“氫”風徐來，燃料電池供應鏈國產(chǎn)化成果初顯

氫燃料電池汽車是一種清潔能源汽車，其工作原理是通過氫氣與氧氣的化學反應產(chǎn)生電能，驅動汽車行駛，其排放物僅為水蒸氣，理論上對環(huán)境無污染，有助于改善全球氣候變暖和環(huán)境污染問題。氫燃料電池汽車的能源效率高，續(xù)航里程長，充電時間短，能提供穩(wěn)定的動力輸出，滿足長途駕駛的需求，其發(fā)展具有重要的社會意義和廣闊的市場前景。從供應鏈角度看，氫燃料電池系統(tǒng)主要包括氫燃料電池堆、氫氣供應系統(tǒng)、電力電子設備等關鍵部件，這些部件的性能直接影響氫燃料電池汽車的動力性能、續(xù)航里程和安全性，技術壁壘非常高。

2023年以來，包括國家能源局、商務部、國家標準管理委員會、工信部、發(fā)改委等國家層面相關部門陸續(xù)發(fā)布了多項與氫能相關的政策文件，用來引導、鼓勵和支持各地的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。到 2025年，五大城市群、山東省、成渝地區(qū)推廣數(shù)量疊加 2021 年底燃料電池汽車保有量，有望超額完成“十四五”任務。

圖表1 《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》燃料電池汽車保有量

近些年，國內氫燃料商用車市場發(fā)展迅速，同時氫燃料乘用車市場也在起步中，各大國內外主機廠正積極探索氫燃料電池汽車領域，陸續(xù)發(fā)布氫能新車型，通過不斷研發(fā)和改進技術，提高燃料電池系統(tǒng)的效率和可靠性，降低成本，推動氫燃料電池汽車的商業(yè)化應用。

圖表2 典型車企對氫燃料電池汽車領域的探索

氫燃料電池系統(tǒng)供應商具有多樣性和專業(yè)性的特點。其中，一些供應商擁有主機廠背景或為主機廠孵化企業(yè)，這使得它們在技術研發(fā)、生產(chǎn)和供應鏈方面具備較強的實力和資源優(yōu)勢；另外還有一些供應商屬于優(yōu)秀的第三方供應商，通常具備較高的技術實力和創(chuàng)新能力，能夠為主機廠提供高質量的零部件和技術支持。典型氫燃料電池系統(tǒng)企業(yè)有：

捷氫科技，上汽集團孵化的獨角獸企業(yè)，承載了上汽集團20多年的研發(fā)經(jīng)驗，技術上具有先發(fā)優(yōu)勢，主導了多個儲氫系統(tǒng)集成開發(fā)和整車應用項目，建立了完整車規(guī)級開發(fā)體系和技術規(guī)范，具備完整的燃料電池動力系統(tǒng)開發(fā)和供貨的整車應用解決方案；

億華通，一家集氫能與氫燃料電池研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的國家級高新技術企業(yè)，是中國燃料電池系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的先行者，是我國氫燃料電池領域極少數(shù)具有自主核心知識產(chǎn)權，并實現(xiàn)氫燃料電池發(fā)動機及電堆批量化生產(chǎn)的企業(yè)之一；

未勢能源，由長城控股集團出資注冊成立，圍繞已掌握的氫燃料電池核心技術，打造具有國際競爭力的產(chǎn)品，包括高性能膜電極、高功率密度電堆、高效率燃料電池發(fā)動機、高壓車載儲氫瓶、高集成度瓶閥等，提供高性價比的氫燃料電池技術解決方案；

濰柴動力，公司高度重視科技創(chuàng)新，擁有內燃機與動力系統(tǒng)全國重點實驗室、國家燃料電池技術創(chuàng)新中心、國家工業(yè)設計中心、國家認定企業(yè)技術中心等國家級研發(fā)平臺，設有“博士后工作站”等研究基地，建有國家智能制造示范基地；

