2021年中國(guó)氫燃料電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析：行業(yè)發(fā)展迅速，供應(yīng)鏈不斷完善[圖]

一、產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

燃料電池是一種非燃燒過程的電化學(xué)能轉(zhuǎn)換裝置。將氫氣和氧氣的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為電能。其工作原理是H2在陽(yáng)極催化劑作用下被氧化成H+和e-，H+通過質(zhì)子交換膜達(dá)到正極，與O2在陰極反應(yīng)生成水，e-通過外電路達(dá)到陰極，連續(xù)不斷的反應(yīng)就產(chǎn)生了電流。氫燃料電池主要包括電池組件和燃料兩個(gè)部分。

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈

資料來(lái)源：智研咨詢整理

二、上游行業(yè)

1、電池設(shè)備

（1）氫燃料電池電堆

氫燃料電池電堆是燃料電池中氫燃料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，是燃料電池的核心。燃料電池電堆包括催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、雙極板，以及其他結(jié)構(gòu)件如集流板、密封件、端板等各種部件。2021年電堆成本約占燃料電池系統(tǒng)成本65%，所以降低電堆成本是燃料電池系統(tǒng)商業(yè)化的關(guān)鍵。

燃料電池系統(tǒng)成本分布

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在示范城市群落地，企業(yè)為保證及時(shí)交付進(jìn)行大量備貨，氫燃料電池電堆平均單堆功率顯著提升因素影響下，2021年中國(guó)氫燃料電池電堆出貨量大幅增長(zhǎng)128%至757MW。

2018-2021年中國(guó)氫燃料電池電堆出貨量

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燃料電堆的研發(fā)和生產(chǎn)具備較高的技術(shù)壁壘，以豐田汽車為代表的國(guó)際知名車企大多自行開發(fā)或與合作伙伴共同開發(fā)燃料電池電堆，一般不對(duì)外開放。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)電堆。目前，國(guó)內(nèi)能夠獨(dú)立自主開發(fā)電堆并經(jīng)過多年實(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。

2021年中國(guó)燃料電池電堆企業(yè)出貨量TOP10廠商分別為國(guó)鴻氫能、氫晨科技、神力科技、愛德曼、清能股份、氫璞創(chuàng)能、濰柴動(dòng)力、國(guó)電投氫能、東方氫能、航天氫能（上海）。

2021年中國(guó)氫燃料電池電堆出貨量TOP10企業(yè)

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（2）膜電極

膜電極是燃料電池電堆核心，主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜以及氣體擴(kuò)散層。膜電極的質(zhì)量直接決定了氫燃料電池的功率密度、壽命以及耐久性等重要指標(biāo)。常見的膜電極根據(jù)其中電解質(zhì)的不同，可分為堿性燃料電池（AFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）幾種。

我國(guó)膜電極的起步雖然較晚，但發(fā)展非常迅速。在中國(guó)氫燃料電池電堆出貨量大幅增長(zhǎng)的情況下，中國(guó)國(guó)產(chǎn)膜電極需求量也快速擴(kuò)張，2021年中國(guó)國(guó)產(chǎn)膜電極需求量達(dá)12.9萬(wàn)平米，同比增長(zhǎng)160%。其中鴻基創(chuàng)能、唐鋒能源、武漢理工氫電、擎動(dòng)科技、億氫科技為國(guó)產(chǎn)膜電極出貨量TOP5企業(yè)。

2020-2021年中國(guó)國(guó)產(chǎn)膜電極需求量

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（3）質(zhì)子交換膜

質(zhì)子交換膜為燃料電池電堆的重要組成部分之一。質(zhì)子交換膜主要用來(lái)隔離兩極，傳遞質(zhì)子(H+)，其基本原理是氫離子與質(zhì)子交換膜上的磺酸基結(jié)合，然后從一個(gè)磺酸基到另一個(gè)磺酸基，最終傳遞到膜的另一端，電子以及陰離子則無(wú)法通過。按照含氟情況分類，可分為全氟磺酸膜、部分氟化聚合物質(zhì)子交換膜、復(fù)合質(zhì)子交換膜以及非氟化物質(zhì)子交換膜幾種。目前，常用的商業(yè)化離子交換膜為全氟磺酸膜。

