产业链梳理核心环节国内企业正在培育

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250007 氢能源汽车：“碳中和”背景下或将高速增长 1 HYPERLINK l _TOC_250006 政策推动下，环保、热值、储量等多方面具有优势，氢能时代或来临 1 HYPERLINK l _TOC_250005 燃料电池：更新节能环保发电新技术 2 HYPERLINK l _TOC_250004 燃料电池发电原理 3 HYPERLINK l _TOC_250003 燃料电池产业链梳理 4 HYPERLINK l _TOC_250002 燃料电池产业链：上游材料、部件、系统，下游整车生产 4 HYPERLINK l _TOC_250001 国内燃

2、料电池汽车产业链状况：广泛布局，体量快速增长 5 HYPERLINK l _TOC_250000 主要零部件及材料梳理 9风险因素 17投资建议 17插图目录图 1：PEMFC 工作原理 3图 2：燃料电池主要结构模块 4图 3：燃料电池主要结构模块 4图 4：燃料电池汽车主要部件、材料构成图 5图 5：燃料电池商用车适用车型规划图 5图 6：国内燃料电池电动汽车销售情况 6图 7：全球燃料电池电动汽车保有量 6图 8：中国燃料电池汽车关键部件自主供应程度示意图 7图 9：19952019 年中国燃料电池汽车相关企业数量 8图 10：国内氢能主要布局情况 9表格目录表 1：氢气特征与其他燃料对

3、比 1表 2：氢能源相关政策梳理 1表 3：燃料电池种类 2表 4：国内燃料电池汽车关键部件及整车主要生产企业 6表 5：国内部分燃料电池汽车相关上市企业及产业布局方向 8表 6：中国氢能产业总体布局（截止 2019 年上半年） 9表 7：氢燃料电池关键材料的性能要求 10表 8：国内外氢燃料电池电堆的核心技术指标对比 10表 9：2015 年美国能源部发布的燃料电池汽车及电堆系统成本分布 10表 10：国内外质子交换膜主要企业产品性能对比 11表 11：国内外燃料电池催化剂主要企业产品性能对比 12表 12：国内外炭纤维纸主要企业产品性能对比 13表 13：国内外双极板主要企业产品性能对比

4、14表 14：国内外密封胶主要企业产品性能对比 14表 15：国内外紧固件主要企业产品性能对比 15表 16：国内外空压机供应商 16表 17：国内外循环泵供应商对比 17表 18：涉足氢能领域的主要上市公司 17 氢能源汽车：“碳中和”背景下或将高速增长政策推动下，环保、热值、储量等多方面具有优势，氢能时代或来临汽车是当前人类最重要的交通工具之一，目前的动力来源均来自化学能向机械能的转化，主要的转换方式有三种：1）燃油/天然气汽车：利用内燃机对化石燃料燃烧产生的能量进行转化；2）锂电车：利用电池和电机实现电化学储能的动力转化；3）氢能车：利用电堆发生原电池反应实现氢气储存的化学能转化。我们认

5、为，氢能解决方案具有以下优势：环保友好：主要排放物为水，不存在污染和 CO2 的问题。储量丰富：氢是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的 75%，不过主要以化合态的形式出现，分离提纯需要一定的成本。热值高：除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的；汽油的 3 倍，乙醇的近 4 倍，煤炭的 56 倍。表 1：氢气特征与其他燃料对比指标氢气对比气态密度0.089 kg/m 3 (0C, 百千帕)天然气的 1/10液态密度70.79 kg/m 3 (-253C, 百千帕)天然气的 1/6沸点-252.76C (百千帕)较液化天然气低 90C单位热值120.1 MJ/kg

6、汽油的 3 倍能量密度0.01 MJ/L天然气的 1/3燃烧速度346 cm/s甲烷的 8 倍燃烧条件空气中体积含量在 477%甲烷的 6 倍以上自燃温度585C而汽油仅为 220C点火能量0.02 MJ甲烷的 1/10资料来源：The future of hydrogen, IEA，过去几年，氢能经过技术发展、产业化初期的探索以及海外技术的逐步扩散，氢能在国内的发展也完成了“从 0 到 1”的突破，产业链具备了雏形，政策力度也在加大。从分行业的技术规划、到写入全国政府工作报告、再到能源法的征求意见稿中将氢能正式列入能源范畴，显示出政策对氢能发展的成熟度和长期发展方向的肯定，特别是 2020

7、年对氢燃料电池汽车示范应用等鼓励政策的落地，对氢能产业的支持更为细化和明确，也有助于政策支持效果更快的显现。表 2：氢能源相关政策梳理文件名称发布年份涉及氢能表述1）围绕二氧化碳峰值目标提供低碳能源技术支撑。在能源技术革命创新行动计划（2016-2030）能源生产和消费革命战略（2016-2030）“十三五”交通领域科技创新专项规划2016 年2017 年2017 年可再生领域发展可再生能源制氢。2）氢能与燃料电池技术创新。3）氢能与燃料电池技术创新。1）探索藻类制氢技术；2）大力推进纯电动汽车、燃料电池等动力替代技术发展，发展氢燃料等替代燃料技术。将“燃料电池汽车核心专项技术”，“加氢基础设

