中国燃料电池产业高质量发展现状及未来趋势分析

  佐思汽研近日发布《2020 年全球和中国燃料电池市场和趋势研究报告》，展示全球和中国燃料电池产业发展现状和趋势。

  氢能源作为战略性高效的清洁能源，正在受到国内外的广泛重视，正在处于产业加快速度进行发展的阶段。氢燃料电池具有燃料能量转化率高、噪音低以及零排放等优点，可大范围的应用于汽车、轮船、列车等交通工具以及固定电站等方面。

  燃料电池一直受到各国政府和企业的关注，其研发、示范和商业化应用的资金投入持续不断的增加。目前氢能和燃料电池已经在一些细致划分领域实现了商业化，其中最大的市场是汽车领域。从汽车行业的生命周期来看，目前传统燃油车处于相对成熟阶段，在新能源汽车快速地发展倒逼下，传统车企加速转型，部分国内外领先车企持续加码氢燃料电池汽车的开发与应用。

  全球主要国家对氢燃料电池汽车的发展投入大量资源，以期在未来的能源竞争中占据领先位置。从目前来看日本、韩国和中国对燃料电池汽车的整体投入最高，以丰田、现代为代表的燃料电池乘用车和氢能大巴、物流车的生产均处于全球领先；近两年，因特朗普政府不鼓励燃料电池汽车的发展，美国在燃料电池汽车方面增速放缓，但加州作为燃料电池乘用车的最大单一市场仍然是整个行业里举足轻重的市场；欧洲的燃料电池研发起步很早，近年来奔驰等传统车企以及博世等一级供应商均已确定进入燃料电池汽车领域。

  燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器（DC/DC）、车载氢系统等构成，其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。

  目前中国燃料电池系统发动机的水平已经接近国际领先水平，从燃料电池发动机技术来看，氢燃料电池汽车已确定进入商业化导入期，商用车燃料电池寿命已超越 20000 小时，基本满足车辆运行条件；氢燃料电池发动机系统功率密度多项指标已达到国际领先水平。尤其是 2020 年 7 月 21 日，雄韬氢雄燃料电池发动机 VISH-130A 通过中汽研中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室认证，电堆功率 145kW，发动机系统净输出 130kW。这是现阶段我国通过 CNAS 认证的上限功率氢燃料电池发动机。

  虽然中国在燃料电池发动机技术方面达到国际领先水平，但燃料电池发动机系统供应链基础较为薄弱，尚未形成较为成熟的零部件供应体系。在关键零部件仍主要依赖进口，燃料电池的关键材料包括催化剂、质子交换膜和碳纸等材料大多依赖进口；膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等与国外先进的技术相比存在比较大差距。当前国内企业仍需要攻克基础材料、核心技术和核心部件难关，尤其是膜电极等核心部件的产业化。

  燃料电池催化剂：对活性、稳定性、耐久性等各项性能指标要求很高，要经历长期的使用的过程，才能慢慢形成可以规模化生产的商用产品，现阶段国内燃料电池选用催化剂会优先选择应用国外已经通过验证的催化剂，主要是高质量活性、低铂载量的催化剂；同时去测试国产催化剂。

  从全球燃料电池催化剂市场来看，丰田燃料电池汽车用旗下公司自产的催化剂；现代燃料电池汽车用韩国本土公司的催化剂（该韩国公司已被优美科收购）；本田燃料电池汽车用日本田中贵金属（TANAKA）的催化剂；中国燃料电池汽车则主要使用日本田中贵金属（TANAKA）和英国庄信万丰（Johnson Matthey）的催化剂。

  燃料电池质子交换膜：是质子交换膜燃料电池的核心组件，质子交换膜占整个燃料电池电堆成本 30％，质子交换膜的好坏决定着燃料电池的寿命。质子交换膜最大的功能则是传输质子，保证质子通过，并将电子、氢分子、水分子等拦截下来，是电堆的寿命、性能等指标的基础保障。

  从质子传导率或者稳定性来看，全氟硫酸膜是目前的车用质子交换膜的最佳路径。东岳集团是国内唯一一家实现全氟离子交换树脂、全氟磺酸质子膜以及成功实现 ETFE 产业化的企业。东岳集团是国内唯一可与国外企业 Gore、科慕在质子交换膜方面对抗的企业。

  此外，燃料电池碳纸 / 碳粉基本完全依赖于进口，碳粉价格实惠公道，虽然说完全进口不会存在太大的经济问题，但是从技术角度来看，国内对碳材料的技术探讨研究不重视，基础薄弱，对于燃料电池系统整个的研究装备会有影响。

  近年来中国燃料电池核心零部件涌现出一批国产供应商，但对外依赖度仍较高，需提升核心零部件的技术水平。

  受燃料电池发展技术、成本以及加氢站基础设施等因素影响，目前中国燃料电池汽车集中在商用车领域。2019 年工信部道路产品推荐目录的燃料电池汽车产品中，商用车 100 款，乘用车 0 款；近五年来，只有上汽、奇瑞和北汽展出过燃料电池乘用车产品，并且基本都停留在样车阶段，仅 2020 年 4 月，山东潍坊上牌一辆上汽荣威 750。各地的燃料电池汽车推广方案也是以公交车、物流车、特种车作为主要的推广燃料电池车型，乘用车并不受重视。

  从燃料电池汽车发展路线而言，国外采取的是“乘商齐驱”的发展策略，而国内则采取“先商后乘”的发展路线。中国燃料电池系统未来 3-5 年的重点应用方向是面向商用的重载和物流车等领域，乘用车领域仍未见明显的发展驱动力。

  “先商后乘”的发展路线在燃料电池重点零部件供应商的产品配套方面可见一斑，亿华通的核心技术产品 - 氢燃料电池发动机系统现阶段目标客户主要为较早进入燃料电池汽车市场的商用车生产企业，包括申龙客车、北汽福田、宇通客车、中通客车、吉利商用车等商用车厂商。

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