燃料電池定義：
 

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學裝置，又稱電化學發(fā)電器。燃料電池具備運行中零排放、高效率等優(yōu)異特性，是我國在交通運輸領域?qū)崿F(xiàn)低碳排放的重要技術路線之一。燃料電池按導電離子類別可分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、直接醇類燃料電池（DMFC）。PEMFC具有功率密度大、重量輕、體積小、壽命長、工藝成熟、可低溫下快速啟動和工作等突出優(yōu)點，被認為是將來車用燃料電池最理想技術方案。

燃料電池行業(yè)發(fā)展歷程：
 

燃料電池并不是一個新產(chǎn)物，最早的燃料電池可以追溯到1839年，是由威爾士科學家威廉·格羅夫（WilliamGrove）發(fā)明出的原型。從2014年開始至今，中國、美國、日本及歐洲的一些國家開始著力于推動氫燃料電池技術的發(fā)展。通過政府政策鼓勵、技術進步及產(chǎn)業(yè)參與度提升等多方面的投入，燃料電池的應用已經(jīng)進入了一個黃金時代。目前在PEMFC向商業(yè)化邁進的過程中，氫能問題異常突出，氫供應設施建設投資巨大，氫的貯存與運輸技術以及氫的制備技術等還遠落后于PEMFC自身的發(fā)展，20世紀末，以醇類直接為燃料的燃料電池成為了研究與開發(fā)的熱點，受到了世界各國的廣泛重視，并取得了長足的進展。

我國氫燃料電池起步較晚，2001年國家863計劃“電動汽車”重大科技專項即已確立了以混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以多能源動力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機和動力電池為“三橫”的電動汽車“三縱三橫”研發(fā)布局，并持續(xù)全面組織啟動大規(guī)模電動汽車技術研發(fā)，其中包含了對燃料電池汽車和燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)。隨后國家相關部門出臺了一系列政策及研發(fā)計劃，促進氫燃料電池的研發(fā)進步，其內(nèi)容涵蓋了制氫、儲氫、燃料電池部件以及電堆與系統(tǒng)，氫燃料電池車等一系列課題，促進了整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與進步。

燃料電池行業(yè)核心技術：
 

燃料電池結(jié)構(gòu)單元主要由膜電極組件和雙極板構(gòu)成，其中膜電極組件是由質(zhì)子交換膜、催化劑與氣體擴散層組合而成的，為反應發(fā)生場所；雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板，其主要作用是通過流場給膜電極組件輸送反應氣體，同時收集和傳導電流并排出反應產(chǎn)生的水和熱。

燃料電池系統(tǒng)使用供氫系統(tǒng)提供的氫氣進行電化學反應，經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換輸出，以輸出滿足下游應用場景中不同電機工作電壓要求的電流。燃料電池的電化學反應，消耗氫氣與氧氣，將氫氣中蘊含的化學能轉(zhuǎn)化為電能，反應過程不涉及燃燒，反應產(chǎn)物為電、熱和水。燃料電池系統(tǒng)主要由燃料電池電堆、空氣/氫氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、DC/DC這五大系統(tǒng)構(gòu)成。燃料電池電堆可以通過電化學反應輸出電流；空氣/氫氣供給系統(tǒng)是為電堆供應合適壓力、純度、濕度的氫氣與空氣；水熱管理系統(tǒng)用于傳遞電化學反應產(chǎn)生的熱量，保持燃料電池內(nèi)部水平衡和熱平衡；DC/DC變換器用于實現(xiàn)燃料電池與整車高壓之間解耦。

燃料電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈：
 

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學裝置，又稱電化學發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術。由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能，不受卡諾循環(huán)效應的限制，因此效率高。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游材料，中游集成與下游應用。
 

上游材料：上游主要包括膜電極、雙極板和密封層。其中，膜電極由催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴散層三種組分構(gòu)成。膜電極是燃料電池電化學反應最重要的基本單元，它的結(jié)構(gòu)設計和制備工藝技術是燃料電池的關鍵技術，決定了電池的工作性能。
 

