燃料电池市场调研.docx

燃料电池市场调研报告目录燃料电池市场调研报告11 燃料电池简介31.1 燃料电池的历史来源及发展历程31.2 燃料电池类型41.3 氢燃料电池优势41.4 氢燃料电池产业链分析51.4.1 固定领域引领氢燃料电池市场51.4.2 运输领域寻求突破71.4.3 燃料电池车离产业化仍有不小距离82国外燃料电池汽车产业92.1 北美地区92.2 欧洲地区112.3 日本和韩国122.4 全球发展趋势总结142.5 政策推动燃料电池需求增长152.5.1 欧美政府在燃料电池领域是先行推手152.5.2 日韩厂商对燃料电池的重视度不断提升，日本扶持力度大182.5.3 中国在燃料电池领域早有补贴和税收减免计划203 燃料电池产业链-车企243.1 丰田或将引导新一轮燃料电池汽车起飞263.2 现代途胜是全球第一辆量产版的氢燃料电池车273.3 各车厂都积极进行燃料电池技术储备并推出新车型283.4 燃料电池客车开始大力推广313.5 结盟、合作、标准化、开放专利引领燃料电池汽车发展343.5.1 燃料电池车厂积极结盟343.5.2大汽车厂商之间、车厂与燃料电池厂商之间的合作不断343.5.3 日本厂商不断推动标准化353.5.4 2015年丰田开放燃料电池系统专利助推市场的发展354 燃料电池产业链-技术路线364.1 氢燃料电池是燃料汽车动力应用的主流路线374.1.1 质子交换膜燃料电池（氢燃料电池）374.1.2 固体氧化物燃料电池（SOFC）394.1.3碱性燃料电池(AFC)广泛应用于航空航天424.1.4 熔融碳酸盐燃料电池和磷酸盐燃料电池等早期的燃料电池424.2 汽车用氢燃料电池的系统构成及产业链分解434.2.1 燃料电池系统434.2.2 驱动电机及控制系统444.2.3 整车控制系统454.2.4 辅助电源对燃料电池汽车极其重要464.2.5 氢气储存罐484.2.6氢燃料电池中的电解质膜、电极、催化剂等核心部件分析495 燃料电池产业发展趋势535.1 成本较高一直是制约燃料电池汽车发展的最重要原因535.1.1 质子交换膜是燃料电池的核心545.1.2 铂金催化剂成本较高545.1.3 表面改性的多涂层结构金属双极板将大幅优化镀层成本555.1.4 规模化生产也会使得燃料电池系统价格下降555.2 燃料电池汽车产业配套更加完善565.2.1工业制氢已经部分得到解决，生物质及太阳能制氢值得期待575.2.2 氢气运输不存在明显困难585.2.3 加氢站少、用户加氢难的问题将逐步改善585.3燃料电池汽车新阵营即将形成605.3.1 氢能+燃料电池应用渗透率提升615.3.2 传统车厂企图依靠燃料电池实现弯道超车625.4燃料电池产业化周期长，政策必须先行635.4.1 近年来全球燃料电池民间投资积极性有所下滑635.4.2 乘用车燃料电池厂商融资有向好的苗头645.4.3 上市或增发融资都是解决燃料电池厂商巨大投入的重要途径655.4.4 日本燃料电池产业发展的启示651 燃料电池简介燃料电池，是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转化成电能的电池。燃料电池有多种类型，但是它们都有相同的工作模式。它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接口之间。两种反应的净结果是燃料的消耗、水或二氧化碳的产生，和电流的产生，可以直接用于电力设备。1.1 燃料电池的历史来源及发展历程1838年，燃料电池的原理由德国化学家尚班提出，并刊登在当时著名的科学杂志。到20世纪50年代以前，燃料电池一直处于理论与应用基础的研究阶段。在此前期间，GE（通用电气）资助了PEMFC质子交换膜燃料电池的研究。20世纪60年代由于载人航天对于大功率、高比功率与高比能量电池的迫切需求，燃料电池才引起一些国家与军工部门的高度重视。美国NASA（国家航空航天局）的Apollo登月计划中就是采用燃料电池为太空船提供电力和饮用水的，是美国联合技术公司的UTCPower通过引进培根专利，成功研制了Apollo登月飞船的主电源Bacon型中温氢氧燃料电池，双子星宇宙飞船(1965)也采用了通用的PEMFC为主电源。再此之后，氢氧燃料电池广泛应用于宇航领域。20世纪70-80年代，能源危机和航天军备竞赛大大推动了燃料电池的发展。以美国为首的发达国家开始大力支持民用燃料电池的开发，至今还有数百台当时投资的PC25（200千瓦）磷酸燃料电池电站在世界各地运行。此后，各种小功率燃料电池也开始在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。20世纪90年代至今，人类日益关注环境保护。以质子交换膜燃料电池为动力的电动汽车、直接甲醇燃料电池的便携式移动电源、高温燃料电池电站、用于潜艇和航天器的燃料电池等蓬勃发展。1.2 燃料电池类型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燃料电池（AFC）、磷酸盐型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固体氧化物型燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。