2017年中国燃料电池行业产业链、上下游产业发展情况及上下游对燃料电池行业的影响分析【图】

    一、 燃料电池行业产业链构成

燃料电池行业产业链图

资料来源：公开资料整理

    相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国燃料电池市场运营态势及投资前景分析报告》

    二、燃料电池行业上游产业分析

    （1）燃料电池行业原材料市场与技术分析

    1）质子交换膜发展分析

    1、质子交换膜发展历程

    90年代以来，基于质子交换膜燃料电池高速进步，各种以其为动力的电动汽车相继问世，至今全球已有数百台以PEMFC为动力的汽车、潜艇、电站在国内外示范运行。20世纪60年代，美国首先将PEMFC用于Gemini宇航飞行。伴随着全氟磺酸型质子交换膜碳载铂催化剂等关键材料的应用和发展，80年代，PEMFC的研究取得了突破性进展，电池的性能和寿命大幅提高，电池组的体积比功率和质量比功率分别达到1000W/L、700W/kg，超过了DOE和PNGV制定的电动车指标。

    由于质子交换膜燃料电池高效、环保等突出优点，引起了世界各发达国家和各大公司高度重视，并投巨资发展这一技术。美国政府将其列为对美国经济发展和国家安全至为关键的27个关键技术领域之一；加拿大政府将燃料电池产业作为国家知识经济的支柱产业之一加以发展；美国三大汽车公司（GM，Ford ,Chryster）、德国的Dajmier-Benz、日本的Toytomotor等汽车公司均投入巨资开发PEMFC汽车。

    2、质子交换膜市场需求分析

    近几年我国燃料电池的研究开发取得了进展，特别在质子交换膜燃料电池方面，达到或接近了世界水平；在熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池技术等方面也取得一些进展。

    质子交换膜应用前景广阔，市场潜力巨大，对产业结构升级、环境保护及经济的可持续发展均有重要意义。鉴于其重要性，燃料电池已经被美国列为使美国保持经济繁荣和国家安全而必须发展的27项关键技术之一，并被美国、加拿大等发达国家认定为21世纪首选的清洁能源系统。

    3、质子交换膜供应商分析

我国质子交换膜主要供应商

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    4、质子交换膜技术研究进展

    质子交换膜作为新一代技术，其广阔的应用前景可与计算机技术相媲美。经过多年的基础研究与应用开发，质子交换膜燃料电池用作汽车动力的研究已取得实质性进展，微型质子交换膜燃料电池便携电源和小型质子交换膜燃料电池移动电源已达到产品化程度，中、大功率质子交换膜燃料电池发电系统的研究也取得了一定成果。由于质子交换膜燃料电池发电系统有望成为移动装备电源和重要建筑物备用电源的主要发展方向，因此有许多问题需要进行深入的研究。就备用氢能发电系统而言，除质子交换膜燃料电池单电池、电堆质量、效率和可靠性等基础研究外，其应用研究主要包括适应各种环境需要的发电机集成制造技术， 质子交换膜燃料电池发电机电气输出补偿与电力变换技术，质子交换膜燃料电池发电机并联运行与控制技术，备用氢能发电站制氢与储氢技术，适应环境要求的空气（氧气）供应技术，氢气安全监控与排放技术，氢能发电站基础自动化设备与控制系统开发，建筑物采用质子交换膜燃料电池氢能发电电热联产联供系统，以及质子交换膜燃料电池氢能发电站建设技术等等。采用质子交换膜燃料电池氢能发电将大大提高重要装备及建筑电气系统的供电可靠性，使重要建筑物以市电和备用集中柴油电站供电的方式向市电与中、小型质子交换膜燃料电池发电装置、太阳能发电、风力发电等分散电源联网备用供电的灵活发供电系统转变，极大地提高建筑物的智能化程度、节能水平和环保效益。

    2）催化剂供应商与技术进展分析

    1、催化剂技术进展分析

    高分子固体电解质型燃料电池（PEFC）、直接甲醇型燃料电池（DMFC）中，使用铂（Pt）作为催化剂材料。通过在铂的表面吸附氢分子后在吸附点由分子分裂成原子状态，在低温下也容易产生反应。

    铂为稀有金属，属于有限资源，因此为了有效利用，需要考虑：

    （1）铂材料本身进行改进：通过减小催化剂的粒径、使其均一分散来扩大有助于反应的表面面积。目前铂粒子的直径已经减小到了2～3nm左右。不过，减小粒径后，就会产生粒子间容易凝集而无法扩大表面面积的问题。因此，通过纳米技术将铂分散在碳等支撑材料上来使其稳定的技术是一个值得研究的解决方案。

    （2）对催化剂结构的改进：一般均采用减小催化剂厚度的方法。催化剂通常采用的制造方法是，首先将铂粒子与碳黑（Carbon Black，以下简称碳）水溶液混合，然后通过加热还原在碳粒子上析出、负载铂。最后再将其分散在高分子电解质溶液中来进行涂布，这样便形成了催化剂。这时，为了只在催化剂表面发生反应而内部不参与反应，通过减小催化剂的厚度便可提高反应性。

    （3）在催化剂构造上，另一个方法是采用不让铂粒子进入高分子电解质结构内部的技术。这样，改变催化剂制造顺序，在碳粒子表面形成高分子电解质膜后浸渍铂离子溶液等方法就被开发了出来。

    （4）改进铂材料：催化剂电极分为阴极（空气极）及阳极（氢极），其中，阴极的损失尤其严重。这是因为阳极在H2催化剂上的氧化反应速度快而在阴极反应较慢。阳极虽然很少因活性极化而使性能降低，不过仍存在其它问题。在对甲烷及甲醇进行改质、使其生产氢的时候就会产生一氧化碳（CO）。一氧化碳会降低催化剂的性能（一氧化碳中毒），降低电压。

