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前言
燃料电池是一种以化学反应的方式将燃料的化学能直接转化为电能的能量转换装置。氢燃料电池的产物是水，因此也被认为是终极绿色能源技术。美国《时代周刊》将燃料电池汽车列为二十一世纪十大高新技术之首。
和任何新技术一样，影响燃料电池推广的最大障碍在于高昂的成本，但随着技术的进步，燃料电池汽车成本快速下降。2014年丰田发布氢燃料电池汽车Mirai，补贴前售价37.5万元人民币，而仅仅十年前，通用汽车的氢燃料汽车造价高达100万美元。
2018年2月，财政部公布新能源汽车补贴政策，锂电池汽车补贴滑坡，燃料电池汽车补贴标准保持不变，每辆乘用车/轻型客货/大型客货车中央财政补贴为20/30/50万元，并明确2020年之前不变。
一、燃料电池技术简介
1.1 燃料电池的原理
燃料电池内部进行的是一种电化学反应，燃料和氧化剂分别由燃料电池的阳极和阴极进入。阳极上的燃料在一定条件下分解为正价离子和电子，电子经外电路传导到阴极，正价离子则在电场作用下通过电解质（或质子交换膜）迁移至阴极，阴极上的正价离子、电子与氧化剂发生反应。氢燃料电池采用氢气作为燃料，空气作为氧化剂。
1.2 燃料电池的分类
按采用的电解质不同，燃料电池可分为五类，其各有不同的特点，适用场景也不相同。
从应用场景看，交通领域无疑最具想象空间；从燃料电池类型看，质子交换膜氢燃料电池是交通领域采用的主流技术。
二、行业发展现状及前景
2.1 国外发展现状
2.1.1 日本
2014年，日本经济产业省发布《氢能燃料电池战略发展路线图》。根据该路线图，到2025年，日本将力争累计销售20万辆燃料电池汽车，到2030年达到80万辆；加氢站方面，日本计划到2020年建成160座，到2025年建成320座。
目前，日本国内在售的燃料电池汽车有丰田Mirai和本田Clarity，补贴后的售价分别为27.8万元和34万元人民币。截止2016年底，Mirai在日本国内销量已达到1370辆。
2.1.2 美国
美国一直引领着世界燃料电池技术的发展。从2000年起，美国联邦政府相继出台了各种能源研究报告和政策报告，逐步将氢燃料电池确定为最重要的发展方向。
加州是美国对新能源技术接受程度最高的地区。截止2018年1月，全美共有39座加氢站，其中35座位于加州，主要集中于旧金山和洛杉矶。在加州，丰田Mirai补贴后售价为52500美金，截止2018年1月，Mirai在美国加州销量超过3000辆，市场占有率80%。
2.2 我国发展现状
2.2.1 政策支持
中央政府大力支持燃料电池技术的发展，2018年锂电池汽车补贴下降，但燃料电池汽车补贴保持不变，每辆乘用/轻型客货/大型客货车分别补贴20/30/50万元，并明确2020年之前不退坡，地方补贴比国补更高。加氢站补贴标准400万元/座。
2.2.2 地方政府产业政策
燃料电池汽车行业发展空间巨大，一旦条件成熟，将快速发展成为地方的支柱性产业。为此，国内上海、武汉、苏州等地方政府纷纷推出产业发展规划，大力发展当地的燃料电池产业。
2.2.3 国内市场现状
我国的燃料电池技术和相关配套产业发展远落后于美国、日本，暂不具备规模化推广燃料电池乘用车的条件。燃料电池商用车（主要是客车和物流车）技术门槛相对较低，行车路线较为固定，只要在必要路线上建设加氢站就可解决加氢问题，且客车作为公共交通，示范效应明显。因此，商用车成为我国燃料电池汽车进行初期推广较为理想的车型，国内相关车企纷纷布局燃料电池商用车产品。
三 、燃料电池全产业链分析
3.1 燃料电池汽车简介
目前的燃料电池汽车均采用混合驱动方式，即在燃料电池的基础上，并联一组锂电池作为辅助动力源。混合驱动方式降低了对燃料电池的功率和动态响应的要求，也降低了燃料电池系统的成本，并且通过配置刹车动能回收装置，可提升燃料电池汽车的续航能力。
混合驱动燃料电池汽车一般由燃料电池系统、储氢装置、驱动电机、辅助电池系统、动力控制系统等组成。
3.2 燃料电池系统
燃料电池系统由燃料电池电堆、空气循环系统、燃料循环系统、水/热管理系统、控制系统等几大部分组成。国际知名的燃料电池系统供应商有Ballard、Plug、Hydrogenics，国内则有新源动力、武汉理工新能源、神力科技、亿华通、重塑科技、弗尔赛、爱德曼氢能等。
3.3 电堆
电堆是发生电化学反应的场所，是燃料电池系统的核心，在燃料电池系统成本中占比62%。电堆由端板、密封绝缘垫、双极板以及膜电极组成。燃料电池电堆供应商有Ballard、新源动力、武汉理工新能源、广东国鸿、神力科技、爱德曼氢能等。
