中國燃料電池產(chǎn)業(yè)趨勢分析

中國燃料電池產(chǎn)業(yè)趨勢分析一、燃料電池概述1、產(chǎn)業(yè)鏈燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈長，催生從微觀部件到整體系統(tǒng)測試的需求爆發(fā)。在下游需求迸發(fā)的市場環(huán)境下，燃料電池行業(yè)客戶的需求也開始多元化、具體化，客戶更多地開始關(guān)注燃料電池各子系統(tǒng)的性能（如質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等）、電池阻抗分析和量產(chǎn)產(chǎn)線的活化測試等，從而從各個環(huán)節(jié)、各個維度對燃料電池的可靠性進(jìn)行把控，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。2、燃料電池動力系統(tǒng)構(gòu)成燃料電池主要包括電堆、氫氣系統(tǒng)，其中電堆以膜電極(MEA)、雙極板為主。MEA是燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所，為反應(yīng)氣體、尾氣和液態(tài)水的進(jìn)出提供通道，主要由催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層構(gòu)成。理想的MEA需要良好的氣體擴(kuò)散能力、液態(tài)水管理能力、質(zhì)子傳導(dǎo)能力。氫氣系統(tǒng)以空壓機(jī)、增濕器、氫循環(huán)泵、高壓氫瓶為主。3、成本結(jié)構(gòu)電堆成本占比最高，催化劑與膜電極成降本關(guān)鍵。在燃料電池系統(tǒng)的成本構(gòu)成中，電堆的成本占比最高，達(dá)67%。以質(zhì)子交換膜燃料電池為例，電堆主要由催化劑+電極、雙極板、隔膜、電堆平衡裝置、膜電極骨架和氣體擴(kuò)散層構(gòu)成。其中，催化劑及電極主要原料為鉑等貴金屬，在電堆成本中占比高達(dá)49%，在電池系統(tǒng)成本占比中達(dá)33%，是燃料電池最大的成本來源。除催化劑+電極以外的雙極板、隔膜等部件成本都隨著產(chǎn)量提升有明顯下降，因此，降低鉑等貴金屬催化劑用量和提升質(zhì)子交換膜性價比，是突破燃料電池成本瓶頸最直接的方式。二、燃料電池現(xiàn)狀分析從燃料電池出貨功率來看，2011-2020年，中國燃料電池的出貨功率總體呈上升趨勢，由4MW增長至87MW。2019年，中國燃料電池客車平均裝機(jī)功率為46kW，上半年裝機(jī)功率集中在30-45kW之間，下半年裝機(jī)功率多為45-60kW之間，物流車系統(tǒng)額定功率主要集中在32kW、40kW、40.5kW和60kW。2020年，受疫情和政策影響，中國燃料電池裝機(jī)量僅為87MW，其中約80MW使用在燃料電池汽車領(lǐng)域。我國燃料電池市場規(guī)模逐年增長，從2011年的1億元左右到2019年的最高峰27億元，2020年受補(bǔ)貼政策變動和公共衛(wèi)生事件影響，市場規(guī)模有所下降，僅為15億元，預(yù)計2021年將有所回升，達(dá)27億元。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2021年8月，燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成40輛和38輛，同比分別下降58.8%和68.6%。1-8月，燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成724輛和733輛，同比分別增長27.7%和26.8%。三、燃料電池企業(yè)格局整體而言，近年來中國氫燃料電池裝機(jī)量增速快，頭部企業(yè)占據(jù)了主要的市場份額。但考慮到燃料電池行業(yè)仍在發(fā)展初期，市場空間小，一旦有個別企業(yè)上量，整體市場格局就會發(fā)生較大變化。例如從2019和2020年的市場份額看，CR5由87%下降至69%，并且裝機(jī)前5的企業(yè)也不盡相同。這些廠家以系統(tǒng)集成為主，核心零部件仍高度依賴進(jìn)口。預(yù)計未來幾年的市占率變化仍較會較大波動，在電堆等核心零配件方面具有技術(shù)優(yōu)勢的廠家也值得注意。四、燃料電池發(fā)展趨勢1、政策助力2021年燃料電池市場高增長趨勢明朗。燃料電池汽車是新能源汽車的三大發(fā)展方向之一，一直備受中央和地方政策扶持。國務(wù)院在2019年《政府工作報告》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)紛紛出臺政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。自2020年9月起以來，燃料電池各項鼓勵政策接連落地，產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)不斷齊頭并進(jìn)，加之碳中和的大背景帶動燃料電池在遠(yuǎn)距離運輸方面的應(yīng)用，2021年燃料電池行業(yè)的高增長趨勢明朗。2、相距國外差距明顯國內(nèi)外燃料電池技術(shù)差距大，國產(chǎn)化率亟待提升。目前燃料電池產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，但主要以整車組裝、示范運營為主，產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心技術(shù)布局較少。從燃料電池動力系統(tǒng)集成度、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和壽命、成本控制、氫氣儲存等技術(shù)指標(biāo)來看，國內(nèi)水平距離國際水平差距較大。目前我國自主研發(fā)和引進(jìn)國外成熟技術(shù)的廠商并存，但關(guān)鍵部件材料性能與生產(chǎn)亟待提升。3、降本空間大燃料電池降本空間大。未來燃料電池成本下降可以從兩方面入手：第一是技術(shù)進(jìn)步和制造工藝提升，第二是規(guī)?；?yīng)攤銷成本。根據(jù)歐陽明高院士在第三屆未來能