    为了解决以上问题，可以考虑通过铂与其它金属形成合金来制造催化剂。目前大多采用铂与钌（Ru）的合金来解决，另外最近又有人提出添加钛（Ti）的方案。

    （5）可以研究铂以外的新材料，氧化钼、钴（Co）及有机络化物等的研究正在进行之中，不过目前还没有大的进展。

    2、催化剂供应商分析

    国外供应商：

    英国庄信万丰、日本田中、美国E-TEK、德国巴斯夫、比利时的优美科；

    国内供应商空白，还处于样品试制阶段。

    3）碳纤维纸市场与技术进展分析

    1、碳纤维纸技术进展分析

    一、碳纤维种类的选择

    碳纤维根据生产原料不同分为聚丙烯腈（ PAN ）基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维3 种, 下表为3种碳纤维的物理性能比较。

    不同碳纤维品种的物理性能

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    PAN基碳纤维与其他两种碳纤维相比, 强度高、导电性能好, 是生产碳纤维纸的优良原料。

    二、制备碳纤维纸的工艺流程

制备碳纤维纸的工艺流程如下

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    三、碳纤维纸的性能指标

    碳纤维纸的基本性能指标有导电性、孔隙率、强度、厚度以及密度等, 下面以Toray公司的碳纤维纸为例说明以上性能参数。目前, Toray 公司是全球生产和销售碳纤维纸的领先者, 由Toray公司生产的碳纤维纸具有高导电性、高透气率、高强度等多种优点。Toray公司的3种碳纤维纸的性能如表所示。

Toray公司3种碳纤维纸的性能

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    四、碳纤维在水中的分散性

    纤维在水中的分散情况, 是影响纸张匀度最重要的因素, 而纸张匀度又会影响纸张的其他性能, 如强度、外观等。碳纤维在水中易絮聚成团, 影响成纸的

    匀度和强度, 因此如何使碳纤维在水中均匀分散是制备高性能碳纤维纸的关键, 也是国内PEMFC 用碳纤维纸研制进展缓慢的问题所在。

    1、影响碳纤维在水中分散性能的因素

    研究表明, 碳纤维在水中的分散性能与碳纤维的表面特性、碳纤维的长度、分散浓度、分散剂用量4个因素密切相关。

    1） 碳纤维表面特性

    从表面形态上看, 碳纤维的表面有很多裂隙、凹槽, 这种粗糙的表面结构使纤维间摩擦力增大, 极易结束絮聚。从化学组成来看, 碳纤维主要含碳、氧、氮、氢等元素, 表面羟基、羰基等活性基团的含量较少, 不易被水润湿, 借助氢键与水分子发生的缔合较少, 分散性差。赵君等用扫描电镜观察了碳纤维的表面形貌, 用光电子能谱仪分析了碳纤维表面的基团, 发现碳纤维表面的基团中, 存在9101% （摩尔分数, 下同） 的羟基、23151% 的羰基和极少量的羧基。

    2） 碳纤维的长度

    纤维越长, 与单根纤维接触的理论纤维数也就越多, 纤维絮聚的可能性也就越大。碳纤维的长短不仅关系到纤维的分散性和成纸匀度, 而且还将影响成纸强度和透气度等性能指标。在保证成纸强度的前提下, 适当切短碳纤维, 可减少纤维之间因为长度过长而相互缠绕导致的絮聚。碳纤维长度大于6 mm 时,在水中的分散性显著下降。

    3） 分散浓度

    浆料浓度越高, 纤维因碰撞而相互黏在一起的几率越大, 增加了絮聚的产生。赵君等研究了不同分散浓度下碳纤维在搅拌器中的分散情况, 结果表明, 随着浆料浓度的增加, 匀度指数呈现先增加后减小的趋势, 在碳纤维浓度为0.07% 时达到平衡状态,匀度指数最高为36.3。

    4） 分散剂用量

    控制合适的分散剂用量是碳纤维均匀分散的重要措施。若分散剂用量太小, 分散剂的黏度不足以将碳纤维包覆; 若分散剂用量太大, 则溶液黏度太大, 流动性差, 碳纤维无法分散。王闯等研究认为分散剂的用量应控制在1.56% ~ 1.77%。

    2、提高碳纤维在水中分散性能的方法

    国内外学者主要采用纤维表面处理或加入分散剂等方法来提高碳纤维在水中的分散性能。

    1）表面处理

    碳纤维比表面积小, 一般不超过1 m2 /g, 因此抄纸时碳纤维在水中的润湿角较大, 表面呈现憎水性, 加之表面极性基团少, 导致纤维不容易分散。目前常用的表面处理方法均是通过碳纤维表面发生一系列物理化学反应, 增加纤维表面形貌的复杂性和极性基团的含量。

    气相氧化法：气相氧化法是将碳纤维暴露在气相氧化剂（如空气、O3 等） 中, 在加温、加催化剂等特殊条件下使表面氧化生成一些活性基团。冀克俭等采用臭氧氧化法对碳纤维进行了表面处理, 发现碳纤维表面羟基或醚基官能团的含量增加。

    液相氧化法：液相氧化法是采用液相介质对碳纤维表面进行氧化的方法。常用的液相介质有浓硝酸、混合酸和强氧化剂等。葡萄牙的Ph1Serp等用质量分数70%的硝酸在80e 下处理碳纤维, 显著增加了碳纤维表面的氧含量。张美云等用质量分数67% 的硝酸在100e 下氧化碳纤维215 h, 发现碳纤维表面羟基含量由1.67 mmol /g 增加到11.32 mmo l/g, 羧基含量由0.91mmo l /g增加到14.69 mmo l/g, 纤维对水的接触角由氧化前的103.8。变为81.1。,亲水性增强, 提高了分散性。

    阳极氧化法：阳极氧化法, 又称电化学氧化表面处理, 是将碳纤维作为电解池的阳极、石墨作为阴极, 在电解水的过程中利用阳极生成的“氧”, 氧化碳纤维表面的部分碳及含氧官能团, 将其先氧化成羟基, 之后逐步氧化成酮基、羧基和CO2 的过程。刘鸿鹏等以石墨板为阴极、PAN 基碳纤维为阳极, 通过改变电解条件进行连续阳极氧化处理, 使碳纤维表面含氧官能团的摩尔分数达到8154% , 表面吸附水量增加了5.34%, 极大地提高了碳纤维的表面浸润性。

