一、空壓機產業基本概述
1、分類情況
空氣壓縮機負責向電堆提供最佳壓力&流量的壓縮空氣，直接決定燃料電池系統轉換效率，是最核心的系統部件。燃料電池系統用空壓機主要有離心式、羅茨式、螺桿式三種類型（渦旋式成本較高，實際應用較少）。由於離心式空壓機在效率、噪音、體積、無油、功率密度等方面綜合效果較高，隨燃料電池功率上升，離心式已成為市場主要選擇。
國內常用燃料電池空壓機分類情況
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2、基本特點
不同於普通空壓機，因燃料電池整體容量有限加之主要應用於燃料電池汽車，所以適用於燃料電池的空壓機需要滿足絕對無油、低噪聲、高可靠性、高效、小型化、工作範圍寬、良好的動態響應能力、良好的熱管理等諸多嚴苛要求。
燃料電池空壓機要求具備主要特點
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3、空壓機於燃料電池應用
燃料電池空壓機通過對進堆空氣進行增壓，可以提高燃料電池系統緊湊性，從而在燃料電池電堆反應時提升效率，是燃料電池的核心結構件，成本佔比僅次於電堆整體，目前已基本完成國產化替代。
燃料電池進氣工作示意圖
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二、燃料電池空壓機產業鏈整體分析
1、產業鏈整體
就燃料電池產業鏈整體情況而言，作為氫能源電池應用的終端產品，燃料電池汽車產業鏈整體複雜，主要包括上游的水、煤炭、天然氣和石腦油等產業的氫氣，中游主要為氫氣的儲存和運輸等，主要產品包括燃料電池動力系統和基本的汽車組成結構，其中燃料電池動力系統分為電堆和系統配件，電堆主要包括催化劑、質子交換膜和雙極板等，結構件主要包括空壓器、增濕器、儲氫瓶和氫循環泵等，其中空壓器直接決定燃料電池轉換效率，是最核心的系統配件，下游終端產品燃料電池汽車。
燃料電池產業鏈簡圖
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2、上游端
空壓機上游主要由原材料和零配件組成，原材料包括鋼材、有色金屬等，零配件包括鋼鐵鑄件、電機和閥門等。整體來看，我國屬於鋼鐵工業大國，上游原材料鋼鐵和有色金屬產量龐大，產能利用率較低，價格穩定，雖然燃料電池空壓機整體技術相對普通空壓機略高，但整體原材料結構變化較小。從我國整體空壓機銷售情況而言，我國空壓機應用廣泛，隨着下游電力、冶金、化工等行業整體需求上升，我國空壓機銷售收入持續增長，2020年已達583.36億元，同比2019年增長3.1%，2020年進口額和出口額分別為7.2億美元和14.7億美元。
2015-2020年中國空壓機銷售收入及增長率
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3、下游端
燃料電池空壓機是指主要應用於燃料電池的專用空壓機，整體燃料電池裝機量基本決定了空壓機需求量。根據數據，我國燃料電池系統裝機量在2020年因示範城市羣政策始終未落地影響，企業不敢擴大生產，加之疫情影響，部分企業受到停工影響，行業整體遇冷，燃料電池汽車產銷量較大幅度下降，導致燃料電池系統裝機量下降38.2%，2021年，隨着示範城市落地，燃料電池產業鏈內部分組件技術進步，國產化持續推進（如金屬雙極板千萬片產能落地等），行業認知提升，整體熱度提升，燃料電池裝機量達210.6MW，同比2020年增長165.9%。值得注意的是，燃料電池系統裝機量增速遠高於汽車產銷量增速，主要原因是燃料汽車單車裝機量存在較大幅度提升。
2016-2021年中國燃料電池系統裝機量及增長率
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就燃料電池系統的成本結構而言，電堆的成本佔比最高，達65%。以質子交換膜燃料電池為例，電堆主要由催化劑+電極、雙極板、隔膜、電堆平衡裝置、膜電極骨架和氣體擴散層構成。其中，催化劑及電極主要原料為鉑等貴金屬，是燃料電池最大的成本來源，約佔23.4%。而空壓器作為空氣循環系統的關鍵設備，是除開電堆以外成本最高的配件，2021年約佔12%。
2021年中國燃料電池配件佔比分佈情況
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相關報告：華經產業研究院發佈的《2021-2026年中國空壓機市場深度評估及行業投資前景諮詢報告》；
