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來源：高工氫燃料電池
2020年，對于中國氫燃料電池產業來說，是不尋常的一年。
一方面，資本市場熱度不斷，技術進步和降本幅度遠超預期。“氫能第一股”億華通科創板上市，重塑科技、清能股份、武漢理工氫電、東岳未來氫能等產業鏈企業紛紛獲得資本加持。同時，燃料電池自主技術進步明顯，國產化進程加速，電堆功率及體積功率密度同比2019年顯著提升，電堆、系統及BOP零部件價格大幅下降。
另一方面，受疫情和國家補貼政策調整影響，燃料電池汽車銷量遇冷：今年1-11月份國內燃料電池汽車累計銷量為1288輛（交強險數據），同比下降19.5%。
由于2020年氫燃料電池汽車示范城市群名單未公布，中央獎勵政策還未落地，預計12月份氫燃料電池汽車難以出現集中放量現象，2020年全年燃料電池汽車銷量大概率在1500輛以內，相比2019年的3018輛明顯下滑。
高工產研氫電研究所（GGII）通過對中國氫能與氫燃料電池汽車產業持續研究及跟蹤，結合調研數據，展望2021年中國氫電行業十大預測：
一、政策
示范城市群落地，地方財政加碼，燃料電池汽車產業將迎來發展春天
2020年9月21日，五部委聯合下發《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，對補貼方式進行重大調整，以示范城市群為單位，實行“以獎代補”，正式確定了未來四年氫燃料電池汽車產業發展的總基調。
文件明確了示范城市的具體目標：（1）燃料電池汽車搭載的基礎材料、關鍵零部件技術取得突破并產業化。（2）氫能經濟性明顯提高。氫氣終端售價不超過35元/公斤。燃料電池汽車、關鍵零部件價格明顯下降。（3）應用新技術的車輛加快推廣用—整車1000輛，投運加氫站15座。（4）政策法規環境逐步建立并完善。
2020年10月27日，《節能與新能源汽車技術路線2.0》正式發布，確定了2025年燃料電池汽車保有量達到10萬輛、2030-2035年燃料電池汽車保有量達到100萬輛的發展目標。
與此同時，2020年以來，北京、廣東、上海、山東、河北等省市紛紛發布氫能產業中長期發展規劃及實施方案，加快氫能產業布局及發展，氫能產業有望成為地方經濟增長的新動能。
中短期來看，政策鼓勵和財政補貼是中國氫能產業發展的最大驅動力。
除了中央財政獎勵，張家口等部分地方政府通過發行專項債券，搶抓氫能產業發展歷史性機遇，進行各類氫燃料電池汽車的示范推廣。實際上，2020年受疫情和政策調整影響，部分政府及市場訂單出現延遲交付現象，導致產銷量雙雙下滑。預期2021年，隨著中央獎勵及地方補貼政策落地，國內燃料電池汽車將迎來顯著增長。
此外，2020年4月國家能源局發布的《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》將氫能劃入到能源種類中，2020年9月《車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全纏繞氣瓶》團體標準正式發布，氫氣作為能源屬性的定位，以及IV型儲氫瓶國家標準的完善出臺，在氫能產業蓬勃發展的大背景下，相關立法及標準制定工作有望進一步推進。
二、應用端
商用車引領發展，專用車、特種車輛、叉車等特種設備、無人機、船舶等多領域示范應用
《節能與新能源汽車技術路線2.0》提到，將發展氫燃料電池商用車作為整個氫能燃料電池行業的突破口，首先以客車和城市物流車作為切入領域，重點是推廣中大型客車、物流車，并逐步推廣中重型卡、牽引車、港口拖車以及乘用車等。實際上，受益于燃料電池汽車產業的提質降本，除了交通運輸領域，燃料電池在無人機、工程機械、船舶、熱電聯供、分布式發電、儲能等領域均有廣闊應用前景。
2020年2月，新研創能聯合首航國翼開發的氫燃料電池無人機，實現長達331分鐘的不間斷室外飛行，其長續航優勢得到充分體現。2020年6月，國家市場監督管理總局發布首個國家級無人機用氫燃料電池標準，有助于國內氫燃料電池無人機的商業化應用。
2020年5月，天津新氫動力發布國內首臺3.5噸氫燃料電池叉車，后與天津港保稅區簽訂五年共2000臺氫燃料電池叉車訂單。
