2019年燃料电池行业市场分析报告

2019年燃料电池行业市场分析报告

目录1燃料电池汽车商业化进程持续推进61.1各国的燃料电池汽车商业化进程已有突破61.1.1日本：前瞻性布局，燃料电池汽车技术领先61.1.2美国：注重降本增效发展成熟产业，成为车企除本土外首选上市地91.1.3欧洲：新能源汽车开启商业化，德国引领加氢站建设1.1.4韩国：现代推出新车型，加氢站建设速度加快141.1.5中国：尚处于发展初期，燃料电池商用车成为突破口161.2龙头车企加大燃料电池汽车布局20.3燃料电池汽车行业空间广阔2312产业链梳理：国内外技术差距逐步缩小，长期发展仍需统筹兼顾242.1统筹发展制氢加氢产业是燃料电池汽车推广的基础24.2国内燃料电池产业链趋于完善，国内外技术差距逐步缩小2922.2.1燃料电池：降低成本、提高寿命是发展方向292.2.2质子交换膜：燃料电池的核心元件332.2.3催化剂：研发低铂或非铂催化剂是降低成本的有效途径342.2.4扩散层：国内生产依旧受制于技术瓶颈362.2.5膜电极：降低成本、增加使用寿命是技术方向372.2.6双极板：石墨、金属各有所需382.2.7电堆：国内尚处于技术验证阶段392.3燃料电池汽车：续航里程长、充能时间短，但仍存劣势403标的公司423.1国际知名公司燃料电池商业化应用已趋成熟42.2国内技术引进与自主研发并重，积极布局产业链4532of50图目录图：历年全球燃料电池乘用车销量（辆）6图：全球燃料电池乘用车累计销量地区分布6图：丰田Mirai的核心部件8图：丰田Mirai的工作原理8图：全球燃料电池乘用车累计销量品牌分布8图：日本的加氢站建设情况8图：日本燃料电池汽车规划（万辆）9图：日本加氢站规划（万个）9图：通用首款氢燃料电池汽车Electrovan10图10：通用的燃料电池汽车平台SURUS10图：历年美国燃料电池乘用车销量（辆）图12：美国的加氢站建设情况图13：奔驰的燃料电池汽车F-Cell12图14：欧洲的加氢站建设情况13图15：德国的加氢站建设情况13图16：欧洲燃料电池汽车销量和保有量占比规划14图17：欧洲加氢站建设规划14图18：历年韩国燃料电池乘用车销量（辆）15图19：韩国的加氢站建设情况15图20：韩国政府加氢站建设规划16图21：国内主要汽车厂商对燃料电池汽车的研制情况18图22：2016~2018年进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的燃料电池汽车18图23：车企研发的燃料电池汽车进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的情况18图24：历年中国燃料电池商用车销量（辆）18图25：2017年进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的燃料电池汽车的续驶里程分布19图26：2018年进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的燃料电池汽车的续驶里程分布19图27：我国氢燃料电池汽车发展目标20图28：我国氢能基础设施技术路线图20图29：燃料电池汽车产业链24图30：全球制氢主要来源25图31：主要制氢成本对比（美元千克)25图32：电解水制氢成本构成对比（美元千克)25图33：电解水制氢成本构成对比（，外环2015年内环年）25图34：国内制氢企业分布图26图35：我国车载储氢技术路线图26图36：截至2019年1月全球已建成及在建加氢站分布图27图37：加氢站建设成本占比（）27图38：2018年全球各地区加氢站保有量（座）27图39：各国加氢站建设规划数量（座）28图40：2018年国内加氢站地域分布28图41：燃油汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的结构图303of50图42：质子交换膜燃料电池的工作原理30图43：历年各类型燃料电池出货量（MW）31图44：2018E各类型燃料电池出货量份额31图45：历年燃料电池按系统数量出货量（千个）32图46：历年燃料电池按功率出货量（MW）32图47：历年各应用领域燃料电池按系统数量出货量份额33图48：历年各应用领域燃料电池按功率出货量份额33图49：2006~2017年燃料电池成本变化（美元）33图50：美国能源部提出燃料电池到2025年需达到的目标33图51：质子交换膜产品34图52：质子交换膜作用机制34图53：不同年产量水平下，质子交换膜燃料电池的电堆成本分拆35图54：生产的催化剂及所应用的燃料电池汽车CLARITY36图55：扩散层示意图（右上碳布，右下碳纸）36图56：2016年全球膜电极市场份额占比（）37图57：2016年膜电极销售市场份额占比（）37图58：双极板原理图38图59：双极板实物图38图60：Ballard燃料电池电堆39图61：燃料电池电堆应用场景39图62：燃料电池汽车动力链组成40图63：燃料电池汽车、纯电动汽车、燃油汽车的对比分析41图64：Ballard公司主要产品燃料电池模块、电堆、系统42图65：Ballard2015~2017年营收及毛利率（百万美元，）42图66：PlugPower公司主要产品GenDrive43图67：PlugPower2015~2017年营收及毛利率（百万美元，）43图68：BloomEnergy公司产品及应用43图69：BloomEnergy2015~2017年营收及毛利率（百万美元，）43图70：SteelCell技术应用场景44图71：Ceres2015~2017年营收及毛利率（百万美元，）44图72：Hydrogenics产品及业务范围44图73：Hydrogenics2015~2017年营收及毛利率（百万美元，）44图74：燃料电池产业链上市公司45图75：上市公司布局燃料电池产业链时间轴46表目录表：日本燃料电池相关政策汇总7表：美国燃料电池相关政策汇总9表：欧洲燃料电池相关政策汇总表：韩国燃料电池相关政策汇总154of50表：中国燃料电池相关政策汇总17表：中国已建成的加氢站统计19表：已推出的燃料电池乘用车对比分析21表：国际车企的燃料电池汽车发展规划21表：国内车企的燃料电池汽车发展规划22表10：车企与车企、产业链上下游公司展开合作23表：到2030年燃料电池汽车行业规模测算表23表12：我国加氢站建设运营参与主体29表13：燃料电池的类型与特征31表14：燃料电池与发动机、动力电池的对比分析32表15：国内外质子交换膜基本参数34表16：燃料电池催化剂行业代表公司及产品性能35表17：国内外碳纸基本性能对比37表18：国内国际膜电极生产企业产品性能对比38表19：不同类型双极板性能对比38表20：中外燃料电池汽车产业对比425of501.燃料电池汽车商业化进程持续推进近年来，能源安全问题和环保压力愈发凸显，全球各国都在大力推动新能源汽车发展。纯电动汽车和插电混动汽车因技术相对简单而获得了快速发展，燃料电池已经成为各国和龙头车企接下来产业化发展的重点方向之一。1.1各国的燃料电池汽车商业化进程已有突破全球燃料电池汽车销量仍处于极低水平，主要集中于北美和亚洲。根据Information数据，2013年~2017年全球燃料电池乘用车累计销量6475辆，仍处于极低水平，其中2017年销量为3260辆，同比增长41%；从地区分和38%。图：历年全球燃料电池乘用车销量（辆）图：全球燃料电池乘用车累计销量地区分布332211,500,000,500,000,500,000450%欧洲9%400%350%300%250%200%150%100%50%亚洲38%北美53%50000%20132014销量20152016YoY2017资料来源：Information，XXX市场研究部资料来源：Information，XXX市场研究部1.1.1日本：前瞻性布局，燃料电池汽车技术领先日本长期以来对燃料电池提供大力的政策支持。