作者：豐禾刀

這兩年電動汽車行業(yè)相關股票漲勢喜人，事實上，充電鋰電電動汽車僅僅是新能源車的其中一種，另外一種是燃料電池汽車。

今天就來簡要探尋一下燃料電池的相關產(chǎn)業(yè)。

（純電動車產(chǎn)業(yè)分析可關注我的頭條號并查找“尋龍訣”相關文章。）

一、燃料電池概述

1.1 什么是燃料電池

燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發(fā)電裝置，主要由正極、負極、電解質和輔助設備組成。

不同于蓄電電池，它是不充電的，它是一種發(fā)！電！裝！置！

常用的燃料除氫氣外還有甲醇、聯(lián)氨、烴類及一氧化碳等。氧化劑一般為氧氣或空氣。電解質常見的有磷酸、氫氧化鉀、熔融碳酸鹽及離子交換膜等。

1.2 燃料電池的應用：

按行業(yè)分，燃料電池在國防、航天和民用的移動電站、分立電源、潛艇、電動車、計算機與通信等眾多領域具有非常廣泛的應用前景和巨大的市場潛力。

另外，也可以按便攜式、固定式等進行劃分。

便攜式設備應用多是指在數(shù)碼產(chǎn)品（相機、筆記本電腦，打印機，收音機）、教育工具和玩具等作為小型移動電源。

固定式應用從UPS、小家用熱電聯(lián)產(chǎn)設備(CHP)、獨立電源裝置到MW級的并網(wǎng)發(fā)電站等。固定式燃料電池系統(tǒng)作為小型發(fā)電及備用電源系統(tǒng)得以迅速的發(fā)展。

最為大家期待的，就是在交通運輸領域，電動車方面的應用。美國、歐洲和日本的汽車制造廠商都在加緊開發(fā)車用燃料電池技術。有不少專家認為，氫燃料電池汽車最終將取代純電動汽車。

二、市場機會

2.1 燃料電池在汽車行業(yè)應用的優(yōu)點：

環(huán)保：使用氫氣為燃料，不排放有害尾氣，只排放水。

充電（加注）快：普通的純電動汽車充滿電一般需要4-6個小時，而燃料電池汽車燃料加注時間僅為幾分鐘。

自重非常輕：不同于鋰電池電動汽車通過數(shù)百公斤的電池組增大續(xù)駛里程，燃料電池汽車加注10來斤的氫氣就可以一口氣跑上400公里。

能量密度高：氫燃料電池能量密度可達300多wh/kg，幾乎是純電動汽車能量密度的數(shù)倍

2.2 國家政策

燃料電池目前的發(fā)展落后于日韓等國，國家十三五初期提升了對燃料電池的補貼，從補貼18萬提升至20萬~50萬，并持續(xù)到2020年不進行退坡。

根據(jù)2017年4月發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,2020—2030年,中國燃料電池汽車將迎來三大時間節(jié)點：2020年,在特定地區(qū)的公共服務車輛領域進行小規(guī)模示范應用；2025年,私人用車和公共服務用車領域批量應用,不低于1萬輛；2030年,在私人乘用車、大型商用車領域進行規(guī)模化推廣,不低于10萬輛。

三、燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈分析

燃料電池汽車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學反應，產(chǎn)生出電能來帶動電動機工作，由電動機帶動汽車中的機械傳動結構，進而帶動汽車的前橋（或后橋）等行走機械結構工作，從而驅動電動汽車前進。

燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈包括上游制氫和配套廠商、核心部件廠商、燃料電池動力系統(tǒng)廠商和下游整車廠商等，其中最核心的是燃料電池動力系統(tǒng)。

3.1 上游制氫

目前，大約有95%的氫氣來自于石油化工業(yè)。天然氣轉換制氫或石油化工等工業(yè)活動副產(chǎn)品氫氣分離性價比較高。

3.2 下游整車廠商

目前主要是國外的通用、豐田、現(xiàn)代等整車廠在研究，國內的則主要是商用車企業(yè)比較重視。

3.3、燃料電池汽車動力系統(tǒng)

燃料電池動力系統(tǒng)主要包括燃料電池系統(tǒng)、驅動電機及控制系統(tǒng)，整車控制系統(tǒng)、輔助電源、儲氫裝置。

3.3.1 燃料電池系統(tǒng)

燃料電池系統(tǒng)約占動力系統(tǒng)總成本的三分之二，包括燃料電池堆，燃料處理器，功率調節(jié)器，空氣壓縮機。目前來看，使用氫燃料的質子交換膜燃料電池被認為是最有前途的。

這其中，燃料電池堆又是最重要的。燃料電池堆由多個燃料電池通過一定的方式結合起來形成燃料電池組。單個電池又包括雙極板、密封圈、膜電極（MEA），其中膜電極包括質子交換膜、催化劑層和氣體擴散層。

3.3.1.1 膜電極MEA

MEA組件的核心之一：質子交換膜PEM。質子交換膜性能要求非常高，目前在氫燃料電池中使用的質子交換膜均采用全氟化聚合物材料合成。

MEA組件核心之二：催化劑

迄今為止，質子交換膜燃料電池的陰極和陽極有效催化劑仍以鉑和鉑碳顆粒為主。

MEA組件核心之三：擴散層

3.3.1.2 雙極板

雙極板也是決定性能和成本的關鍵組件之一。

雙極板，又叫流場板，主要起到起輸送和分配燃料、在電堆中隔離陽極陰極氣體的作用，一般采用在石墨板上雕刻流道的方式設計。

3.3.2驅動電機及控制系統(tǒng)

