燃料电池产业链，更多的投资机会在哪里？

1. 燃料电池产业链，更多的投资机会在哪里？

 燃料电池 汽车 产业链分为三个主要环节：整车、燃料电池、供氢系统，总体上看，中国不缺整车厂，燃料电池系统和电堆布局也出现过剩，最大的瓶颈在核心零部件和气体供应上。
    01 整车：公交车市场容量有限，货运车追求性价比 
   与纯电动配套的乘用车市场不同的是，在中国燃料电池 汽车 主要是商用车市场。锂电进入的乘用车是消费品，消费者可能会因为 时尚 和潮流选择新的品牌，这正是特斯拉品牌成功的核心要义；而商用车分为客车和货运物流车，其中，占客车市场近一半的公交车属于政府采购市场，具有很强的区域垄断特征，是政府扶持新能源 汽车 发展的一个抓手，但市场容量总体不大；而是物流货车是生产资料，客户更加看重的是性价比，市场化程度很高。
   2019年全国中国客车行业5米以上产品累计销售175052辆，公路车销量占据了行业总量的45.8%，实现销售80168辆，公交占比47.6%，实现销售83405辆，实现销售11479辆。也就是说，地方政府可以自主采购的部分主要在这八万多辆公交车上。
   新能源客车是地方政府招商引资的项目，但如果新能源车企定位县级企业，对应的就是本县的公交车市场；如果定位是地级市培育的企业，做完本地区的公交车生意也就差不多了；除非定位是省级的重点企业就可以做全省的公交车。
   从2019年新能源客车销量排名可以看出，尽管新能源的确也培育了一些新品牌，但靠着政府采购这几万辆车很难形成规模，更何况宇通牢牢地占据了电动客车头部企业的位置，让新增电动客车几乎没有故事可讲。
      我们注意到，国内电动 汽车 发展黄金十年，在乘用车领域蔚来、理想 汽车 、小鹏 汽车 等乘用车纷纷上市，但没有一辆商用电动车独立上市。一个总盘子不到800亿的客车市场，传统车企占据了绝对的市场份额，留给新增企业的想象空间实在不大，而且行业自2017年开始调整，客车行业产能非常充足，一些地方政府扶持的新能源客车一度风生水起，几年下来绝大部分已经销声匿迹。
      国内客车上市公司营业收入
   从国内目前配套燃料电池的整车来看，除了广东省形成的“内循环”模式是当地有牌照的飞驰 汽车 以外，其他地区无论是配套数量，还是配套的效果都还是国内品牌商用车优势比较明显，目前燃料电池企业更多是选择与宇通客车、中通客车、金龙客车、福田 汽车 等传统客车合作。
   货运物流车是一个比客运商用车大近10倍的市场，2019年我国卡车销量达到385万辆，同比增长0.91%，中重型卡车合计销售131.3万辆。其中，重卡117.4万辆，中卡13.9万辆。中重卡累计销售占比达到了卡车市场总量34.1%。（本次以奖代补对燃料电池功率要求似乎不覆盖轻型车量。）
      2019年中国商用车市场按车型销量结构图
   而货运车属于生产资料，客户对性价比的敏感度高，是一个高度市场化的子行业。我们发现，中国重型卡车经过了50多年的发展，到现在市场份额最高的还是解放、东风、中国重汽，而这恰恰是我国 汽车 工业最早的三辆车。
   2020年1-10月，我国重卡市场累计销量达到136.5万辆。销量排名第一的企业依然为一汽解放，累计销量达到35.18万辆，同比增长40%，市场占比约为25.8%；其次为东风 汽车 ，累计销量达到25.98万辆，同比增长31%，市场占比为19%；排名第三的为中国重汽，累计销量为21.87万辆，同比增长45%，市场占比为16%；上述三家车企重卡累计销量占比超过60%
      2010 2019主流重卡市场占有率统计
   近年来只有三一重工、徐工机械两家工程机械企业重卡市场份额有所上升，解放、东风、中国重汽和陕重汽（其中中国重汽和陕重汽都属于山工集团）已经占据绝对的市场份额。
   整车企业产值高，但投入也非常大，是一个重资产行业，如果达不到一定的规模很难赚钱，所以目前行业头部企业已经在形成“品质——规模——成本”的良性循环，留给新造车企的机会不多。 从921“以奖  待  补”的鼓励方向来看，主要是强调核心零部件和商业模式、应用场景，并不鼓励整车企业产能扩张。 
     如果将世界燃料电池产业分为几个模式的话，日本、韩国是整车推动的模式，加拿大是技术推动的模式，美国是“ 科技 +资源整合”的模式，欧洲是应用驱动型模式，而中国主要还是”引进技术/人才+资本驱动模式“。
   在资本驱动下， 科技 型企业的人才队伍并不稳定，一些相关技术人员得到“要领”后，很快复制新的公司。我们看到国内很多燃料电池企业的技术几乎都是源自巴拉德、大连物化所或清华大学。
   如果说第一轮燃料电池企业的复制是因为资本驱动的话，那么第二轮的复制就属于“投资换市场”的区域布局。地方政府更加倾向于当地的配套企业，并将补贴作为招商引资的手段。
   目前国内燃料电池尚处于试运行阶段，技术水平还很难分出伯仲，更多的企业通过资源整合来赢得市场机会，燃料电池企业不得不在两个以上有的甚至在3、4个城市布局。通过“查天眼”输入关键词“燃料电池”，共有8310家相关公司，目前活跃的燃料电池企业家数甚至超过了内燃机。一家核心材料企业说，在”以奖代补“的示范城市群申报过程中，仅与他们签订合作协议的燃料电池企业就有50家。
   经过20多年的发展，中国燃料电池企业形成了三个阵容：第一阵容是专业的燃料电池系统或电堆企业，如神力 科技 /亿华通、国鸿氢能/重塑 科技 、新源动力、江苏清能、上海攀业、武汉氢雄、氢璞创能、氢途 科技 、喜马拉雅等几十家，目前有很多上市公司都参股了燃料电池企业；第二阵容是 汽车 整车产业链布局，如上海捷氢背后是上汽集团、未势能源背后是长城 汽车 、潍柴巴拉德背后是山工集团等，还有回归A股科创板的东风 汽车 募集资金项目中有13亿用于燃料电池研发；第三个阵容来自上游能源企业，如国电投、上海电气、东方电气等也进入了燃料电池领域，因为燃料电池不仅仅可以用于交通运输，还可以作为其他动力电源，所以对能源企业也是理所当然的新能源业务。
   比较一下燃油商用车，整车厂一般不做内燃机，而是有潍柴动力、玉柴动力等专业的内燃机企业，而现在，整车企业、上游能源公司都在进入燃料电池，活跃的燃料电池企业产能布局在5000台甚至20000台以上，估计目前的产能满足2025年的需求都没有问题。
   目前，不是整车 汽车 采购燃料电池，而是燃料电池企业找到应用场景拉整车企业一起投标，也就是说很多燃料电池系统和电堆企业的销售不是整车厂，而是应用端，通过应用端的场景设计来创造需求。 燃料电池系统和电堆企业拼的不仅仅是产品研发能力、成本控制能力，还有资源整合能力。 
   国内燃料电池已经从系统、电堆向上游延伸至核心零部件，一部分是国内市场需求预期吸引了相关的专业人才，还有一部分是电堆和系统企业的业务拓展，主要包括催化剂、膜电极、双极板等，只有碳纸、质子交换膜和铂这些关键材料门槛比较高。
   这个产业链还有一个问题就是压资金，下游压上游的资金，越到上游越没有优势。行业内一个专家称，做系统起步需要5000万，做电堆需要1个亿，而做膜电极则需要1.5个亿。而从成熟度来看，国内系统相当于Pre-IPO阶段，电堆相当于PE阶段，而膜电极相当于VC阶段。
      再往上游，就是质子交换膜、碳纸、催化剂等，目前质子交换膜已经突破，但复制的难度非常大，催化剂有几家在做，而碳纸还依赖进口。
   目前上游核心材料如铂金属、树脂以及气瓶用的碳纤维等核心材料投资强度都非常大，技术门槛高，而且相关企业不仅仅服务于氢能市场，不适应普通的民营资本进入；相对成熟、投得起的环节又显示拥挤，除非拥有核心技术，燃料电池端的投资空间正在变小。
    03 供氢系统：能源的气体时代 资源整合与 科技 创新并重 
   如果我们确定燃料电池是未来发展的趋势，在氢能产业链上，整车对应的是燃油/天然气车市场，燃料电池对应的是燃油/气体发动机市场（未来购置成本不会高于燃油发动机），那么氢气对应的就是巨大的石油天然气市场，就算与燃油 汽车 、电动车三分天下，对燃料电池 汽车 来说，市场空间最大的一定不是燃料电池，而是庞大的气体供应市场。如果我们再激进一点，把氢能当成是终极能源的话，就意味着氢能的供应体系会出现新的“三桶油“和”七姐妹“。
       就在投资人集体聚焦于燃料电池的时候，世界三大气体公司德国林德、法液空和美国AP已经悄悄在全球布局供氢系统。 
        