三、燃料電池空壓機市場現狀分析
1、出貨量
就燃料電池空壓機出貨量情況而言，隨着氫燃料電池整體熱度增長，作為燃料電池關鍵結構件的空壓機出貨量逐年增長，根據數據顯示，2020年我國燃料電池空壓機出貨量達到4068台，同比2019年增長7.3%，主要原因為示範城市政策遲遲不落地導致部分企業放緩出貨速度，2021年以來隨着政策逐步落地，行業熱度快速提升，2021年上半年出貨量達3068台，預計隨着下半年冬奧會示範城市和氫能源車需求提升，整體空壓機出貨量有望突破6000台。
2018-2021年H1中國燃料電池空壓機出貨量及增長率
資料來源：GGII，華經產業研究院整理
2、市場規模
就市場規模而言，目前我國終端下游燃料電池汽車產銷量有限，2021年不到2000台，整體空壓機有限有限，使得作為燃料電池原材料的空壓機整體規模較小，根據數據2020年僅1.7億元，2018-2020年市場規模CAGR達到38.99%左右。目前行業熱度持續走高，預計行業規模有望大幅度增長。
2018-2020年中國燃料電池空壓機市場規模及增長率
資料來源：GGII，華經產業研究院整理
3、市場結構
就燃料電池空壓機市場結構而言，羅茨空壓機價格相對離心機較低，2019年以前，我國燃料電池空壓機主要以羅茨式空壓機為主，佔比超五成，螺桿式佔比也超過10%，隨着2020年離心式空壓機技術發展，上游成本下降導致整體價格近乎“腰斬”，離心式空壓機在2020年佔據95%市場份額，已成為燃料電池主要空壓機。
2019-2020年中國燃料電池空壓機市場結構變動
資料來源：GGII，華經產業研究院整理
四、燃料電池空壓機競爭格局
1、市場集中度
就我國燃料電池空壓機市場集中度情況而言，目前市場集中度表現為逐步集中趨勢，但隨着空壓機結構逐步變為離心機為市場主體，頭部洗牌現象頻發。根據數據，2018-2020年市佔率第一企業的市場份額分別為39%、41%和70%，頭部集中度高且持續提升；又由於目前燃料電池空壓機行業處於市場早期，頭部企業快速迭代，2020年勢加透博市佔率達到70%。目前我國燃料電池空壓機競爭格局變動較大，核心在於行業仍處產業化初期，後續隨着技術路線確定&市場需求放量形成規模效應，加之目前整體入局企業持續增長，截止2021年上半年已達到20家，市場競爭加劇，具備先發優勢的企業有望突出重圍。
2018-2020年中國燃料電池空壓機龍頭市佔率
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2018-2021年H1中國燃料電池空壓機廠家數量變動
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2、主要企業分析
目前我國燃料電池產業整體處於市場初期，整體玩家數量較少，市場對於新參與者的接納度較高，在技術路線和整體格局持續改變的現狀，行業整體發展機遇廣大，同時所遇到的挑戰同樣巨大，誰能搶佔市場高地，未來突出重圍仍是未可知數2020年我國燃料
電池空壓機國產率達90%以上，國內主要領先企業包括金士頓、勢加透博、東德實業和上海華熵等。
國內主要燃料電池空壓機企業發展概況
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五、燃料電池空壓機發展趨勢
1、離心式空壓機或將完全取代羅茨式
從市場佔比來看，2018-2020年離心式空壓機在我國市場份額快速提升，2020年達到95%，這一方面系離心式具備噪聲小、功率密度大，質量輕等技術優勢；另一方面系2020年我國燃料電池向重卡拓展，系統功率提升所致（羅茨式&單級離心式壓比不足，雙級增壓離心式市場需求提升）。
2、燃料電池熱度回升
2021年以來，隨着氫能源行業整體產銷回暖，市場景氣度提升，整體產業鏈認知提升。從上游電堆和空壓機等原材料端到下游燃料電池汽車終端應用，整體應用指標越發精細，實際可操作性逐步提升，對於行業技術發展帶動積極作用。同時資本對於燃料電池行業整體關注度提升，雖然完全商業化仍有較長的路要走，但工藝和技術整體進步明顯，預計隨着行業熱度持續上升，空壓機作為燃料電池核心設備需求有望迎來大幅度提升。
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