1.1 燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈

燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈上游為膜電極、雙極板、各類(lèi)管閥件與傳感器、車(chē)載高壓儲(chǔ)氫瓶等 發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)制造行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈中游為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及電堆集成行業(yè)，產(chǎn)業(yè) 鏈下游為燃料電池整車(chē)制造行業(yè)。

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是燃料電池汽車(chē)動(dòng)力總成的核心部件，關(guān)系著整車(chē)運(yùn)行的安全性， 對(duì)燃料電池汽車(chē)是否具備成熟、可靠的性能表現(xiàn)具有重要影響。

相較于傳統(tǒng)燃油車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。燃料電 池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、電壓變換器、車(chē)載氫系統(tǒng)等構(gòu)成，其中燃料電池 發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件包括電堆、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)等。

 燃料電池汽車(chē)核心關(guān)鍵部件或材料主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電堆和膜電極。從成本上看，燃料 電池電堆約占燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的 55%，而膜電極約占燃料電池電堆的 65%。

1.2 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

與鋰電池作為儲(chǔ)能裝置不同，氫燃料電池是一種非燃燒過(guò)程的能量轉(zhuǎn)換裝置。燃料電池 電堆是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的核心部件，是陽(yáng)極的氫氣和陰極的氧氣（空氣）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)及 產(chǎn)生電能的場(chǎng)所，對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵性能和成本具有較大的影響。因此，電堆被 稱(chēng)之為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的心臟，是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。

鑒于單個(gè)燃料電池單元輸出功率較小，實(shí)踐中通常通過(guò)將多個(gè)燃料電池單元以串聯(lián)方式 層疊組合構(gòu)成電堆來(lái)提高整體輸出功率。因此，電堆是由雙極板與膜電極交替疊合，各 單體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用螺桿拴牢，構(gòu)成的復(fù)合組件。

其中膜電極是燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，由質(zhì)子交換膜、催化劑與氣體擴(kuò)散層組 合而成，是燃料電池電堆的核心部件，對(duì)電堆的性能、壽命和成本具有關(guān)鍵影響；雙極 板是燃料電池電堆的核心結(jié)構(gòu)件，通常為正反均帶有氣體流道的金屬或石墨薄板，其主 要作用是通過(guò)流場(chǎng)給膜電極組件輸送反應(yīng)氣體，同時(shí)收集和傳導(dǎo)電流并排出反應(yīng)產(chǎn)生的 水和熱，其性能優(yōu)劣直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。

 燃料電池的工作過(guò)程包括：1）反應(yīng)氣體在氣體擴(kuò)散層內(nèi)擴(kuò)散；2）反應(yīng)氣體在催化層內(nèi) 被催化劑吸附后被離解；3）陽(yáng)極反應(yīng)生成的氫離子穿過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極與氧氣反 應(yīng)生成水，而電子通過(guò)外電路到達(dá)陰極產(chǎn)生電。

 除電堆以外，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)還需要一系列輔助系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)其功能。其中控制系統(tǒng)通 過(guò)高精度調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的壓力及流量等使得電堆中的反應(yīng)始終維持在輸出功率、溫度、 濕度均合適的水平，保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠工作；氫氣和空氣供給系統(tǒng)是為電堆提供合適 壓力、溫度、濕度、流量的氫氣與空氣；水熱管理系統(tǒng)用于保持燃料電池內(nèi)部水平衡和 熱平衡。此外，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配備由車(chē)載高壓儲(chǔ)氫瓶和配套閥件組成的車(chē)載氫系 統(tǒng)用于儲(chǔ)存燃料，以及用于實(shí)現(xiàn)燃料電池與整車(chē)高壓之間解耦的 DC/DC 變換器。

1.3 燃料電池主要技術(shù)特點(diǎn)

比較可見(jiàn)，燃料電池汽車(chē)在續(xù)航里程、加注時(shí)間、低溫環(huán)境適應(yīng)性、動(dòng)力、環(huán)境保護(hù)等 方面可以提供更好的解決方案。燃料電池汽車(chē)的續(xù)航里程可達(dá) 500km 以上；加注時(shí)間不 到 15 分鐘；能夠在-30℃低溫自啟動(dòng)；氫燃料電池的發(fā)電效率可達(dá) 50%以上，直接將化 學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，動(dòng)力傳遞效率較高，使汽車(chē)的動(dòng)力更加突出；在富氫地區(qū)具備較強(qiáng)經(jīng) 濟(jì)性；并且燃料電池具備運(yùn)行中零排放、高效率等優(yōu)異特性，是我國(guó)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)?現(xiàn)低碳排放的重要技術(shù)路線之一。