   三家气体公司在中国已经开始了大面积的供氢系统布局：
   林德参与中国多个加氢站建设，并与宝武集团、中海油能源集团、淄博市能源集等签订战略合作协议，布局氢气运营业务；
   法液空与厚普股份成立合资公司抢占中国加氢站业务，并与兖州煤业和中石化签订战略合作协议开展氢气运营业务；
   而美国AP公司已经悄然在中国布局了浙江嘉兴（服务长三角）、河北张家口（服务京津冀）、四川成都（服务西南地区）、惠州大亚湾（服务珠三角）、山东淄博多个基地，基本上覆盖了中国氢能发展的重点区域。
   从氢气的制取、运输、加氢站和车载储供氢系统，每个环节都不是简单的挖煤或石油开采那么简单，与燃料电池已经形成的一致性目标也不同，在供氢系统的各个环节更多体现在解决方案上，既需要 科技 能力，也需要资源整合，目前国内氢气到站价高的达到80元/kg，而低的到28元/kg。
   技术上涉及低温高压能力的储运，对管路、阀门和材料的要求都非常高，对不同的气体来源和不同的应用场景有不同的解决方案，如何通过运输方式和系统设计ranran来降低燃料电池 汽车 的运营成本是气体供应端的使命，也是巨大的商业机会。
       世界能源经历了从固体能源主导到液体能源主导，目前正在经历的是从液体能源主导到气体能源主导的时代。 
   世界各大能源公司以及国内能源企业都在寻求转型升级，国投电力、中石油、中石化、兖州煤业、东方电气集团、上海电气集团、中集安瑞科等都将业务延伸至氢能。
   然而，另一个变化是， 从能源的资源时代到 科技 时代的转化过程中，能源的垄断格局正在从资源垄断过渡到 科技 垄断。在这个时代，对于气体能源的管理、运营是一个远大于燃料电池端的大市场，在全产业链成本持续下降的过程中，供氢系统和燃料电池同样需要技术创新。 
   过去，气体能源并不是因为少而被利用不够，而是因为取得的难度太高，气体能源的大量应用意味着储运装备和气体供给系统技术的大幅提升。
      氢气的管理涉及到众多的尖端技术，在制氢、储运、材料、运输、管路、阀门等环节都有巨大的创新空间。目前国内来自中国航天、中广核的液氢技术、测试技术、材料技术、流体技术等军用技术都在进入燃料电池供气系统，氢能为军转民提供了一个非常好的产业平台。
   以车用氢能为例，制造端整车被替代的机会不大，新的投资机会在燃料电池及配套系统；能源端传统能源企业已然可以提供服务，但 科技 能力和解决方案将替代资源垄断，这里蕴含着大量的投资机会。

