燃料電池序幕開啟，市場關(guān)注度空前高漲：兩會期間，眾多參會代表多次提及發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的提案、建議等，主要包括戰(zhàn)略地位提升、加大技術(shù)研發(fā)投入、補貼政策和完善基礎(chǔ)實施等，市場關(guān)注度空前高漲。2018年8月份，濰柴動力對巴拉德進(jìn)行約1.63億美元的股權(quán)投資，將持有其19.9%股權(quán)，成為巴拉德第一大股東。同時濰柴宣布2021年前為商用車提供至少2000套燃料電池模組，這是全球歷史上規(guī)模最大的商用車燃料電池汽車部署計劃。另外2019年有望開始實施“十城千輛”推廣計劃，國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化大幕逐漸拉開。

兼具高能量密度與零排放特性，氫燃料電池市場潛力巨大：氫燃料電池通過氫氣和氧氣電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能（核心部件為雙極板、電解質(zhì)、擴散層、催化劑），具有極高的能量密度并兼具零排放特點，無疑是市場所追求的最具潛力能源利用方式，2018年預(yù)計總體出貨量可達(dá)803MW。燃料電池的特殊優(yōu)勢使其在燃料電池汽車、無人機、IDC、通信設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大。根據(jù)富士經(jīng)濟預(yù)測，未來十年燃料電池市場空間將達(dá)到3400億元以上。

政策力挺燃料電池技術(shù)，多方下游應(yīng)用進(jìn)程加速：國家補貼政策給予燃料電池車高補貼且2020年前不退坡，ZEV、碳稅等經(jīng)濟手段的出臺都為燃料電池最大的潛在市場——新能源汽車市場形成有力推動。此外，燃料電池的一系列特性使其在通信、特種等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用空間，政府也出臺了相關(guān)政策給予指引。市場需求、政策雙驅(qū)動，多項應(yīng)用領(lǐng)域有望同步發(fā)展。

技術(shù)引進(jìn)、投資并購助力燃料電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速：我國現(xiàn)階段燃料電池車產(chǎn)業(yè)技術(shù)滯后于國外先進(jìn)公司。2016年，國鴻氫能和大洋電機引進(jìn)Ballard燃料電池核心部件（PEMFC電池系統(tǒng)）技術(shù)并達(dá)成股權(quán)、制造等項目合作；2018年濰柴動力對巴拉德進(jìn)行股權(quán)投資，成為其第一大股東，同時在成立合資企業(yè)，眾多的合作進(jìn)展極大地促進(jìn)中國商用車燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

成本快速下降，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國外技術(shù)的不斷突破，讓我們看到了氫燃料電池成本下降路徑。重整法制氫成本已可媲美燃油（約合1.25美元/kg）、電池系統(tǒng)成本2015年約53美元/kW，2020年有望下降至40美元/kW，同時我國廢氫的利用將使使用成本進(jìn)一步降低。

燃料電池性能優(yōu)越，市場關(guān)注度與日俱增

燃料電池轉(zhuǎn)換效率高、排放污染小，性能優(yōu)勢明顯。燃料電池通過燃料的電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電能，相當(dāng)于一個小型發(fā)電裝置（主要包括雙極板、電解質(zhì)、擴散層、催化劑）。氫燃料電池汽車通過罐裝氫氣，與空氣反應(yīng)產(chǎn)生電能推動車輛，具有無污染及能量轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點。

根據(jù)電解質(zhì)和燃料的不同，燃料電池分為六類：質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、直接甲醇燃料電池（DMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池（AFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、磷酸燃料電池（PAFC）。每一種類電池特性不同，應(yīng)用領(lǐng)域也有所區(qū)別。

1.受益交通應(yīng)用拉動，PEMFC出現(xiàn)跨越式發(fā)展

PEMFC出現(xiàn)跨越式發(fā)展。2011-2018年，PEMFC、SOFC、MCFC三種類型電池占據(jù)了歷年總出貨量的90%以上。其中，受交通運輸領(lǐng)域需求拉動，PEMFC在2011-2017年出貨量連續(xù)出現(xiàn)了跨越式增長，年均復(fù)合增長率為42.57%；SOFC、MCFC在固定式電站或熱電聯(lián)產(chǎn)上應(yīng)用較為成熟。

燃料電池應(yīng)用市場出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化。2015年之前，燃料電池應(yīng)用以產(chǎn)業(yè)和商業(yè)用途及家庭用途領(lǐng)域為主，但因燃料電池汽車商業(yè)化不斷落地的催化，下游市場已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化。2011-2014年，PEMFC在燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域的占比保持在40%左右；2015年開始，PEMFC的應(yīng)用占比快速提升。根據(jù)E4tech統(tǒng)計，2017/18年P(guān)EMFC在燃料電池應(yīng)用中的占比已經(jīng)達(dá)到了70%以上。