從技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)看，由于燃料電池汽車(chē)具備長(zhǎng)續(xù)航里程、快速加注、高功率密度、 低溫自啟動(dòng)等技術(shù)特點(diǎn)，燃料電池汽車(chē)更適用于長(zhǎng)途、重載、商用等領(lǐng)域，而電動(dòng)汽車(chē) 更適用于城市、短途、乘用車(chē)等領(lǐng)域。氫燃料電池汽車(chē)作為新能源汽車(chē)的重要技術(shù)路線 之一，將與電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)期并存互補(bǔ)。

2.發(fā)展氫能已成全球共識(shí)

2.1 交通運(yùn)輸用燃料電池需求顯著增長(zhǎng)

燃料電池技術(shù)早在 1839 年即被英國(guó)的 Willam Grove 發(fā)明。20 世紀(jì) 60 年代，NASA（美 國(guó)國(guó)家航空航天局）將燃料電池應(yīng)用于雙子星航天飛船，開(kāi)啟了燃料電池的現(xiàn)代發(fā)展史。 20 世紀(jì) 70 年代，石油危機(jī)引起了能源恐慌，氫能作為一種新興清潔能源開(kāi)始受到各國(guó) 政府的關(guān)注。20 世紀(jì) 90 年代，包括奔馳、福特在內(nèi)的國(guó)際知名車(chē)企紛紛推出燃料電池 概念車(chē)型。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，氫能與燃料電池技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，日本豐田汽車(chē)于 2014 年 12 月推出 Mirai 燃料電池汽車(chē)，續(xù)航里程達(dá) 502 公里，成為燃料電池領(lǐng)域內(nèi)的里程碑 事件。此后，全球燃料電池產(chǎn)業(yè)開(kāi)始快速發(fā)展。

目前，燃料電池根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)景不同可大體分為交通運(yùn)輸用、固定式、便攜式燃料電池。 近年來(lái)燃料電池在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。2020 年全球燃料電池裝機(jī)量 達(dá) 1319.4MW，2015-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 35%；其中交通運(yùn)輸領(lǐng)域的需求上升尤為顯著， 年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 54%，2020 年裝機(jī)量 994MW，占總裝機(jī)量的 75%。

 2.2 全球燃料電池汽車(chē)保有量突破 3 萬(wàn)

氫能作為重要的清潔能源，是未來(lái)重要能源路線之一，發(fā)展氫能已成為全球主要國(guó)家的 共識(shí)。作為能源技術(shù)革命的重要方向和未來(lái)能源戰(zhàn)略的重要組成部分，氫燃料電池汽車(chē) 得到了日本、韓國(guó)、歐洲、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家的高度重視。隨著一些典型車(chē)型的推出和 關(guān)鍵技術(shù)的突破，氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化預(yù)期有所提前。

中國(guó)、韓國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)五個(gè)國(guó)家為目前全球氫燃料電池汽車(chē)主要發(fā)展國(guó)。2020 年，全球氫燃料電池汽車(chē)總銷(xiāo)量為 9011 輛，同比下降 9.1%。其中，美國(guó)銷(xiāo)量為 937 輛， 同比減少 55%；中國(guó)銷(xiāo)量為 1182 輛，同比減少 57%。美國(guó)銷(xiāo)量下滑是受到疫情的拖累， 中國(guó)銷(xiāo)量下滑主要是由于補(bǔ)貼政策變動(dòng)導(dǎo)致銷(xiāo)量延緩。日本和德國(guó)的銷(xiāo)量分別為 761 輛和 308 輛。而受益于政府的大力補(bǔ)貼，韓國(guó) 2020 年氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá) 5823 輛，同 比增長(zhǎng) 39%，貢獻(xiàn)了當(dāng)年全球銷(xiāo)量的 65%。

 截至 2020 年底，全球氫燃料電池汽車(chē)保有量為 32535 輛，同比增長(zhǎng) 38%。其中，韓國(guó) 保有量達(dá) 10906 輛，成為首個(gè)氫車(chē)保有量達(dá)到萬(wàn)輛級(jí)別的國(guó)家，占全球保有量的 34%， 位居全球第一位。其次，美國(guó)保有量為 8931 輛，中國(guó)以 7352 輛位居第三，日本以 3902 輛位居第四。