2. 燃料电池的现状

 在中国的燃料电池研究始于1958年，原电子工业部天津电源研究所最早开展了MCFC的研究。70年代在航天事业的推动下，中国燃料电池的研究曾呈现出第一次高潮。其间中国科学院大连化学物理研究所研制成功的两种类型的碱性石棉膜型氢氧燃料电池系统（千瓦级AFC）均通过了例行的航天环境模拟试验。1990年中国科学院长春应用化学研究所承担了中科院PEMFC的研究任务，1993年开始进行直接甲醇质子交换膜燃料电池（DMFC）的研究。电力工业部哈尔滨电站成套设备研究所于1991年研制出由7个单电池组成的MCFC原理性电池。“八五”期间，中科院大连化学物理研究所、上海硅酸盐研究所、化工冶金研究所、清华大学等国内十几个单位进行了与SOFC的有关研究。到90年代中期，由于国家科技部与中科院将燃料电池技术列入"九五"科技攻关计划的推动，中国进入了燃料电池研究的第二个高潮。在中国科学工作者在燃料电池基础研究和单项技术方面取得了不少进展，积累了一定经验。但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。我国有关部门和专家对燃料电池十分重视，1996年和1998年两次在香山科学会议上对中国燃料电池技术的发展进行了专题讨论，强调了自主研究与开发燃料电池系统的重要性和必要性。近几年中国加强了在PEMFC方面的研究力度。 2000年大连化学物理研究所与中科院电工研究所已完成30kW车用用燃料电池的全部试验工作。北京富原公司也宣布，2001年将提供40kW的中巴燃料电池，并接受订货。科技部副部长徐冠华在EVS16届大会上宣布，中国将在2000年装出首台燃料电池电动车。此前参与燃料电池研究的有关概况如下：1：PEMFC的研究状况中国最早开展PEMFC研制工作的是长春应用化学研究所，该所于1990年在中科院扶持下开始研究PEMFC，工作主要集中在催化剂、电极的制备工艺和甲醇外重整器的研制已制造出100WPEMFC样机。1994年又率先开展直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究工作。该所与美国CaseWesternReserve大学和俄罗斯氢能与等离子体研究所等建立了长期协作关系。 中国科学院大连化学物理所于1993年开展了PEMFC的研究，在电极工艺和电池结构方面做了许多工作，现已研制成工作面积为140cm2的单体电池，其输出功率达0.35W/cm2。复旦大学在90年代初开始研制直接甲醇PEMFC，主要研究聚苯并咪唑膜的制备和电极制备工艺。厦门大学与香港大学和美国的CaseWesternReserve大学合作开展了直接甲醇PEMFC的研究。1994年，上海大学与北京石油大学合作研究PEMFC(“八五”攻关项目)，主要研究催化剂、电极、电极膜集合体的制备工艺。北京理工大学于1995年在兵器工业部资助下开始了PEMFC的研究，单体电池的电流密度为150mA/cm2。中国科学院工程热物理研究所于1994年开始研究PEMFC，主营使用计算传热和计算流体力学方法对各种供气、增湿、排热和排水方案进行比较，提出改进的传热和传质方案。天津电源研究所1997年开始PEMFC的研究,拟从国外引进1.5kW的电池，在解析吸收国外先进技术的基础上开展研究。1995年北京富原公司与加拿大新能源公司合作进行PEMFC的研制与开发，5kW的PEMFC样机现已研制成功并开始接受订货。2：MCFC的研究简况在中国开展MCFC研究的单位不太多。哈尔滨电源成套设备研究所在80年代后期曾研究过MCFC，90年代初停止了这方面的研究工作。1993年中国科学院大连化学物理研究所在中国科学院的资助下开始了MCFC的研究，自制LiAlO2微粉，用冷滚压法和带铸法制备出MCFC用的隔膜，组装了单体电池，其性能已达到国际80年代初的水平。90年代初，中国科学院长春应用化学研究所也开始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC的阳极材料等方面取得了很大进展。北京科技大学于90年代初在国家自然科学基金会的资助下开展了MCFC的研究，主要研究电极材料与电解质的相互作用，提出了用金属间化合物作电极材料以降低它的溶解。3：SOFC的研究简况最早开展SOFC研究的是中国科学院上海硅酸盐研究所他们在1971年就开展了SOFC的研究，主要侧重于SOFC电极材料和电解质材料的研究。80年代在国家自然科学基金会的资助下又开始了SOFC的研究，系统研究了流延法制备氧化锆膜材料、阴极和阳极材料、单体SOFC结构等，已初步掌握了湿化学法制备稳定的氧化锆纳米粉和致密陶瓷的技术。吉林大学于1989年在吉林省青年科学基金资助下开始对SOFC的电解质、阳极和阴极材料等进行研究组装成单体电池，通过了吉林省科委的鉴定。1995年获吉林省计委和国家计委450万元人民币的资助，先后研究了电极、电解质、密封和联结材料等,单体电池开路电压达1.18V，电流密度400mA/cm2，4个单体电池串联的电池组能使收音机和录音机正常工作。1991年中国科学院化工冶金研究所在中国科学院资助下开展了SOFC的研究，从研制材料着手制成了管式和平板式的单体电池，功率密度达0.09W/cm2～0.12W/cm2，电流密度为150mA/cm2～180mA/cm2，工作电压为0.60V～0.65V。1994年该所从俄罗斯科学院乌拉尔分院电化学研究所引进了20W～30W块状叠层式SOFC电池组,电池寿命达1200h。他们在分析俄罗斯叠层式结构、美国Westinghouse的管式结构和德国Siemens板式结构的基础上，设计了六面体式新型结构，该结构吸收了管式不密封的优点，电池间组合采用金属毡柔性联结，并可用常规陶瓷制备工艺制作。