鍵一環(huán)，充足、穩(wěn)定供應(yīng)、價(jià)格低廉的高純度氫氣是加氫站實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)營的必要條件，也是我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保證。上游氫氣環(huán)節(jié)參與者較多，加氫站亟需擴(kuò)建優(yōu)質(zhì)上市企業(yè)布局，有序推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。上游氫氣環(huán)節(jié)包括制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫以及注氫等多個(gè)環(huán)節(jié)，目前在每個(gè)環(huán)節(jié)都有眾多優(yōu)質(zhì)企業(yè)加入，有序推進(jìn)行業(yè)的快速發(fā)展。其中，上市公司作為主力參與者，如嘉化能源、美錦能源、華昌化工、衛(wèi)星石化等等優(yōu)質(zhì)企業(yè)，未來也將與行業(yè)同步發(fā)展且估值有望同步提升。氫氣

6、的來源很大程度上決定了燃料電池汽車的使用成本，可獲取、低成本的氫資源將有利于燃料電池汽車的市場導(dǎo)入，因此具備氫能稟賦優(yōu)勢、燃料電池市場容量高的地區(qū)將率先發(fā)展，再輻射周邊地區(qū)形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)集群。目前來看較有潛力的是京津冀、華東、華南、華中、西南五大產(chǎn)業(yè)集群，預(yù)計(jì)未來短期內(nèi)的燃料電池車增量大部分將從這些地區(qū)產(chǎn)生，布局于此的企業(yè)可豐厚業(yè)績，提前成長。加氫站是制約氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用。加氫站作為向氫燃料電池汽車提供氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施，是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)中極其關(guān)鍵的重要環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和商業(yè)化離不開加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。因?yàn)樵O(shè)備與技術(shù)要求，加氫站的建設(shè)運(yùn)營成本遠(yuǎn)高于加油站和充電站，氫能源大規(guī)模使用也要

7、以加氫站覆蓋為基礎(chǔ)，目前加氫站的數(shù)量還不足以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用的需求。根據(jù)H2發(fā)布的第十一次全球加氫站年度評(píng)估報(bào)告，2018年全球加氫站新增48座。截止到2018年底，全球加氫站數(shù)目達(dá)到369座。分地區(qū)來看：歐洲152座，亞洲136座，北美78座。在全部369座加氫站中，有273座對外開放，可以像任何傳統(tǒng)的零售站一樣使用；其余的站點(diǎn)則為封閉用戶群提供服務(wù)，比如公共汽車或車隊(duì)用戶。分國家來看：日本、德國和美國位居前三位，中國排名第四。各國在短期內(nèi)將要部署更多的加氫站計(jì)劃，新加氫站數(shù)目也在平穩(wěn)增長。全球新增加氫站計(jì)劃較大的有德國（38座）、荷蘭（17座）、法國（12座）、加

8、拿大（7座）、韓國（27座）、中國（18座）。上游材料主要包括膜電極、雙極板和密封層。其中，膜電極由催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層三種組分構(gòu)成。國產(chǎn)膜電極與國外差距明顯。膜電極是燃料電池中技術(shù)門檻最高的一環(huán)。當(dāng)前，石墨雙極板和密封層已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，但用于乘用車的金屬雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層僅能少量生產(chǎn)，幾乎被國外所壟斷，國內(nèi)外技術(shù)差距較大。膜電極國產(chǎn)化進(jìn)程加速。國內(nèi)企業(yè)膜電極的供應(yīng)商分為兩類：一類是以豐田和巴拉德為代表的、自給自足的燃料電池企業(yè)；另一類是專業(yè)膜電極供應(yīng)商，國外龍頭企業(yè)為有3M、Johnson Matthey、Gored等，國內(nèi)以武漢新能源和鴻基創(chuàng)能為代表，其他企業(yè)如

