一、中國燃料電池車市場現(xiàn)狀分析

燃料電池車既有與燃油車相媲美的續(xù)航里程，同時充氫時間也僅需幾分鐘，比目前性能最好的特斯拉鋰電池電動車性能要優(yōu)秀很多，價格上也是遠低于特斯拉鋰電池電動車。隨著技術(shù)的成熟和政策的支持，燃料電池即將走出產(chǎn)業(yè)發(fā)展探索期，迎來高速成長期。

目前全球燃料電池車快速增長，2015年投入運營的數(shù)量增速達到122%，計劃增加的數(shù)量增速達到198%。從占比看，乘用車最大，占據(jù)了80%左右的份額，產(chǎn)業(yè)化正在加速推進。

全球燃料電池車增長迅速（臺）

乘用車型燃料電池車占比最大

二、中國燃料電池行業(yè)概況

燃料電池（Fuel Cell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它從外表上看有正負極和電解質(zhì)等，像一個蓄電池，但實質(zhì)上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”，所以一個完整運作的氫能源汽車燃料電池動力系統(tǒng)由兩個核心部分組成，提供能量的燃料電池堆，以及支持燃料電池堆的運作的輔助子系統(tǒng)。 “發(fā)電廠”燃料電池電堆的組成包括膜電極組件、雙極板、密封件和緊固件，其中膜電極又可以分為催化劑、膜材料和擴散層。 輔助系統(tǒng)輔助子系統(tǒng)中最主要的就是供氫和供氧系統(tǒng)，包括空壓機、增濕器、氫氣循環(huán)泵、高壓儲氫罐等組件，另外還有水熱管理子系統(tǒng)及監(jiān)控子系統(tǒng)等。

構(gòu)燃料電池動力系統(tǒng)主要部件

燃料電池動力系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

燃料電池系統(tǒng)成本組成

燃料電池系統(tǒng)成下降曲線（$/KW）

目前市場上的燃料電池一共有5 種，分別是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、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）和磷酸鹽燃料電池（PAFC）。其中AFC，PAFC，MCFC 屬于第1-3 代燃料電池，在市場上已經(jīng)逐步被性能更優(yōu)異的第4SOFC 和第5 代PEMFC 代替。其中SOFC 更適用于工業(yè)發(fā)電設(shè)備，目前主要用于分布式發(fā)電及余熱供熱，未來有望成為主力發(fā)電設(shè)備，而PEMFC 主要應(yīng)用在交通運輸和一些固定式領(lǐng)域，是目前交通能源領(lǐng)域方面最備受矚目的燃料電池。從出貨量我們也可以看到，質(zhì)子交換膜燃料電池是增長勢頭最猛同時也是占比最大的燃料電池類型。

PEMFC 正逐漸淘汰市場上其他燃料電池

PEMFC 雖然在性能上適合車用，但其成本仍然偏高。一個質(zhì)子交換膜燃料電池主要由膜電極組件（MEA）、雙極板和密封圈組成。而膜電極是其中關(guān)鍵部件組件，它由質(zhì)子交換膜、催化劑以及擴散層組成。催化劑目前主要用的是鉑金，占燃料電池堆總成本的60%，這是PEMFC 成本居高不下的主要原因。

質(zhì)子交換膜燃料電池的構(gòu)成

倫敦現(xiàn)貨鉑價格（$/troz）

鉑金因為稀有價格很難下降，08 年以來基本都在800-1800$/troz 之間浮動。因而很多研究機構(gòu)和廠商希望通過減少其用量來降低成本。07 年之后燃料電池成本有較大幅度的下降主要歸功于鉑的用量大幅減少，但12 年起鉑用量下降途徑也遇到瓶頸。

燃料電池堆的產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游原材料商、中游組裝商和應(yīng)用方三部分構(gòu)成。全球眾多公司在開展相關(guān)業(yè)務(wù)，其中美國、日本、歐洲和加拿大實力比較強。

國內(nèi)方面，在燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的中國企業(yè)主要集中于產(chǎn)業(yè)鏈上游質(zhì)子交換膜燃料電池及相關(guān)組件的研制生產(chǎn)， 其中較出色的原材料供應(yīng)商有中科同力、貴研鉑業(yè)，三環(huán)集團則是國內(nèi)優(yōu)秀的固體氧化物電池隔膜板供應(yīng)商。

國內(nèi)中游燃料電池系統(tǒng)集成商主要有大連新源動力和上海神力科技。

燃料電池動力系統(tǒng)中不同于傳統(tǒng)以及鋰電汽車的主要組成部件是儲氫系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)和氫氣回流泵。其中成本占比較高的是儲氫和供氣系統(tǒng)，是系統(tǒng)中比較重要的兩個部分。據(jù)DOE分析，儲氫罐對功率和規(guī)模的敏感性較低，成本基本穩(wěn)定在3400美元左右。供氣系統(tǒng)對電池功率的敏感性較高，功率加大成本也顯著增大，因此要滿足車用條件，成本會更高。

燃料電池輔助系統(tǒng)成本分析

三、燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測

燃料電池堆高成本的主要因素有3點：產(chǎn)量小、燃料電池系統(tǒng)復雜度高、材料昂貴。其成本降低主要有2個途徑，第一個就是在燃料電池堆技術(shù)上有所突破，減少特殊材料用量以及簡化燃料電池堆系統(tǒng)，第二個是規(guī)模化。

在技術(shù)突破方面，取消和合并零部件是簡化系統(tǒng)最有效的方式。以豐田Mirai為例，Mirai的燃料電池使用了新型電極，質(zhì)子交換膜的厚度減薄了三分之二，高價聚合物電解質(zhì)的用量也相應(yīng)的減少，并且通過優(yōu)化鉑鈷合金比，催化劑的性能提高了80%，催化劑的碳載體也由空心體改為實體，這使得鉑金催化劑只能附著于碳載體表面而不會進入到內(nèi)部空心中，鉑的利用率提高為原來的兩倍，消耗量減少了三分之二。此外，Mirai的燃料電池系統(tǒng)取消了外部增濕器和氫氣稀釋器，高壓氫瓶數(shù)量減為2個，空壓機類型由渦旋式改為羅茨式，同時將進氣閥和分流閥合并、排氣閥與調(diào)壓閥合并。這些技術(shù)創(chuàng)新大大降低了單位面積電極的材料成本。

在規(guī)模化方面，如果燃料電池車能夠像傳統(tǒng)汽油車零件一樣進行批量化生產(chǎn)，那么燃料電池車的成本將大幅降低。根據(jù)美國能源部的測算，產(chǎn)量擴大十倍后與2萬臺/年相比，整車成本將下降23%；同時電堆技術(shù)有突破和無突破相比，成本將下降23%； 兩者疊加帶來的成本下降將達到45%。