1、正文目錄一、燃料電池問世已有百年，潛在應用較多5燃料電池發展歷史5燃料電池的技術路線5燃料電池潛在應用廣泛7二、交通應用是產業發展重點，商用車有望率先商業化11汽車領域一直是燃料電池發展的重點方向11我國政府積極扶持燃料電池汽車產業13美國、日本燃料電池汽車發展仍保持領先15電動汽車的發展為燃料電池汽車完成了良好的產業鋪墊18商用車領域有望率先商業應用19三、國內燃料電池產業鏈分析21電堆與配套系統構成21膜電極是電堆中最核心的部件22膜電極核心部件一：質子交換膜24膜電極核心部件二：催化劑24膜電極核心部件三：氣體擴散層25雙極板：主流是石墨板，趨勢是金屬板，但國產化程度較低25國內企業布局

2、情況梳理26四、投資建議28風險提示28相關報告28圖表目錄圖 1：燃料電池原理示意圖6圖 2：燃料電池分類6圖 3：燃料電池下游應用廣泛9圖 4：豐田固定式燃料電池9圖 5：松下家庭燃料電池ENE FARM9圖 6：固定式燃料電池在通信中的應用10圖 7：Ballard 燃料電池備用電源供應系統10圖 8：Horizon 便攜式燃料電池10圖 9：Horizon 固體儲氫裝置10圖 10：全球燃料電池專利申請前十企業11圖 11：燃料電池汽車與鋰電池汽車比較18圖 12：豐田 Mirai 工作原理18圖 13：燃料電池汽車與鋰電汽車合作（并聯式）19圖 14：燃料電池汽車與鋰電汽車合作（串聯

3、式）19圖 4：氫燃料電池產業鏈結構圖22圖 5：膜電極結構（MEA）23圖 6：雙極板分類26圖 7：新能源行業歷史PE Band29圖 8：新能源行業歷史PB Band29表 1：燃料電池發展歷程5表 2：主要幾種燃料電池路線的應用情況6表 3：各類燃料電池性能比較7表 4：燃料電池與其他電池綜合比較7表 5：燃料電池不同應用場景出貨數據8表 6：燃料電池不同地區出貨數據8表 7：燃料電池汽車發展里程11表 8：中國政府氫燃料電池的扶持政策框架13表 9：中國政府燃料電池補貼政策13表 10：各地方政府產業規劃政策13表 11：各地方政府補貼政策15表 12：全球主要國家燃料電池政策16表

4、 13：全球各國燃料電池汽車補貼政策16表 14：海外車企燃料電池汽車主要車型及推廣情況17表 15：全球燃料電池汽車銷量17表 16：全球燃料電池車型銷量情況18表 17：國內主要客車企業在燃料電池客車領域的推廣進展19表 18：質子交換膜燃料電池產業鏈成本構成（2017 年成本構成）21表 19：美國能源部對膜電極性能的目標23表 20：膜電極的三種生產工藝23表 21：國內外膜電極的性能比較23表 22：全球質子交換膜主要公司及產品24表 23：美國能源部對質子交換膜性能的目標24表 24：美國能源部對催化劑性能的目標25表 25：進口國產碳紙對比25表 26：幾種雙極板優缺點比較26表

5、 27：國內企業各環節上市公司參與情況梳理27一、燃料電池問世已有百年，潛在應用較多燃料電池發展歷史已經歷了比較長的發展時間。燃料電池已有一百多年發展歷史，目前應用主要集中在軍工、航天等高端應用領域。我國的燃料電池從 60 年代起開始研究，最早的是大連化學物理所開始航天燃料電池的研制，此后長春應用化學和上海硅酸鹽研究所等陸續承擔國防軍工上的燃料電池研究任務。目前，國內從事燃料電池研究的研究所、大學和公司超過了 100 家。燃料電池有其優缺點：由于燃料電池能源來源的開放性以及氫等燃料的高能量密度，燃料電池與普通電池相比，具備更高的電池容量與能量密度；同時，燃料電池的能量主要存儲在高壓氫中，加氫環

6、節較電動汽車充電要更快一些。其劣勢主要在于安全性和成本，鋰電等儲電系統可很好的與現有電力系統兼容，不需要太多的基礎設施投入，小功率的鋰電儲能基本不需要專門充電設施，只有新能源汽車等大容量動力電池需要相應的充電設施建設，電力供應體系是現成和完備的。但燃料電池除電堆、配套系統等產業的發展需求之外，還需要有相應的制氫、輸送氫能的體系，后者需要新的、龐大的產業配套和基礎設施支撐。表 1：燃料電池發展歷程時間燃料電池發展過程中重大事件1839 年格羅夫發明“氣體伏打電池”，格羅夫也被稱為“燃料電池之父”；1889 年蒙德和朗格爾改進氫氧“氣體電池”并正式確定其名稱為“燃料電池”；1896 年雅克研制成功

7、第一個數百瓦（大約 300 瓦）的煤燃料電池；1897 年能斯特發明“能斯特物質”YSZ（85%ZrO2+15%Y2O3),該物質是目前廣泛使用的高溫固體氧化物1899 年施密特發明第一個空氣擴散電極；1959 年培根和弗洛斯特研制成功 6KW 堿性燃料電池系統,并用來驅動叉車、圓盤鋸和電焊機；1959 年艾麗斯-查爾莫斯公司開發出第一輛堿性燃料電池拖拉機，可以推動 3000lb(1lb=0.4536kg)的重物；1960 年通用電氣公司開發成功質子交換膜燃料電池；1962 年質子交換膜燃料電池應用于雙子星座飛船；1965 年堿性燃料電池用于阿波羅登月飛船；1967 年通用汽車開發成功第一輛堿

