燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈概況及中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展分析圖

1、燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈概況及中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀、未來發(fā)展分析圖 一、概況 我國(guó)燃料電池行業(yè)已處于應(yīng)用示范階段，扶持政策加碼，產(chǎn)業(yè)化將近，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機(jī)會(huì)巨大。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)環(huán)節(jié)：上游材料，中游集成與下游應(yīng)用。 1、上游 上游材料主要包括膜電極、雙極板和密封層。其中，膜電極由催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層三種組分構(gòu)成。膜電極是燃料電池電化學(xué)反應(yīng)最重要的基本單元，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝技術(shù)是燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，決定了電池的工作性能。當(dāng)前，石墨雙極板和密封層已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但用于乘用車的金屬雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層僅能少量生產(chǎn)，幾乎被國(guó)外所壟斷，是上游發(fā)展的核心突破口。我國(guó)膜電極

2、性能與外國(guó)相比仍存在差距體積功率比額定電流壽命催化劑鉑含量質(zhì)子交換膜厚度國(guó)外1.2-1.5W/cm21.5-2.5A豐田6000小時(shí)； 巴拉德大巴車20000小時(shí)0.3-0.5g/kw國(guó)內(nèi)0.8-1.1W/cm20.8-1.2A5000-10000小時(shí)0.5-0.8g/kw數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 2、中游 中游集成的燃料電池系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：電堆和供氣系統(tǒng)。其中電堆由上游材料組成，供氣系統(tǒng)則包括儲(chǔ)氫罐、空壓機(jī)、加濕器和氫氣循環(huán)泵，其中空壓機(jī)技術(shù)要求較高，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量小。目前在國(guó)家大力推進(jìn)燃料電池新能源車的形勢(shì)下，我國(guó)的中游企業(yè)發(fā)展起步較快，涌現(xiàn)出多家系統(tǒng)集成廠商。 3、下游 我國(guó)燃料電池下游以商用

3、車為切入點(diǎn)，采用“以商帶乘”的發(fā)展路徑。目前，我國(guó)裝車的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的體積比功率密度仍低于國(guó)外先進(jìn)水平。公共汽車、大客車、物流車等商用車對(duì)燃料電池堆體積的敏感性較低，且我國(guó)在燃料電池商用車技術(shù)開發(fā)上積累更多。同時(shí)客車及專用車運(yùn)行線路固定，便于彌補(bǔ)目前加氫設(shè)施的不完善。以燃料電池商用車的應(yīng)用帶動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也將為燃料電池乘用車的普及做好準(zhǔn)備，從而更容易擴(kuò)大市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 同時(shí)，我國(guó)采用以混合動(dòng)力車帶動(dòng)全燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化思路，以最終實(shí)現(xiàn)全功率燃料電池車的商業(yè)推廣。在政策規(guī)劃及補(bǔ)貼利好下，我國(guó)燃料電池車產(chǎn)銷量增長(zhǎng)加速，市場(chǎng)空間廣闊。數(shù)據(jù)來源：公開資料整理數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 目前海

4、外已經(jīng)上市的燃料電池汽車包括豐田Mirai燃料電池汽車、本田Clarity燃料電池汽車、現(xiàn)代ix35燃料電池版。美國(guó)通用、戴姆勒、寶馬、大眾等車企也涉足燃料電池車。 國(guó)外主要汽車公司大都已經(jīng)完成了燃料電池電動(dòng)汽車的基本性能研發(fā)階段，解決了若干關(guān)鍵技術(shù)問題，其整車性能、可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等各方面均已達(dá)到了和傳統(tǒng)汽車相媲美的水平。隨著這些發(fā)達(dá)國(guó)家的燃料電池汽車技術(shù)趨于成熟，其分析重點(diǎn)也逐漸集中到提高燃料電池功率密度、延長(zhǎng)燃料電池壽命、提升燃料電池系統(tǒng)低溫啟動(dòng)性能、降低燃料電池系統(tǒng)成本、大規(guī)模建設(shè)加氫基礎(chǔ)設(shè)施、推廣商業(yè)化的示范等方面。我國(guó)電堆的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)規(guī)劃指標(biāo)202020252030比功率