驅動電機及控制系統(tǒng)是燃料電池汽車的心臟，它的功能是使電能轉變?yōu)闄C械能，并通過傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳遞到車輪驅動車輛行駛。

3.3.3 整車控制系統(tǒng)

整車控制系統(tǒng)和其他類型的新能源汽車是一樣的，它負責對燃料電池系統(tǒng)、電機驅動系統(tǒng)、動力轉向系統(tǒng)、再生制動系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)進行監(jiān)測和管理。

3.3.4輔助電源

目前，因受到燃料電池啟動較慢和燃料電池不能用充電來儲存電能的限制，多數(shù)燃料電池汽車都要增加輔助電源來加速燃料電池車的啟動。

超級電容器應用的趨勢開始出現(xiàn)。超級電容器能夠反復循環(huán)充放電幾十萬次，而且可以迅速地完成大量電荷的充放電。所以，部分混合驅動燃料電池汽車開始趨向于采用大容量超級電容器作為輔助電源應用。

3.3.5 氫氣儲存罐

目前燃料電池汽車的主要燃料是氣態(tài)氫氣，主流的儲氫方式還用高壓儲。汽車一次充氣有足夠的行駛里程，就需要多個高壓儲氣瓶來儲存氣態(tài)氫氣

四、燃料電池汽車商業(yè)化應用的瓶頸

燃料電池雖然有眾多好處，但是目前看在汽車領域要商業(yè)化應用還有很大困難，影響燃料電池汽車發(fā)展最大的因素是居高不下的成本問題，使用昂貴的質子交換膜、貴金屬鉑作為催化劑、石墨雙極板高昂的加工成本等，導致質子交換膜燃料電池成本約為汽油、柴油發(fā)動機成本10-20倍。

未來商業(yè)化應用前景還要看技術的發(fā)展，但是一旦發(fā)展起來，則潛力無限。因此，北京氫璞創(chuàng)能科技有限公司董事長歐陽洵表示，今天的氫燃料電池行業(yè)相當于2013年的鋰電池行業(yè)，已經(jīng)迎來了風口。

五、產(chǎn)業(yè)鏈中相關企業(yè)及龍頭股票

氫燃料電池：

江蘇陽光（600220）?？毓晒蓶|江蘇陽光集團有限公司持有上海神力科技有限公司51.18%的股權。神力科技是以氫質子交換膜燃料電池技術、全釩液流儲能電池技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為發(fā)展目標，是目前中國燃料電池技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的領先者。

同濟科技（600846）：同濟科技參股的中科同力專研于質子交換膜的研究生產(chǎn)。

上汽集團（600104）：持有新源動力34%股權，在國內氫燃料車領域處于領先地位。新源動力，已實現(xiàn)燃料電池關鍵材料及關鍵部件、電堆組裝的小批量生產(chǎn)，建成可年產(chǎn)5500KW燃料電池堆用關鍵部件的批量生產(chǎn)線，同時在車用燃料電池系統(tǒng)集成安裝、調試、運行等方面擁有優(yōu)勢地位。

長城電工（600192）：長城電工參股新源動力近10%。

大洋電機（002249）：2016年，大洋電機通過參與全球頂尖氫燃料電池公司巴拉德的定向增發(fā)，獲得巴拉德9.9%的股權，成為其第一大股東。目前大洋電機在中山的氫燃料電池試驗線已初步建成，并開始產(chǎn)業(yè)化運作。

輔助電源：

江海股份（002484）：是國內超級電容器龍頭廠商。公司2013年收購日本ACT，并積極與海內外高校合作，引進資深研發(fā)團隊，從技術壁壘最高的電極材料到大容量超級電容器模組完成高度垂直一體化布局。

整車：

安凱客車（000868）、長安汽車（000625）：與上海神力科技合作，開發(fā)氫燃料汽車，并擁有一定的技術儲備。

濰柴動力（000338）：11月22日早間，宣布與羅伯特·博世有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，欲聯(lián)手打造具有國際競爭力的燃料電池商用車龍頭企業(yè)。

制氫供氫：

中國神華（601088）：神華集團未來發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，在方向上同時發(fā)展上游制氫供氫與加氫基礎設施、下游的燃料電池產(chǎn)業(yè)，在商業(yè)模式上既要成為氫能與燃料電池為主的能源供應商，又要成為以氫氣為主的氣體供應商

中國石化（600028）：中石化擬建設百座油氣混建站，建站首選或是氫能產(chǎn)業(yè)走在前列的廣東省。廣東省佛山市南海區(qū)瑞暉加氫站，是全國首個商業(yè)化加氫站。

富瑞特裝（300228）：擬投資3億元,用于開展氫能源汽車供氫系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項目,項目達成后形成年產(chǎn)5萬只儲氫瓶的產(chǎn)能,具備氫能源汽車供氫系統(tǒng)2萬套/年的配套能力。

其他：

雪人股份（002639）：公司與專業(yè)投資機構共同對外投資參股加拿大氫燃料電池生產(chǎn)商Hydrogenics 公司不超過17.6%的股權,已于2017 完成交割。Hydrogenics 是世界領先的設計、制造、建設氫能系統(tǒng)的公司。