燃料電池雙極板市場(chǎng)規(guī)模與格局調(diào)查

燃料電池雙極板(Bipolar Plate，BP)又叫流場(chǎng)板，是電堆中的“骨架”，與膜電極層疊裝配成電堆，在燃料電池中起到支撐、收集電流、分配氣體的重要作用。隨著燃料電池汽車(chē)在國(guó)內(nèi)示范運(yùn)營(yíng)的逐步推進(jìn)，雙極板的市場(chǎng)規(guī)模同比有所擴(kuò)大。

近日，高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)正式發(fā)布的《2021年中國(guó)氫電產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)(1.0版)》顯示，2020年國(guó)內(nèi)氫燃料電池雙極板市場(chǎng)規(guī)模約為3.1億元，同比增長(zhǎng)8.8%，增長(zhǎng)的主要原因是2020年國(guó)內(nèi)外電堆出貨量的增長(zhǎng)。

從雙極板的材料構(gòu)成分類(lèi)來(lái)看，當(dāng)前石墨雙極板(含石墨復(fù)合雙極板)依然是市場(chǎng)應(yīng)用的主流，市場(chǎng)規(guī)模占比高達(dá)65%，金屬雙極板用量快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)占比達(dá)35%。

從雙極板的加工工藝來(lái)看，現(xiàn)階段石墨雙極板的加工形式有CNC和模壓兩種，2020年采用CNC工藝路線的石墨雙極板市場(chǎng)規(guī)模占比達(dá)到85%，仍是當(dāng)下的主流;另一方面，采用模壓工藝的石墨雙極板市場(chǎng)占比從2019年的不足10%，提升到15%左右，有了顯著的增長(zhǎng)。

與機(jī)加工石墨板相比，模壓復(fù)合石墨板最大的優(yōu)勢(shì)在于耗時(shí)短、效率高、抗彎強(qiáng)度好，更符合燃料電池商業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求，從2020年開(kāi)始，不少電堆企業(yè)開(kāi)始布局模壓復(fù)合石墨雙極板。

金屬雙極板則按照企業(yè)的加工能力分為全線定制化開(kāi)發(fā)、金屬板沖壓代工、涂層代加工等不同形式，其中全線定制開(kāi)發(fā)的金屬雙極板市場(chǎng)規(guī)模占比超過(guò)90%。

從布局雙極板的企業(yè)來(lái)看，石墨雙極板企業(yè)在我國(guó)的華東、華南、華中、華北和東北都有所分布，其中華東地區(qū)的雙極板企業(yè)數(shù)量最多，也是國(guó)內(nèi)石墨雙極板和金屬雙極板生產(chǎn)最為集中的地區(qū)。國(guó)內(nèi)主要的石墨雙極板企業(yè)上海弘楓、上海弘竣、浙江華熔和金屬雙極板企業(yè)上海治臻都位于華東地區(qū);華南的嘉裕碳素，華中的長(zhǎng)海電推、武漢喜瑪拉雅都涉足布局雙極板。

資料顯示，上海弘楓成立于1996年，是國(guó)內(nèi)最早專(zhuān)注于石墨雙極板的公司，自2008年獲得國(guó)家超薄型石墨雙極板的加工工藝的發(fā)明專(zhuān)利之后，上海弘楓團(tuán)隊(duì)持續(xù)在石墨雙極板領(lǐng)域研究和突破，2020年累計(jì)出貨量超300萬(wàn)片并遠(yuǎn)銷(xiāo)歐美等多個(gè)國(guó)家。

上海弘竣成立于2008年，是專(zhuān)業(yè)的燃料電池石墨雙極板生產(chǎn)商、產(chǎn)業(yè)化先行者。目前上海弘竣的第三代石墨雙極板材料在各方面性能上優(yōu)于同行，正在研發(fā)的第四代材料也馬上完成，性能會(huì)有進(jìn)一步的提高，目前該公司年產(chǎn)能150萬(wàn)片。

浙江華熔由上海欄能新材料有限公司和浙江鐵獅高溫材料有限公司合資組建而成。公司總投資1.12億元，公司設(shè)有碳材料研發(fā)中心、燃料電池石墨雙極板事業(yè)部、CNC機(jī)械加工事業(yè)部、石墨改性(涂層)事業(yè)部、抗氧化石墨事業(yè)部、石墨導(dǎo)熱膜模切事業(yè)部等多條先進(jìn)生產(chǎn)線。

