中国氢燃料电池汽车产业链分析

中国氢燃料电池汽车产业链分析

前言：通过梳理中国燃料电池汽车产业链相关企业情况、配套能力，总结出中国燃料电池汽车产业链特点，并结合与国外典型产品产业配套情况的比较，归纳出中国燃料电池汽车产业链以及产业环境的优势及薄弱点，指出中国燃料电池汽车产业链发展的难点和重点。

1 研究背景

产业链完整度是衡量产业竞争力的重要指标。近年来，战略性、支柱性产业的产业链完整度持续引发重要关注。新能源汽车是中国汽车产业由大变强的重要技术路径，其产业链完整度在一定程度上决定了汽车强国战略的成败。燃料电池汽车作为新能源汽车的重要部分，2018 年以来中国整车生产和推广应用规模快速扩大，其中 2019 年国内共生产燃料电池商用车超过 3 000 辆，生产和应用规模跃居全球第一。与此同时，国内燃料电池汽车相关产业也加速布局，在规模化推广之前，有必要对燃料电池汽车产业链进行梳理与分析，认清产业链优势及薄弱点，瞄准产业布局着力点，从而提升产业的国家竞争力。

1.1 中国燃料电池汽车产业链总体情况

燃料电池汽车产业链主要包含上游（燃料电池动力系统及关键部件）和下游（整车生产）两大部分。与传统汽车产业链相比，燃料电池汽车产业链主要新增了燃料电池系统和车载供氢系统，其中燃料电池系统是核心结构。主要部件构成如图 1 所示。

燃料电池汽车产业链内，已经集聚了数量较多的国内生产企业。国内燃料电池汽车关键部件及整车主要生产企业如表 1 所示。

2 中国燃料燃料电池汽车产业链特点

2.1 下游整车产业，大品类齐全，实际量产以商用车为主

商用车是目前中国燃料电池汽车的主要应用领域，产品种类主要包括大中型客车、轻型客车、轻型货车（物流车）。主要参与企业包括宇通、中通、北汽福田、佛山飞驰、上海申沃、南京金龙、上汽大通、东风、奥新新能源等。另外，中国重汽已推出一款氢燃料电池港口牵引重卡。

乘用车方面国内较早涉足的仅有上汽（荣威 950），近期发布燃料电池汽车乘用车样车的企业包括武汉格罗夫和爱驰汽车（甲醇燃料电池汽车），长城、广汽、奇瑞、吉利（甲醇燃料电池）等车企规划 3～5 年内推出其燃料电池车型。但截至目前，燃料电池乘用车总体上均处于研发验证阶段。

在产品路径上，当前中国以商用车产品为主，而日本和韩国以乘用车为主，究其产品路径差异的原因，主要在以下方面。

一是产业层面，在乘用车领域中国纯电动和插电式汽车发展迅速，性价比不断提升，已经赢得了一定的市场空间，在商用车领域，纯电动和插电式技术路径在续驶里程、便利性等方面弊端突出，给燃料电池汽车发展提供了一定的空间。

二是市场层面，燃料电池汽车整车成本高于燃油车和纯电动汽车，参照中国推广纯电动和插电式汽车的经验，国内城市公交主要由地方财政支持购买和运营，较适宜设立专项资金等方式弥补购车和运营成本的大幅上升。另外，当前氢燃料汽车推广的主要制约是氢能基础设施不足，在发展初期，定点定线运行的商用车解决氢能加注问题较乘用车更易于实现。

三是技术与法规层面，与日韩车辆的电堆多采用金属双极板不同，中国电堆企业主要是采用石墨双极板，石墨双极板体积功率较金属双极板低 20%～30%，导致电堆体积较大，不便于在乘用车上布置，而石墨双极板寿命是金属双极板循环寿命 1.5 倍以上，更适合在寿命需求更高的商用车领域。另外，中国尚未建立四型瓶的使用规范，目前采用三型瓶无论是 35 MPa 还是 70 MPa，体积和质量都较四型瓶大很多，不便于在乘用车上进行布置，而商用车对体积和质量增加的敏感度低于乘用车。

国内外产品路径的差异是技术、市场、法规等多重因素综合选择的结果，对中国来说，燃料电池汽车从商用车切入，虽然有电堆技术要求较低，不利于电堆及零部件技术的迅速提升的弊端，但总体来看利大于弊。首先是中国在乘用车方面纯电动和插电式汽车发展较快，已经确立了一定的技术自主可控性和产品经济性优势，从商用车切入一方面可以避免对原有投入的浪费，另一方面燃料电池商用车正好弥补纯电动商用车在续驶里程、便利性方面的先天不足。

其次是从安全性方面考虑，在发展初期，公交等公共交通服务领域配套的加氢站便于安全监控，从而保障运营安全。

2.2 上游部件产业：主要部件总体实现从无到有，部分尚存空白

燃料电池电堆、燃料电池系统、车载高压供氢系统等核心主要部件总体实现从无到有。其中产业链比较密集的领域有燃料电池电堆集成、燃料电池系统集成、大功率燃料电池汽车用 DC/DC、储氢瓶、高压储氢瓶用铝合金；企业数量较少产业链相对薄弱的领域有膜电极、双极板、催化剂、质子膜；产业链尚属空白的领域有炭纸、气体扩散层、氢气循环泵、增湿器、碳纤维储氢材料、塑料储氢材料、瓶口组合阀、高压管路、减压器。鉴于无增湿燃料电池电堆已成为发展趋势，且中国新源动力等企业也已研发出无增湿燃料电池电堆，增湿器目前产业空白的影响可忽略。

2.3 实际量产中，依赖进口的核心部件和关键基础材料仍较多

受国内工业基础能力依然薄弱的影响，若追溯到关键基础材料、核心基础零部件、元器件的层面，批量化产品的应用仍需依赖进口。依赖进口的原因主要有两种，一种是国内产业链尚存空白；另一种是国内有供应商，但产品性能或供应商配套能力不能满足要求。

如图 2 所示，图中黑色阴影部分的产品是目前国内产业空白，完全依赖进口的产品，灰色阴影部分代表国内虽然有相应产品，但由于性能不足或车标配套能力不足，目前阶段也主要依赖于进口的领域，在燃料电池汽车核心部件方面，中国目前主要掌握的是电堆和电堆系统的集成、车载储氢瓶的集成。

2.4 生产和研发测试设备是较大短板

燃料电池试制及生产设备，如专用涂布机等，目前国内有自行研发，但主要是企业自用，尚未形成通用产品。测试设备目前主要依赖进口，比如膜电极、高压储氢瓶、供氢阀件的测试设备主要来自加拿大 GREENLIGHT 公司、日本ESPEC 和德国 CTS 公司等。另外，加氢站用设备包括空气压缩机、各类管路和阀件以及加氢枪等目前也主要依赖于国外进口。其中站用压缩机生产企业主要有美 HYDRO-PAC 公司、美国 PDC 公司、德国 Linde 公司，站用高压储氢罐代表生产企业为美国 AP、美国 CPI 公司，氢气加注机主要由德国 Linde 和美国AP 公司供应。

2.5 近年产业集聚加速，初步形成几大集聚区，有助于产业链的加速完善

图 3 给出了 1995—2019 年中国燃料电池汽车相关企业数量。截至2019-02，中国燃料电池汽车相关企业数量近 250 家，其中近三年来相关企业数量增速加快，并初步形成了长三角、华南及环京几大产业集聚区。另外，中部、西部、东北一些电动汽车产业相对落后，或工业副产氢以及光电水电资源较为丰富，以及气候极寒等地区，也是布局燃料电池汽车产业的重要区域。