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2020年 中国燃料电池行业 市场前景及投资研究报告 中 商 产 业 研 究 院 编 制 更 多 产 业 情 报 ： h t t p : / / w w w . a s k c i . c o m / r e p o r t s /随着全球工业化进程的不断加快，所需化石燃料也越来越多，对环境造成 的污染日益加剧，现迫切需要寻找可作为替代品的清洁能源。 氢能因其具有热值高、能量转化率高等特点，是一种理想的清洁能源，燃 料电池是将氢气和氧气通过电化学反应直接将化学能转化为电能的装置，具有 无污染、能量转化率高，对环境零污染的特点。 据统计，2015年-2019年我国燃料电池出货量呈增长趋势，预测2025年我 国燃料电池出货量近30MW。 前 言 Introduction燃料电池定义 燃料电池组成结构 燃料电池分类 燃料电池优点 燃料电池发展历程 燃料电池产业链 1.燃料电池行业概况 相关政策支持 先商后乘的发展路径明确 国内生产总值稳步增长 工业经济发展情况 新能源汽车产量下降 新能源汽车销量下降 国内电池燃料技术离国际水平仍有差距 我国煤制氢技术成熟 2.燃料电池市场发展环境 全球燃料汽车及加氢站规划 中国燃料电池汽车产销量 我国加氢站建设规模 燃料电池发展现状 我国燃料电池出货量 氢燃料电池系统各组成成本 3.燃料电池市场分析 上海弘枫 上海弘竣 上海河森 伯肯节能 福田汽车 宇通客车 明天氢能 重塑 4.重点企业分析 燃料电池产量预测 燃料电池未来发展趋势 5.燃料电池行业发展前景 目 录 Contents01 燃料电池行业概况 u 燃料电池定义 u 燃料电池组成结构 u 燃料电池分类 u 燃料电池优点 u 燃料电池发展历程 u 燃料电池产业链 PAGE 5 燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电 能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热 能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。 由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的 吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制， 因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同 时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气 体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来 看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。 燃料电池定义 PAGE 6 燃料电池组成结构 组件 内容 电极 燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能 的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。 电极主要可分为两部分，阳极和阴极，厚度一般为200500mm；燃料电池的电极为多孔 结构。为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的的 电极，以增加参与反应的电极表面积，而此也是燃料电池当初所以能从理论研究阶段步 入实用化阶段的重要关键原因之一。 电解质隔膜 电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂，并传导离子，故电解质隔膜越薄越好， 但亦需顾及强度，就现阶段的技术而言，其一般厚度约在数十毫米至数百毫米。 材质方面，目前主要朝两个发展方向： 是先以石棉膜、碳化硅SiC膜、铝酸锂膜等绝缘材料制成多孔隔膜，再浸入熔融锂 钾碳酸盐、氢氧化钾与磷酸等中，使其附着在隔膜孔内。 则是采用全氟磺酸树脂（例如PEMFC）及YSZ（例如SOFC）。 集电器 集电器又称作双极板，具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等之功用， 集电器的性能主要取决于其材料特性、流场设计及其加工技术。 图表来源：中商产业研究院整理 PAGE 7 燃料电池分类 类型 电解液 运行温度 （） 催化剂 比功率 （W/Kg） 发电效率 （%） 优势 劣势 应用领域 PEMFC 质子交换膜 50-100 铂金 30-1000 40-60 启动快，工作温度低 可以将空气作为氧化剂 对CO敏感 需要将反应物加湿 汽车 便携式电源 AFC 碱性电解液 90-100 镍、银 35-105 45-60 启动快 工作温度低 需要纯氧作催化剂 航空航天 军事 PAPC 磷酸 150-200 LaMnO3 LaCoO3 100-200 35-40 对CO2敏感 对CO敏感 启动较慢 分布式发电 SOFC 固体氧化物 650-1000 铂金 15-20 50-60 可以将空气作为氧化剂 较高的能量效率 运行温度较高 大型分布式发电 便携式电源 MCFC 熔融碳酸盐 600-700 镍 30-40 45-60 可以将空气作为氧化剂 较高的能量效率 运行温度较高 大型分布式发电 图表来源：中商产业研究院整理 PAGE 8 图表来源：中商产业研究院整理 燃料电池优点 优点 内容 发电效率高 燃料电池发电不受卡诺循环的限制。理论上,它的发电效率可达到85% 90%,但由于工作时各种极化的 限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40% 60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。 