當前，氫燃料電池汽車已經(jīng)進入市場導(dǎo)入期，以日本豐田Mirai、本田Clarity和韓國現(xiàn)代Nexo為代表的燃料電池汽車已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，其在車輛性能和續(xù)航里程等方面已經(jīng)可以媲美傳統(tǒng)燃油車水平。乘用車用燃料電池電堆功率級別一般在100kW左右，而商用車用燃料電池電堆功率級別則通常在30~200kW范圍內(nèi)。

受技術(shù)儲備、基礎(chǔ)設(shè)施及綜合成本等多種因素的影響，近年來，我國燃料電池商用車實現(xiàn)了快速發(fā)展，發(fā)展速度明顯快于燃料電池乘用車。經(jīng)過十幾年的研發(fā)投入，我國燃料電池技術(shù)趨于成熟，以福田歐輝、鄭州宇通、佛山飛馳等為代表的燃料電池客車正逐步開始市場化進程，燃料電池物流車目前也已具備商業(yè)化發(fā)展條件。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截至2018年12月，我國燃料電池汽車銷售量已達到1527輛。

1研究背景

產(chǎn)業(yè)鏈完整度是衡量產(chǎn)業(yè)競爭力的重要指標。近年來，戰(zhàn)略性、支柱性產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈完整度持續(xù)引發(fā)重要關(guān)注。新能源汽車是中國汽車產(chǎn)業(yè)由大變強的重要技術(shù)路徑，其產(chǎn)業(yè)鏈完整度在一定程度上決定了汽車強國戰(zhàn)略的成敗。燃料電池汽車作為新能源汽車的重要部分，2018年以來中國整車生產(chǎn)和推廣應(yīng)用規(guī)模快速擴大，其中2019年國內(nèi)共生產(chǎn)燃料電池商用車超過3000輛，生產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模躍居全球第一。與此同時，國內(nèi)燃料電池汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)也加速布局，在規(guī)模化推廣之前，有必要對燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈進行梳理與分析，認清產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢及薄弱點，瞄準產(chǎn)業(yè)布局著力點，從而提升產(chǎn)業(yè)的國家競爭力。

1.1中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈總體情況

燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈主要包含上游（燃料電池動力系統(tǒng)及關(guān)鍵部件）和下游（整車生產(chǎn)）兩大部分。與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈相比，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈主要新增了燃料電池系統(tǒng)和車載供氫系統(tǒng)，其中燃料電池系統(tǒng)是核心結(jié)構(gòu)。主要部件構(gòu)成如圖1所示。

2中國燃料燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈特點

2.1下游整車產(chǎn)業(yè)，大品類齊全，實際量產(chǎn)以商用車為主

商用車是目前中國燃料電池汽車的主要應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品種類主要包括大中型客車、輕型客車、輕型貨車（物流車）。主要參與企業(yè)包括宇通、中通、北汽福田、佛山飛馳、上海申沃、南京金龍、上汽大通、東風(fēng)、奧新新能源等。另外，中國重汽已推出一款氫燃料電池港口牽引重卡。

乘用車方面國內(nèi)較早涉足的僅有上汽（榮威950），近期發(fā)布燃料電池汽車乘用車樣車的企業(yè)包括武漢格羅夫和愛馳汽車（甲醇燃料電池汽車），長城、廣汽、奇瑞、吉利（甲醇燃料電池）等車企規(guī)劃3～5年內(nèi)推出其燃料電池車型。但截至目前，燃料電池乘用車總體上均處于研發(fā)驗證階段。

在產(chǎn)品路徑上，當前中國以商用車產(chǎn)品為主，而日本和韓國以乘用車為主，究其產(chǎn)品路徑差異的原因，主要在以下方面。

一是產(chǎn)業(yè)層面，在乘用車領(lǐng)域中國純電動和插電式汽車發(fā)展迅速，性價比不斷提升，已經(jīng)贏得了一定的市場空間，在商用車領(lǐng)域，純電動和插電式技術(shù)路徑在續(xù)駛里程、便利性等方面弊端突出，給燃料電池汽車發(fā)展提供了一定的空間。

二是市場層面，燃料電池汽車整車成本高于燃油車和純電動汽車，參照中國推廣純電動和插電式汽車的經(jīng)驗，國內(nèi)城市公交主要由地方財政支持購買和運營，較適宜設(shè)立專項資金等方式彌補購車和運營成本的大幅上升。另外，當前氫燃料汽車推廣的主要制約是氫能基礎(chǔ)設(shè)施不足，在發(fā)展初期，定點定線運行的商用車解決氫能加注問題較乘用車更易于實現(xiàn)。