华南理工大学于1992年在国家自然科学基金会、广东省自然科学基金、汕头大学李嘉诚科研基金、广东佛山基金共一百多万元的资助下开始了SOFC的研究，组装的管状单体电池，用甲烷直接作燃料，最大输出功率为4mW/cm2，电流密度为17mA/cm2，连续运转140h，电池性能无明显衰减。 发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，2MW、4.5MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的发展创新将如百年前内燃机技术突破取代人力造成工业革命，也像电脑的发明普及取代人力的运算绘图及文书处理的电脑革命，又如网络通讯的发展改变了人们生活习惯的信息革命。燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今，在北美、日本和欧洲，燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视，它已是能源、电力行业不得不正视的课题。磷酸型燃料电池(PAFC)受1973年世界性石油危机以及美国PAFC研发的影响，日本决定开发各种类型的燃料电池，PAFC作为大型节能发电技术由新能源产业技术开发机构（NEDO）进行开发。自1981年起，进行了1000kW现场型PAFC发电装置的研究和开发。1986年又开展了200kW现场性发电装置的开发，以适用于边远地区或商业用的PAFC发电装置。 富士电机公司是日本最大的PAFC电池堆供应商。截至1992年，该公司已向国内外供应了17套PAFC示范装置，富士电机在1997年3月完成了分散型5MW设备的运行研究。作为现场用设备已有50kW、100kW及500kW总计88种设备投入使用。下表所示为富士电机公司已交货的发电装置运行情况，到1998年止有的已超过了目标寿命4万小时。东芝公司从70年代后半期开始，以分散型燃料电池为中心进行开发以后，将分散电源用11MW机以及200kW机形成了系列化。11MW机是世界上最大的燃料电池发电设备，从1989年开始在东京电力公司五井火电站内建造，1991年3月初发电成功后，直到1996年5月进行了5年多现场试验，累计运行时间超过2万小时，在额定运行情况下实现发电效率43.6%。在小型现场燃料电池领域，1990年东芝和美国IFC公司为使现场用燃料电池商业化，成立了ONSI公司，以后开始向全世界销售现场型200kW设备"PC25"系列。PC25系列燃料电池从1991年末运行，到1998年4月，共向世界销售了174台。其中安装在美国某公司的一台机和安装在日本大阪梅田中心的大阪煤气公司2号机，累计运行时间相继突破了4万小时。从燃料电池的寿命和可靠性方面来看，累计运行时间4万h是燃料电池的长远目标。东芝ONSI已完成了正式商用机PC25C型的开发，早已投放市场。PC25C型作为21世纪新能源先锋获得日本通商产业大奖。从燃料电池商业化出发，该设备被评价为具有高先进性、可靠性以及优越的环境性设备。它的制造成本是$3000/kW，将推出的商业化PC25D型设备成本会降至$1500/kW，体积比PC25C型减少1/4，质量仅为14t。2001年，在中国就将迎来第一座PC25C型燃料电池电站，它主要由日本的MITI（NEDO）资助的，这将是我国第一座燃料电池发电站。质子交换膜燃料电池(PEMFC)著名的加拿大Ballard公司在PEMFC技术上全球领先，它的应用领域从交通工具到固定电站，其子公司BallardGenerationSystem被认为在开发、生产和市场化零排放质子交换膜燃料电池上处于世界领先地位。BallardGenerationSystem最初产品是250kW燃料电池电站，其基本构件是Ballard燃料电池，利用氢气（由甲醇、天然气或石油得到）、氧气（由空气得到）不燃烧地发电。Ballard公司正和世界许多著名公司合作以使BallardFuelCell商业化。BallardFuelCell已经用于固定发电厂：由BallardGenerationSystem，GPUInternationalInc.，AlstomSA和EBARA公司共同组建了BallardGenerationSystem，共同开发千瓦级以下的燃料电池发电厂。经过5年的开发，第一座250kW发电厂于1997年8月成功发电，1999年9月送至IndianaCinergy，经过周密测试、评估，并提高了设计的性能、降低了成本，这导致了第二座电厂的诞生，它安装在柏林，250kW输出功率，也是在欧洲的第一次测试。很快Ballard公司的第三座250kW电厂也在2000年9月安装在瑞士进行现场测试，紧接着，在2000年10月通过它的伙伴EBARABallard将第四座燃料电池电厂安装在日本的NTT公司，向亚洲开拓了市场。在不同地区进行的测试将大大促进燃料电池电站的商业化。第一个早期商业化电厂将在2001年底面市。下图是安装在美国Cinergy的Ballard燃料电池装置，正在测试。图是安装在柏林的250kW PEMFC燃料电池电站：在美国，PlugPower公司是最大的质子交换膜燃料电池开发公司，他们的目标是开发、制造适合于居民和汽车用经济型燃料电池系统。1997年，PlugPower模块第一个成功地将汽油转变为电力。PlugPower公司开发出它的专利产品PlugPower7000居民家用分散型电源系统。商业产品在2001年初推出。家用燃料电池的推出将使核电站、燃气发电站面临挑战，为了推广这种产品，1999年2月，PlugPower公司和GEMicroGen成立了合资公司，产品改称GEHomeGen7000，由GEMicroGen公司负责全球推广。