2020年6月，國家交通運輸部印發《內河航運發展綱要》，涉及氫能在內河航運中的應用，計劃推廣燃料電池等清潔動力船舶。實際上，早在 2019年12月，中船重工712所便發布了全國首臺500kW級船用燃料電池系統解決方案；在2020佛山氫能產業大會上，武漢眾宇動力透露國內有千噸級燃料電池動力船舶正在開發中；2020年12月29日，浙江舟山市發布《關于加快培育舟山市氫能產業發展的指導意見》，目標到2022年、2025年分別新建或改建船舶20艘100艘以上，燃料電池船舶示范應用將進入加速階段。
在工程機械領域，燃料電池新品紛紛推出。2020年7月，英國工程機械制造商JCB研發的全球第一臺氫動力液壓挖掘機正式亮相。2020年11月，徐工在上海寶馬展上發布首款氫燃料電池渣土車，2020年12月，中聯重科發布全球首臺氫燃料環衛抑塵車，三一重工發布全球首臺燃料電池攪拌車。
可以預見，2021年氫燃料電池將在國內更多領域進行示范應用。未來，隨著技術升級和成本降低，燃料電池在熱電聯供、商業儲能、便攜式電源等領域前景可期。
三、市場規模
政策落地+北京冬奧會將臨，2021年燃料電池汽車產量有望突破1萬輛
2020年3月，為貫徹落實北京冬運會綠色辦奧理念，張家口政府發布《張家口氫能保障供應體系一期工程建設實施方案》，方案提到2022年冬奧會期間張家口市投運的氫燃料電池汽車將達到2000輛。
此外，上海、北京、廣東、山西、山東、江蘇等氫能產業基礎較好的省市紛紛發布氫能產業規劃，據不完全統計，僅以下十個省份及直轄市明確規劃的2023/2025年燃料電池汽車保有量分別達到3.5萬輛和7.63萬輛。預計2020年底國內燃料電池汽車保有量在8000輛左右，這意味著未來三年年均銷量需達到9000輛以上，未來五年年均銷量在13660輛以上。
2020年，受疫情和政策調整影響，部分訂單將延至2021年釋放，隨著示范城市群政策落地，加之國內經濟企穩、地方財政刺激，預計2021年氫燃料電池汽車產銷量將呈現爆發式增長。保守來看，全年產銷突破6000輛成為大概率事件，樂觀估計，有望突破1萬輛。
資料來源：各政府網站，高工產研氫電研究所（GGII）整理，2021年1月
四、資本市場
政策利好不斷+新能源汽車市場火爆，帶動3~5家以上氫電企業沖刺IPO
2020年，氫燃料電池產業在資本市場的熱度不斷提升，相關上市公司股價飛漲。國內，億華通作為氫電產業第一股，2020年8月10日登陸科創板，上市首日股價上漲144.12%，收盤價187.12元，2020年12月31日，億華通收盤價272.3元，總市值192億元，同比上市首日上漲45.5%。
國外氫能企業，以普拉格能源(Plug Power，股票代碼：PLUG)為代表，2020年股價從年初的3.16美元上漲至12月31日的33.91美元，上漲幅度高達973.1%，總市值超過150億美元（約合人民幣980億元）。其中，普拉格第三季度實現總營收1.256億美元，同比增長106%，環比增長73.4%，創造公司歷史最高單季營收，預計2020年普拉格全年營收有望達到3.3億美元（約合人民幣21.6億元）。
進入2020年以來，全球汽車產業加速向電動化轉型，可再生能源裝機容量繼續快速增長，新能源產業成為資本市場的寵兒，特斯拉、寧德時代、隆基股份等公司市值創造歷史新高。氫燃料電池汽車憑借長續航、耐低溫等優勢，作為純電動汽車的重要補充，開始受到資本市場的關注。除億華通上市之外，重塑股份、清能股份、新源動力、武漢理工、東岳未來氫能等產業鏈頭部企業紛紛贏得資本市場的青睞。
基于科創板上市規則，目前達標或接近達標的公司有重塑科技、飛馳汽車、東岳未來氫能等產業鏈頭部企業。2021年，預計至少有5家左右氫燃料電池企業向科創板沖刺。
五、加氫站
油氫合建站成主流，能源企業成投資主力，2021年國內加氫站總量有望突破200座
GGII數據顯示，2019年建成加氫站中，油氫合建站占比為17.9%，2020年油氫合建站比例已達到一半左右，油氫合建站成為加氫站建設的主要模式。2020年以來，中石化、國家能源集團、國家電力投資集團、上海電力等央企或地方國企，加速在加氫站方面的投資布局，預期能源企業尤其是中石化、國家能源等央企將成為2021年加氫站建設的主力。
