燃料電池電堆是由多個燃料電池單體以串聯(lián)方式層疊組合而成的電池堆,是通過發(fā)生電化學反應以提供動力的場所。燃料電池電堆主要由膜電極(MEA)、雙極板、端板、絕緣板、集流板和密封圈等部分組成。燃料電池電堆的工作原理是通過氫氣與空氣中的氧氣,在電堆中發(fā)生電化學反應,進而產(chǎn)生電能和水。隨著全球?qū)Νh(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的日益重視,燃料電池電堆市場呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。特別是在中國,政府大力推動氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為燃料電池電堆市場提供了巨大的發(fā)展機遇。2023年,中國燃料電池電堆產(chǎn)量為1333MW,同比增長85.1%。在價格方面,隨著氫燃料電池電堆的制造逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化,成本下降較快,2023年國內(nèi)燃料電池電堆的平均價格約為1770元/KW。燃料電池電堆是燃料電池技術構成的核心,也是燃料電池成本構成中占比最高的部分,占燃料電池系統(tǒng)成本的60%以上。隨著技術進步和產(chǎn)品國產(chǎn)化規(guī)模化量產(chǎn),我國燃料電池電堆的成本已經(jīng)從2019年的4000元/kW下降到2023年的1200元/kW,一些頭部企業(yè)的成本可以達到1000元/kW。展望未來,隨著氫燃料電池汽車等行業(yè)的快速發(fā)展,燃料電池電堆市場規(guī)模也隨之迅速擴張。預計到2030年,中國燃料電池電堆需求量將達到40GW,燃料電池電堆市場規(guī)模將達到264億元。到2060年,中國燃料電池電堆需求量將達到377GW,燃料電池電堆市場規(guī)模將達到1885億元。
第一章 燃料電池電堆技術發(fā)展分析 9
第一節(jié) 膜電極技術 9
一、催化劑研究進展 9
二、質(zhì)子膜研究進展 11
三、氣體擴散層(GDL)發(fā)展現(xiàn)狀 13
四、膜電極傳質(zhì)研究進展 14
第二節(jié) 雙極板技術 14
一、石墨基雙極板 15
二、金屬雙極板 16
第三節(jié) 水熱管理技術 16
一、水管理技術 16
二、熱管理技術 17
第四節(jié) 低溫啟動技術 18
第二章 氫燃料電池電堆技術專利分析 19
第一節(jié) 氫燃料電池電堆結構技術專利申請趨勢分析 19
一、氫燃料電池電堆結構技術專利申請 19
二、氫燃料電池電堆結構技術專利申請趨勢 19
第二節(jié) 氫燃料電池電堆結構技術專利申請地域分布分析 19
一、氫燃料電池電堆結構技術專利申請地域分析 19
二、氫燃料電池電堆結構技術專利申請地域分布 20
第三節(jié) 氫燃料電池電堆結構技術專利申請人分析 20
一、全球申請人分布情況和種類情況 20
二、中國地區(qū)申請人分布情況和種類情況 21
第四節(jié) 氫燃料電池電堆結構技術發(fā)明人分析 22
一、氫燃料電池電堆結構技術發(fā)明人統(tǒng)計 22
二、氫燃料電池電堆結構技術發(fā)明人分析 23
第五節(jié) 氫燃料電池電堆結構技術分領域分析 23
一、各分技術領域?qū)@暾埱闆r 23
二、流路結構核心專利解讀 24
三、堆疊結構核心專利解讀 25
第三章 中國燃料電池電堆發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研 27
第一節(jié) 中國燃料電池電堆市場現(xiàn)狀分析 27
第二節(jié) 中國燃料電池電堆產(chǎn)量分析 28
一、燃料電池電堆總體產(chǎn)能規(guī)模 28
二、燃料電池電堆生產(chǎn)區(qū)域分布 29
三、2019-2023年燃料電池電堆產(chǎn)量 29