8、施和示范考核技术”作为发展重点之一柴油货车污染治理攻坚战行动2019 年鼓励各地组织开展燃料电池货车示范运营，建设一批文件名称发布年份涉及氢能表述计划加氢示范站。2019 年政府工作报告2019 年推动充电、加氢等设施建设关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见中华人民共和国能源法（征求意2019 年推动氢能产业创新、集聚发展，完善氢能制备、储运、加注等设施和服务。见稿）2020 年将氢能列入能源范畴2020 年能源工作指导意见2020 年推动储能、氢能技术进步与产业发展。关于开展燃料电池汽车示范应用的通知新能源汽车产业发展规划2020 年规划了氢燃料电池汽车的补贴政策1）实施新能

9、源汽车基础技术提升工程。突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度（2021-2035 年）2021 年驱动电机系统等关键技术和产品，攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术。2）有序推进氢燃料供给体系建设资料来源：中国政府网、国家发改委等相关网站，对于地方政府政策而言，根据赛迪科创的2020 年氢应用发展白皮书显示，中国已有 20 余个省（自治区、直辖市）、市、县出台氢能产业专项政策约 42 个，省级、市级、县级政策占比分别为 28.6%、54.7%、16.7%。地方政策出台较多的区域主要集中在广东、浙江、江苏、山东等区域，核心聚焦在氢燃料汽车（主要为城市公

10、交大巴车和物流车）的推广、氢燃料电池核心技术研发、加氢站等基础设施以及氢能示范城区的建设等等。预计在中央政府和地方政府的政策加持下，在技术基础条件较好、经济实力较强的区域，氢能发展有望逐步提速。燃料电池：更新节能环保发电新技术燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环

11、境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。燃料电池是大功率、高比功率与高比能量的电池，具有很高的经济性。燃料电池起源于 19 世纪，是一种将燃料与氧化剂通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。20 世纪 70-80 年代，全球能源危机和航天军备竞赛大大推动了燃料电池的发展。20 世纪 90 年代至今，人类日益关注环境保护，燃料电池工作可靠、操作简单、清洁高效、电化学反应有害产物较少，因而得到长足发展，核心关键技术不断突破，商业化应用前景广阔，也被视作最具发展前途的能源动力装置之一。表 3：燃料电池种类种类 特点优缺应用具有能量转化效率高，可靠性强，质能比高，甲醇燃料电池直接使用甲醇溶液或

12、蒸汽作为燃料的质子交换膜的燃料电池清洁，易启动，无噪音，低辐射，隐蔽性强， 模块化结构，灵活方便，可水、电、热联供等 优点。但是缺点是催化剂昂贵，活性和稳定性 较差，质子交换膜污染率高，性能持久性不强。便携式电子产品种类特点优缺应用生物质燃料电池固体氧化物燃料电池以有机物为燃料，以生物催化剂（酶等）进行催化特殊绿色 能源燃料电池在中高温下直接将燃料和氧化剂中的化学能高效转化为电能的全固态化学发电装置燃料来源广泛，可以利用微生物呼吸的代谢和发酵的产物甚至污水等各种有机物和无机物作为燃料，反应条件温和，易于操作、控制和维护。生物质燃料电池生物相容性好。对燃料应性强，能在多种燃料情况下运行；不需要使

13、用贵金属催化剂；使用全固态组件，不会有漏液，也不存在腐蚀的管理问题；规模和安装地点灵活。但固态燃料电池操作条件要求较高，操作温度在 650-1000以上，催化剂成本较高，电池使用寿命有待考证。生物学和临床医学等可在大型集中供电领域如发电、交通、航空等作为固定电站，或作为交通车辆动力、船舶动力的移动电源。资料来源：国内外车用燃料电池研究现状及思考（刘贤涛），燃料电池发电原理氢能燃料电池是使用化学元素氢作为燃料的清洁电池，基本原理是将氢能注入燃料电池的阳极（即负极），经过铂等催化剂的作用，在电极上与电解质发生反应失去电子，氢离子穿过质子交换膜到达燃料电池阴极（即正极），电子通过外部电路到达燃料电池

14、正极产生电流。图 1：PEMFC 工作原理资料来源：中国氢燃料电池技术发展现状及趋势（王家恒等）燃料电池组成主要分两部分：膜电极组件(MEA)和双极板，其他结构件包括：密封件、端板和集流板等。而电堆是由多片单电池组成的结构，电堆及其监测单元(CVM)、外部封装、流体岐管总成叫燃料电池模块。图 2：燃料电池主要结构模块资料来源：中国氢燃料电池技术发展现状及趋势（王家恒等） 燃料电池产业链梳理燃料电池产业链：上游材料、部件、系统，下游整车生产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

15、氢系统，其中燃料电池系统是核心结构。图 3：燃料电池主要结构模块资料来源：美国能源部图 4：燃料电池汽车主要部件、材料构成图资料来源：中国氢燃料电池汽车产业链分析研究（樊春艳等），国内燃料电池汽车产业链状况：广泛布局，体量快速增长下游整车产业，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