5、（kW/kg)22.52.5耐久性（小時(shí)）500060008000數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 二、現(xiàn)狀 1、海外乘用車企 （1）豐田 目前，豐田燃料電池車Mirai絕大部分零部件供應(yīng)商來自日本本土，超過75%的核心零部件由豐田集團(tuán)旗下公司供應(yīng)，包括豐田紡織、豐田工業(yè)公司、電裝、愛信精機(jī)、捷太格特、愛三工業(yè)、科特拉等；其余供應(yīng)商也大多出自豐田汽車背靠的三井財(cái)團(tuán)旗下，如東麗、三井化工。外國(guó)供應(yīng)商僅有美國(guó)的杜邦和戈?duì)枺ㄆ渖a(chǎn)線位于日本國(guó)內(nèi)的岡山市），分別為其供應(yīng)GORE-SELECTPEM和Nafion系列質(zhì)子交換膜。豐田汽車Mirai供應(yīng)鏈上的參控股公司豐田汽車控股公司為豐田開發(fā)的零部件控股比例TOT

6、YOTABOSHOKU 豐田紡織空壓機(jī)消音器、離子交換器(去離子裝 置)、燃料電池堆歧管、雙極板豐田汽車39.66%，第一大股 東TOYOTAINDUSTRIES 豐田自動(dòng)織機(jī)（又譯豐田 工業(yè)公司）六葉螺桿羅茨式空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵和氫 氣循環(huán)泵逆變器豐田汽車24.67%，第一大股 東DENSO電裝冷卻系統(tǒng)中的散熱器、水泵、節(jié)溫器(三通 閥)等，加氫系統(tǒng)中的氫罐、壓力傳感器、 紅外線發(fā)射器等豐田汽車24.23%，豐田自動(dòng) 織機(jī)8.89%AISINGROUP愛信精機(jī)空氣閥門模塊和電堆端板豐田汽車24.81%，豐田自動(dòng) 織機(jī)7.68%JIEKT捷太格特氫罐閥門和減壓閥豐田汽車22.5%，第一大股東A

7、ISAN愛三工業(yè)氫氣噴射器豐田汽車28.77%，豐田自動(dòng) 織機(jī)7.57%CATALER科特拉催化劑-數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 空壓機(jī)和氫氣循環(huán)泵方面，豐田工業(yè)公司(ToyotaIndustries)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：1）其為Mirai開發(fā)的六葉螺旋羅茨式空壓機(jī)通過在高低負(fù)荷間調(diào)節(jié)氣體壓力，實(shí)現(xiàn)效率提升，與豐田2008年FCHV-adv款燃料電池汽車相比，效率提高14%-20%；2）其開發(fā)的氫氣循環(huán)泵提高了燃料利用率并優(yōu)化了水管理，使得Mirai取消了加濕器，這在全球尚屬首次。 氣體擴(kuò)散層方面，三井財(cái)團(tuán)旗下的東麗(Toray)株式會(huì)社憑借產(chǎn)品的高耐久性、高氣體傳質(zhì)性取勝。它為Mirai燃料電池

8、系統(tǒng)開發(fā)氣體擴(kuò)散層，主要產(chǎn)品包括PAN系碳素纖維、PAN系碳素纖維織物和TGP-H系列。當(dāng)前，日本東麗與另外兩家國(guó)際生產(chǎn)商德國(guó)SGL、加拿大巴拉德共同壟斷了燃料電池氣體擴(kuò)散層的世界市場(chǎng)。 催化劑方面，科特拉（CATALER）株式會(huì)社采用均一涂抹技術(shù)，能提高鉑均一涂抹氧氣的反應(yīng)效率，從而與常規(guī)催化劑相比，電壓提高近40%。 而豐田的四家質(zhì)子交換膜外部供應(yīng)商：美國(guó)杜邦、戈?duì)?、日本旭化成和日本旭硝子均為?guó)際領(lǐng)先的主流廠商，其代表產(chǎn)品Nafion系列、ePTFE膜、Aciplex膜和Flemion膜都最早于20世紀(jì)60-80年代便開始投產(chǎn)。其中，杜邦憑借其質(zhì)子電導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定好的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)份額一度接

