氢燃料电池行业研究

目录

1、氢燃料电池概况 (2)

1.1燃料电池概念 (2)

1.2燃料电池分类 (2)

1.3燃料电池优势 (2)

2、氢燃料电池产业链解析 (3)

3、氢燃料电池市场细分 (5)

3.1固定领域 (6)

3.2交通运输领域 (7)

3.2.1核心应用：叉车 (7)

3.3.2燃料电池车的产业化 (8)

3.2.3燃料电池车未来发展 (9)

3.3便携式领域 (9)

4、相关企业 (10)

氢燃料电池行业分析

1、氢燃料电池概况

1.1燃料电池概念

燃料电池，是一种主要通过氧或者其他氧化剂进行氢化还原反应，把燃料中的化学能转化为电能的电池。即使用氢气作为燃料，利用电解水的逆反应产电的一种燃料电池。其工作原理是：将氢气送到电池的阳极板，通过催化剂的作用，氢原子变成一个正电荷的氢离子和一个负电荷的电子，其中氢离子通过电解质达到阴极板，而电子不能通过电解质，而只能通过外部电路形成电流。电子到达阴极板后，与氢原子和氢离子重新结合为水。

1.2燃料电池分类

燃料电池有多种类型，但是它们都有相同的工作模式。他们主要由三个相邻区段组成：阳极、电解质和阴极。两个化学反应发生在三个不同区段的借口之间。两种反应的净结果是燃料的消耗、水或者二氧化碳的产生，和电流的产生，可以直接用于电力设备。

燃料电池按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型；按电解质种类又可分为碱性染料电池（AFC）、磷酸盐型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固化氧化物型燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。

1.3燃料电池优势

氢燃料电池阴极板供给的氧可直接从空气中获得，因此仅需不断给阳极板供应氢气并及时把水带走，氢燃料电池就可以不断提供电能。相对于其他能源，氢燃料

电池的发电过程无污染、能量转换效率高，且其燃料氢气来源广泛，可再生。

高、可以持续工作，出现故障的概率较低；比较与锂离子电池等电动车，其最大的优势就是功率密度高，不需要装载笨重的电池系统。但是燃料电池的劣势也比较明显，首先是运行温度与能量转换效率成正比，但较高的运行温度限定了应用范围，同时无论是从燃料电池本身的成本，还是从燃料成本上都还远远高于内燃车和锂离子电动车。所以燃料电池的应用领域一般都是针对稳定性、排放及空间要求高，但同时对于设备、燃料经济性要求较低的领域，PLUG的叉车概念就是最好的例证。

2、氢燃料电池产业链解析

氢燃料电池主要包括电池组件和燃料两个部分。因此其上游主要是氢气供应以及电池零组件。氢气供应部分主要是为燃料氢气而准备的，主要流程包括氢气生产、输送和充气机。而电池零组件部分则主要生产燃料电池组、氢气存储设备和配件。中游则是将上述组装，形成一个完整的可投入使用的燃料电池系统，每种系统构成都依据其不同的应用领域而有所不同。下游的应用板块则主要包括了固定、交通运输和便携式三个主要领域。

产业链的核心在于中游的燃料电池系统，系统的组成对于下游的应用。而在燃料电池系统中，燃料电池模块是最为重要的。一般燃料电池由电解质、催化剂和双极板组成，在这三者中，催化剂的有无对燃料电池成本的影响最为巨大。对于PEMFC 来说，由于其使用昂贵的铂族金属作为催化剂，其价格一直居高不下，可以说，催化剂是燃料电池价格的决定因素之一。另一个重要决定因素是电解质，不同技术类型的燃料电池对电解质的要求不同，不同的电解质的价格也会有多不同，并最终对燃料电池价格产生影响。

3、氢燃料电池市场细分

氢燃料电池早在20世纪60年代就因其体积小、容量大的特点而成功应用于航天领域。进入70年代后，随着科学技术的不断进步，氢燃料电池也逐步被运用于发电和汽车。现如今，伴随各类电子智能设备的崛起以及新能源汽车的风靡，氢燃料电池主要运营于三大领域：固定领域、运输领域、便携式领域。

2012年，全球燃料电池系统的出货量近3万台，同比增长约34%。相对于2008年增长超过321%。而在其中，固定式燃料电池的增长最为显著，从2008年的2000台迅速上升至2.5万台。交通运输燃料电池发展相对平稳，在未来其发展的主要看点集中在轻型燃料电池电动汽车数量的增加和物料搬运设备市场的大幅增长。在三个领域中，便携式领域的发展几乎处于停滞状态，即使目前已经有许多公司陆续推出手机用氢燃料电池，但就整体而言，该类产品的商业化尚未得到实现，未来发展还需要很长时间。日本富士经济公司针对产业和商业、家用、燃料电池车、叉车等驱动、便携和应急以及便携终端6个领域进行了调查，预测到2025年，全球市场总计将达到52843亿日元，相当于2011年的74.2倍。

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招商证券研究员表示，从全球燃料电池趋势看，以现阶段技术，燃料电池更适合用于固定设备（医院不间断电源、分布式发电、军用等设备稳定性及噪音有特殊要求领域），而北美地区运输业下游市场的增长则主要来自于叉车等对排放、灵活性要求较高的专用车领域。

3.1固定领域

固定式燃料电池包括多种尺寸和类型，主要用于各种固定位置的电力供应，包括发电站、楼宇、工程等领域的大型首要电源、备用电源或热点联产（CHP），用于家庭住宅和商业的微型热点联产，以及远程或基本应用例如电讯塔的首要或备用电源。

固定式燃料电池主要包括MCPC、SOFC、PAFC和PEMFC。在美国市场，美国本土的Bloom Energy，Fuel Cell Energy，UTC power和加拿大的Ballard Power System 是该领域的主要生产公司。

在固定式燃料电池的应用中，各地区略有差别。对亚太地区而言，辅助电源（Aux Power）是目前占比最大的应用，其他主要应用则是备用电源（Backup Power）和热电联产（CHP）。在北美地区，备用电源、热电联产和分布式发电（DG）是三类主要的应用领域。

氢燃料电池的优点除了零排放、高效率和燃料易获得外，其在外部环境剧烈变化的条件下，可以长时间连续工作且具有更高的可靠性。与柴汽油发电机相比，氢燃料电池的噪声很小且不排放有害气体。此外，氢燃料电池还有运动部件少，维修工作量小，更有利于远程控制、减少时间的维修时间。具备高效率、高可靠性以及