燃料電池汽車產業鏈深度研究： 政策為帆 “氫”心起航（下）

此為下篇，上篇見：燃料電池汽車產業鏈深度研究： 政策為帆 “氫”心起航（上）；中篇見：燃料電池汽車產業鏈深度研究： 政策為帆 “氫”心起航（中）

中國的質子交換膜燃料電池廠商：

大連新源動力，已實現燃料電池關鍵材料及關鍵部件、電堆組裝的小批量生產，建成可年產5500KW燃料電池堆用關鍵部件的批量生產線，同時在車用燃料電池系統集成安裝、調試、運行等方面擁有優勢地位。長城電工參股新源動力近10%。

上海神力科技，主營氫質子交換膜燃料電池，是我國燃料電池技術研發和產業化的領先者。通過承擔與完成國家"九五"重點攻關計劃、"十五"863及"十一五"863重大攻關計劃燃料電池發動機課題，已成為具有完全自主知識產權的燃料電池技術并達到國際先進水平。安凱客車、長安汽車也與上海神力科技合作，開發氫燃料汽車，并擁有一定的技術儲備。

2、固體氧化物燃料電池（SOFC）能效轉換率高、不需要貴金屬作催化劑，持續拓展應用固體氧化物燃料電池（SOFC）使用無孔陶瓷氧化物作為電解質，擁有約60%的轉化效率，如果利用其散發的熱量，最高轉化率高達85%。

固體氧化物燃料電池是燃料電池中抗硫性最強的，并且一氧化碳也不會影響其運行效率，因此它可以使用多種燃料，例如天然氣、沼氣、煤氣、甲烷等，對燃料的適應性強；不需要使用貴金屬催化劑；使用全固態組件，不存在對漏液、腐蝕的管理問題；積木性強，規模和安裝地點靈活等。SOFC可用于發電、熱電回用、交通、空間宇航和其他許多領域。

但是，較高的運行溫度使得SOFC材料的使用壽命較短、啟動時間較長，此外還需要隔熱措施防止人被燙傷，這都限制了SOFC的適用范圍，目前用于分布式發電及余熱供熱等應用占比更多，但很多廠商也在引導它的應用走向船舶動力、汽車動力等應用。

全球主流的固體氧化物燃料電池廠商：

BE布魯姆能源是最大的固體氧化物燃料電池廠商之一，主要用于為數據中心提供主電源。布盧姆能源2001年成立于美國加州，其創始人是印度科學家KR先生，布盧姆能源技術根植于NASA的火星計劃。在2006年，布盧姆能源在田納西大學試制成功了首個5KW固體氧化物燃料電池，實現了從理論向產品的跨越。在2008年，布盧姆率先向谷歌公司交付了100KW的商業化固體氧化物燃料電池，設備售價達到70萬美金。在接下來時間里面，布盧姆能源又陸續拓展了eBay、蘋果、沃爾瑪、諾基亞等高凈值公司客戶，為他們的數據中心提供主電源。

根據美國能源部能源效率與可再生能源辦公室發布的《2012 Fuel Cell Technologies Market Report》統計，目前全球生產固體氧化物燃料電池的企業為布盧姆能源和澳大利亞的CFCL兩家公司。CFCL公司采用陽極支撐技術路線，不同于布盧姆能源使用的電解質支撐技術路演，所以其產品功率暫時智能做到1.5KW，商業開拓的中間較小。而布盧姆能源最新產品已經可以做到250KW，基本可以滿足醫院、酒店、商場、小區、輪船等主流固定氧化物發電目標市場的功率要求。除此之外，在日本的NEDO、美國的SECA、歐洲的Large-SOFC計劃中，5-50KW級的驗證機已經制成；日本三菱重工亦正在研發混合固體氧化物燃料電池系統產品，擬進一步提高能源使用效率。但是到目前為止，這些項目還沒有獲得實質性的突破，導致布盧姆能源仍是全球唯一商業化成產固定氧化物燃料電池廠商。

展望未來，布盧姆能源的燃料電池產品有望在使用天然氣方便的地方成為主力的供電設備，從而實現對現有發電設備的替代。未來，通過開發、完善材料使用更節省的第三代產品，以及