此产品将提供7kW的持续电力。GE/Plug公司宣称其2001年初售价为$1500/kW。他们预计5年后，大量生产的燃料电池售价将降至$500/kW。假设有20万户家庭各安装一个7kW的家用燃料电池发电装置，其总和将接近一个核电机组的容量，这种分散型发电系统可用于尖峰用电的供给，又因分散式系统设计增加了电力的稳定性，即使少数出现了故障，但整个发电系统依然能正常运转。 在Ballard公司的带动下，许多汽车制造商参加了燃料电池车辆的研制，例如：Chrysler(克莱斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda(本田)、Nissan(尼桑)、VolkswagenAG(大众)和Volvo(富豪)等，它们许多正在使用的燃料电池都是由Ballard公司生产的，同时，它们也将大量的资金投入到燃料电池的研制当中，克莱斯勒公司给Ballard公司注入4亿5千万加元用于开发燃料电池汽车，大大的促进了PEMFC的发展。1997年，Toyota公司就制成了一辆RAV4型带有甲醇重整器的跑车，它由一个25kW的燃料电池和辅助干电池一起提供了全部50kW的能量，最高时速可以达到125km/h，行程可达500km。这些大的汽车公司均有燃料电池开发计划，虽然燃料电池汽车商业化的时机还未成熟，但几家公司已确定了开始批量生产的时间表，Daimler-Benz公司宣布，到2004年将年产40000辆燃料电池汽车。因而未来十年，极有可能达到100000辆燃料电池汽车。熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)50年代初，熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）由于其可以作为大规模民用发电装置的前景而引起了世界范围的重视。在这之后，MCFC发展的非常快，它在电池材料、工艺、结构等方面都得到了很大的改进，但电池的工作寿命并不理想。到了80年代，它已被作为第二代燃料电池，而成为实现兆瓦级商品化燃料电池电站的主要研究目标，研制速度日益加快。MCFC的主要研制者集中在美国、日本和西欧等国家。预计2002年将商品化生产。美国能源部（DOE）2000年已拨给固定式燃料电池电站的研究费用4420万美元，而其中的2/3将用于MCFC的开发，1/3用于SOFC的开发。美国的MCFC技术开发一直主要由两大公司承担，ERC（EnergyResearchCorporation）（现为FuelCellEnergyInc.）和M-CPower公司。他们通过不同的方法建造MCFC堆。两家公司都到了现场示范阶段：ERC1996年已进行了一套设于加州圣克拉拉的2MW的MCFC电站的实证试验，正在寻找3MW装置试验的地点。ERC的MCFC燃料电池在电池内部进行无燃气的改质，而不需要单独设置的改质器。根据试验结果，ERC对电池进行了重新设计，将电池改成250kW单电池堆，而非原来的125kW堆，这样可将3MW的MCFC安装在0.1英亩的场地上，从而降低投资费用。ERC预计将以$1200/kW的设备费用提供3MW的装置。这与小型燃气涡轮发电装置设备费用$1000/kW接近。但小型燃气发电效率仅为30%，并且有废气排放和噪声问题。与此同时，美国M-CPower公司已在加州圣迭戈的海军航空站进行了250kW装置的试验，计划在同一地点试验改进75kW装置。M-CPower公司正在研制500kW模块，计划2002年开始生产。日本对MCFC的研究，自1981年"月光计划"时开始，1991年后转为重点，每年在燃料电池上的费用为12-15亿美元，1990年政府追加2亿美元，专门用于MCFC的研究。电池堆的功率1984年为1kW，1986年为10kW。日本同时研究内部转化和外部转化技术，1991年，30kW级间接内部转化MCFC试运转。1992年50-100kW级试运转。1994年，分别由日立和石川岛播磨重工完成两个100kW、电极面积1m2，加压外重整MCFC。另外由中部电力公司制造的1MW外重整MCFC正在川越火力发电厂安装，预计以天然气为燃料时，热电效率大于45%，运行寿命大于5000h。由三菱电机与美国ERC合作研制的内重整30kWMCFC已运行了10000h。三洋公司也研制了30kW内重整MCFC。石川岛播磨重工有世界上最大面积的MCFC燃料电池堆，试验寿命已达13000h。日本为了促进MCFC的开发研究，于1987年成立了MCFC研究协会，负责燃料电池堆运转、电厂外围设备和系统技术等方面的研究，它已联合了14个单位成为日本研究开发主力。欧洲早在1989年就制定了1个Joule计划，目标是建立环境污染小、可分散安装、功率为200MW的"第二代"电厂，包括MCFC、SOFC和PEMFC三种类型，它将任务分配到各国。进行MCFC研究的主要有荷兰、意大利、德国、丹麦和西班牙。荷兰对MCFC的研究从1986年已经开始，1989年已研制了1kW级电池堆，1992年对10kW级外部转化型与1kW级内部转化型电池堆进行试验，1995年对煤制气与天然气为燃料的2个250kW系统进行试运转。意大利于1986年开始执行MCFC国家研究计划，1992-1994年研制50-100kW电池堆，意大利Ansodo与IFC签定了有关MCFC技术的协议，已安装一套单电池（面积1m2）自动化生产设备，年生产能力为2-3MW，可扩大到6-9MW。德国MBB公司于1992年完成10kW级外部转化技术的研究开发，在ERC协助下，于1992年-1994年进行了100kW级与250kW级电池堆的制造与运转试验。