一文看懂中国氢燃料电池汽车产业链和核心部件供应商
时间:2021-08-09 09:44来源:科技与创 作者:樊春艳 朱成 蔡国钦
点击:
次
1 研究背景
产业链完整度是衡量产业竞争力的重要指标。近年来， 战略性、支柱性产业的产业链完整度持续引发重要关注。新能源汽车是中国汽车产业由大变强的重要技术路径，其产业 链完整度在一定程度上决定了汽车强国战略的成败。燃料电 池汽车作为新能源汽车的重要部分，2018 年以来中国整车 生产和推广应用规模快速扩大，其中 2019 年国内共生产燃 料电池商用车超过 3 000 辆，生产和应用规模跃居全球第一。与此同时，国内燃料电池汽车相关产业也加速布局，在规模 化推广之前，有必要对燃料电池汽车产业链进行梳理与分 析，认清产业链优势及薄弱点，瞄准产业布局着力点，从而 提升产业的国家竞争力。
1.1 中国燃料电池汽车产业链总体情况
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 车载供氢系统，其中燃料电池系统是核心结构。主要部件构 成如图 1 所示。
2 中国燃料燃料电池汽车产业链特点
2.1 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 3～5 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，究其产品路径差异的原因，主要在以下方面。
一是产业层面，在乘用车领域中国纯电动和插电式汽车 发展迅速，性价比不断提升，已经赢得了一定的市场空间， 在商用车领域，纯电动和插电式技术路径在续驶里程、便利性等方面弊端突出，给燃料电池汽车发展提供了一定的 空间。
二是市场层面，燃料电池汽车整车成本高于燃油车和纯电动汽车，参照中国推广纯电动和插电式汽车的经验，国内城市公交主要由地方财政支持购买和运营，较适宜设立专项 资金等方式弥补购车和运营成本的大幅上升。另外，当前氢燃料汽车推广的主要制约是氢能基础设施不足，在发展初期，定点定线运行的商用车解决氢能加注问题较乘用车更易于实现。
三是技术与法规层面，与日韩车辆的电堆多采用金属双极板不同，中国电堆企业主要是采用石墨双极板，石墨双极板体积功率较金属双极板低 20%～30%，导致电堆体积较大，不便于在乘用车上布置，而石墨双极板寿命是金属双极板循环寿命 1.5 倍以上，更适合在寿命需求更高的商用车领域。另外，中国尚未建立四型瓶的使用规范，目前采用三型瓶无论是 35 MPa 还是 70 MPa，体积和质量都较四型瓶大很多，不便于在乘用车上进行布置，而商用车对体积和质量增加的敏感度低于乘用车。
国内外产品路径的差异是技术、市场、法规等多重因素综合选择的结果，对中国来说，燃料电池汽车从商用车切入， 虽然有电堆技术要求较低，不利于电堆及零部件技术的迅速提升的弊端，但总体来看利大于弊。首先是中国在乘用车方面纯电动和插电式汽车发展较快，已经确立了一定的技术自主可控性和产品经济性优势，从商用车切入一方面可以避免对原有投入的浪费，另一方面燃料电池商用车正好弥补纯电动商用车在续驶里程、便利性方面的先天不足。其次是从安全性方面考虑，在发展初期，公交等公共交通服务领域配套的加氢站便于安全监控，从而保障运营安全。
2.2 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。鉴于无增湿燃料电池电堆已成为发 展趋势，且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。
2.3 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。
如图 2 所示，图中黑色阴影部分的产品是目前国内产业空白，完全依赖进口的产品，灰色阴影部分代表国内虽然有相应产品，但由于性能不足或车标配套能力不足，目前阶段也主要依赖于进口的领域，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。
2.4 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。
2.5 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
图 3 给出了1995—2019 年中国燃料电池汽车相关企业数量。截至2019年2月，中国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。
2.6 大型企业集团进场，加快产业链构建和集聚
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版块，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，加速了产业链的构建和集聚，加快了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。国内部分燃料电池汽车相关上市企业及产业布局方向如表 2 所示。
2.7 地方政府积极推动，有助于产业链进一步健全