上海治臻是國(guó)內(nèi)金屬雙極板行業(yè)的龍頭企業(yè)，累計(jì)開(kāi)發(fā)了6代具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的金屬雙極板，掌握“全工藝鏈集成”關(guān)鍵自主核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)給國(guó)內(nèi)核心主機(jī)廠及電堆企業(yè)的大規(guī)模量產(chǎn)供貨，成為國(guó)產(chǎn)金屬板技術(shù)實(shí)力“擔(dān)當(dāng)”。2019年上海治臻設(shè)立蘇州治臻全資子公司，項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后將具備1000萬(wàn)片的產(chǎn)能規(guī)模。

嘉裕碳素成立于2008年，是華南地區(qū)最早從事石墨銷(xiāo)售和加工配套廠家之一?，F(xiàn)階段，嘉裕碳素創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)出了超薄石墨雙極板，將產(chǎn)能提升至50-80萬(wàn)片/年，已成為國(guó)內(nèi)石墨雙極板市場(chǎng)備受矚目的主要供應(yīng)商之一。公司目前所生產(chǎn)的石墨雙極板，單面有槽厚度在0.5mm，雙面有槽厚度在0.8mm，一組石墨板的厚度在1.3mm左右。

除了主營(yíng)業(yè)務(wù)是雙極板的企業(yè)以外，國(guó)內(nèi)有不少電堆企業(yè)涉足雙極板領(lǐng)域，這些企業(yè)通過(guò)整合雙極板、膜電極、電堆等核心部件，打造燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。目前國(guó)內(nèi)涉足雙極板業(yè)務(wù)的電堆企業(yè)主要有明天氫能、愛(ài)德曼、國(guó)鴻氫能、新研氫能、氫璞創(chuàng)能、新源動(dòng)力等。

從技術(shù)路線來(lái)看，在目前以石墨雙極板為主體的雙極板市場(chǎng)格局中，金屬雙極板的力量正在逐漸增強(qiáng)。

與碳基材料相比，通過(guò)使用金屬雙極板，可以減小重量和體積，對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用而言，輕質(zhì)薄金屬板可提高功率密度，從而提高燃料電池的市場(chǎng)吸引力。

一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)推廣的主力軍都是商用車(chē)，并且絕大部分上路運(yùn)營(yíng)的燃料電池商用車(chē)基于更長(zhǎng)營(yíng)運(yùn)周期的考慮，絕大部分采用石墨板燃料電池，金屬板燃料電池現(xiàn)階段尚未在大范圍內(nèi)得到市場(chǎng)的認(rèn)可。

“金屬雙極板與石墨雙極板相比各有特點(diǎn)，雖然金屬雙極板在空間利用率上更有優(yōu)勢(shì)，但是其耐久性和長(zhǎng)壽命還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。”國(guó)內(nèi)一位燃料電池系統(tǒng)企業(yè)技術(shù)總監(jiān)告訴高工氫電，由于缺乏足夠的實(shí)地運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，金屬板燃料電池的長(zhǎng)壽命成為制約其規(guī)?；茝V的關(guān)鍵因素之一。

耐久性、長(zhǎng)壽命是影響金屬雙極板實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的攔路虎，現(xiàn)階段這個(gè)難題在上海治臻等金屬雙極板企業(yè)和新源動(dòng)力等電堆企業(yè)的共同努力下，正在被逐漸攻克。

以上海治臻為例，針對(duì)金屬雙極板的壽命問(wèn)題，上海治臻制定了“不銹鋼+復(fù)合涂層”方案，經(jīng)過(guò)多年摸索，上海治臻發(fā)明了鈦、鉻、氮、碳等多元復(fù)合涂層，這種多元復(fù)合涂層具有高耐蝕、高導(dǎo)電性能。經(jīng)測(cè)試，通過(guò)了乘用車(chē)連續(xù)10000小時(shí)實(shí)測(cè)壽命考核，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

耐腐蝕性的增強(qiáng)，提升了金屬雙極板的壽命，其市場(chǎng)應(yīng)用也得到顯著增長(zhǎng)。GGII數(shù)據(jù)顯示，金屬雙極板從2019年的22%的市場(chǎng)占比提升至2020年的35%，此消彼長(zhǎng)之下，金屬雙極板的市場(chǎng)份額正在逐漸增加。