一、燃料電池系統綜述
傳統氫燃料電池汽車包含燃料電池系統、電驅動系統、電池系統等功能部件，其中燃料電池系統，是決定FECV整車性能的核心環節。根據新材料在線數據，燃料電池系統佔整車成本64%，車身佔比為23%，燃料電池系統成本降低是整車降價的關鍵。
燃料電池汽車整車成本劃分（單位：%）
資料來源：新材料在線，華經產業研究院整理
燃料電池系統主要由電堆及系統輔件（即BOP，包含氫循環系統、空氣系統、水熱管理系統等）構成。其中電堆為電化學反應發生場所，是燃料電池動力系統的功能核心和價值量中心。
燃料電池系統構成部件及功能介紹
資料來源：重塑股份招股説明書，華經產業研究院整理
鋰離子電池、內燃機、燃料電池均可作為車用動力源，由於子系統多、產業化時間短，燃料電池系統複雜程度高於內燃機，遠高於鋰離子電池，因此燃料電池系統技術壁壘在三者中最高，行業准入門檻較高，參與企業少。
動力電池系統、內燃機和燃料電池系統複雜程度對比
資料來源：公開資料整理
二、燃料電池產業鏈總覽
從氫燃料電池產業鏈來看，燃料電池系統處於產業鏈中游。其中上游包括雙極板、膜電極、尾板以及密封等其他，中游是燃料電池系統裝機，下游應用領域包括固定式發電，燃料電池車和應急備用電源等。
氫燃料電池產業鏈總覽
資料來源：公開資料整理
相關報告：華經產業研究院發佈的《2022-2027年中國氫燃料電池行業發展監測及投資戰略研究報告》
三、燃料電池系統行業現狀分析
1、燃料電池
燃料電池汽車是質子交換膜燃料電池成熟的商業化應用市場。從全球燃料電池市場規模來看，行業逐年上漲，市場增速預計加快。據統計，2020年全球燃料電池市場規模為36.9億美元，同比上漲10.15%。從下游汽車市場來看，2021年全球氫能源汽車銷量達16313輛，同比2020年增長68%，截止2021年保有量已達49562輛，預計2021年燃料電池市場規模增速快於2020年。
2015-2020年全球燃料電池市場規模及增速
資料來源：公開資料整理
從中國市場來看，2016-2019年行業快速增長，2020年受疫情影響略有滑坡。據統計，2020年中國燃料電池市場規模為15億元，同比下降44.44%。從下游市場來看，2021年燃料電池汽車銷量達1586輛，同比2020年增長35%左右；據工信部數據顯示，2022年前三個月氫能源汽車產銷量分別為856輛和738輛，同比分別增長7.2倍和3.9倍，行業或將迎來爆發期。
2015-2020年中國燃料電池市場規模及增速
資料來源：公開資料整理
2、燃料電池系統
從市場規模來看，根據中國氫能聯盟《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》規劃到2025年，氫燃料電池車輛保有量約5來萬輛，未來4年燃料電池系統累計市場需求為155億元，根據各地方政府規劃的2025年推廣氫燃料電池汽車數量累計8萬輛，未來4年燃料電池系統累計市場規模為248億元，如果到燃料電池系統在商用車領域全面推廣，年銷量達到180萬輛車（2020 年中國商用車（重卡、市政環衞車、公交車和大巴車）年銷量合計 180.6 萬輛）），潛在年需求為2160億元。
2020-2025年中國燃料電池系統市場規模測算
資料來源：中國氫能聯盟，華經產業研究院整理
從燃料電池系統成本結構來看，根據沙利文研究院數據，2021年電堆成本約佔燃料電池系統成本65%。膜電極主要包括催化劑、質子交換膜以及氣體擴散層，佔電堆成本的75%左右，其中催化劑佔電堆的36%，雙極板佔電堆的23%，質子交換膜佔電堆的16%。
2021年燃料電池系統及電堆成本結構劃分情況
資料來源：沙利文研究院，華經產業研究院整理
四、燃料電池系統行業競爭格局分析
1、市場集中度
從市場競爭格局來看，隨着我國燃料電池行業發展，行業競爭加劇。具體表現為：①行業集中度下降，2019 -2020年國內燃料電池系統裝機量CR5佔比由78%降至64%。②頭部企業洗牌現象較為嚴重，2019-2020年我國燃料電池系統裝機量前五名出現明顯變更。
2019-2020年中國燃料電池系統市場競爭格局
注：外圈為2019年市場競爭格局，內圈為2020年市場競爭格局。
資料來源：GGII，華經產業研究院整理
2、重點企業分析
我國燃料電池系統供應商主要包括三大類：①較早從事燃料電池行業且具備自主核心技術，如 新源動力、億華通等；②以國際技術引進&合作見長、具備一定批量化生產能力的企業，如 重塑股份、國鴻氫能等；③通過投資、產業鏈合作與技術引進等方式拓展燃料電池相關業務的企業，如雄韜股份等。從技術層面來看，國內燃料電池系統在額定功率、質量功率密度、低温啓動能力等關鍵指標上已逐步接近國際領先水平。
國內燃料電池系統主要供應商產品及業務進展介紹
資料來源：億華通招股説明書，重塑科技招股説明書，華經產業研究院整理
我國其他燃料電池相關上市公司有美錦能源、雪人股份、全柴動力、淮柴動力、大洋電機、騰龍股份等，名單梳理如下：
其他燃料電池系統相關上市公司梳理
資料來源：公開資料整理
五、燃料電池系統行業未來發展趨勢
1、燃料電池系統關鍵技術和材料的突破，以及規模化生產是燃料電池系統價格下降的兩大驅動因素，其成本與量化規模、關鍵部件國產化率等因素密切相關。隨着燃料電池技術性能的提升，耐久性與壽命提高，燃料電池下游應用的全生命週期成本將得到極大程度的改善。催化劑、質子交換膜、碳紙的國產化、電堆功率密度的提升、空壓機及氫氣循環泵的國產化是成本下降的主要迭代因素。
2020-2050年中國燃料電池系統成本價格變動預測
資料來源：《中國氫能產業發展報告2020》，華經產業研究院整理
2、氫能在交通領域的應用將逐步向長續航、大載重的場景過渡。根據氫藍時代常務副總裁曹桂軍在 2021 勢銀氫能與燃料電池產業年會上發表的《燃料電池系統開發與多場景應用》的主題演講，預計 2025 年燃料電池系統主要額定功率為 130~180kW，燃料電池系統最大額定功率將大於 180kW，氫能在交通領域的應用將逐步向長續航、大載重的場景過渡。
2017-2030年中國燃料電池系統主要額定功率情況
資料來源：BendTrend，華經產業研究院整理
3、行業市場集中度維持高位，基於對政策和未來市場前景的良好預期，進入的企業持續增加，市場集中度有下降趨勢。2017年~2022年3月，工信部燃料電池推薦車型數量累計配套燃料電池系統前三名分別為：億華通、重塑科技、國鴻氫能，分別有137、89、86款燃料電池系統進入推薦車型數量配套。
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