第三節(jié) 中國燃料電池電堆市場需求分析 30
一、中國燃料電池電堆需求特點 30
二、主要地域分布 31
第四節(jié) 中國燃料電池電堆價格趨勢 32
一、中國燃料電池電堆2019-2023年價格 32
二、中國燃料電池電堆當前市場價格及分析 33
三、影響燃料電池電堆價格因素分析 33
第四章 燃料電池電堆成本及主要供應商分析 35
第一節(jié) 燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈分析 35
一、燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈 35
二、燃料電池電堆結構 35
三、燃料電池電堆成本構成 37
第二節(jié) 燃料電池電堆成本分析 38
一、燃料電池成本下降分析 38
二、燃料電池成本下降趨勢 39
第三節(jié) 燃料電池電堆成本下降路徑 39
一、優(yōu)化膜電極制備工藝 39
二、降低Pt用量,開發(fā)低成本催化劑 40
三、創(chuàng)新成膜工藝,靜待規(guī)模量產(chǎn) 40
四、擴散層國產(chǎn)化加速打破國際壟斷 41
五、優(yōu)化雙極板材料,降低加工成本 41
第四節(jié) 國內(nèi)電堆供應鏈分析 41
一、國內(nèi)電堆供應鏈市場分析 41
二、國內(nèi)電堆供應鏈企業(yè)分析 42
第五章 中國燃料電池電堆市場影響因素分析 47
第一節(jié) 中國燃料電池電堆市場發(fā)展分析 47
一、電堆作為燃料電池車的動力核心分析 47
二、燃料電池電化學反應系統(tǒng) 47
三、燃料電池電堆工作原理 47
四、燃料電池電堆降本分析 48
第二節(jié) 燃料電池電堆降本的兩條路徑 50
一、規(guī)模效應 50
二、技術突破 50
第三節(jié) 燃料電池降本路徑
:燃料電池系統(tǒng)部件優(yōu)化 51
一、控制器集成 51
二、簡化電堆結構 52
三、其他優(yōu)化策略 55
第六章 燃料電池電堆成本細分市場分析 58
第一節(jié) 催化劑 58
一、催化劑成本構成 58
二、規(guī)模效應對催化劑成本影響 58
三、我國未來燃料電池車發(fā)展對鉑的需求增量情況測算 59
四、催化劑沉積技術比較 60
五、催化劑沉積技術成本比較 60
六、催化劑降本策略 61
第二節(jié) 雙極板 61
一、電堆體積構成占比 61
二、電堆質(zhì)量構成占比 62
三、金屬雙極板成本構成 62
四、規(guī)模效應對金屬雙極板成本的影響 63
五、雙極板降本策略 66
第三節(jié) 質(zhì)子交換膜 66
一、質(zhì)子交換膜種類與特性 66
二、質(zhì)子交換膜成本構成 67
三、規(guī)模效應對質(zhì)子交換膜成本影響 68
四、大規(guī)模生產(chǎn)以降低氣體擴散層成本 68
五、質(zhì)子交換膜降本策略 70
第四節(jié) 燃料電池系統(tǒng)——BOP組件 71
一、空壓機的成本構成分析 71
二、循環(huán)泵的成本構成分析 72
三、增濕器的成本構成分析 73
四、BOP組件降本策略分析 74
第七章 國內(nèi)各企業(yè)燃料電池電堆技術進展分析 76
第一節(jié) 國內(nèi)燃料電池電堆技術分析 76
一、國內(nèi)部分電堆廠家技術水平對比 76
二、國內(nèi)膜電極技術進展 76
三、國內(nèi)膜電極生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能布局及技術水平對比 77
四、國內(nèi)雙極板技術進展 79
五、國內(nèi)雙極板技術水平與目標對比 79
第二節(jié) 國內(nèi)電堆企業(yè)技術進展 80
一、新源動力 80
二、捷氫科技 81
三、神力科技 82
四、國鴻氫能 82
五、明天氫能 83
六、中氫科技 84
七、空間電源所 84
八、南通百應 85
九、弗爾賽 85