8、性燃料電池電動汽車 Electrovan；1970 年科爾地什組裝了第一輛堿性燃料電池-鉛酸電池混合動力轎車；1972 年杜邦公司和格羅特發明了全氟磺酸質子交換膜；1979 年在美國紐約完成了 4.5MW 磷酸燃料電池電廠的測試；1986 年洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）開發成功第一輛磷酸燃料電池公共汽車；1988 年第一艘堿性燃料電池潛艇在德國出現；1991 年日本千葉縣的 11MW 磷酸燃料電池試驗電廠達到設計功率；1993 年巴拉德電力系統公司開發成功第一輛質子交換膜燃料電池公共汽車；1996 年美國加利福尼亞州的 2MW 熔融碳酸鹽燃料電池試驗電廠開始供電；目前在 PEMFC 向商

9、業化邁進的過程中，氫源供應、氫貯存、運輸、制備技術需迅速發展；資料來源：公開資料，燃料電池的技術路線燃料電池是一種能量轉化裝置，將燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能，一般的燃料電池主要由四部分組成：陽極、陰極、電解質和輔助裝置。目前燃料電池主要分為 5 類。目前根據不同電解質可以分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（FEMFC）。其中質子交換膜燃料電池具有操作溫度低、啟動速度快、高效率等優點，在汽車領域具有較大的商用化潛力，也是目前應用最廣的種類。圖 1：燃料電池原理示意圖資料來

10、源：公開資料，圖 2：燃料電池分類第一代第五代第四代第三代第二代質子交換膜燃料電池（PEMFC）燃料電池種類堿性燃料電池（AFC）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）固體氧化物燃料電池（SOFC）磷酸型燃料電池（PAFC） 低溫電池 高溫電池 資料來源：公開資料，表 2：主要幾種燃料電池路線的應用情況千套2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018FPEMFC40.458.758.453.544.543.742.6DMFC32.62.52.12.32.83.7PAFC0000.10.10.20.2SOFC2.35.52.75.216.223.727.8MCFC00

11、0.10000AFC00000.10.10MW2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018FPEMFC68.36872.7151.8341466.7589.1DMFC0.30.20.20.20.20.30.4PAFC9.27.93.82456.28197.3SOFC26.94738.253.362.985.291MCFC6291.970.568.655.724.725.2AFC00.300.20.50.60.1資料來源：Fuel Cell Industry Review 2018，種類堿性燃料電池（AFC）磷酸燃料電池（PAFC）熔融碳酸鹽燃固體氧化物燃質子

12、交換膜燃料電池料電池料電池表 3：各類燃料電池性能比較電解質KOHH3PO4（MCFC）LiCO3,K2CO3（SOFC）ZrO2+Y2O3（PEMFC）離子交換膜（特別是陽離子交換膜）工作溫度范圍（）低于 260190210600700約 1000約 85腐蝕性中強強無無燃料種類氫氣天然氣、液化天然氣、液化氫氣、一氧化氫氣氧化劑純氧空氣空氣空氣空氣質量功率（W/kg)35105100200304015203001000輸出功率密度（W/cm2)0.50.10.20.312發電效率45%-60%35-40%45%-60%50%-60%40-60%可應用領域航天，特殊地面，廣泛需以純氧做氧特殊需

13、求，區域供電對 CO 敏感；啟區域供電，聯合發電區域供電電汽車，潛艇，可移動動力源對 CO 非常敏缺點資料來源：公開資料，化劑；成本高動慢；成本高工作溫度較高工作溫度過高感；反應物需要加濕表 4：燃料電池與其他電池綜合比較鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰電池燃料電池簡介電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液為硫酸溶液正極有氧化鎳粉和石墨粉組成，負極由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，電解液通常用氫氧化鉀由氫離子和金屬鎳合成多采用含鋰化合物作為正極，石墨碳材料作為負極，非水溶液作為電解質存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置商業化時間18901956199019922000工作電壓/V2.01.21.

14、23.3-3.71.2能量密度305060-80100-180200-300循環壽命300100050010005000自放電率（%）4-520-3030-355-優點價格低、壽命長、大電流發電性能好良好的大電流放電性能、維護簡單質量輕、循環壽命長、無污染、無記憶效應能量密度高、高電壓、循環壽命高、無記憶效應環境污染小、效能高、用途廣缺點容易造成鉛污染、能量密度低會出現嚴重的記憶效應，含有有毒的鎘元素電壓低、能量密度低安全性較差、生產成本高，使用條件有限制成本較高、碳氫燃料無法直接使用、氫氣存儲條件要求高資料來源：公開資料，燃料電池潛在應用廣泛燃料電池的潛在應用領域十分廣泛，主要包括：固定領域

15、、交通運輸、便攜式電子以及航空航海；根據其產品差異，又可以分為固定發電、移動應用兩類。交通運輸較快增長。根據 E4tech 預測，2018 年固定類出貨量約 5.8 萬套，占比約 77%。不過交通運輸類產品功率更大，2018 年平均單套功率約 50KW/套，因而按裝機功率來看，交通運輸類約 562.6MW，占比約 70%。由于燃料電池汽車發展加速，交通運輸相關的燃料電池出貨量增速較快，未來有望進入高速成長期。北美、亞洲是主要市場，北美以交通運輸類為主。從地區來看，目前北美和亞太地區為主，無論按出貨量還是功率來看，北美和亞洲合計占比全球分別為 88%和 94%，是最主要的應用地區。從單套功率看，