囿于能源压力，日本一直致力于2009年开始，日本政府便通过购置补贴、免费加氢、放宽行业标准、制定长期规划等手段，鼓励燃料电池产业的发展。以经产省为代表的日本政府高度重视并持续开展燃料电池汽车和氢能开发，在过去30年时间内先后投入上千亿日元用于燃料电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。6of50表：日本燃料电池相关政策汇总时间政策内容日本在《国家新产业创新战略》中将燃料电池列为国家重点推进的七大新兴战略产业之首，从国家层面上着力推进。日本政府支持燃料电池相关技术开发的经费逐年增加，仅经济产业省2002年度就达亿日元约合亿美元，2003年度为325亿日元约合3亿美元，2004年和2005年财政年度均为662亿日元，2006年财政年度为340亿日元。日本政府提出下一代汽车与燃料行动计划，确定了各阶段燃料电池汽车在成本、性能、寿命等方面的指标。2.32万美元建构氢能国家技术标准，同时还积极推行家庭用燃料电池热电共生系统补助计划。2004年22007年008年日本发布了一个经济刺激方案，总投资15万亿日元，为可再生能源发电项目提供资金，包括电动车、燃料电池以及和10-25万日元的补贴，为购买Ene-FarmCHP的企业或个人提供了大约的费用减免。22009年009年隶属于经产省的燃料电池商业化组织（FCCJ）发布了《燃料电池汽车和加氢站2015年商业化路线图》明确指出年-2015年开展燃料电池汽车技术验证和市场示范，随后进入商业化示范推广前期。年计划在5年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。日本经济产业省（）向议会递交了一项300亿日元（约为4亿美元）的提案，其中部分用于开发高效的氢气储存系统，发展日本燃料电池电动汽车（FCEV222012年013年014年油的依赖。启动了对商业化加氢站的补贴计划，每个加氢站可以获得最高相当于投资成本的政府资金补贴。通过NEDO和对氢和燃料电池的投入在2013年为359.6亿日元（约3.6个大气压提升至个大气压，从而扩大氢气罐容量，将续驶里程提升。22014年017年为了在日本本土市场大力推广燃料电池车，日本政府将为每辆燃料电池车提供至少万日元的补贴。20302050年）的的氢能发展目标。日本新能源和产业技术综合开发机构制定了氢燃料汽车推广目标。根据目标规划，日本将在2040年普及氢燃料汽车，并且氢燃料电池车的续航里程将延长至目前的10002040年该车型的保有量将由目前的辆增加到300万至万辆。2018年资料来源：日本经济产业省官网，中国氢能源网，上海情报服务平台，XXX市场研究部以个，在燃料电池汽车开发和商业化上取得了世界领先的成果：2008年丰田和本田先后推出燃料电池汽车和FCXClarity；2014年12月丰田推出世界上第一款真正实现商业化大量销售的燃料电池汽车——MiraiMirai续航里程达502km5kg33.1kW/L9.6s26万元人民币；随后本田于2015年10月推出首款正式销售的燃料电池汽车ClarityFuelCell，续航里程达589km8.8sMiral料电池汽车技术已居于世界前列。7of50图：丰田的核心部件图：丰田的工作原理资料来源：电动邦，XXX市场研究部资料来源：电动邦，XXX市场研究部日本品牌在燃料电池汽车销售上一骑绝尘，加氢站保有量位居世界第一。根据Information数据，2013年年全球售出的辆氢燃料电池乘用车中，丰田Mirai销量占比为76%，本田ClarityFuelCell销量占比为13%本的加氢站保有量位居世界第一，截至年底日本拥有座公共加氢站。图：全球燃料电池乘用车累计销量品牌分布图：日本的加氢站建设情况现代ix35FCV本田ClarityFuelCell13%丰田Mirail76%资料来源：Information，XXX市场研究部资料来源：TüV，XXX市场研究部燃料电池汽车推动日本迈入氢能社会。2017年1220302050即到2030年实现氢燃料发电商业化，发电成本控制在17日元千瓦时，形成年均万吨氢燃料供给能力。燃料电池汽车保有量2020年要达到4万台，2025年要达到2030年要达到2020年要达个，年要达到320个，2030年要增加到900个，到2050年逐步替代加油站。到2050年，氢燃料发电成本进一步降至12日元千瓦时，年均氢燃料供应量达到500-1000万吨，燃料电池汽车全面普及，燃油汽车全面停售，以推进日本迈入氢能社会。8of50图：日本燃料电池汽车规划（万辆）图：日本加氢站规划（万个）资料来源：日本产业经济省，XXX市场研究部资料来源：日本产业经济省，XXX市场研究部1.1.2首选上市地美国对能源变革重要性的理解较为深入，产业发展思路相对成熟。这导致其自1990景预测，到方案制定、技术研发，再到示范推广的成熟产业发展思路。美国政府为支持燃料电池汽车的发展，对燃料电池在内的新能源公司提供资金支持和税收30%-50%的税收抵免。2012DOE63亿美元用于清洁能源的研究开发示范。2015年底，美国能源局向国会提交了《年美国燃料电池和氢能技池技术。美国仅2016年内就有10个州颁布相关政策，支持燃料电池产品逐步投入市场，包括氢燃料电池汽车税收减免，在工厂、居民区等地安装部署燃料电池发电系统等。表：美国燃料电池相关政策汇总时间政策内容美国发布《2030各界对发展氢能基本达成共识，从而转入制定国家氢能战略阶段。22001年1月布什政府提出了自由车（FreedomCAR价廉、无污染，研究先进、高效的燃料电池技术，用氢燃料作动力，不产生任何污染。002年003年4布什政府又提出自由燃料（FreedomFuelFreedomCAR2005年8月通过的能源立法法案将FreedomCAR计划的5年预算增加到38.7亿美元。2布什发布总额超过l2亿美元的氢燃料电池开发计划，该计划的核心是氢、燃料电池及基础技术（HFCIT）开发项目，是美国能源部氢能计划的核心组成部分，由美国能源部下属节能与新能源开发局（）负责实施。10年间将投入123汽车返税8000美元以上，对加氢站建设或家用燃料电池给予30%的补偿。22003年005年9of50南加州对氢燃料电池的生产和研究设备实行税收全免政策俄亥俄州对以下的燃料电池系统实行税收全免政策，但对以上的系统征收替代税。22007年010年15750年底。该项目每年为加州、风能、废热循环利用和储能项目提供5.229亿的资金支持。奥巴马向国会提交了63于燃料电池、氢能、车用替代燃料等清洁能源的研究、开发、示范、部署等活动。222012年2月美国联邦政府重提氢能、燃料电池汽车等新能源项目并在《美国复兴和再投资法案》中对美国未来十年的氢能燃料电池012年2月发展重新做了概括，燃料电池技术和汽车制造补贴亿美元，电气化项目奖励4亿美元，基于对未来市场的预期，015年美国将有30个加工厂生产汽车用燃料电池，预计大概占全球20%的比例。2240部件和创新技术的实际运行数据，帮助制造商提高相关部件的设计和制造水平，促进氢气加注技术的进步。层次，5,000美元千瓦时的燃料电池系统，实现至少％的效率转换对应的税收抵免；第二层次，4,000美元千瓦时的燃料电池系统，实现至少％的效率转换对应3,000美元千瓦时任何燃料电池系统，只要达到％的效率转换就可进行的税收抵免；重新修订的燃料电池政策还包括了HFV以及储氢、制氢以及加氢站等基础设施的奖励政策，根据新法案的规定，任何氢能基础设施的运行均可享受012年7月2012年8月30%-50%的税收抵免。3400能源部能效和可再生资源办公室将拿出总计近1300万美元的资金，用于资助个州的个新项目，其中包括4个燃料电池项目。2018年资料来源：DOE，中国氢能源网，上海情报服务平台，XXX市场研究部美国成为车企除本土外首选上市地，本土车企研发推进中。