 目前，美國(guó)、日本、韓國(guó)主推的是氫燃料電池乘用車(chē)，中國(guó)則以氫燃料電池商用車(chē)為主。 全球氫燃料電池乘用車(chē)品牌主要為豐田 Mirai 和現(xiàn)代 Nexo，2020 年二者的保有量市占率 分別為 48%和 50%。2020 年，豐田 Mirai 全球銷(xiāo)量 1770 輛，同比下降 29%，其中海外市 場(chǎng)銷(xiāo)量 981 輛，同比下降 46%，本土銷(xiāo)量 789 輛，同比增長(zhǎng) 19%；現(xiàn)代 Nexo 全年銷(xiāo)量 6781 輛，占當(dāng)年全球氫車(chē)銷(xiāo)量的 75%，同比增長(zhǎng) 36%，其中本土銷(xiāo)量 5786 輛，占總銷(xiāo)量的 85%。截至 2020 年底，Mirai 在全球累計(jì)銷(xiāo)售 12015 輛，Nexo 累計(jì)銷(xiāo)售 12717 輛， 從總銷(xiāo)量這個(gè)角度看，Nexo 已超越 Mirai 成為氫燃料電池乘用車(chē)第一品牌。而從投放市 場(chǎng)的角度看，Nexo 銷(xiāo)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)主要來(lái)自韓國(guó)本土市場(chǎng)，而 Mirai 在日本的銷(xiāo)量不 到其總銷(xiāo)量的一半。因此，Mirai 仍為海外市場(chǎng)的氫燃料汽車(chē)第一品牌。

截至 2020 年底，全球主要經(jīng)濟(jì)體已建成加氫站 527 座，在運(yùn)營(yíng) 504 座。在運(yùn)營(yíng)加氫站 中，歐盟以 179 座居榜首，日本以 137 座緊隨其后，中國(guó)以 101 座位居第三，韓國(guó)以 45 座位居第四，美國(guó)因疫情影響降至 42 座。

 從氫燃料電池汽車(chē)保有量和運(yùn)營(yíng)加氫站的比例來(lái)看，截至 2020 年底，韓國(guó)、美國(guó)、中 國(guó)、日本的車(chē)站比分別為 242、213、73、28。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)） 

3.我國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)醞釀新一輪發(fā)展

3.1 產(chǎn)業(yè)尚處商業(yè)化初期

回顧我國(guó)燃料電池汽車(chē)發(fā)展歷史，過(guò)去十多年間在國(guó)家科技計(jì)劃和技術(shù)創(chuàng)新工程的支持 下，我國(guó)系統(tǒng)開(kāi)展了氫燃料電池汽車(chē)的研究、開(kāi)發(fā)、示范和運(yùn)營(yíng)工作，初步形成了從燃 料電池電堆到整車(chē)的研發(fā)體系和制造能力，并開(kāi)展了系統(tǒng)的示范運(yùn)營(yíng)。自北京奧運(yùn)會(huì)有 20 多輛燃料電池轎車(chē)和 2 輛客車(chē)運(yùn)行，到上海世博會(huì)將近 200 輛各類(lèi)燃料電池汽車(chē)示范 運(yùn)行，到目前在新能源汽車(chē)推廣財(cái)政補(bǔ)貼政策和科技部、聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署的支持引領(lǐng) 下，以客車(chē)、物流車(chē)等商用車(chē)型為先導(dǎo)陸續(xù)在全國(guó)范圍內(nèi)啟動(dòng)了商業(yè)化示范推廣。

我國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑為先商后乘，目前燃料電池技術(shù)在我國(guó)已被應(yīng)用于公交 車(chē)、城市客車(chē)、物流車(chē)、軌道交通等多個(gè)交通運(yùn)輸應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)商用車(chē)發(fā)展規(guī)模化降 低燃料電池和氫氣成本，同時(shí)帶動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，后續(xù)拓展到乘用車(chē)領(lǐng)域。目前我 國(guó)燃料電池汽車(chē)在售車(chē)型主要來(lái)自于宇通客車(chē)、北汽福田、中通客車(chē)、申龍客車(chē)等商用 車(chē)企業(yè)，同時(shí)上汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車(chē)等車(chē)企在燃料電池乘用車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行前瞻布局。