9、近95%；而戈?duì)柲け蝗蝾I(lǐng)先的燃料電池車企應(yīng)用于量產(chǎn)車型，豐田MIRAI、本田CLARIFY、現(xiàn)代NEXO、上汽FCV系列等均包括在列。 在上中游的產(chǎn)能建設(shè)上，豐田為實(shí)現(xiàn)其在2020年燃料電池車年產(chǎn)3萬輛、比2017年的3000輛產(chǎn)能翻十倍的目標(biāo)，已于2018年在其總部附近的本社（Honsha）工廠和下山（Shimoyama）工廠建設(shè)新產(chǎn)線，分別生產(chǎn)燃料電池電堆和儲(chǔ)氫罐，預(yù)計(jì)2020年前后上線。即便豐田燃料電池車銷量長(zhǎng)期內(nèi)更進(jìn)一步釋放，不排除納入部分非本土供應(yīng)商的可能，但預(yù)計(jì)短期內(nèi)豐田燃料電池車仍將維持一體化的封閉供應(yīng)體系，以集團(tuán)內(nèi)部供應(yīng)商為主要支撐。 （2）本田 同為日本車企，本田燃料電池車

10、也以自主研發(fā)供應(yīng)為主，輔以與部分供應(yīng)商合作開發(fā)燃料電池系統(tǒng)。本田的燃料電池系統(tǒng)經(jīng)歷了“進(jìn)口巴拉德巴拉德+自主研發(fā)兩款版本并行推出純自主研發(fā)”的歷程。它從1996年開始分析和開發(fā)燃料電池車，并設(shè)立燃料電池動(dòng)力開發(fā)部門。1999年，本田的首款FCX-V1型號(hào)燃料電池車使用來自巴拉德的固體聚合物燃料電池（PEFC）。2000年，F(xiàn)CX-V3車型推出了兩個(gè)版本，其中一個(gè)版本使用巴拉德的燃料電池，另一版則采用自主研發(fā)的燃料電池。之后推出的車型中，燃料電池皆為自主研發(fā)。2017年，本田ClarityFuelCell研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過減少30%的電池單體數(shù)量并增加1.5倍的單體輸出功率，實(shí)現(xiàn)了將整個(gè)燃料電池動(dòng)力系

11、統(tǒng)（包括燃料電池堆棧）封裝進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的首創(chuàng)。 另外，本田有少部分零部件來自外部供應(yīng)商。其Clarity車型的鉑電極催化劑由日本田中貴金屬提供，據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，田中貴金屬在燃料電池催化劑市場(chǎng)上擁有全球六成的最大份額，優(yōu)勢(shì)源于其30余年長(zhǎng)期培育的貴金屬催化劑技術(shù)及電化學(xué)技術(shù)，以及產(chǎn)品出色的性能表現(xiàn)和穩(wěn)定的批量供貨。本田燃料電池車（Clarity，F(xiàn)CX）供應(yīng)商-供應(yīng)商供應(yīng)零部件自主研發(fā)本田燃料電池系統(tǒng)、電堆外部供應(yīng) 商（部 分）巴拉德1999年FCX-V1型號(hào)使用來自巴拉德的固體聚合物燃料電池 （PEFC），2000年FCX-V3型號(hào)中的一個(gè)版本使用巴拉德的燃料電 池系統(tǒng)日本田中貴金屬為本田Clari

12、ty燃料電池汽車提供鉑電極催化劑霍尼韋爾 （Honeywell）空壓機(jī)，用于本田Clarity車型數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 （3）現(xiàn)代 韓國(guó)車企現(xiàn)代集團(tuán)專門設(shè)立子公司，研發(fā)自產(chǎn)燃料電池系統(tǒng)的核心零部件?，F(xiàn)代燃料電池車的膜電極由集團(tuán)旗下子公司現(xiàn)代摩比斯（HyundaiMobis）生產(chǎn)。摩比斯是全球首家可在專門工廠生產(chǎn)氫燃料純電動(dòng)汽車所需的所有核心配件的公司，目前其工廠的動(dòng)力總成燃料電池套件模塊的年產(chǎn)能為3000臺(tái)，代表產(chǎn)品為膜電極（MEA）。而膜電極的組分中部分應(yīng)用了外部供應(yīng)商的產(chǎn)品，如美國(guó)戈?duì)柕馁|(zhì)子交換膜和德國(guó)SGL西格里集團(tuán)的氣體擴(kuò)散層?，F(xiàn)代燃料電池車（ix35,NEXO）供應(yīng)商-供應(yīng)商供應(yīng)零