美国政府对燃料电池汽车大力支持的态度使其成为各大车企的燃料电池汽车的首选上市地（除本土Miral、本田ClarityFuelCell、现代ix35FCV、现代NEXO都已在美国上市。而对于美国本土车企，正在研发推进中：通用早在1966年就推出世界首辆燃料电池汽车Electrovan，但仅为NASA登月服务；此后曾于2007年发布HydroGen，但并未商业化销售；2017年通用展示了公司正在开发的燃料电池汽车平台SURUS图：通用首款氢燃料电池汽车Electrovan图：通用的燃料电池汽车平台SURUS资料来源：第一电动网，XXX市场研究部资料来源：腾讯数码，XXX市场研究部根据Marketlines数据，2018年美国燃料电池汽车销量辆，同比小增，10of其中销量为1700辆，占比达到71.79%。美国加氢站保有量居世界第三，截至2018年底美国拥有图：历年美国燃料电池乘用车销量（辆）图：美国的加氢站建设情况2211,500,000,500,00023684000%33221150500%000%500%000%500%000%00%5003%%0-500%201320142015销量201620172018YoY资料来源：Marketlines，XXX市场研究部资料来源：TüV，XXX市场研究部1.1.3欧洲：新能源汽车开启商业化，德国引领加氢站建设欧洲对燃料电池发展的鼓励政策更为具体细致。欧洲凭借强健的政策支持以及深入人心的环保意识，在强调市场化运作的基调下，逐步打造起趋于完善的氢能和燃料电池产业链，在燃料电池汽车推广层面取得了举世瞩目的成就。欧盟2008FCH-JU2008-2013年共投入9.4亿元欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展；年又启动“H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能项目（CHIC），出台CPT项目，投入亿欧元建设77个加氢站，并针对个已有加氢站的国家，实现国与国之间的互通互联。表：欧洲燃料电池相关政策汇总时间政策内容欧盟促成了欧洲研究区（EuropeanResearchArea，），作为该项目的一项内容，欧盟建立了大量的研发平台”，其中就有欧洲氢能和燃料电池技术平台（）。该平台的目的在于向欧盟委员会推荐燃料电池和氢能技术发展的一些关键性领域，22003年欧盟的第62002-2006（1.257亿欧元和1.539亿欧元。其第一轮资金支持涉及个项目，涉及氢能制造（146010702134135015102007年3于2007-2015年间投入亿欧元的氢能和燃料电池技术研究实施计划。007年FCH-JU2008至2013年至少斥资9.4亿欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展，涉及的项目包括氢气车队项目、ZERO-REGIO项目和小型车辆氢气链项目的公开实验。欧盟批准燃料电池与氢联合行动计划项目(FCHJU)。这个计划的目标是促进氢与燃料电池技术的发展，为2015年商业化进行技术储备。该计划的总预算是在2008-2013年至少投入亿欧元，其中欧盟投入4.67亿欧元现金，产业界投入2千万欧元现金和至少亿欧元资产，研究机构则投入3百万欧元现金。22008年009年2年FCH-JU运营基本正常，正在进行的项目44个，投资额达到7.9亿家合作伙伴。2010年又调用个of507亿年底正式启动，其中两个项目是大规模车辆示范项目“H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能（CHIC。实施了Ene-field129家燃料电池系统制造商和接近套微型CHP会持续3年，有可能延续到年，计划投资5300万欧元。222222012年013年013年016年017年018年欧盟为项目提供大约万欧元的资助，用以支持对荷兰和丹麦加氢站当前运营状态的分析以及制定扩大其应管理者发展和使用有效的支持方案，以实现欧盟区氢基础设施的拓展和实用化。FCH-JU项目运营基本正常，2013年投入经费约6300万欧元。2014年至2020年，欧盟将启动Horizon2020计划，在该计划中氢和燃料电池的投入预算可能达到亿欧元。欧盟发布《可再生能源指令》等政策文件均提出将能源作为能源系统的重要组成部分，正在推进的《燃料电池和氢能实施计划》的实施周期是2014～2020年，主要目标是到年实现氢能和燃料电池在固定式能源供应和交通方面的应用。德国政府组织本国汽车行业领导企业成立了一个6000万欧元、为期三年的联盟，研究汽车燃料电池堆的大批量生产。此次联盟名为-Industrie”，由德国联邦交通和数字基础设施部投资，第一年出资2130万欧元。法国政府拟计划拨款120191亿欧元用于在工业、2023年计划拥有50002028年增加至20000-50000辆。2028年，加氢站规模建设增加至400-1000座。资料来源：FCH，上海情报服务平台，XXX市场研究部新能源乘用车开启商业化之路。欧洲研发燃料电池汽车的车企主要是奔驰和大众：年奔驰推出首款燃料电池汽车B级F-Cell池电堆，但未量产销售；2016年奥迪发布了氢燃料电池概念车h-tronquattro，目前尚未量产；2017年奔驰推出其首款量产燃料电池汽车F-Cell2018年月在德交付给首批客户用作服务租赁，此款车型是氢燃料电池和插电式混合车，燃料电池续航里程为436km，内置的动力电池续航里程为。图：奔驰的燃料电池汽车F-Cell资料来源：汽车之家，XXX市场研究部在燃料电池商用车方面，欧洲也不断推进研发示范。欧洲的燃料电池客车示范计2003~2010个城市示范运行了12of项目（CHIC）又于2003~2010年在5个城市开展了26辆第二代燃料电池公共汽车示范运行，目标是实现燃料电池汽车性能达到目前燃油汽车的标准。201819个国家建立2018年全球新增座加氢站，其中德国新增17座，截至2018年底德国拥有座公共加氢站，保有量仅次于日本；另外38个特定地点的加氢站已在规划中。荷兰、法国等国家的加氢站扩张也在持续推进。图14：欧洲的加氢站建设情况图：德国的加氢站建设情况资料来源：TüV，XXX市场研究部资料来源：TüV，XXX市场研究部年2月日，燃料电池和氢能联合组织（JU）发布“欧洲氢能路线图”，该路线图提出了欧洲氢能未来30年的发展规划，报告指出，氢能的使用将带来巨大的社会经济和环境效益。到2030年，氢的预计部署将为欧盟公司的燃料和相关设备创造约1300产业；到2050年达到8200亿欧元。氢能将为欧盟工业创造一个本地市场，作为在全球氢能经济中竞争的跳板。2030年的出口潜力估计将达到出口额将达到亿欧元。13of图：欧洲燃料电池汽车销量和保有量占比规划资料来源：FCH，XXX市场研究部图：欧洲加氢站建设规划资料来源：FCH，XXX市场研究部1.1.4韩国：现代推出新车型，加氢站建设速度加快韩国积极推进新能源产业发展。韩国和日本相似，能源压力较大，强调清洁能源2008年开始实施“低碳绿色增长战略金额约合亿38002010年又实施“百万绿色家庭”池系统，计划在2020年前安装万套1kw的燃料电池系统，安装补贴在2年之前达到80%。2012年政府投入预算总额达到185亿韩元建设氢城市示范项目。14of表：韩国燃料电池相关政策汇总时间政策内容16.38亿元。222008年009年009年2020年使氢燃料电池的使用量占首尔市全部替代能源使用量的。2020年前向安装不同类型新可再生能源设施的家庭补贴100万。政府的目标是在222010年010年012年2020年之前安装10万套的燃料电池系统，安装补贴在年之前达到80%。韩国还公布了一项斥资2012年在绿色产业部门增加万人的就业机会并且获得全球绿色技术市场7%的份额，到年要上升至。实施绿色氢城市示范2012年到2018年间投入总额达到877520府185亿韩元，私人投资亿韩元）建设绿色氢城市。