氫能源及燃料電池產業(yè)鏈

 1、氫能產業(yè)鏈：加氫站網絡是燃料電池汽車發(fā)展重要條件

我國加氫站稀少是阻礙燃料電池汽車量產的原因之一，在政策扶持下，加氫站將加快建 設腳步。截止 2020 年 2 月，我國累計建成加氫站 66 座，其中主要集中在山東（6 座）、江蘇 （6 座）、上海（10 座）、廣東（17 座）。根據國家規(guī)劃，2020 年我國將建成 100 座加氫站，到 2030 年實現建成 1000 座加氫站的目標。我國加氫站建設成本較高，燃料汽車市場保有量較少， 疊加較高的氫氣成本后，加氫站在沒有進一步政策扶持的情況下基本均處于虧損狀態(tài)。加氫站 的數量主要與各地補貼政策力度直接相關，政府補貼是刺激各地建設加氫站的一個主要動力。

加氫站核心裝備需要進口導致建設成本高。加氫站分為外供氫加氫站和站內制氫加氫站 兩種，我國目前主要以外供氫高壓加氫站為主。過去幾年加氫站建設成本總體呈下降趨勢，然 而其中壓縮機、儲氫罐、加注設備三大核心裝備卻仍需依賴進口，直接導致建設加氫站成本高 企。未來加氫站的建設成本將通過擴大規(guī)?；可a逐步降低。

2、燃料電池的核心部件：電堆

國內電堆企業(yè)核心技術較國外仍有一定差距。電堆被稱之為燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的心臟， 是燃料電池發(fā)動機的動力來源，是整個燃料電池產業(yè)鏈中成本和技術的核心，主要由多層膜電 極和雙極板堆疊而成。燃料電堆的研發(fā)和生產具備較高的技術壁壘，以豐田汽車為代表的國際 知名車企大多自行開發(fā)或與合作伙伴共同開發(fā)電堆，一般不對外開放；以 Ballard、 Hydrogenics 為代表的國際知名電堆生產企業(yè)在燃料電池領域深耕多年，具有較強的技術積累 和產業(yè)化能力，可以對外單獨供應車用電堆。國內電堆生產技術整體而言距離國外還有一定差 距，但有多個企業(yè)在積極研發(fā)屬于自己的電堆技術專利，提高國產電堆性能并減少成本，代表 企業(yè)有大連新源動力、神力科技、東方氫能、氫璞創(chuàng)能、武漢眾宇、明天氫能等，還有部分企 業(yè)主要依靠引進國外先進技術生產電堆，例如 2016 年與加拿大 Ballard 簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議的 國鴻氫能。

國內電堆企業(yè)裝機正快速提升。衡量電堆性能的指標有耐久性、比功率和啟動溫度，我 國電堆及電堆內部零件企業(yè)在這幾項指標方面努力向國際優(yōu)秀乘用車企業(yè)看齊。在政策的扶持 下，目前國內電堆市場裝機量已經由此前的先進國外技術為主轉變到以自主技術為主。隨著國 內研發(fā)團隊專利數量快速增加，未來國產電堆實力不容小覷。

國外整車企業(yè)如本田、豐田以及現代都擁有自己的電堆研發(fā)技術和生產線，電堆在額定功 率、功率密度，啟動溫度等方面都處于乘用車頂尖水平，但生產出的電堆僅供品牌內部裝車供 應，這也是其品牌旗下的燃料電池車型占據市場主導地位的重要原因。

在第三方乘用車電堆制造商中，我國很多企業(yè)如上海神力（億華通子公司）和新源動力， 通過與大學/科技研究院等合作，自主研發(fā)出的電堆及電堆組件產品水平已經達到國際一線水 準。但在金屬雙極板電堆技術方面，因為沒有下游乘用車規(guī)?；瘧?，我國技術情況仍落后于 國外先進水平。

3、催化劑是減少電堆成本的關鍵

燃料電池的催化劑，對于催化的活性、穩(wěn)定性和耐久性的指標有較高要求，而為滿足要求 大量使用的貴金屬鉑（Pt）就是催化劑成本居高不下的原因，燃料電池商用車的單車用鉑量達 到 40g 以上。在保證催化質量的前提下減少鉑的用量是減少電堆成本的關鍵。目前我國研究的 主要方向是鉑炭催化劑，近年來也開始研發(fā)鉑鈷催化劑。

除了自身成本高以外，鉑催化劑還面臨壽命考驗，在使用過程中，催化劑并不是理想狀態(tài) 下完全不損耗的狀態(tài)，長期暴漏在陽極反應產生的 CO 下，催化劑會與其產生反應而導致“中 毒”失效，這也是未來技術上需要克服的難點。

4、雙極板對電池性能影響較大

雙極板是燃料電池電堆的核心結構件，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，起到支撐機械結構、均勻分配氣體進行陰陽極反應、導熱、導電的作用，其性能 優(yōu)劣將直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。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等特點，主要應用于商用車領域，代表性企業(yè)為 Ballard、 Hydrogenics 等;金屬雙極板電堆以其體積小、易于批量生產等特點，主要應用于乘用車領域， 代表性企業(yè)為豐田汽車等。目前石墨雙極板已實現國產化，金屬雙極板尚未實現國產批量供應。

金屬雙極板板性能優(yōu)秀，為燃料電池行業(yè)發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的石墨雙極板因體積大等問題 只能應用于客車等大型車，隨著乘用燃料電池車的發(fā)展，體積小、成本低且強度高的金屬雙極 板成為了我國燃料電池技術發(fā)展的新趨勢。高工鋰電數據，2019 年氫燃料電池電堆裝機中， 雙極板材料采用石墨板（含復合板）占比 91%，金屬板占比 9%。因為我國燃料電池汽車走的是 “先商后乘”的發(fā)展路線，未來雙極板也將實現由石墨板主流市場到金屬板主流市場的演變。這意味這率先掌握金屬板國產批量化生產的企業(yè)將在燃料電池乘用車市場搶占先機。