2.全球燃料電池市場空間有望達(dá)到3400億，PEMFC占多數(shù)

燃料電池市場增長潛力巨大。根據(jù)FujiKeizai預(yù)測，到2025年全球燃料電池市場有望達(dá)到5.2萬億日（約合人民幣3,400億元）元，其中燃料電池汽車市場規(guī)模將超過50%。2011年燃料電池汽車市場僅為3億日元，未來隨著技術(shù)升級、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的完善、政策支持力度加大，預(yù)計到2025年全球燃料電池汽車市場有望擴大到2.91萬億日元（約合人民幣1,900億元），占整體市場一半以上。

新能源汽車應(yīng)用空間廣闊，新興市場機會有待深入挖掘

燃料電池在民用領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在電站（含熱電聯(lián)產(chǎn)）和交通運輸領(lǐng)域。早期燃料電池的應(yīng)用主要集中在特種、航天等特殊領(lǐng)域，且技術(shù)已相對成熟。近年來，燃料電池在民用領(lǐng)域的應(yīng)用正在提升。在民用領(lǐng)域，燃料電池的應(yīng)用主要包括固定式電源、交通運輸和便攜式電源三大類領(lǐng)域。

交通領(lǐng)域應(yīng)用的商業(yè)化進(jìn)程正在加速。受益各國政策支持，汽車技術(shù)上取得較大突破，豐田、本田、現(xiàn)代等均推出了各自的量產(chǎn)燃料電池汽車，燃料電池在交通領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程正在加速。

從市場結(jié)構(gòu)來看，交通運輸領(lǐng)域成長性最強。2018年，全球燃料電池系統(tǒng)的容量預(yù)計為803.1MW，2011-2018年間復(fù)合增長率達(dá)32.95%。從總量上看，與大規(guī)模商業(yè)化仍存在一定差距。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，固定式電站領(lǐng)域的應(yīng)用占比從2013年開始逐步下滑，2018年占比約30%；便攜式領(lǐng)域的容量占比很小，幾乎可以忽略。

然而，交通領(lǐng)域的應(yīng)用占比在從2013年開始逐年出現(xiàn)大幅提升，2016年首次超越固定式，達(dá)到近60%，2018年占比近70%。

1.交通運輸領(lǐng)域：氫燃料電池，新能源車未來發(fā)展方向

1.1.氫燃料電池車的發(fā)展存在市場基礎(chǔ)和政策基礎(chǔ)

氫燃料電池汽車是我國新能源汽車發(fā)展的主要技術(shù)路徑之一。氫燃料電池汽車在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重要戰(zhàn)略綱要中，均被列為要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。氫燃料電池車主要由燃料電池系統(tǒng)（包含反應(yīng)堆、空氣壓縮機等）、儲氫裝置、輔助電池、控制裝置和驅(qū)動電機構(gòu)成，具備續(xù)航力強、噪音低、零排放等特點。

我國對燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃早在2001年就已經(jīng)啟動，2001年的“863計劃——電動汽車重大專項”項目，確定了“三縱三橫”戰(zhàn)略，其中“三縱”即包括純電動、混合電動、燃料電池汽車。到2015年，《中國制造2025》規(guī)劃綱要出臺，提出了燃料電池汽車的三步發(fā)展戰(zhàn)略，最終在2020年，達(dá)到生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運行的目標(biāo)。

技術(shù)方面，科技部《“十三五”電動汽車規(guī)劃》給出指引，未來幾年需要攻克薄金屬雙極板表面改性技術(shù)、車用燃料電池耐久性技術(shù)、推進(jìn)加氫站建設(shè)和燃料電池汽車示范運行等多項工作，關(guān)鍵基礎(chǔ)器件、燃料電池系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施與示范三個方面需繼續(xù)加大研發(fā)和投入力度。

燃油電池汽車補貼2020年前不退坡。為了達(dá)到上述規(guī)劃目標(biāo)并攻克技術(shù)難題，中央自2009年起對燃料電池汽車持續(xù)地給予財政補貼和稅收減免，近幾年的財政補貼積極促進(jìn)燃料電池汽車的市場化導(dǎo)入。根據(jù)中央的補貼標(biāo)準(zhǔn)，2013-2015年，燃料電池乘用車的補貼標(biāo)準(zhǔn)逐年遞減5%，從2013年20萬元降低到2015年的18萬元，但根據(jù)《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》，2016-2020年又重新恢復(fù)到20萬元，而純電動和插電混合乘用車的補貼逐漸退坡。除此之外，還給予燃料電池商用車中型30萬、重型50萬的補貼。

