一文看懂氢燃料电池行业现状、政策、产业链及竞争格局

一、氢燃料电池行业现状

（一）氢燃料电池行业发展现状

2017年前，全球氢燃料电池行业发展缓慢，根据前瞻研究院发布数据，2013年-2017年，全球氢燃料电池汽车销量累计6475辆，其中大部分车型为丰田Mirai系列；2018年有了较大幅度的增长，合计销售5525辆；2019年全球氢燃料电池汽车销量增至7500辆，截止到2019年12月，全球燃料电池汽车总保有量达到24132辆，燃料电池出货量突破1GW大关。

图1 全球燃料电池汽车销量（辆）

根据中国汽车工业协会公布数据统计，2019年，中国燃料电池汽车销量2737辆，同比增加79.2%，仅次于韩国，排名全球第二，保有量达到6165辆；2020年上半年，受到疫情影响，燃料电池汽车销量为403辆，同比下降63.4%。总体来看，目前中国燃料电池行业仍处于试点示范阶段，订单主要来自政府采购，且以商用为主。

图2 中国燃料电池汽车产销量

从装机量占比来看，2019年中国氢燃料电池系统装机量前五主要为上海重塑、亿华通、清能股份、国鸿重塑、新源动力。前五家企业装机量占2019年中国氢燃料电池装机量的79%。

图3 2019年燃料电池客车系统装机量

（二）氢燃料电池技术路线对比

氢燃料电池按照按电解质的种类可以分为碱性燃料电池、酸性燃料电池、熔融盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池。

表1 氢燃料电池按照电解质分类

质子交换膜燃料电池按照采用的双极板不同，又可以分为金属双极板、石墨双极板以及复合双极板燃料电池，如表2。金属板相比石墨板更薄、功率密度更高、强度更高，制造工艺更适合大规模量产，成本低，且具有良好的导电性能和低温启动性能；但金属板易腐蚀，循环寿命低于石墨板，金属板的涂层是影响寿命的最直接因素，目前业内金属板主要攻坚方向就是解决金属板涂层配方和工艺难题。

表2 氢燃料电池按照双极板分类

二、产业政策

（一）国家政策

1.国家政策梳理

2018年5月，李克强总理参观丰田汽车北海道工厂，考察日本燃料电池汽车，回国后，国务院多部委即成立燃料电池联合小组，氢能产业规划及产业政策发布明显提速。

表3 国家层面主要氢能产业政策梳理

2020年9月，财政部等五部委正式联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，争取用4年实现关键技术突破，构建完整产业链，并推动规模化、产业化。示范城市具体目标为：（1）基础材料、关键零部件取得突破并产业化；（2）车用氢气终端售价不超过35元/公斤，燃料电池汽车、关键零部件价格明显下降。（3）整车1000辆、投运加氢站15座；（4）政策环境逐步建立并完善。

2.国补政策解读

通知明确了各项技术指标的要求，（1）1积分奖励10万元，乘用车、中型货车和中小型客车、重型货车折算系数上限分别为1.9、1.6、2.8；（2）对电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空压机等核心关节企业将充分收益；（3）明确氢气售价不超过35元/公斤；（4）每个示范城市群补贴上限为17000分（对应17亿元），其中每款关键零部件产品额外奖励上限为1500分（对应1.5亿元）。

示范城市群燃料电池汽车关键零部件技术、额定功率、启动温度、功率密度、里程、质保、氢气售价等做了明确可享受补贴的基本要求，即在产业核心零部件布局越全面的企业，可享受的补贴越多。

3.地方政策

随着氢能热潮迅速在全国各地点燃，各省、市纷纷发布氢能规划。各地产业规划总体具有一致性，多数都提及阶段发展目标，包括产业产值、投用车辆数、加氢站建设、企业培育等。但由于各地区的宏观环境以及自然条件约束，各省之间氢能产业发展规划差异明显。其中北上广浙拥有一线核心城市的优势，给予氢能产业链发展大量的政策及资金支持；河北借助冬奥会举办地的优势，氢能发展全国领先；山东和山西作为能源大省，政府也非常重视能源结构转型，积极推进氢能的发展。