16、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 35 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。图 5：燃料电池商用车适用车型规划图资料来源：我国燃料电池汽车发展问题研究（囤金军等），图 6：国内燃料电池电动汽车销售情况（辆）图 7：全球燃料电池电动汽车保有量（辆）300012000250010000200080001500600010004000500200002015201620172018201902016201720182019

17、资料来源：中国燃料电池电动汽车市场化分析与预测（于茹等），资料来源：中国燃料电池电动汽车市场化分析与预测（于茹等），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、减压器等。鉴于无增湿燃料电池电堆已成为发展趋势，且

18、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。表 4：国内燃料电池汽车关键部件及整车主要生产企业领域主要企业企业产品主要企业企业产品新源动力电堆、系统、质子交换膜明天氢能电堆与系统集成长城电工电堆、投资大连新源动力同济科技电堆南都电源燃料电池电源武汉喜马拉雅电堆材料与零部件上海神力质子交换膜燃料电池技术与产品贵研铂业催化剂原材料攀业氢能质子交换膜燃料电池技术与产品华昌化工催化剂氢璞创能甲醇燃料电池电堆北方稀土催化剂亿华通系统集成安泰科技金属双极板新源动力MEA 到电堆产品、金属双极板长盈精密双极板燃料电池系统上海重塑费尔赛系统集成燃料电池关键零部件集成上海交大

19、中科同力金属双极板质子交换膜德威新材质子交换膜、电堆、动力系统东岳集团质子交换膜国鸿氢能系统集成长城电工质子交换膜南通百应氢燃料电池电堆及核心部件 MEA三环集团质子交换膜武汉众宇氢燃料电池电堆及系统的研发江苏阳光质子交换膜氢宇新能源MEA 到电堆产品上汽指定供应商三爱富质子交换膜雄韬股份新能源储能、质子交换膜理工新能源质子交换膜大连光阳机电系统开发与集成车载供北京科泰克储氢瓶中集安瑞科氢瓶氢系统北京天海储氢瓶未势能源科技氢瓶领域主要企业企业产品主要企业企业产品沈阳斯林达储氢瓶中材科技氢瓶福田汽车客车、物流车中通客车客车、物流车宇通客车客车东风汽车物流车青年汽车客车奥新汽车物流车金龙汽车客车P

20、lugPower叉车整车生产佛山飞驰客车安徽合力叉车上海申龙客车青岛四方有轨电车扬子江客车中车唐山公司有轨电车上海申沃客车同济大学无人机上汽大通轻客众宇动力无人机神华集团煤制氢节能风电风电制氢氢气制凯美特气提纯七一八研究所电解水制氢设备取华特气体氢气供应大陆制氢电解水制氢设备华昌化工制氢设备北京氢璞创能甲醇制氢设备京城股份高压储氢富瑞氢能氢气储运设备氢气储富瑞特装液氢存储厦门钨业储氢合金运科泰克气态瓶装运输中材科技碳纤维储氢材料安瑞科高压气体的无缝压力容器北京天海工业储氢瓶富瑞特装加氢站建设汉钟精机空压机加氢站上海舜华华南集团加氢站建设加氢站建设厚普股份中材科技加注机高压气态储氢瓶雪人股份空压

21、机上海氢枫加氢设备资料来源：北京卡达克公司官网，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。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。图 8：中国燃料电池汽车关键部件自主供应程度示意图资料来源：中国氢燃料电池汽车产业链分析研究(樊春艳等)，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

22、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。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。截至 2019 年2 月，中国

23、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。图 9：19952019 年中国燃料电池汽车相关企业数量原有新增企业数量增速3002502001501005001996-20002001-20052006-20102011-20152016-2019.2120%100%80%60%40%20%0%资料来源：中国氢燃料电池汽车产业链分析研究（樊春艳等），大型企业集团进场，加快产业链构建和

24、集聚。2017 年以来，上汽集团、潍柴集团、长城集团、雪人股份等国内大型企业纷纷调整业务战略或增加业务板块，快速布局氢能与氢燃料电池核心零部件产业，其中上市公司超过 30 家。大型企业集团进入燃料电池核心零部件产业，凭借资金实力和渠道优势以及大规模的研发和产业投入加速产业链的构建和集聚，加快燃料电池汽车国产重要部件性能提升和规模化生产的时间表。表 5：国内部分燃料电池汽车相关上市企业及产业布局方向领域上市公司产业布局方向上汽集团电堆集成、膜电极、质子交换膜、双极板长城汽车电堆集成、膜电极、质子膜、双极板、储氢瓶潍柴集团电堆集成、电堆系统集成电堆东旭光电北方稀土电堆系统集成催化剂贵研铂业催化剂道