16、北美的單套功率更高，預計以交通運輸類為主。表 5：燃料電池不同應用場景出貨數據千套2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018F移動18.91321.28.74.255.6固定24.151.839.54751.854.957.5交通運輸2.722.95.27.210.611.2合計45.766.863.660.963.270.574.3MW2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018F移動0.50.30.40.90.30.60.7固定124.9186.9147.8183.6209222.3239.8交通運輸41.328.1

17、37.2113.6307.2435.7562.6合計166.7215.3185.4298.1516.5658.6803.1KW/套2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018F移動0.00.00.00.10.10.10.1固定5.23.63.73.94.04.04.2交通運輸15.314.112.821.842.741.150.2平均3.63.22.94.98.29.310.8資料來源：Fuel Cell Industry Review 2018，表 6：燃料電池不同地區出貨數據千套2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年20

18、18F歐洲9.765.68.44.45.18.6北美6.88.716.96.97.79.49.8亞洲2851.139.244.650.655.355.3其他1.211.810.50.80.6合計45.766.863.560.963.270.674.3MW2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018F歐洲17.317.39.927.727.438.943.4北美61.574.769.8108.4213.6331.8415亞洲86.1122.9104.5159.7273.8285.8343.3其他1.80.41.22.31.72.11.4合計166.7215.3

19、185.4298.1516.5658.6803.1KW/套2012 年2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018F歐洲1.82.91.83.36.27.65.0北美9.08.64.115.727.735.342.3亞洲3.12.42.73.65.45.26.2其他1.50.40.72.33.42.62.3平均3.63.22.94.98.29.310.8資料來源：Fuel Cell Industry Review 2018，圖 3：燃料電池下游應用廣泛固定領域交通運輸便攜式電子航空航海電站家庭應用小型運輸工具客車軍事用途家用工業電子軍事用途航空飛船航海公交汽車軍用燃料電

20、池應用領域便攜式數據中心家用發電站資料來源：固定式領域用途廣闊，市場持續增長。固定式燃料電池技術包括 MCPC、SOFC、PAFC 和 PEMFC。主要用于各種固定位置的電力供應，包括主要應用于發電站、樓宇、工程等領域的大型首要電源、備用電源或熱電聯產，用于家庭住宅和商業的微型熱電聯產(CHP)，以及遠程或基本應用例如電訊塔的首要或備用電源。隨著各國政府對清潔能源的關注，固定式燃料電池近幾年的出貨量不斷攀升，根據PikeResearch 的預測，到 2022 年固定式燃料電池的出貨量將達到 35 萬套，相對于目前的 5.6 萬套大幅提升。在固定式燃料電池的應用中，各地區略有差別。對亞太地區而言

21、，輔助電源是目前占比最大的應用，其他主要應用則是備用電源和熱電聯產。在北美地區，備用電源、熱電聯產和分布式發電是三類主要的應用領域。圖 4：豐田固定式燃料電池圖 5：松下家庭燃料電池ENE FARM資料來源：公開資料，資料來源：公開資料，圖 6：固定式燃料電池在通信中的應用圖 7：Ballard 燃料電池備用電源供應系統資料來源：公開資料，資料來源：公開資料，便攜式領域目前市場滲透率不高。燃料電池在便攜式領域的應用主要包括燃料電池盒、燃料電池玩具，以及小型燃料電池充電器等。在消費電子產品領域，燃料電池在微型外部電池充電器上的應用發展迅速，在消費性電子產品中理論上也有應用前景。圖 8：Horiz

22、on 便攜式燃料電池圖 9：Horizon 固體儲氫裝置資料來源：公司官網、資料來源：公司官網、二、交通應用是產業發展重點，商用車有望率先商業化 汽車領域一直是燃料電池發展的重點方向燃料電池汽車問世很早，產業發展幾經波折。1958 年質子交換膜燃料電池誕生，1966 年第一款燃料電池車就已誕生，自 1990 年代開始，幾乎每隔兩三年產業便會有一定突破，但產業發展也有幾經波折。在 2015 年前后，豐田、本田、現代等日韓車企均表示將開始量產燃料電池汽車，盡管過去近 5-6 年中，日本企業與政府提出的一系列關于燃料電池汽車的宏偉目標均遠遠沒有達成，但總體上還是保持著較快的發展，例如豐田從 2006

23、 到 2015 年 10 年中燃料電池系統的成本就降了 90多，并在集成、材料等領域保持著一定的領先。圖 10：全球燃料電池專利申請前十企業資料來源：公開資料、表 7：燃料電池汽車發展里程時間事件示意圖意義1958 年質子交換膜燃料電池誕生通用電氣科學家 Leonard Niedrach 和 Willard Thomas Grubb 研制出世界第一個質子交換膜燃料電池，在當今燃料電池汽車中大量應用1959 年第一款燃料電池運輸機械世界上第一輛由燃料電池驅動的運輸機械： 阿利斯查爾默斯拖拉機。其搭載堿性燃料電池，輸出功率為 15kW，載重 1350kg1966 年第一款燃料電池汽車通用汽車科學家

24、和工程師退出全球第一款燃料電池汽車“Electrovan”，其搭載 32kW 的燃料電池系統，最高時速 115km/h，續航里程 240km1970 年K.Kordesch 燃料電池混動轎車K.Kordesch 燃料電池混動轎車是一輛燃料電池混合動力汽車，由 Karl Kordesch 基于奧斯汀 A40；裝在6kW 的堿性染料電池，動力性和當時的傳統汽車相當1993 年敬請閱讀末頁第一款 PEM 燃料電池汽車的重要說明第一輛 PEM 燃料電池概念車 Energy Partners Consulier 采用三個 15kW 燃料電池，最高時速 95/h， 續航里程 95kmPage 11時間事件