 我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從政府主導(dǎo)的技術(shù)探索、示范運(yùn)營(yíng)階段發(fā)展到目前商業(yè)化 的初期階段。我國(guó)燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量于 2016 年開(kāi)始快速起步，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2015 年至 2021 年 1-9 月，我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量分別達(dá) 33.1 萬(wàn)輛、50.7 萬(wàn)輛、77.7 萬(wàn)輛、125.6 萬(wàn)輛、120.6 萬(wàn)輛、136.7 萬(wàn)輛和 215.7 萬(wàn)輛，而氫燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量分別為 10 輛、629 輛、1272 輛、1527 輛、2737 輛、1182 輛和 906 輛。從 2015 年發(fā)展至今，燃料電池汽 車(chē)仍然處于產(chǎn)業(yè)化的初級(jí)階段，氫燃料電池汽車(chē)在新能源汽車(chē)中的滲透率仍然很低，其 產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯滯后于純電動(dòng)汽車(chē)。由于存在購(gòu)置成本較高、氫能基礎(chǔ)設(shè)施缺乏以及氫 氣使用成本較高等問(wèn)題，燃料電池汽車(chē)的推廣需要國(guó)家政策、地方產(chǎn)業(yè)整車(chē)以及上下游 產(chǎn)業(yè)鏈共同扶持和推動(dòng)。

3.2 氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提速

車(chē)用氫能產(chǎn)業(yè)是燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。車(chē)用氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括制氫、 儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和加氫站等。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)設(shè)施的完善是推廣燃料電池汽車(chē)商業(yè)化不可或缺的環(huán)節(jié)，也是現(xiàn)階段制 約我國(guó)燃料電池汽車(chē)發(fā)展的重大瓶頸之一。國(guó)內(nèi)已有 30 多個(gè)省市地方政府發(fā)布了推進(jìn) 加氫站建設(shè)的相關(guān)政策和規(guī)劃。多數(shù)城市按照加氫站的設(shè)備投資額或整體投資額的一定 比例給予補(bǔ)貼，并按照加氫能力設(shè)置補(bǔ)貼上限，最高補(bǔ)貼額 200-600 萬(wàn)元不等，同時(shí)給 予加氫站銷(xiāo)售補(bǔ)貼和稅收返還等其他政策優(yōu)惠。

截至 2021 年 3 月末，我國(guó)加氫站共建成 131 座，其中 108 座在運(yùn)營(yíng)。此外，還有 65 座 正在建設(shè)，122 座在規(guī)劃建設(shè)中。

從區(qū)域分布上看，目前我國(guó)加氫站主要集中在東部沿海等燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為領(lǐng) 先的省市，如廣東、上海等。

 3.3 國(guó)家政策積極扶持

我國(guó)早在“十五”期間即將氫燃料電池汽車(chē)確立為新能源汽車(chē)發(fā)展的主要技術(shù)路線之一。 在《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030 年）》、《中 國(guó)制造 2025》、《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中均明確了氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位， 其根本目標(biāo)是降低我國(guó)能源對(duì)外依存度、減少城市大氣污染，推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)跨越式 發(fā)展。

近年來(lái)，國(guó)家政策對(duì)燃料電池汽車(chē)的關(guān)注度快速提升，賦予了氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)更高 的戰(zhàn)略地位。2020 年 10 月，由工信部指導(dǎo)下發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0》 指出，在燃料電池汽車(chē)方面，將發(fā)展氫燃料電池商用車(chē)作為整個(gè)氫能燃料電池行業(yè)的突 破口，以客車(chē)和城市物流車(chē)為切入領(lǐng)域，重點(diǎn)在可再生能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫豐富的區(qū) 域推廣中大型客車(chē)、物流車(chē)，逐步推廣至載重量大、長(zhǎng)距離的中重卡、牽引車(chē)、港口拖 車(chē)及乘用車(chē)等。2030-2035 年，實(shí)現(xiàn)氫能及燃料電池汽車(chē)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，燃料電池 汽車(chē)保有量將達(dá)到 100 萬(wàn)輛左右，完全掌握燃料電池核心關(guān)鍵技術(shù)，建立完備的燃料電 池材料、部件、系統(tǒng)的制備與生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。

