2021年中國(guó)雙極板市場(chǎng)現(xiàn)狀分析

2021年中國(guó)雙極板市場(chǎng)現(xiàn)狀分析一、雙極板產(chǎn)業(yè)基本概述雙極板（BipolarPlate，BP），就是燃料電池的陰極板和陽(yáng)極板，其作用是傳導(dǎo)電子、分配反應(yīng)氣并帶走生成水。功能上，雙極板材料應(yīng)是電和熱的良導(dǎo)體、具有一定的強(qiáng)度以及氣體致密性等；穩(wěn)定性方面要求雙極板在燃料電池酸性（pH=2~3）、電位（E=1.1V）、濕熱（氣水兩相流，約80°C）環(huán)境下具有耐腐蝕性且對(duì)燃料申池其他部件不材料的相容無(wú)污染性；產(chǎn)品化方面要求雙極板材料要易于加工、成本低廉。1、分類狀況燃料申池常采用的雙極板材料包括石墨碳板、復(fù)合雙極板、金屬雙極板三大類，由亍車(chē)輛空間限制（尤其是乘用車(chē)），要求燃料申池具有較高的功率密度。因此相對(duì)較薄的金屬雙極板有更好的應(yīng)用前景。2、基本特點(diǎn)雙極板主要起到起輸送和分配燃料、在電堆中隔離陽(yáng)極陰極氣體的作用，分為石墨雙極板、金屬雙極板和復(fù)合材料雙極板三種。國(guó)內(nèi)金屬雙極板處于試制階段，石墨雙極板小規(guī)模使用，缺少耐久性和工程化。國(guó)外金屬雙極板技術(shù)成熟、完成實(shí)車(chē)驗(yàn)證，石墨雙極板完成實(shí)車(chē)驗(yàn)證。對(duì)于石墨板，目前在技術(shù)、商業(yè)化層面均已成熟且占據(jù)大量市場(chǎng)份額，成本難以進(jìn)一步降低，行業(yè)發(fā)展，需等待上游石墨材料技術(shù)升級(jí)帶來(lái)成本降低激發(fā)需求。常用石墨雙極板厚度約2～3.7mm，經(jīng)銑床加工成具有一定形狀的導(dǎo)流流體槽及流體通道，其流道設(shè)計(jì)和加工工藝與電池性能密切相關(guān)。而金屬雖然整體性能較高，但目前受限于工藝難度高、加工時(shí)間長(zhǎng)等仍處于慢發(fā)展?fàn)顩r。二、雙極板發(fā)展背景2021年燃料電池市場(chǎng)高增長(zhǎng)趨勢(shì)明朗。燃料電池汽車(chē)是新能源汽車(chē)的三大發(fā)展方向之一，一直備受中央和地方政策扶持。國(guó)務(wù)院在2019年《政府工作報(bào)告》明確提出支持氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，上海等部分地區(qū)紛紛出臺(tái)政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。自2020年9月起以來(lái)，燃料電池各項(xiàng)鼓勵(lì)政策接連落地，產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)不斷齊頭并進(jìn)，加之碳中和的大背景帶動(dòng)燃料電池在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸方面的應(yīng)用，2021年燃料電池行業(yè)的高增長(zhǎng)趨勢(shì)明朗，預(yù)計(jì)將帶動(dòng)雙極板需求持續(xù)增長(zhǎng)。三、雙極板產(chǎn)業(yè)鏈整體簡(jiǎn)述1、產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)圖就燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈整體情況而言，作為氫能源電池應(yīng)用的終端產(chǎn)品，燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈整體復(fù)雜，主要包括上游的水、煤炭、天然氣和石腦油等產(chǎn)業(yè)的氫氣，中游主要為氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)?，主要產(chǎn)品包括燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)和基本的汽車(chē)組成結(jié)構(gòu)，其中燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)分為電堆和系統(tǒng)配件，電堆主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜和雙極板等，其中雙極板主要起到運(yùn)輸和傳導(dǎo)電子的作用，是燃料電池關(guān)鍵的組成部分。結(jié)構(gòu)件主要包括空壓器、增濕器、儲(chǔ)氫瓶和氫循環(huán)泵等，下游終端產(chǎn)品燃料電池汽車(chē)。2、上游端雙極板主要用于燃料電池運(yùn)輸和分配氫氣的作用，目前國(guó)內(nèi)整體氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，加之氫氣屬于可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，整體需求持續(xù)增長(zhǎng)，根據(jù)數(shù)據(jù)，我國(guó)氫氣產(chǎn)量自2014年開(kāi)始逐年增長(zhǎng)，截至2020年到2050萬(wàn)噸，其中62%的氫氣來(lái)源于煤質(zhì)氫，要想氫能源行業(yè)整體發(fā)展，受限于氫氣產(chǎn)量整體有限，加之氫氣運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本太高，氫能源應(yīng)用整體仍處于初步發(fā)展階段。目前我國(guó)雙極板主要以石墨板為主，整體成本相較金屬板較低，其中石墨等原材料占比僅為20%左右，雙極板主要成本為加工成本和人力成本，約占80%。隨著整體新能源汽車(chē)需求持續(xù)增長(zhǎng)，天然石墨不足以供給需求，人造石墨出貨量逐年增長(zhǎng)，根據(jù)數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)石墨出貨量整體達(dá)36.5萬(wàn)，其中人造石墨占比84%左右。就金屬雙極板而言，Ti、Al、Ni、不銹鋼是世界各國(guó)最常研究的金屬雙極板材料，實(shí)際上燃料電池車(chē)雙極板材料帶來(lái)的石墨與相應(yīng)金屬的邊際增量較小，不會(huì)導(dǎo)致大的價(jià)格波動(dòng)。3、下游端隨著“雙碳政策推進(jìn)”，我國(guó)氫能源車(chē)產(chǎn)量銷量增長(zhǎng)迅速。