25、示意圖意義1994 年汽車商進入燃料電池汽車領域戴姆勒第一輛燃料電池示范車 NECAR 亮相，采用50kW PEM 燃料電池和壓縮氫氣罐1997 年各車企推出FC 試運行車輛戴姆勒推出 NECAR3，豐田、雷諾、馬自達也紛紛推出自己的燃料電池汽車， 使用的電池功率在20kW-50kW 之間1998年2000 年進一步商業化試運行階段在此期間，個汽車制造商，包括戴姆勒、本田、豐田、日產、福特、大眾、寶馬、標志和現代，為記憶不商業化試運行推出更多燃料電池汽車，燃料來源也開始多元化，包括甲醇、液態和壓縮氣態氫2000年2005 年進入低谷期對燃料電池汽車的關注在 2000 年達到頂峰，隨后由于技術成

26、熟度的原因，業界逐步轉向混合動力和純電動汽車等短期技術，而對燃料電池汽車的研究也從小型車轉向公共汽車，但業界對燃料電池的研究也一直沒有停止2005年2006 年重新興起出現兩款具有深遠影響力的燃料電池汽車：2005 年戴姆勒推出的 B 級燃料電池汽車，續航里程達到400km;2006 年本田推出的 Honda-FCX 燃料電池汽車續航里程 430km，最高時速 160km/h2008 年商業化開始本田 FCX Clarity 在美國加州采用租售的方式推廣， 月租金 600 美元，是第一輛可市場銷售的燃料電池汽車2008 年北京奧運會上示范運行2008 年北京奧運會上，20 輛上海大眾帕薩特領馭

27、燃料電池汽車組成示范車隊運送個國政要2009 年確定時間&強調基礎設施建設2009 年 9 月 8 日，戴姆勒、福特、通用、豐田、現代-起亞、日產-雷諾、豐田等七大全球汽車制造商簽署諒解備忘錄，將 2015 年作為大舉推進燃料電池汽車量產的時間節點，同時強調在 2015 年之前建造足夠的加氫站，達到燃料電池汽車商業化對基礎設施網絡的密度要求2010年2013 年性能更優的 FCV 相繼推出2010 年，戴姆勒展示 F800style，最高時速 180km/h，續航里程 600km；2011 年戴姆勒推出 F125！燃料電池概念車，續航里程達 1000km，2010 年，現在推出 ix35FCE

28、V，最高時速 160km/h，續航里程 594km；豐田則于 2011 年推出商業化燃料電池汽車 FCV-R， 該車續航里程達 700km，大眾也于 2013 年以燃料電池最為動力開始在 A7 上試驗2015 年將進入量產豐田、本田、現代均表示將開始量產燃料電池汽車資料來源：OFWeek，公開資料，我國政府積極扶持燃料電池汽車產業我國燃料電池扶持政策一直比較友好。意義比較重大的是 2016 年出臺的“十三五” 國家戰略性新興產業發展規劃和節能與新能源汽車技術路線圖，以及每年的新能源汽車補貼政策，這 3 項政策從產業規劃、技術路線和財政補貼的領域對行業發展做出指引。從2016 年開始新能源汽車國

29、補不斷加速退坡，2017-2018 客車與物流車退坡幅度，2019年乘用車補貼退坡幅度都很大，但燃料電池汽車國補始終在較強的補貼力度上且一直到2018 年都沒有退坡。2018 年底至今，政府和產業界多提出需重點拓展氫燃料電池的研發與應用，不排除 2019 年可能正式實施氫燃料電池汽車“十城千輛”推廣計劃。多個地方政府積極推動燃料電池汽車發展。目前全國超過 20 個省市推出了燃料電池汽車的產業規劃和財政扶持政策，并積極建設產業園，推動形成區域性產業集群。目前， 國內有如皋、佛山等地方政府保持對燃料電池產業較強的投入。同時，有部分城市對加氫站補貼力度較大，如佛山對 2018-2022 年建成的加氫

30、站分別給予 200-800 萬元補貼。表 8：中國政府氫燃料電池的扶持政策框架領域代表性政策出臺時間內容產業規劃“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃2016 年 11 月提出系統推進燃料電池汽車研發和產業化，對燃料電池基礎材料、系統關鍵部件、電堆可靠性和工程化水平、以及制儲氫和加氫站建設提出規劃。技術路線節能與新能源汽車技術路線圖2016 年 10 月到 2020 年燃料電池汽車在公共服務領域的示范應用要達到 5000 輛的規模；到2025 年，實現氫燃料電池汽車的推廣應用，規模達到 5 萬輛；到 2030 年，實現氫燃料電池汽車的大規模推廣應用，氫燃料電池汽車規模超過 100 萬輛。財政補貼

31、新能源汽車補貼每年初補貼金額資料來源：公開資料，表 9：中國政府燃料電池補貼政策（萬元/輛）2013 年2014 年2015 年2016 年2017 年2018 年2019 年燃料電池乘用車201918202020正式版尚未出臺， 過渡期按2018 年的 0.8 倍補貼燃料電池商用車5047.545燃料電池輕型客車、貨車303030燃料電池大中型客車、中重型貨車505050資料來源：財政部，表 10：各地方政府產業規劃政策省份城市時間產業規劃上海上海2017 年 9 月上海市燃料電池汽車發展規劃提出到 2020 年建設加氫站 5-10座、乘用車示范區 2 個，運行規模達到 3000 輛；到 2