    等离子体氧化法：等离子体是具有足够数量而电荷数近似相等的正负带电粒子的物质聚集态。用等离子体氧化法对纤维表面进行改性处理, 通常是指利用非聚合性气体（如O2、NH3 等） 对材料表面进行物理和化学作用的过程。H ua-Ch iang Wen等用等离子体氨处理碳纤维, 发现高能氨等离子体不仅有蚀刻效应, 而且能吸附在碳纤维表面, 引入氨基官能团, 提高碳纤维的表面浸润性。

    表面涂层改性法：表面涂层改性法是将某种聚合物涂覆在碳纤维表面, 改变界面层的结构与性能, 同时提供一个可消除界面内应力的可塑界面层。王大鹏等用溶有沥青的四氢呋喃作为涂层剂将碳纤维浸泡20 m in 后, 在500e 的高温炉中烘干10 m in, 纤维的分散性得到了改善。纪纯新等申请了通过电引发聚合增加碳纤维亲水性的技术专利, 其中将碳纤维作为电解池的阳极, 通过电引发聚合将亲水性导电聚合物单体沉积在纤维表面, 使碳纤维表面能增加。

    复合表面处理法：复合表面处理法是指通过几种普通表面处理法先后处理碳纤维, 集各种处理方法优点于一身的处理方法。康勇等采用硝酸-钛酸酯复合处理沥青基碳纤维, 在硝酸氧化纤维表面生成羟基、羧基等含氧基团的同时, 涂层剂钛酸酯再与生成的活性基团发生反应, 极大地改善了纤维表面的浸润性。复合表面处理法可适当调和所采用的几种表面处理方法的优缺点, 将成为今后碳纤维表面处理的主要研究方向。

    3、分散剂

    分散剂分散纤维的机理可归纳为以下3类:

    1） 加入与纤维表面电荷相同的离子型表面活性剂, 可赋予纤维表面电荷, 使纤维上的电荷增加,从而增大纤维间的斥力, 减少纤维絮聚。碳纤维表面含有的羟基和微量的羧基基团电离使碳纤维表面带有负电荷。李灵炘等研究显示苯磺酸钠类阴离子型表面活性剂对碳纤维具有较好的分散效果。

    2） 加入与纤维表面电荷相反的离子型表面活性剂, 活性剂吸附于纤维表面, 使纤维表面电性反转, 纤维间相互排斥。张美云等研究了阳离子型聚丙烯酰胺（ CPAM ） 对碳纤维分散性能的影响, 结果表明, CPAM 能明显改善碳纤维在水中的分散性能。

    3） 加入高分子型分散剂, 如各种甲基纤维素、乙基纤维素产品, 聚氧乙烯（ PEO） 等, 其分散机理是: 此类分散剂的加入可以改变纤维悬浮液的流变特性, 使体系黏度升高, 大大限制了纤维在水中运动的自由度, 减少了纤维之间的相互运动, 减少了纤维间相互碰撞而产生的絮聚; 碳纤维表面吸附分散剂形成一层润滑膜, 使纤维相互划过而不缠结; 悬浮液黏度的增加及分散剂的空间位阻作用增加了纤维在介质中的悬浮性, 延长了纤维沉降再絮聚的时间; 此类分散剂有极大的起泡力, 气泡促进了纤维的分散。王闯等 研究了甲基纤维素（ MC ）、羧甲基纤维素钠（ CMC ）、羟乙基纤维素（HEC ） 3种分散剂的黏度对碳纤维在水中分散性的影响, 结果显示, 在相同质量分数时, HEC溶液的黏度最大, 对碳纤维的分散作用最好。

    在抄纸过程中, 纸浆悬浮液中纤维网络的规模和强度是由机械剪切力来控制的, 但用标准纸页成形器抄片过程中的机械剪切力强度相对于连续性机械抄造非常有限, 并且在脱水成形过程中, 机械剪切力的衰减和消失极为迅速。高分子型分散剂使体系黏度升高, 减少纤维絮聚的同时使纤维网络规模更大, 更难破坏, 导致成纸匀度不好。因此, 应更多考虑表面活性剂和黏度调节剂复合多步分散或使用斜网成形器进行连续性机械抄造。

    4、碳纤维的结合性能

    碳纤维之间不会产生氢键结合, 其自身无结合强度, 无法抄纸。提高碳纤维结合性能的方法有以下3种。

    1） 与植物纤维或热黏结纤维配抄

    植物纤维借助氢键结合可以形成相互连接的稳定网络, 通过碳纤维与植物纤维配抄形成植物纤维、碳纤维及二者之间互相联系、交叠的网状结构。杨永岗等开发了一种高强度碳纤维纸的制备方法。将质量分数分别为1% ~ 10% 和85% ~ 9815% 的植物纤维与碳纤维配抄, 成纸抗张强度为0106~ 0120 N /mm。此方法虽然保证了碳纤维纸的结合强度, 但由于加入了较多的植物纤维, 造成碳化后碳含量偏低, 影响了碳纤维纸的导电性。

    王虹等开发了一种碳纤维纸的制备方法。将质量分数分别为20% ~ 70% 和30% ~ 80% 的碳纤维与热黏结纤维配抄, 成纸强度好、电阻率低。热黏结性纤维为具有热黏结性能的可碳化纤维, 如聚丙烯腈纤维、沥青纤维或聚酰亚胺纤维, 既可以在成形过程中起到黏结碳纤维的作用, 自身又能被碳化, 不会造成电阻率的升高。

    2） 使用胶黏剂

    常用的胶黏剂有聚乙烯醇（ PVA ）、环氧树脂、酚醛树脂等。纪纯新等开发了一种将丙烯酸类纤维作为胶黏剂的碳纤维纸制备技术。将可碳化的丙烯酸类纤维与碳纤维混合抄纸, 省去了浸渍树脂的环节。

    3） 表面处理

    未进行表面处理的碳纤维表面活性低、惰性大,与胶黏剂黏结性能差。通过表面处理可提高碳纤维对胶黏剂的浸润性和黏结能力。

    五、国内外PEMFC用碳纤维纸的研究进展

    Ak ira等研究了通过等离子体聚合制备防水碳纤维纸的方法。Andrew 等研究了固态聚合物涂层复合碳纤维纸的制造方法, 导电聚合物复合碳纤维纸可由聚合单体的氧化及其他杂多酸类制备。Kaufman等研究了通过微孔内层方法改善GDL 的水处理能力。