表4 主要地方氢能产业政策梳理

三、燃料电池产业链介绍

氢燃料电池产业链包括上游材料、氢燃料电池电堆及系统、应用等3个环节。上游为电堆和系统的核心材料和关键零部件（质子交换膜、催化剂、气体扩散层、双极板、空压机、增湿器、氢气循环系统、DC/DC等）；中游为氢燃料电池电堆和系统环节；下游为氢燃料电池应用环节。目前国内质子交换膜和气体扩散层对外依赖度较高，尚不具备国产化能力。

燃料电池产业链

氢燃料电池产业链中的核心环节主要包括：

（一）膜电极——质子交换膜、催化剂、气体扩散层

膜电极主要由质子交换膜、催化剂和气体扩散层构成，质子交换膜是一种固态电解质膜，主要作用为隔离燃料电池和氧化剂以及传递质子；催化剂是发生电化学反应的场所，目的是降低化能，提高反应速率，主要含贵金属铂；气体扩散层主要用于支撑催化剂层，收集电流，并为电化学提供电子通道、气体通道和排水通道，一般由多孔基层和微孔层组成。

现阶段国内实现量产供货的膜电极企业包括武汉理工氢电、苏州擎动、鸿基创能、目标公司等；质子交换膜主要依赖进口，国内只有东岳集团具备供应条件；催化剂国内现有供应商主要有贵研铂业、上海唐锋和武汉喜马拉雅；气体扩散层目前完全依赖进口。

（二）双极板 ——金属双极板、石墨双极板、复合双极板

丰田、本田燃料电池均采用了金属双极板技术，同时优化流体通道，通过提高气体扩散性减小浓度过电压，电堆功率密度达到3.1kW/L。国内金属板燃料电池电堆普遍功率密度超过1.8kW/L。

目前国内石墨双极板的主要生产企业有上海弘枫、上海神力等，金属双极板主要企业为上海治臻、上海骥翀、新源动力、目标公司等。

（三）空气压缩机

空压机是燃料电池系统中空气供应系统最重要的部件，目的是通过对进堆空气进行增压，可以提高燃料电池的功率密度和效率，减小燃料电池的尺寸。

国内主要空压机供应企业包括雪人股份、德燃动力、势加透博。

（四）电堆

根据双极板材质不同，燃料电池电堆主要分为石墨板电堆、金属板电堆和复合板电堆。国内石墨板电堆主要生产企业有潍柴巴拉德、上海神力、国鸿氢能，金属板电堆主要生产企业有上海氢晨、上汽捷氢、新源动力、目标公司。

（五）氢燃料电池系统

燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器（DC/DC）、车载氢系统等构成，其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。国内主要生产企业有亿华通、上海重塑、潍柴动力、上汽捷氢、目标公司等。

国内外氢燃料电池产业链技术对比

四、竞争格局

国内氢燃料电池系统公司近两年增长很快，但多数没有达到批产能力，已具备百台级出货能力的系统公司如下：

（一）亿华通

亿华通是清华大学节能与新能源汽车工程中心的产业化实体，公司专注于氢燃料电池发动机系统研发及产业化，实现了氢燃料电池发动机系统及燃料电池电堆的批量国产化。公司位于张家口的氢燃料电池发动机系统生产基地一期工程已建成投产，一期项目已具备2,000台/年的生产能力，未来随着二期项目建设完成亿华通将具备年产10,000台的生产能力，2019年共计实现燃料电池发动机系统销售498套。2020年8月，亿华通股票正式登陆科创板上市交易，为燃料电池企业IPO第一股。

亿华通产品目前主要应用于客车、物流车等商用车型，与国内主流的商用车企业宇通客车、北汽福田、中通客车、申龙客车以及吉利商用车等建立了深入的合作关系，搭载亿华通发动机系统的燃料电池客车已先后在北京、张家口、郑州、苏州、成都等地上线运营。

（二）上海重塑

上海重塑成立于2014年12月17日，主营业务包括燃料电池系统的研发、制造和整车工程服务，旗下产品包括CAVEN和镜星两个子系列产品，镜星系列主打高功率，最新的“镜星十一”系统功率达到110KW。公司在广东省云浮市建有商用车用燃料电池系统生产基地，其一期产能为5000套/年，扩产后可达20000套/年，具备批量生产能力。