1.2.氫燃料車vs鋰電池車：燃料補充迅速和續(xù)航里程是優(yōu)勢

兩種新能源車的綜合能源利用效率均高于傳統(tǒng)汽車。對比三種不同化石能源利用效率（內(nèi)燃機為37%，燃料電池為45.7%，鋰電池為49.2%），鋰電池和燃料電池較傳統(tǒng)燃油汽車均有較大優(yōu)勢。

當(dāng)前鋰電池車產(chǎn)業(yè)發(fā)展更為完善、積累的運行數(shù)據(jù)更多；但燃料電池更適合長續(xù)航里程的運輸車輛，兩種路線并重更符合我國當(dāng)前的國情。中科院歐陽明高院士在多個場合明確提出：氫燃料電池更適合替代使用柴油的長途運輸車輛以及客車領(lǐng)域，鋰離子電池更適合應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域。

燃料電池車與鋰電池最大不同在于驅(qū)動力來源。燃料電池車動力來源包含電池控制器、儲氫裝置、電池堆、輔助蓄電池、燃料處理器、壓縮機和加濕器，而鋰電池車主要包含電池控制器、電池組、車載充電器，其他部件兩種車相似。

燃料電池汽車?yán)m(xù)航及加氫時間優(yōu)勢明顯。進(jìn)一步對比氫燃料車和純電動車性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)氫燃料電池汽車在續(xù)航里程及能量補充時間上具明顯優(yōu)勢。續(xù)駛里程很大程度上由電池系統(tǒng)能量密度決定。鋰電池系統(tǒng)的平均能量密度約為140-160Wh/kg，PEMFC燃料電池的能量密度高達(dá)1800Wh/kg。

反應(yīng)到具體車型上，純電動車如比亞迪e6及特斯拉的等續(xù)駛里程較遠(yuǎn)的車型，續(xù)航可達(dá)400km以上；而氫燃料車豐田Mirai續(xù)航里程可達(dá)650km以上。能量補充上，純電池車直流快充時長在2-3小時，氫燃料車一次加氫只需3-5分鐘。

1.3.豐田Mirai：燃料電池領(lǐng)跑者，專利公開掀起產(chǎn)業(yè)化浪潮

豐田于2014年11月發(fā)布Mirai燃料電池汽車，續(xù)航里程可達(dá)500km，儲氫重量約5kg，加氫時間3分鐘左右，百公里加速9.6秒，補貼后售價約26萬人民幣，其性能已經(jīng)與現(xiàn)有電動車領(lǐng)頭羊TeslaModelS車型媲美。

2015年1月，豐田宣布在全球求范圍內(nèi)開放耗時20多年、耗資上千億資金開發(fā)的5680項燃料電池技術(shù)專利，其中包括Mirai的1970項關(guān)鍵技術(shù)專利。從商業(yè)戰(zhàn)略的角度看，我們認(rèn)為豐田此舉已經(jīng)昭示其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，進(jìn)入了技術(shù)優(yōu)化和商業(yè)生態(tài)構(gòu)建的階段。

1.4.國內(nèi)外車企加大燃料電池汽車布局

全球多家車企量產(chǎn)氫燃料電池乘用車。現(xiàn)代ix35FCV于2013年上市，隨后豐田、本田相繼推出Mirai和ClarityFuelCell。歐洲市場目前量產(chǎn)的主要有奔馳GLCF-Cell（混動），奧迪h-tronQuattro作為概念車并未上市，2018年現(xiàn)代推出升級版的NEXOBlue，續(xù)航里程和百公里加速均有大幅提升。國內(nèi)市場暫無氫燃料電池乘用車上市，上汽集團(tuán)開發(fā)一款榮威950（混動）版燃料電池汽車，實現(xiàn)自主技術(shù)突破，并未量產(chǎn)。

目前已有多家國際車企公布?xì)淙剂想姵爻擞密噾?zhàn)略布局和銷量規(guī)劃。乘用車方面，國內(nèi)上汽、長城等車企也有明確規(guī)劃；商用車方面未來會是中國燃料電池汽車發(fā)展的主力。

1.5.全球燃料電池汽車的市場現(xiàn)狀及未來展望

全球燃料電池乘用車銷量基數(shù)較低，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆８鶕?jù)InformationTrends報告數(shù)據(jù)，2017年全球燃料電池乘用車實現(xiàn)3260輛銷售規(guī)模，同比增長超40%。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，中國燃料電池乘用車暫無產(chǎn)品上市，主要以燃料電池商用車為主，2018年實現(xiàn)1527輛銷售規(guī)模，同比增長20%，未來隨著“十城千輛”推廣實施，銷售規(guī)模未來將會有大幅提升。