根據GGII統計，截至2020年10月31日，全國在建和已建的加氫站共126座，已經建成87座。據各地方政府氫能產業規劃，到2021年，僅張家口、長治、江蘇三地規劃建成加氫站數量便達到96站（截至2020.09三地共建成9座）。保守估計，假設2021燃料電池汽車銷量為6000輛，平均日耗氫15Kg，則對應加氫站新增量至少在90座以上（按1000kg/日計算），2021年國內加氫站有望突破200座。
六、價格
產能利用率不足+競爭策略+規模化降本，燃料電池電堆及系統2021年將繼續降價30%左右
2020年，燃料電池成本快速下降，并超出市場預期。GGII調研發現，包括膜電極、雙極板、燃料電池電堆、氫氣循環泵、空壓機等核心零部件價格均有明顯下降，同比2019年降幅在20%-50%。其中，電堆、空壓機價格腰斬，膜電極實現20%~30%降價，氫氣循環泵價格降為1~2萬元/臺，國內氫氣循環泵相比進口產品可便宜70%以上。
從燃料電池成本構成來看，膜電極占電堆成本60%-70%，電堆占系統成本約60%，2020年國產電堆成為主流，采用國產膜電極是降本的重要動力。國內，武漢理工氫電、鴻基創能、蘇州擎動、唐鋒能源等膜電極產品紛紛實現批量上車。此外，規模上量也促使雙極板成本下降，包括石墨板和金屬板。以金屬板鍍層為例，當需求達到年產100萬片級別，加工費可由目前的百元級大幅下降至20元/片左右。
實際上，隨著9月份“以獎代補”政策的發布，電堆企業競相降價，國鴻氫能、氫璞創能、深圳氫瑞接連降價，將電堆價格降至2000元/kW以下，使得系統價格低于5000元/kW成為可能。
目前，國內膜電極、電堆、系統等產能雖利用率不足但仍處于擴張狀態，市場競爭的白熱化、需求量的提升帶動規模化降本，燃料電池2021年將繼續降價20%以上。
七、關鍵材料及零部件
國產化替代加速，最難啃的骨頭只剩下碳紙
三大關鍵材料中，國產催化劑、質子交換膜已經上車，預計2021年進行批量化上車應用，而氣體擴散層仍處于驗證階段，預計2022能實現上車。
催化劑：國產催化劑已經上車，蘇州擎動、喜瑪拉雅等多家企業自產自用，濟平新能源在佛山建成首條全自動化燃料電池催化劑生產線，但催化劑主流市場份額依然被外資企業占據。
質子交換膜：搭載蘇州科潤NEPEM-3015質子交換膜的產品已完成上車公告，東岳未來氫能150萬平/年質子交換膜產線一期正式投產，國電投氫能的自主化質子交換膜應用在自家氫騰FC-ML80電堆中。
氣體擴散層方面，通用氫能建成國內第一條卷對卷連續化生產GDL產線，年產能10萬平米，并于2020年首次批量交付。值得一提的是，氣體擴散層所用到碳紙原材料，核心技術掌握在日本東麗和德國SGL、美國AvCarb等少數企業手中，碳紙及原材料成為關鍵材料中最難啃的骨頭。
氫燃料電池系統零部件中，DCDC基本實現國產化，2020年國產空壓機市場份額超過90%，氫氣循環泵實現批量上車。其中，氫氣引射器將加速氫循環系統的國產化進程，浙江宏昇、鸞鳥電氣、未勢能源等紛紛推出引射器產品，并陸續進入上車驗證階段，預計2021應用案例會明顯增多。增濕器方面，目前還是進口產品為主，但國內伊騰迪、魔方新能源、同優汽車等企業先后推出相關產品，經過一年多的驗證，預計2021年國產增濕器可實現批量上車應用。
樂觀估計，到2022年氫燃料電池產業鏈有望完全實現國產化。當然，70MPaIV型儲氫瓶、加氫槍、70MPa加氫站用壓縮機等加氫、儲氫設備，國產化依然任重道遠。
八、燃料電池技術
國內外技術差距進一步縮小，體積功率有望突破5.0kW/L，單堆功率超過180kW
2020年主流電堆企業相繼推出大功率產品，電堆體積功率密度紛紛超過或達到2014款豐田MIRAI電堆水平，國產技術升級迭代不斷加快，與行業標桿豐田的技術差距進一步縮小。隨著國內膜電極功率密度的提升、金屬雙極板流道設計的優化，預計2021年在性能指標上會有媲美豐田2020MIRAI的產品出現。
此外，2020年9月，氫璞創能聯手鴻基創能承擔江蘇省200kW燃料電池電堆研發項目，目標到2022年成功實現產業化應用。目前，國內已有超過五家企業電堆功率超過150kW，隨著空壓機等BOP產品配套功率的升級，2021年國產電堆峰值功率有望突破180kW。
九、銷售車型
2021年燃料電池客車、氫電重卡二分天下