主要投资内容为氢气的生产和管理，燃料电池的生产等。韩国政府表示将满足该国对氢燃料电池汽车(FCEV)尔购买燃料电池汽车的消费者可以得到2750万韩元的国家补贴，以及各种免税的优惠政策。除了补贴和税收减免，韩国政府也计划帮助汽车制造商降低生产成本。22015年019年据该路线图，政府计划到2040年氢燃料电池汽车累计产量由目前的2000余辆增至万辆，氢燃料电池汽车充电站从现有的14个增至1200个。资料来源：，中国氢能源网，上海情报服务平台，XXX市场研究部现代已推出商业化燃料电池汽车。2013年，现代推出世界上第一辆量产版氢燃料电池汽车——ix35FCV426km，储氢重量5.64kg，在性能上不及Miralix35FCV分别于年4月、6月在韩国本土和美国南加州上市，但销量低迷；2018年现代推出最新一代燃料电池汽车NEXO612km，储氢重量6.3kg，百公里加速为9.8s，已在韩国、美国和欧洲上市销售，根据Marklines统计已售出796辆。新车型推出+加氢站扩张，或推动汽车销量增长。韩国燃料电池汽车销量较低，2016和年仅两位数销量，2018年现代推出的NEXO拉动销量增长至744辆（含ix35FCV2018年底韩国有14座加氢站，规划中的加氢站有27座，而在1座加氢站，加氢站的扩张或推动燃料电池汽车销量增长。图18：历年韩国燃料电池乘用车销量（辆）图：韩国的加氢站建设情况8007006005004003002001000744201620172018资料来源：Marketlines，XXX市场研究部资料来源：TüV，XXX市场研究部15of韩国把氢能产业定为三大战略投资领域之一。韩国的目标是到2030年，力争在2019年普及4000辆，到2022年普及8.1万辆，2030年普及万辆，此后普及数量将逐渐扩大至数百万辆。2019年1月，韩国政府发布“氢能经济发展路线图”，旨在大力发展氢能产业，以引领全球氢燃料电池汽车和燃料电池市场发展。根据该路线图，韩国政府计划到040年氢燃料电池汽车累计产量由目前的余辆增至620万辆，氢燃料电池2汽车加氢站从现有的14个增至1200个。如果该路线图顺利得到落实，到2040年可创造出43万亿韩元（约合亿元人民币）的年附加值。在氢燃料电池汽车方面，韩国政府计划到2040年分阶段生产万辆氢燃料电池汽车。为此，政府将争取到2019年年底前在韩国国内普及4000电池汽车，到2025年打造年产量达10万辆的生产体系。在燃料电池方面，韩国政府争取到年把燃料电池产量扩大至15GW。加氢站方面，目前韩国国内有14座加氢站，到2022年将增加到310座，2040年增至1200座。图：韩国政府加氢站建设规划资料来源：Bank，XXX市场研究部1.1.5中国：尚处于发展初期，燃料电池商用车成为突破口中国政府大力支持新能源发展。我国对于燃料电池的政策扶持和财政补贴起源已久，早在2001年9月，启动的“电动汽车重大科技专项计划”就提出，国家拨款8.8亿，确定了以“三纵三横”为核心的电动汽车专项矩阵式研发体系，其中包含了对燃料电池汽车和燃料电池系统的研发。近年来，随着氢燃料电池技术的突破、新能源汽车的快速发展，以及国家对清洁能源的日益重视。我国开始16of加大对氢燃料电池领域的规划和支持力度，政策出台也越来越集中。尤其是《中国制造20251000辆的运行规模，到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。更是将发展氢燃料电池的发展提升到了战略高度。表：中国燃料电池相关政策汇总时间政策内容国家863燃料电池汽车和燃料电池系统的研发。22001年公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标准25燃料电池车型每辆补万元。009年2年工信部、国家税务总局提出对纯电动汽车、燃料电池汽车和插电式混合动力汽车免征车船税。国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020规划，提出到年燃料电池汽车、车用氢能源产业要达到与国际同步的水平。2222012年013年014年015年的新能源汽车包括燃料电池车型。当年的补贴标准中，燃料电池车型被笼统地分为两类：商用车补贴50万元，乘用车补贴20万元。四部委联合发布关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知”，对符合国家技术标准且日加氢能力不少于公斤的新建燃料电池汽车加氢站，中央财政给予每站万元的奖励。四部委发布了《关于2016-20202017-2020年2016年-2020年，燃料电池车型的补贴标准有望维持在乘用车20万元客货车30万元辆，大中型客车、中重型货车万元/辆。(2016年-2030年料电池技术创新，氢燃料电池汽车产品近期是实现大规模示范应用，远期以全功率燃料电池为特征，实现大规模发展，实现了百万量级的商业化推广，基本上要在年完全的商业化，五年之内基本上达到商业化水平。四部委联合发布了“2017年新能源汽车推广补贴政策轻型客车30万元辆，大中型客车50万元辆。目前各地政府也出台相应的补贴政策，多数地方燃料电池车补贴维持与国家补贴11公斤的新建燃料电池车加氢站，每站奖励400万元。加氢站建设不退坡。22016年016年科技部发布“十三五交通领域科技创新专项规划，提出深入开展燃料电池汽车核心专项技术研发，推进加氢基础设施和示范考核技术发展，制定车用氢瓶四型瓶标准，进行燃料电池及燃料电池发动机创新，建立测试评价平台，提出发展无人机燃料电池、氢燃料，提出突破燃料电池汽车重点专项技术。222017年017年018年燃料电池乘用车：0.16×P。P为燃料电池系统额定功率，单位为kW。按照搭载燃料电池系统的额定功率补贴6000元/kW，燃料电池轻型客车、货车定额补贴上限30万元辆，大中型客车、中重型货车定额补贴上限万元辆。并制定了燃料电池汽车技术要求。资料来源：国家能源局，工信部，，XXX市场研究部中国燃料电池乘用车尚处于试验验证阶段，商用车成为突破口。中国出台了新能源汽车补贴政策，且在电动汽车补贴退坡的情况下，燃料电池汽车补贴不退坡，表明对燃料电池汽车的大力支持，但中国的燃料电池汽车发展速度仍较慢。目前17of中国燃料电池乘用车仅有概念车，上汽集团曾于年4月推出首款国产燃料电池乘用车荣威750FCV，于2017年推出荣威950FCV，但都未量产。中国燃料电池商用车经过多年研发已进入商业化阶段，多家车企推出了燃料电池商用车产品，2017年《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中仅有3款专用车、款客车入榜，而201826款专用车、60款客车，专用车、客车车型数分别是2017年的8.673.16倍，其中东风汽车、宇通客车、申龙客车分别凭借19、14、辆的入榜量成为前三车企。2018年中国燃料电池汽车产销均完成1527辆，包括辆燃料电池客车以及109辆燃料电池货车。图21：国内主要汽车厂商对燃料电池汽车的研制情况图2016~2018录》的燃料电池汽车宇通1009080。凤凰266070楚天一号6050（40清能系列3020310419超越系列01016220172018乘用车客车专用车资料来源：电动汽车资源网，前瞻产业研究院，XXX市场研究部资料来源：工信部，XXX市场研究部图23图：历年中国燃料电池商用车销量（辆）推荐车型目录》的情况12018161412108642000615171109374873115122444312221111102017年2018年资料来源：工信部，XXX市场研究部资料来源：中汽协，XXX市场研究部燃料电池汽车研发取得一定突破，基础设施建设尚待完善。国内氢燃料电池汽车研发经过多年发展已有一定突破，一方面是续航里程有所提高；另一方面，则是2018座建成的加氢站（其中3暂未实现全商业化运营。