32、025 年建成加氫站 50 座，乘用車不少于 2 萬輛、其它特種車輛不少于 1 萬輛；在到 2030 年，實現上海燃料電池汽車全產業鏈年產值突破 3000 億元。廣東佛山2018 年 11 月佛山市氫能源產業發展規劃(2018-2030 年)提出到 2020 年，氫能累計產值達到 200 億元，加氫站達到 28 座；2025 年產業產值 500億元，加氫站達到 43 座；2030 年產業累計產值 1000 億元，加氫站達到 57 座。如皋2017 年 5 月如皋市城市總體規劃（2013-2030）成為全省重要的新能源汽車產業基地，成為聯合國開發計劃署在中國的首個“氫經濟示范城市”。2018 年

33、鹽城市計劃運營 10 輛燃料電池公交車。“十三五”期間，力鹽城2017 年 1 月蘇州2018 年 3 月張家港2019 年 1 月江蘇南京2019 年 1 月常熟2019 年 2 月省政府2019 年 1 月山東爭實現 1500 輛以上的客車、物流車、專用車、乘用車等多種燃料電池汽車的示范應用，形成一定的規模效應。到 2020 年,氫能產業鏈年產值突破 100 億元,建成加氫站近 10 座,氫燃料電池汽車運行規模力爭達到 800 輛;到 2025 年,氫能產業鏈年產值突破500 億元,建成加氫站近40 座, 燃料電池車運行規模力爭達到 10000 輛。到 2020 年氫能年產值要突破 100

34、 億元，未來 3 年，在張家港市建成加氫站 10 座，公交車等示范運行路線 10 條以上，運行規模達到200 輛。南京市打造新能源汽車產業地標行動計劃指出，要重點推進燃料電池汽車、純電動汽車、插電式混合動力汽車開發，積極布局智能網聯汽車產業，著力提升新能源汽車產業自主創新和核心競爭能力。常熟市氫燃料電池汽車產業發展規劃提出近期（2019-2022 年） 目標是，圍繞氫燃料電池汽車的應用和推廣示范建成一批市場優化運營的公共加氫站，推廣示范一批公交、客車、物流配送車、環衛車等應用車輛，初步形成相對完整的產業鏈條。中期（2023-2025 年）目標是，實現氫燃料電池汽車核心技術的重點突破，集聚 5

35、至10 家領先的研發機構；實現 1 至 2 家具有影響力的整車企業量產，關鍵零部件企業達到 50 家以上，產業規模突破百億；建成更完善的加氫設施。遠期（2026-2030 年）目標是，打造成為更具影響力的產業技術創新中心，引領氫燃料電池汽車創新發展；形成千億級產業集群；成為具有區域影響力的氫燃料電池汽車應用城市。山東省氫能源產業發展路線圖建議稿提出初步發展目標，到2020 年，燃料電池汽車數量達到 2000 輛，加氫站達 20 座；到 2025年，燃料電池汽車數量達到 5 萬輛，加氫站達 200 座；到 2030 年，燃料電池汽車數量達到 10 萬輛，加氫站達 500 座。濟南2018 年 1

36、 月2018 政府工作報告提出開展燃料電池大規模應用及產業化試點，推進“中國氫谷”項目規劃建設。臺州市委市政府提出通過“氫能小鎮”先行先試帶動區域社會經濟臺州2017 年 12 月浙江寧波2019 年 1 月和產業轉型升級的發展模式，將臺州打造成“氫能產業第一城”。小鎮將不僅覆蓋氫能全產業鏈，還將構筑全國首個完整的氫能源產業生態體系，預計臺州氫能小鎮五年內總體投資將達到 160 億元。寧波市人民政府辦公廳關于加快氫能產業發展的若干意見提出到 2022 年建成加氫站 1015 座,探索推進公交車、物流車、港區集卡車等示范運營,氫燃料電池汽車運行規模力爭達到 600800 輛；到 2025 年,建

37、成加氫站 2025 座,氫燃料電池汽車運行規模力爭突破 1500 輛。河北張家口2018 年 1 月張家口 74 輛燃料電池公交完成招標，2018 年率先啟動百輛運營， 未來公交全部實現氫燃料電池替換可達 2000 輛；張家口市將加速建設地區氫能綜合利用產業體系，建設京張奧運氫能高速公路，以及多個風光電氫綜合能源利用示范項目，并將于今年率先啟動百輛級燃料電池客車示范運營，最終實現 19 個區縣加氫站全覆蓋，公交車全部實現氫燃料電池化。湖北武漢2018 年 1 月20182020 年，燃料電池汽車全產業鏈年產值超過 100 億元；建設 520 座加氫站，燃料電池公交車、通勤車、物流車等示范運行規

38、模達到 20003000 輛。到 2025 年，建成加氫站 30-100 座，實現乘用車、公交、物流車及其他特種車輛總計 1-3 萬輛的運行體量，氫能燃料電池全產業鏈年產值力爭突破 1000 億元。海南省政府2018 年 8 月海南省工業和信息化廳發布關于公開征求海南省清潔能源汽車發展規劃意見的通知，提出了部署燃料電池汽車綜合應用生態建設和推進氫能源應用示范專項工程等方面的規劃，并在海口、三亞等周邊區域，開展氫能運用示范園區建設。資料來源：各地政府網站，表 11：各地方政府補貼政策省份城市時間補貼政策廣東省政府2018 年 1 月2017-2020 年新能源汽車推廣應用省級財政補貼資金中，30

