近期，因?yàn)镾OFC燃料電池在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景，讓燃料電池產(chǎn)業(yè)得到了進(jìn)一步關(guān)注。在能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)的大背景下，燃料電池作為清潔能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，正迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。從交通運(yùn)輸?shù)焦潭ㄊ桨l(fā)電，從便攜設(shè)備到大型電站，燃料電池技術(shù)的多元化應(yīng)用正在重塑能源利用格局。
一、燃料電池的主要類(lèi)型
燃料電池根據(jù)電解質(zhì)材料的不同，主要分為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）和熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）等。其中，氫燃料電池（通常指PEMFC）和SOFC燃料電池是目前最受關(guān)注的兩種技術(shù)路線。
固體氧化物燃料電池（SOFC）是繼磷酸鹽燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池之后的第三代燃料電池，它是一種直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。SOFC被稱(chēng)為“未來(lái)世界十大科技之首”和“21世紀(jì)的綠色能源”。
氫燃料電池（以PEMFC為代表）則以其低溫運(yùn)行、快速啟動(dòng)的特點(diǎn)，在交通和移動(dòng)領(lǐng)域展現(xiàn)巨大優(yōu)勢(shì)。2024年全球小功率氫燃料電池產(chǎn)量已達(dá)38.09萬(wàn)套，平均售價(jià)為642.85美元/套，廣泛應(yīng)用于氫動(dòng)力兩輪車(chē)和三輪車(chē)、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)、高爾夫球車(chē)和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。
這兩種技術(shù)路線各有優(yōu)勢(shì)：SOFC發(fā)電效率高、燃料適應(yīng)性廣（可使用氫氣、天然氣、甲烷、煤氣等）；氫燃料電池則啟動(dòng)快、運(yùn)行溫度低，更適用于移動(dòng)場(chǎng)景。
二、燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈剖析
這里主要分析氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈和SOFC燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。
1、氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
氫燃料電池（以PEMFC為主）產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟：
上游主要包括電堆、膜電極、雙極板、催化劑和BOP等原材料。其中電堆成本占比高達(dá)63%。隨著國(guó)產(chǎn)化逐步推進(jìn)，原料價(jià)格一直呈下降趨勢(shì)。
中游是氫燃料電池的制造與系統(tǒng)集成，全球主要廠商包括PlugPowerInc.等國(guó)際企業(yè)，以及攀業(yè)氫能、協(xié)氫新能源、伯華氫能等中國(guó)本土企業(yè)。
下游應(yīng)用主要包括氫動(dòng)力兩輪車(chē)和三輪車(chē)、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)、高爾夫球車(chē)和無(wú)人機(jī)等制造企業(yè)。2025年全球小功率氫燃料電池市場(chǎng)銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)達(dá)到3億美元，2031年有望增至10.17億美元，2025-2031年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)22.60%。
2、SOFC燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
SOFC作為技術(shù)更為前沿的燃料電池類(lèi)型，其產(chǎn)業(yè)鏈也在快速完善：
上游涉及陶瓷材料（如氧化釔穩(wěn)定氧化鋯YSZ電解質(zhì)材料）、金屬材料（如鎳基合金電極）等特種材料。
中游包括單電池制造、電堆組裝和系統(tǒng)集成。美國(guó)BloomEnergy公司是該領(lǐng)域的佼佼者，自2001年成立以來(lái)，在美國(guó)安裝超過(guò)130MW的SOFC，為沃爾瑪、宜家、谷歌、聯(lián)邦快遞等多家公司提供燃料電池。
下游應(yīng)用主要集中在熱電聯(lián)產(chǎn)/分布式發(fā)電領(lǐng)域。日本NEDO推進(jìn)的家用熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品“ENEFarm”被公認(rèn)為世界上最成功的固體氧化物燃料電池商業(yè)化項(xiàng)目，自2009年5月進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)累計(jì)銷(xiāo)售已超過(guò)11萬(wàn)臺(tái)。
三、燃料電池的細(xì)分產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)
從市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域看，燃料電池的細(xì)分產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)包括固定式發(fā)電、交通運(yùn)輸、便攜式能源、氫能基礎(chǔ)設(shè)施與能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域。每一個(gè)領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，都將為其系統(tǒng)集成設(shè)備、關(guān)鍵零部件及配套廠商帶來(lái)巨大市場(chǎng)機(jī)遇。