2021 年 9 月，財(cái)政部、工信部、科技部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于啟動(dòng) 燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作的通知》，同意北京市、上海市和廣東省城市群作為全國(guó)首 批示范城市群，啟動(dòng)實(shí)施燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作，示范期為 4 年。在 4 年示范期內(nèi)， 國(guó)家五部委將通過(guò)“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式對(duì)示范城市群給予獎(jiǎng)勵(lì)。考核內(nèi)容主要包括“燃料 電池汽車(chē)推廣應(yīng)用”、“關(guān)鍵零部件研發(fā)產(chǎn)業(yè)化”和“氫能供應(yīng)”三部分。

2021 年 10 月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》，指出積極擴(kuò)大包括氫 能在內(nèi)的新能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用。到 2030 年，當(dāng)年新增新能源、清潔能源動(dòng)力的 交通工具比例達(dá)到 40%左右。

根據(jù)我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0》規(guī)劃：到 2025 年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占總 銷(xiāo)量的 20%左右，氫燃料電池汽車(chē)保有量達(dá)到 10 萬(wàn)輛左右；到 2030 年，新能源汽車(chē)銷(xiāo) 量占總銷(xiāo)量的 40%左右；到 2035 年，新能源汽車(chē)成為主流，占總銷(xiāo)量的 50%以上，氫 燃料電池汽車(chē)保有量達(dá)到 100 萬(wàn)輛左右。預(yù)計(jì)到 2025 年和 2035 年，我國(guó)加氫站數(shù)量分 達(dá)到 1000 座和 5000 座。

 4.核心技術(shù)自主突破，逐漸夯實(shí)國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)

4.1 關(guān)鍵指標(biāo)追趕國(guó)際先進(jìn)水平

整體而言，目前我國(guó)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵材料和部件供應(yīng)鏈基礎(chǔ)仍較為薄弱，產(chǎn)業(yè) 鏈總體尚未形成較為穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系，零部件體系的全面國(guó)產(chǎn)化尚需一定時(shí)間。

日本、美國(guó)等國(guó)家在氫能與燃料電池領(lǐng)域歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，技術(shù)發(fā)展階段與產(chǎn)業(yè)化程 度整體領(lǐng)先我國(guó)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)國(guó)際間合作較多，與豐田汽車(chē)、Ballard、 Hydrogenics 等國(guó)際領(lǐng)先燃料電池企業(yè)開(kāi)展戰(zhàn)略合作，采取包括技術(shù)授權(quán)、股權(quán)投資、合 作研發(fā)等方式不斷加快技術(shù)進(jìn)步、推進(jìn)產(chǎn)品量產(chǎn)和提升行業(yè)影響力。

 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能參數(shù)，包括能量效率、功率密度、低溫啟動(dòng)性能以及關(guān)鍵材料和部件的成本降低和耐久性提升，均是燃料電池汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化的必備基礎(chǔ)。

我國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過(guò)近年來(lái)快速發(fā)展，目前已初步掌握了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、電 堆及其他關(guān)鍵部件的關(guān)鍵技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的車(chē)用燃料電池技術(shù)體系， 質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層、膜電極和雙極板等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國(guó)際水平。

國(guó)內(nèi)企業(yè)億華通在 2018 年 9 月完成了新一代國(guó)產(chǎn)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng) YHTG75 樣機(jī)的 自主研發(fā)。比較而言，其燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)與我國(guó)同行業(yè)可比公司 相比具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，低溫啟動(dòng)能力與系統(tǒng)峰值效率更是達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，但額定 功率與質(zhì)量功率密度較國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)仍存在一定差距。

 4.2 規(guī)模化生產(chǎn)將有效降低成本

雖然我國(guó)燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)量在近幾年獲得明顯增加，已進(jìn)入商業(yè)化的初期階段，但由于 總體產(chǎn)量規(guī)模仍然較小，燃料電池系統(tǒng)成本仍然較高，因此現(xiàn)階段整車(chē)成本仍然高于動(dòng) 力電池汽車(chē)和燃油車(chē)，成為制約燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。未來(lái)隨著生產(chǎn)規(guī)模 的擴(kuò)大，燃料電池系統(tǒng)成本將快速下降。根據(jù)美國(guó)能源部對(duì)燃料電池系統(tǒng)及電堆成本與 產(chǎn)量規(guī)模關(guān)系的測(cè)算，當(dāng)廠商燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到 50 萬(wàn)套時(shí)，燃料電池電堆及 發(fā)動(dòng)機(jī)成本可分別下降至 19 美元/千瓦及 45 美元/千瓦，成本較年產(chǎn)量 1000 套情況下分 別下降 84%、75%。