20多年来，燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段，燃料电池的研究和应用正以极快的速度在发展。在所有燃料电池中，碱性燃料电池（AFC）发展速度最快，主要为空间任务，包括航天飞机提供动力和饮用水；质子交换膜燃料电池（PEMFC）已广泛作为交通动力和小型电源装置来应用；磷酸燃料电池（PAFC）作为中型电源应用进入了商业化阶段，是民用燃料电池的首选；熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）也已完成工业试验阶段；起步较晚的固态氧化物燃料电池（SOFC）作为发电领域最有应用前景的燃料电池，是未来大规模清洁发电站的优选对象，100kW管式SOFC电站已经在荷兰运行，Siemens和三菱重工都进行了SOFC发电系统的试验研究。相比之下，SOFC、MCFC和PEMFC会是最有前景的技术路线。1.3 氢燃料电池优势氢燃料电池，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，是目前发展最好的燃料电池。其工作原理即：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到达阴极板，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，与氧原子和氢离子重新结合为水。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，能量转换效率更高，且其燃料氢气来源广泛，可再生。1.4 氢燃料电池产业链分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，系统的组成必定要对应下游的应用，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、催化剂和双极板构成，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性因素之一。另一个重要的决定因素这是电解质，不同技术类型的燃料电池堆电解质的要求不同，不同的电解质的价格也会有所不同，并最终对燃料电池价格产生影响。1.4.1 固定领域引领氢燃料电池市场氢燃料电池早在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，氢燃料电池主要应用于三大领域：固定领域、运输领域、便携式领域。而在其中，固定式燃料电池的增长最为显著，交运用燃料电池的发展则相对平稳，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。在三个主要领域中，便携式领域的发展几乎处于停滞状态，即使目前已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，预测称到2025年，全球市场总计将达到51843亿日元，相当于2011年的74.2倍。固定式燃料电池市场包括多种尺寸和类型，主要用于各种固定位置的电力供应，包括主要应用于发电站、楼宇、工程等领域的大型首要电源、备用电源或热电联产（CHP），用于家庭住宅和商业的微型热电联产（CHP），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 PowerSystems是该领域的主要生产公司。目前更多的行业在考虑使用燃料电池，希望在发生自然灾害时，燃料电池可以独立于电网发电。随着对电的复原力需求的增强，以及全球越来越快地采用分布式发电技术，和家庭式热电联产的逐步普及，未来10年，固定式燃料电池产业将处于有利的引领地位。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（Backup）、热电联产（CHP）和分布式发电（DG）是三类主要的应用领域。无论是在亚太地区还是在北美地区，随着家庭式热电联产的逐步普及，CHP的应用占比都将会逐步增大，并成为固定领域中的主要应用。分布式发电和备用电源则作为辅助应用，共同支撑固定领域发展。1.4.2 运输领域寻求突破交通运输领域的燃料电池细分有广泛的应用，主要包括车辆，公交车，小型飞机，船只以及物料搬运设备等，使用的燃料电池类型仅仅是质子交换膜（PEMFC）。目前，交运领域实现商业化的主要是物料搬运设备领域，而全球几家大型汽车制造商仍在继续追求燃料电池轻型汽车的应用，并计划与2015-2017年实现商业化。北美的Plugpower和加拿大Ballard PowerSystems是该领域的主要厂商。高效环保低成本的氢燃料电池叉车为运输领域的核心应用。叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，是物料搬运设备的一种。目前，叉车是交通运输领域中实现商业化较为活跃的主要品种。其主要生产商为Plug power公司。