弗爾賽，掌握車用燃料電池與燃料電池電堆與系統(tǒng)的設計開發(fā)、檢測評價與生產(chǎn)制造的核心技術，先后承擔了多項國家863和國家科技支撐計劃燃料電池專項課題的研發(fā)任務，參與了上海世博會、廣州亞運會和深圳大運會等重大活動的燃料電池新能源汽車示范運營；

……

注：文中涉及的企業(yè)僅為行業(yè)內部分企業(yè)，排名概不分先后

目前，氫燃料電池汽車的發(fā)展面臨一些挑戰(zhàn)，如氫氣的儲存和運輸問題、氫氣的生產(chǎn)和使用安全問題、氫燃料電池汽車的成本問題等，隨著科技的進步和政策的推動，這些問題有望得到解決。未來，氫燃料電池汽車將在全球范圍內得到廣泛應用，市場規(guī)模將大幅度擴大。總的來說，氫燃料電池汽車的發(fā)展不僅有助于實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，保護環(huán)境，提高能源利用效率，還有助于推動汽車產(chǎn)業(yè)的技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，具有重要的經(jīng)濟和社會價值?；诖吮尘?，蓋世汽車推出2023版氫燃料電池系統(tǒng)供應鏈報告，希望帶大家了解更多氫燃料電池系統(tǒng)行業(yè)的情況信息。

氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈全景

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上游包括制氫、儲運氫、加氫站以及車端零部件等環(huán)節(jié)。目前，氫燃料電池上游產(chǎn)業(yè)正面臨著成本高、技術復雜等問題，隨著氫能應用的推廣和技術的進步，上游產(chǎn)業(yè)將隨整個行業(yè)一起迎來快速發(fā)展；中游氫燃料電池系統(tǒng)供應商需要具備多學科交叉的技術能力，同時還需要與汽車制造商緊密合作，進行定制化設計和開發(fā)，以滿足不同車型的需求；下游國內外車企正陸續(xù)對氫燃料電池汽車積極探索，市場前景廣闊。

圖表3 氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈示意圖

以上為氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈部分優(yōu)秀企業(yè) 排名不分先后，內容源自：《2023版氫燃料電池系統(tǒng)供應鏈報告》

氫燃料電池系統(tǒng)廠商地域分布

我國氫燃料電池系統(tǒng)供應商廣泛分布于汽車制造企業(yè)周邊和氫能示范區(qū)等地，政府的支持和推動為供應商帶來更多的發(fā)展空間；隨著氫燃料電池汽車市場的擴大，供應商的分布也將逐漸擴展到城市中心和高速公路等區(qū)域。

圖表4?氫燃料電池系統(tǒng)各地區(qū)部分代表性企業(yè)

內容源自：《2023版氫燃料電池系統(tǒng)供應鏈報告》

氫燃料電池系統(tǒng)市場競爭格局

2023年前三季度氫燃料電池系統(tǒng)累計裝機企業(yè)前五分別為捷氫科技、億華通、重塑集團、國鴻氫能、國氫科技，CR5占比近60%，頭部企業(yè)地位較為穩(wěn)固，產(chǎn)業(yè)集中度較高，同時行業(yè)內也存在著眾多市場勢力。

圖表5?2023年前三季度中國氫燃料電池系統(tǒng)競爭格局

從氫燃料電池電堆企業(yè)來看，實現(xiàn)上牌裝機的電堆企業(yè)有國鴻氫能、神力科技、氫晨科技、捷氫科技、未勢能源、國氫科技、豐田、韻量科技、愛德曼、博世等26家企業(yè)，其中，國鴻氫能以19%的市占率位列第一，TOP5裝機電堆企業(yè)占據(jù)56%市場份額，更多的電堆企業(yè)在上牌裝機市場占據(jù)一定份額，市場競爭激烈。

圖表6?國內氫燃料電池電堆市場競爭格局

膜電極市場上，國內已上牌車輛裝堆膜電極企業(yè)近20家，作為專業(yè)第三方膜電極供應商企業(yè)僅五家國產(chǎn)品牌企業(yè)，分別是唐鋒能源、擎動科技、鴻基創(chuàng)能、武漢理工和億氫科技，該五家企業(yè)基本占據(jù)了國內裝車市場75%左右市場份額，除CR5，剩余市場主要包括如捷氫科技、國氫科技、愛德曼、新源動力、清能股份、明天氫能等自身擁有批量生產(chǎn)膜電極產(chǎn)能的電堆/系統(tǒng)企業(yè)，以及如豐田、巴拉德、莊信萬豐、Greenerity等優(yōu)秀外資企業(yè)貢獻。