十、江蘇清能 86
十一、上海氫晨 86
第八章 燃料電池電堆市場未來特性分析 88
第一節(jié) 2030、2060年燃料電池電堆預測分析 88
一、2030年燃料電池電堆市場空間測算 88
二、2060年燃料電池電堆市場空間測算 88
三、燃料電池電堆市場發(fā)展趨勢分析 89
第二節(jié) 2030、2060年燃料電池電堆供應模式分析 90
第三節(jié) 未來燃料電池電堆行業(yè)發(fā)展趨勢預測 91
一、未來燃料電池電堆行業(yè)發(fā)展分析 91
二、未來燃料電池電堆行業(yè)技術開發(fā)方向 91
三、總體行業(yè)“十四五”整體規(guī)劃及預測分析 92
第四節(jié) 2030、2060年燃料電池電堆行業(yè)相關趨勢預測分析 92
一、政策變化趨勢預測分析 92
二、供給趨勢預測分析 93
三、需求趨勢預測分析 94
圖表目錄
圖表 1 膜電極的主要結構及作用 9
圖表 2 膜電極催化劑氧還原反應機理 10
圖表 3 高效催化劑設計制備的關鍵技術和策略 10
圖表 4 燃料電池主要技術路線比較 12
圖表 5 燃料電池質(zhì)子膜的主要類型及研究進展 13
圖表 6 膜電極傳質(zhì)研究進展 14
圖表 7 燃料電池雙極板主要類型及特性 15
圖表 8 石墨基雙極板主要類型及制備工藝 15
圖表 9 金屬雙極板關鍵技術研究進展 16
圖表 10 燃料電池水管理技術的相關特性 17
圖表 11 燃料電池熱管理技術優(yōu)化方法 18
圖表 12 燃料電池低溫啟動主要技術方法 18
圖表 13 2019-2024年中國燃料電池電堆專利申請數(shù)量 19
圖表 14 中國氫燃料電池電堆技術專利申請地域分布占比 20
圖表 15 中國氫燃料電池電堆技術申請人TOP20 21
圖表 16 氫燃料電池電堆技術專利申請類型結構 22
圖表 17 中國氫燃料電池電堆技術發(fā)明人TOP20 22
圖表 18 氫燃料電池電堆技術主要發(fā)明人所屬單位情況 23
圖表 19 各分技術領域?qū)@暾埥Y構占比 24
圖表 20 燃料電池流路結構專利主要特點 24
圖表 21 燃料電池流路結構典型專利案例 25
圖表 22 燃料電池堆疊結構專利主要特點 25
圖表 23 燃料電池堆疊結構典型專利案例 26
圖表 24 2020-2024年中國氫燃料電池汽車產(chǎn)量趨勢圖 27
圖表 25 2023年上牌車輛裝機電堆功率段分布結構 28
圖表 26 國內(nèi)重點燃料電池電堆企業(yè)產(chǎn)能布局情況 28
圖表 27 重點燃料電池電堆生產(chǎn)廠商區(qū)域分布 29
圖表 28 2019-2023年中國燃料電池電堆產(chǎn)量及增速 30
圖表 29 中國主要地域燃料電池電堆市場需求情況 31
圖表 30 主要地區(qū)燃料電池汽車上險情況 32
圖表 31 2019-2023年中國燃料電池電堆價格走勢 33
圖表 32 中國燃料電池電堆當前市場價格 33
圖表 33 燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈全景圖 35
圖表 34 燃料電池電堆主要結構部件 36
圖表 35 燃料電池電堆結構展示圖 36
圖表 36 燃料電池電堆成本構成 37
圖表 37 燃料電池電堆規(guī)模化成本結構 37
圖表 38 燃料電池電堆非規(guī)?;杀窘Y構 38
圖表 39 2019-2023年中國燃料電池電堆成本走勢 38
圖表 40 膜電極制備工藝升級歷程 40
圖表 41 雙極板降低成本的主要方法 41
圖表 42 燃料電池電堆產(chǎn)品供應結構 42
圖表 43 2023年上牌裝機電堆企業(yè)市占率 42
圖表 44 國內(nèi)電堆重點供應企業(yè)及業(yè)務布局 43
圖表 45 國內(nèi)催化劑主要布局企業(yè) 44
圖表 46 國內(nèi)質(zhì)子交換膜主要布局企業(yè) 44
圖表 47 國內(nèi)氣體擴散層主要布局企業(yè) 45
