氢能系列报告（一）：氢燃料电池-“氢”风杨柳万千条，百亿市场尽舜尧_29页_2mb

氢能产业分析总结

核心内容

氢能作为清洁能源，具有无污染、热值高、能量密度大等优点，是能源转型的重要方向。其在电力、工业、长途运输等领域具有广泛应用前景，尤其在碳中和背景下，氢能发展受到各国重视。

主要观点

• 氢能优势：氢能使用过程中无污染，热值高达 $140 \mathrm{MJ/kg}$，远高于煤炭和石油，且可储存可再生能源，推动化石燃料向清洁能源转化。
• 氢燃料电池商业化：氢燃料电池汽车发展经历了多个阶段，目前已进入商业化推广阶段。2030年预计氢燃料电池市场将达到百亿规模。
• 电堆成本关键：电堆成本占燃料电池系统成本的 $65%$，降低电堆成本是商业化推广的关键。
• 国内企业追赶：国内企业在膜电极、质子交换膜、双极板等方面取得较大技术进步，部分指标已达到国际先进水平，未来市场潜力巨大。
• 政策支持：国家出台多项政策支持氢能发展，如《氢能产业发展中长期规划2021-2035年》等，推动氢能产业链建设。
• 投资建议：建议关注冰轮环境、亿华通、潍柴动力、贵研铂业等企业，因其在氢能产业链中的关键位置及技术优势。

关键信息

1. 氢能发展趋势

• 氢能是解决能源与环境问题的重要选择。
• 全球各国加快氢能产业布局，我国氢能顶层设计已落地。
• 我国已有29个省市出台氢能专项政策，推动氢能产业发展。

2. 氢燃料电池发展

• 氢燃料电池发展分为四个阶段，2015年后进入商业化推广阶段。
• 氢燃料电池电堆是核心部件，2021年我国电堆出货量为757MW，同比增长 $128%$。
• 2021-2025年电堆新增市场需求的CAGR为 $87%$，预计2025年和2030年分别为75亿元和238亿元。

3. 膜电极发展

• 膜电极是电堆核心，2021年我国膜电极出货量为3.68万平方米，预计2025年和2030年分别达到37亿元和173亿元。
• 国内企业如鸿基创能、武汉理工氢电等已具备一定产能，技术参数接近国际先进水平。

4. 质子交换膜

• 全氟磺酸膜是商业化主流，国内企业如东岳集团、武汉理工新能源等在质子交换膜领域取得进展。
• 国内质子交换膜市场仍被国外企业主导，但技术正在快速追赶。

5. 催化剂与双极板

• 催化剂是燃料电池重要组件，目前主要依赖铂基催化剂，但无铂催化剂成为研究热点。
• 双极板分为石墨、金属和复合材料三种类型，金属双极板因成本低、性能优成为研究热点。
• 2021年我国金属双极板出货量达到354MW，占总出货量的 $47%$。

6. 氢循环系统与空压机

• 氢循环系统对燃料电池性能影响较大，主要类型包括死端模式、流通模式、引射器模式、氢气循环泵模式等。
• 空压机需满足高效率、低噪音、无油等要求，国内企业如雪人股份、卞田自动织机等已具备一定市场份额。

7. 市场前景与投资建议

• 氢燃料电池市场前景广阔，预计到2030年将达到百亿规模。
• 国内企业正加速发展，部分产品性能已接近国际先进水平。
• 建议关注具备核心技术优势和产业布局的企业，如冰轮环境、亿华通、潍柴动力、贵研铂业等。

风险提示

• 政策推进不及预期
• 成本下降不及预期
• 氢燃料电池车销量不及预期
• 技术创新不及预期

图表与数据概览

• 图1：化石燃料占全部能源消耗比例（%）
• 图2：全球二氧化碳排放量
• 图3：2020年石油能源 $\mathrm{CO}_2$ 排放量占全部能源 $\mathrm{CO}_2$ 排放量比例
• 图4：氢气优势
• 图5：天然气优势
• 图6：氢燃料电池发展史
• 图7：氢燃料电池工作原理
• 图8：燃料电池功率与耗氢量关系
• 图9：燃料电池电压-面电流曲线
• 图10：燃料电池系统构成
• 图11：2018-2021年我国燃料电池电堆出货量及增速情况
• 图12：我国氢燃料电池电堆年新增市场需求
• 图13：国产膜电极生产成本情况及预测
• 图14：我国燃料电池膜电极出货情况
• 图15：我国氢燃料电池膜电极新增市场需求
• 图16：质子交换膜国产化进展
• 图17：我国氢燃料电池催化剂出货占比
• 图18：我国氢燃料电池催化剂市场占比
• 图19：2015-2021年中国贵金属催化剂进口情况
• 图20：2021年中国贵金属催化剂进口分布（按金额）
• 图21：2021年中国贵金属催化剂进口分布（按数量）
• 图22：我国燃料电池双极板出货组成
• 图23：2021年我国氢循环部件销售市场分布
• 图24：2021年氢循环部件产品类型分布
• 图25：2019-2021年氢循环部件市场集中度
• 图26：2018-2019年我国空压机出货量
• 图27：2018-2019年我国空压机市场规模
• 图28：2012-2020年全球燃料电池出货量（MW）
• 图29：2012-2020年全球燃料电池市场规模（亿美元）
• 图30：2020年全球燃料电池出货量占比
• 图31：2020年国内燃料电池出货主体情况
• 图32：2021年燃料电池成本构成
• 图33：近五年铂价走势（元/g）
• 图34：年产1000套系统时燃料电池电堆成本构成
• 图35：年产100000套系统时燃料电池电堆成本构成
• 图36：单套金属双极板成本随生产规模变化情况
• 图37：氢燃料电池系统变化趋势（随年份，以商用车为例）

表格概览

• 表1：部分国家氢能产业规划
• 表2：氢能产业相关政策
• 表3：我国部分省及直辖市氢能专项政策汇总
• 表4：几种主要燃料电池特点
• 表5：国内部分膜电极企业生产情况
• 表6：国内外膜电极产品主要参数情况
• 表7：不同类型质子交换膜对比
• 表8：质子交换膜生产工艺情况
• 表9：国内外膜电极产品情况
• 表10：国内外催化剂生产企业情况
• 表11：电堆双极板分类及供应商情况
• 表12：国内主要双极板公司生产情况
• 表13：不同氢循环方案对比
• 表14：不同类型空压机对比
• 表15：国产燃料电池电堆产品及参数
• 表16：氢燃料电池电堆发展
• 表17：国内主要燃料电池系统产品情况