2016-2019年產(chǎn)量CAGR達(dá)到65%。2020受疫情影響略有滑坡，2021年銷量達(dá)1586輛，同比2020年增長(zhǎng)35%左右，近五年整體呈產(chǎn)銷量上升趨勢(shì)。從2022年前兩個(gè)月氫能源汽車(chē)產(chǎn)銷量而言，根據(jù)中汽協(xié)分別達(dá)到了355輛和370輛，行業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)爆發(fā)期。就燃料電池系統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)而言，電堆的成本占比最高，達(dá)65%。以質(zhì)子交換膜燃料電池為例，電堆主要由催化劑、雙極板、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等構(gòu)成。其中，催化劑主要原料為鉑等貴金屬，是燃料電池最大的成本來(lái)源，約占23.4%。而雙極板作為電堆關(guān)鍵，2021年成本約占15%左右。四、雙極板市場(chǎng)現(xiàn)狀分析就我國(guó)雙極板市場(chǎng)規(guī)?，F(xiàn)狀而言，隨著我國(guó)“雙碳”政策持續(xù)推進(jìn)，氫能源行業(yè)需求增長(zhǎng)，氫能源汽車(chē)產(chǎn)銷市場(chǎng)回暖，帶動(dòng)我我國(guó)雙極板市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，根據(jù)數(shù)據(jù)，2020年我國(guó)雙極板市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)3.1億元，同比2019年增長(zhǎng)8.8%，預(yù)計(jì)隨著氫能源車(chē)需求增長(zhǎng)帶動(dòng)燃料電池需求，行業(yè)規(guī)模有望迎來(lái)快速增長(zhǎng)期。2、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)比石墨雙極板，金屬雙極板整體性能（功率、功率密度、重量、體積、抗振和冷啟動(dòng)等）更優(yōu)秀，受限于隨著金屬雙極板抗腐蝕性技術(shù)尚未突破，導(dǎo)致產(chǎn)品壽命較短，隨著國(guó)內(nèi)金屬雙極板企業(yè)多年來(lái)持續(xù)研發(fā)，各項(xiàng)指標(biāo)明顯提升，金屬板占比持續(xù)提升，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)燃料電池金屬板電堆出貨量為354MW，同比2020年增長(zhǎng)203%，占比總出貨量的47%。3、規(guī)模效應(yīng)與石墨雙極板相比，金屬雙極板的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是易被腐蝕，在金屬雙極板表面涂覆耐腐蝕材料進(jìn)行保護(hù)是一種必要手段。美國(guó)能源部對(duì)雙極板涂層成本的核算是基于美國(guó)TreadStone公司的涂層技術(shù)，涂層成本主要與年生產(chǎn)率相關(guān)，在年產(chǎn)量只有1000套的低產(chǎn)量情況下，涂層成本急劇上升，由此會(huì)對(duì)金屬雙極板成本造成重大影響。五、雙極板競(jìng)爭(zhēng)格局1、市場(chǎng)集中度國(guó)內(nèi)雙極板企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)趨勢(shì)明顯，目前全國(guó)總產(chǎn)能超過(guò)2000萬(wàn)片。隨著行業(yè)景氣度持續(xù)提升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)持續(xù)加劇，2021我國(guó)雙極板企業(yè)數(shù)量同比2020年增長(zhǎng)超20%，主要分為博遠(yuǎn)新能源等新成立的公司和青島詳碳（石墨制品企業(yè)）等上下游轉(zhuǎn)型企業(yè)。除開(kāi)新入局企業(yè)外，頭部企業(yè)更是持續(xù)發(fā)展技術(shù)，提前突破國(guó)家制定的2025年單組突破1.5毫米的技術(shù)要求，部分產(chǎn)能出貨突破年50萬(wàn)片以上，主要分布在華東地區(qū)。2、主要企業(yè)分析除開(kāi)2021年3月上海治臻投產(chǎn)的千萬(wàn)片級(jí)技術(shù)雙極板外，上海弘楓年產(chǎn)能400萬(wàn)片石墨雙極板是2021年出貨最大的企業(yè)，根據(jù)數(shù)據(jù)，上海弘楓2021年達(dá)200萬(wàn)片左右，同比2020年增長(zhǎng)100%，主要從事國(guó)際貿(mào)易、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)僅占比20%左右，是目前國(guó)內(nèi)最大的雙極生產(chǎn)商之一，累計(jì)出貨量超500萬(wàn)片。六、雙極板發(fā)展趨勢(shì)1、金屬雙極板有望持續(xù)滲透目前，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)多年深耕金屬雙極板行業(yè)，整體產(chǎn)品性能持續(xù)提升，使用壽命大幅度提升，已基本達(dá)到國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平，且量產(chǎn)線逐步建立，下游客戶認(rèn)可度提升，加之大企業(yè)強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入加速行業(yè)規(guī)模和出貨增長(zhǎng)，同時(shí)隨著2021年3月上海治臻千萬(wàn)片金屬雙極板產(chǎn)能投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)金屬雙極片產(chǎn)能已接近石墨雙極板產(chǎn)能。預(yù)計(jì)隨著雙極板產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)金屬板滲透率有望持續(xù)提高。2、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇隨著氫能源汽車(chē)產(chǎn)銷增長(zhǎng)，氫能源行業(yè)整體景氣度回升，加之政策