25、氏技术膜电极雪人股份空压机、氢气循环泵、燃料电池电堆集成氢能供给雪人股份中国神华水电解制氢设备、氢气加注设备、氢气冷却设备、氢气液化设备、氢气压缩设备加氢站建设领域上市公司产业布局方向中国石油加氢站建设厚朴股份加氢站建设中国石化加氢站建设美锦能源加氢站建设资料来源：中国氢燃料电池汽车产业链分析研究（樊春艳等），地方政府积极推动，有助于产业链进一步健全。截至 2020-05，全国有近 50 个省、市、地区出台相关规划、政策，鼓励当地氢能及氢燃料电池汽车的发展。其中长三角、珠三角省市政策数量占地方政策总数的 60%左右，这些政策涉及加氢站建设补贴、车辆推广应用补贴、氢能产业规划、重点项目研发等诸多

26、方面。多地区通过氢能小镇、氢能产业园、氢能科技园等多种形式，鼓励氢能及氢燃料电池汽车发展。表 6：中国氢能产业总体布局（截止 2019 年上半年）区域企业（家）汽车保有量（辆）加氢站（座）省份东部685638鲁、苏、沪南部32957粤西部15401川北部732193冀、京、辽、津中部27434鄂、豫合计21596023/资料来源：中国燃料电池电动汽车市场化分析与预测（于茹等），图 10：国内氢能主要布局情况资料来源：我国燃料电池汽车发展问题研究（囤金军等），主要零部件及材料梳理氢燃料电池主要由阳极、阴极和质子交换膜构成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电化学反

27、应的催化剂。按照氢燃料电池的构造划分，关键材料可以分为电堆材料和氢燃料电池系统材料。其中电堆材料包括膜电极材料、气体扩散层材料、双极板材料、密封圈材料和端板材料五大类；氢燃料电池系统材料包括储氢瓶材料、压缩机材料、氢循环系统材料和增湿器材料四大类。表 7：氢燃料电池关键材料的性能要求关键材料具体要求高质子交换率、低电子导电率、气体渗透性低、化学与电化学稳定性好、热稳定性好、质子交换膜材料尺寸稳定性好、力学性能好催化剂材料催化效率高，成本适中、储量适中、活性高、稳定性强气体扩散层材料具备抗腐蚀性、高疏水性、多孔性、透气性、高导电性和高导热性强度高、致密性好、导电和导热性能好等特性。密封胶材料要求

28、具有低透湿性、低透气双极板材料性、耐酸、耐湿和耐热性储氢瓶关键材料质量轻、强度高、气密性高、成本低空压机工作效率高、无油、结构紧凑、可靠性高、易维护和噪声低资料来源：氢燃料电池关键材料发展现状及研究进展（宋显珠等），电堆：仍需巨大努力国外主要燃料汽车厂商如丰田、本田、现代等大多自行开发电堆，加拿大的巴拉德和氢能公司可以单独提供车用电堆产品。国内现在能独立自主开发电堆的企业有限，虽然已经达到商业化应用的技术指标要求，但都正处于从小批量生产到产业化转化的关键阶段，与国外相比还有很大的技术差距。表 8：国内外氢燃料电池电堆的核心技术指标对比核心技术指标国外国内体积功率密度3.1kW/L2.2-2.7

29、kW/L质量功率密度2.5kW/kg2.2kW/kg铂催化剂使用量0.19g/kW0.6g/kW生产成本1000 元/kW6000 元/kW客车车载工况使用寿命12000-18000 小时3000-5000 小时轿车车载工况使用寿命5000 小时2000 小时整车电堆及运行配套燃料电池项目成本/%项目成本/%项目成本/%电堆40.9燃料电池60.8催化剂44.0储氢瓶13.8氢气供给及安全监测4.5质子交换膜10.3电机8.6空气供给15.3扩散层4.8蓄电池3.7热管理系统7.8双极板27.8制动系统2加湿及水管理系统3.1膜电极支撑板4.6资料来源：国内外质子交换膜燃料电池关键材料的性能和

30、成本分析（张镇,吴辉），表 9：2015 年美国能源部发布的燃料电池汽车及电堆系统成本分布变速器1控制系统 3.6车架及其他30其他 4.9其他 7.6资料来源：车用燃料电池关键材料技术研发应用进展（杜泽学），质子交换膜：产品已经商业化，成本品质有待提升在氢燃料电池的膜电极材料中，质子交换膜最为关键，其作用是在反应时，只让阳极失去电子的氢离子(质子)透过到达阴极，但阻止电子、氢分子、水分子等通过。全氟磺酸质子交换膜材料具备机械强度高、化学稳定性强、在低温下电流密度大、高湿度下导电率高、质子传导电阻小等特点，可以满足氢燃料电池对膜电极的性能要求，是质子交换膜材料的主流，高温膜、复合膜、碱性膜是未

31、来发展方向。全球全氟磺酸型膜的供应商集中于美国、日本、加拿大。其中应用最广泛的是美国杜邦公司的 Nafion 系列膜、Dow 化学公司的 Dow 膜和 3M 公司的 PAIF 全氟碳酸高温质子交换膜;日本 AsahiChemical(旭化成)公司的 Aciplex 膜和 AsahiGlass(旭硝子)公司的 Flemion 膜;加拿大Ballard 公司 BAM 膜。目前 Nafion 膜的售价一般在 500$/m2 以上，DOE数据显示 80kW 的燃料电池需要约 11.8m2 的质子交换膜，质子交换膜材料成本至少为 73.75$/kW。我国已具备全氟磺酸型质子交换膜产业化能力。东岳集团质子

