作者：豐禾刀

這兩年電動(dòng)汽車行業(yè)相關(guān)股票漲勢(shì)喜人，事實(shí)上，充電鋰電電動(dòng)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(lái)簡(jiǎn)要探尋一下燃料電池的相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

（純電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)分析可關(guān)注我的頭條號(hào)并查找“尋龍?jiān)E”相關(guān)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(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和輔助設(shè)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(zhì)常見(jiàn)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(yīng)用：

按行業(yè)分，燃料電池在國(guó)防、航天和民用的移動(dòng)電站、分立電源、潛艇、電動(dòng)車、計(jì)算機(jī)與通信等眾多領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。

另外，也可以按便攜式、固定式等進(jìn)行劃分。

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

固定式應(yīng)用從UPS、小家用熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備(CHP)、獨(dú)立電源裝置到MW級(jí)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(yùn)輸領(lǐng)域，電動(dòng)車方面的應(yīng)用。美國(guó)、歐洲和日本的汽車制造廠商都在加緊開(kāi)發(fā)車用燃料電池技術(shù)。有不少專家認(rèn)為，氫燃料電池汽車最終將取代純電動(dòng)汽車。

二、市場(chǎng)機(jī)會(huì)

2.1 燃料電池在汽車行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：

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(dòng)汽車充滿電一般需要4-6個(gè)小時(shí)，而燃料電池汽車燃料加注時(shí)間僅為幾分鐘。

自重非常輕：不同于鋰電池電動(dòng)汽車通過(guò)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(lái)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(dá)300多wh/kg，幾乎是純電動(dòng)汽車能量密度的數(shù)倍

2.2 國(guó)家政策

燃料電池目前的發(fā)展落后于日韓等國(guó)，國(guó)家十三五初期提升了對(duì)燃料電池的補(bǔ)貼，從補(bǔ)貼18萬(wàn)提升至20萬(wàn)~50萬(wàn)，并持續(xù)到2020年不進(jìn)行退坡。

根據(jù)2017年4月發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,2020—2030年,中國(guó)燃料電池汽車將迎來(lái)三大時(shí)間節(jié)點(diǎn)：2020年,在特定地區(qū)的公共服務(wù)車輛領(lǐng)域進(jìn)行小規(guī)模示范應(yīng)用；2025年,私人用車和公共服務(wù)用車領(lǐng)域批量應(yīng)用,不低于1萬(wàn)輛；2030年,在私人乘用車、大型商用車領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)?；茝V,不低于10萬(wàn)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(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來(lái)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車前進(jìn)。

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(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)。

3.1 上游制氫

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

3.2 下游整車廠商

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

3.3、燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)

燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)主要包括燃料電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)，整車控制系統(tǒng)、輔助電源、儲(chǔ)氫裝置。

3.3.1 燃料電池系統(tǒng)

燃料電池系統(tǒng)約占動(dòng)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(diào)節(jié)器，空氣壓縮機(jī)。目前來(lái)看，使用氫燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池被認(rèn)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(gè)燃料電池通過(guò)一定的方式結(jié)合起來(lái)形成燃料電池組。單個(gè)電池又包括雙極板、密封圈、膜電極（MEA），其中膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴(kuò)散層。

3.3.1.1 膜電極MEA

MEA組件的核心之一：質(zhì)子交換膜PEM。質(zhì)子交換膜性能要求非常高，目前在氫燃料電池中使用的質(zhì)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(zhì)子交換膜燃料電池的陰極和陽(yáng)極有效催化劑仍以鉑和鉑碳顆粒為主。

MEA組件核心之三：擴(kuò)散層

3.3.1.2 雙極板

雙極板也是決定性能和成本的關(guān)鍵組件之一。

雙極板，又叫流場(chǎng)板，主要起到起輸送和分配燃料、在電堆中隔離陽(yáng)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(shè)計(jì)。

3.3.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，并通過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)將能量傳遞到車輪驅(qū)動(dòng)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(fù)責(zé)對(duì)燃料電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、再生制動(dòng)系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。

