膜电极关键材料—催化剂
• 在燃料电池中，催化剂起到分解氢气和氧气进行电化学反应产生电流的作用。目前商用催化剂为铂碳催化剂，而稀有金属铂的高成本是燃料电池商业化的主要 阻碍之一。国外催化剂用量已实现<0.2g/kW，而我国催化剂用量普遍处于0.3-0.4g/kW的水平。因此低铂和非铂催化剂的开发成为降低燃料电池成本的关键。
• 催化剂需要平衡成本与耐久性两方面的需求，新型高稳定、高活性铂或非铂催化剂是研究热点。铂合金催化剂取得很大进展，如铂钴、铂镍等正在得到实际应 用;非铂催化剂性能与稳定性还有待提升。近年来，铂钴等合金催化剂也实现了商业化并逐渐取代铂碳广泛用于燃料电池产品中，如丰田Mirai。日本田中贵金 属(Tanaka Kikinzoku Kogyo)、英国庄信万丰(Johnson Matthey)和比利时优美科(Umicore)是全球最大的几家燃料电池催化剂供应商，催化剂制备 技术处于绝对领先地位，已经能够实现批量化生产(大于10kg/批次)，而且性能稳定，可靠性高。国内催化剂厂商包括贵研铂业、中自科技、武汉喜马拉雅 以及上海济平新能源等也从事相关产品研发。
表15:燃料电池催化剂技术对比
种类 特点
表16:国内燃料电池催化剂企业介绍
公司名称 种类 铂催化剂 Pt/C
活性高;但铂用量大，价格昂贵，易腐
蚀 低铂催化剂 Pt基合金催化剂 Pt基核壳结构催化剂 Pt单原子催化剂
低铂用量，铂利用率高;稳定性低，一
致性差
过渡金属氮化物 非铂催化剂 过渡金属碳化物
价格低，稳定性强，抗中毒能力强;活
性较低，一致性差
M-N-C 资料来源:《氢燃料电池电催化剂研究进展》，国信证券经济研究所整理
资料来源:Wind，国信证券经济研究所整理
贵研铂业
公司具备燃料电池催化剂相关技术,目前处于实验 室阶段。 公司基于对贵金属催化材料的技术积累，成功开发 中自科技 出氢燃料电池电催化剂，但尚处于小试阶段，尚未
进行批量生产。 氢气供给系统
• 氢气循环系统的作用是将电堆未反应的氢气再次循环到电堆的氢气入口，从而提升氢气的利用率及涉氢安全，同时将电堆内部电化学反应生成的水也循环至燃料 电池堆的入口，改善电堆湿润水平和提高水管理能力。氢气循环系统分为主动循环和被动循环两种形式，主动循环形式的关键部件是氢气循环泵，被动循环形式 的关键部件是氢气引射器。
• 2020年我国氢循环系统市场逐步实现国产替代，普旭基本退出国内市场(2019年国内循环泵主要由普旭供应)。2020年国内氢循环系统有引射器和氢气循环泵 两种产品，其中引射器的使用量约占氢循环系统出货量的11%。2020年国内氢循环系统市场规模预计为0.41亿元，同比下降63%，下降原因是出货量减少和氢 循环泵价格下降(2019年普旭供应价格约为3万元/台，目前国产氢循环泵价格在1-2万元之间)。
表21:氢气循环关键部件对比
类型 特点
表22:氢气循环泵国内外企业介绍 • 响应速度快
• 工作区间范围广, 且可以
根据燃料电池工作状况进
行主动调节。
• 结构简单
• 噪声低
• 无额外功耗
公司
国外
德国普旭
相关介绍
德国普旭为全球氢气循环泵供应龙头。2020年前，普旭占据了国内约 90%的市场份额。
国内 东德实业
公司是冰轮集团旗下冰轮海卓氢能技术研究院的孵化公司，是国内唯一 一家在试验台架真正用氢气带载运行10000多小时的厂家。 雪人股份
公司在氢燃料电池核心零部件(空压机、氢气循环泵)及液氢、加氢设
备方面进行技术积累以及技术布局。 艾尔科技
公司拥有氢循环泵、控制阀等多项专利技术。2020年4月，艾尔科技研 制的爪式氢气循环泵，实现了批量生产和销售。 瑞驱科技
公司为上汽集团打造的新一批生产的氢气循环泵下线，首次实现氢气循
环泵的国产化和量产化。
氢气循环泵
氢气引射器
资料来源:GGII，国信证券经济研究所整理
资料来源:GGII，Wind，国信证券经济研究所整理
空气循环系统—空压机
• 空气循环系统的关键部件为空压机，也为燃料电池阴极供气系统重要部件，通过对进堆空气进行增压，为电堆提供适量适压的氧气。空气压缩机的性能对燃料 电池系统的效率、紧凑性和水平衡特性等有着重要影响。燃料电池系统用空压机主要有离心式、罗茨式、螺杆式三种类型。随着燃料电池系统功率的快速上升 趋势，离心式空压机在效率、噪音、体积、无油、功率密度等方面具有良好的综合效果，已逐渐成为市场上的主流选择。
• 从国产化率方面来说，空压机是燃料电池关键部件中国产化程度较高的一款。据势银(TrendBank)统计，相对于其它辅助系统产品而言，空压机已经较早的 实现了全功率段国产化，目前国产化率接近100%。
表20:国内外空压机企业以及国内企业详细介绍
相关企业