美國為燃料電池乘用車主要的消費市場。根據(jù)InformationTrends報告數(shù)據(jù)，美國市場由于基礎(chǔ)實施完善，截止2018年底共有42座公共加氫站，2018年實現(xiàn)2368輛燃料電池乘用車的銷售規(guī)模，同比增長3%左右，其中豐田Mirai實現(xiàn)銷售1700輛，占比約72%。韓國市場，現(xiàn)代2013年推出ix35FCV以及2018年推出升級版車型NEXO，續(xù)航里程超600km，疊加國內(nèi)14座加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施保障，2018年實現(xiàn)了744輛燃料電池汽車的銷售規(guī)模，未來隨著加氫站以及成本的走低，美國以及韓國市場燃料電池汽車的銷量有望持續(xù)創(chuàng)出新高。

全球各國紛紛制定燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃。隨著能源安全等問題的日益嚴(yán)重，全球各國紛紛大力推動新能源汽車的發(fā)展，燃料電池汽車相較鋰離子電動汽車而言，具有續(xù)航里程長、加強時間短等優(yōu)勢，但是技術(shù)難度以及產(chǎn)業(yè)化難度大，已經(jīng)成為各國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點突破方向之一，紛紛制定了明確的發(fā)展規(guī)劃。

日本燃料電池汽車技術(shù)全球領(lǐng)先。日本豐田在2014年推出世界上真正具備商業(yè)化大規(guī)模量產(chǎn)能力的Mirai燃料電池汽車，隨后本田推出ClarityFuelCell，與Mirai性能接近，技術(shù)領(lǐng)先全球。2017年日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《氫能基本戰(zhàn)略》，明確了未來的發(fā)展戰(zhàn)略：保有量方面，2020年累計實現(xiàn)4萬輛保有量，2025年累計實現(xiàn)20萬輛保有量，2030年實現(xiàn)80萬輛保有量。在加氫站方面，2018年底日本共有96座加氫站，未來2020年實現(xiàn)160座，2025年實現(xiàn)320座，2030年實現(xiàn)900座。

歐盟明確氫燃料電池汽車未來規(guī)劃。歐盟2008年出臺了燃料電池與氫聯(lián)合行動計劃項目（FCH-JU），2019年2月11日，F(xiàn)CHJU發(fā)布“歐洲氫能路線圖”。路線圖提出：未來銷量目標(biāo)，2025年實現(xiàn)30萬年銷量目標(biāo)，2050年實現(xiàn)800萬年銷量目標(biāo)，其中包括卡車、大巴、物流車、出租車、乘用車等；加氫站規(guī)模方面，截至2018年底，歐盟有19個國家擁有加氫站，其中德國擁有60座公共加氫站（18年新增17座），數(shù)量最多。未來規(guī)劃2025年達(dá)到1500座規(guī)模，2040年達(dá)到15000座規(guī)模。

工信部明確提出2030年百萬輛發(fā)展目標(biāo)。工信部2016年組織制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》明確提出：市場規(guī)模方面，2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模，2025年實現(xiàn)5萬輛規(guī)模，2030年實現(xiàn)百萬輛氫燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用。加氫站建設(shè)方面，2020年建成100座；2025年建成300座；2030年建成1000座。

多個地方政府也在大力支持氫燃料電池汽車發(fā)展。上海是我國燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化的先行者，北京和佛山也制定了明確的發(fā)展規(guī)劃。

上海發(fā)展目標(biāo)：2017-2020年建設(shè)加氫站5-10座、乘用車示范區(qū)2個，運行規(guī)模達(dá)到3000輛，積極推動燃料電池公交、物流等車輛試點。2021-2025年形成有國際影響力的整車企業(yè)1家、動力系統(tǒng)企業(yè)2-3家、關(guān)鍵零部件企業(yè)8-10家，燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值突破1000億元，建成加氫站50座，乘用車不少于2萬輛、其它特種車輛不少于1萬輛。

北京規(guī)劃：北京規(guī)劃到2020年，將建成國內(nèi)最大的新能源汽車研發(fā)、應(yīng)用中心，總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。《北京市“十三五”時期節(jié)能降耗及應(yīng)對氣候變化規(guī)劃》的通知，提出到2020年，北京市燃料電池汽車推廣要達(dá)到5000輛。