32、交换膜性能出色，年产 500t 的生产装置已经建成投产。目前，东岳 DF260 膜厚度可做到 15m，在 OCV 工况下耐久性大于 600h。武汉理工新能源公司、上海神力科技公司、新源动力股份有限公司和三爱富新材料科技有限公司都有全氟磺酸型质子交换膜的生产能力；在复合膜方面，武汉理工新能源公司已向国内外数家研究单位提供测试样品；中科院大连化物所和上海交通大学也在质子交换膜的研究领域有所突破。随着燃料电池批量化生产，预计质子交换膜生产成本会明显下降。表 10：国内外质子交换膜主要企业产品性能对比生产企业产品型号厚度（um）E.M 值性能特征DuPontNafion 系列膜25-2501100-1

33、200化学稳定性强、机械强度高、在高湿度下导电率高GoreGore-select 复合膜低温下电流密度大、质子传导电阻小，目前市场占有率高3MPAIF 高温质子交换改性全氟型磺酸膜，技术处于全球领先地位膜AsahiGlassFlemion 系列膜50-1201000主要用于碱性工作环境AsahiChemicalAlciplex 系列膜25-10001000-1200具有较长支链，性能与 Nafion 膜相当日本氯工程公司C 系列具有长支链苏威集团HyflonIon具有短支链国外加拿大巴拉德能源系统公司BAM部分氟化，成本较低Dow陶氏 Xus-B204 膜125800具有较长支链，性能与 Na

34、fion 膜相当东岳集团DF988、DF280150-150800-1200高性能，适用于高温 PEMFC 的短链全氟磺酸膜国已向国内外数家研究单位提供测试样品，并得到测试内武汉理工新能源复合质子交换膜16.8单位的好评资料来源：国内外质子交换膜燃料电池关键材料的性能和成本分析（张镇,吴辉），燃料电池关键材料工程化现状研究（陈庆,廖健淞,曾军堂），催化剂：需要通过改善催化剂结构实现降本催化剂是燃料电池的关键材料之一，其工作原理是作用于氢气，促使电子离开氢原子。目前，燃料电池中常用的商用催化剂是 Pt/C，由纳米级的 Pt 颗粒(35nm)和支撑这些 Pt 颗粒的大比表面积活性碳构成。选用 Pt

35、 是由于其为所有金属材料中催化 HOR 和 ORR性能最高的材料，而且满足作为电极催化材料的其他要求(高导电率、高稳定性、抗腐蚀等)14。然而，Pt 是稀有金属，昂贵的价格(目前 Pt 基催化剂在燃料电池电堆中所占的成本比例约为 50%)和极低的供应量已成为燃料电池技术走向商业化应用的主要障碍。燃料电池催化剂主要生产商为美国的 3M 公司、Gore 公司和 E-TEK 公司，英国的 JohnsonMatthery(庄信万丰)公司，德国的 BASF 公司，日本的 Tanaka(田中贵金属)公司和 TKK 公司，比利时的 Umicore 公司等。本田 FCVClarity 燃料电池汽车催化剂 Pt

36、 含量已经降至 0.12g/kW，丰田 Mirai 燃料电池汽车催化剂 Pt 含量为 0.175g/kW。目前，我国催化剂企业还未实现产业化的实质性突破。贵研铂业股份有限公司、武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司、中科院大连化物所具备小规模生产的能力，中科院长春应用化学所、天津大学和中山大学等研究机构正在进行积极的产业化攻关。表 11：国内外燃料电池催化剂主要企业产品性能对比生产企业性能特征Tanaka建立了稳定的催化剂供应系统，为本田 clarity 提供铂催化剂国日清坊株式会社碳基合金代替铂外JohnsonMattheryPt 纯度达到 99.95%，拥有全世界最先进的催化剂生产技术 Umic

37、ore碳载体复合铂/铂钌合金贵研铂业铂黑：黑色粉末；铂含量：99.99%；比表面积：（281.0）m2/gPt 催化剂日产能力达到 200g；催化剂粒径 23nm 之间；电化学活性面积可达国武汉喜马拉雅内南京东焱氢能源科技有限公司90m2/g颗粒均匀资料来源：氢燃料电池关键材料发展现状及研究进展（宋显珠等）、燃料电池关键材料工程化现状研究（陈庆等），气体扩散层：国内基材落后较大，产业化水平有待提升气体扩散层位于气体流场层与催化层之间，主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道并支撑催化剂，其性能对燃料电池的性能产生直接影响。气体扩散层由碳布/碳网和防水剂聚四氟乙烯材料构成，满足高导电性、