三是技術(shù)與法規(guī)層面，與日韓車輛的電堆多采用金屬雙極板不同，中國電堆企業(yè)主要是采用石墨雙極板，石墨雙極板體積功率較金屬雙極板低20%～30%，導(dǎo)致電堆體積較大，不便于在乘用車上布置，而石墨雙極板壽命是金屬雙極板循環(huán)壽命1.5倍以上，更適合在壽命需求更高的商用車領(lǐng)域。另外，中國尚未建立四型瓶的使用規(guī)范，目前采用三型瓶無論是35MPa還是70MPa，體積和質(zhì)量都較四型瓶大很多，不便于在乘用車上進行布置，而商用車對體積和質(zhì)量增加的敏感度低于乘用車。

國內(nèi)外產(chǎn)品路徑的差異是技術(shù)、市場、法規(guī)等多重因素綜合選擇的結(jié)果，對中國來說，燃料電池汽車從商用車切入，雖然有電堆技術(shù)要求較低，不利于電堆及零部件技術(shù)的迅速提升的弊端，但總體來看利大于弊。首先是中國在乘用車方面純電動和插電式汽車發(fā)展較快，已經(jīng)確立了一定的技術(shù)自主可控性和產(chǎn)品經(jīng)濟性優(yōu)勢，從商用車切入一方面可以避免對原有投入的浪費，另一方面燃料電池商用車正好彌補純電動商用車在續(xù)駛里程、便利性方面的先天不足。其次是從安全性方面考慮，在發(fā)展初期，公交等公共交通服務(wù)領(lǐng)域配套的加氫站便于安全監(jiān)控，從而保障運營安全。

2.2上游部件產(chǎn)業(yè)：主要部件總體實現(xiàn)從無到有，部分尚存空白

燃料電池電堆、燃料電池系統(tǒng)、車載高壓供氫系統(tǒng)等核心主要部件總體實現(xiàn)從無到有。其中產(chǎn)業(yè)鏈比較密集的領(lǐng)域有燃料電池電堆集成、燃料電池系統(tǒng)集成、大功率燃料電池汽車用DC/DC、儲氫瓶、高壓儲氫瓶用鋁合金；企業(yè)數(shù)量較少產(chǎn)業(yè)鏈相對薄弱的領(lǐng)域有膜電極、雙極板、催化劑、質(zhì)子膜；產(chǎn)業(yè)鏈尚屬空白的領(lǐng)域有炭紙、氣體擴散層、氫氣循環(huán)泵、增濕器、碳纖維儲氫材料、塑料儲氫材料、瓶口組合閥、高壓管路、減壓器。鑒于無增濕燃料電池電堆已成為發(fā)展趨勢，且中國新源動力等企業(yè)也已研發(fā)出無增濕燃料電池電堆，增濕器目前產(chǎn)業(yè)空白的影響可忽略。

2.3實際量產(chǎn)中，依賴進口的核心部件和關(guān)鍵基礎(chǔ)材料仍較多

受國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)能力依然薄弱的影響，若追溯到關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件、元器件的層面，批量化產(chǎn)品的應(yīng)用仍需依賴進口。依賴進口的原因主要有兩種，一種是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈尚存空白；另一種是國內(nèi)有供應(yīng)商，但產(chǎn)品性能或供應(yīng)商配套能力不能滿足要求。

如圖2所示，圖中黑色陰影部分的產(chǎn)品是目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白，完全依賴進口的產(chǎn)品，灰色陰影部分代表國內(nèi)雖然有相應(yīng)產(chǎn)品，但由于性能不足或車標配套能力不足，目前階段也主要依賴于進口的領(lǐng)域，在燃料電池汽車核心部件方面，中國目前主要掌握的是電堆和電堆系統(tǒng)的集成、車載儲氫瓶的集成。

2.4生產(chǎn)和研發(fā)測試設(shè)備是較大短板

燃料電池試制及生產(chǎn)設(shè)備，如專用涂布機等，目前國內(nèi)有自行研發(fā)，但主要是企業(yè)自用，尚未形成通用產(chǎn)品。測試設(shè)備目前主要依賴進口，比如膜電極、高壓儲氫瓶、供氫閥件的測試設(shè)備主要來自加拿大GREENLIGHT公司、日本ESPEC和德國CTS公司等。另外，加氫站用設(shè)備包括空氣壓縮機、各類管路和閥件以及加氫槍等目前也主要依賴于國外進口。其中站用壓縮機生產(chǎn)企業(yè)主要有美HYDRO-PAC公司、美國PDC公司、德國Linde公司，站用高壓儲氫罐代表生產(chǎn)企業(yè)為美國AP、美國CPI公司，氫氣加注機主要由德國Linde和美國AP公司供應(yīng)。