叉车上的动力来源主要是电池。较常用的为铅酸电池，而目前燃料电池正取代铅酸电池成为电动叉车的主要能量。在高流通量的配送中心和仓库环境中，与传统充电电池系统相比，零排放燃料电池叉车体现了经济、实用、环保。燃料电池叉车的优势在于：通过恒功率输出和充氢气时间短显著提高叉车的生产率。铅酸电池的性能有限，过长的充电时间导致其效率低下。与之相比，燃料电池由于燃料补给迅速，且具有更长的使用寿命而备受关注。提高生产效率的同时，燃料电池叉车还可以降低运营成本。例如，沃尔玛超市在加拿大阿尔伯塔省的冷藏配送中心部署了95辆燃料电池叉车。与传统的充电电池动力叉车相比，该项目在7年内将减少运行成本110万美元。沃尔玛现在已有超过500辆燃料电池叉车运行在包括冷冻设施在内的三个仓库中运行。其余使用Plug power公司的Gen Drive系统的客户包括：宝洁公司部署在四个站点的340个燃料电池叉车系统；思科部署在7个站点的超过600个系统；可口可乐公司部署在2个站点的96个系统。燃料电池叉车市场的供应商主要有H2Logic,Hydrogenics,NuveraFuelCells,OorjaProtonics和Plug power。其中Plug power是最大的供应商，其市场份额约为80%。使用燃料电池叉车的企业目前来看多为大公司，这部分是因为燃料电池叉车的售价高于普通叉车。1.4.3 燃料电池车离产业化仍有不小距离成本：发展的首要阻碍燃料电池车目前普及度非常低，国外的燃料电池大巴目前售价在100万美元上下，而特斯拉的“贵族”电动车ModelS售价也才为73万人民币，两厢对比下，燃料电池车的价格实在高出许多。加氢站：需要时间积累的必备配套任务加氢站建设难也是制约燃料电池汽车发展的另一大因素。和建设锂电池电动车所需的充电桩不一样，建设加氢站的可操作性难度非常高，除了需要较大的空间外，还要做环评、安评等一系列工作。全球加氢设施的发展主要集中在三大区域：北美、欧洲和日本，整个加氢站建设的密度将与燃料电池汽车的市场导入量相匹配。目前而言，中国仅有一个加氢站，加氢站不仅远远低于美国数量，也远远低于临近的韩国和日本，可以说国内在加氢站建设上还有很长的路要走。氢燃料电池VS锂电池：谁是赢家？锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，使用以下反应：Li+MnO2=LiMnO2,该反应为氧化还原反应，放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。锂电池的历史可以追溯到70年代，是目前应用最广泛的电池，特斯拉电动车使用的就是锂电池。锂电池和燃料电池相比较，锂电池的优势在于更安全、成本更低；而燃料电池的优势则在于充电时间更短、能量密度更高。从目前的技术看，氢燃料电池需要新建一个产业链来支撑，这需要很长的时间和大量的投资。而锂电池从发明以来，随着技术的进步和产业化的扩充，每年都有小幅度的降价和容量提升。日本在2005年就开发出来了性能比特斯拉Model S更优异的Eliica，但是当时锂电池的高昂价格注定这个产品只是试验品。而目前特斯拉电动车火爆全球，比亚迪正在开发性能不逊色于特斯拉Model S的E9，宝马混合动力的i3、i8都要上市，保时捷918也已经预订。这都说明2013年锂电池的价格已经降低到一个可以接受的范围。未来几年，随着锂电池价格的进一步下降和容量的进一步提升，电动车的普及度有望进一步提升。总而言之，短期来看锂电池主导的电动车会是主要方向，氢燃料电池则需要长期的发展，但有望后来居上。2国外燃料电池汽车产业2.1 北美地区美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要区域。在美国能源部（DOE）、交通部（DOT）和环保局（EPA）等部门的支持下，燃料电池技术近年来取得了很大的进步，通用、福特、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等整车企业都在美国加州参加了燃料电池电动汽车的技术示范运行，并培育了联合技术公司（UTC，美国）、巴拉德（Ballad，加拿大）等国际知名的燃料电池研发和制造企业。美国在2006年专门启动了国家燃料电池公共汽车计划（National FuelcellCity Bus Program，NFCBP），进行了广泛的车辆研发和示范工作。2011年美国燃料电池公共汽车实际道路示范运行单车寿命最长超过11000小时1；到2015年，运行的公交车平均累计运行时间已经达到9000小时（仍然在运行），最长的车辆寿命超过了18000小时。预计到2016年底，美国燃料电池公共汽车的使用寿命将达到2万3万小时，车辆的性能达到传统柴油客车的水平，实现每天19小时的运行和出勤率，故障间隔里程大于4000英里。通用曾经于2007年投放了100辆雪佛兰Equinox燃料电池电动汽车直接给消费者使用，2009年达到了100多万英里的行驶里程。在降低成本和提升燃料电池的性能上，通用新一代燃料电池体积比雪佛兰Equinox缩小了一半，重量减轻了220磅，使用的铂金仅为原来的1/3。