燃料電池的電堆是燃料電池系統(tǒng)的核心，主要由膜電極（由催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層組成）與雙極板構(gòu)成。隨著政策的大力扶持和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速，我國(guó)國(guó)產(chǎn)燃料電池零部件產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，技術(shù)水平有顯著提升。

燃料電池系統(tǒng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

燃料電池系統(tǒng)是用燃料電池模塊通過電化學(xué)過程將反應(yīng)物（燃料和氧化劑）的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（直流或交流電）和熱能的系統(tǒng)，主要由燃料電池模塊、氫燃料供應(yīng)與處理系統(tǒng)、氧化劑處理系統(tǒng)、增濕系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。

燃料電池電堆成本占比最大

燃料電池由燃料電池組和輔助系統(tǒng)組成。燃料電池的電堆是核心部件，它將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池系統(tǒng)除電堆外，還有四個(gè)輔助系統(tǒng)：供氫系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。

從成本來看，燃料電池系統(tǒng)中最核心的部分是燃料電池電堆，其成本占比接近50％。在燃料電池電堆里面，催化劑占據(jù)非常重要的位置，成本比重達(dá)到51％。燃料電池電堆催化劑主要為鉑金屬，且國(guó)內(nèi)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)外，成本高昂，成為制約燃料電池發(fā)展的巨大瓶頸。其次是雙極板，成本占比達(dá)到24％。

燃料電池電堆的核心零部件包括膜電極和雙極板

燃料電池核心部件主要包括電堆及其核心部件、輔助系統(tǒng)等，其中電堆作為燃料電池系統(tǒng)的核心組成部分，對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵性能和成本具有較大的影響。

電堆被稱之為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的心臟，是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來源，其主要由多層膜電極與雙極板堆疊而成。電堆的研發(fā)和生產(chǎn)具備較高的技術(shù)壁壘。

膜電極是燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，由質(zhì)子交換膜、催化劑與氣體擴(kuò)散層結(jié)合而成，是燃料電池電堆的核心部件，對(duì)電堆的性能、壽命和成本具有關(guān)鍵影響。目前，國(guó)產(chǎn)膜電極關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平，但在專業(yè)技術(shù)特性、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力、批量化生產(chǎn)工藝方面還存在差距。

雙極板為正反均帶有氣體流道的石墨或金屬薄板，被置于膜電極兩側(cè)，起到支撐機(jī)械結(jié)構(gòu)、均勻分配氣體，進(jìn)行陰陽極反應(yīng)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電的作用，其性能優(yōu)劣將直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。

目前，國(guó)內(nèi)能夠獨(dú)立自主開發(fā)電堆并經(jīng)過多年實(shí)際應(yīng)用的企業(yè)，主要包括新源動(dòng)力、億華通等，另外，一些新興的燃料電池企業(yè)通過獲得國(guó)外技術(shù)授權(quán)、成立合資公司等方式生產(chǎn)燃料電池電堆。

我國(guó)燃料電池零部件技術(shù)狀態(tài)有大幅提升

經(jīng)過政策的大力扶持和產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入，我國(guó)燃料電池功率密度、冷啟動(dòng)溫度、壽命以及最高效率等指標(biāo)均有大幅度改善，國(guó)產(chǎn)燃料電池零部件產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，系統(tǒng)集成能力大幅增強(qiáng)，頭部企業(yè)正在形成。

燃料電池核心零部件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程將不斷加速

2021年是“十四五”開局之年，“碳中和”、“碳達(dá)峰”成為我國(guó)“十四五”污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的主攻目標(biāo)。從政策規(guī)劃目標(biāo)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程來看，我國(guó)燃料電池行業(yè)將進(jìn)入高速發(fā)展期，對(duì)燃料電池零部件的需求會(huì)越來越多。

從技術(shù)和成本來看，質(zhì)子交換膜的技術(shù)壁壘高、催化劑使用貴金屬鉑以及雙極板加工工藝嚴(yán)格等因素使得燃料電池成本較高。未來，在技術(shù)的不斷突破下，膜電極組件和燃料電池電堆的加工工藝不斷改進(jìn)，燃料電池電堆的成本有望顯著降低。

從產(chǎn)業(yè)化水平來看，我國(guó)燃料電池零部件的國(guó)產(chǎn)化率會(huì)不斷提升，國(guó)產(chǎn)零部件的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)越來越強(qiáng)，國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。

更多數(shù)據(jù)可參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)燃料電池行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》，同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)申報(bào)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO募投可研、招股說明書撰寫等解決方案。

來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院