2021年中國燃料電池氫循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2021年中國燃料電池氫循環(huán)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析一、氫循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基本概述氫氣循環(huán)系統(tǒng)的作用是將電堆未反應(yīng)的氫氣再次循環(huán)到電堆的氫氣入口，從而提升氫氣的利用率及涉氫安全，同時將電堆內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)生成的水也循環(huán)至燃料電池堆的入口，改善電堆濕潤水平和提高水管理能力。1、分類情況氫氣循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)有多種形式，目前比較常見的是氫氣循環(huán)泵和回氫引射裝置。有的燃料電池單獨使用這兩種裝置中的一種，有的同時使用兩種裝置。氫氣循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備分類對比情況2、工作原理目前氫氣循環(huán)系統(tǒng)主要采用氫氣循環(huán)泵和引射器及兩者同時使用，就其工作原理而言，氫氣循環(huán)泵采用電機變頻控制電機，使回流能力根據(jù)不同功率進行響應(yīng)，可以有效改善氫循環(huán)、靈活性高，但是需消耗額外的電以維持其運轉(zhuǎn)。而引射器不需要消耗額外的電力，且結(jié)構(gòu)簡單因此運行可靠、壽命較長，但是回流能力是固定的，因此只能在一定的輸出功率范圍內(nèi)有效。氫氣循環(huán)系統(tǒng)主要工作流程二、氫燃料電池行業(yè)整體發(fā)展政策背景氫燃料電池汽車國補政策全面落地，“3+2”的全國燃料電池汽車示范格局正式形成，氫燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)運營開始。2021年9月，中國首批三個燃料電池汽車示范城市群落地，分別由北京市、上海市和廣東省佛山市牽頭，2021年12月，河南、河北兩大城市群相繼獲批，全國5個燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群共涵蓋47座城市，跨地域開展氫燃料電池汽車推廣，“國家+地方”兩級配套補貼力度大。氫燃料電池汽車3+2示范城市政策城市分布三、氫循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈整體簡析就燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈整體情況而言，作為氫能源電池應(yīng)用的終端產(chǎn)品，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈整體復(fù)雜，主要包括上游的水、煤炭、天然氣和石腦油等產(chǎn)業(yè)的氫氣，中游主要為氫氣的儲存和運輸?shù)?，主要產(chǎn)品包括燃料電池動力系統(tǒng)和基本的汽車組成結(jié)構(gòu)，其中燃料電池動力系統(tǒng)分為電堆和系統(tǒng)配件，電堆主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜和雙極板等，結(jié)構(gòu)件主要包括空壓器、增濕器、儲氫瓶和氫循環(huán)系統(tǒng)等，其中氫循環(huán)系統(tǒng)主要作用是提高氫氣使用效率，同時改善濕潤水平，下游終端產(chǎn)品為各類別燃料電池汽車等。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈簡圖2、上游端氫循環(huán)系統(tǒng)主要用于提高氫氣利用率和保持濕潤的作用，整體氫氣產(chǎn)量是關(guān)鍵影響因素目前國內(nèi)整體氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長，加之氫氣屬于可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，整體需求持續(xù)增長，根據(jù)數(shù)據(jù)，中國氫氣產(chǎn)量自2014年開始逐年增長，截至2020年到2050萬噸，其中62%的氫氣來源于煤質(zhì)氫，要想氫能源行業(yè)整體發(fā)展，受限于氫氣產(chǎn)量整體有限，加之氫氣運輸和儲存成本太高，氫能源應(yīng)用整體仍處于初步發(fā)展階段。