2019年，上海重塑引入中石化战略投资，借助与中石化的战略合作，上海重塑一举超越亿华通，在国内氢燃料电池装机量排名第一。上海重塑与宇通客车、中通客车、申龙客车、厦门金旅、苏州金龙等整车企业合作开发的17款燃料电池车型被纳入了《新能源汽车推广应用推荐车型目录》。

（三）潍柴动力

潍柴动力是中国综合实力最强的汽车及装备制造产业集团之一。2016年11月，收购弗尔赛33.5%的股权，开始布局氢燃料电池领域；2018年12月，持有英国锡里斯20%的股权，进入固体氧化物燃料电池领域；2018年11月，公司收购加拿大巴拉德19.9%的股权，成为加拿大巴拉德第一大股东。2018年6月，潍柴新能源动力产业园开工，新能源动力产业园初步规划建设新能源驱动电机制造基地、氢燃料电池制造基地、商用车新能源动力总成系统制造基地、新能源叉车制造基地、新能源轻型商用车制造基地和新能源虚拟创新中心等六大基地，预计总投资500亿元。2020年3月31日，潍柴集团20000台氢燃料电池发动机工厂正式投产。

潍柴动力主要合作的整车厂为中国重汽、陕西重汽和山东重工旗下的中通客车以及亚星客车。

（四）清能股份

清能股份成立于2011年，公司致力于燃料电池核心材料、电堆及燃料电池系统的研发、生产与销售。公司是行业内少数具备从材料、电堆到系统的全面布局和完整核心技术的燃料电池企业。2019年，清能股份跻身国内车载氢燃料电池系统前三，所配套的氢燃料电池系统装车数量近400台。

目前公司已量产的石墨双极板电堆产品车用燃料电池系统已与东风、申龙、宇通、皋开、中植等车厂完成十余款公告车型，全面覆盖了物流车、公路客车、公交车等多种商用车型，并已开始批量交付。

（五）上汽捷氢

上汽捷氢成立于2018年6月，是上汽集团全资子公司，主营业务为燃料电池系统产品及工程服务，目前已完成多款金属双极板电堆和系统的产品开发，功率涵盖30kW-130kW以上，并广泛应用于乘用车、轻型客车、城市客车和轻中重型卡车等诸多领域。上汽捷氢以上汽整车应用平台为主，截至目前，上汽捷氢所销售的系统已超过500套。上汽捷氢具备金属双极板贵金属涂层配方及设计工艺核心技术，作为上汽集团子公司，上汽捷氢具备完整的整车应用体系开发经验，在燃料电池系统的可靠性和一致性方面有独特优势。

（六）新源动力

公司成立于2001年。自成立以来，公司承担了国家科技部“863”计划重大专项——车用燃料电池发动机研制课题，先后被认定为大连市知识产权试点单位、辽宁省知识产权“兴业强企”试点单位、国家级知识产权试点单位、首批国家级知识产权优势企业。

公司第二代产品HYMOD-36成功应用上汽荣威750、上汽大通FCV80，成为我国首例自主研发、耐久性突破5,000小时，可实现-10℃低温启动、-40℃储存的燃料电池；新源动力生产的第三代产品HYSTK-70成为国内首款具有自主知识产权的高集成度大功率电堆。

截至2019年12月，新源动力多项创新成果涵盖了质子交换膜燃料电池发动机系统关键材料、关键部件、整堆系统各个层面，拥有自主知识产权专利技术近500件，包括国际专利4余件，以新源动力为代表的“高比功率的车用燃料电池电堆”技术成果入选2019世界新能源汽车大会八项“全球新能源汽车前沿技术”之一。

（七）雄韬氢雄

雄韬氢雄是上市公司雄韬股份下属公司，主要从事氢燃料电池发动机研发及产业化，公司已经建立标准实验与检测中心1座，合作产业内研究机构3家，参与多项氢燃料电池研发项目，已经分别在武汉经济开发区和大同市建成一条燃料电池动力系统组装线。公司自主研发的氢燃料电池发动机产品覆盖客车、物流车、乘用车、有轨电池等，公司正在开发的燃料电池动力系统覆盖45-125KW。

国内外氢燃料电池系统产品及参数