    日本公司申请的有关碳纤维纸的专利很多,其基本工序为: 碳纤维纸由一种有机高分子化合物与碳纤维复合而成, 浸渍树脂后先热压再碳化, 碳纤维纸中碳纤维的质量分数为40% ~ 90% 。制得的碳纤维纸具有一定强度并且可以进行连续工业化生产, 但由于含有有机纤维, 导电性会受一定影响。三菱公司开发的一种具有较好柔软性的碳纤维纸, 其碳纤维比表面积在1105 m2 /g 以上, 平均直径3 ~5 Lm, 平均长度2~ 18 mm, 碳纤维纸中碳化树脂的质量分数约为10% ~ 50%, 非常适用于制造电极材料。Hayash i S等申请的专利介绍了一种具有高导电性、高柔韧性的碳纤维纸, 其中包含碳纤维和酸性基团取代水溶性苯胺导体聚合物。Inouse开发了一种碳纤维纸的制备工艺, 其中碳纤维有两种不同直径, 平均直径为4~ 9 Lm, 平均长度大于4mm。国内关于碳纤维纸方面申请的专利还比较少。王曙中等开发了一种碳纤维纸, 所用碳纤维长度为0.5~ 5.0mm, 质量分数为96% ~ 99% , 长短不同的碳纤维相互重叠形成优良的导电体系且孔隙分布均匀。汪树军等开发了一种一面具有亲水性而另一面具有疏水性的碳纤维纸。先制成2种不同性能的碳纤维纸, 通过压制成形合二为一, 然后碳化。该专利避免了碳纤维纸在制备过程中复杂的后处理过程。

    国产碳纤维的质量与日本等国家存在很大差距, 并且我国对应用基础研究的投入较少, 这些都给国产高性能PEMFC 用碳纤维纸的研制工作带来了很大困难。“节能与新能源汽车”重大项目已列入国家863 计划, PEMFC 的研究和生产单位迫切要求国内尽早开发出具有自主知识产权的碳纤维纸。随着国家加大投入和越来越多的科研院所开展研究, 有理由相信不久的将来会实现碳纤维纸的国产化。

    2、碳纤维纸市场需求分析

    我国是碳纤维纸需求大国，然而，受供应不足的影响，近年来国内碳纤维纸市场发展相对较为缓慢，预计未来几年，随着供应量的提升以及宏观经济的整体向好，我国碳纤维纸行业的需求量也将保持着较快速度的增长。

    3、碳纤维纸供应商分析

   我国碳纤维纸主要供应商

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    4）石墨材料发展分析

    石墨是有机成因的碳质物变质而成，最常见于大理岩、片岩或片麻岩中。煤层可经热变质作用部分形成石墨，而少量石墨则是火成岩的原生矿物。

    石墨由于其特殊结构，具有耐高温性、抗热震性、导电性、润滑性、化学稳定性以及可塑性等众多特性，一直是军工与现代工业及高、新、尖技术发展中不可或缺的重要战略资源，石墨应用范围广泛，国际曾有专家预言“20 世纪是硅的世纪，21 世纪将是碳的世纪”。

石墨特性以及用途说明

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    此外，石墨在原子能工业领域也有广泛应用，石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀——石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，而石墨完全可以满足上述要求。

    此外，在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。

石墨应用领域及具体用途说明

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    全球石墨矿产相对集中分布于少数国家中。晶质石墨矿主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国，其中马达加斯加盛产大鳞片石墨，斯里兰卡盛产高品位的致密块状石墨；隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥和奥地利等国。多数国家只产一种石墨，矿床规模以中、小型居多，只有中国等四五个国家晶质和隐晶质石墨都有产出，大型矿床较多。

    近年来石墨的主要消费国主要是日本、中国、美国、德国和英国等。石墨行业消费结构为:耐火材料占总消费量的26%、铸造15%、润滑剂14%、制动衬片13%、铅笔7%。其它（碳刷、电池、膨胀石墨等） 25%。

    石墨可制取耐火材料、导电材料、散热材料、密封材料、隔热材料、耐高温材料和防辐射材料等，石墨功能材料广泛应用于冶金、化工、机械设备、新能源汽车、核电、电子信息、航空航天和国防等行业。

    （2）燃料电池测试系统市场与技术分析

    1）燃料电池测试系统的技术要求

    1测试目的

    虽然研究、开发、制造和应用部门的总目标各有不同，它们对于燃料电池的检测和监视项目要求却是相似的。对于研发部门，测试要求是确定输出能量、使用寿命和电池组的耐用性。在设计验收阶段，主要任务是优化设计以备大规模生产，以及在不降低效率的情况下降低电堆总成本。对于生产应用，要求燃料电池符合规范要求。而在实际使用中，监测电池的寿命和工作状态是非常重要的。（一览电池文库）

    2测试系统的主要特点

    ①隔离。燃料电池测试系统先要进行各种需要信号调理的测量，然后原始信号才能有数据采集系统数字化。大容量电堆具有数百个单电池，从而电压测量要求数百伏的共模抑制。

    ②数据采集系统必须能够扩展。由于燃料电池测试系统的通道数目可以从100个到1000多个，所以数据采集系统必须能够扩展，并且这些系统也要求可以进行信号的衰减和放大。

    ③模块化。对于今天的测试系统，模块化也是必需的。

    ④标定。任何测试系统都应该进行标定以确保测量有效和准确。

    3测试的主要性能参数

    燃料电池测试系统需要精确的监测和控制成百上千次测量，范围从燃料和氧化剂的流量、温度、压力和湿度到燃料电池组的输出电压和电流。测试燃料电池的性能是很重要的，而监测影响性能的变量更为重要，但最重要的是控制这些变量参数，安全运行也是至关重要的。

