燃料電池發(fā)動機(jī)：氫燃料電池汽車核心部件

1、根據(jù)中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書，氫能將成為中國能源體系重要組成部分，2050年能源體系中占比約10%，氫氣需求量達(dá)6000萬噸，加氫站10000座以上，氫燃料汽車產(chǎn)量達(dá)500萬輛/年，行業(yè)發(fā)展前景廣闊。截至2020年底，全球氫燃料電池汽車保有量為32535輛，同比增長38%，韓國保有量達(dá)10906輛，位居全球第一，美國為8931輛，我國氫燃料電池汽車保有量為7352輛排第三。燃料電池汽車核心關(guān)鍵部件或材料主要包括發(fā)動機(jī)、電堆和膜電極。從成本上看，燃料電池電堆約占燃料電池發(fā)動機(jī)的55%，而膜電極約占燃料電池電堆的65%。2020年，燃料電池商用車價格約為200萬/輛，隨著燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模

2、化與燃料電池電堆核心零部件國產(chǎn)化，預(yù)計燃料電池汽車銷售價格將以每年10%的幅度下降。燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)：氫燃料電池汽車核心氫燃料電池汽車的核心為燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，關(guān)系著整車運行的安全性，對燃料電池汽車是否具備成熟、可靠的性能表現(xiàn)具有重要影響。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。燃料電池電堆燃料電池電堆是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的核心部件，是燃料電池發(fā)動機(jī)的動力來源，對燃料電池發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵性能和成本具有較大的影響。電堆的主要材料包括膜電極、雙極板、端板等，其中膜電極是燃料電池電堆的核心部件，對電堆的性能、壽命和成本具有關(guān)鍵影響，膜電極又可以分為催化劑、擴(kuò)散層、質(zhì)子交換

3、膜等。隨著終端領(lǐng)域的推廣，電堆產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速。膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜雖然生產(chǎn)規(guī)模較小，但已有國產(chǎn)化能力。（延展閱讀： HYPERLINK /s?_biz=MzA3Njc4MDczMw=&mid=2470378085&idx=1&sn=b3578521940f3451544471b72d10fab9&chksm=89965fb7bee1d6a188f497383743636f38903a34a19bceae3896f6127909f9c6464201e467ee&scene=21 l wechat_redirect t _blank 氫燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈深度解析）膜電極主要廠商包括騰龍股份、雄

4、韜股份、美錦能源等；雙極板和擴(kuò)散板主要企業(yè)有安泰科技等；質(zhì)子膜主要廠商有東岳股份等；催化劑主要公司有貴研鉑業(yè)和華昌化工等。氫氣供給系統(tǒng)供氫系統(tǒng)將氫從氫氣罐輸送到燃料電池電堆，由空氣過濾器、空氣壓縮機(jī)和加濕器組成的供氣系統(tǒng)為燃料電池堆提供氧氣，水熱管理系統(tǒng)采用獨立的水和冷卻劑回路來消除廢熱和反應(yīng)產(chǎn)物（水）。在供氫系統(tǒng)中，空壓機(jī)是車用燃料電池發(fā)動機(jī)的“肺”，提供電堆反應(yīng)所需的氧氣。空壓機(jī)主要由電機(jī)及其控制器、空氣泵及輔助部件組成。從相關(guān)企業(yè)布局情情況來看，國家電投正在建設(shè)中關(guān)村延慶氫能產(chǎn)業(yè)園，一期延慶園加氫站、二期冬奧配套制氫站已建成，三期研發(fā)測試區(qū)計劃今年開工建設(shè)。其中，一期加氫站每天可為60輛

5、氫燃料客車或200輛中小型氫燃料車輛提供加氫保障。北京冬奧期間，將根據(jù)需要提升加氫保障能力。雪人股份以空氣壓縮系統(tǒng)技術(shù)為依托，業(yè)務(wù)延伸至燃料電池空氣供應(yīng)系統(tǒng)，擁有空壓機(jī)、氫循環(huán)泵以及燃料電池發(fā)動機(jī)等產(chǎn)品，已向宇通客車，東風(fēng)汽車等21家整車和發(fā)動機(jī)企業(yè)提供核心部件空壓機(jī)。漢鐘精機(jī)、廣順新能源、伯肯節(jié)能、金通靈氫能、嘉興德燃動力和毅合捷等企業(yè)都在積極布局空壓機(jī)產(chǎn)品。氫循環(huán)泵為保證燃料電池穩(wěn)定高效運行，同時提高氫氣利用率，通常采用氫氣循環(huán)的方法，即氫氣把電堆內(nèi)部生成的水帶出后，經(jīng)水氣分離裝置將液態(tài)水分離，再將氫氣循環(huán)送回到電堆陽極重復(fù)使用，同時對新鮮氫氣進(jìn)行加濕。傳統(tǒng)循環(huán)泵在涉氫涉水環(huán)境下，易發(fā)生“

6、氫脆”，氫循環(huán)泵在結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計上不同于傳統(tǒng)循環(huán)泵，技術(shù)難度要高很多，氫循環(huán)泵需要具備密封設(shè)計好（氫氣容易泄露）、耐水性強(qiáng)（經(jīng)過電堆反應(yīng)后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣）、流量大（適應(yīng)大功率電堆）、壓力輸出穩(wěn)定（低壓轉(zhuǎn)為高壓）、無油（保證氫氣純度）等特點。氫循環(huán)泵難度較大，目前國內(nèi)產(chǎn)品處于研發(fā)驗證階段，尚不成熟，國內(nèi)系統(tǒng)企業(yè)主要是進(jìn)口德國普旭氫循環(huán)泵，普旭在中國市占率達(dá)到90% 。國內(nèi)企業(yè)涉足氫氣循環(huán)泵的主要有雪人股份、大洋電機(jī)、思科渦旋、艾爾航空、漢鐘精機(jī)、濟(jì)南思明特、浙江恒友、伯肯節(jié)能等。燃料電池汽車發(fā)動機(jī)市場格局從國市場格局來看，行業(yè)目前屬于寡頭競爭，CR5占比50%。據(jù)新能源汽車推廣應(yīng)用推

7、薦車型目錄數(shù)據(jù)顯示，目前被納入目錄的燃料電池商用車型共185款，億華通燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的配套商用車車型共計37款，占比為20.00%，屬于國內(nèi)唯一一家既具備自主研發(fā)能力又市場份額超前的燃料電池企業(yè)。大洋電機(jī)氫燃料電池發(fā)動機(jī)產(chǎn)品成熟度及可靠性在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，公司完成了30kW-81kW系列氫燃料電池發(fā)動機(jī)的第三方認(rèn)證（含冷啟動），并已完成110kW-120kW燃料電池發(fā)動機(jī)樣品的開發(fā)，正在進(jìn)行性能和可靠性驗證。燃料電池汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要供應(yīng)商還包括國鴻氫能、雄韞股份、上海重塑、江蘇清能、愛德曼、濰柴動力、泰羅思、武漢眾宇、新源動力、廣東鴻運、氫藍(lán)時代、弗爾賽和明天氫能等。整體而言，目前我國燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵材料和部件供應(yīng)鏈基礎(chǔ)仍較為薄弱，產(chǎn)業(yè)鏈總體尚未形成較為穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系，全面國產(chǎn)化尚需一定時間。日本、美國等國家在氫能與燃料電池領(lǐng)域歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，技術(shù)發(fā)展階段與產(chǎn)業(yè)化程度整