18of图：2018年进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的燃料电池汽车的续驶里程分布图25：2017年进入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》的燃料电池汽车的续驶里程分布R≥6009%500≤R＜55014%3＜5＜300≤R＜40050%400≤R＜50027%＜资料来源：工信部，XXX市场研究部资料来源：工信部，XXX市场研究部表：中国已建成的加氢站统计序号1城市北京上海上海广州深圳台湾上海郑州大连佛山中山常熟云浮佛山十堰南通成都张家口佛山武汉佛山聊城云浮如皋大连名称永丰加氢站建成时间2006200720102010/备注2安亭加氢站3上海世博会加氢站广州亚运会加氢站深圳大运会加氢站微生物制氢加氢站上海电驱动加氢站宇通加氢站4已拆除56782015201620162017201720172017201720182018201820182018201820182018201820189同济新源加氢站三水加氢站10沙朗加氢站1111111122222223456789012345丰田加氢站云浮加氢站瑞晖佛山加氢站东风特汽（十堰）加氢站南通百应加氢站邯郸区加氢站张家口临时加氢站佛罗路加氢站氢雄加氢站禅城区加氢站聊城中通加氢站云浮新兴二环路西加油加氢站神华如皋加氢站同新加氢站资料来源：智汇工业，XXX市场研究部19of燃料电池汽车推动力度加强。2016年工信部组织制定的《节能与新能源汽车技年实现辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用，建成100座加氢站；5万辆规模的应用，建成座加氢站；20301000座加氢站。2017年，上海市在国内率先发布了《上海市燃料电池汽车发展规划》，明确提出：2020年建设加氢站～10座，示范运行规模达到3000辆；2025年建成加氢站座，乘用车推广不少于2万辆、其它特种车辆推广不少于1万辆。图：我国氢燃料电池汽车发展目标资料来源：，XXX市场研究部图：我国氢能基础设施技术路线图资料来源：，XXX市场研究部1.2龙头车企加大燃料电池汽车布局龙头车企已推出多款燃料电池汽车，产品性能有所提升。自现代ix35上市开启燃料电池汽车的商业化进程以来，已有5款燃料电池乘用车实现量产上市，20of在此期间也有多家车企推出了燃料电池概念车，包括奥迪和上汽。对比这些车型的性能，在续航里程、百公里加速、电机功率等方面都有不同程度的提升，例如对比现代旗下的两款车型ix35FCV和NEXOBlueNEXOBlue公里加速、电机功率分别提升了44%、22%22%，百公里氢耗下降了33%。表：已推出的燃料电池乘用车对比分析现代FCV本田ClarityFuelCell2015年是奔驰GLC现代NEXO奥迪h-tron荣威技术参数丰田Mirall混动）Bluequattro2016年否（混动）发布时间2013年是2014年2017年2018年2017年是否已上市是是是否436km+49k430km（加续航里程426km502km589km612km600km（电池）上电池）百公里加速最大扭矩12.5s9.6s8.8s15s9.8s7s12s221Nm335Nm675kg300Nm5kg365Nm/291Nm6.3kg550Nm约1kg6kg/电机最大功率燃料电池输出功率/百公里氢耗储氢重量座位数5.64kg5座//4.4kg5座4.2kg4座4座5座5座5座资料来源：车企官网等公开资料，XXX市场研究部龙头车企加大燃料电池汽车布局。目前已有多家国际汽车巨头公布产品布局和销2020年燃料电池车年销量扩大至3年燃料电池汽车和纯电动汽车占总销量的三成；现代提出在20202年新建两座工厂，生产万辆燃料电池电动汽车和70万套燃料电池系统。表：国际车企的燃料电池汽车发展规划车企规划内容到2020年燃料电池车年销量扩大至3万辆以上，同时增强关键零部件燃料电池包和高压储氢罐的产量。环境挑战2050战略将未来规划分为短期、中期和长期三个阶段，其中长期规划：在2050年消除发动机车型，使（混合动力汽车）和（插电式混合动力汽车）车型占总销量的七成，（燃料电池汽车）和EV纯电动汽车）占三成。“丰田（在2020年之前推出2款氢燃料电池车型。在2030年前向燃料电池汽车生产设施及相关研发活动投资7.6203050万辆燃料电池电动汽车和70万套燃料电池系统，作为业务多元化战略的一部分，其中万套系统将出售给其他汽车制造商。现代本田通用宝马到2030年，实现混动车、电动车以及零排放车型的销量占到全球汽车销量的。在2023年之前在全球推出至少20款零排放车型，包括纯电动汽车和燃料电池汽车。2021年推出一款续航里程较短的燃料电池汽车资料来源：互联网公开资料，XXX市场研究部21of部分国内车企将燃料电池汽车纳入发展规划。据相关资料显示，目前国内具备燃料电池汽车生产资质的企业有家：宇通客车、福田汽车、上汽集团、上汽大通、申龙客车、中植汽车、金龙客车、东风、飞驰客车、奥新、南京金龙、青年汽车、蜀都客车。目前仅7家车企发布了发展规划，尚属少数，不过上汽大通、五洲龙等车企的燃料电池商用车已进入示范运营阶段，后续量产可期。表：国内车企的燃料电池汽车发展规划类别车企规划内容制定了燃料电池汽车发展五年规划，以新源动力为燃料电池电堆供应商，开始投入大量资金研发燃100万元降至504005000参数上基本接近国际主流技术水平。上汽集团乘用车计划于20202022年北京冬奥会上推出首支燃料电池车队，并于2023年正式向市场推出成熟的燃料电池乘用车车型，公司所选择的路线是最具成本效应的液氢路线。长城汽车将围绕制氢、储氢、加氢站、燃料电池全产业链，聚焦氢能建设，未来计划至少投入20亿元进行相关技术开发，并根据需要再扩大投资。长城汽车福田汽车实行全功率型燃料电池汽车、氢电混合式燃料电池汽车两种技术路线，正在规划开发米、12米高速长续驶里程城间车型以及米大容量城市干线公交车型。重点研发面向冬奥环境的高速燃料电池大客车项目，预计年12月完成产品平台集成设计与性能样车开发与优化，年初FCV2020小型车型及紧凑型车型。青年汽车宇通客车氢燃料客车、氢燃料物流车正在加紧生产中，计划年左右量产并小规模推向市场。2018年推出第四代燃料电池产品，首批氢燃料电池公交车已在郑州投入运营。2019~2020年，待技术成熟后开始千辆级的大规模推广应用商用车年的时间，从生产成本、产品品种及产量满足市场需求，其中，生产成本方面，控制在和同类纯电动车相比不超过；产品品种方面，能够满足客运、公交、物流等运输领域使用需求；产量方面，力争3年内实现年产5000辆的目标。飞驰客车长江汽车将在佛山建设整车生产基地，设计产能6万辆，将涵盖客车、货车及物流车型，兼顾纯电动和氢燃料电池。长江氢能汽车研究中心规划到2021~2022年，将实现一堆四泵四器全产业链年产万台套产能建设规模，在燃料电池动力系统耐久性提升技术方面，攻克催化剂性能在线再恢复技术、电堆在线自活化技术开发、电极催化剂活性稳定技术等世界级工程技术难题。车企采用合作方式推进燃料电池汽车研发和商业化。车企的合作对象主要有两种：其一是其他龙头车企，宝马和丰田、通用和本田、现代和奥迪等先后展开了合作，共同开发燃料电池系统、储氢技术、燃料电池关键组件等，加速推进燃料电池汽车商业化进程。其二是产业链上下游公司，如奥迪与巴拉德在燃料电池系统上展开合作，并于年6月宣布就目前的科技解决方案合同延长3.5年的51%车与亿华通联合研制燃料电池客车，并拟间接认购亿华通部分股权。22of表10：车企与车企、产业链上下游公司展开合作合作方公司时间合作内容式签署合作协议，以2020年为目标，将汇集两家公司的技术，为了争取燃料电池车的施的建设，以及规格、标准的制定开展合作。宝马和丰田2013年1月22013年7月车企间合作储系统打造一个价格合理的商业环境。