现在MBB公司拥有世界上最大的280kW电池组体。资料表明，MCFC与其他燃料电池比有着独特优点：a．发电效率高比PAFC的发电效率还高；b．不需要昂贵的白金作催化剂，制造成本低；c．可以用CO作燃料；d．由于MCFC工作温度600-1000℃，排出的气体可用来取暖，也可与汽轮机联合发电。若热电联产，效率可提高到80%；e．中小规模经济性与几种发电方式比较，当负载指数大于45%时，MCFC发电系统成本最低。与PAFC相比，虽然MCFC起始投资高，但PAFC的燃料费远比MCFC高。当发电系统为中小规模分散型时，MCFC的经济性更为突出；f．MCFC的结构比PAFC简单。固体氧化物燃料电池(SOFC)SOFC由用氧化钇稳定氧化锆（YSZ）那样的陶瓷给氧离子通电的电解质和由多孔质给电子通电的燃料和空气极构成。空气中的氧在空气极/电解质界面被氧化，在空气燃料之间氧的分差作用下，在电解质中向燃料极侧移动，在燃料极电解质界面和燃料中的氢或一氧化碳反应，生成水蒸气或二氧化碳，放出电子。电子通过外部回路，再次返回空气极，此时产生电能。SOFC的特点如下：由于是高温动作（600-1000℃），通过设置底面循环，可以获得超过60%效率的高效发电。由于氧离子是在电解质中移动，所以也可以用CO、煤气化的气体作为燃料。由于电池本体的构成材料全部是固体，所以没有电解质的蒸发、流淌。另外，燃料极空气极也没有腐蚀。l动作温度高，可以进行甲烷等内部改质。与其他燃料电池比，发电系统简单，可以期望从容量比较小的设备发展到大规模设备，具有广泛用途。在固定电站领域，SOFC明显比PEMFC有优势。SOFC很少需要对燃料处理，内部重整、内部热集成、内部集合管使系统设计更为简单，而且，SOFC与燃气轮机及其他设备也很容易进行高效热电联产。下图为西门子-西屋公司开发出的世界第一台SOFC和燃气轮机混合发电站，它于2000年5月安装在美国加州大学，功率220kW，发电效率58%。未来的SOFC/燃气轮机发电效率将达到60-70%。被称为第三代燃料电池的SOFC正在积极的研制和开发中，它是正在兴起的新型发电方式之一。美国是世界上最早研究SOFC的国家，而美国的西屋电气公司所起的作用尤为重要，现已成为在SOFC研究方面最有权威的机构。 早在1962年，西屋电气公司就以甲烷为燃料，在SOFC试验装置上获得电流，并指出烃类燃料在SOFC内必须完成燃料的催化转化与电化学反应两个基础过程，为SOFC的发展奠定了基础。此后10年间，该公司与OCR机构协作，连接400个小圆筒型ZrO2-CaO电解质，试制100W电池，但此形式不便供大规模发电装置应用。80年代后，为了开辟新能源，缓解石油资源紧缺而带来的能源危机，SOFC研究得到蓬勃发展。西屋电气公司将电化学气相沉积技术应用于SOFC的电解质及电极薄膜制备过程，使电解质层厚度减至微米级，电池性能得到明显提高，从而揭开了SOFC的研究崭新的一页。80年代中后期，它开始向研究大功率SOFC电池堆发展。1986年，400W管式SOFC电池组在田纳西州运行成功。燃料电池另外，美国的其它一些部门在SOFC方面也有一定的实力。位于匹兹堡的PPMF是SOFC技术商业化的重要生产基地，这里拥有完整的SOFC电池构件加工、电池装配和电池质量检测等设备，是目前世界上规模最大的SOFC技术研究开发中心。1990年，该中心为美国DOE制造了20kW级SOFC装置，该装置采用管道煤气为燃料，已连续运行了1700多小时。与此同时，该中心还为日本东京和大阪煤气公司、关西电力公司提供了两套25kW级SOFC试验装置，其中一套为热电联产装置。另外美国阿尔贡国家实验室也研究开发了叠层波纹板式SOFC电池堆，并开发出适合于这种结构材料成型的浇注法和压延法。使电池能量密度得到显著提高，是比较有前途的SOFC结构。 在日本，SOFC研究是“月光计划”的一部分。早在1972年，电子综合技术研究所就开始研究SOFC技术，后来加入"月光计划"研究与开发行列，1986年研究出500W圆管式SOFC电池堆，并组成1.2kW发电装置。东京电力公司与三菱重工从1986年12月开始研制圆管式SOFC装置，获得了输出功率为35W的单电池，当电流密度为200mA/cm2时，电池电压为0.78V，燃料利用率达到58%。1987年7月，电源开发公司与这两家公司合作，开发出1kW圆管式SOFC电池堆，并连续试运行达1000h，最大输出功率为1.3kW。关西电力公司、东京煤气公司与大阪煤气公司等机构则从美国西屋电气公司引进3kW及2.5kW圆管式SOFC电池堆进行试验，取得了满意的结果。从1989年起，东京煤气公司还着手开发大面积平板式SOFC装置，1992年6月完成了100W平板式SOFC装置，该电池的有效面积达400cm2。现Fuji与Sanyo公司开发的平板式SOFC功率已达到千瓦级。另外，中部电力公司与三菱重工合作，从1990年起对叠层波纹板式SOFC系统进行研究和综合评价，研制出406W试验装置，该装置的单电池有效面积达到131cm2。在欧洲早在70年代，联邦德国海德堡中央研究所就研究出圆管式或半圆管式电解质结构的SOFC发电装置，单电池运行性能良好。80年代后期，在美国和日本的影响下，欧共体积极推动欧洲的SOFC的商业化发展。德国的Siemens、DomierGmbH及ABB研究公司致力于开发千瓦级平板式SOFC发电装置。Siemens公司还与荷兰能源中心(ECN)合作开发开板式SOFC单电池，有效电极面积为67cm2。ABB研究公司于1993年研制出改良型平板式千瓦级SOFC发电装置，这种电池为金属双极性结构，在800℃下进行了实验，效果良好。现正考虑将其制成25～100kW级SOFC发电系统，供家庭或商业应用。