39、%用于支持氫燃料電池的推廣應用廣東廣州2018 年 6 月按照不超過國補 11 的比例給予地補廣東深圳2018 年 8 月燃料電池汽車補貼標準不變，即燃料電池乘用車 20 萬元/輛，燃料電池輕型客車、貨車 30 萬元/輛，燃料電池大中型客車、中重型貨車 50 萬元/輛廣東中山2018 年 11 月申請補貼的加氫站可獲得補貼 100 萬元/站廣東佛山2018 年 4 月給予加氫站建設、運營、財政貢獻及氫燃料電池車輛補貼。2018-2022 年建成的加氫站依梯度分別給予 200-800 萬元補貼湖北武漢2018 年 2 月按照中央財政單車補貼額 1：1 的比例確定地方財政補貼標準湖北襄陽2018

40、年 12 月燃料電池乘用車 20 萬元/輛，燃料電池輕型客車、貨車 30 萬元/輛，燃料電池大中型客車、中重型貨車 50 萬元/輛上海上海2018 年 5 月按照中央財政補助 1：0.5 給予本市財政補助陜西西安2018 年 5 月公共服務領域(包括公交領域，巡游出租車領域，環衛用車、救護車和校車)的燃料電池車按 1：0.5 給予地方補貼，非公共服務領域的單車按1：0.3 給予地方補貼海南省政府2018 年 6 月按中央財政同期補貼標準的 1：0.5 執行河南省政府2018 年 6 月按國家補助標準的 30%給予推廣應用補助青海省政府2018 年 6 月按國家同期補貼標準 1：0.5 執行重慶

41、市政府2018 年 6 月按國家同期補貼標準 1：0.4 執行浙江寧波2018 年 7 月按照同期中央財政補助標準 1：0.5 給予地方財政補助安徽合肥2018 年 8 月按中央財政補助標準 1：0.2 的比例給予地方配套補助資料來源：各地政府網站，美國、日本燃料電池汽車發展仍保持領先全球加速氫燃料汽車發展，日本目前處于領跑地位。日本在氫燃料汽車領域的研究布局早已較完善的儲備，在制氫、加氫站上的推廣已度過了初期發展階段，而氫燃料電池乘用車以及大巴車也于 2015 年進入商業化，從整個產業鏈的角度來看，日本目前處于全球領跑的地位，美國、歐盟以及韓國正在積極布局燃料電池及其基礎配套的研究。海外主要

42、車企均已有燃料電池車型，美國是當前主戰場，日企貢獻主要銷量。目前，在北美、日韓和歐洲，車載燃料電池技術已接近成熟，近一兩年，豐田、本田、奔馳、通用、現代、福特、寶馬等國際車廠紛紛推出燃料電池汽車計劃，并發布商業化車型。美國由于政策支持新能源汽車技術路徑的多元化發展，因而連續多年都是氫燃料電池汽車的主戰場，過去 2 年銷量均超 2000 輛，占比全球近 50%。不過目前能夠商用化并貢獻銷量的車型主要集中在日韓企業。表 12：全球主要國家燃料電池政策時間政策主要內容2007 年南加州氫燃料電池生產和研究全額免稅，俄亥俄州對 250KW 以下的燃料電池系統實行稅收全免。2012 年美國能源部（DOE

43、）撥款 63 億美元，用于燃料電池、氫能、車用替代燃料研究、開發、示范和部署等活動。同時，政府承諾在可再生能源項目上進行一系列的能源營業稅改革，包括氫燃料電池汽車的稅收補貼。美國2012 年國會修訂氫燃料電池法案，對燃料電池系統按效率不同施行 30%-50%稅收抵免，并且規定任何氫能基礎設施的運行均可享受 30%-50%的稅收抵免。2013 年美國能源部宣布將在燃料電池和氫技術行業投資超過 2000 萬美元。加州通過了一項價值達 20億美元的延長純凈汽車和燃料補貼到 2023 年的法案。該法案要求每年大約建設 2000 萬美元的加氫站，直到至少在加州有 100 個公用的加氫站。2009 年總投

44、資 15 萬億日元，為可再生能源發電項目提供資金，包括電動車、燃料電池和二氧化碳的搜集和存儲技術研發，同時為購買環保汽車的消費者提供 10-25 萬日元的補貼。2009 年隸屬于經產省的燃料電池商業化組織（FCCI）發布燃料電池汽車和加氫站 2015 年商業化路線圖，明確 2011 年-2015 年開展燃料電池汽車技術驗證和市場示范。2011 年計劃在 5 年內斥資 2000 億日元開發以天然氣為原料的液體合成燃料技術、車用電池，以及氫材料電池技術。2012 年經濟產業省（METI）向議會遞交了一項 300 億日元的提案，其中部分用于開發高效的氫氣儲存系統，發展日本燃料電池電動汽車（FCEV）

45、。日本2013 年METI 啟動了對商業化加氫站的補貼計劃，每個加氫站可以獲得最高相當于投資成本 50%的政府資金補貼。2014 年（METI）發布氫燃料電池車普及促進策略，將氫燃料、氫燃料電動車相關的國際技術標準引進日本國內，并將其作為國內行業標準。2014 年日本氫能/燃料電池戰略協會對外公布了日本的氫能/燃料電池戰略發展路線圖。計劃至2025 年，快速擴大氫能的使用范圍，日本戶用燃料電池裝置的數量分別在 2020 年和 2030年提高到 140 和 530 萬臺，2015 年燃料電池車加氫站增加到 100 座。2020 年中期至 2030 年底，全國建立大規模氫能供應系統，海外購氫的價格