3.3.4輔助電源

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

超級(jí)電容器應(yīng)用的趨勢(shì)開(kāi)始出現(xiàn)。超級(jí)電容器能夠反復(fù)循環(huán)充放電幾十萬(wàn)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(qū)動(dòng)燃料電池汽車開(kāi)始趨向于采用大容量超級(jí)電容器作為輔助電源應(yīng)用。

3.3.5 氫氣儲(chǔ)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(chǔ)氫方式還用高壓儲(chǔ)。汽車一次充氣有足夠的行駛里程，就需要多個(gè)高壓儲(chǔ)氣瓶來(lái)儲(chǔ)存氣態(tài)氫氣

四、燃料電池汽車商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸

燃料電池雖然有眾多好處，但是目前看在汽車領(lǐng)域要商業(yè)化應(yīng)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(wèn)題，使用昂貴的質(zhì)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(dǎo)致質(zhì)子交換膜燃料電池成本約為汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)成本10-20倍。

未來(lái)商業(yè)化應(yīng)用前景還要看技術(shù)的發(fā)展，但是一旦發(fā)展起來(lái)，則潛力無(wú)限。因此，北京氫璞創(chuàng)能科技有限公司董事長(zhǎng)歐陽(yáng)洵表示，今天的氫燃料電池行業(yè)相當(dāng)于2013年的鋰電池行業(yè)，已經(jīng)迎來(lái)了風(fēng)口。

五、產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)企業(yè)及龍頭股票

氫燃料電池：

江蘇陽(yáng)光（600220）?？毓晒蓶|江蘇陽(yáng)光集團(tuán)有限公司持有上海神力科技有限公司51.18%的股權(quán)。神力科技是以氫質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)、全釩液流儲(chǔ)能電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為發(fā)展目標(biāo)，是目前中國(guó)燃料電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)先者。

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

上汽集團(tuán)（600104）：持有新源動(dòng)力34%股權(quán)，在國(guó)內(nèi)氫燃料車領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。新源動(dòng)力，已實(shí)現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料及關(guān)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(guān)鍵部件的批量生產(chǎn)線，同時(shí)在車用燃料電池系統(tǒng)集成安裝、調(diào)試、運(yùn)行等方面擁有優(yōu)勢(shì)地位。

長(zhǎng)城電工（600192）：長(zhǎng)城電工參股新源動(dòng)力近10%。

大洋電機(jī)（002249）：2016年，大洋電機(jī)通過(guò)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(quán)，成為其第一大股東。目前大洋電機(jī)在中山的氫燃料電池試驗(yàn)線已初步建成，并開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作。

輔助電源：

江海股份（002484）：是國(guó)內(nèi)超級(jí)電容器龍頭廠商。公司2013年收購(gòu)日本ACT，并積極與海內(nèi)外高校合作，引進(jìn)資深研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從技術(shù)壁壘最高的電極材料到大容量超級(jí)電容器模組完成高度垂直一體化布局。

整車：

安凱客車（000868）、長(zhǎng)安汽車（000625）：與上海神力科技合作，開(kāi)發(fā)氫燃料汽車，并擁有一定的技術(shù)儲(chǔ)備。

濰柴動(dòng)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的燃料電池商用車龍頭企業(yè)。

制氫供氫：

中國(guó)神華（601088）：神華集團(tuán)未來(lái)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，在方向上同時(shí)發(fā)展上游制氫供氫與加氫基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)商，又要成為以氫氣為主的氣體供應(yīng)商

中國(guó)石化（600028）：中石化擬建設(shè)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(guó)首個(gè)商業(yè)化加氫站。

富瑞特裝（300228）：擬投資3億元,用于開(kāi)展氫能源汽車供氫系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,項(xiàng)目達(dá)成后形成年產(chǎn)5萬(wàn)只儲(chǔ)氫瓶的產(chǎn)能,具備氫能源汽車供氫系統(tǒng)2萬(wàn)套/年的配套能力。

其他：

雪人股份（002639）：公司與專業(yè)投資機(jī)構(gòu)共同對(duì)外投資參股加拿大氫燃料電池生產(chǎn)商Hydrogenics 公司不超過(guò)17.6%的股權(quán),已于2017 完成交割。Hydrogenics 是世界領(lǐng)先的設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)氫能系統(tǒng)的公司。