廣東佛山：2017年12月，國內(nèi)首個“氫能周”在佛山南海舉行了開幕式。佛山注重和云浮的戰(zhàn)略合作，設(shè)立10億元氫能產(chǎn)業(yè)股權(quán)投資基金及30億元氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并預(yù)計在2019年投入使用10座加氫站，力爭實現(xiàn)千輛氫能公交車示范運營項目。南海區(qū)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展十年規(guī)劃中明確提出，到2025年，南海區(qū)推廣燃料電池叉車5000輛，燃料電池乘用車10000輛，燃料電池客車5000輛。

2.新能源車外新興應(yīng)用領(lǐng)域亦值得關(guān)注

燃料電池和鉛酸電池、鋰電池等一樣，都屬于電源存儲設(shè)備。因此在備用電源、便攜式電源等領(lǐng)域，燃料電池都具有很大的應(yīng)用空間。燃料電池在通信備用電源應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)起步，目前處于逐步摸索階段，將來有望繼續(xù)普及。三部委在引發(fā)的《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》中不僅提到要對燃料電池車及核心部件重點發(fā)展，還提及要提升通信用燃料電池等標(biāo)準(zhǔn)體系。此外，燃料電池安全性高、能量補充快、密度高等特點，將來除了替代燃油車這一巨大的市場外，在無人機等新型交通工具市場，都具有廣闊的發(fā)展空間。

2.1.無人機行業(yè)需求迫切

無人機廣泛應(yīng)用于航拍、巡檢、反恐、特種等領(lǐng)域，發(fā)展如火如荼，無人機領(lǐng)域龍頭大疆創(chuàng)新銷售收入更是呈現(xiàn)跨越式增長。但電池的續(xù)航能力一直限制著無人機功能發(fā)揮，而燃料電池技術(shù)有望徹底改變這一現(xiàn)狀，使無人機產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個全新的發(fā)展階段。

2.2.備用電源：可靠性高

將燃料電池作為備用電源，在電信、銀行、醫(yī)院等行業(yè)最為普遍。作為燃料電池的大生產(chǎn)商，BallardPowerSystems在2012年就生產(chǎn)了近400個ElectraGen備用電源系統(tǒng)。

技術(shù)引進(jìn)+投資并購，借鑒國外經(jīng)驗，突破產(chǎn)業(yè)制約

我國現(xiàn)階段燃料電池車產(chǎn)業(yè)技術(shù)滯后于國外先進(jìn)公司，國內(nèi)真正運行的燃料電池車數(shù)量少（多為示范項目）且多數(shù)采用國外進(jìn)口的膜電極組件，反觀國外先進(jìn)公司（豐田、巴拉德等）在技術(shù)、運行數(shù)據(jù)等方面已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗。通過技術(shù)引進(jìn)、投資并購，能夠幫助本土企業(yè)跨越高門檻，以高起點切入氫燃料電池領(lǐng)域。

1.成本、技術(shù)成產(chǎn)業(yè)重點突破口

氫燃料系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，國內(nèi)待突破。與電池電動車不同，氫反應(yīng)電堆是氫燃料車的動力來源，也是氫燃料車動力系統(tǒng)的核心。加上車載儲氫罐等，形成整體氫燃料電源系統(tǒng)。電堆能量密度等技術(shù)發(fā)展和成本是當(dāng)前制約燃料車發(fā)展的主要因素。

燃料電池系統(tǒng)占整車成本65%，催化劑成本占據(jù)電堆成本36%。目前燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)占據(jù)整車成本的65%，遠(yuǎn)高于鋰離子純電動汽車的電池成本占比。另外，燃料電堆催化劑主要為鉑金屬，且國內(nèi)用量遠(yuǎn)高于國外，成本高昂，成為制約燃料電池發(fā)展的巨大瓶頸，因此，降低催化劑中的鉑用量是需要重點攻克的技術(shù)難點。燃料電池系統(tǒng)中的閥、泵的小型精密部件的成本也有大幅下降的空間。最后，每個加氫站的建設(shè)成本在1500萬元左右，目前國內(nèi)已投建加氫站為個位數(shù)，成為燃料電池汽車發(fā)展的重要瓶頸。

工業(yè)廢氫利用可顯著降低氫使用成本，美國電堆成本下降已列入規(guī)劃目標(biāo)。根據(jù)美國相關(guān)部門規(guī)劃，2020年，將計劃實現(xiàn)非重整法（電解法、生物法等）加氫平準(zhǔn)用氫價格降至10美元/kWh。其中在電堆成本方面,在50萬套80kW電池系統(tǒng)產(chǎn)量規(guī)模下，將從2015年的53美元/kW（合3.01萬/套），下降至2020年40美元/kW（合2.34萬/套），并逐步達(dá)到理想的30美元/kW（合1.75萬/套）。此外,當(dāng)前我國每年大約有10億立方米的廢氫被排放。若能有效的在燃料電測領(lǐng)域加以應(yīng)用，能產(chǎn)生電能約130億度電,經(jīng)濟價值巨大。

