燃料電池定義：
 

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。燃料電池具備運(yùn)行中零排放、高效率等優(yōu)異特性，是我國在交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳排放的重要技術(shù)路線之一。燃料電池按導(dǎo)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(diǎn)，被認(rèn)為是將來車用燃料電池最理想技術(shù)方案。

燃料電池行業(yè)發(fā)展歷程：
 

燃料電池并不是一個(gè)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(xué)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(shù)的發(fā)展。通過政府政策鼓勵、技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)參與度提升等多方面的投入，燃料電池的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí)代。目前在PEMFC向商業(yè)化邁進(jìn)的過程中，氫能問題異常突出，氫供應(yīng)設(shè)施建設(shè)投資巨大，氫的貯存與運(yùn)輸技術(shù)以及氫的制備技術(shù)等還遠(yuǎn)落后于PEMFC自身的發(fā)展，20世紀(jì)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(diǎn)，受到了世界各國的廣泛重視，并取得了長足的進(jìn)展。

我國氫燃料電池起步較晚，2001年國家863計(jì)劃“電動汽車”重大科技專項(xiàng)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(jī)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(shù)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(guān)部門出臺了一系列政策及研發(fā)計(jì)劃，促進(jìn)氫燃料電池的研發(fā)進(jìn)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(jìn)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與進(jìn)步。

燃料電池行業(yè)核心技術(shù)：
 

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(kuò)散層組合而成的，為反應(yīng)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(yīng)氣體，同時(shí)收集和傳導(dǎo)電流并排出反應(yīng)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(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換輸出，以輸出滿足下游應(yīng)用場景中不同電機(jī)工作電壓要求的電流。燃料電池的電化學(xué)反應(yīng)，消耗氫氣與氧氣，將氫氣中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，反應(yīng)過程不涉及燃燒，反應(yīng)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(xué)反應(yīng)輸出電流；空氣/氫氣供給系統(tǒng)是為電堆供應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(shí)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(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)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(shù)。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(kuò)散層三種組分構(gòu)成。膜電極是燃料電池電化學(xué)反應(yīng)最重要的基本單元，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝技術(shù)是燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，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(jī)、加濕器和氫氣循環(huán)泵，其中空壓機(jī)技術(shù)要求較高，國內(nèi)產(chǎn)量小。
 

下游應(yīng)用：下游的應(yīng)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(yīng)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(dá)到1,300MW左右，同比增長約為10%，2016-2020年年復(fù)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(yùn)營的燃料電池車共34,804輛，同比增長38%。其中韓國投入運(yùn)營的燃料電池車數(shù)量達(dá)10,093輛，占比達(dá)29%，首次取代美國成為全球燃料電池車運(yùn)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(lǐng)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(yīng)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(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化供應(yīng)。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(jì)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(bǔ)貼政策轉(zhuǎn)向及示范城市群的開展導(dǎo)致銷量下降，預(yù)計(jì)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(jìn)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(yùn)營為主，產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心技術(shù)布局較少。目前我國自主研發(fā)和引進(jìn)國外成熟技術(shù)的廠商并存，但關(guān)鍵部件材料性能與生產(chǎn)亟待提升。當(dāng)前國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)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(jī)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(jī)系統(tǒng)及電堆獨(dú)立供應(yīng)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(shù)的發(fā)動機(jī)供應(yīng)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(shù)引進(jìn)與合作見長、具備一定批量化生產(chǎn)能力的供應(yīng)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(shù)引進(jìn)等方式不斷拓展燃料電池相關(guān)業(yè)務(wù)，以大洋電機(jī)、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(xiàng)能源發(fā)展相關(guān)政策中提到氫能與燃料電池技術(shù)的推進(jìn)，同時(shí)，目前我國已國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計(jì)劃的主要任務(wù)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(shí)施、我國氫燃料電池核心技術(shù)的逐步突破積累、相關(guān)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。