3.3.1 双极板
双极板是单体电池的组成部件之一，目前技术相对成熟的有无孔石墨双极板和表面改性处理金属双极板。石墨双极板一般用于商用车，金属双极板一般用于乘用车。金属双极板供应商包括美国Dana、瑞典Cellimpact、德国Grabener、美国treadstone等。石墨双极板供应商有POCO（步高石墨）、Graftech（优卡石墨）、FujikuraRubber（藤仓）、上海弘枫等。
3.3.2 膜电极组件
膜电极组件（MEA）由一片质子交换膜（PEM）和两侧的气体扩散层（GDL）组成，质子交换膜和气体扩散层之间为催化剂涂层。膜电极组件供应商有Gore、Johnson Matthey、3M、GREENERITY、新源动力、武汉理工新能源。Ballard和丰田的膜电极组件自己生产，不对外销售。
3.3.3 质子交换膜（PEM）
质子交换膜（PEM）是膜电极组件（MEA）的组成部件之一，其功能是充当质子的通道，实现质子的快速传导，同时还起阻隔阳极燃料和阴极氧化剂的作用，防止燃料和氧化剂在两个电极间发生互串。质子交换膜生产厂家有Chemours（Dupont）、Gore、3M、Solvay、旭硝子、旭化成。国内厂家有东岳集团。
3.3.4 气体扩散层（GDL）
气体扩散层（GDL）功能包括运输燃料/氧化剂至催化层、传导电流、导出反应热、及时排出反应产物。气体扩散层一般为碳纤维材质，也称为碳纸或碳布。供应商有Toray、SGL、Freudenberg、上海河森、台湾碳能，其中台湾碳能的碳纸性价比最高，在国内占有一定市场规模。
3.3.5 催化剂
催化剂加速电化学反应的进行，对燃料电池的效率影响巨大，目前商业化程度最高仍然是铂系催化剂，因铂价格昂贵，催化剂在膜电极成本中占比较高。催化剂供应商有Johnson Matthey、田中贵金属（TANAKA）、Umicore、上海河森。
3.4 空压机
供气系统是燃料电池系统的重要组成部分，其核心部件是空气压缩机。压缩机耗能占燃料电池附加系统能耗的95%，压缩机应具有较高的工作效率。此外，车载工况下压缩机应结构紧凑、重量轻、噪声低、可靠性高。燃料电池空压机供应商有OPCON（雪人股份收购）、丰田自动织机、UQM等。
四、燃料电池上市公司介绍
五、投资机会分析
从全球范围看，燃料电池汽车仍处于早期发展阶段，但与锂电池汽车相比，其具有充电时间短、续航里程长等无可替代的优势，且在各国政府和汽车厂商多年的持续投入下，燃料电池汽车技术进步飞快，成本大幅降低。业界已有共识，在未来的新能源汽车市场中，燃料电池汽车必将占据一席之地，但具体的爆发时间尚不可预测，受到技术进步、政策扶持、消费者接受程度、配套产业发展等多重因素的影响。
乘用车方面，我国自主品牌车企中，除上汽有所布局外，其余厂商尚无暇顾及，相关产业配套基本处于空白状态。商用车方面，目前国内的商用车主机厂均选择直接向供应商采购整套燃料电池系统，部分供应商也提供整套解决方案，包括协助完成整车系统设计、零部件设计、相关测试等。燃料电池系统开发及整车适配需要大量的资金投入和长期的研发积累，国内企业中新源动力和亿华通具有明显的先发优势。
从燃料电池核心零部件层面分析，质子交换膜技术门槛高，竞争对手均是国际化学品巨头，一流的技术掌握在杜邦、3M、Gore等美国企业手中，日本的旭硝子、旭化成其次，国内东岳化工虽已开发出相关产品，但尚未得到市场认可。燃料电池催化剂行业市场集中度高，贵金属巨头Johnson Matthey具有巨大优势，其从半个多世纪前即参与NASA组织的宇宙飞船燃料电池备用电源研制项目，多年来保持着持续投入，积累了大量的研发经验和专利。碳纸、双极板、空压机技术门槛相对较低，市场集中度不高，不存在明显的行业龙头，但产品利润水平不及质子交换膜和催化剂。膜电极在电堆的成本构成中占比最大，目前市场上的膜电极厂商有两类，一类是掌握着质子交换膜、催化剂等膜电极核心技术的公司向产业链下游扩张，如3M、Gore、Johnson Matthey等，另一类是电堆生产企业向上游扩张，自主研发膜电极，如Ballard、新源动力等。
燃料电池汽车距离真正的大规模商业化仍有较长的距离，但在国内，随着锂电池汽车补贴退坡，仍保持较高补贴的燃料电池汽车吸引力凸显，预计将迎来一波快速发展。燃料电池乘用车技术难度较高，国内尚无成熟技术，故首先受益的是商用车市场，部分掌握有核心技术、拥有主机厂资源的公司具有竞争优势，预计将迎来爆发式增长。但市场主要受政策驱动，能否实现持续发展尚未可知，风险较大。