通用和本田在密歇根宣布设立合资公司“FuelCellSystemManufacturing”，将共同投资万017年1月美元来为下一代新能源车研发氢燃料电池堆，预计年将氢燃料电池系统投入量产。一汽和丰田现代和奥迪2018年5月2018年6月良好合作，尤其是新能源领域混动技术、三电及控制系统方面会强化更深更多合作。术，将协作研发氢能源技术，希望发展氢能源汽车产业链。3.5HyMotion计划延期至2022年8月，HyMotion计划包括汽车燃料电池组的开发以及支持电池组系统的设计。奥迪和巴拉德2018年6月车企与长城和上燃动2018年8月收购上海燃料电池汽车动力系统有限公司51%股权。产业链上下游公司合作力与德国加氢站运营商H2MOBILITYDeutschland(以下简称：签署谅解备忘录，长城和H2M2018年10月通过提供额外投资收购H2M约5%H2M、壳牌和道达尔之外的第七个股东。拟以自有资金福田和亿华通2018年12月亿华通。资料来源：，互联网公开资料，XXX市场研究部1.3燃料电池汽车行业空间广阔根据中、日、韩政府相继提出的截至2030年燃料电池汽车的规划，同时我们预2030年燃料电池汽车数量分别达到万辆和到2030年全球燃料电池汽车累计销量为1030万辆，市场规模超过36000亿元，其中中国市场规模约为亿元。表：到2030年燃料电池汽车市场规模测算表国家日本韩国欧洲美国中国其他合计1030352030年规划燃料电池汽车数量（万辆）8018036030010010燃料电池汽车平均售价（万元）22030年全球燃料电池汽车市场规模（亿元）030年中国燃料电池汽车市场规模（亿元）360503500资料来源：各国燃料电池汽车规划，XXX市场研究部23of2.发展仍需统筹兼顾燃料电池汽车产业链涉及氢能供应和燃料电池汽车两方面内容：氢能供应包括氢气从生产、储存、运输到加注、使用的全过程；燃料电池汽车包括车载储氢系统、燃料电池系统、电驱动系统、整车控制系统和辅助储能装置等新元素。从整个产业链条看，燃料电池汽车的推广和应用涉及面广，无论对车辆本身还是对氢的制备、储运、应用等，都有较高要求。图：燃料电池汽车产业链资料来源：XXX市场研究部绘制2.1统筹发展制氢加氢产业是燃料电池汽车推广的基础类似于燃油汽车的采油-炼油-运油-加油站产业链和电动汽车的发电-电力输配-充电桩产业链，燃料电池汽车有制氢-储氢-运氢-加氢站产业链。制氢：制氢是将存在于天然或合成的化合物中的氢元素，通过化学的过程转化为氢气，主要包括煤气化制氢、水电解制氢、天然气重整气制氢、甲醇裂解制氢等96%以上来源于传统能源的化学重整(48%来自天然气重整、30%来自醇类重整，18%来自焦炉煤气)，左右来源于电解水。对比几种主要制氢技术的成本，煤气化制氢的成本最低为1.67美元千克，而电解水制氢成本最高约为5.2美元千克。24of图30：全球制氢主要来源图：主要制氢成本对比（美元千克)资料来源：hydrogenanalysisresourcecenter，XXX市场研究部资料来源：hydrogenanalysisresourcecenter，XXX市场研究部技术进步和规模效应推动电解水制氢。虽然目前水电解制氢成本远高于石化燃料，但用化石燃料制取氢气不可持续，不能解决能源和环境的根本矛盾。并且碳排放量高，煤气化制氢二氧化碳排放量高达193kg/GJ，天然气重整制氢也有69kg/GJ，对环境不友好。而电解水制氢是可持续和低污染的，这种方法的二氧化碳排放最高不超过30kg/GJ，远低于煤气化制氢和天然气重整制氢。电解水制氢成本主要来源于电价、固定资产投资、生产运维，其中电价是造成电解水成本高的主要原因，因而电价的下降必将带来氢气成本的大幅下降。同时技术发展、规模化效应，都会使氢气成本下降。我国可再生能源丰富，每年弃水弃28002.53其不稳定的特性，较难上网，因此每年弃风限电的电量规模庞大。如果将这部分能源充分利用起来，有利于电解水制氢的发展。图32：电解水制氢成本构成对比（美元千克)图2015年内环年）资料来源：DOE，XXX市场研究部资料来源：DOE，XXX市场研究部目前，国内制氢产业有待进一步发展，专门的氢气制造企业数量不多。从地区分布来看，国内氢气制造业在东部沿海地区发展较快，内陆地区缓慢。制氢企业的分布同样有明显的地域特征。目前，国内制氢企业东部沿海多内陆少，其中以北25of京市、山东省、江苏省、上海市、广东省最为集中，占全国制氢总量超60%。图：国内制氢企业分布图资料来源：中商产业研究院，XXX市场研究部储氢：氢气具有极高的质量能量密度，但体积能量密度却很低，使用过程中必须通过压缩的形式进行储存，因此其储存装置必须满足耐高压、高强度和气密性要求。氢的存储主要包括高压气态储存、固态氢化物储存、低温液氢储存等方式，相应的，其运输方式主要包括车船运输和管道运输等。车载储氢方面，目前日本和欧美等国家燃料电池汽车上装载的储氢罐，承受压力均为70MPa。基于此储氢技术，燃料电池汽车的续驶里程已达到传统汽车水平，且加氢时间在5图：我国车载储氢技术路线图资料来源：，XXX市场研究部加氢站：在氢能应用层面，加氢站及其他基础设施的建设是未来发展的重点。截至2018年底，全球共有369座加氢站。其中欧洲152座，亚洲136座，北美26of78座。但在全部369座加氢站中，仅273座为公共加氢站，可供所有人使用。其余加油站则保留给封闭用户群，并供应公共汽车或车队车辆。图：截至2019年1月全球已建成及在建加氢站分布图资料来源：H2stationsXXX市场研究部目前一个新的加氢站的建设成本在200-500万美元左右。日本建设一座中型加氢站的投资在500~550万美元；在美国需要280~350万美元。与国外相比，在国内建立一座加氢站具有成本方面的优势，国内建设一座加氢站的投资在200~250万美元之间。随着加氢站建设数量的增多，势必出现规模效应，加氢站的建设成本将有效下降。图37：加氢站建设成本占比（）图：2018年全球各地区加氢站保有量（座）资料来源：中国产业信息网，XXX市场研究部资料来源：H2stationsXXX市场研究部27of图：各国加氢站建设规划数量（座）资料来源：，XXX市场研究部截至年12月，中国共有座建成的加氢站（其中3座已拆除），主要分布在经济比较发达、有汽车产业基础的地区，以及地方政府有意愿实施新旧动能转换的地区。目前80%的加氢站集中在广东、上海、江苏、湖北、辽宁五个省份地区。图：2018年国内加氢站地域分布资料来源：国铁新能，XXX市场研究部统筹发展制氢加氢产业是燃料电池汽车推广的基础。欧美日韩发达国家均是把制氢、加氢站建设放在了战略发展、区位优先发展、集中优势发展位置。集中国家力量发展氢能产业并做示范推广，从而确保氢能燃料电池产业应用推广的基础建设得以配套。目前我国加氢站建设主体众多，缺乏国家统筹和政策配套措施。加氢站是公共事业范畴，目前项目选址、规划管理、安全运营缺乏监督与管理。另外加氢站投资28of巨大，同时也要集中规模化科学管理，以降低建设运营成本和安全运行。表：我国加氢站建设运营参与主体参与主体具体企业政府、国资能源企业神华集团、中石化、地方国资委等上汽、东风特汽、丰田汽车、宇通、中通、奥新汽车、西安新青年、汽车厂商佛汽运输等新源动力、广东国鸿、亿华通、上海神力、爱德曼、明天氢能、大洋燃料电池或系统企业交通物流运营商电机、武汉氢雄等氢车熟路、上海驿动、国能联盛、国能联盛、国联氢能、新宾沐与康等加氢站建设运营企业北京海德利森科技、富瑞氢能、厚普股份等上海浦江特种气体、南海燃气、四川燃气、林德、空气化工、顺德兴顺燃气、华昌化工、滨化集团、广东联悦氢能等资料来源：国铁新能，XXX市场研究部气体公司2.2国内燃料电池产业链趋于完善，国内外技术差距逐步缩小2.2.1燃料电池：降低成本、提高寿命是发展方向燃料电池是燃料电池汽车的心脏，其重要性等同于燃油汽车的发动机、电动汽车的动力电池。燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置，其发电原理与原电池或二次电池相似，电解质隔膜两侧分别发生氢氧化反应与氧还原反应，电子通过外电路作功，反应产物为水。燃料电池单电池包括膜电极组件（MEA电化学反应的核心部件，由阴阳极、多孔气体扩散电极和电解质隔膜组成。额定工作条件下，一节单电池工作电压仅为0.7V左右，实际应用时为满足一定的功率需求，通常由数百节单电池组成燃料电池电堆或模块。因此，与其他化学电源一样，燃料电池电堆单电池间的均一性非常重要。11侯明，衣宝廉．燃料电池的关键技术．科技导报，，34(6)：52-61．29of图：燃油汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的结构图资料来源：太平洋汽车网，电动邦，网易，XXX市场研究部图：质子交换膜燃料电池的工作原理质子交换膜燃料电池应用最多，出货量占比达。按电解质分类，燃料电PEMFCAFCMCFCSOFC其中，质子交换膜燃料电池因具有工作温度较低、启动时间快、操作条件温和等E4tech年1月2018年质子交换膜燃料电池出货量为589.1MW73.35%。30of表13：燃料电池的类型与特征质子交换膜燃料电碱性燃料电池磷酸燃料电熔融碳酸盐燃固体氧化物燃料电池直接甲醇燃料性能池（）全氟磺酸膜H+（）氢氧化钾溶液OH-池（））（）DMFC）电解质磷酸熔融的碳酸盐32-氧化钇稳定的氧化锆全氟磺酸膜导电离子H+2-H+净化煤气、天然气、重整氢空气燃料氢气，重整气纯氢重整氢净化煤气、天然气甲醇氧化剂工作温度启动时间效率空气纯氧空气空气空气室温~100℃几分钟60~220℃几分钟180~220℃2~4h600~700℃＞800~1000℃＞室温~100℃几分钟30%~40%汽车、移动电源、小型分布式发电、潜艇推动60%~70%35%~45%45%~60%50%~65%30%~40%分布式发电、面应用特殊需求辅助用电、分布式发电应用领域分布式发电便携式设备资料来源：，XXX市场研究部的氢气，而是直接将甲醇作为燃料导入阳极，因此单独介绍其特性。图43：历年各类型燃料电池出货量（）图：2018E各类型燃料电池出货量份额MCFCAFC0.01%100%3.14%9876543210%0%0%0%0%0%0%0%0%SOFC11.33%PAFC12.12%DMFC0.05%PEMFC73.35%0%2009201020112012201320142015201620172018EPEMFCDMFCPAFCSOFCMCFCAFC资料来源：FuelCell，E4tech，XXX市场研究部资料来源：E4tech，XXX市场研究部注：2013年及之前的数据来自于FuelCell据来自于2018年数据为E4tech基于年1月-10月数据预计而得燃料电池充氢速度快、氢气热值高且安全性高，但动力系统复杂、寿命较短且技术尚不成熟。对比发动机、三元动力电池和燃料电池这三种动力装置，从燃料工作方式看，燃料电池与发动机类似，其燃料是在电池外携带的，而动力电池的活仅需要几分钟时间；从动力系统组成看，三元电池较简单，而发动机和燃料电池的动力系统较为复杂，需要多个系统配合共同发挥作用，其中燃料电池发电系统除燃料电池电堆外，还包括燃料供应子系统、氧化剂供应子系统、水热管理子系31of统及电管理与控制子系统等；从热值看，氢气的热值很高，是汽油的3量密度也远高于三元电池；从安全性看，发动机和燃料电池的安全性都高于三元电池；但燃料电池的使用寿命相对较短，同时现在技术尚不成熟，离商业化还有较长的路要走。表14：燃料电池与发动机、动力电池的对比分析发动机三元电池（）、NCA质子交换膜燃料电池燃料/氢气/汽油，携带在外曲柄连杆机构、配气机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动等五大系统汽油热值44.3KJ/g高天然石墨、人造石墨等封装在电池内部氧气氢气，携带在外理与控制子系统等氢气热值142KJ/g高电芯、Pack箱体、、结构动力系统组成件等热值能量密度安全性150~300Wh/kg较低使用寿命15年左右5~8年7年以上资源约束汽油镍、钴、锂等金属较为成熟贵金属铂（催化剂）不成熟技术成熟度成熟资料来源：，必应等互联网公开资料，XXX市场研究部全球燃料电池出货量保持增长，交通运输用途成为燃料电池增长主力。全球燃料2014E4tech基于2018年1月月的数据，预计2018年燃料电池总出货量为7.43万个，对应功率规模为803.1MW，其中用于交通运输用途的出货量为562.6MW长29.13%，占比达到70.1%；而按系统数量看，用于交通运输用途的燃料电池出货量占比也逐步提高，交通运输用途已成为燃料电池增长的主力。图45：历年燃料电池按系统数量出货量（千个）图：历年燃料电池按功率出货量（）80706050403020100100%9000070080%70%803.190%80%70%874.360%50%40%60%60050040030050%0%421.94%30%0%10%30%220%10%0%5.39%2000%100-10%-20%-10%02009201020112012201320142015201620172018E总出货量YoY总出货量YoY资料来源：FuelCell，E4tech，XXX市场研究部资料来源：FuelCell，E4tech，XXX市场研究部注：2013年及之前的数据来自于FuelCell据来自于2018年数据为E4tech基于年1月2013年及之前的数据来自于FuelCell据来自于E4tech，2018年数据为E4tech基于2018年1月-10月数据预计而得-10月数据预计而得32of图47：历年各应用领域燃料电池按系统数量出货量份额图：历年各应用领域燃料电池按功率出货量份额100%100%9876543210%0%0%0%0%0%0%0%0%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%0%2009201020112012201320142015201620172018E便携用途固定用途交通运输便携用途固定用途交通运输资料来源：FuelCell，E4tech，XXX市场研究部资料来源：FuelCell，E4tech，XXX市场研究部2013年及之前的数据来自于FuelCell据来自于E4tech，2018年数据为E4tech基于2018年1月-10月数据预计而得注：2013年及之前的数据来自于FuelCell据来自于2018年数据为E4tech基于年1月-10月数据预计而得成本仍是燃料电池商业化的主要挑战。根据美国能源部（DOE料电池成本下降了60%，燃料电池系统年产量水平为万个年、10万个年和1千个年的单位成本在2017年分别为45美元/kW美元和美元，而用于燃料电池汽车的燃料电池系统单位成本则达到230美元/kW（年产量水平为1千个10万个年，因此成本仍然处于高水平。美国能源部制定的目标是到2025年燃料电池系统的单位成本下降至美元万个美元/kW；而我国的目标则是到年系统成本低于元/kW。图49：2006~2017年燃料电池成本变化（美元/kW）图：美国能源部提出燃料电池到2025年需达到的目标160140120100+++0++++7+7+12+12+11+5目标30万个/年万个/年资料来源：DOE，XXX市场研究部资料来源：DOE，XXX市场研究部2.2.2质子交换膜：燃料电池的核心元件质子交换膜是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心元件，以全氟磺酸膜为主，目前国产化进程提速。质子交换膜目前主流趋势是全氟磺酸增强型复合膜，质子33of以达到更高的性能。开发低铂、高反应效率的CCM型薄催化层膜电极是目前质子交换膜燃料电池开发的重要技术方向。