就上游原材料情況而言，氫循環(huán)系統(tǒng)主要原材料包括鋼材、電機等工業(yè)原材料，國內(nèi)整體供給穩(wěn)定，價格變動幅度較低，對氫循環(huán)系統(tǒng)整體影響較小。2014-2020年中國氫氣產(chǎn)量變動及來源情況中國煤炭加工利用協(xié)會，，3、下游端就燃料電池系統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)而言，電堆的成本占比最高，達65%。以質(zhì)子交換膜燃料電池為例，電堆主要由催化劑、雙極板、質(zhì)子交換膜、電堆平衡裝置和氣體擴散層等構(gòu)成。其中，催化劑主要原料為鉑等貴金屬，是燃料電池最大的成本來源，約占23。4%。而氫循環(huán)系統(tǒng)作為空氣循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，2021年成本約占3%（僅包括氫泵）。2021年中國燃料電池配件占比分布情況四、氫循環(huán)系統(tǒng)市場現(xiàn)狀分析1、市場規(guī)模就氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模變動情況而言，根據(jù)數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模約為0。41億元，同比-62。7%，主要系進口替代背景下，氫循環(huán)泵價格大幅下降所致。（2019年國內(nèi)氫循環(huán)泵主要由德國普旭供應(yīng)，定價約3萬元/臺，2020年普旭基本退出國內(nèi)市場，本土主要供應(yīng)商包括蘇州瑞驅(qū)、東德實業(yè)、浙江宏昇等，定價在1-2萬元/臺）。2021以來，3+2示范城市逐步落地，冬奧會環(huán)保政策驅(qū)動，整體氫燃料市場熱度大幅度上升，燃料電池裝機量大幅度上升，整體氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模大幅度增長，上半年達到0。91億元，整年有望突破2億元。雖然目前行業(yè)整體規(guī)模較小，預(yù)計隨著燃料電池在中重型車輛得到廣泛應(yīng)用，整體規(guī)模有望大幅度上升。2019-2021年中國氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模變動情況GGII，2、出貨量就出貨量情況而言，隨著示范城市逐步落地，中國氫循環(huán)部件出貨量大幅度上升。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年上半年中國氫循環(huán)部件出貨量達5930臺，預(yù)計下半年隨著冬奧會氫燃料汽車批量應(yīng)用，整年出貨量有望突破萬臺。2020-2021年H1中國氫循環(huán)部件出貨量情況GGII，3、市場結(jié)構(gòu)就氫循環(huán)系統(tǒng)市場結(jié)構(gòu)而言，目前國內(nèi)主要使用氫氣循環(huán)泵和引射器及其組合使用。氫氣循環(huán)泵相較引射器成本更高，效果更佳，屬于主動循環(huán)。隨著整體技術(shù)進步，國產(chǎn)化持續(xù)推進，氫氣循環(huán)泵成本下降，市場占比持續(xù)升高，截止2021年上半年，中國氫循環(huán)泵占比已達95%。2020-2021年H1中國氫循環(huán)技術(shù)路線市場對比GGII，五、氫循環(huán)系統(tǒng)競爭格局2020年以后中國氫循環(huán)系統(tǒng)市場逐步實現(xiàn)，國產(chǎn)氫氣循環(huán)泵技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。根據(jù)資料，2020年前，普旭占據(jù)了國內(nèi)約90%的市場份額。2020年以后中國氫循環(huán)系統(tǒng)市場逐步實現(xiàn)，普旭基本退出國內(nèi)市場。整體來看，目前行業(yè)處于市場早期，整體需求有限，整體入局企業(yè)較少，市場集中較高，預(yù)計隨著燃料電池?zé)岫然厣龓诱w產(chǎn)業(yè)鏈需求上升，行業(yè)競爭將加劇。主要氫循環(huán)泵企業(yè)布局六、氫循環(huán)系統(tǒng)發(fā)展趨勢2021年以來，隨著氫能源行業(yè)整體產(chǎn)銷回暖，市場景氣度提升，整體產(chǎn)業(yè)鏈認(rèn)知提升。從上游電堆和空壓機、氫循環(huán)系統(tǒng)等原材料和結(jié)構(gòu)件端到下游燃料電池汽車終端應(yīng)用，整體應(yīng)用指標(biāo)越發(fā)精細(xì)，實際可操