46、降到 30 日元/立方米。2040 年開始， 通過收集和儲存二氧化碳，全面實現零排放的制氫、運氫、儲氫。2015 年將東京的“都營巴士”替換為燃料電池客車，進一步推動燃料電池巴士的應用和產業化。歐盟2008 年出臺了燃料電池與氫聯合行動計劃項目（FCH-JU），在 2008 年至 2013 年至少斥資 9.4 億歐元用于燃料電池和氫能的研究和發展2011 年FCH-JU 運營基本正常，正在進行的項目 44 個（投資 7.9 億人民幣），涉及 250 家合作伙伴。2012 年實施了 Ene-field 項目，項目包含 12 個歐盟成員國，9 家燃料電池系統制造商和接近 1000 套微型 CHP

47、系統。2013 年啟動 Horizon2020 計劃，計劃中氫和燃料電池的投入預算可能達到 220 億歐元2008 年氫能燃料電池研發項目投資 16 億 3,800 萬人民幣。韓國2009 年首爾計劃推廣氫燃料電池的使用，力爭到 2020 年使氫燃料電池的使用量占首爾全部替代能源使用量的 30%。2010 年計劃 2020 年之前安裝 10 萬套 1kW 的燃料電池系統資料來源：OFWeek，整理補貼政策表 13：全球各國燃料電池汽車補貼政策美國2015 年美國國會將燃料電池汽車稅收抵免額提升至 8000 美元。2017 年購買的消費者可享受稅收抵免為補貼政策4000 美元。日本東京的燃料電池

48、汽車消費者將由東京都政府補貼 100 萬日元，并由中央政府補貼 200 萬日元。韓國提供 2750 萬韓元的政府補貼。丹麥實施免稅政策至 2018 年底。英國2018 年 3 月前，交通部為燃料電池汽車消費者提供 4500 英鎊的補貼。資料來源：OFWeek，表 14：海外車企燃料電池汽車主要車型及推廣情況企業最新車型續航里程預期推廣預期推廣和基本情況現代ix35FCV415km2013從 2001 年推出第一代勝達 FCEV，到 2013年 2 月推出的ix35 FCV 已經是第三代汽車， 也是世界上第一輛量產的氫燃料電池車。豐田MIRAI502km20142014 年 12 月，豐田發布

49、MIRAI 燃料電池電動汽車。按照計劃，到 2015 年底日本本土的MIRAI 銷量將會達到 400 輛(豐田目前已接獲了 200 輛訂單)，歐洲市場的銷量在2016 年將達到 50-100 輛，美國銷量在 2017年底達到 3000 輛以上。本田Clarity750km20162016 年 3 月 10 日，本田開始在日本本土租售 Clartiy 燃料電池車，首批將放出 200 輛，年底在美國與歐洲開始租售。奧迪h-tron quattro600km20162016 年 1 月，奧迪在底特律車展上發布了采用燃料電池的 H-tron quattro 概念 SUV，將成為其未來燃料電池汽車的雛形

50、。奔馳GLC F-Cell500km2017將于 2017 年法蘭克福車展首發亮相，并將于 2018 年正式投放市場， 售價預計在50000 英鎊（約合人民幣 48.8 萬元）左右。福特Explorer560km20172006.11 推出，是福特在美國生產的第一輛燃料電池原型車奔馳GLC F-Cell483km2017預計該車將于 2017 年亮相法蘭克福車展通用雪佛蘭 Equinox320km2020在 2006 年美國洛杉磯車展上展出，2010年溫哥華冬奧會官方用車通用凱迪拉克 Provoq480km20202008 年在北美車展上展出概念車，是建立在 E-Flex 燃料電池動力系統基礎

51、之上的全新車型資料來源：公司網站，表 15：全球燃料電池汽車銷量輛20082009201020112012201320142015201620172018美國1151825302741,0422,2982,368加拿大00000000027799德國000000000041法國0000000041135英國0000000483536日本298201474111,055849931韓國000000008061744小計401320263494892,1893,2814,954全球總計4013202634194982,2193,3305,059YoY（%）-6854-90200467-442521

52、3465052資料來源：Marklines，表 16：全球燃料電池車型銷量情況車企2016 年2017 年2018 年豐田2,0262,6822,393本田1135491779現代8099887車企車型2016 年2017 年2018 年豐田MIRAI2,0262,6822,393本田Clarity1135491,779現代Tucson (ix35)809964Nexo823資料來源：Marklines，電動汽車的發展為燃料電池汽車完成了良好的產業鋪墊電動汽車的大發展，為燃料電池汽車應用進行了良好的產業鋪墊。燃料電池汽車運行也是也是電力驅動車輛在運動，與純電動車汽車除了動力源不同外，其他驅動器

53、、傳動系統等部件、構造基本相同。過去 6 年，全球電動汽車的快速發展形成了較完備的電驅、電機、電氣系統體系，實際上也為燃料電池汽車發展打下了良好的基礎。目前燃料電池汽車多采用混合驅動形式，在燃料電池的基礎上，增加了一組電池（一般為鋰電池）或超級電容作為另一個動力源。該模式下燃料電池汽車廠商將會與鋰電池汽車廠商開展合作，打開燃料汽車發展局面。從豐田的 Prius 與FCHV-4 的動力系統的對比可以看出，油電混動向燃料電池混合動力轉變是相對來說比較容易的。圖 11：燃料電池汽車與鋰電池汽車比較圖 12：豐田 Mirai 工作原理資料來源：公開資料，資料來源：公開資料，圖 13：燃料電池汽車與鋰電