 電堆成本是燃料電池系統(tǒng)成本的主要構(gòu)成部分，電堆中除了鉑催化劑外，其他主要材料 包括石墨、聚合物膜、鋼等，且近年來(lái)單位功率鉑載量隨著技術(shù)突破不斷下降，鉑回收 利用成本低，因此長(zhǎng)期來(lái)看，未來(lái)燃料電池汽車(chē)成本有望達(dá)到和動(dòng)力電池汽車(chē)、燃油汽 車(chē)的成本相當(dāng)。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

5.國(guó)內(nèi)外燃料電池領(lǐng)先企業(yè)比較

我們從燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)出發(fā)，梳理了目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)發(fā)展情況。

燃料電池電堆生產(chǎn)企業(yè)：燃料電池電堆的研發(fā)和生產(chǎn)具備較高的技術(shù)壁壘，以豐田汽車(chē) 為代表的國(guó)際知名車(chē)企大多自行開(kāi)發(fā)或與合作伙伴共同開(kāi)發(fā)燃料電池電堆，一般不對(duì)外 開(kāi)放。以 Ballard、Hydrogenics 為代表的國(guó)際知名電堆生產(chǎn)企業(yè)在燃料電池領(lǐng)域深耕多年， 具有較強(qiáng)的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化能力，可以對(duì)外單獨(dú)供應(yīng)車(chē)用電堆。目前，國(guó)內(nèi)能夠獨(dú)立 自主開(kāi)發(fā)電堆并經(jīng)過(guò)多年實(shí)際應(yīng)用的主要包括新源動(dòng)力、神力科技等企業(yè)，一些新興的 燃料電池企業(yè)通過(guò)獲得國(guó)外技術(shù)授權(quán)、成立合資公司等方式生產(chǎn)燃料電池電堆。

膜電極生產(chǎn)企業(yè)：目前，國(guó)產(chǎn)膜電極關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平，但在專(zhuān)業(yè)技術(shù)特 性、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力、批量化生產(chǎn)工藝還存在差距。國(guó)外膜電極供應(yīng)商主要包括 Johnson Matthey、Ballard 等具備大規(guī)模的流水線生產(chǎn)能力的供應(yīng)商；豐田汽車(chē)、本田汽車(chē)等燃 料電池車(chē)企自主開(kāi)發(fā)了用于其自身乘用車(chē)產(chǎn)品的膜電極但并不對(duì)外銷(xiāo)售；我國(guó)專(zhuān)業(yè)膜電 極供應(yīng)商已具備膜電極批量化生產(chǎn)能力，產(chǎn)品出口海外。

雙極板生產(chǎn)企業(yè)：雙極板按材料可分為石墨雙極板和金屬雙極板，石墨雙極板電堆具有 耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于商用車(chē)領(lǐng)域，代表性企業(yè)為 Ballard、Hydrogenics；金屬 雙極板電堆以其體積小、易于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于乘用車(chē)領(lǐng)域，代表性企業(yè)為 豐田汽車(chē)等。目前石墨雙極板已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，金屬雙極板尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)批量供應(yīng)。

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)：目前國(guó)際上燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)技術(shù)水平較為領(lǐng)先的企業(yè)主要有：Ballard 和 Hydrogenics。國(guó)內(nèi)主要的燃料電池企業(yè)包括億華通、新源動(dòng)力、上海 重塑、弗爾賽、江蘇清能等。我們將國(guó)際領(lǐng)先的 Ballard 和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的億華通進(jìn)行比較如 下：

Ballard：Ballard 是質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，自 1979 年成立以 來(lái)一直致力于燃料電池及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)制造，在 40 年發(fā)展歷史中累計(jì)投入超過(guò) 10 億 美元用于研究和開(kāi)發(fā)質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)，已生產(chǎn)超過(guò) 850 兆瓦的質(zhì)子交換膜燃料 電池產(chǎn)品。目前已成為集設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的燃料電池供應(yīng)商，其主要產(chǎn) 品包括 30-100kW 的燃料電池系統(tǒng)及 4-50kW 的燃料電池電堆，產(chǎn)品被應(yīng)用于商用車(chē)、后 備電源、物資搬運(yùn)設(shè)備等各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，并為客戶提供整體解決方案。