3. 燃料电池有前景吗

什么是氢燃料电池，对我们生活有哪些好处？

4. 燃料电池的前景

便携式电子设备厂家多年来受LIB的困扰,苦于没有出路,汽车领域里燃料电池的曙光激发出开发小巧燃料电池,一发不可收拾。最先投入研究与开发的是欧美风险企业,日本便携式电子设备制造商跟随其后,紧追不舍,这些厂家参与燃料电池开发,**澎湃,各自大胆采用新材料,并且相继获得突破性进展,于2001年里分别发表小巧燃料电池试制品。日本便携式电子机器厂家普遍认为,小巧燃料电池已经达到可以取代LIB的水平。技术燃料电池研究与开发集中在四大技术方面：（1）电解质膜;（2）电极;（3）燃料;（4）系统结构。日美欧各厂家开发面向便携电子设备的燃料电池,尤其重视（1）～（3）方面的材料研究与开发,图2列出一些重要的燃料电池研究课题。燃料电池中仅次于电解质膜的构件材料便是电极材料,通过它可提取出由甲醇溶液经过分解反应生成的H+（质子）和电子。在电极处的反应,Pt发挥催化作用。反应速度是与Pt粒子的表面成正比,所以力求Pt的粒子直径要小,争取每单位重量有更大的表面积。实践证明,Pt粒子的直径一小下来,会出现多个Pt颗粒凝聚而降低催化能力的问题。NEC公司基础研究所发现碳原子纳米锥状结构（Carbon Nano-horn）上可附着2nm直径的Pt颗粒（Pt原子直径为0.3～0.4nm）,并且Pt不含凝聚。于是,NEC利用Carbon Nano-horn材料作为电极试制出以甲醇为燃料的燃料电池。燃料电池汽车的车用储氢器必须具有较高的单位质量储氢密度。美能源部认为，车用高压储氢的单位质量密度至少应为6%，即每立方米储存60公斤氢气。为了满足汽车480公里续航能力的要求，一次需储氢大约4到7公斤。目前小型汽车的车用储氢方式大多采用高压储氢，工作压力为70兆帕（Mpa）的碳纤维储氢瓶是目前家用汽车的最佳选择，其售价大约为3000美元。研究人员正在致力于开发新的材料和制造工艺，以进一步降低储氢气瓶成本。目前正在进行的另一研究方向是，通过采用高表面积材料研究低压吸附储存氢气。

5. 生物燃料电池装置产业背景

亲，您好，很高兴为您解答，生物燃料电池装置产业背景？生物燃料电池装置产业的背景是，随着全球能源需求和环境污染的不断增加，对可再生能源的需求也在不断增加，而生物燃料电池技术正是一种可以有效利用可再生能源的技术。生物燃料电池装置产业的发展也受到了国家的大力支持，政府投入了大量的资金来支持这一新兴的技术的发展，以满足市场对可再生能源的需求。生物燃料电池装置产业的发展也得到了行业内外的普遍认可，越来越多的企业开始投入这一领域，不断推出更加先进的技术、产品和服务，以满足市场的需求。同时，政府也不断地开展各种政策支持，以促进这一领域的发展。希望本次服务能够帮助到您，感谢您的咨询，祝您万事如意！【摘要】
生物燃料电池装置产业背景【提问】
亲，您好，很高兴为您解答，生物燃料电池装置产业背景？生物燃料电池装置产业的背景是，随着全球能源需求和环境污染的不断增加，对可再生能源的需求也在不断增加，而生物燃料电池技术正是一种可以有效利用可再生能源的技术。生物燃料电池装置产业的发展也受到了国家的大力支持，政府投入了大量的资金来支持这一新兴的技术的发展，以满足市场对可再生能源的需求。生物燃料电池装置产业的发展也得到了行业内外的普遍认可，越来越多的企业开始投入这一领域，不断推出更加先进的技术、产品和服务，以满足市场的需求。同时，政府也不断地开展各种政策支持，以促进这一领域的发展。希望本次服务能够帮助到您，感谢您的咨询，祝您万事如意！【回答】
生物燃料电池装置的应用前景呢【提问】
亲，生物燃料电池装置的应用前景非常广泛。它可以用于提供便携式电源，例如便携式电池、手机、笔记本电脑等；可以用于提供低功率和微功率电源，例如测量仪器、传感器、无线电设备等；可以用于提供移动式便携式电源，例如便携式电池、无线电设备、传感器等；可以用于提供车载电源，例如汽车、电动车等；可以用于提供家庭电源，例如可再生能源系统、智能家居系统等。【回答】

6. 燃料电池的前景

燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。根据电解质种类不同，燃料电池基本分为五种：碱性燃料电池（AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、磷酸燃 料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）以及质子交换膜燃料电池（PEMFC）。 燃料电池具有以下优点：能量转换效率高；无污染零排放；模块化结构，维护保养成本低； 燃料来源广泛，通过多种方式制备。
    质子交换膜燃料电池凭借其特性主要应用于新能源汽车。对比其他几种燃料电池， 质子交换膜电池输出功率密度高，质量功率高，可在室温条件下工作，同时起动迅速，主要应用于新能源汽车。