环境污染小 燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温 室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高 温燃烧过程,因此几乎不排放氮和硫的氧化物,减轻了对大气的污染。 比能量高 液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍,直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的 充电电池)高10倍以上。目前,燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%,但仍比一般电池的实际比 能量高很多。 噪音低 燃料电池结构简单,运动部件少,工作时噪声很低。即使在11MW级的燃料电池发电厂附近,所测得的噪音 也低于55dB。 燃料范围广 对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质都可以作为燃料,例如天然气、石油、煤炭等化石产物,或是 沼气、酒精、甲醇等,因此燃料电池非常符合能源多样化的需求,可减缓主流能源的耗竭。 可靠性高 当燃料电池的负载有变动时,它会很快响应。无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,它 都能承受且效率变化不大。由于燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用。 易于建设 燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,不需要很多辅助设施。燃料电池电站的设计和制造相当方便。 PAGE 9 燃料电池发展历程 图表来源：中商产业研究院整理 1839年 1959年 英国科学家Grove 首先介 绍了燃料电池的原理性实。 1889年 20世纪60年代 L.Mond和C.Langer以铂黑 为电催化剂，以钻孔的铂 为电流收集器组装出燃料 电池。 燃料电池首次应用在美国 航空航天管理局（NASA） 的阿波罗登月飞船上作为 辅助电源，为人类登月球 做出了积极贡献。 培根制造出能够工作的燃 料电池，是一部燃料电池 的5kW的焊接机。 Allis-Chalmers公司推出 了第一部以燃料电池为动 力的农用拖拉机。 1973年 磷酸燃料电池、熔融碳酸 盐电池以及将固体氧化物 燃料电池作为电站或分散 式电站相继问世。 1993年 加拿大Ballard电力公司 展示了一辆零排放、最高 时速为72km/ h、以质子 交换膜燃料电池为动力的 公交车。 目前 目前在PEMFC向商业化迈进的过程中，氢源问题异常突出， 氢供应设施建设投资巨大，氢的贮存与运输技术以及氢 的制备技术等还远落后于PEMFC自身的发展，20世纪末， 以醇类直接为燃料的燃料电池成为了研究与开发的热点， 受到了世界各国的广泛重视，并取得了长足的进展。 PAGE 10 燃料电池产业链 图表来源：中商产业研究院整理 下游 便携式电源 固定式发电装置 氢气生产 氢 气 供 应 上游 电 池 组 件 氢气存储设备 及配件 燃料电池堆 氢气运输 充气机 密封圈 膜电极 双极板 中游 燃料电池 交通运输设备 加氢站 密封件 气体扩散层 质子交换膜 催化剂 燃料电池组件 燃料电池系统02 燃料电池市场发展环境 u 相关政策支持 u 先商后乘的发展路径明确 u 国内生产总值稳步增长 u 工业经济发展情况 u 新能源汽车产量下降 u 新能源汽车销量下降 u 国内电池燃料技术离国际水平仍有差距 u 我国煤制氢技术成熟 PAGE 12 时间 内容 2015年 关于2016年-2020新能源汽车推广应用财政支持政策的通知，燃料电池乘用车，燃料电池轻型客车货车， 燃料电池大中型客车、重中型关于2016年-2020新能源汽车推广应用财政支持政策的通知，燃料电池乘用 车，燃料电池轻型客车货车，燃料电池大中型客车、重中型 2015年 中国制造2025继续推动燃料电池汽车发展 2016年 中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），明确氢能产业基础设施近期、中期和远期的发展目标和主要 任务，首次提出发展路线图 2016年 节能与新能源汽车技术路线图计划到2030年实现百万辆氢燃料电池汽车的商业化应用，建成1000座加氢站 2016年 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划宣布，到2020年实现燃料电池汽车批量生产和规划化示范应用 2016年 氢能被列为能源技术革命创新行动计划中的15个关键领域之一 2017年 汽车产业中长期发展规划逐步扩大燃料电池试点示范范围 2018年 关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，对氢燃料电池汽车也给出了具体补贴 2018年 推进运输结构调整三年行动计划（2018-2020）加大新能源城市配送车辆配推广应用力度 2019年 氢能首次被写入政府工作报告，推动充电、加氢等设施建设 2019年 中国氢能源及燃料电池产业白皮书，2050年氢能源占比10% 图表来源：中商产业研究院整理 相关政策支持 PAGE 13 先商后乘的发展路径明确 通过商用车实现规模化生产，降低燃料电池车成本，同 时带动加氢站等配套设施建设，后拓展至乘用车领域。 原因： 燃料电池车具备续航长、加氢快等技术特点，更适 合进行中长途运输的商用车； 商用车一般是固定线路，沿线建设加氢站可有效提 升加氢站利用率； 据近18批次工信部发布的新能源汽车推广应用推 荐车型目录，燃料电池商用车推荐名录中70%为燃 料电池客车，多为政府采购，对价格敏感度较低， 能够起到一定的社会推广效果。 