Ballard 業(yè)務(wù)覆蓋中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本等數(shù)十個(gè)國(guó)家，主要客戶包括戴姆勒奔 馳、奧迪、大眾、BAE System、Plug Power 等整車(chē)巨頭、軍工企業(yè)和叉車(chē)公司，技術(shù)處 于國(guó)際領(lǐng)先水平，吸引了濰柴動(dòng)力、大洋電機(jī)、聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）等多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)與 制造行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)對(duì)其進(jìn)行投資。同時(shí)，Ballard 對(duì)濰柴動(dòng)力、大洋電機(jī)、國(guó)鴻氫能等多 個(gè)我國(guó)燃料電池領(lǐng)域新興企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)授權(quán)，許可上述企業(yè)應(yīng)用其技術(shù)生產(chǎn)燃料電池 電堆。

 Ballard 的營(yíng)業(yè)收入全部來(lái)源于燃料電池產(chǎn)品。2018-2020 年的營(yíng)業(yè)收入分別為 6.63 億元、 7.42 億元、6.78 億元，同比增速分別為-16%、12%、-9%；2018-2020 年連續(xù)三年虧損， 且虧損幅度持續(xù)擴(kuò)大，歸母凈利潤(rùn)分別為-1.88 億元、-2.72 億元、-3.35 億元。

億華通：公司是國(guó)內(nèi)少數(shù)具備燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)批量化生產(chǎn)能力的企業(yè)之一，其核心 產(chǎn)品為自主研發(fā)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，突破了高功率密度燃料電池系統(tǒng)集成、車(chē)載氫 系統(tǒng)集成、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)低溫快速啟動(dòng)、空氣流量與壓力解耦控制、水含量閉環(huán) 控制等多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)。其子公司神力科技具備核心部件燃料電池電堆自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是 國(guó)內(nèi)極少數(shù)具備電堆量產(chǎn)能力的企業(yè)之一，用于配套億華通生產(chǎn)銷(xiāo)售的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)。目前，公司及子公司具備 2000 臺(tái)/年的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)能力和 1000 臺(tái)/年的 電堆生產(chǎn)能力。公司燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)及電堆生產(chǎn)涉及大量零部件采購(gòu)，除少數(shù)高規(guī)格、 國(guó)產(chǎn)替代難度較高、驗(yàn)證周期較長(zhǎng)的部件采用進(jìn)口產(chǎn)品外，公司零部件國(guó)產(chǎn)化率已大幅 上升，產(chǎn)品關(guān)鍵性能接近國(guó)際先進(jìn)水平。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要覆蓋 30kW、60kW 和 75kW 系列。

億華通的營(yíng)業(yè)收入全部來(lái)源于氫燃料電池行業(yè)，且業(yè)務(wù)幾乎全部來(lái)自國(guó)內(nèi)。其中發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)的收入占比約 90%，此外，還有零部件業(yè)務(wù)、技術(shù)開(kāi)發(fā)及服務(wù)等，二者分別占比 5% 左右。

 2018-2020 年，億華通的營(yíng)業(yè)收入分別為 3.68 億元、5.54 億元、5.72 億元，同比增速分 別為 83.12%、50.25%、3.37%；歸母凈利潤(rùn)分別為 23.12 億元、63.92 億元、-22.52 億元， 同比增速分別為-24.05%、176.5%、-135.24%。2019 年公司營(yíng)收和凈利潤(rùn)均實(shí)現(xiàn)較大幅度 增長(zhǎng)，在于當(dāng)年我國(guó)燃料電池汽車(chē)下游市場(chǎng)需求上升，同時(shí)隨著公司實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)批量供應(yīng)、電堆國(guó)產(chǎn)化以及零部件供應(yīng)鏈逐步完善，盈利能力得以提升。

從盈利能力指標(biāo)來(lái)看，億華通的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均優(yōu)于 Ballard。億華通和 Ballard 的毛利率在近 三年均呈逐年下滑趨勢(shì)，億華通從 2018 年的 50.32%下降至 2020 年的 43.66%，Ballard 從 2018 年的 30.72%下降至 2020 年的 20.2%。ROE 方面，Ballard 近三年的 ROE 均為負(fù)數(shù)， 億華通 2018-2019 年 ROE 在 5%左右，2020 年下滑至-0.99%。