38、高强度、高孔隙度、耐腐蚀、结构致密且表面平整的特点。气体扩散层的碳纸/碳布由碳纤维布、非织造布、碳黑纸及碳纤维纸作为基体材料构成，成本占整个燃料电池成本的 20%25%。气体扩散层行业由几个国际大公司垄断。目前全球的材料供应商仅有日本 Toray(东丽)公司、加拿大 Ballard 及德国 SGL 三家。Toray 目前占据较大的市场份额，且拥有较多的碳纸相关专利，生产的碳纸具有高导电性、高强度、高气体通过率、表面平滑等优点。但 Toray 碳纸的脆性大，因此不能连续生产，导致其难以实现规模化，极大地限制了供应量的增长。我国是碳纤维纸需求大国，然而，受供应不足的影响，近年来国内碳纤维纸市场发展

39、相对较为缓慢。我国对碳纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学以及北京化工大学等高校，上海和森公司已有小批量碳纸产品供货。表 12：国内外炭纤维纸主要企业产品性能对比生产企业产品性能特点厚度：0.19mm；密度：0.44g/cm3；孔隙率：78%；透气率：1900mLmm/（cm2hmmAq）；电日本 Toray国外加拿大巴拉德TGP-H-060 TGP-H-090 TGP-H-120阻率：5.8mcm；抗拉强度：50MPa。厚度：0.28mm；密度：0.45g/cm3；孔隙率：78%；透气率：1700mLmm/（cm2hmmAq）；电阻率：5.6mcm；抗拉强度：70MPa；抗弯强度：39M

40、Pa。厚度：0.36mm；密度：0.45g/cm3；孔隙率：78%；透气率：1500mLmm/（cm2hmmAq）；电阻率：4.7mcm；抗拉强度：90MPa。能源系统公司德国SGL 集团台湾碳能科技有限公司国内GDS/MGLSlgracet 系列WOS 系列孔隙率和电导率较差，但性价比最高。厚度：0.19mm；孔隙率：78%；资料来源：透气率：192.733mLmm（/ cm2hmmAq）；中南大学电阻率：5.88mcm；抗拉强度：50MPa。资料来源：氢燃料电池关键材料发展现状及研究进展（宋显珠等）、燃料电池关键材料工程化现状研究（陈庆等），双极板：核心难度在于设计双极板在燃料电池中主要起

41、输送和分配燃料的作用，在电堆中负责隔离阴阳两极的气体，目前广泛采用的双极板材料有石墨板、金属板及复合材料板。双极板约占整个燃料电池质量的 60%，占成本的 13%。主要功能有连接单体模块、分隔反应气体、收集电流、散热和排水等。其基体材料需具有强度高，致密性好，耐蚀性、导电性和导热性好等特点，材料的选择将直接影响燃料电池的电性能和使用寿命。石墨双极板石墨双极板目前最成熟，金属与复合材料双极板有较大的发展空间。石墨双极板主流供应商有美国 POCO 公司、SHF 公司、Graftech 公司，日本的 Fujikuraubber 公司、 Kyushuefractories 公司，英国 Bac2 公司，

42、加拿大 Ballard 公司等。我国的石墨双极板厂商主要有广东国鸿氢能科技有限公司、中钢集团安徽天源科技股份有限公司、杭州鑫能石墨有限公司、江苏神州碳制品有限公司、江阴沪江科技有限公司、淄博联强碳素材料有限公司、上海喜丽碳素有限公司、上海弘枫实业有限公司、上海弘竣实业有限公司等企业，但国产石墨双极板缺乏耐久性和工程化验证。金属双极板金属双极板最有可能替代石墨双极板，表面改性的多涂层结构是金属双极板的主要发展方向。目前，金属双极板主要供应商有瑞典 Cellimpact 公司，德国的 Dana 公司、 Grabener 公司，美国的 treadstone 公司等。国内主要有上海汽车集团股份有限公司

43、、新源动力股份有限公司、上海治臻新能源装备有限公司等企业。复合材料双极板兼具石墨材料的耐腐蚀性和金属材料高强度的特性，预计未来将向低成本化方向发展。美、英复合材料双极板处于世界先进水平，主要企业有英国的 Porvair 公司和美国的 ONL 公司。而我国相关企业起步较晚，目前仍处于研发试制阶段。主要研究机构及企业有安泰科技、武汉理工大学、爱德曼公司、新源动力股份有限公司和中科院大连化物所等。表 13：国内外双极板主要企业产品性能对比生产企业基体材料性能特点国外美国 POCP石墨导电率：100S/cm;抗弯强度：34MPa。加拿大巴拉德能源系统公司石墨抗弯强度：50MPa。瑞典 Cellimpa

44、ct金属腐蚀电流：0.5A/cm2.德国 Dana金属导电率：50120S/cm;抗弯强度：1000MPa;腐蚀电流：0.5A/cm2国内上海弘枫石墨导电率：100S/cm;抗弯强度：50MPa。新源动力金属导电率：16.8S/cm;腐蚀电流：0.5A/cm2明天氢能金属开发出 64KW 的商业化金属双极板电堆，体积/功率为 3.0kw/L。安泰科技金属金属双极板国内领先，已向 Ballard 发货。上海治臻金属腐蚀电流：1A/cm2.资料来源：氢燃料电池关键材料发展现状及研究进展（宋显珠等），密封胶：作为新的产品刚刚起步燃料电池各部件的集成力与紧凑性直接影响电堆的性能。密封胶是电堆内部的主要