    （1）电流。输出电流有时候很高，所以通常利用高斯效应来测，这种方法可以不直接使用导线来测试电流，而通过监测信号并按比例转换成电流读数。

    （2）电压。在有负载的情况下，单电池的输出电压会从开路电压的1V左右降到0.6V左右，知道了每个单电池的电压就可以更近的了解电堆的健康情况。

     （3）温度。要高效地产生电能，PEMFC必须在60-80℃的范围内工作，监视温度的目的是优化温度的改变以提高输出功率，热电偶和电阻是温度传感器，是监视电池组温度及反应气体温度的良好传感器。

    （4）湿度。电池单元的每一个膜片必须保持一定的湿度，太干或太湿都会影响燃料电池的工作效率。因此测定和控制燃料电池的湿度非常重要。

    （5）气体压力。在许多应用中，气流压力较大，此压力必须进行监视和管理。压力通过压力传感器进行测量并进行信号调理。

    （6）气体流速。氢气流速一般使用产生正比于气流速率脉冲的质量流量计来测量，然后这些脉冲由计数器/定时器接口板进行监视，并使用软件换算成流量。

    （7）负载。可利用可编程负载来改变阻值，改变阻值可利用可控制的GPIB负载设备或通过数字继电器并行连接各个电阻。

    4燃料电池测试系统基本结构

    燃料电池测试系统由硬件和软件两大块组成。硬件部分主要有控制器，传感器和加载装置；控制器主要基于计算机控制，这种方法充分发挥了计算机的优势：速度快，记忆能力强大和可升级。

    2）燃料电池测试系统的关键技术

    料电池系统是一个非常复杂的物理化学过程，其输入输出也是不同类型的物理量，因此一个实用的燃料电池必须具备精确监测和控制这些物理量的性能。

    在燃料电池测试系统中，有四个对于该系统至关重要的部件——传感器、数据采集系统、电气负载以及控制算法和软件，这也是目前燃料电池测试领域最关注的技术问题。它们直接决定了一个燃料电池测试系统的性能和质量。对此下面分别进行讨论。

    传感器技术

    在任何一个测试系统中，传感器是必不可少的。它能够将需要测量的各种类型的物理量转换成标准电信号。在燃料电池电池测试系统中，需要测量的物理量十分复杂，因此需要大量的传感器。然而问题不止于此，由于燃料电池涉及复杂的物理化学反应，工作条件比较苛刻，它对于传感器的要求也就很高。除了一般情况下选用传感器的约束条件之外，还要充分考虑精度、寿命、可靠性和成本这四个方面。目前，还没有符合商用要求的能够在燃料电池气体环境中工作的传感器技术。对于正在使用的测试系统，围绕传感器的焦点问题也正是上述四个方面。

    就目前来看，解决上述问题的手段并不多，似乎只能是开发更新型的传感器。事实上，国外的许多公司也正在努力开发燃料电池测试系统专用的传感器。

    数据采集技术

    燃料电池测试系统需要采集大量的数据。经过传感器获得的数据一般已经是标准的电信号，可以直接送到数据采集卡。如果不是标准信号，则还需要进行预处理（放大或者是转换）。然而，对于PEM燃料电池来说，在数据采集阶段还有两项需要特别处理的技术问题。

    电气负载

    在燃料电池测试项目中，需要进行“交流阻抗测试”。通过这个测试，一方面可以确定燃料电池系统中的运动阻力、系统的欧姆电阻（如，电解液电阻、接触电阻和多孔渗透层电阻）以及反应物的传输极限。另一方面，能够影响阻抗值大小的燃料电池的部件包括集电器、多孔渗水电极、接触反应层和薄膜。无论问题出自燃料电池部件还是组装过程，通过交流阻抗测试就能够确定。

    在交流阻抗测试中，需要给燃料电池加上电气负载。其作用在于，首先，这个负载可以在期望工作点上拉出直流电流；第二，通过外部函数发生器驱动外部可编程输入，就可以从这个负载上方便地实现交流电流激励；第三，这个负载本身也有一定的测量交流电流和电压功能。它可以以数字形式表示电流、电压（而非波形），然后通过通用接口总线把数据送到工控机，由工控机分析。

    电气负载可以以四种模式的任意一种模式下工作：恒流，恒压，恒阻以及恒功率。还可以调整其功率因数，从0至1进行超前或滞后调整。

    控制算法和软件

    在燃料电池测试系统中需要有一台功能强大的工控机。它接收由数据采集系统传送来的信息，进行分析，并按照预先设定的程序（根据某些控制算法编写）运算出结果，然后显示和执行（包括调整输入端各物理量参数、调整电气负载和逆变器的运行等）。目前，市场上的工控机在硬件方面基本能够满足测试系统的要求。在选择时只要注意与数据采集系统的匹配和运算能力是否满足要求即可。关键问题是要确定合适的控制算法，从而能够在此基础上编写软件。一些已经开发成功的测试系统所采用的控制算法不尽相同，但是一般都要满足几个基本控制要求。下面以开关式电流控制方法（此时要求频率固定且无死区）为例进行讨论。其具体思路是：在燃料电池的输出端电流输入到供电系统之后，一并将标准正弦参考信号送入。采样频率由控制系统确定。在每个采样阶段，工控机读出输入到公共栅极的电流。然后与先前的参考值比较并以此为依据适当地开关设备，使电流跟随参考值的变化而变化。控制要求如下：

    （1）有功功率控制：控制有用功从公共栅极输入供电系统。参考信号采用燃料电池给定的电流参考值。将这一参考值与电池的实际值比较，增加或减少输入电池的能量，从而达到程序的要求。

    （2）无功功率控制：供电系统的无功功率输入到公共栅极。有两种控制方式可供选择：开环无功控制：此时需要将有功功率参考信号加到逆变器。然后，用程序控制将无功功率输入到公共栅极，其延迟相位可以在卜360度之间。这样系统就可以输入有功功率并吸收无功功率了。用预测控制的方法对在公共栅极由非线性负载产生的有功功率进行补偿。控制系统估测有功电流的值，通过输入必要的有功功率进行补偿。这种方法需要得到电流、电压和均方根电流之间的延迟。