圖表7?國內氫燃料電池膜電極市場競爭格局

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院、勢銀

氫燃料電池系統(tǒng)成本分析

從成本端來看，燃料電池系統(tǒng)在氫能車購置成本中占比超過60%，而電堆成本在燃料電池系統(tǒng)中占比同樣超過60%，是氫燃料電池汽車占比最高的成本項，另外核心BOP零部件如空壓機、增濕器、氫循環(huán)部件合計成本占比也較高。電堆成本中，催化劑成本占比超過三分之一，后續(xù)隨著電堆出貨量增加，規(guī)模效應進一步增強，其余成本占比較高部件如質子交換膜、氣體擴散層等將進一步降低成本，催化劑將成為最大的單一成本占比部分，而低鉑、超低鉑催化劑，或者采用非鉑貴金屬催化劑（如鈀基催化劑）乃至非貴金屬催化劑（如金屬氮碳型催化劑（M-N-C））是后續(xù)發(fā)展方向。

圖表8?氫燃料電池汽車整車成本結構

圖表9?氫燃料電池系統(tǒng)成本結構

圖表10?氫燃料電池電堆成本結構

面對成本壓力，針對燃料電池系統(tǒng)來說，規(guī)?；?、圍繞關鍵零部件系統(tǒng)的國產(chǎn)替代化和技術創(chuàng)新等成為降本發(fā)展主要思路。未來，供應商主要依托關鍵部件規(guī)?；慨a(chǎn)實現(xiàn)降本，如電堆、膜電極、雙極板、BOP附件等，另外加速催化劑、質子交換膜、碳紙等相關系統(tǒng)的驗證，逐步國產(chǎn)替代。

圖表11?氫燃料電池系統(tǒng)國產(chǎn)替代前景展望

氫燃料電池系統(tǒng)核心零部件國產(chǎn)化進展

我國氫燃料電池系統(tǒng)國產(chǎn)化進展迅速，已經(jīng)實現(xiàn)了多項關鍵技術的突破和產(chǎn)業(yè)化應用，同業(yè)也應看到核心零部件在耐久性、生產(chǎn)一致性、成本以及性能方面與國外存在的差距，本土化革命之路尚未成功。

圖表12?我國氫燃料電池系統(tǒng)核心組件發(fā)展水平及進展

內容源自：《2023版氫燃料電池系統(tǒng)供應鏈報告》

具體來看，膜電極國產(chǎn)化率較高，代表企業(yè)有東岳未來、鴻基創(chuàng)能、唐鋒能源、擎動科技、重塑等。東岳未來膜電極電流密度1.5A/m2，壽命為5,000-10,000h，質子膜厚度達15μm。膜電極上游材料中，催化劑國產(chǎn)化率達28%，代表企業(yè)有中科科創(chuàng)、上海濟平等；氣體擴散層國產(chǎn)化率達2.36%，代表企業(yè)有上海碳際、通用氫能、仁豐特材、金博氫能等。

另外，國內石墨雙極板已然成熟，同時金屬雙極板開始出貨。典型供應商如上海弘楓石墨雙極板產(chǎn)能達400萬片，而上海治臻已給國內核心主機廠及電堆企的大規(guī)模量產(chǎn)供貨。

近年來，燃料電池電堆性能在各個方面均有較大的提升，與“十三五”初期產(chǎn)品相比，電池堆功率提升37%低溫冷啟動溫度提升60%，最高效率提升9%，金屬板電堆壽命提升67%。技術創(chuàng)新的同時，越來越多的企業(yè)入局燃料電池產(chǎn)業(yè)，不斷提升電堆與系統(tǒng)的國產(chǎn)化程度。