45、承力与传力部件，作用是实现电堆的紧凑性布置和整体密封，直接影响燃料电池的电化学性能。密封垫片置于电堆的各单元之间，在保证氢、氧和水的通路的前提下，防止氢和氧的泄漏。密封垫片可在燃料电池制造的最后工序中与电池单元一体加工成形。2014 年日本三井化学试制出了燃料电池密封垫圈的液态 EPT 橡胶(三元乙丙橡胶)，这种橡胶耐酸碱性强，能与金属一体成形，与普通的乙丙橡胶相比成形(交联)时间更短。日本住友理工公司在“人与车科技展 2015”上展出其为丰田燃料电池汽车“Mirai”提供的燃料电池用橡胶制黏结材料，即“电池单元用密封垫片”。当前国内在该领域还处于起步阶段。2017 年 7 月 21 日中科院

46、大连化物所研发成功一款应用于燃料电池上的高精密氟橡胶密封垫，并由此开启了与宝马汽车合作的序幕。杜科新材料有限公司研发成功氢燃料电池双极板组装用粘接密封胶和双极板用石墨微孔堵漏胶，已经为国内外多家氢燃料电池企业供货。表 14：国内外密封胶主要企业产品性能对比生产企业产品性能耐酸碱性强，能与金属一体成形，与普通的乙丙橡胶相比成形时间日本三井化学试剂液态 EPT 橡胶国外更短。日本住友理工公司电池单元用密封垫片用于丰田了燃料电池汽车“Mirai”中科院大连化物所高精密氟橡胶密封垫与宝马汽车合作国内氢燃料电池双极板组装用粘接密杜科新材料有限公司封胶、双极板用石墨微孔堵漏胶已经为国内外多家氢燃料电池企业

47、供货资料来源：氢燃料电池关键材料发展现状及研究进展（宋显珠等），紧固件：承接汽车制造工艺，与海外差距不大燃料汽车紧固件是其工业的重要组成部分，也是燃料汽车工业发展最为重要的基础。通常仅在主机厂装配的汽车零部件数量就超过 1500 个，而所有散件总和超过 2 万个。某种程度上讲，汽车零部件的质量决定了汽车整个生命周期质量的可靠性和稳定性。表 15：国内外紧固件主要企业产品性能对比生产企业产品描述生产方式是典型的规模化加专业化，为全球 40 多个国家和地区最主要汽车厂提Wureth塑料和金属的部件、紧固供紧固件服务。致力于为全球的客户生产高技术的产品和解决方案。ITW 是多元化的制造业公司，ITW

48、国外KamaxSFSintecA.AGRATI上海标五高强度紧固件有限公司奥展实业有限公司国内浙江东明不锈钢制品股份有限公司安徽固联紧固件有限公司宁波威锋紧固件有限公司件、装配件到标志、标示和识别系统为汽车产业开发和生产高强度紧固件冷成型精密机械零件的研究和生产生产高强度螺栓与螺钉，标准件与非标件大六角头和扭剪型高强度螺栓、各类非标高强度螺栓六角螺丝，外六角螺丝，法兰螺丝，马车螺丝，蝶型螺丝，蝶型螺母，六角螺母，花式螺母，垫圈，机螺钉，自攻钉，牙条，牙棒，膨胀螺栓以及非标紧固件和各种直径不同软硬状态的不锈钢精线。不锈钢六角螺丝、螺帽、内六角螺丝、膨胀螺丝、马车螺丝、牙条、牙棒、超长热锻产品及客

49、户需求之特殊品项等生产 10.9 级/12.9 级高强度内六角，平杯，圆杯，紧定内六角系列，外六角螺栓以及各种特殊要求非标件自攻自钻钉、膨胀、不锈钢制品在全球 48 个国家拥有 750 多个子公司，服务于建筑业、工业、汽车制造业，食品饮料业、食品设备、工业配套产品、纸制品、消费耐用品和电子行业等。是全球性的行业领军企业，其客户涵盖了奔驰、宝马、奥迪、大众、保时捷、福特、通用、克莱斯勒、菲亚特、戴姆勒等世界著名的整车公司，以及博世、江森自控、德尔福、麦格纳等知名零部件厂商。目前集团在 11 个国家拥有 3400 名员工，具备年产 17.6 万吨紧固件的生产能力，全部服务于汽车行业，2014 年全

50、球销售额达到 6.46 亿欧元，OEM 业务占 65%。成立近 80 年来，集团所属的 70 多家生产制造基地、子公司和办事处遍布欧美和全球其他 30 多个国家和地区，全球雇员 8300 多人，2014 年销售总额达到 13.83亿瑞士法郎，其中紧固系统销售额达到 3.37 亿瑞士法郎。在高强度紧固件行业中，是欧洲最大的生产商之一。AGRATI 集团的紧固件产品主要应用于汽车业和工业车辆，以及零件业、工业和家电业等领域。一直从事高强度螺栓开发和生产（M10M100 规格的高强度螺栓和螺母），可按国内外标准以及非标要求制造各种型式和性能等级的高强度紧固件，是国内经营历史最长和生产能力居前的高强度