2.燃料電池本土化生產(chǎn)提速

巴拉德：燃料電池電堆龍頭。巴拉德于1979年在加拿大成立，是從事設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售各類燃料電池產(chǎn)品并提供技術(shù)解決方案的全球領(lǐng)先企業(yè)，1993年在多倫多證交所上市，1995年在Nasdaq上市（代碼：BLDP）。自1983年起巴拉德開始研究燃料電池，迄今為止已有35年，累計投入研發(fā)費用高達(dá)10億美元，申請超過1500相專利和專利使用權(quán)。

巴拉德業(yè)務(wù)廣泛分布在多個國家，美國、德國、中國是前三大市場。在物料搬運市場，公司與普拉格能源（PlugPower）在2014年簽署長期供給協(xié)議，為普拉格叉車中的GenDrive?系統(tǒng)提供所需的燃料電池，協(xié)議將持續(xù)至2017年底，并可能延長兩年。

在市場方面，巴拉德已生產(chǎn)超過270萬片膜電極(MEA)，出貨超過270MW的PEM燃料電池產(chǎn)品，與超過15家巴士制造公司建立了合作關(guān)系。2007年至2009年公司開始將戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向用于商業(yè)市場的清潔能源燃料電池產(chǎn)品。目前公司在質(zhì)子交換膜、燃料電池開發(fā)和商業(yè)化領(lǐng)域均取得了顯著成就。

巴拉德技術(shù)轉(zhuǎn)讓，本土化生產(chǎn)的里程碑。2016年7月，巴拉德宣布一項在中國本地生產(chǎn)燃料電池電堆的具有里程碑意義的協(xié)議，其主要內(nèi)容如下：“巴拉德將獲得1840萬美元的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費，內(nèi)容包括生產(chǎn)設(shè)備，產(chǎn)品和采購服務(wù)，培訓(xùn)和調(diào)試支持，涉及在云浮建立生產(chǎn)線，以制造和組裝FCveloCity?-9SSL燃料電池堆，創(chuàng)立一家合資企業(yè)進(jìn)行電堆制造業(yè)務(wù)，由廣東國鴻氫能動力科技有限公司擁有90％股份，巴拉德?lián)碛?0％，同時，巴拉德將成為合資企業(yè)生產(chǎn)的每個燃料電池堆的膜電極組件（MEA）的唯一供應(yīng)商；在“采購或付款”協(xié)議中規(guī)定，在2017年至2021年的最初五年期間，MEA最低采購量超過1.5億美元。

大洋電機參股巴拉德，彰顯本土化生產(chǎn)野心。2016年7月9日，大洋電機公告通過定向增發(fā)參股巴拉德約9.9%的股份，并宣布合作開發(fā)燃料電池系統(tǒng)。同時，大洋電機與廣東國鴻氫能動力科技有限公司簽訂了購買1萬輛燃料電池汽車的協(xié)議，包括公共汽車和貨車，所有這些都將使用巴拉德領(lǐng)先的PEM燃料電池技術(shù)。2017年2月，大洋電機再次與巴拉德簽署合作協(xié)議，大洋電機以2500萬美元獲取巴拉德的技術(shù)轉(zhuǎn)讓，并在中國三個戰(zhàn)略地區(qū)(包括上海)組裝和銷售FCveloCity?30kW和85kW燃料電池發(fā)動機模塊；但同時，巴拉德將擁有獨家權(quán)利，從任何一家大洋電機制造業(yè)務(wù)中心購買燃料電池發(fā)動機，銷往中國以外的地區(qū)。這意味著，巴拉德將中國制造的燃料電池發(fā)動機直接銷售海外，同時還非常好的保護(hù)了知識產(chǎn)權(quán)，充分彰顯巴拉德的中國本土化生產(chǎn)的野心。

濰柴動力成為巴拉德第一大股東，燃料電池汽車商業(yè)化領(lǐng)域的又一個歷史性里程碑。2018年8月29日，巴拉德宣布與濰柴動力達(dá)成戰(zhàn)略性合作，其中包括濰柴動力在巴拉德進(jìn)行約1.63億美元的重大股權(quán)投資，濰柴動力將持有巴拉德19.9%的股權(quán)，成為巴拉德第一大股東。濰柴動力本次參與投資巴拉德，并計劃與巴拉德共同推進(jìn)氫燃料電池在國內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用，運用其發(fā)動機設(shè)計、動力系統(tǒng)集能力、廣泛的客戶關(guān)系，將極大促進(jìn)國內(nèi)氫燃料電池的應(yīng)用，有利于推進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