在質(zhì)子交換膜市場(chǎng)方面，主要被美國(guó)科慕公司、陶氏公司等國(guó)外企業(yè)壟斷，但隨著我國(guó)質(zhì)子交換膜技術(shù)的突破，國(guó)產(chǎn)質(zhì)子交換膜市場(chǎng)占比有所提升，2021年中國(guó)國(guó)產(chǎn)膜電極生產(chǎn)需要11.2萬(wàn)平方米的質(zhì)子交換膜，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)11.6%，較上年提升了4.1個(gè)百分點(diǎn)，隨著需求的增長(zhǎng)，未來(lái)國(guó)產(chǎn)化率將進(jìn)一步提升。

2020-2021年中國(guó)質(zhì)子交換膜需求量

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（4）雙極板

雙極板通常為正反均帶有氣體流道的石墨或金屬薄板，被置于膜電極兩側(cè)，起到支撐機(jī)械結(jié)構(gòu)、均勻分配氣體、排水、導(dǎo)熱、導(dǎo)電的作用。因此，雙極板需要滿足電導(dǎo)率高、導(dǎo)熱性強(qiáng)、氣體致密性好、機(jī)械以及耐腐蝕性能優(yōu)良等要求。

目前，雙極板主要可以分為石墨雙極板、金屬雙極板、復(fù)合材料雙極板三類，其中石墨雙極板以其優(yōu)異的導(dǎo)電性和抗腐蝕能力成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品。在氫燃料電池火爆發(fā)展的背景下，石墨雙極板出貨量急速擴(kuò)張，2021年中國(guó)氫燃料電池石墨雙極板出貨規(guī)模為2.94億元，增幅為49.2%，加工類型以CNC為主。

2020-2021年中國(guó)氫燃料電池石墨雙極板出貨規(guī)模

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2、燃料

燃料電池是氫能的重要應(yīng)用方式，氫作為清潔、高效、可持續(xù)的能源載體，是應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵抓手之一。我國(guó)為世界第一大產(chǎn)氫國(guó)，擁有豐富的燃料供給，2021年氫氣產(chǎn)量達(dá)3300萬(wàn)噸。

2015-2021年中國(guó)氫氣產(chǎn)量

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相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2022-2028年中國(guó)氫燃料電池行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)格局及前景戰(zhàn)略分析報(bào)告》

三、中游行業(yè)

目前，我國(guó)氫燃料電池行業(yè)正處于快速發(fā)展期，2021年中國(guó)燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)量創(chuàng)新高達(dá)173MW，同比增長(zhǎng)119%，未來(lái)在國(guó)家政策的支持下及企業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新下，我國(guó)燃料電池行業(yè)發(fā)展空間巨大。

2016-2021年中國(guó)燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)量

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四、下游行業(yè)

氫燃料電池技術(shù)可廣泛應(yīng)用于汽車、軌道交通、船舶等交通領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于分布式發(fā)電，建筑熱電聯(lián)供等領(lǐng)域。最主要的應(yīng)用場(chǎng)景是燃料電池汽車，行業(yè)下游參與者主要為整車廠。

過去十余年間在國(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)開展了氫燃料電池汽車的研究、開發(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的研發(fā)體系和制造能力，并開展了系統(tǒng)的示范運(yùn)營(yíng)。我國(guó)燃料電池汽車銷量于2016年開始快速起步，目前已處于商業(yè)化初期階段但尚未形成規(guī)模效應(yīng)，行業(yè)發(fā)展空間廣闊。2021年中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為1777輛、1586輛，較上年有所增長(zhǎng)。

2016-2021年中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷量

資料來(lái)源：中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、智研咨詢整理

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《2022-2028年中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。