    （3）谐波补偿：编程使供电系统在相应的延迟下输入三、五、七、九次谐波电流。这样可以补偿在公共栅极由非线性负载产生的高次谐波。

    3）燃料电池测试系统主要供应商

    我国燃料电池测试系统主要供应商

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    三、 燃料电池行业下游产业发展分析

    （1）汽车行业发展分析

    数据显示，2015年我国汽车产销分别完成2450.33万辆和2459.76万辆，比上年分别增长3.3%和4.7%，总体呈现平稳增长态势，超过年中预期目标，产销增速比上年分别下降4和2.2个百分点。从2015年月度汽车销量数据来看，呈现出“两头高、中间低”的形势；而从汽车销量累计增长率来看，前8个月累计增速逐月下滑，从9月开始有所回升。

2009-2015年中国汽车行业产销量数据统计

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    据中汽协会发布的数据，2015年乘用车产销分别完成2107.94万辆和2114.63万辆，首次超过2000万辆，比上年分别增长5.8%和7.3%，增速虽然比上年分别下降4.4和2.6个百分点，但仍分别高于汽车总体2.5和2.6个百分点。目前，乘用车是我国汽车产品的主体，2015年的比例进一步提高，已达到汽车总量的86%。

    从乘用车的各车型来看，SUV成为拉动销量增长的主要车型。2015年SUV销量为622.03万辆，同比增长52.39%；MPV的销量也有所增长，全年销售210.67万辆，同比增长10.05%。不过，2015年的轿车共销售1172.02万辆，较上年同期下降了5.33%；交叉型乘用车的下降依然延续，共销售109.91万辆，同比下降17.47%。

    2015年1.6升及以下乘用车销售1450.86万辆，比上年同期增长10.38%，高于乘用车整体增速，占乘用车销量比重为68.6%。可以看出，国家出台的1.6升级及以下排量乘用车购置税减半的优惠政策对促进汽车销量增长效果明显，2015年第四季度1.6升及以下小排量车型的增速明显高出全年汽车增速，对汽车总销量增长贡献度达到124.6%。这一政策已经对促进小排量车型消费、节能减排起到了很好的引导作用，希望这样的政策效果能够持续。

    新能源汽车作为2015年中国汽车市场的一大亮点，全年保持了高速增长。2015年新能源汽车生产340471辆，销售331092辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。其中纯电动汽车产销分别完成254633辆和247482辆，同比分别增长4.2倍和4.5倍；插电式混合动力汽车产销分别完成85838辆和83610辆，同比增长1.9倍和1.8倍。新能源乘用车占新能源汽车总销量的62.6%，其中，纯电动乘用车产销分别完成152172辆和146719辆，同比分别增长2.8倍和3倍；插电式混合动力乘用车产销分别完成62608辆和60663辆，同比均增长2.5倍。

    中国品牌市场份额提升 SUV成最大拉动力

    据中汽协会统计，2015年中国品牌乘用车共销售873.76万辆，同比增长15.27%，占乘用车销售总量的41.32%，占有率比上年同期提升2.86个百分点。从2015年月度中国品牌乘用车市场份额来看，各月市场份额均高于上年同期。

    2015年是中国品牌汽车的品牌力提升年，中国品牌汽车要不断提升在一线城市的市场份额，敢于与外国品牌汽车竞争，才能抓住市场发展机遇。

    中国品牌乘用车市场占有率的提升，离不开中国品牌SUV的拉动。中汽协会的数据显示，2015年中国品牌SUV共销售334.3万辆，同比增长82.8%，占SUV市场份额为53.7%，比上年增长8.9个百分点。在2015年SUV销量前十位中，仅途观、奇骏、昂科威三款外国品牌车型，中国品牌SUV车型优势明显。不过，中国品牌轿车的市场占有率却有所下降，2015年中国品牌轿车共销售243.03万辆，同比下降12.05%，占轿车市场份额为20.7%，比上年下降1.7个百分点。

    除了中国品牌乘用车市场份额较上年有所提升外，日系品牌的市场份额也小幅增长，2015年共销售日系品牌乘用车336.43万辆，占乘用车销售总量的15.9%，较上年小幅上升0.2个百分点。德系、美系、韩系和法系品牌乘用车的市场份额则有所下降。

    商用车产销同比回落 下降集中在前5个月

    2015年商用车产销分别完成342.39万辆和345.13万辆，比上年分别下降9.97%和8.97%。从商用车各月销量看，2015年商用车的销量下滑主要集中在前5个月，下半年降幅有所收窄。

    从具体数据看，2015年，货车产销283.3万辆和285.59万辆，同比下降11.35%和10.32%；客车产销59.09万辆和59.54万辆，同比下降2.69%和1.9%。根据统计，2015年共销售中、重型货车75.11万辆，较上年净减了24.07万辆。由于经济增速放缓、固定资产投资减少，影响了中重卡市场需求，中重型货车的下降成为影响商用车下降的主要因素。

    虽然2015年的商用车市场一直处于下行，但新能源商用车却一枝独秀。根据中汽协会统计，2015年，新能源商用车中，纯电动商用车产销分别完成102461辆和100763辆，同比分别增长10.4倍和10.6倍；插电式混合动力商用车产销分别完成23230辆和22947辆，同比增长91.1%和88.8%。

    进出口持续下降 行业经济效益下滑

    2015年出口情况不好，占国产车的比例较低。根据中汽协会的统计，2015年的月度汽车出口量均低于上年同期，2015年汽车累计出口72.82万辆，比上年下降20%。其中乘用车出口42.77万辆，比上年下降19.8%；商用车出口30.05万辆，比上年下降20.4%。

    进口方面，根据海关数据整理，2015年1~11月，汽车整车累计进口99.12万辆，比上年同期下降23.5%。根据中汽协会的预测，2016年汽车进出口将继续下降，其中出口量为64万辆，同比下降10%；进口量为88万辆，同比下降20%。

    国内汽车整体产销增速放缓，进出口不断下降，随之也带来了行业经济效益的下滑。据中汽协会统计的2015年1～11月汽车工业重点企业（集团）主要经济指标快报显示，17家重点企业（集团）工业总产值、营业收入比上年同期分别下降0.8%和0.6%，实现利税总额比上年同期下降1.4%。值得注意的是，2015年的营业收入已连续8个月出现累计负增长，而利税总额则连续11个月均为累计负增长。