輔助系統(tǒng)方面，目前BOP產(chǎn)品的大功率、低能耗發(fā)展開始加速，技術也已相對成熟，產(chǎn)業(yè)化便可實現(xiàn)快速降本。多家燃料電池企業(yè)相繼發(fā)布了250kW系統(tǒng)、300kW電堆產(chǎn)品，這使得空壓機、循環(huán)泵、增濕器、DCDC和電子水泵等核心BOP部件在適配性以及降能耗方面需求明顯。勢加透博、金士頓、海德韋爾、華澗新能源、東德實業(yè)、毅合捷、蜂巢蔚領等空壓機企業(yè)正在大力推進膨脹機的研發(fā)，其中部分已取得階段性進展。

氫燃料電池系統(tǒng)關鍵零部件及典型供應商

1、電堆

由多個單體電池以串聯(lián)方式層疊組合構成，將雙極板與膜電極交替疊合，各單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢。代表供應商：

國鴻氫能：公司積極引進多名國內外氫能燃料電池行業(yè)專家，核心研發(fā)團隊具備多年的燃料電池系統(tǒng)開發(fā)背景及豐富的整車開發(fā)經(jīng)驗，擁有完整的自主知識產(chǎn)權，標準的開發(fā)流程以及完善的質量管理體系，并在電堆、動力系統(tǒng)開發(fā)方面具備領先的工程設計和試制能力。

神力科技：公司在燃料電池系統(tǒng)、電堆和柔性石墨雙極板方面積累了豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗，具備完整的正向開發(fā)體系，擁有一支300多人的專業(yè)隊伍，其中研發(fā)人員占比超40%，并與清華大學、上海交大等十幾所國內知名高校合作，建立高層次的產(chǎn)學研合作平臺。

氫晨科技：公司是落實上海交通大學與臨港集團科技成果轉化的典型代表，掌握了從催化劑、膜電極、雙極板到電堆和電解槽的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術，申請各類知識產(chǎn)權300余項，自主建設的全自動化生產(chǎn)線達到國內領先水平。

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2、膜電極

一種特殊的電極，由一層薄膜覆蓋在電極表面上，這種電極具有很多優(yōu)點，例如高靈敏度、高選擇性、高穩(wěn)定性等。代表供應商：

唐鋒能源：擁有燃料電池膜電極設計、材料、工藝、設備、測試評估等全套核心技術，擁有一百余名員工的高新技術企業(yè)，研發(fā)團隊包括1名教授級高工、8名博士、20余名碩士等三十多位優(yōu)秀技術人才，以及來自國內一線主機廠、具有豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗的運營團隊。

鴻基創(chuàng)能：采用全世界最先進的催化劑涂層質子膜（CCM）連續(xù)化自動生產(chǎn)技術，產(chǎn)能、效率、一致性以及產(chǎn)品質量相比傳統(tǒng)的熱壓轉印及噴涂有極大提高；自主研發(fā)出第一條全自動化MEA封裝生產(chǎn)線和車用燃料電池膜電極，打破了國外企業(yè)對該行業(yè)的技術壟斷。

億氫科技：億氫科技有一支由國內外知名專家、業(yè)界精英組成的技術團隊，以博士、碩士為主要研發(fā)力量，擁有多項技術發(fā)明專利，科研實力居于國內領先地位。同時，億氫科技和清華大學、上海交大、華東理工等國內知名高校有著非常緊密的產(chǎn)學研關系。

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3、質子交換膜

一種半透膜，通常由離聚物制成并設計用于傳導質子，同時充當電子絕緣體和反應物屏障，例如氧氣和氫氣。代表供應商：

戈爾：戈爾的GORE-SELECT?質子交換膜已應用于超過60,000輛燃料電池汽車，涵蓋100多款車型，包括豐田的新一代Mirai、現(xiàn)代汽車的NEXO以及本田的Clarity燃料電池汽車，并已在全球范圍內減少超過200,000噸的二氧化碳排放。

