2016年中国燃料电池车市场现状分析及发展趋势预测

一、中国燃料电池车市场现状分析

燃料电池车既有与燃油车相媲美的续航里程，同时充氢时间也仅需几分钟，比目前性能最好的特斯拉锂电池电动车性能要优秀很多，价格上也是远低于特斯拉锂电池电动车。随着技术的成熟和政策的支持，燃料电池即将走出产业发展探索期，迎来高速成长期。

目前全球燃料电池车快速增长，2015年投入运营的数量增速达到122%，计划增加的数量增速达到198%。从占比看，乘用车最大，占据了80%左右的份额，产业化正在加速推进。

全球燃料电池车增长迅速（台）

乘用车型燃料电池车占比最大

二、中国燃料电池行业概况

燃料电池（Fuel Cell）是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”，所以一个完整运作的氢能源汽车燃料电池动力系统由两个核心部分组成，提供能量的燃料电池堆，以及支持燃料电池堆的运作的辅助子系统。 “发电厂”燃料电池电堆的组成包括膜电极组件、双极板、密封件和紧固件，其中膜电极又可以分为催化剂、膜材料和扩散层。 辅助系统辅助子系统中最主要的就是供氢和供氧系统，包括空压机、增湿器、氢气循环泵、高压储氢罐等组件，另外还有水热管理子系统及监控子系统等。

构燃料电池动力系统主要部件

燃料电池动力系统的主要结构

燃料电池系统成本组成

燃料电池系统成下降曲线（$/KW）

目前市场上的燃料电池一共有5 种，分别是质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和磷酸盐燃料电池（PAFC）。其中AFC，PAFC，MCFC 属于第1-3 代燃料电池，在市场上已经逐步被性能更优异的第4SOFC 和第5 代PEMFC 代替。其中SOFC 更适用于工业发电设备，目前主要用于分布式发电及余热供热，未来有望成为主力发电设备，而PEMFC 主要应用在交通运输和一些固定式领域，是目前交通能源领域方面最备受瞩目的燃料电池。从出货量我们也可以看到，质子交换膜燃料电池是增长势头最猛同时也是占比最大的燃料电池类型。

PEMFC 正逐渐淘汰市场上其他燃料电池

PEMFC 虽然在性能上适合车用，但其成本仍然偏高。一个质子交换膜燃料电池主要由膜电极组件（MEA）、双极板和密封圈组成。而膜电极是其中关键部件组件，它由质子交换膜、催化剂以及扩散层组成。催化剂目前主要用的是铂金，占燃料电池堆总成本的60%，这是PEMFC 成本居高不下的主要原因。

质子交换膜燃料电池的构成

伦敦现货铂价格（$/troz）

铂金因为稀有价格很难下降，08 年以来基本都在800-1800$/troz 之间浮动。因而很多研究机构和厂商希望通过减少其用量来降低成本。07 年之后燃料电池成本有较大幅度的下降主要归功于铂的用量大幅减少，但12 年起铂用量下降途径也遇到瓶颈。

燃料电池堆的产业链主要由上游原材料商、中游组装商和应用方三部分构成。全球众多公司在开展相关业务，其中美国、日本、欧洲和加拿大实力比较强。

国内方面，在燃料电池汽车产业链上的中国企业主要集中于产业链上游质子交换膜燃料电池及相关组件的研制生产， 其中较出色的原材料供应商有中科同力、贵研铂业，三环集团则是国内优秀的固体氧化物电池隔膜板供应商。

国内中游燃料电池系统集成商主要有大连新源动力和上海神力科技。

燃料电池动力系统中不同于传统以及锂电汽车的主要组成部件是储氢系统、供气系统、增湿系统和氢气回流泵。其中成本占比较高的是储氢和供气系统，是系统中比较重要的两个部分。据DOE分析，储氢罐对功率和规模的敏感性较低，成本基本稳定在3400美元左右。供气系统对电池功率的敏感性较高，功率加大成本也显著增大，因此要满足车用条件，成本会更高。

燃料电池辅助系统成本分析

三、燃料电池汽车行业发展趋势预测

燃料电池堆高成本的主要因素有3点：产量小、燃料电池系统复杂度高、材料昂贵。其成本降低主要有2个途径，第一个就是在燃料电池堆技术上有所突破，减少特殊材料用量以及简化燃料电池堆系统，第二个是规模化。

在技术突破方面，取消和合并零部件是简化系统最有效的方式。以丰田Mirai为例，Mirai的燃料电池使用了新型电极，质子交换膜的厚度减薄了三分之二，高价聚合物电解质的用量也相应的减少，并且通过优化铂钴合金比，催化剂的性能提高了80%，催化剂的碳载体也由空心体改为实体，这使得铂金催化剂只能附着于碳载体表面而不会进入到内部空心中，铂的利用率提高为原来的两倍，消耗量减少了三分之二。此外，Mirai的燃料电池系统取消了外部增湿器和氢气稀释器，高压氢瓶数量减为2个，空压机类型由涡旋式改为罗茨式，同时将进气阀和分流阀合并、排气阀与调压阀合并。这些技术创新大大降低了单位面积电极的材料成本。

在规模化方面，如果燃料电池车能够像传统汽油车零件一样进行批量化生产，那么燃料电池车的成本将大幅降低。根据美国能源部的测算，产量扩大十倍后与2万台/年相比，整车成本将下降23%；同时电堆技术有突破和无突破相比，成本将下降23%； 两者叠加带来的成本下降将达到45%。