最有發(fā)展前景的燃料電池——PEMFC產(chǎn)業(yè)鏈全梳理

PEMFC產(chǎn)業(yè)鏈分為制氫、氫的運輸分配、氫存儲、燃料電池系統(tǒng)四個環(huán)節(jié)，我們根據(jù)四個環(huán)節(jié)梳理出上游、中游、下游產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降路徑和技術(shù)革新，深入的了解PEMFC發(fā)展情況。

1.氫的生產(chǎn)：天然氣重整制氫成本媲美燃油，廢氫利用進(jìn)一步降低使用成本

氫可以用多種技術(shù)生產(chǎn)，包括用化石能源、核能和可再生能源重整化石燃料、電解水、生物質(zhì)、高溫分解等。天然氣制氫成本已經(jīng)媲美汽油成本，根據(jù)美國能源部測算，到2020年將新技術(shù)制氫（不包含重整法），加注站售價4美元/gge，相當(dāng)于汽油價1.057美元/L。

一系列的制氫原材料和技術(shù)改進(jìn)將降低氫的生產(chǎn)成本，近期的研究主要集中在分布式重整液態(tài)燃料和少量電解制氫的低生產(chǎn)設(shè)備成本領(lǐng)域；遠(yuǎn)期集中在用可再生原料和能源制氫，并充分利用規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢。

分布式制氫不需要大量的運輸設(shè)備或投資大型制氫工廠，是目前最可行的方法。當(dāng)前主要的制氫技術(shù)有兩種：（1）重整天然氣或者液態(tài)燃料（乙醇等）；（2）小規(guī)模的電解水法。蒸汽重整甲烷制氫是現(xiàn)今在成本上能與汽油媲美的技術(shù)。使用可再生能源，高溫和生物液體重整是兩種能大幅減少溫室氣體排放的技術(shù)，其中生物液體重整技術(shù)可廣泛應(yīng)用于分布式、集中式生產(chǎn)氫。

使用風(fēng)電、水電、太陽能等可再生能源電解水是零排放制氫技術(shù)。當(dāng)前制氫設(shè)備、運維成本和電費成本制約該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，技術(shù)上仍然有待進(jìn)一步開發(fā)空間，電費價格降低到當(dāng)前電價的一半時，該種方法具有經(jīng)濟性。

長期來看，大型工廠化制氫可以充分利用規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢滿足日益增長的氫燃料需求，集中制氫的能源主要有化石能源、核能和可再生能源。隨著高效的水裂解化學(xué)工藝和材料發(fā)展，采用集中式太陽能高溫?zé)峄瘜W(xué)制氫將成為一種潛在可能技術(shù)方案。

我國具有巨大的人力資源和市場容量，往往產(chǎn)業(yè)化規(guī)模效應(yīng)顯著；參照風(fēng)電、光伏、鋰電池等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展軌跡，燃料電池技術(shù)若能實現(xiàn)國內(nèi)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，成本有較當(dāng)前預(yù)計會有30%左右下降空間。此外，我國每年大約有10億立方米的廢氫被排放掉，能產(chǎn)生電能約130億度電，若能利用到燃料電池車中，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。

2.氫氣的提純：碳?xì)淠ぜ夹g(shù)替代現(xiàn)有成本高昂的冷卻技術(shù)

在氫氣制備過程中不可避免會帶有雜質(zhì)，氫氣中帶有雜質(zhì)就帶來了安全隱患，容易發(fā)生爆炸。因此，在制備過程中還需要用物理或化學(xué)方法除去氫氣中雜質(zhì)。氫氣提純技術(shù)主要包括：冷卻分離、膜分離、變壓吸附、金屬氫化物法和分子篩等。當(dāng)前的氫提純技術(shù)主要采用冷卻分離技術(shù)，但因其成本較高，也限制了氫利用的商業(yè)化。

美國正在開發(fā)一種碳?xì)淠し蛛x系統(tǒng)，可以應(yīng)用在大規(guī)模煤制氣聯(lián)合系統(tǒng)中用于分離氫氣和二氧化碳，可替代成本高昂的冷卻技術(shù)。

3.氫的儲運和加注：國外已有成熟技術(shù)應(yīng)用

常見的運輸方式有液化汽車運輸、高壓氣體汽車運輸和管道運輸（方法一、二、三），目前各國正在研發(fā)氫載體方式運輸氫（方法四），我國的富瑞特裝已經(jīng)在有機物儲氫技術(shù)上取得階段性成果。同時，采用各種基本運輸方式的組合運輸形式。