图51：质子交换膜产品图：质子交换膜作用机制资料来源：山东东岳官网，XXX市场研究部资料来源：中国新能源网，XXX市场研究部国外企业有美国的Gore、科慕、3M、日本的旭化成等，国内能够批量化供应只有山东东岳，山东东岳的产品已经进入了奔驰的供应链体系。表15：国内外质子交换膜基本参数生产厂家产品型号厚度（）E.W值备注化学稳定性强、机械强度高、在高湿度下导电率高、科慕Nafion系列膜25~250率最高GoreGore-select复合膜———改性全氟磺酸膜，技术处于全球领先地位国外3M复合膜—50~12025~1000125主要用于碱性工作环境旭硝子Flemion系列膜Alciplex系列膜陶氏Xus-B204膜DF988、DF2801复合质子交换膜1000具有较长支链，性能与膜相当旭化成1000~1200具有较长支链，性能与膜相当Dow800因含氟侧链短，合成难度大且价格高，现已停产高性能，适用于高温的短链全氟磺酸膜已向国内外数家研究单位提供测试样品，得到好评国内东岳集团武汉理工新能源50~15016.8800~1200—资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心，国家统计局2.2.3降低催化剂中铂的含量或开发非铂催化剂是未来发展方向。催化剂是燃料电池的关键材料之一，在质子交换膜燃料电池系统的成本中，电堆成本占比最高，达60%左右，其是燃料电池的电能来源；而在电堆的成本构成中，催化剂的成本占34of50万个年的年产量水平下高达41%低燃料电池成本的关键，而目前常用的商用催化剂是Pt/C，尽管Pt用量已从10年前0.8~1.0降至现在的0.3~0.5，但含量仍较高；Pt除了受成本与资源制约外，也存在稳定性问题，燃料电池在车辆运行工况下，PtPt低Pt或非Pt催化剂，以降低催化剂的成本并提高燃料电池的寿命是燃料电池的未来发展方向。图：不同年产量水平下，质子交换膜燃料电池的电堆成本分拆/年/年/年双极板8%膜11%10%18%10%6%25%6%28%催化剂+应用6%9%气体扩散层17%21%12%膜电极框架和密封垫9%37%41%电堆的平衡26%资料来源：DOE，XXX市场研究部燃料电池催化剂的国外生产商主要有英国JohnsonMatthery、德国BASFUmicore科中创、苏州擎动动力、昆山桑莱特等。表：燃料电池催化剂行业代表公司及产品性能代表公司产品性能英国JohnsonPt纯度达到99.95%，拥有全球最先进的催化剂生产技术Matthery日本德国BASF贵研铂业建立了稳定的催化剂供应系统，为本田Clarity提供催化剂全球最大的化工产业公司铂黑：黑色粉末；铂含量：≥99.99%；比表面积：28.0±1.0㎡/g铂碳催化剂40Wt%Pt,60Wt%Pt,单批次＞200g;催化剂粒径尺寸宁波中科科创2.8nm;电化学活性面积为㎡/g武汉喜马拉雅Pt/C催化剂日产能力达到200g;催化剂粒径在2~3nm;电化学活性面2积可达90m/g资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心，XXX市场研究部35of图：生产的催化剂及所应用的燃料电池汽车CLARITY资料来源：官网，XXX市场研究部2.2.4扩散层：国内生产依旧受制于技术瓶颈扩散层主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道、支撑催化剂。扩散层由基底层和微孔层组成，其中基底层材料大多是多孔碳纸或碳布，微孔层通常由导电炭黑和憎水剂构成。扩散层规模化生产将会带来大幅的成本削减。DOE数据显示，2017年每生产10万套质子交换膜燃料电池系统成本50美元/kW，其中扩散层占比每生产50万套质子交换膜燃料电池系统成本45kW，其中扩散层占比。/图：扩散层示意图（右上碳布，右下碳纸）资料来源：碳纤维平台，XXX市场研究部目前全球碳纸碳布生产厂家较少，供应商主要为日本东丽、德国西格里(SGL)集JSRBallard碳纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学等高校。中国大陆气体扩散层量产技术还是空白，主要原因是气体扩散层的石墨化工序需要2000℃以上的高温，但高温炉技术尚未掌握。36of表：国内外碳纸基本性能对比透气率生产厂家产品型号厚度密度电阻率抗拉强度抗弯强度ml·mm/(cm2·hrmmg/cm³mΩ·cmMPaMPa·mmAq)TGP-H-060TGP-H-090TGP-H-120—0.190.280.360.190.440.450.45—190017001505.85.64.75.950709090—39——日本东丽中南大学1883资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心，XXX市场研究部2.2.5膜电极：降低成本、增加使用寿命是技术方向燃料电池单体内部最重要的部件就是膜电极，它是燃料电池发电的关键核心部件，决定了电堆性能、寿命和成本的上限。膜电极由质子交换膜、催化剂和扩散层组成，其与其两侧的双极板组成了燃料电池的基本单元。在实际应用中将多个单电池组合成为燃料电池电堆以满足不同大小功率输出的需要。膜电极在成本和寿命方面有严格的要求，降低铂的使用量可以大幅降低成本，但燃料电池的反应效率也会大大减少。催化层不均匀涂布到膜上，超过几千小时后会发生漏气的情况，减少燃料电池的寿命。膜电极的主要制造商是，杜邦（ChemoursGORE，庄信万丰，Ballard，Greenerity等。是市场占有率最高20％的公司，其次是杜邦（Chemours）占有16％的市场份额。图56：2016年全球膜电极市场份额占比（）图：2016年膜电极销售市场份额占比（）资料来源：QYResearch，XXX市场研究部资料来源：QYResearch，XXX市场研究部国内膜电极供应商主要是武汉理工新能源，其产品主要供应美国PlugPower公司。大连新源的膜电极产品主要是为上汽的发动机配套。国产膜电极性能与国际水平接近，但专业特性上如铂载量等性能与国际水平还有一定差距。37of表：国内国际膜电极生产企业产品性能对比生产厂家功率密度0.861W/cm²—铂载量备注3Mcm²0.175g/kW唯一可量产有序化膜电极的公司产品在全球居于主导地位批量生产出口美国Gore武汉理工新能源大连新源1W/cm²0.8W/cm²小批量生产资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心，XXX市场研究部2.2.6双极板：石墨、金属各有所需双极板是质子交换膜燃料电池除了质子交换膜以外的另一个核心组成部分，占整个燃料电池60%的重量和20%的成本，起到收集传导电流、分隔氧化剂和还原剂以及支撑电池等作用，其性能优劣直接影响电池的输出功率和使用寿命。图58：双极板原理图图：双极板实物图资料来源：氢能网，XXX市场研究部资料来源：上海弘枫官网，XXX市场研究部双极板材料目前主要是石墨双极板和金属双极板，丰田Mirai、本田Clarity和现代NEXO等乘用车均采用金属双极板，而商用车一般采用石墨双极板。由于燃料电池特殊的工作环境，要求双极板除具有高导电性，强耐蚀性和疏水性，同时还要具有高的机械强度、高的阻气能力和低成本、易加工等特性。表：不同类型双极板性能对比分类金属板石墨板石墨高复合板聚合物良好一般良好良好良好一般高材料成分导电率不锈钢、铝、钛等非常高散热性能渗透率良好高可忽略良好良好差化学稳定性可加工性生产周期制造成本差好短长与金属材料有关高38of模压成型注塑成型优化填充料配比加工方式冲压成型铣削模压成型材料改进措施表面镀膜涂层处理树脂密封处理/掺杂金属粉末碳纤维资料来源：亚化咨询，XXX市场研究部石墨基双极板的主流供应商有美国POCO、美国SHF、美国Graftech等。石墨双极板已实现国产化，国产厂商主要有上海神力、上海弘枫等公司。国外金属双极板主要供应商有瑞典Cellimpact、德国