燃料电池定义：
 

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。燃料电池具备运行中零排放、高效率等优异特性，是我国在交通运输领域实现低碳排放的重要技术路线之一。燃料电池按导电离子类别可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、直接醇类燃料电池（DMFC）。PEMFC具有功率密度大、重量轻、体积小、寿命长、工艺成熟、可低温下快速启动和工作等突出优点，被认为是将来车用燃料电池最理想技术方案。

燃料电池行业发展历程：
 

燃料电池并不是一个新产物，最早的燃料电池可以追溯到1839年，是由威尔士科学家威廉·格罗夫（WilliamGrove）发明出的原型。从2014年开始至今，中国、美国、日本及欧洲的一些国家开始着力于推动氢燃料电池技术的发展。通过政府政策鼓励、技术进步及产业参与度提升等多方面的投入，燃料电池的应用已经进入了一个黄金时代。目前在PEMFC向商业化迈进的过程中，氢能问题异常突出，氢供应设施建设投资巨大，氢的贮存与运输技术以及氢的制备技术等还远落后于PEMFC自身的发展，20世纪末，以醇类直接为燃料的燃料电池成为了研究与开发的热点，受到了世界各国的广泛重视，并取得了长足的进展。

我国氢燃料电池起步较晚，2001年国家863计划“电动汽车”重大科技专项即已确立了以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为“三横”的电动汽车“三纵三横”研发布局，并持续全面组织启动大规模电动汽车技术研发，其中包含了对燃料电池汽车和燃料电池系统的研发。随后国家相关部门出台了一系列政策及研发计划，促进氢燃料电池的研发进步，其内容涵盖了制氢、储氢、燃料电池部件以及电堆与系统，氢燃料电池车等一系列课题，促进了整个产业链的发展与进步。

燃料电池行业核心技术：
 

燃料电池结构单元主要由膜电极组件和双极板构成，其中膜电极组件是由质子交换膜、催化剂与气体扩散层组合而成的，为反应发生场所；双极板是带流道的金属或石墨薄板，其主要作用是通过流场给膜电极组件输送反应气体，同时收集和传导电流并排出反应产生的水和热。

燃料电池系统使用供氢系统提供的氢气进行电化学反应，经过DC/DC转换输出，以输出满足下游应用场景中不同电机工作电压要求的电流。燃料电池的电化学反应，消耗氢气与氧气，将氢气中蕴含的化学能转化为电能，反应过程不涉及燃烧，反应产物为电、热和水。燃料电池系统主要由燃料电池电堆、空气/氢气供给系统、水热管理系统、DC/DC这五大系统构成。燃料电池电堆可以通过电化学反应输出电流；空气/氢气供给系统是为电堆供应合适压力、纯度、湿度的氢气与空气；水热管理系统用于传递电化学反应产生的热量，保持燃料电池内部水平衡和热平衡；DC/DC变换器用于实现燃料电池与整车高压之间解耦。

燃料电池行业产业链：
 

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。燃料电池产业链可分为上游材料，中游集成与下游应用。
 

上游材料：上游主要包括膜电极、双极板和密封层。其中，膜电极由催化剂、质子交换膜和气体扩散层三种组分构成。膜电极是燃料电池电化学反应最重要的基本单元，它的结构设计和制备工艺技术是燃料电池的关键技术，决定了电池的工作性能。
 

中游集成：中游的燃料电池系统由电堆、空气/氢气供给系统、水热管理系统、DC/DC构成。其中电堆由上游材料组成，空气/氢气供给系统则包括储氢罐、空压机、加湿器和氢气循环泵，其中空压机技术要求较高，国内产量小。
 

下游应用：下游的应用主要包括便携式燃料电池、固定式发电、燃料电池车。目前燃料电池产业发展的主要驱动因素是商用燃料电池车的发展叠加国家政策扶持，带动燃料电池在乘用车上的应用。

燃料电池行业市场规模：
 

从全球燃料电池出货量来看，全球燃料电池市场呈快速发展趋势。2020年尽管受新冠肺炎疫情的影响增速有所放缓，但在亚太地区的拉动下全球燃料电池出货量仍然保持增长态势，达到1,300MW左右，同比增长约为10%，2016-2020年年复合增长率超过25%。根据国际能源署（IEA）数据显示，截至2020年底全球包括乘用车、公交车、商用车以及中重型卡车等在内投入运营的燃料电池车共34,804辆，同比增长38%。其中韩国投入运营的燃料电池车数量达10,093辆，占比达29%，首次取代美国成为全球燃料电池车运营数量最多的国家，其次分别为美国和中国。

我国氢燃料电池车产业已基本涵盖氢燃料电池整车、氢燃料电池系统、氢燃料电池电堆及零部件领域，基本建成以整车制造及氢燃料电池系统为主的氢燃料电池车供应链和产业链体系，尤其是在系统、电堆等方面已基本实现了国产化供应。2016-2020年我国氢燃料电池车保有量逐年攀升，近两年受到疫情影响保有量增速有所下滑，根据中汽协及新能源汽车国家监测与管理平台公布的统计数据显示，截至2021年11月我国氢燃料电池汽车保有量为8,452辆。2016-2019年中国氢燃料电池汽车销量逐年上升，2020年以及2021年销量下滑的主要原因是疫情以及补贴政策转向及示范城市群的开展导致销量下降，预计产品销量会延迟到2022年放量。截至2021年11月底，2021年我国氢燃料电池车销售量超1,000辆，市场进入商业化初期。

燃料电池行业竞争格局：
 

目前燃料电池产业在我国发展迅速，主要以整车组装、示范运营为主，产业链中电堆、膜电极、双极板等核心技术布局较少。目前我国自主研发和引进国外成熟技术的厂商并存，但关键部件材料性能与生产亟待提升。当前国内燃料电池系统装机市场属于寡头竞争，CR5占比超过50%。2020年，国内燃料电池系统装机市场份额排名前五的厂商分别为爱德曼、亿华通、国鸿重塑、探索汽车、潍柴动力，市占率总和为约为70%。现阶段我国燃料电池发动机系统及电堆独立供应商主要分为三类，一类是较早从事燃料电池行业且具备自主核心技术的发动机供应商，以新源动力、亿华通、弗尔赛为代表；另一类是近年来兴起的以国际技术引进与合作见长、具备一定批量化生产能力的供应商，以上海重塑、国鸿氢能为代表；此外还有一系列上市公司通过投资、产业链合作与技术引进等方式不断拓展燃料电池相关业务，以大洋电机、雄韬股份为代表。

燃料电池行业政策法规：
 

自2006年以来，我国在多项能源发展相关政策中提到氢能与燃料电池技术的推进，同时，目前我国已国民经济和社会发展计划的主要任务中提出要制定国家氢能产业发展战略规划，随着国家及地方产业政策的逐步实施、我国氢燃料电池核心技术的逐步突破积累、相关配套产业的逐步完善，氢燃料电池行业未来将有广阔的发展空间。