预计到2017年，100kW燃料电池发动机的铂金用量将下降到1015g，达到传统内燃机三效催化剂的铂金用量水平，将为量产做好准备。下表为美国通用公司的两代燃料电池系统性能对比。美国通用公司两代燃料电池发动机系统的性能对比下表为美国能源部对轿车燃料电池成本的估计，预计到2020年，在年生产量20万辆的条件下，随着燃料电池技术的进步（100kW电堆铂用量下降到10g），燃料电池轿车成果将低于3万美元。美国能源部橡树岭国家实验室对燃料电池轿车成本的预测2.2 欧洲地区欧洲的燃料电池客车示范计划（HYFLEET-CUTE）从2003年至2010年在10个城市示范运行了30辆第一代戴姆勒燃料电池客车，累计运行130万英里。这些车辆采用“电池+12kW的氢燃料电池”的动力形式。在此基础上，欧洲燃料电池客车示范项目（CHIC：Clean Hydrogen in European Cities）在5个城市开展了26辆第二代燃料电池公共汽车示范运行，期限从2011年至2017年，目标是实现燃料电池电动汽车性能达到目前燃油汽车的标准。该项目由联合技术倡议（JTI：Joint Technology Initiatives）燃料电池及氢能合作计划（FCH-JU）和相关企业资助。在德国，主要的汽车和能源公司与政府一起承诺：到2015年建立广泛的全国氢燃料加注网络。2013年初，宝马公司决定与丰田汽车公司合作，由丰田公司向宝马公司提供燃料电池技术。戴姆勒奔驰的两代燃料电池客车的性能对比2.3 日本和韩国从全球范围看，日本和韩国的燃料电池研发水平目前处于全球领先的水平，尤其是丰田、日产和现代汽车公司，在燃料电池电动汽车的耐久性、寿命和成本等方面逐步超越了美国和欧洲。2014年12月，丰田发布当今最具成本优势、性能最先进的Mirai燃料电池电动汽车。新车售价723.6万日元(约37.8万人民币)；日本政府补贴后，实际价格520万日元(约27.1万人民币)。根据丰田的官方数据，在参照日本JC08燃油模式测试的情况下，Mirai的巡航里程达到650公里，完成单次氢燃料补给仅需约3分钟，10秒内可以完成百公里加速，完全能够应付平常的行车需求。日产汽车也投入巨资开展燃料电池电堆和轿车的研发。2012年，日产汽车公司研发的电堆功率密度就达到了2.5kW/L的国际先进水平。本田新开发的FCX Clarity燃料电池电动汽车，能够在-30顺利启动，续驶里程达到620公里。2014年，本田宣布其燃料电池堆功率密度也达到3kW/L。为推进燃料电池汽车的产业化，丰田公司2015年1月在拉斯维加斯消费电子展上宣布公开与燃料电池汽车相关的5680件专利，包括燃料电池组1970项、高压储氢290项，燃料电池控制系统3350项，加氢站70项。其中与氢基础设施相关的专利会无限期无偿提供；和车辆相关的专利，针对汽车公司设置了截止到2020年使用期限。韩国从2002开始研发燃料电池电动汽车，2005年采用巴拉德的电堆组装了32辆SUV，2006年推出了自己研发的第一代电堆，组装了30台SUV和4辆大客车，并进行了示范运行；2009-2012年间，开发了第2代电堆，装配了100台SUV，开始在国内进行示范和测试，并对电堆性能进行改进；2012-2015年，推出了第3代燃料电池SUV和客车，开始全球示范。2013年，韩国宣布提前2年开展千辆级别的燃料电池SUV（现代的ix35）生产，在全球率先进入燃料电池电动汽车千辆级别的小规模生产阶段。该SUV采用了100kW燃料电池、24kW锂离子电池和100kW电机，70MPa的氢瓶可以储5.6kg氢气，NEDC循环工况续驶里程588km，最高车速160km/h。2015年，美国华德公司（Ward）将该燃料电池发动机评为北美年度十佳量产的发动机之一，这是燃料电池首次入选。2015年北美十佳发动机清单2.4 全球发展趋势总结从美洲、欧洲和日韩等发达国家的燃料电池电动汽车发展现状看，全球主要汽车公司大都已经完成了燃料电池电动汽车的基本性能研发阶段，解决了若干关键技术问题，其整车性能、可靠性、寿命和环境适应性等各方面均已基本达到了和传统汽车相媲美的水平。随着这些发达国家的燃料电池电动汽车技术趋于成熟，其研究重点也逐渐集中到提高燃料电池功率密度、延长燃料电池寿命、提升燃料电池系统低温启动性能、降低燃料电池系统成本、大规模建设加氢基础设施、推广商业化的示范等方面。据美国能源部预测，2017年燃料电池系统的成本将下降到30美元/kW，达到和内燃机成本同样的水平。为了实现该目标，世界各国纷纷制定了各自的加氢站建设规划以配合燃料电池电动汽车的推广应用。日本目前在名古屋、东京、大阪和福冈四个城市之间拟建造100座加氢站，在2025年前扩大到1000个加氢站；到2030年计划建成覆盖全国的加氢站，数量达到5000个，燃料电池电动汽车的比例超过10%。韩国到2015年已经建设了13座加氢站，预计到2020年建设168座加氢站，沿韩国高速公路建设成氢高速公路。美国计划于2017年建成至少84座加氢站，达到单站日产500公斤以上的氢气产量。虽然计划十分恢宏，但是各国加氢站的实际建设进度并没有预计的那么快。加氢站的建设成本是加油站的5倍，且加氢站在城市中建设还面临一系列诸如土地和安全法规的限制。