数据来源：工信部、中商产业研究院整理 2 0 1 9 年 燃 料 电 池 汽 车 推 荐 名 录 车 型 占 比 情 况 燃 料 电 池 客 车 厢 式 运 输 车 冷 藏 车 PAGE 14 国内生产总值稳步增长 数据来源：统计局、中商产业研究院整理 据统计，2020年一季度国内生产 总值206504亿元，按可比价格计算， 同比下降6.8%。分产业看，第一产业 增加值10186亿元，下降3.2%；第二 产业增加值73638亿元，下降9.6%； 第三产业增加值122680亿元，下降 5.2%。全国规模以上工业增加值同比 下降8.4%。 0 2 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 2 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 Q 1 2 0 1 4 - 2 0 2 0 年 中 国 G D P 及 增 速 情 况 单 位 ： 亿 元 PAGE 15 工业经济发展情况 数据来源：统计局、中商产业研究院整理 据统计，2020年一季度，规模以上工业增 加值同比下降8.4%，降幅较12月份收窄 5.1个百分点。尤其是3月份，工业增加值 同比下降1.1%，降幅较12月份收窄12.4 个百分点，工业产出规模已接近上年同期 水平。 从行业看，3月份，41个大类行业中，37 个行业较12月份生产加快或降幅收窄， 16个行业增加值同比实现增长。 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 Q 1 2 0 1 5 - 2 0 2 0 年 1 季 度 我 国 工 业 增 加 值 情 况 统 计 单 位 ： 亿 元 PAGE 16 数据来源：中汽协、中商产业研究院整理 2019年，新能源补贴大幅退坡，对生产 企业影响较大，整个行业处于亏损状况，很难 通过新能源汽车盈利。 2019年，我国新能源汽车产量首次出现 下降，2019年我国新能源汽车产量为124.2万 辆同比下降2.3%。 新能源汽车产量下降 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 1 5 - 2 0 1 9 年 中 国 新 能 源 汽 车 产 量 情 况 单 位 ： 万 辆 PAGE 17 数据来源：中汽协、中商产业研究院整理 新能源汽车销量下降 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 1 4 - 2 0 1 9 年 中 国 新 能 源 汽 车 销 量 情 况 单 位 ： 万 辆 受新能源补贴政策大幅退坡影响，从 2019年7月开始，我国新能源汽车市场连续负 增长。 2019年，我国新能源汽车产销分别完成 124.2万辆和120.6万辆，同比分别下降2.3%和 4%，这是新能源汽车发展十年来的首次下滑。 PAGE 18 国内电池燃料技术离国际水平仍有差距 分类 产品 国内 国际 关键零部件 膜电极 电流密度：1.5（A/cm2） 电流密度：2.5（A/cm2） 空压机 实车验证功率：30kw 实车验证功率：100kw 储氢系统 35MPa 70MPa 双极板 金属双极板试证阶段 石墨双极板小规模使用 金属双极板技术成熟 石墨双极板实车验证阶段 氢循环装置 空白 技术成熟 关键材料 催化剂 小规模生产 产品化阶段 气休扩散层 无量产 产品化阶段 质子交换膜 较为成熟，中试阶段 产品化阶段 密封剂 - 产品化阶段 图表来源：中商产业研究院整理 PAGE 19 我国煤制氢技术成熟 u 工业副产氢是我国氢气制取的一大特色。工业副产氢气和工业排放氢气分布在石化、焦化、氯碱、合成氨、甲醇等 工业行业，回收利用这些氢气既能提高资源利用效率，改善大气环境，又可促进氢能产业发展。 u 随着可再生能源制氢技术与市场的发展，电解水制氢装备将得到较快发展。目前，碱性电解水制氢技术发展已经成 熟，质子交换膜电解水制氢已经进入应用阶段，固态氧化物电解质电解水技术尚处于研发阶段，碱性电解水制氢装 备占绝对主导地位，单台产能最大可达1000m3/h。氢气提纯装备主要应用于工业副产氢的提纯，我国通过变压吸附 法提纯制取的氢气产量占比达97%，制取纯度大于99%，是目前较为通用的氢气提纯设备。 我国的煤制氢具有一定优势： 原料的可获得性，我国作为煤炭大国，煤炭资源丰富且易得。 成本较低，按煤价160560元/t测算，煤制氢的成本仅为0.550.83元/m3，低于天然气的0.801.75元/m3，甲醇制 氢的1.52.5元/m3。 技术成熟，我国的煤制氢技术已较为成熟，在一氧化碳转换、氢气分离提纯、大规模空分等关键技术上实现了国 产化，已广泛应用于化工和冶金工业领域。 产量高，我国煤制氢发展较快，每年煤制氢产量达千万吨级。 PAGE 20 PEST小结 新能源汽车产量下降 新能源汽车销量下降 汽车保有量逐渐增长 Technology 技术 国内电池燃料技术距离 国际水平仍有差距 我国煤制氢技术成熟 Society 社会 Politics 政策 相关政策支持 先商后乘的发展路径明确 国内生产总值稳步增长 工业经济积极向好 Economy 经济 P E T S21 注意：本报告共计57页，现只展示20页，欲知 详细报告及报告中涉及数据请下载报告PPT版本。中商服务/Services 中商 产业研究 Industry Research p 专项市场调研 p 产业战略咨询 p 行业研究 投资咨询 Industry Consulting p 商计可研 p 财务顾问 p 企业上市咨询 p 商业模式设计 规划设计 Industry Planning p 产业规划 p 园区规划 p 定位策划 p 概念性规划设计 产业招商 Industry Investment p 产业招商地图 p 产业招商策划 p 项目包装策划 p 产业招商代理