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2050 年国内燃料电池系统产值将近千亿，产业发展进入快车道
性能提升、成本下降是燃料电池产业化的关键
氢燃料电池系统成本下降的实现途径:核心技术国产化、规模化
燃料电池电堆基本实现国产化，辅助系统国产化正在提速
建议关注有望实现进口替代的燃料电池系统及核心零部件供应商
预计2050 年国内氢燃料电池汽车销量将达到500 万辆
以每辆燃料电池车电堆功率60kW计算，分别对应2025 年、2035 年、2050 年销量目标计算，2025 年、2035 年、2050 年国内燃料电池系统产值分别为:144 亿、720 亿和990 亿元;国内燃料电池电堆的产值为:104 亿元、518 亿元和713 亿元。
性能提升、成本下降是燃料电池产业化的关键
性能提升的核心指标:比功率、耐久性
根据美国能源部(DOE)发布的《Fuel Cell Technical Team Roadmap》(2017 年)，为了实现商业化目标，燃料电池系统需满足以下要求:
1)比功率:2020 年达到650W/kg，2025 年达到900W/kg;
2)耐久性:2020 年达到5000h，2025 年达到8000h;
3)规模生产成本:2020 年达到40 USD/kW，2025 年达到35 USD/kW。
燃料电池系统成本:质子交换膜、扩散层，空气循环系统成本下降空间大
质子交换膜、扩散层，空气循环系统成本下降空间大。具体看电堆的主要核心零部件成本下降的幅度，其中质子交换膜、扩散层成本下降的空间最大，以公交车为例，如果产量翻4 倍，达到1000 套/年，燃料电池系统成本下降38%，其中，质子交换膜和扩散层的成本下降幅度分比为58%和56%。辅助系统中，空气循环系统和氢气循环系统的下降空间也可观。双极板和催化剂成本下降的空间相对小一些。
根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》(2019 年)中的目标，燃料电池系统的成本要从2019 年的8000 元/KW 下降到2025 年4000 元/KW ，2035 年下降到800 元/KW ，2050 年进一步下降到300 元/KW，如果单车燃料电池系统的功率为100 KW，则单车燃料电池系统的成本可控制在3 万左右。核心零部件制造技术的不断发展和突破，燃料电池的成本有望不断下降。目前我国燃料电池核心部件的技术与发达国家相比尚有较大差距，许多关键材料仍需进口，国产化率偏低，造成成本费用高昂，成本也有很大的下降空间。
储氢技术:短期车载储氢以70MPa 气态方式为主，中期以气态、液态多种方式协同。目前国内主要采取的是高压气态储氢方式，低温液态储氢在航天领域得到应用，有机液态储氢在燃料电池客车车载储氢项目中得到示范，固态储氢在分布式发电项目中得到示范。
产业补贴政策大力扶持行业发展
2019 年3 月26 日，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确: 1 - 过渡期期间(2019.03.26-2019.06.25)销售上牌的燃料电池汽车按2018 年对应标准的0.8 倍补贴。2-地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴，转为用于支持充电(加氢)基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。财政部表示，正在研究支持燃料电池汽车和加快推广新能源公交车的政策措施，将按程序报批后另行发布。
燃料电池系统关键部件之一:电堆
双极板:金属双极板是发展趋势，国内尚在研发中
石墨双极板目前最成熟，金属与复合材料双极板有较大发展空间。根据基体材料的不同，双极板可以分为石墨双极板、金属双极板和复合材料双极板，其中石墨双极板最早被开发使用，目前技术已经成熟，并已实现商业化大规模应用了。同时，表面改性的金属板以及成本降低的复合双极板是未来发展的趋势。