国外 美国盖瑞特公司、美国UQM公司、丹麦Rotrex公司、日本丰田自动织机公司、德国利勃海尔公司、德国博世公司、英国Aeristech公司等
雪人股份
公司燃料电池空气压缩机产品先后得到国际众多整车企业的认可，具备高效、小型化、轻量化、无油、可靠性高、操作范围宽的特点。 势加透博
公司于2019年9月建成第一条专业批产中试线，目前已有数十家签约客户，主要分布在商用车/乘用车、重卡/机车/船舶等领域。 国内
金通灵
金士顿科技
公司年产1万台的氢燃料电池空压机生产线预计明年3月份开始投产，未来有望实现5万台/年的空压机产能。
公司于2019 年实现氢燃料电池空压机批量化上车，并在2020年实现出货量翻倍增长。目前公司拥有燃料电池空压机产能3000-5000台/年，同时公司 正在扩张产能，新建工厂一期产能达到5万台/年。 稳力科技
公司已完成几十款燃料电池无油离心空压机和工业领域空压机产品开发，其中4款燃料电池空压机和2款工业空压机已达批量制造阶段。
全球主要经济体氢能产业规划汇总——应用端
2020
• 投运和在建加氢站130座以上;
氢燃料电池汽车投运3712辆
2025 2030
燃料电池汽车保有量10万辆:
客车渗透率5%， 客车、物流车、重卡等车型取得全生 物流车渗透率<5% 命周期经济性
2035 2050 中国 •
重卡渗透率0.2% 乘用车渗透率<1%
•
• • •
加氢站数量2000座; • 终端年销售价格30元/kg; • 燃料电池汽车保有量100万辆: • 客车渗透率25%
物流车渗透率>5% 重卡渗透率15% 乘用车渗透率2%
加氢站数量12000座; 终端年销售价格20元/kg; 燃料电池车保有量3000万辆: 客车渗透率40% 物流车渗透率10% 重卡渗透率75% 乘用车渗透率12% 欧盟 • 从化工扩展到其他领域
• 370万辆乘用车;50万辆轻型商 用车;4.5万辆卡车和公共汽车， 570万辆列车(替代柴油列车)
• 7%替代建筑用天然气，200万户 供暖
• 氢气炼铁大规模可行性测试
• 32%替代建筑用天然气，1000万 +户供暖
• 年用5600万吨;工业领域全面氢 能替代。
美国 •
燃料电池叉车3万辆
• 加氢站200座
韩国
• 燃料电池装机408MW，全球占 比40%
• 22年建设运营100座加氢站
• 2040年氢燃料电池累计620万辆
• 加氢站1200个;
39
• 燃料电池装机382MW
• 燃料电池乘用车累计销量8413辆
• 加氢站1000座
• 车载储氢系统一定标准下达到8美 元/千瓦时;储氢罐用高强度碳纤 维成本13美元/kg
• 电力与工业用氢成本1美元/kg
• 交通部门用氢成本2美元/kg
• 重卡用质子交换膜燃料电池系统 80美元/kW。
• 燃料电池大巴42辆
• 在运加氢站42座，在建18座，年
底100座 日本 •
• 燃料电池装机245MW
• 家用燃料电池发电/供暖装置140 •
万户 •
• 家用燃料电池发电/供暖装置530 加氢站320座; 万户;
• 替代居民能源系统;
• 全面替代加油站
• 全面替代传统交通系统
建设加氢站160座
• 燃料电池乘用车3500辆 •
• 燃料电池公交车100辆
• 燃料电池叉车50辆
燃料电池轿车20万辆，与混动价 格相当;
氢燃料电池公交车价格减半至 0.525亿日元/辆(约合345万元)
• 建设加氢站900座
• 燃料电池汽车保有量80万辆 • 燃料电池公交车1200辆
• 燃料电池叉车500辆
雪人股份——加氢设备
• 公司是中国最大的制冰设备及制冰系统生产商和供应商之一。主营业务包括制冰、储冰、送冰设备及系统的研发、生产及销售，以及冷水设备、冷冻、冷藏、 空调、环保等相关制冷产品的设计、生产及销售。
• 公司长期从事空压机研发制造及燃料电池相关产品的研发，在氢燃料电池核心零部件(空压机、氢气循环泵)及液氢、加氢设备方面进行技术积累以及技术布 局。目前已有氢燃料电池系统、氢燃料电池空压机、氢气循环泵、氢气压缩与氢气液化等产品。
雄韬股份——全产业链(燃料电池为主)
• 公司是全球主要蓄电池生产企业之一，以中国深圳为管理中心，业务遍布中国大陆、欧洲、中国香港、越南。连续多年保持中国密封铅酸蓄电池出口量第一。 产品涵盖密封铅酸、锂离子电池两大品类;产品应用在通讯、电动交通工具、光伏、风能、电力、UPS、电子及数码设备等领域。
• 公司实施氢能产业链的闭环布局，在产品研发方面，已完成45~120kW燃料电池发动机及42-120kW燃料电池电堆的研发及试生产;并与各整车企业联合开发 了多款涵盖公交车、物流车、重卡、环卫车等的燃料电池车型及底盘。同时提供燃料电池汽车系统设计、车用加氢站建设和运维、燃料电池车队运营规划、燃 料电池汽车数据监控与数据分析、数字化的运维服务系统、全生命周期追溯系统等多维度服务。