截至2020年5月，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。地方政府当前积极发展氢能及氢燃料电池汽车，一方面有立足地方经济发展和产业转型升级，寻找新的发展抓手的积极因素，但也不乏有些地方政府在对技术路线缺乏了解情况下，受资本和部分相关企业的推动而盲目决策。
2.8 中日典型燃料电池汽车主要部件供应商对比
日本在燃料电池汽车方面领先全球，不止在于技术优势，还在于其强大的供应链体系，以丰田 Mirai 燃料电池核心部件为例，如表 3 所示，其电堆、氢气供给系统、空气供给系统的主要供应商基本为本土企业，其中电装、丰田自动 织机、爱信精机、丰田纺织、捷太格特主要供应商均为丰田公司控股企业。而国内典型客车产品核心部件的供应商主要 集中于欧美日等国，国内企业目前主要从事电堆集成、电堆系统集成、氢气供应系统集成的工作。
3 结论
受制于材料、加工制造等基础工业，中国燃料电池汽车 产业链布局呈现“倒金字塔”形，集成类企业多，关键材料及核心部件生产企业相对少。整车、电堆、电堆系统的集成方面较强，电堆核心材料如气体扩散层，车载供氢系统的核心材料如碳纤维储氢材料、塑料储氢材料，关键阀件如瓶口阀、减压器、高压管路等尚属空白，研发测试设备是较大短板。综上所述，电堆核心部件及关键材料、储氢瓶核心部件及关键材料，是提升中国燃料电池汽车国家竞争力的重要产业环节，需重点加以科技研发及产业布局。 (责任编辑：子蕊)
产业链完整度是衡量产业竞争力的重要指标。近年来， 战略性、支柱性产业的产业链完整度持续引发重要关注。新能源汽车是中国汽车产业由大变强的重要技术路径，其产业 链完整度在一定程度上决定了汽车强国战略的成败。燃料电 池汽车作为新能源汽车的重要部分，2018 年以来中国整车 生产和推广应用规模快速扩大，其中 2019 年国内共生产燃 料电池商用车超过 3 000 辆，生产和应用规模跃居全球第一。与此同时，国内燃料电池汽车相关产业也加速布局，在规模 化推广之前，有必要对燃料电池汽车产业链进行梳理与分 析，认清产业链优势及薄弱点，瞄准产业布局着力点，从而 提升产业的国家竞争力。
1.1 中国燃料电池汽车产业链总体情况
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 车载供氢系统，其中燃料电池系统是核心结构。主要部件构 成如图 1 所示。
2 中国燃料燃料电池汽车产业链特点
2.1 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 3～5 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，究其产品路径差异的原因，主要在以下方面。
一是产业层面，在乘用车领域中国纯电动和插电式汽车 发展迅速，性价比不断提升，已经赢得了一定的市场空间， 在商用车领域，纯电动和插电式技术路径在续驶里程、便利性等方面弊端突出，给燃料电池汽车发展提供了一定的 空间。
二是市场层面，燃料电池汽车整车成本高于燃油车和纯电动汽车，参照中国推广纯电动和插电式汽车的经验，国内城市公交主要由地方财政支持购买和运营，较适宜设立专项 资金等方式弥补购车和运营成本的大幅上升。另外，当前氢燃料汽车推广的主要制约是氢能基础设施不足，在发展初期，定点定线运行的商用车解决氢能加注问题较乘用车更易于实现。
三是技术与法规层面，与日韩车辆的电堆多采用金属双极板不同，中国电堆企业主要是采用石墨双极板，石墨双极板体积功率较金属双极板低 20%～30%，导致电堆体积较大，不便于在乘用车上布置，而石墨双极板寿命是金属双极板循环寿命 1.5 倍以上，更适合在寿命需求更高的商用车领域。另外，中国尚未建立四型瓶的使用规范，目前采用三型瓶无论是 35 MPa 还是 70 MPa，体积和质量都较四型瓶大很多，不便于在乘用车上进行布置，而商用车对体积和质量增加的敏感度低于乘用车。
国内外产品路径的差异是技术、市场、法规等多重因素综合选择的结果，对中国来说，燃料电池汽车从商用车切入， 虽然有电堆技术要求较低，不利于电堆及零部件技术的迅速提升的弊端，但总体来看利大于弊。首先是中国在乘用车方面纯电动和插电式汽车发展较快，已经确立了一定的技术自主可控性和产品经济性优势，从商用车切入一方面可以避免对原有投入的浪费，另一方面燃料电池商用车正好弥补纯电动商用车在续驶里程、便利性方面的先天不足。其次是从安全性方面考虑，在发展初期，公交等公共交通服务领域配套的加氢站便于安全监控，从而保障运营安全。
2.2 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。鉴于无增湿燃料电池电堆已成为发 展趋势，且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。
2.3 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。
如图 2 所示，图中黑色阴影部分的产品是目前国内产业空白，完全依赖进口的产品，灰色阴影部分代表国内虽然有相应产品，但由于性能不足或车标配套能力不足，目前阶段也主要依赖于进口的领域，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。
2.4 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。