日本经产省通过发布氢燃料电池车普及策略、修正高压气体保安法等措施为日本的燃料电池电动汽车及加氢站的规划打下政策基础，也为其他国家促进燃料电池电动汽车发展的提供了相关法律法规及政策支持的参考。2.5 政策推动燃料电池需求增长从宏观角度看，燃料电池除了具备性能优势，使产业界可能受惠之外，最大的好处还是来源于清洁环保。燃料电池持续得到各国政府的大力推动，尤其是2009年的联合国气候变化大会对温室气体排放制定目标后，燃料电池用于清洁能源变革的呼声开始走高。其中美国承诺2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%，欧盟承诺在2020年温室气体排放量比1990年的水平上减少20%。温室气体主要由化石燃料燃烧产生，包括发电厂发电，以化石燃料的工厂以及车辆排放的尾气，减少化石燃料燃烧成为减排的重要途径，而燃料电池恰恰可以将燃烧变为电化学反应，提升能效转换率，减少二氧化碳或其他废弃气体的排放。2.5.1 欧美政府在燃料电池领域是先行推手燃料电池作为新型清洁能源，一直以来受到美国政府和各州政府的大力支持。（1）持续资金投入cnBeta数据显示，2015年，美国能源部宣布将在燃料电池和氢技术行业投资超过2000万美元，其中，共有10个项目将得到资助，旨在推进燃料电池和氢技术，并实现早期燃料电池的应用，如轻型燃料电池汽车（FCEV）；同时，美国能源部表示其支持的项目自2006年以来，已经帮助将燃料电池成本下降50%，同时耐用性翻翻，并且减少所需的铂量。其最终的目标是，加速美国创新清洁能源技术，减少国家对外国石油的依赖、减少碳排放量。（2）政策及政府力量扶持，补贴和税收优惠政策不断出台美国和加拿大是燃料电池研发和示范的主要区域，在美国能源部（DOE）、交通部（DOT）和环保局（EPA）等部门的支持下，燃料电池产业发展较快，通用、福特、丰田、戴姆勒奔驰、日产、现代等车厂都在美国加州参加了燃料电池汽车的技术示范运行，并培育了联合技术公司UTC、巴拉德Ballad等国际知名的燃料电池厂商。（3）对汽车排放制定ZEV计划2008年起，美国加州政府制定了ZEV计划，对车厂出台了减排的积分规定目标，如果车厂的零排放车辆数目低于目标，将有两种选择：要么支付高额罚金，要么从其他车厂那里购买积分。2013年，加州PaloAlto公司仅仅靠向其他车厂出售ZEV积分就获得了约1.3亿美元的利润，2013年上半年，特斯拉获得了1.4亿美元的利润。截止2014年7月底，美国东西部共有八个州的州长在“零排放车辆”（ZEV）合作协议上签字，这意味着到2025年，美国上述8个州公路上行驶的330万辆汽车的尾气排放为0。欧盟作为最早涉及燃料电池的地区之一，一直致力于发展燃料电池产业。其中最重要的政策莫过于成立欧盟燃料电池与氢联合行动计划项目（FCHJU）。欧盟2008年出台了燃料电池与氢联合行动计划项目（FCH-JU），在2008年至2013年至少斥资9.4亿欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展，其中欧盟计划从第七框架计划中拿出4.7亿欧元，涉及的项目包括氢气车队项目、ZERO-REGIO项目和小型车辆氢气链项目的公开实验，为2015年商业化进行技术储备。2011年底欧盟又正式启动大规模车辆示范项目“H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能项目（CHIC）。2013年出台CPT项目，计划投入1.23亿够远建设77个加氢站，针对15个已建有加氢站的成员国实现国与国之间的互联互通。2.5.2 日韩厂商对燃料电池的重视度不断提升，日本扶持力度大日本是全球发展燃料电池尤其是燃料电池汽车最积极的国家，除了对环保的重视之外，我们认为还有其本身石化燃料等资源储备不丰富等原因，因此，日本非常重视可再生能源的应用。燃料电池也是目前可再生能源中唯一能够产业化地作为汽车动力源的技术路线，这是日本大力扶持的重要原因。以日本经产省为代表的日本政府高度重视并持续开展燃料电池汽车和氢能开发，在过去30年时间内先后投入上千亿日元用于燃料电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。隶属于经产省的燃料电池商业化组织(FCCJ)先后于2009年7月、2010年7月发布了燃料电池汽车和加氢站2015年商业化路线图，明确指出2011年-2015年开展燃料电池汽车技术验证和市场示范，随后进入商业化示范推广前期。近几年来看，日本政府从2009年对购买燃料电池家用热电联供系统企业或个人提供了大约50%的费用减免，极大的促进了燃料电池技术在日本的发展。此外，汽车燃料电池补贴丰厚，随着丰田等车厂的交通运输用燃料电池技术逐渐成熟，日本政府开始对加氢站投资建设进行大规模补贴，最高补贴可达投资成本的50%。丰田燃料电池汽车Mirial上市销售时，为了加大燃料电池车的吸引力，日本政府对每辆燃料电池车提供约19,70美元的补贴。2015年初，日本45座加氢站建成投入使用，标志着日本目前这一代燃料电池汽车相关技术已经进入商业化实用阶段。与此同时，2015年以来，日本对燃料电池启动了新一轮的示范推广措施。