9、昆山桑萊特、南京東焱氫能、蘇州擎動(dòng)等企業(yè)也參與了膜電極的研發(fā)。中游電堆是燃料電池的核心部分，是由多個(gè)單體電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成。將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢，即構(gòu)成燃料電池電堆。目前國內(nèi)燃料電池電堆正在逐步起步，企業(yè)數(shù)量不斷增長，并且通過自主研發(fā)和技術(shù)引進(jìn)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。國內(nèi)外電堆企業(yè)可分為三類：第三方電堆企業(yè)、系統(tǒng)企業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈布局的車企或其他企業(yè)。目前國外燃料電池電堆技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)有日本：豐田、本田；韓國：現(xiàn)代、斗山；美國：Plug Power、通用汽車；歐洲：SFC、奔馳、寶馬、PowerCell、IntelligentEnergy等。

10、我國生產(chǎn)燃料電池電堆及上游材料的企業(yè)正在逐漸起步，目前的發(fā)展模式主要有三種：1）純自主研發(fā)，以武漢理工新能源、新源動(dòng)力、上海神力等企業(yè)為代表；2）“技術(shù)引進(jìn)+自主研發(fā)”雙線并行，以億華通為代表；3）通過技術(shù)授權(quán)、中外合資、對外采購等方式引進(jìn)海外技術(shù)，以國鴻氫能、濰柴動(dòng)力、大洋電機(jī)等企業(yè)為代表。根據(jù)高工氫電，電堆價(jià)格從2018年的8000-10000元/kW下降至2019年的6000-8000元/kW，國內(nèi)企業(yè)逐漸產(chǎn)業(yè)鏈自下向上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，自主產(chǎn)業(yè)化能力進(jìn)一步提高，燃料電池系統(tǒng)及整車制造成本有望不斷下探。國內(nèi)燃料電池從產(chǎn)業(yè)鏈下游產(chǎn)品動(dòng)力系統(tǒng)的控制切入，采取自下而上、由表及里、逐環(huán)突破燃料電池發(fā)

11、動(dòng)機(jī)、電堆、膜電極及關(guān)鍵原材料技術(shù)鏈的發(fā)展路徑。同時(shí)依靠已具備一定技術(shù)和市場優(yōu)勢的電動(dòng)車“三電”技術(shù)，選擇氫燃料電池與鋰離子電池混合的“氫電混動(dòng)”路線，并選擇長距離、重載場景下的商用車（客車、重卡、物流車）優(yōu)先示范運(yùn)營。目前國內(nèi)已有投入試運(yùn)行的客車，與國外同類產(chǎn)品在技術(shù)參數(shù)上水平相當(dāng)。在燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)方面，我國除了石墨雙極板、石墨板電堆在性能價(jià)格方面當(dāng)前可與國外產(chǎn)品媲美外，其余產(chǎn)品差距還較大，國內(nèi)普遍處于小批量，樣品階段，原因主要是早期國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)較少；研發(fā)基礎(chǔ)弱；技術(shù)積累時(shí)間短。目前國產(chǎn)產(chǎn)品基本處于邊研發(fā)、邊試用、邊裝車的階段，適用產(chǎn)品驗(yàn)證周期短，導(dǎo)致實(shí)際使用中的穩(wěn)定性和壽命不達(dá)

12、標(biāo)。發(fā)展燃料電池的關(guān)鍵是核心材料的國內(nèi)生產(chǎn)能力。目前國內(nèi)的燃料電池產(chǎn)業(yè)無論從技術(shù)還是市場角度來說都不盡成熟，高昂的成本只能依靠國家高補(bǔ)貼支撐，而且核心材料所涉及的大部分生產(chǎn)技術(shù)掌握在國外，國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈尚處于商業(yè)化的早期階段。因此，降低成本、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化是燃料電池產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的選擇和出路。目前來我國燃料電池客車和專用車市場迅速擴(kuò)張，市場規(guī)模處于世界前列，然而乘用車的發(fā)展卻駐足不前。主要由于兩方面的原因，一方面，我國燃料電池堆的技術(shù)水平還達(dá)不到乘用車的水準(zhǔn)。另一方面，燃料電池車的推廣離不開加氫站的建設(shè)。加氫站配套的不足直接導(dǎo)致下游需求的弱化，車企也沒有動(dòng)力向乘用車領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)和推廣。我國燃料電池下游以商用車為切入點(diǎn)，采用“以商帶乘”的發(fā)展路徑。同時(shí)，我國采用以混合動(dòng)力車帶動(dòng)全燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化思路，以最終實(shí)現(xiàn)全功率燃料電池