氫的加注和天然氣加注方式比較相似，氣態(tài)氫直接加注，液態(tài)氫經(jīng)過氣化后在進(jìn)行加注。

氫的存儲技要求高效、安全、便捷、低成本，主要技術(shù)指標(biāo)有容量、加注便捷性、耐久性。物理存儲氫（壓縮氣體、低溫液體容器）技術(shù)是當(dāng)前最成熟的存儲技術(shù)。未來能夠夠使汽車商業(yè)化，主要集中在規(guī)模效應(yīng)和新技術(shù)降低碳纖維成本之上。另外在研雙向可逆的金屬氫化物存儲技術(shù)也在研發(fā)之中。

4.燃料電池系統(tǒng)：規(guī)模化、新技術(shù)降本路線清晰

燃料電池系統(tǒng)是燃料電動車的核心，一般由電池堆、燃料處理器、空氣壓縮機和組成增濕器（豐田已經(jīng)省去）組成。

燃料電池堆由電池和端極組成，其中電池單元是核心。單個電池單元產(chǎn)生的電壓小于1V，一個電池堆需要多個電池單元連接起來，具體數(shù)量取決于電池的類型，電池的尺寸、溫度、氣體壓力等因素。

PEMFC核心——電池單元，通常由質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴散層組成。

質(zhì)子交換膜（Polymerelectrolytemembrane）：是一種聚合物質(zhì)薄膜，僅允許質(zhì)子通過，厚度大約20微米，主要廠商有杜邦、WLGore、3M等。

催化劑層（Catalystlayers）：附著在交換膜的兩側(cè)，常見的催化劑層是在碳基載體上分布納米級的鉑金屬顆粒，在負(fù)極側(cè)，鉑金使氫氣分子分解為氫離子和電子，在正極鉑金使氫離子和氧作用生成水，主要廠商有3M、JM、BASF等。

氣體擴散層（Gasdiffusionlayers）：處于催化層的外側(cè)，促進(jìn)氣體進(jìn)入催化層，同時可以運離生成的水；常見的氣體擴散層是部分由聚四氟乙烯覆蓋的碳纖維紙，氣體通過GDL的孔可實現(xiàn)快速擴散，同時可以調(diào)節(jié)水存留和釋放量平衡，主要廠商有SGL、Toray、Ballad。

保障膜電極單元運行——輔助硬件部分

雙極板（Bipolarplates）：雙極板隔開兩個相鄰的電池單元，并起到導(dǎo)電和固定作用，雙極板可以采用金屬、碳或復(fù)合材料。雙極板中還包含了氣體流通通道和冷卻液通道，主要廠商有Cellimpact、SGL、DANA等。

密封墊片（Gaskets）：電池堆由一系列的雙極板隔開的膜電極單元連接而成，在膜電極單元周圍的地方必須安裝墊片，確保氣體密封性能，墊片一般采用橡膠狀聚合物，主要有Henkel、ThreeBond等。

燃料處理器：燃料處理器的主要作用是將燃料處理成能被電池使用的形式。根據(jù)不同種類的燃料和電池類型，可以是雜質(zhì)處理裝置或反應(yīng)器和雜質(zhì)處理器的結(jié)合裝置。如果電池系統(tǒng)的燃料是富氫物質(zhì)，傳統(tǒng)燃料如甲醇、汽油、采油、煤氣等，需要氫重整裝置將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為氫氣和碳化合物的混合氣體。在許多情況下，重整混合物送到反應(yīng)容器中將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，然后進(jìn)行二氧化碳和氫氣分離并提純氫氣（除去硫化物等雜質(zhì)）。除雜質(zhì)主要是為了防止雜質(zhì)使電池中的催化劑鈍化（也稱為“中毒”）而降低效率和使用壽命。

空氣壓縮器：燃料電池的性能隨著反應(yīng)氣體壓力增加而增加，因此需要將輸入的空氣加壓到2-4個大氣壓。

增濕器（豐田已省去）：電池單元的膜需要在一定濕度才能正常工作，加濕器中包含薄聚合物質(zhì)膜，干燥的空氣通過加濕器變濕后進(jìn)入電池單元中工作。

根據(jù)美國能源部測算，2016年在年產(chǎn)2萬臺規(guī)模下成本大約280美元/kW，到2020年P(guān)EMFC效率會達(dá)到65%，鉑金屬用量由0.16降低到0.125g/kW，雙極板成本從7美元/kW降低到3美元/kW。

根據(jù)美國能源部的測算，50萬臺批量成產(chǎn)成本將在2020年下降到40美元/kW，最終目標(biāo)將會實現(xiàn)30美元/kW。