6月17日，日本产经新闻数据显示，日本东京都交通局宣布将于7月下旬开始对丰田汽车与日野汽车开发的计划于2016年度上市销售的“丰田燃料电池巴士”进行试运行考核，考核其在东京市中心区域拥堵及频繁变更车道行驶工况下的行驶性能等。东京都为了在2020年东京奥运会期间，实现建立“氢能社会示范区”的目标，除准备推广6000辆燃料电池乘用车外，还将逐步将东京的“都营巴士”替换为燃料电池客车，进一步推动燃料电池巴士的应用和产业化。日本政府对燃料电池产业的持续补贴、税收减免和各类研发投入、产业化扶持使得它在氢燃料电池领域具有一定的垄断性，除了强大的技术储备，还有数量庞大的在手专利。目前，日本在氢燃料电池领域的专利数目遥遥领先于其他国家，其专利数目超过1500，是第二名美国的专利数目的5倍。氢燃料技术的主要推动者在于汽车厂商，而且以日本汽车工业为主。在前10名的专利权人中，日本机构占据7个，而且在日本机构中以丰田汽车作为主要代表，丰田汽车公司拥有379个专利，其下的2个分公司的专利数目也分别有33和29。其他3个非日本的机构，分别是美国的通用技术操作公司，克莱斯勒公司和韩国的现代汽车公司。当然，为了推动燃料电池汽车的产业化大发展，丰田已在近些年宣布开放专利。韩国作为能源进口大国，一直试图寻求能源供给的多样化。韩国从2008年起开始实施低碳绿色增长战略，大幅投入氢能燃料电池研发；2009年，韩国提出，力争到2020年使氢燃料电池的使用量占首尔全部替代能源使用量的30%。在此期间，韩国厂商也通过紧盯欧美公司，通过收购、投资、合作等方式，积极整合欧美燃料电池制造商的技术和工厂。2014年，韩国最大的独立发电商POSCO负责运营的世界最大氢燃料电厂落户韩国。POSCO和燃料电池供应商FuelCell还在计划打造另一个燃料电池发电项目，在首尔市快速公交公司经营的铁路附近，建设一个装机19.6兆瓦的项目，由7个2.8兆瓦的燃料电池组成，也是在供电的同时为当地供暖。据悉，首尔地区规划中的类似项目总装机量达到230兆瓦。根据Navigant Research公司的研究，韩国已经超过日本和美国，成为燃料电池发电最大的市场，其中，韩国2015年氢燃料电池发电的市场价值最大就可达到10亿美元，到2022年，这一市场规模更有望攀升至150亿美元。2.5.3 中国在燃料电池领域早有补贴和税收减免计划我国从2001年就确立了“863计划电动汽车重大专项”项目，确定三纵三横战略，以纯电动、混合电动和燃料电池汽车为三纵，以多能源动力总成控制、驱动电机和动力蓄电池为三横。近年来，由于锂动力电池汽车补贴较高及比亚迪等一批纯电动车厂成功走出来，国内以锂电池作为汽车动力应用的厂商数量剧增，相比其他国家，我国在燃料电池领域的扶持力度还不够大，但在燃料电池领域的规划纲要和战略定调已经出现苗头。2015年中国制造2025规划纲要出台，其中包括未来国家将继续支持燃料电池汽车的发展。对燃料电池汽车的发展战略，提出三个发展阶段：第一是在关键材料零部件方面逐步实现国产化；第二是燃料电池和电堆整车性能逐步提升；第三方面是要实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大，达到1000辆的运行规模，到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。近日，国家发改委和国家能源局在系统内部印发能源技术革命创新行动计划（2016-2030年），并同时发布了能源技术革命重点创新行动路线图，提出了15项重点创新任务，其中包括氢能与燃料电池技术创新。面对石油能源危机以及环境危机，全球主要发达国家在推进新能源汽车产业化方面态度积极，通过制定产销目标及政策补贴推动市场的培育和发展。尤其是美国、法国、日本等传统汽车强国发展决心坚定、制定推广目标较为宏大。原因如下：（1）目前燃料电池汽车数量占比依然很低，第三方预测机构调高未来出货预期目前新能源汽车的主流技术路线包括纯电动汽车（锂电池车）、混合动力汽车和燃料电池汽车。研究机构Navigant此前发布报告指出，燃料汽车市场规模还比较小，在新能源汽车中占比仍然较低，2011年和2012年的发货量不足500辆，但这几年随着丰田、现代、本田、奥迪、宝马等不断推出燃料电池车型，并且丰田开放了相关专利，这一行业可能将加速商业化。Navigant认为燃料电池汽车有望在2015-2017年后出现爆发，并预计全球燃料电池汽车销量未来呈几何级增长，到2030年将超过200万辆。日本调查公司富士经济预测，2030年度燃料电池汽车全球市场规模将超过198万-199万辆，总金额将达4.75万亿日元，而2014年度全球市场规模约为11亿日元，潜力增长空间巨大！（2）燃料电池汽车具备独特的性能优势燃料电池汽车具备多方面性能优势，得到业内越来越多的关注，甚至有不少专家认为，氢燃料电池汽车最终将取代纯电动汽车，成为未来交通工具的最佳解决方案。如前面所说，换料电池最大的好处是环保！工作效率高，燃料来源广。“充电”快（燃料加注快）。普通的纯电动汽车充满电一般需要4-6个小时，而燃料电池汽车燃料加注时间仅为几分钟，并且车辆的驾乘感受与传统能源汽车更为相似。自重非常轻。