2.5 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
图 3 给出了1995—2019 年中国燃料电池汽车相关企业数量。截至2019年2月，中国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。
2.6 大型企业集团进场，加快产业链构建和集聚
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版块，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，加速了产业链的构建和集聚，加快了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。国内部分燃料电池汽车相关上市企业及产业布局方向如表 2 所示。
2.7 地方政府积极推动，有助于产业链进一步健全
截至2020年5月，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。地方政府当前积极发展氢能及氢燃料电池汽车，一方面有立足地方经济发展和产业转型升级，寻找新的发展抓手的积极因素，但也不乏有些地方政府在对技术路线缺乏了解情况下，受资本和部分相关企业的推动而盲目决策。
2.8 中日典型燃料电池汽车主要部件供应商对比
日本在燃料电池汽车方面领先全球，不止在于技术优势，还在于其强大的供应链体系，以丰田 Mirai 燃料电池核心部件为例，如表 3 所示，其电堆、氢气供给系统、空气供给系统的主要供应商基本为本土企业，其中电装、丰田自动 织机、爱信精机、丰田纺织、捷太格特主要供应商均为丰田公司控股企业。而国内典型客车产品核心部件的供应商主要 集中于欧美日等国，国内企业目前主要从事电堆集成、电堆系统集成、氢气供应系统集成的工作。
3 结论
受制于材料、加工制造等基础工业，中国燃料电池汽车 产业链布局呈现“倒金字塔”形，集成类企业多，关键材料及核心部件生产企业相对少。整车、电堆、电堆系统的集成方面较强，电堆核心材料如气体扩散层，车载供氢系统的核心材料如碳纤维储氢材料、塑料储氢材料，关键阀件如瓶口阀、减压器、高压管路等尚属空白，研发测试设备是较大短板。综上所述，电堆核心部件及关键材料、储氢瓶核心部件及关键材料，是提升中国燃料电池汽车国家竞争力的重要产业环节，需重点加以科技研发及产业布局。 (责任编辑：子蕊)
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
-
氢能加速跑！2040年我国燃料电池车辆渗透率有望达到50%
2024-06-03 09:16 -
2024锂电池行研报告
2024-05-24 18:59 -
行业唯一，出货逆势狂飙，下一个宁德时代？
2024-05-21 12:07 -
美宣布对锂电池等中国商品加征关税 产业链人士：出口市场北美占比不大
2024-05-15 12:16 -
突然引爆！锂电池重磅解读来了
2024-05-13 11:26 -
谨防汽车退役锂电池流入电动三轮车市场
2024-05-11 11:01 -
“锂电池取代者”，一把梭哈
2024-04-28 09:26 -
福建省锂电池一季度出口居全国首位
2024-04-25 07:56 -
央企加快氢能及燃料电池汽车发展的对策建议
2024-04-10 08:08 -
废旧锂电池回收，正规军为什么抢不过小作坊
2024-04-03 10:28
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
专题
相关新闻
-
氢能加速跑！2040年我国燃料电池车辆渗透率有望达到50%
2024-06-03 09:16 -
2024锂电池行研报告
2024-05-24 18:59 -
行业唯一，出货逆势狂飙，下一个宁德时代？
2024-05-21 12:07 -
美宣布对锂电池等中国商品加征关税 产业链人士：出口市场北美占比不大
2024-05-15 12:16 -
突然引爆！锂电池重磅解读来了
2024-05-13 11:26 -
谨防汽车退役锂电池流入电动三轮车市场
2024-05-11 11:01 -
“锂电池取代者”，一把梭哈
2024-04-28 09:26 -
福建省锂电池一季度出口居全国首位
2024-04-25 07:56
本月热点
-
2024锂电池行研报告
2024-05-24 18:59 -
多个锂电项目终止，重磅文件引导企业单纯扩大产能！
2024-05-15 19:12 -
小米入局电池制造，与宁德时代成立合资公司！
2024-05-20 19:05 -
携手多地政府，这家企业5月三大电池项目开工/签约!
2024-05-21 18:46 -
重磅！新能源突传三大利好！固态电池赛道即将爆发
2024-05-28 18:18 -
投资超25亿元！这家锂电企业拟在美国建设电池化学品项目
2024-05-22 19:20 -
又一10GWh项目开工，固态电池距离产业化还要多久？
2024-05-11 19:17 -
宁德时代、比亚迪、中创新航共同供货蔚来“乐道”？
2024-05-09 18:48
微信公众号