圖表 48 國內(nèi)雙極板主要布局企業(yè) 46
圖表 49 燃料電池電堆外觀展示圖 48
圖表 50 燃料電池電堆內(nèi)部工作原理展示圖 48
圖表 51 不同生產(chǎn)規(guī)模下燃料電池系統(tǒng)與電堆成本 49
圖表 52 規(guī)模效應對燃料電池系統(tǒng)及電堆成本的影響 49
圖表 53 不同生產(chǎn)規(guī)模下輔助設備成本 49
圖表 54 不同生產(chǎn)規(guī)模下電堆各組件成本占比 50
圖表 55 燃料電池系統(tǒng)控制器集成化設計主要方法 51
圖表 56 燃料電池系統(tǒng)智能化控制的關鍵技術 51
圖表 57 燃料電池系統(tǒng)控制器集成相關廠家及方案 52
圖表 58 優(yōu)化燃料電池電堆布局方法 53
圖表 59 減少燃料電池電堆冗余部件方法 53
圖表 60 燃料電池電堆中可標準化的部件情況 54
圖表 61 簡化電堆結構的相關廠家及方案 54
圖表 62 提高燃料電池電堆部件性能的主要方法 55
圖表 63 優(yōu)化燃料電池電堆制造工藝方法 56
圖表 64 加強燃料電池電堆熱管理與水管理的主要方法 57
圖表 65 燃料電池催化劑成本結構占比 58
圖表 66 不同生產(chǎn)規(guī)模下燃料電池催化劑成本 59
圖表 67 2025、2030年燃料電池催化劑用鉑需求量測算 59
圖表 68 催化劑沉積技術比較 60
圖表 69 催化劑沉積技術成本比較 60
圖表 70 電堆體積構成占比 62
圖表 71 電堆質(zhì)量構成占比 62
圖表 72 金屬雙極板成本構成 63
圖表 73 金屬雙極板成本構成結構占比 63
圖表 74 不同生產(chǎn)規(guī)模下金屬雙極板成本 64
圖表 75 雙極板制造技術發(fā)展歷程 64
圖表 76 雙極板制造技術比較 65
圖表 77 雙極板制造技術成本比較 65
圖表 78 質(zhì)子交換膜種類與特性 66
圖表 79 質(zhì)子交換膜成本構成 67
圖表 80 質(zhì)子交換膜成本結構占比 68
圖表 81 不同生產(chǎn)規(guī)模下質(zhì)子交換膜成本構成 68
圖表 82 不同條件下碳紙和碳布的性能比較 69
圖表 83 氣體擴散層成本構成 69
圖表 84 不同生產(chǎn)規(guī)模下氣體擴散層成本 70
圖表 85 空壓機的成本構成要素 71
圖表 86 空壓機的成本構成占比 72
圖表 87 循環(huán)泵的成本構成要素 72
圖表 88 循環(huán)泵的成本構成占比 73
圖表 89 增濕器的成本構成要素 73
圖表 90 增濕器的成本構成占比 74
圖表 91 國內(nèi)部分電堆廠家技術水平對比 76
圖表 92 國內(nèi)膜電極技術進展 77
圖表 93 國內(nèi)膜電極生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能布局及技術水平對比 77
圖表 94 國內(nèi)雙極板技術進展 79
圖表 95 國內(nèi)雙極板技術水平與目標對比 80
圖表 96 新源動力電堆技術進展 81
圖表 97 捷氫科技電堆技術進展 81
圖表 98 神力科技電堆技術進展 82
圖表 99 國鴻氫能電堆技術進展 83
圖表 100 明天氫能電堆技術進展 83
圖表 101 中氫科技電堆技術進展 84
圖表 102 上??臻g電源研究所電堆技術進展 84
圖表 103 南通百應電堆技術進展 85
圖表 104 弗爾賽電堆技術進展 85
圖表 105 江蘇清能電堆技術進展 86
圖表 106 上海氫晨電堆技術進展 87
圖表 107 2024-2030年中國燃料電池電堆市場空間測算 88
圖表 108 2040-2060年中國燃料電池電堆市場空間測算 89
圖表 109 2030、2060年燃料電池電堆供應模式預測 90
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