54、汽車合作（并聯式）圖 14：燃料電池汽車與鋰電汽車合作（串聯式）燃料電池鋰電池逆變器電動機驅動機械能流電力流燃料電池鋰電池逆變器電動機驅動機械能流電力流資料來源：資料來源：商用車領域有望率先商業應用燃料電池商用車可能率先商業應用。由于氫氣運輸成本高，加氫站投資成本也比較大， 因此固定路線的車輛在應用中更有優勢。此外，客車系統集成難度相對較低一些，目前國內主流客車企業都有燃料電池客車的布局，并且部分企業的產品已經正式交付運營。我們預計，在商用車領域，燃料電池可能將率先走向商用化。乘用車的系統集成難度更高，但單車功率不太大，相比重再卡車或者大型公交車，搭載燃料電池系統的乘用車經濟性不具備優勢。表

55、17：國內主要客車企業在燃料電池客車領域的推廣進展車企時間車型情況2009 年完成了第一代增程式燃料電池客車開發2013 年推出第二代電電混合燃料電池城市客車宇通2016 年基于國外成熟的燃料電池系統，宇通推出第三代燃料電池城市客車。氫燃料加注時間僅需 10 分鐘，測試工況下續航里程超過 600 公里，成本下降了 50%2018 年首批 2 輛氫燃料新能源公交車在鄭州投入運營，并正在打造第四代產品2015 年開始著手燃料電池客車戰略研發規劃中通2017 年年初發布了國內首臺 9 米氫燃料電池客車2017 年 3 月在天津客車展上發布 12 米氫燃料電池客車2017 年 6 月首臺客運版燃料電池

56、客車成功下線2008 年第一代氫燃料電池客車成功問世，并服務北京奧運會2014 年研發出第二代 12 米氫燃料電池客車福田歐輝2016 年第三代 8.5 米氫燃料電池客車一舉簽下 100 臺訂單2018 年49 輛第四代氫燃料電池公交車交付張家口，目前已全部上線運營金龍2016 年推出 12 米氫燃料電池客車，搭載 60KW 高性能質子交換膜燃料電池，峰值效率可達 55%，壽命 10000 小時以上中車電動2018 年推出 12 米氫燃料電池客車，續駛里程大于 500km，并交付客戶開沃2018 年首批 9 米氫燃料電池客車交付武漢，并在公交線路試運營，續航里程超過 400km車企時間車型情況

57、五洲龍2018 年10.5 米氫燃料電池城市客車，采用 30kW 氫燃料電池系統+磷酸鐵鋰電池的混合動力技術路線，低溫啟動達到了-20，燃料電池裝車使用壽命可達 10000h 以上。一次加氫只需 5 分鐘， 可以續航 430km申沃2018 年6 輛交付嘉定公交，并上線運營，采用燃料電池系統為主、動力電池為輔的雙動力源，車載儲氫系統可儲存 21kg 氫，儲氫壓力為 35MPa，最長續駛里程可達 560 公里資料來源：中國客車網，三、 國內燃料電池產業鏈分析質子交換膜燃料電池系統在出貨套數和總功率方面均是主流選擇，在交通、固定和移動領域均有應用，其主要特點：1）工作溫度最低，室溫和低溫下均可運行

58、；2）功率密度最高；3）采用固態電解質不會出現變形、遷移或從燃料電池中氣化，無電解液流失， 可靠性高，壽命長，本文重點分析質子交換膜燃料電池產業鏈情況。電堆與配套系統構成質子交換膜燃料電池系統（PEMFC）構成：主要包括燃料電池電堆及配套系統，配套系統包括水及燃料循環系統、空氣循環系統、傳感器和控制系統，電堆由多個單體電池以串聯方式層疊組合，夾在端板之間。單體電池由膜電極組件（主要由質子交換膜、催化劑和氣體擴散層構成）、雙極板以及密封圈構成。電堆中雙極板和催化劑成本較高。電堆是發生化學反應的場所，是燃料電池動力系統的核心成本。電堆成本占比整個系統約 47%，其中主要是膜電極和雙極板的成本較高，

59、 占比整個系統約 33%和 12%。膜電極中質子交換膜、催化劑和氣體擴散層的成本占比整個系統約 6%、17%和 4%。目前國內企業中新源動力（與上汽合作）和神力科技可以自主研發，廣東國鴻引進巴拉德成熟技術。配套系統中儲氫罐、壓縮機成本較高。配套系統成本占比整個系統約 50%，其中水及燃料循環系統（儲氫罐、加濕器等）和空氣循環系統（壓縮機等）的成本都比較高。表 18：質子交換膜燃料電池產業鏈成本構成（2017 年成本構成）燃料電池系統構成成本占比膜電極（ MEA 33.2%） 質子交換膜（PEM）5.6% 催化劑（CL）17.4%燃 料 電 池 堆（46.9%） 氣體擴散層（GDL）4.2% 雙

60、極板11.7%密封圈2.8%PEMFC電堆平衡裝置5.2%水及燃料循環系 統加濕器、儲氫罐等29.7%燃料電池配套系統（53.1%） 空氣循環系統壓縮機等15.6%傳感器3.6%控制系統4.2%資料來源：美國能源部，亞化咨詢，圖 4：氫燃料電池產業鏈結構圖膜電極質催 子 擴 雙 密化 交 散 極 封劑 換 層 板 圈膜客車水電解水電堆轎車煤炭天然氣石腦油、重油焦化氣化運輸氫氣水蒸氣重整儲藏與水蒸氣、氧氣反應加氫站氫燃料電應用池系統系統配件叉車機車固定式電源便攜式電源資料來源：空氣循環系統水循環系統氫循環系統DC/DC及其他（壓縮機）（加濕器）（其他包括傳感器與控制系統）膜電極是電堆中最核心的部