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摘要
燃料电池是通过氧化还原化学反应，将燃料及氧化剂中蕴含的化学能转换为电能的能量转化装置，具有能量转化率高、排放低、功率密度高等特点，是未来清洁能源领域的重要发展方向之一。推进燃料电池产业发展，对于推动我国能源结构调整、新旧动能转换，助力实现碳达峰、碳中和，加快实现创新发展、绿色发展、高质量发展具有重要意义。
燃料电池产业链较长、涉及行业较广，上游主要为膜电极、双极板、集流板、密封圈、端板等原材料生产；中游为燃料电池系统集成，主要包括燃料电池电堆、气体循环系统及其他辅助系统；下游为燃料电池终端应用，主要包括交通运输应用、固定式电源/电站、便携式电源以及航天、军用等特殊领域应用，其中交通运输应用领域包括乘用车、物流车、客车等燃料电池汽车及有轨电车、船舶等。按照电解质的不同，燃料电池可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和磷酸型燃料电池（PAFC）、碱性燃料电池（AFC）和熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有结构紧凑、启停快、运行温度低等优势，是现阶段燃料电池主流技术路线。
我国燃料电池出货量装机量整体呈增长态势。2022年国内燃料电池系统出货量约为602.8MW，同比增长48.6%，预计2023年将进一步增长至675.5MW，2018-2022年的复合增长率高达79%；燃料电池系统装机量为506.9MW，同比增长达193%。图 2018-2022年中国燃料电池系统出货量和装机量（MW）在“双碳”战略的推动之下，燃料电池电动汽车需求不断增长，推动氢燃料电池市场规模不断扩大。2022年中国氢燃料电池产业市场规模约为160亿元，同比大幅增长166.7%，2018年到2022年复合增长率达56%。未来，随着加氢站网络初步形成、氢燃料电池产业不断完善、氢燃料电池系统成本下降，我国氢燃料电池市场规模将继续增长，预计到2023年将达到230亿元。图 2018-2022年中国燃料电池系统市场规模（亿元）从产品类型来看，质子交换膜燃料电池（PEMFC）是我国目前主流燃料电池类型。据统计，2022年我国PEMFC出货量占全部燃料电池出货量的九成以上；其次是SOFC，占比为4.6%；再次是PAFC，约占1.2%；其他类型的燃料电池占比很小。
来源：火石创造根据公开资料整理
从应用领域来看，交通运输领域是我国燃料电池目前最大终端应用市场。据统计，2022年我国交通运输领域燃料电池出货量594.1MW，占燃料电池系统总出货量的比例高达98.56%。交通运输应用领域主要包括燃料电池汽车、有轨电车及船舶等，其中，燃料电池汽车是目前为最广泛的应用领域，2022年车用燃料电池系统约占燃料电池系统总出货量的97.7%，2018年至2022年中国车用燃料电池系统出货量由58.7MW增至588.9MW，复合年增长率达77.97%。利好政策频出，助力燃料电池产业加速发展。2002年7月，我国确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”，多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为“三横”的新能源汽车“三横三纵”战略发展布局，燃料电池成为新能源车产业重要组成部分之一。随后依据新能源产业形势与燃料电池技术发展路径变化，国家持续出台了多项燃料电池产业支持政策，逐步形成完备的顶层设计，为燃料电池产业商业化、市场化、规模化落地打下坚实基础。来源：火石创造根据公开资料整理
一是核心部件技术快速迭代，国产化水平将不断提升。数据显示，目前我国燃料电池系统国产化程度已从2017年的约30%提升至70%，电堆、膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件均可自主生产，质子交换膜、催化剂和气体扩散层等核心材料在加速研发中，2021年至2022年，质子交换膜国产化率从12%到17%，催化剂从18%到28%，气体扩散层1.69%到2.36%。未来，随着“以奖代补”等系列支持政策的落地实施，市场需求的持续深入，将进一步推动企业加大技术研发投入，将实现燃料电池系统核心技术的加速追赶，国产替代将迎来更大发展空间。二是燃料电池汽车推广应用加快，未来发展前景广阔。《氢能产业发展中长期规划》提到，力争到2025年实现燃料电池汽车保有量5万辆；《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提到，预计到2035年，燃料电池汽车保有量达到100万辆左右，商用车将实现氢动力转型。相关数据显示，2015-2023H1我国燃料电池汽车累计产/销量分别为15358辆/14715辆，与上述规划目标仍有较大差距，未来几年，燃料电池汽车将会得到加速推广应用。当前燃料电池应用主要集中在商用车领域，未来随着相关技术的成熟，燃料电池也将逐步推广到船舶、航空等高载重、续航要求高的应用场景。
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