13、部件現(xiàn)代集團(tuán)現(xiàn)代鋼鐵金屬雙極板現(xiàn)代摩比斯HyundaiMobis膜電極非現(xiàn)代集 團(tuán)（部 分）GORE戈?duì)朣elect復(fù)合膜應(yīng)用于現(xiàn)代ix35燃料電池車型SGL集團(tuán)SIGRACET氣體擴(kuò)散層應(yīng)用于現(xiàn)代新型NEXO燃料電池車型數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 （4）歐美系 相比于日韓，歐美的燃料電池車企供應(yīng)鏈更加開放。車企之間建立合作，共享廠房或?qū)＠?，共同開發(fā)燃料電池系統(tǒng)以分?jǐn)偝杀荆菤W美車企常用的供應(yīng)模式。 奧迪與韓國(guó)現(xiàn)代簽署多年專利交叉許可協(xié)議，共享燃料電池車相關(guān)專利(包括今后申請(qǐng)的專利)和核心零部件，且共同開發(fā)尖端技術(shù)，以分擔(dān)高額研發(fā)成本。同時(shí)，奧迪的電堆由巴拉德合作研發(fā)，合同延期至2022年，預(yù)期該

14、合同總價(jià)值為6200萬-1億美元。 奔馳燃料電池車的主要由集團(tuán)內(nèi)部或旗下子公司供應(yīng)。另外，奔馳的部分質(zhì)子交換膜來自我國(guó)山東的企業(yè)東岳。東岳集團(tuán)是我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，在2009年和2012年分別開發(fā)出DF988和DF2801高性能全氟磺酸全氟羧酸復(fù)合離子膜，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上已與主流的商品膜（杜邦、旭化成、旭硝子）基本相同。 通用汽車具備自主開發(fā)燃料電池電堆的能力。它與本田宣布了聯(lián)合制造氫燃料電池系統(tǒng)的計(jì)劃，雙方分別出資4250萬美元于美國(guó)設(shè)立合資公司以生產(chǎn)燃料電池及其周邊機(jī)器。歐美系燃料電池車供應(yīng)商（部分）車企零部件供應(yīng)商奧迪燃料電池電堆巴拉德燃料電池系統(tǒng)與現(xiàn)代合作開發(fā)奔馳燃料電池電堆

15、戴姆勒集團(tuán)儲(chǔ)氫組件梅賽德斯-奔馳燃料電池有限公司（集團(tuán)子公司）燃料電池系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)子交換膜東岳集團(tuán)通用燃料電池系統(tǒng)與本田合作開發(fā)數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 2、國(guó)內(nèi)商用車供應(yīng)鏈 在國(guó)家政策利好下，伴隨著下游整車的示范運(yùn)行和產(chǎn)銷增長(zhǎng)，與之配套的國(guó)內(nèi)中游燃料電池系統(tǒng)廠商呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。在具備補(bǔ)貼資格的2018年第5批至2019年第4批工信部新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄中，共有來自21家整車車企的93款燃料電池車型上榜，提供配套燃料電池系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)中游廠商達(dá)到32家。數(shù)據(jù)來源：公開資料整理數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 從應(yīng)用車型數(shù)量看，配套下游車型數(shù)量遙遙領(lǐng)先的系統(tǒng)供應(yīng)商為北京億華通，以及廣東國(guó)鴻氫能