51、紧固件专业生产企业。一家专业从事不锈钢紧固件及不锈钢精线集设计开发，生产，加工，销售为一体的大型专业化企业。材料采用进口优质 SUS304,SUS316,SUS302HQ，执行标准包括国际 GB，日本标准 JIS，德国标准 DIN，美国标准 ANSI/ASME 等，产品广泛应用于太阳能、石化、轻工机械、电子通讯、建筑等行业，目前产品主要销往美国、日本、韩国、澳大利亚、韩国以及遍布国内的各大经销网点。年产量达 20,000 吨。产品广泛应用于机械、矿山设备、模具、液压、电子、建筑等其他行业。产品不仅在国内销售业绩喜人，且远销海外，目前已出口欧洲、美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、韩国、新加坡、土耳

52、其、巴西、墨西哥、印度、印尼等国家。专业生产五金产品，例如膨胀、螺钉、螺栓、螺母和不锈钢制品。经销批发的产品畅销国内外市场，并与多家零售商和代理商建立了长期稳定的合作关系。资料来源：上海国际紧固件工业博览会官网、各公司官网，空压机：市场仍海外垄断空压机在氢燃料电池系统中起着重要的作用，属于关键零部件。与传统工业用空压机不同，氢燃料电池空压机要求可靠性高、寿命长、排气无油、低噪声、轻量化、小型化、低成本、响应速度快等特点。目前，氢燃料电池空压机市场基本被国外品牌所垄断（日本丰田，美国 UQM,美国盖瑞特等），国内对此类空压机的研究起步较晚，产品可靠性差，性能不稳定，目前仍处在研发和小批量试制阶段

53、。而国外氢燃料电池空压机因研发较早，产品可靠性高，性能稳定，但价格昂贵，一台单价动辄 10-30 万，已经成为氢燃料电池产业发展的瓶颈之一。表 16：国内外空压机供应商生产厂商产品描述丹麦ROTREX国外EK10AA具有基于双作用油泵的完全集成的油系统，该双作用油泵除了作为供油泵之外，还用做干油底壳清楚泵，确保了无油空气的输送。UQM 的燃料电池压缩机系统采用 UQM 永磁电机和控制器，搭配使美国 UQMR340、R410氢燃料电池空压势加透博机高速滚动轴承、动用伊顿压缩机。该组合形成一个高效的系统，为燃料电池电堆供应空气，为汽车、SUV、公交车和工作车等中型和大型商用车提供动力。势加透博主要

54、从事高速无油叶轮机械的研发、生产、销售、服务，是势加透博无油空压机创新产品研发和产业化基地。2020 年，势加透博氢燃料电池空压机出货超 2000 台。金士顿科技 2017 年进入燃料电池领域，2019 年实现氢燃料电池空金 士 顿 科技国内东德实业压空气轴承、速流体机械研发、生产和销售氢能装备氢燃料电池关键零部件资料来源：空气压缩机、氢气循环泵、加氢站高压氢气压缩机的研制和生产压机批量化上车。2020 年金士顿科技氢燃料电池空压机出货量实现翻倍增长。东德实业目前拥有空压机产线和氢循环泵产线各 1 条，其中空压机单班产能 70 台，氢气循环泵单班产能 30 台。OPCONAutorotor 开

55、发、制造和销售一系列可应用于燃料电池的双螺杆空气压缩机，流量范围约从 5400g/s。技术的模块化设计使得不雪人股份资料来源：各公司官网，同排气量的压缩机可以共用大部分的配件，满足顾客对不同流量和压力的性能要求。循环泵：仍是海外供应商主导市场氢气循环泵是氢燃料电池发动机的关键零部件，发挥着提高燃料利用率、确保氢安全 (氢气溢出在外界环境中引起不安全因素)等重要作用。对于氢气循环泵而言，要做到密封设计好（氢气容易泄露）、耐水性强（经过电堆反应后剩余的氢气带有少量水蒸气）、流量大（适应大功率电堆）、压力输出稳定（低压转为高压）、无油（保证氢气纯度）等，技术难度相较于传统气体循环泵要高很多。国外品牌以德国普旭为主，占据国内约 90%的市场份额。普旭是一家德国公司，产品在瑞士生产，在国内上海拥有全资子公司。普旭氢气循环泵采用爪式，与丰田旗下子公司丰田自动织机、日本公司 Ougra 等技术路线类似。目前国内也有个别企业在小批量供货氢气循环泵。供货数量少，没有品牌，还不能称之为严格意义上的产品。技术路线方面，有企业跟随普旭爪式路线的，也有企业依托自身优势开发涡旋式的，还有企业研发类似罗茨式。如果加上研发样机的及送样测试的，意图分享氢气循环泵市场蛋糕的约 7-8 家。表 17：国内外循环泵供应商对比生产厂商产品描述MinkMA0018A 空气循环泵，专为移动应用而研发