    （2）数码行业发展分析

    一、电子信息产业

    规模以上电子信息产业企业个数6.08万家，其中电子信息制造企业1.99万家，软件和信息技术服务业企业4.09万家。全年完成销售收入总规模达到15.4万亿元，同比增长10.4%；其中，电子信息制造业实现主营业务收入11.1万亿元，同比增长7.6%；软件和信息技术服务业实现软件业务收入4.3万亿元，同比增长16.6%。

2010—2015年我国电子信息产业增长情况

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    规模以上电子信息制造业增加值增长10.5%，高于同期工业平均水平（6.1%）4.4个百分点，在全国41个工业行业中增速居第5位；收入和利润总额分别增长7.6%和7.2%，高于同期工业平均水平6.8和9.5个百分点，占工业总体比重分别达到10.1%和8.8%，比上年提高0.7和1个百分点。

2015年电子信息制造业与全国工业增加值累计增速对比

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    规模以上电子信息产业中，软件和信息技术服务业收入增速快于电子信息制造业9个百分点，软件业比重达到28%，比上年提高1.4个百分点。

    2010—2015年我国软件产业占电子信息产业比重变化

    全年共生产手机和彩色电视机18.1亿部和1.4亿台，分别增长7.8%和2.5%，其中智能手机和智能电视13.99亿台和8383.5万台，分别占比达到77.2%和57.9%；生产微型计算机3.1亿台，同比下降10.4%；生产集成电路1087.2亿块，同比增长7.1%。

    软件和信息技术服务业中，信息技术服务实现收入22123亿元，同比增长18.4%，增速比上年提高1.7个百分点。其中，运营相关服务（包括在线软件运营服务、平台运营服务、基础设施运营服务等在内的信息技术服务）收入增长18.3%；电子商务平台技术服务（包括在线交易平台服务、在线交易支撑服务在内的信息技术支持服务）收入增长25.1%；集成电路设计实现收入1449亿元，同比增长13.3%；其他信息技术服务（包括信息技术咨询设计服务、系统集成、运维服务、数据服务等）收入增长17.8%。

    规模以上电子信息制造业实现销售产值113294.6亿元，其中内销产值61695亿元，同比增长17.3%，高于出口交货值17.4个百分点；内销产值占销售产值比重（54.5%）超过一半，比上年提高4.6个百分点。

2015年电子信息制造业内外销产值累计增速对比

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    规模以上电子信息制造业实现利润总额5602亿元，同比增长7.2%。产业平均销售利润率5%，低于工业平均水平0.8个百分点，比上年提高0.1个百分点；每百元主营业务收入中平均成本为87.8元，仍高于工业平均成本2.1元，但比上年下降0.6元；产成品存货周转天数为14.8天，高于工业平均水平0.6天。

    规模以上电子信息制造业每百元资产实现的主营业务收入为130.7元，高于工业14.8个百分点；平均总资产贡献率为10.1%，与上年持平；资产负债率56.6%，比上年下降1.2个百分点。

2015年我国规模以上电子信息制造业收入及利润情况

资料来源：公开资料整理

    二、微型计算机

    2015年12月中国微型计算机设备产量为2941.6万台，同比下降14.6%。2015年1-12月止累计中国微型计算机设备产量31418.7万台，同比下降12.9%。2015年1-12月全国微型计算机设备数据表如下表所示：

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    （3）电力行业发展分析

    一、电力行业

    一）电力消费减速换档、消费结构不断调整、消费增长主要动力转化，电力消费反映经济新常态特征

2010-2015年我国全社会用电量统计图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    2015年，全国全社会用电量5.55万亿千瓦时，“十二五”时期，全社会用电量年均增长5.7%，比“十一五”时期回落5.4个百分点，电力消费换档减速趋势明显。2015年电力消费增速放缓是经济增速放缓、经济结构优化等必然因素和气温等随机偶然因素共同作用、相互叠加的结果。分析具体原因：

    一是宏观经济及工业生产增长趋缓，特别是部分重化工业生产明显下滑的影响。市场需求增长乏力，工业增加值和固定资产投资增速放缓，房地产市场低迷，钢铁、建材等部分重化工业行业明显下滑，如粗钢、生铁、水泥和平板玻璃产量同比分别下降2.3%、3.5%、4.9%和8.6%。二是产业结构调整和工业转型升级影响。国家推进经济结构调整和工业转型升级取得成效，高新技术行业比重上升，高耗能行业比重下降，单位GDP电耗下降、电能利用效率提升。三是气温因素影响。大部分地区冬季偏暖、夏季气温偏低，抑制用电负荷及电量增长。四是电力生产自身耗电减少的影响。全国跨省区输送电量增速大幅回落、线损电量同比下降3.7%，火电发电量负增长导致火电厂厂用电量增速回落。

    电力消费主要特点有：

    一是电力消费结构不断调整，四大高耗能行业比重下降。第三产业和城乡居民生活用电量比重分别比上年提高0.8和0.6个百分点，分别比2010年提高2.2和1.0个百分点；第二产业用电量比重分别比上年和2010年降低1.4和2.7个百分点，其中四大高耗能行业（化工、建材、黑色金属冶炼、有色金属冶炼）用电量比重分别降低1.2和2.0个百分点，反映出国家结构调整和转型升级效果显现，且2015年步伐明显加快。

    二是第二产业及其工业用电量负增长，黑色金属冶炼和建材行业用电量大幅下降是最主要原因。第二产业及其工业、制造业用电同比均下降1.4%，其中四大高耗能行业合计用电同比下降3.4%，各季度增速依次为-1.3%、-1.7%、-3.6%和-6.6%，四季度降幅明显扩大，直接带动当季全社会用电量负增长；受固定资产投资增速回落特别是房地产市场低迷等因素影响，黑色金属冶炼和建材行业用电同比分别下降9.3%和6.7%，增速同比分别回落10.9和12.2个百分点，两行业合计下拉全社会用电量增速1.3个百分点，是全社会用电增速明显回落（若扣除这两个行业，则全社会用电量增长2.2%）、第二产业及其工业用电负增长的主要原因；可见，高耗能行业快速回落导致全社会用电增速明显放缓，其对电力消费增速放缓产生的影响明显超过其对经济和工业增加值波动的影响，这也是全社会用电量增速回落幅度大于经济和工业增加值增速回落幅度的主要原因。“十二五”时期，建材、有色金属冶炼和黑色金属冶炼行业用电年均增速分别比“十一五”回落7.5、10.5和11.5个百分点，回落幅度远大于其他制造业行业，这既是全社会用电增速换挡的最主要原因，也反映出传统工业结构在持续调整。