將電芯壽命從3.5年延伸到5年，進而增加到10年，有望進一步降低布盧姆能源燃料電池的度電成本，實現對電網電價的穿越，從而打開千億規模的新能源分布式發電設備市場。

Ceramic Fuel Cells是一家位于澳大利亞墨爾本的燃料電池科技企業，成立于1992年。其主要生產"Blue Gen"固體氧化物燃料電池系統，用于小規模的熱電聯產和分布式發電。

中國的固體氧化物燃料電池廠商：

三環集團，是中國最有潛力在固體氧化物燃料電池取得突破的廠商。目前公司主要為BE布盧姆能源供應燃料電池核心部件隔膜板，公司從2005年起研發燃料電池隔膜板至今生產技術不斷進步、工藝不斷完善，已經掌握了從材料到燒結的工藝技術；此外，公司也在積極準備燃料電池電堆技術，未來有機會引領部分領域的清潔能源變革。

3、堿性燃料電池（AFC）廣泛應用于航空航天，但壽命短，仍有不少問題待解決

堿性燃料電池（AFC）是最早研發的燃料電池技術之一，并且最早廣泛應用在美國航空航天領域，用于發電和生成水以供太空飛船使用。堿性燃料電池的電化學反應擁有較高的轉化效率，最高超過60%。

電解質方面，堿性燃料電池使用氫氧化鉀溶液作為電解質，用非貴重金屬作為電池的陰陽極。一般情況下，堿性燃料電池的運行溫度在100℃到250℃之間，但是最新設計的堿性燃料電池可以在23℃到70℃之間運行。最近幾年，使用聚合物薄膜作為電解質的堿性燃料電池研發出來，與質子交換膜燃料電池的區別僅僅是使用堿性膜作為電解質。

但是，其運行效率容易受到二氧化碳的影響，即使是空氣中稀薄的二氧化碳也會降低堿性燃料電池的效率。因此，在堿性燃料電池中二氧化碳凈化裝置是必要的，但是這增加了成本。限制堿性燃料電池大規模應用的最主要因素是使用壽命太短，其工作時間超過4,000小時才有經濟價值，但是目前材料的耐久性問題還沒解決。

4、熔融碳酸鹽燃料電池和磷酸鹽燃料電池等早期的燃料電池已經逐步被替代

熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）使用熔融碳酸鹽作為電解質，具有較高的轉化效率，配合渦輪機使用其轉化效率可達65%，如果將MCFC產生的廢熱收集使用，燃料的總轉化效率超過85%。MCFC不需要貴金屬作為電極，使用多孔陶瓷鋰鋁氧化物作為電極。MCFC的運行溫度為650℃，這限制了燃料電池組件的使用壽命。

磷酸鹽燃料電池（PAFC）是第一代燃料電池，最早被商業化應用。PAFC轉化效率最低，只有37%-42%，已經逐漸被其他路線替代。

（二）汽車用氫燃料電池的系統構成及產業鏈分解

燃料電池汽車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應，產生出電能來帶動電動機工作，由電動機帶動汽車中的機械傳動結構，進而帶動汽車的前橋（或后橋）等行走機械結構工作，從而驅動電動汽車前進。

燃料電池汽車產業鏈包括上游制氫和配套廠商、核心部件廠商、燃料電池動力系統廠商和下游整車廠商，其中最核心的是燃料電池動力系統。燃料電池動力系統主要包括燃料電池系統、驅動電機及控制系統，整車控制系統、輔助電源、儲氫裝置。

1、燃料電池系統——燃料電池堆是燃料電池系統的最核心、最難做的部件

單獨的燃料電池堆是不能發電并用于汽車的，它必須和燃料供給與循環系統、氧化劑供給系統、水/熱管理系統和一個能使上述各系統協調工作的控制系統組成燃料電池發電系統，簡稱燃料電池系統。一般包括：燃料電池堆棧、燃料處理器、功率調節器、空氣壓縮機。

燃料電池堆是燃料電池動力系統的最核心部件，它由多個燃料電池通過一定的方式結合起來形成的通過電化學反應產生直流電的燃料電池組。一個單獨的燃料電池產生的電壓低于1V，所以單電池要做成堆棧應用。

影響燃料電池系統效率的因素有很多，包括燃料電池類型、電池規格、電池運行的溫度以及燃料氣體的壓力大小、堆棧構成方式等。