1、固定式發(fā)電領(lǐng)域
固定式發(fā)電是SOFC當(dāng)前最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，占比超過(guò)80%。特別是數(shù)據(jù)中心作為需求最明確的增長(zhǎng)極，其高效、可靠的供電需求與SOFC特性高度契合。
微軟等科技公司在數(shù)據(jù)中心部署SOFC，作為柴油發(fā)電機(jī)的替代品。預(yù)計(jì)未來(lái)三年SOFC在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到70億美元。
2、交通運(yùn)輸領(lǐng)域
在交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車(chē)正在快速發(fā)展。2031年全球氫燃料電池電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)顯著增長(zhǎng)。除了大型商用車(chē)外，小功率氫燃料電池在兩輪車(chē)、三輪車(chē)、景區(qū)低速車(chē)輛等領(lǐng)域的應(yīng)用正迅速崛起。
3、便攜式電源與特殊應(yīng)用
便攜式電源、無(wú)人機(jī)和服務(wù)機(jī)器人等特殊應(yīng)用也為小功率燃料電池提供了廣闊市場(chǎng)。全球小功率氫燃料電池市場(chǎng)中，風(fēng)冷和水冷兩種技術(shù)路線正并行發(fā)展，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
4、氫能基礎(chǔ)設(shè)施與能源存儲(chǔ)
隨著氫能經(jīng)濟(jì)的興起，SOFC與氫能系統(tǒng)的整合呈現(xiàn)巨大潛力。SOFC可以直接使用氫氣作為燃料，實(shí)現(xiàn)零碳排放發(fā)電；其逆過(guò)程——固體氧化物電解池（SOEC）可以高效地將水電解制氫，成為儲(chǔ)存可再生能源的解決方案。
四、燃料電池產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展模式
對(duì)于地方政府來(lái)說(shuō)，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵在于，找準(zhǔn)自身的資源稟賦和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，選擇最適合的切入模式。下面我們將結(jié)合國(guó)內(nèi)多個(gè)城市的實(shí)踐案例，系統(tǒng)梳理幾種主要的產(chǎn)業(yè)鏈切入和集群發(fā)展模式。
1、研發(fā)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型
燃料電池產(chǎn)業(yè)核心驅(qū)動(dòng)力是研發(fā)與創(chuàng)新。依托豐富的科研資源，通過(guò)持續(xù)的技術(shù)突破，廣泛吸引追求技術(shù)溢出的上下游企業(yè)聚集，形成以創(chuàng)新為紐帶的產(chǎn)業(yè)集群。上海嘉定區(qū)以研發(fā)創(chuàng)新為突破口，探索出以政產(chǎn)學(xué)研用深度融合為核心、聚焦研發(fā)創(chuàng)新與全鏈條協(xié)同的特色路徑，通過(guò)建設(shè)嘉定氫能港等特色園區(qū)，積極引育捷氫科技、重塑能源等龍頭企業(yè)，初步形成涵蓋氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用全產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)體系。
2、核心企業(yè)引領(lǐng)型
通過(guò)引進(jìn)或培育一家在關(guān)鍵零部件或系統(tǒng)集成領(lǐng)域具有領(lǐng)導(dǎo)力的企業(yè)，吸引其上下游配套企業(yè)聚集，形成產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。湖北大冶通過(guò)政府引導(dǎo)基金，成功引進(jìn)了在燃料電池領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的北京氫璞創(chuàng)能。該項(xiàng)目總投資3億元，專(zhuān)注于燃料電池電堆及系統(tǒng)的生產(chǎn)。氫璞創(chuàng)能的落地，不僅帶來(lái)了先進(jìn)技術(shù)，更吸引其上下游的合作伙伴向大冶聚集，有望逐步形成以該企業(yè)為核心的燃料電池產(chǎn)業(yè)集群。
3、資源稟賦牽引型
利用本地豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫或低成本可再生能源優(yōu)勢(shì)，從上游制氫環(huán)節(jié)切入，向下游延伸。山西呂梁從上游制氫起步，迅速向中下游布局。目前已形成7.6萬(wàn)噸的制氫產(chǎn)能，建成11座加氫站，并投入運(yùn)營(yíng)600余輛氫燃料汽車(chē)，成功開(kāi)通至天津的760公里氫能重卡運(yùn)輸線路。依托鵬飛、美錦等龍頭企業(yè)，規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)30萬(wàn)輛氫燃料電池車(chē)輛及配套核心零部件的生產(chǎn)線，正向打造“氣—站—運(yùn)—車(chē)—用”的全產(chǎn)業(yè)鏈體系邁進(jìn)。
通過(guò)政府示范項(xiàng)目或政策補(bǔ)貼，在本地創(chuàng)造明確的終端需求，以此吸引中游制造和上游供應(yīng)企業(yè)落戶。深圳坪山區(qū)政府明文支持SOFC燃料電池在數(shù)據(jù)中心、工商業(yè)園區(qū)等場(chǎng)景的熱電聯(lián)供示范應(yīng)用，并鼓勵(lì)氫燃料電池在重型卡車(chē)、環(huán)衛(wèi)車(chē)、無(wú)人機(jī)等技術(shù)裝備的推廣。河北保定一次性投入200輛氫能冷鏈物流車(chē)，用于覆蓋1041所學(xué)校的食材配送。這個(gè)穩(wěn)定的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目，為氫能車(chē)輛提供了明確的應(yīng)用場(chǎng)景和持續(xù)訂單。
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