2.5近年產(chǎn)業(yè)集聚加速，初步形成幾大集聚區(qū)，有助于產(chǎn)業(yè)鏈的加速完善

圖3給出了1995—2019年中國燃料電池汽車相關(guān)企業(yè)數(shù)量。截至2019年2月，中國燃料電池汽車相關(guān)企業(yè)數(shù)量近250家，其中近三年來相關(guān)企業(yè)數(shù)量增速加快，并初步形成了長三角、華南及環(huán)京幾大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。另外，中部、西部、東北一些電動汽車產(chǎn)業(yè)相對落后，或工業(yè)副產(chǎn)氫以及光電水電資源較為豐富，以及氣候極寒等地區(qū)，也是布局燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的重要區(qū)域。

2.6大型企業(yè)集團進場，加快產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建和集聚

2017年以來，上汽集團、濰柴集團、長城集團、雪人股份等國內(nèi)大型企業(yè)紛紛調(diào)整業(yè)務(wù)戰(zhàn)略或增加業(yè)務(wù)版塊，快速布局氫能與氫燃料電池核心零部件產(chǎn)業(yè)，其中上市公司超過30家。大型企業(yè)集團進入燃料電池核心零部件產(chǎn)業(yè)，憑借資金實力和渠道優(yōu)勢以及大規(guī)模的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)投入，加速了產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和集聚，加快了燃料電池汽車國產(chǎn)重要部件性能提升和規(guī)模化生產(chǎn)的時間表。國內(nèi)部分燃料電池汽車相關(guān)上市企業(yè)及產(chǎn)業(yè)布局方向如表2所示。

2.7地方政府積極推動，有助于產(chǎn)業(yè)鏈進一步健全

截至2020年5月，全國有近50個省、市、地區(qū)出臺相關(guān)規(guī)劃、政策，鼓勵當?shù)貧淠芗皻淙剂想姵仄嚨陌l(fā)展。其中長三角、珠三角省市政策數(shù)量占地方政策總數(shù)的60%左右，這些政策涉及加氫站建設(shè)補貼、車輛推廣應(yīng)用補貼、氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、重點項目研發(fā)等諸多方面。多地區(qū)通過氫能小鎮(zhèn)、氫能產(chǎn)業(yè)園、氫能科技園等多種形式，鼓勵氫能及氫燃料電池汽車發(fā)展。地方政府當前積極發(fā)展氫能及氫燃料電池汽車，一方面有立足地方經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，尋找新的發(fā)展抓手的積極因素，但也不乏有些地方政府在對技術(shù)路線缺乏了解情況下，受資本和部分相關(guān)企業(yè)的推動而盲目決策。

2.8中日典型燃料電池汽車主要部件供應(yīng)商對比

日本在燃料電池汽車方面領(lǐng)先全球，不止在于技術(shù)優(yōu)勢，還在于其強大的供應(yīng)鏈體系，以豐田Mirai燃料電池核心部件為例，如表3所示，其電堆、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)的主要供應(yīng)商基本為本土企業(yè)，其中電裝、豐田自動織機、愛信精機、豐田紡織、捷太格特主要供應(yīng)商均為豐田公司控股企業(yè)。而國內(nèi)典型客車產(chǎn)品核心部件的供應(yīng)商主要集中于歐美日等國，國內(nèi)企業(yè)目前主要從事電堆集成、電堆系統(tǒng)集成、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)集成的工作。

3結(jié)論

受制于材料、加工制造等基礎(chǔ)工業(yè)，中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈布局呈現(xiàn)“倒金字塔”形，集成類企業(yè)多，關(guān)鍵材料及核心部件生產(chǎn)企業(yè)相對少。整車、電堆、電堆系統(tǒng)的集成方面較強，電堆核心材料如氣體擴散層，車載供氫系統(tǒng)的核心材料如碳纖維儲氫材料、塑料儲氫材料，關(guān)鍵閥件如瓶口閥、減壓器、高壓管路等尚屬空白，研發(fā)測試設(shè)備是較大短板。綜上所述，電堆核心部件及關(guān)鍵材料、儲氫瓶核心部件及關(guān)鍵材料，是提升中國燃料電池汽車國家競爭力的重要產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，需重點加以科技研發(fā)及產(chǎn)業(yè)布局。科技與創(chuàng)新，汽車文摘