中游集成：中游的燃料電池系統(tǒng)由電堆、空氣/氫氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、DC/DC構(gòu)成。其中電堆由上游材料組成，空氣/氫氣供給系統(tǒng)則包括儲氫罐、空壓機、加濕器和氫氣循環(huán)泵，其中空壓機技術要求較高，國內(nèi)產(chǎn)量小。
 

下游應用：下游的應用主要包括便攜式燃料電池、固定式發(fā)電、燃料電池車。目前燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素是商用燃料電池車的發(fā)展疊加國家政策扶持，帶動燃料電池在乘用車上的應用。

燃料電池行業(yè)市場規(guī)模：
 

從全球燃料電池出貨量來看，全球燃料電池市場呈快速發(fā)展趨勢。2020年盡管受新冠肺炎疫情的影響增速有所放緩，但在亞太地區(qū)的拉動下全球燃料電池出貨量仍然保持增長態(tài)勢，達到1,300MW左右，同比增長約為10%，2016-2020年年復合增長率超過25%。根據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底全球包括乘用車、公交車、商用車以及中重型卡車等在內(nèi)投入運營的燃料電池車共34,804輛，同比增長38%。其中韓國投入運營的燃料電池車數(shù)量達10,093輛，占比達29%，首次取代美國成為全球燃料電池車運營數(shù)量最多的國家，其次分別為美國和中國。

我國氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)已基本涵蓋氫燃料電池整車、氫燃料電池系統(tǒng)、氫燃料電池電堆及零部件領域，基本建成以整車制造及氫燃料電池系統(tǒng)為主的氫燃料電池車供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈體系，尤其是在系統(tǒng)、電堆等方面已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化供應。2016-2020年我國氫燃料電池車保有量逐年攀升，近兩年受到疫情影響保有量增速有所下滑，根據(jù)中汽協(xié)及新能源汽車國家監(jiān)測與管理平臺公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2021年11月我國氫燃料電池汽車保有量為8,452輛。2016-2019年中國氫燃料電池汽車銷量逐年上升，2020年以及2021年銷量下滑的主要原因是疫情以及補貼政策轉(zhuǎn)向及示范城市群的開展導致銷量下降，預計產(chǎn)品銷量會延遲到2022年放量。截至2021年11月底，2021年我國氫燃料電池車銷售量超1,000輛，市場進入商業(yè)化初期。

燃料電池行業(yè)競爭格局：
 

目前燃料電池產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，主要以整車組裝、示范運營為主，產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心技術布局較少。目前我國自主研發(fā)和引進國外成熟技術的廠商并存，但關鍵部件材料性能與生產(chǎn)亟待提升。當前國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)裝機市場屬于寡頭競爭，CR5占比超過50%。2020年，國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)裝機市場份額排名前五的廠商分別為愛德曼、億華通、國鴻重塑、探索汽車、濰柴動力，市占率總和為約為70%�，F(xiàn)階段我國燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)及電堆獨立供應商主要分為三類，一類是較早從事燃料電池行業(yè)且具備自主核心技術的發(fā)動機供應商，以新源動力、億華通、弗爾賽為代表；另一類是近年來興起的以國際技術引進與合作見長、具備一定批量化生產(chǎn)能力的供應商，以上海重塑、國鴻氫能為代表；此外還有一系列上市公司通過投資、產(chǎn)業(yè)鏈合作與技術引進等方式不斷拓展燃料電池相關業(yè)務，以大洋電機、雄韜股份為代表。

燃料電池行業(yè)政策法規(guī)：
 

自2006年以來，我國在多項能源發(fā)展相關政策中提到氫能與燃料電池技術的推進，同時，目前我國已國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃的主要任務中提出要制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，隨著國家及地方產(chǎn)業(yè)政策的逐步實施、我國氫燃料電池核心技術的逐步突破積累、相關配套產(chǎn)業(yè)的逐步完善，氫燃料電池行業(yè)未來將有廣闊的發(fā)展空間。