不同于锂电池电动汽车通过数百公斤的电池组增大续驶里程，燃料电池汽车加注10来斤的氢气就可以一口气跑上400公里，比起纯电动汽车来说，氢燃料电池汽车更能胜任长途出行，而非城市短途。能量密度高。氢燃料电池能量密度可达300多wh/kg，几乎是纯电动汽车能量密度的数倍。3 燃料电池产业链-车企1966年，通用汽车首次推出全球第一款燃料电池汽车，这是一款由通用汽车C Handivan改装的汽车，被命名为Electrovan，它是燃料电池动力向汽车应用探索落地的第一步，并由此开启了燃料电池汽车的大时代。2000年左右，全球开启第一轮燃料电池汽车研发热潮。美国、欧洲、日本的各大汽车生产厂家纷纷投入巨资开发燃料电池技术、组成联盟进行燃料电池车的相关研究、试验与生产。各大汽车公司，包括奔驰、通用、丰田等都认为，到2004年燃料电池车将能够批量生产。但是由于燃料电池技术、氢能源存储等因素的限制，燃料电池汽车最终没能实现产业化。2009年的哥本哈根气候变化大会再一次将节能减排提上议程，政府为达成温室气体减排目标而对燃料电池及燃料电池汽车厂商进行补贴和税收减免，燃料电池汽车再次被业界关注。2012年特斯拉全新电动车系列“Model S”首辆电动跑车正式交付再次引发了新能源汽车的新一轮高潮，各大车厂纷纷推出新能源汽车，多个国家也大力出台各种扶持政策促进新能源汽车的发展，特斯拉引领的锂电池纯电动车进入快速发展期。与此同时，作为新能源汽车的一种，燃料电池技术路线也开始得到关注。尤其是最近几年，锂动力电池汽车在不断放量的同时也逐步开始面临矿产资源瓶颈、回收难、可能造成的污染大等问题，而与之相伴的是燃料电池技术快速提高、氢能源存储及加氢站建设得到改善、燃料电池综合成本快速下降等各种有利于燃料电池汽车发展的条件逐步具备，燃料电池的呼声越来越高。近一两年，丰田、本田、奔驰、通用、现代、福特、宝马等国际车厂纷纷推出燃料电池汽车计划，推出并研发了多个车型，燃料电池新车型将在2016-2018年密集上市销售。如果说此前的燃料电池汽车还只是概念车型的话，近两三年以来，燃料电池汽车商业化开始被逐步推动。目前，丰田、本田和现代等车厂都相继提出燃料电池汽车商业化目标。丰田的燃料电池汽车商业化目标最为宏伟，丰田此前提出计划在2015年销售700辆Mirai燃料电池汽车，主要销售对象为日本、美国加州政府部门和机构，并计划2017年在美国销售3000辆汽车，最终2020年该燃料电池车销量达到1万辆。现代汽车此前计划2015年全球销售燃料电池汽车途胜达到1000辆；截至2015年5月，现代途胜氢燃料电池汽车全球销量是273辆；而2014年全年的销量才只有128辆。目前我们无法确切获取2015全年的最新销售数据，但是按照市场追捧及日本等政府扶持的力度看，两款车型已经带动了燃料汽车产业的新一轮热潮。丰田Mirai燃料电池功率为114kW，现代途胜ix35燃料电池功率为100kW，如果这两款车达到计划销量，将为2015年燃料电池总装容量增加179.8MW，即便销售不达预期，其带动的总装容量上升速度依然惊人，几乎与2014年全年的总装容量相当！3.1 丰田或将引导新一轮燃料电池汽车起飞目前新能源汽车主要有纯电动、混合动力和燃料电池汽车三种，纯电动和混合动力拥有较大市场，燃料电池汽车由于技术和成本方面的因素导致商业化应用较落后。丰田是燃料电池汽车领域走得最坚决的厂商之一，除了混合动力汽车大幅推广，燃料电池汽车也不短取得新的突破。2013年底，丰田在质子交换膜燃料电池领域取得了重大技术突破，大大降低了车用燃料电池成本，这一技术突破成为里程碑式的事件，带动了它在整个燃料汽车产业的研发进展；2014年12月份，丰田推出了首款燃料电池汽车Mirai，加上日本政府补贴后，已经比最早量产的现代途胜燃料电池汽车便宜了一多半以上，无论是性能指标的提升还是价格成本的大幅下降，Mirai的推出对于燃料电池汽车产业来说都是革命性的跨越。丰田于2014年12月15日推出的燃料电池汽车Mirai，其燃料电池效率比丰田2008年的燃料电池效率提升了2.2倍。它在3-5分钟可以将储氢罐加满，续航里程可达到600km左右，加氢时间和续航里程与传统汽车无异。Mirai在日本的售价为700万日元左右，享受政府补贴后500万日元，折合人民币29.85万左右。3.2 现代途胜是全球第一辆量产版的氢燃料电池车韩国现代也是积极布局燃料电池的汽车厂商之一。2013年，现代就公布了其全新第三代燃料电池车技术，并把这套新系统装配在了现代ix35之上，汽车被命名为途胜燃料电池汽车。这款汽车拥有可提供134马力的最大功率、同时搭配21kwh容量的电池组，其能使整车的最高时速达到160km/h，最大航程则为650公里，这是目前纯电动汽车主流150公里的航程所无法比拟的；与此同时，与此前的第二代燃料电池车系统想比，现代全新的三代燃料电池系统在体积上缩小了25%，能比老系统多存储2.1公斤重的氢燃料。同时，车辆在零下25摄氏度的环境下，也可以正常工作。现代汽车此前计划2015年全球销售燃料电池汽车途胜达到1000辆，但是截至2015年5月，现代途胜氢燃料电池汽车全球销量是273辆，虽然相比2014年全年128辆的销量增加了很多，但是全年总销售量没有达成预期。