高工產業研究院（GGII）發布的《燃料電池汽車月度數據庫》統計顯示，2020年1-11月份合計銷量為1288輛，其中燃料電池客車銷量為1151輛，占比89.4%，燃料電池專用車銷量為137輛，占比僅10.4%，客車成為2020年示范推廣的絕對主力。2021年是備戰2022年北京冬奧會的關鍵年，冬奧會期間，張家口投運的氫燃料電池汽車有望達到2000輛（目前約200輛），預計以客車為主，按照客車80%的占比，僅冬奧會帶來的燃料電池客車增量便高達1440輛，加上各示范城市群大多以客車作為前期示范的重點，預期2021年氫燃料電池客車的銷售占比將保持在60%以上。
同時，氫燃料電池重卡（氫電重卡）成為2020年行業內的熱點，重卡車型明顯增多。2020年9月發布的“以獎代補”政策，示范推廣車型向中重卡傾斜，尤其是總重量在31噸及以上、系統額定功率≥110kW的重卡車型可獲最高54.6萬元的中央財政獎勵。GGII對2020年發布的13批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》進行統計，清能股份、重塑科技、上海杰寧、億華通、上燃動力、捷氫科技、金華氫途、雄川氫能、海卓科技等9家燃料電池企業配套12款氫電重卡（主要指半掛牽引車和自卸汽車）。目前，部分氫電重卡已實現具體運營場景交付，市場意向訂單及投放計劃不斷增多，僅上汽紅巖一家便規劃未來4年將落地超10000臺氫電重卡。
截至2020年12月31日，國內氫電重卡市場訂單超過500輛，實現交付運營81輛。隨著氫能示范城市群和獎勵/補貼政策的落地，氫電重卡將在2021年密集落地進行示范運營，銷量迎來一波小爆發。客車和重卡車型將占據2021年氫燃料電池汽車市場的主要份額。
十、市場競爭
國內外企業同臺競技，國外巨頭紛紛入局引發鯰魚效應外資進軍中國氫電市場愈來愈近。
2020年12月28日，國家發改委與商務部聯合發布《鼓勵外商投資產業目錄（2020年版），涉及氫能源及氫燃料電池的包含氫氣的制儲運及壓縮、液化設備、車載IV型儲氫瓶、碳紙、質子交換膜、低鉑催化劑等關鍵材料和零部件，電堆、系統及BOP等，其中大部分均為國外占據明顯技術優勢的產品。此前幾天，財政部下發2021年關稅調整方案，從1月1日開始下調燃料電池催化劑、質子交換膜、增濕器等5項的進口關稅，同比2020年稅率降幅最大達到5%。
實際上，自2019年以來，豐田、現代、愛爾鈴克鈴爾等外資品牌紛紛推出新的燃料電池產品并制定進軍中國市場的計劃。
2019年4月，愛爾鈴克鈴爾汽車部件（中國）有限公司對外宣布在蘇州建設燃料電池測試實驗室，并計劃于2020年底建成燃料電池全自動組裝生產線，年產電堆萬臺以上。
2019年10月，Power Cell在中國成立全資子公司保勝燃料電池(上海)有限公司，開始推廣銷售燃料電池電堆產品。
2020年6月，豐田聯合億華通、北汽、一汽、東風及廣汽成立燃料電池研發中心，旨在進行商用車燃料電池系統研發。8月，搭配豐田電堆的峰值功率高達186kW的福田牌客車上工信部公告。11月，在第三屆中國國際進口博覽會上，豐田推出首款中國本地化研發的氫燃料電池車FCEV柯斯達，并將服務2022年北京冬奧會。
2020年9月，博世宣布將研發卡車專用的燃料電池動力總成技術，并計劃于2022年至2023年間開始量產。12月，博世中國與慶鈴汽車(集團)有限公司宣布將成立合資公司，專注于燃料電池系統的開發和應用，慶鈴汽車在國內商用車領域的市場地位在一定程度上將促進合資產品的落地應用。實際上，博世中國的氫燃料電池中心已于19年底在無錫奠基，計劃2020年底建成，2021年實現小批量生產。
2020年10月，現代汽車同上海電力股份有限公司、上海舜華新能源系統有限公司、上海融和電科融資租賃有限公司達成合作協議，為商用車進入中國市場鋪路。現代汽車集團（中國）計劃，從2021年起，現代汽車將以進口方式向中國市場引入NEXO氫燃料電池車，在試點城市進行商業化試運營；2022年，在中國推出氫燃料電池中型卡車，其后逐步推出氫燃料電池重型卡車。
一方面，通過氫能城市示范群，以獎代補鼓勵自主創新，強強聯合進行技術攻關，加速國產化替代；另一方面，敞開大門鼓勵外資進入，以獨資或合資的形式引進具有國際先進水平的技術，可以對“卡脖子”的高端技術突破起到催化作用。
展望未來，能源安全和碳中和愿景是中國氫能產業發展的不竭動力。2021年，作為“十四五”規劃的開端之年，氫燃料電池汽車在國家示范城市群政策落地、北京冬奧會交通保障需求、社會資本助推等多方力量的共同發力下，將迎來高速成長期。