质子交换膜:国内基本实现产业化
全氟磺酸型膜是目前燃料电池主要采用的膜材料，全球全氟磺酸型膜的供应商集中于日本和欧美国家，其中应用最广泛的是美国杜邦公司的Nafion 系列膜。
根据《2018-2019年中国汽车动力蓄电池及氢燃料电池产业发展》的数据，国内的武汉理工新能源公司、山东东岳集团、上海神力科技、大连新源动力和三爱富都有均质膜的生产能力，武汉理工的产品还出口国外;在复合膜方面，武汉理工已向国内外数家研究单位提供测试样品;大连化物所、上海交大也在质子交换膜的研究领域有所突破。
催化剂作用于氢气，使电子离开氢原子。目前Pt/C 载体型催化剂是PEMFC 最常用的催化剂，由纳米级的Pt 颗粒(3~5nm)和支撑这些Pt 颗粒的大比表面积活性炭构成。
根据《2018-2019年中国汽车动力蓄电池及氢燃料电池产业发展》的数据，燃料电池催化剂的生产商为美国的3M、Gore，英国的Johnson Matthery，德国的BASF，日本的Tanaka，比利时的Umicore 等，国内大连化物所具备小规模生产的能力。
气体扩散层(GDL)起着分布反应气体、在电极和双极板之间传导电子和热量、与平衡电极表面水分的作用。对于气体扩散层，不仅有透气/透水性好、导电/导热性好、机械强度高、耐腐蚀性好等物理化学性质，还要具有易于规模生产和价格便宜等商业方面的要求。
根据《2018-2019年中国汽车动力蓄电池及氢燃料电池产业发展》的数据，目前碳纸产品由几个国际大生产商垄断，如加拿大巴拉德、日本Toray 和德国SGL。我国的碳纸开发生产落后于国外，国内上海和森公司有小批量碳纸产品，台湾碳能科技公司的碳纸产品价格较低，获得了一定市场认可;中国石油大学和东华大学也在从事相关研究。
空气压缩机是保证燃料电池高效可靠运行的关键设备
技术壁垒高，涡旋和双螺杆空压机是目前主流技术路线
旋转容积式压缩机和涡轮式压缩机是目前的研究运用重点。各大类压缩机都各具特点，需要对其弱点进行研究并加以克服，从而满足燃料电池的需要。从效率和可靠性来看，涡轮和螺杆空气压缩机是目前被认为最优的两种技术路线，也是未来运用趋势:
1. 螺杆压缩机:目前美国通用、Plug Power、德国Xcellsis、加拿大Ballard 等公司的燃料电池中都采用了螺杆压缩机压缩机/膨胀机供气系统。德国大众公司在Bora 燃料电池发动机汽车上采用的喷水螺杆压缩机，是国际燃料电池技术的重大进展之一;
2. 涡旋压缩机:日本丰田(TOYOTA)、美国UTC 等公司的燃料电池系统采用了涡旋机械作为其供气系统的核心部件。
氢气供给系统影响车辆的安全性与寿命
氢气再循环装置:影响氢气利用率、解决水管理问题
1. 氢气循环泵:采用电机变频控制电机，使回流能力根据不同功率进行响应，可以有效改善氢循环、灵活性高，但是需消耗额外的电以维持其运转。
再循环装置的规模化生产有助于成本的大幅下降。以引射器为例，根据DOE《Fuel Cell System Cost–2017》)的数据，一台引射器的价格在2005 年时约为300 美元，但是大规模生产后，成本会有大幅度下降，有望达到20 美元/台。国外已有投入使用的氢循环装置，国内目前仍处于开发阶段，尚无成熟产品。
1) 美国Park 公司开发出了氢气循环泵，可用于不同的燃料电池汽车;
2) 美国H2 Systems 公司开发并提供氢气循环泵的系列产品(Hyrdogen Recirculation Blower Series );
3) 美国的Argoone 国家实验室开发了氢气引射装置(Ejector)及氢气泵混合循环系统;
4) 各大汽车公司也开发了相应的氢气循环装置，并用于燃料电池发动机，例如氢气回流泵在丰田汽车公司Mirai 燃料电池车上得到了实施。
5) 国内正处于研发阶段，有一些发明专利，还并没有成熟产品。
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