16、與上海重塑合資共建的子公司國(guó)鴻重塑，配套車型數(shù)分別達(dá)20款和14款，占比21.5%和15.1%。億華通共為目錄中8家車企提供系統(tǒng)，配套客戶前三甲為北汽福田（5款）、鄭州宇通（5款）和上海申龍（3款）；國(guó)鴻重塑則為6家車企供應(yīng)系統(tǒng)，配套客戶前三甲為飛馳汽車（7款）、北汽福田（2款）和宇通客車（2款）。 目前應(yīng)用于運(yùn)行車型上的燃料電池系統(tǒng)，其電堆及核心零部件大部分仍依賴海外進(jìn)口或海外技術(shù)授權(quán)生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)化程度較低。而國(guó)內(nèi)取得技術(shù)突破的產(chǎn)品多仍停留于小范圍檢測(cè)示范階段。以億華通和國(guó)鴻重塑為例，2018年，億華通投入整車應(yīng)用的電堆主要來自巴拉德和水吉能，采購(gòu)金額占比達(dá)13.50%和13.11%。2019

17、年4月，億華通還與豐田達(dá)成合作，將采用豐田供應(yīng)的FC電堆等零部件，系統(tǒng)化集成后搭載至福田燃料電池客車上。而國(guó)鴻重塑供應(yīng)的系統(tǒng)中采用的電堆和膜電極均來自巴拉德。 三、發(fā)展 1、技術(shù)來源 我國(guó)生產(chǎn)燃料電池電堆及上游材料的企業(yè)正在逐漸起步，目前這類企業(yè)的技術(shù)來源主要有三種：1）純自主研發(fā)，以武漢理工新能源、新源動(dòng)力、上海神力等企業(yè)為代表；2）“技術(shù)引進(jìn)+自主研發(fā)”雙線并行，以億華通為代表；3）通過技術(shù)授權(quán)、中外合資、對(duì)外采購(gòu)等方式引進(jìn)海外技術(shù)，以國(guó)鴻氫能、濰柴動(dòng)力、大洋電機(jī)等企業(yè)為代表。我國(guó)燃料電池企業(yè)的三種技術(shù)來源技術(shù)來源代表性企業(yè)具體方式純自主研發(fā)武漢理工新能源、安泰科技、新 源動(dòng)力、上海神力、

18、氫璞創(chuàng)能、 江蘇清能、明天氫能、弗爾賽能 源、南科燃料電池產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，與高校合作/承擔(dān)國(guó)家科研課 題技術(shù)引進(jìn)+自主研發(fā)億華通1）引進(jìn)消化吸收二次創(chuàng)新； 2）與高校合作建立研究團(tuán)隊(duì)引進(jìn)海外技術(shù)國(guó)鴻氫能技術(shù)授權(quán)轉(zhuǎn)讓+建立合資公司+采購(gòu)濰柴動(dòng)力技術(shù)授權(quán)轉(zhuǎn)讓+建立合資公司+股權(quán)投資大洋電機(jī)技術(shù)授權(quán)轉(zhuǎn)讓+股權(quán)投資愛德曼氫能中外合資數(shù)據(jù)來源：公開資料整理 2、純自主研發(fā) 我國(guó)走自主研發(fā)道路的企業(yè)以武漢理工新能源、新源動(dòng)力、上海神力、江蘇清能為代表，這類企業(yè)的一般特點(diǎn)有：1）進(jìn)入燃料電池行業(yè)早，有較長(zhǎng)期和成熟的技術(shù)基礎(chǔ)積累；2）與高校或分析機(jī)構(gòu)形成“產(chǎn)學(xué)研”合作關(guān)系，有優(yōu)秀的技術(shù)人才加持，站在高校科研團(tuán)隊(duì)技術(shù)研發(fā)成果的肩膀上，進(jìn)行開發(fā)和生產(chǎn)；3）大多承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)科研課題，研發(fā)過程中享受政府科研經(jīng)費(fèi)支持。目前，我國(guó)企業(yè)的自主研發(fā)進(jìn)展加速，與國(guó)外差距正收窄。 3、“技術(shù)引進(jìn)+自主研發(fā)”雙線并行 我國(guó)中上游企業(yè)發(fā)展核心技術(shù)的另一種方式是，先引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并投入生產(chǎn)線，以性能穩(wěn)定良好的產(chǎn)品優(yōu)先打開市場(chǎng)；同時(shí)利用自身研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)以逐步擺脫依賴。 從海外引進(jìn)電堆及核心材料技術(shù)，是當(dāng)前我國(guó)燃料電池企業(yè)的常