3.3 各车厂都积极进行燃料电池技术储备并推出新车型本田，就在丰田推出燃料电池汽车Mirai不久，本田推出了首款燃料电池汽车CLARITY。该款车充满储氢罐只需3分钟，续航里程超700公里，于2015年10月底再东京车展亮相，将于2016年3月在日本市场上市。该款车的美国版本为“CLARITY FUEL CELL”，将于2016年底在美国加州销售，销售价格为6万美元，同时采用出租的形式，月租金500美元。2013年通用和本田宣布将在氢燃料电池车领域展开合作研发。通用曾经于 2007 年投放了 100 辆雪佛兰 Equinox 燃料电池汽车直接给消费者使用，2009 年达到了100 多万英里的行驶里程2。在降低成本和提升燃料电池的性能上，通用新一代燃料电池体积比雪佛兰Equinox 缩小了一半，重量减轻了 220 磅，使用的铂金仅为原来的 1/3。预计到2017 年，100kW 燃料电池发动机的铂金用量将下降到 1015g，达到传统内燃机三效催化剂的铂金用量水平，将为量产做好准备。奥迪在2016年北美车展上发布了一款燃料电池汽车h-tronquattro，4分钟充满储氢罐，续航里程高达600公里，百公里加速时间为7秒，最高车速可达每小时200公里。奥迪新任研发总监Stefan Knirsch力挺燃料电池，他认为，相比纯电动汽车，燃料电池汽车采用更小巧、更便宜、更轻便的电池提升车辆性能，而且仅用几分钟即可加满燃料，而纯电动汽车充满电通常需花上数小时，即便是目前研发中的800V充电技术也只能将时间缩短到15分钟。奥迪将引领大众集团环保型氢燃料电池汽车的研发，打造创新先锋的品牌形象。奔驰从1994年起就对氢燃料方向进行研发，并推出了第一辆氢燃料原型车Necar1。2017年法兰克福车展有望推出首款氢燃料电池汽车量产车型，命名为奔驰GLCF-Cell，预售价格为5万英镑，约合47.4万人民币。该车3分钟可充满储氢罐，续航里程为402-483公里。福特汽车最早于上世纪90年代初便开始研发燃料电池汽车，随后推出了代号为P2000的燃料电池车。2016年，戴姆勒宣布同福特、雷诺-日产结成战略合作伙伴关系，共同加快氢燃料电动汽车技术的商业化，三方共同研发的氢燃料电池汽车将于2017年推出。日产曾在2012年巴黎车展上展示过一款叫做Terra的氢燃料电池电动概念SUV，氢燃料电池将为三个电动马达提供能源，并有一套可在两驱和四驱间切换的四驱系统，负责把动力高效地传递到车轮上。起亚曾透露计划研发一辆氢燃料电池汽车，该车将搭载一个规模相当于2.0L内燃机的燃料电池堆。预计2020年发布，计划每年量产1000辆。此外，斯巴鲁、宝马等等国际大型车厂都在全力研发燃料电池汽车，以尽快上市，占领燃料电池汽车市场。国内乘用车厂商如上汽集团等在燃料电池领域也进行了积极的准备。上汽集团，持有新源动力34%股权，在国内氢燃料车领域处于领先地位。公司在2008年为北京奥林匹克运动会提供20辆氢燃料电池轿车，2010年为上海世博会生产68辆燃料电池轿车，100辆氢燃料电池观光车。在2011年世界氢燃料电池车的必比登挑战赛上，上汽集团的氢燃料电池车得到了6A的好成绩。此外，上汽集团宣布在2013年产生50燃料电池车供上汽工作人员试用，并与世界汽车巨头同步；在2015年生产1000辆燃料电池客车，为实施该计划，上汽集团已安排超过2.7亿元人民币开发资金。此外，上海大众、长安汽车、一汽奔腾和奇瑞等厂商也分别推出了燃料电池乘用车。预计未来随着燃料电池汽车厂商阵营不断扩大，技术持续提升，以及燃料电池汽车量产开始具备规模效应，燃料电池汽车的单位成本将会有较大的下降空间，这将进一步带动燃料电池汽车市场空间的扩大。3.4 燃料电池客车开始大力推广如我们在第二章所说，2015年6月17日，日本产经新闻数据显示，日本东京都交通局宣布将于7月下旬开始对丰田汽车与日野汽车开发的计划于2016年度上市销售的“丰田燃料电池巴士”进行试运行考核，考核其在东京市中心区域拥堵及频繁变更车道行驶工况下的行驶性能等。东京都为了在2020年东京奥运会期间，实现建立“氢能社会示范区”的目标，除准备推广6000辆燃料电池乘用车外，还将逐步将东京的“都营巴士”替换为燃料电池客车，进一步推动燃料电池巴士的应用和产业化。此外，美国的Van Hool、New Flyer及德国的戴姆勒等车厂也推出了燃料电池客车。国内宇通客车、福田汽车、金龙汽车等多家客车生产企业均已生产出燃料电池客车。宇通客车，一直以来高度重视燃料电池客车的研发，属于国内在燃料电池汽车领域积累最深厚的车厂之一。公司是国内新能源客车龙头，2014年市场占有率达到了41.25%。截止2015年底，在全国116个城市累计推广销售节能与新能源客车超过1.6万辆，市场占有率26.76%，稳居客车行业第一。插电式混合动力客车市场占有率在40%左右，纯电动客车市场占有率则超过20%，市场占有率均为行业第一。2009年，宇通就研发出第一代燃料电池客车。2013年，宇通开发出新一代燃料电池客车，整车采用低地板、轮边电机驱动技术和先进的通讯总线技术；同时，宇通完成了国内继北京和上海后第三座、中部地区首座车用加氢站建设，满足了燃料电池汽车示范运行的需求。2014年，宇通加入“中国燃料电池汽车技术创新战略联盟”，同年