导读
燃料电池由夹在电解质周围的两个电极组成。氢燃料被送入燃料电池的阳极，氧气(或空气)通过阴极进入燃料电池。
在阳极处，氢在催化剂的作用下分解成氢离子和电子。氢离子通过电解质扩散到阴极，电子则由外部电路流向正极，从而形成电流。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。氢氧燃料电池直接将燃烧的化学能转化为电能，因此其具有效率高、污染小、噪音低的特点。
图表1 燃料电池简要工作原理图
资料来源：公开资料
燃料电池发展历程
早在20世纪50年代，我国就开展燃料电池方面的研究，在燃料电池关键材料、关键技术的创新方面取得了许多的突破。政府十分注重燃料电池的研究开发，陆续开发出30kW级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。经过我国燃料电池领先企业的研发，燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发展。
图表2 燃料电池发展历程
资料来源：灵动核心收集整理
中国燃料电池产业政策环境分析
氢能纳入能源战略，提上新高度。氢能作为市场上的新兴事物，发展初期需要 凝聚共识、统一步调，氢能战略的制定，对于氢能的破局和持续发展至关重要。2022年以来，围绕扩大氢能在推动能源消费方式绿色低碳变革方面的重要作用，相关部门密集出台了支持燃料电池及其上下游产业链发展的政策及规划，将氢能产业纳入战略性新兴产业和重点发展方向。
燃料电池车是氢能应用的突破口，多元化拓展是长远发展趋势。燃料电池技术在车用端应用较为成熟，汽车产业的规模效应能够有效实现燃料电池的快速降本，因此，车辆成为燃料电池产业开局的重要突破口，在下游应用中走在最前端，中长期以氢燃料重卡为重点和主体，逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。燃料电池技术的迭代与进步、示范运行期间燃料电池车辆的大规模导入，将推动燃料电池技术的进一步成熟，成本逐步接近市场化水平。充分利用已有技术基础，推动燃料电池与船舶、航空、发电等领域的进一步融合，不仅能够实现多领域脱碳，同时燃料电池在下游行业的加速渗透必将反哺技术和成本，加速氢能产业规模化发展，充分发挥氢能在能源绿色低碳转型和行业绿色发展中的重要支撑作用。
图表3 2022年以来出台的燃料电池相关政策及规划
资料来源：政府官网、灵动核心收集整理
中国燃料电池产业发展现状分析
现阶段主要有几种燃料电池技术：质子交换膜燃料电池、磷酸盐燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池及固体氧化物燃料电池等。而由于显著的工作温度及启动时间优势，目前市场上将质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为最主要的发展方向，在政策及性能优势的驱使下，质子交换膜燃料电池的下游应用主要集中在交通运输方面。虽然受到疫情、宏观经济等不利因素影响，但在示范城市群政策的带动下，国内氢燃料电池汽车产销量显著增长。数据显示，2022年全国氢燃料电池汽车产销数据分别为3992辆和3789辆，同比增加121.11%和138.90%(年产销数据为1777辆和1586辆)。2015至2022年，全国氢燃料电池汽车产销量逐年递增，五年内(-2022年)全国氢燃料电池汽车产销量复合增长率(CAGR)分别为25.71%和24.34%; 以及 年销量下滑的主要原因是疫情以及补贴政策转向及示范城市群的开展，相关销量会延迟到2022 年放量。
图表4 -2022年中国燃料电池汽车产销量情况
数据来源：中汽协、灵动核心收集整理
中国燃料电池产业发展优势分析
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、热能发电和之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。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。
图表5 燃料电池优势
资料来源：灵动核心收集整理
燃料电池系统成本构成
随着中国燃料电池系统市场研发水平大幅提升，部分国内企业已经能够完全自主研发燃料电池系统，推动燃料电池系统和电堆的成本快速下降。2022年，我国燃料电池系统原材料成本占比最高的是燃料电池电堆，占比达59%。在燃料电池电堆原材料成本占比中，膜电极占比达65%，双极板占比达30%。
图表6 中国燃料电池系统原材料成本占比情况
图表7 中国燃料电池电堆原材料成本占比情况
数据来源：中国汽车工程学会、灵动核心收集整理整理
中国燃料电池市场规模分析
从中国市场看，-年行业快速增长，2019年中国燃料电池市场规模暴增，达27亿元，随后下降。据统计，年我国燃料电池市场规模15亿元，同比下降44.44%;预测2022年我国燃料电池市场规模将达到21亿元。从下游市场看，年燃料电池汽车销量达到1586辆，比年增长35%左右。预计到2025年，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，成为新增氢能消费的重要组成部分，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。
图表 8 2015-2022年中国燃料电池市场规模分析
数据来源：灵动核心收集整理
中国燃料电池产业竞争格局分析
目前国内燃料电池行业基本形成三大梯队，分别是国际知名品牌、国内上市公司及知名品牌、其余众多中小规模的燃料电池研发制造公司。其中高端品牌主要有国际知名品牌占据，中低端市场由国内上市公司及知名品牌，而众多中小企业则集聚与燃料电池设备的低端领域。
图表9 燃料电池行业竞争梯队图
资料来源：灵动核心收集整理
中国燃料电池市场趋势分析
燃料电池乘用车将推动燃料电池汽车行业的整体增长。中国推进能源转型能够充分利用丰富可再生能源禀赋优势，且技术水平和装机规模领先，同时在国策的引导与扶持下，包括制备、储运、加注等环节在内的氢能基础设施也将逐步完善，将令市场所有参与者获益。
燃料电池电堆成本下降，汽车需求提升
随着中国燃料电池系统市场研发水平大幅提升，部分国内企业已经能够完全自主研发燃料电池系统，推动燃料电池系统和电堆的成本快速下降。此外，燃料电池系统和电堆的成本下降，将令燃料电池汽车与配置相若的燃油车的价差收济之选，因而带动燃料电池汽车的需求显着增加。
新能源行业的资本投资日增
政策扶持孟加新能源需求持续扩张，中国新能源汽车行业融资总额在年达到人民币1292亿元，同比增加159.4%;未来融资总额将随着燃料电池汽车市场氢能、燃料电池汽车行业以及燃料电池系统市场可投入更多资金用于研发，以实现规模经济效应。
编辑/晓晓
来源：灵动核心
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