科慕：擁有數(shù)千名優(yōu)秀員工，在全球擁有 35 個制造和實驗室基地，為大約 120 個國家/地區(qū)的客戶提供優(yōu)質服務。憑借高質子傳導性、低氣體滲透性、高機械強度和穩(wěn)定的化學耐久性等優(yōu)點，科慕公司的Nafion質子交換膜是目前市場應用最廣的質子交換膜之一。

東岳未來：歷經(jīng)十六年科研攻關，并與奔馳福特進行緊密應用技術合作，公司形成了從原料、中間體、單體、聚合物、到成膜技術、功能化技術等全產(chǎn)業(yè)鏈條，在全球具有獨有的技術和成本競爭力。岳高性能燃料電池膜通過了奔馳6000小時測試，技術處于世界領先水平。

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4、催化劑

一種以金屬鉑為主要活性組分制成的催化劑，采用鉑金屬網(wǎng)、鉑黑、或把鉑載于氧化鋁等載體上，也可含有金屬錸等助催化劑組分。代表供應商：

田中貴金屬：田中貴金屬工業(yè)在全球燃料電池用電極催化劑市場擁有較高份額，公司與中國成都光明派特貴金屬有限公司簽訂技術支持協(xié)議，將在工廠內安裝生產(chǎn)設備,將于2025年內開始生產(chǎn)面向中國市場的燃料電池用電極催化劑。

貴研鉑業(yè)：構建三個層次的技術創(chuàng)新平臺，即以產(chǎn)業(yè)為主的各產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)平臺、以貴研所和貴研鉑業(yè)共建的以五個學科建設為主導的基礎研究平臺和研究生培養(yǎng)平臺，以及國家級和省級企業(yè)研發(fā)平臺，包括國家貴金屬材料產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，貴金屬國家檢測實驗室等。

蘇州擎動：已布局蘇州、常熟、上海和河南四大研發(fā)與生產(chǎn)中心，現(xiàn)已擁有萬平研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，配備萬級無塵恒溫恒濕車間3座，催化劑產(chǎn)線兩條（產(chǎn)能2,000kg/年），全自動膜電極直接涂布生產(chǎn)線和膜電極封裝生產(chǎn)線各2條，MEA年產(chǎn)能可達200萬片。

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5、雙極板

又稱集流板，通常由兩塊單機板組成，采用密封膠粘或焊接的方法組合，密封性對于燃料電池的性能與安全至關重要。代表供應商：

上海治臻：一家專業(yè)從事燃料電池金屬雙極板研發(fā)、制造、銷售及相關技術服務的高新技術企業(yè)。獲得中國汽車工業(yè)技術發(fā)明獎一等獎、上海市科學技術獎特等獎等獎項，于2021年入選國家工信部專精特新“小巨人”企業(yè)。

上海弘楓：擁有自主知識產(chǎn)權和多項專利技術，產(chǎn)品有較高的市場占有率。獲評國家工信部“專精特新”小巨人企業(yè)、上海市高新技術企業(yè)、上海市專利試點企業(yè)、上海市專精特新企業(yè)、青浦區(qū)小巨人企業(yè)、青浦區(qū)專利試點企業(yè)、青浦區(qū)高新技術研發(fā)中心等。

博遠新能源：公司專注于燃料電池金屬雙極板的設計與制造，目前所推出的金屬雙極板，性能處于市場領先地位，技術指標遠超DOE要求水平，耐久性可達到10000-15000h。

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結語

事實上，我國在2002年便已開始介入氫能產(chǎn)業(yè)，氫能行業(yè)發(fā)展歷程可能遠早于大眾認知。隨著多年的探索與努力，我國氫燃料電池汽車行業(yè)技術路線加速成熟，并逐步建立起日益完善的國產(chǎn)化供應鏈。在氫燃料電池行業(yè)發(fā)展的下一階段，降低制氫成本、加快氫能技術落地、構建儲運氫的基礎設施網(wǎng)絡，以及進一步完善供應鏈體系成為行業(yè)良性發(fā)展的關鍵。隨著氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展成熟，我國氫能工業(yè)將邁向大工業(yè)的下一個臺階，進一步加快中國減碳進展，加速碳中和目標的實現(xiàn)。