主题投资系列之一：政策与技术共振，燃料电池进入导入期_34页_3mb

报告摘要

燃料电池行业总结

核心内容

燃料电池是一种高效、清洁的发电装置，通过电化学反应将氢气等燃料的化学能直接转化为电能，无需燃烧过程。其主要技术路线为质子交换膜燃料电池（PEMFC），具有操作温度低、启动速度快等优势，是车用燃料电池的首选。燃料电池的应用市场包括固定电源、交通运输和便携式电源，其中交通运输领域关注度最高，2018年占比达70%。

燃料电池的市场前景广阔，预计2050年全球市场规模将达160万亿日元。根据DOE数据，燃料电池系统成本从2018年的46.66美元/kW逐步下降，预计2025年降至40美元/kW，2030年进一步降至30美元/kW。燃料电池系统由电堆和部件组成，其中电堆成本占比最高，约41%，双极片占比28%。压缩机膨胀机（CEM）单元是成本最高的部件之一。

主要观点

环保性：燃料电池的运行产物主要是水，无污染，零碳排放，是控制地球温升的重要能源。
技术复杂性：燃料电池系统包括多个子系统，如燃料供应、氧化剂供应、水热管理及电管理与控制，其复杂性对运行可靠性提出了更高要求。
成本问题：燃料电池系统成本仍较高，需通过规模效应和技术创新降低成本，以实现商业化应用。
政策支持：各国政府积极出台政策支持燃料电池发展，包括补贴、税收优惠、基础设施建设等，推动其向商业化迈进。
中国发展现状：中国燃料电池产业尚处于导入期，技术水平相对落后，但政策支持力度不断加大，预计2020年燃料电池车辆保有量达1万辆，2030年达200万辆，加氢站数量分别达到100座和1000座。

关键信息

制氢与储氢技术

燃料电池的制氢方法包括化石燃料制氢、电解水制氢、生物制氢、热化学制氢和太阳能制氢。其中，化石燃料制氢和化工原料制氢技术成熟，成本较低，但存在高碳排放问题；电解水制氢是最清洁、可持续的方式，但成本高，需降低用电成本和提高电解效率。

储氢方式主要有高压压缩储氢、液化储氢和储氢材料储氢。目前，高压储氢是燃料电池汽车的主流技术，储氢密度和安全性较高，但存在能耗高的问题。

电堆与核心材料

电堆是燃料电池的核心部件，其成本占燃料电池系统的主要部分。MEA（膜电极组件）是电堆的核心，由膜、催化层和扩散层组成，性能与材料、结构、界面密切相关。目前，MEA技术发展至第三代，主要方向是降低催化剂用量和提高耐久性。

催化剂Pt是燃料电池的重要材料，其用量从10年前的0.8-1.0g/kW降至现在的0.3-0.5g/kW，但仍需进一步降低至0.05g/kW以下。质子交换膜（PEM）是PEMFC的关键材料，具有高质子传导率和良好稳定性，目前主要采用全氟磺酸膜。

气体扩散层（GDL）和双极板（BP）是燃料电池电堆的重要组成部分。GDL需具备良好的机械强度、导电性及稳定性，而双极板需具备良好的导电性、耐腐蚀性及成本效益。

政策与市场发展

国际政策：美国、欧盟、日本、韩国等国家通过财政补贴、税收优惠、基础设施建设等政策推动燃料电池发展，其中日本在电解水制氢方面表现突出。
国内政策：中国自2006年起制定燃料电池相关政策，2014年将其列入能源科技重点创新方向。2018年，燃料电池乘用车、轻型客车、大中型客车分别获得20万元、30万元、50万元的补贴，补贴标准保持不变。