质子交换膜电池主要由质子交换膜、催化剂，双极板等构成。当它工作时，氢气进入阳极扩散层，并在催化剂的作用 下转化为质子和电子；氧气进入阴极扩散层，并在催化剂的作用下得到电子转变为 O2- 离子；质子通过质子交换膜到达阴极与 O2-作用形成水，电子则通过外电路回到阴极，在这个过程中产生并提供电能。
    一、电池系统
    电池系统是燃料电池汽车产业链的核心环节，而电池堆是其重要组成部分。燃料电 池汽车产业链包括上游矿产等相关资源，中游的电池系统、电机电控以及下游的整车厂、 加氢站及服务等。燃料电池电池系统分为两大部分：一是电池堆，包括质子交换膜、催化剂、扩散层和双极板；二是其他部件，包括空压机、储氢瓶。
    电池堆包括质子交换膜、催化剂、扩散层和双极板。其中质子交换膜直接影响燃料 电池的使用寿命；催化剂决定电极反应的效率；扩散层起到支撑催化层，收集电流，传导 气体和排出水作用；双极板则负责把燃料和空气分配到两个电极表面以及电池堆散热。

7. 燃料电池优势

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 (福建亚南集团为清洁能源解决方案供应商，致力于氢能燃料电池产业化的企业。亚小南为您解答4000-080-999)
优势：
氢是世界上最多的元素，氢气来源极其广泛并且是可再生资源，所以用氢气作为“燃料”似乎最合适不过。
由于燃料电池是化学能直接转换为电能，相比内燃机的燃烧作用不会产生大量废气与废热，转化效率更可超过50%（内燃机转化效率为10%），排放物也只有水，也不会对环境温度造成影响。
使用寿命长于电化学电池并且电池维护工作量很小。
相比于纯电动车的充电时间来说，燃料电池加注氢气的时间很短，几乎与内燃机汽车添加燃油时间相当，大约在3-5分钟左右。

8. 燃料电池的行业有哪些

燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。主要由正极、负极、电解质和辅助设备组成。
常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。氧化剂一般为氧气或空气。电解质常见的有磷酸、氢氧化钾、熔融碳酸盐及离子交换膜等。
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装臵。不同于传统内燃机的是，燃料中的化学能不是通过燃烧，而是通过电化学反应释 放，因而具有高效率、零排放的优势。
燃料电池主要分为六种类型，其中 PAFC、DMFC、PEMFC这三种类型使用铂系金属催化剂。
燃料电池主要类型

数据来源：公开资料、前瞻产业研究院整理
全球燃料电池发展现状
全球燃料电池市场发展迅猛，据前瞻产业研究院发布的《燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示，2008年全球燃料电池出货量为9.5千件，2015年燃料电池出货量达到71.5千件，是2008年的7.5倍。
2008-2015年燃料电池市场出货量情况

数据来源：前瞻产业研究院整理
我国燃料电池行业市场规模
2015年我国燃料电池行业出货量约10.5MW，同比2014年的9.2MW增长了14.13%。
2010-2015年中国燃料电池行业出货量情况

数据来源：前瞻产业研究院整理
国际燃料电池区域格局
按应用领域划分，2015年固定应用行业燃料电池出货量占总出货量的68.5%，达49千件;便携应用出货量占24.6%，达17.6千件;交通运输行业出货量占6.9%，为4.9千件。其中，2015年亚洲燃料电池出货量占全球出货量的65.2%，达46.6千件;北美燃料电池出货量占22.0%，达15.7千件;欧洲出货量占11.6%，达8.3千件。
2015年国际燃料电池区域格局(出货量按应用领域)

数据来源：前瞻产业研究院整理
燃料电池行业未来发展方向
燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来，则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。最乐观的预测，以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时问，即使在一定程度上实现了商业化，也会是以一种高成本的方式。
燃料电池汽车尚处于产业化起步阶段
目前，国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主，一般用在特殊场合展示、旅游观光代步，还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营，但仍以出租车为主。
燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车，每辆客车的成本300多万元，而目前公交系统进口的欧Ⅳ标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲，高成本很难完成市场化推广，而无法实现市场化就不可能大规模批量生产，进而成本就无法降下来，最终导致成本与销售的恶性循环。
政策支持是行业发展的主要动力
完善新能源汽车扶持政策，支持动力电池、燃料电池汽车等研发，开展智能网联汽车示范试点。机关企事业单位要落实车辆更新中新能源汽车占比要求，加大对新增及更新公交车中新能源汽车比例的考核力度，对不达标地区要扣减燃油和运营补贴。创新分时租赁、车辆共享等运营模式。各地不得对新能源汽车实行限行、限购，已实行的应当取消。
重点投资质子交换膜燃料电池新材料的研发和生产
质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池， 最有希望作为未来电动汽车的发动机，近几十年来取得了长足的发展。2005-2010 年，单是小型电源领域，全世界已经有超过15万套燃料电池交付使用，总功率超过了15MW，其中96%是质子交换膜燃料电池。在交通领域中，质子交换膜燃料电池因为最有希望成为未来电动汽车的发动机而受到广泛关注，全球几乎主要的汽车生产商都在致力于燃料电池汽车的开发。
重点投资燃料电池汽车的研发和生产
从长远来看，氢能作为最洁净、高效的新能源，已经引起全世界的广泛关注。燃料电池汽车以其零尾气排放和对能源的独立性，有望实现汽车工业长期梦寐以求的目标，并向世人展示了其良好的应用前景，虽然短时间内难以大规模商业化，但我国在燃料电池技术开发上仍然拥有一定的优势，应当结合外国先进的汽车制造技术，争取尽快将燃料电池汽车推向市场，因而具有广阔的投资潜力。