    三是第三产业和城乡居民生活用电增速同比提高，电力消费增长动力正在转换。随着第三产业蓬勃发展、城镇化及居民用电水平提高，第三产业和城乡居民生活用电同比分别增长7.5%和5.0%，增速同比分别提高1.1和2.8个百分点，分别拉动全社会用电量增长0.9和0.6个百分点，“十二五”时期用电年均增速分别高于同期第二产业增速4.8和2.4个百分点，显示出拉动用电增长的主要动力正在从高耗能产业向第三产业和生活用电转换。第三产业中的信息化产业加快发展，带动信息传输计算机服务和软件业用电增长14.8%。

    四是东部地区用电增速最高、用电增长稳定作用突出,西部地区增速回落幅度最大。东、中、西部和东北地区全社会用电量同比分别增长0.8%、0.2%、0.8%和-1.7%，增速同比分别回落2.7、1.5、4.0和3.4个百分点。东部地区用电在各地区中增速最高，其用电增长拉动全国用电增长0.4个百分点，是全国用电增长的主要稳定力量。西部地区用电回落幅度最大，四个季度用电增速依次为1.9%、3.3%、0.7%和-2.8%，下半年以来增速逐季回落，第四季度出现负增长、且降幅为各地区中最大；在产业结构调整升级、国内外经济增长缓慢、大宗商品市场持续低迷的环境影响下，高耗能行业用电增速回落，是西部地区用电量增速大幅回落的最主要原因，对全国用电增速回落的影响也很大。

    二）电力供应能力充足，非化石能源发电快速发展、发电生产结构持续优化，火电设备利用小时创新低

    2015年，全国主要电力企业合计完成投资8694亿元、同比增长11.4%。其中，为贯彻落实《配电网建设改造行动计划（2015～2020年）》等文件要求，提升电网配电能力，电网公司进一步加大电网基础设施投资力度，全年完成电网投资4603亿元、同比增长11.7%；完成电源投资4091亿元、同比增长11.0%。全国净增发电装机容量1.4亿千瓦，创年度投产规模历史新高，其中风电新增投产超预期、达到历史最大规模。2015年底全国全口径发电装机容量15.1亿千瓦、同比增长10.5%。年底全口径发电量5.60万亿千瓦时、同比增长0.6%。全国发电设备利用小时3969小时、同比降低349小时，已连续三年下降。2015年，非化石能源发电装机容量和发电量占比分别比2010年提高8.1和8.3个百分点，电力供应结构逐年优化。

2010-2015年我国发电量走势图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    电力供应主要特点有：

    一是水电投资连续两年下降，水电发电量较快增长，设备利用小时保持较高水平。“十二五”期间水电新开工规模明显萎缩，随着西南大中型水电项目相继投产，年底全国主要发电企业常规水电在建规模仅有3200万千瓦，全年水电投资同口径同比下降17.0%，已连续两年下降，预计未来几年水电新增规模较小。年底全口径水电装机容量3.2亿千瓦，发电量1.11万亿千瓦时、同比增长5.1%；设备利用小时3621小时，为近二十年来的年度第三高水平（2005年、2014年分别为3664和3669小时）。

    二是并网风电、太阳能装机及发电量快速增长。主要受2016年初风电上网电价调整预期影响，2015年基建新增并网风电装机再创新高，年底全国并网风电装机容量1.3亿千瓦，“十二五”时期风电爆发式增长，累计净增容量近1亿千瓦；全年发电量1851亿千瓦时、同比增长15.8%，利用小时1728小时、同比降低172小时。近几年国家密集出台了一系列扶持政策，极大促进了太阳能发电规模化发展，东部地区分布式光伏在加快增长，西北地区光伏大基地呈规模化增加，这是“十二五”期间新能源建设发展的亮点。受当地市场需求疲软、消纳压力较大等因素影响，西北、东北部分风电和太阳能比重较高省份“弃风”、“弃光”问题比较突出。

    三是核电投产规模创年度新高，发电量高速增长。全年净增核电机组600万千瓦，年底核电装机容量2608万千瓦、同比增长29.9%。“十二五”时期，核电装机容量净增1526万千瓦、年均增长19.2%。全年核电发电量同比增长27.2%，设备利用小时7350小时、同比降低437小时。

    四是火电装机大规模投产，发电量连续两年负增长，利用小时创新低。全年净增火电装机7202万千瓦（其中煤电5186万千瓦），为2009年以来年度投产最多的一年，年底全国全口径火电装机9.9亿千瓦（其中煤电8.8亿千瓦、占火电比重为89.3%），同比增长7.8%。全口径发电量同比下降2.3%，已连续两年负增长。火电发电设备利用小时创1969年以来的年度最低值4329小时，同比降低410小时。火电设备利用小时持续下降，主要是电力消费增速向下换挡、煤电机组投产过多、煤电机组承担高速增长的非化石能源发电深度调峰和备用等功能的原因，此外，火电中的气电装机比重逐年提高，也在一定程度上拉低了火电利用小时。但是从火电占比、机组出力、负荷调节等特性，以及电价经济性等方面综合评价，火电在电力系统中的基础性地位在短时期内难以改变。

    2015年，全国6000千瓦及以上电厂火电机组供电标准煤耗315克/千瓦时、同比降低4克/千瓦时，显著超额完成国家《节能减排“十二五”规划》确定的2015年325克/千瓦时的规划目标。

    五是跨省区送电量增速大幅回落。2015年，全国跨区、跨省送电量同比分别增长2.8%和-1.8%，增速同比分别回落10.3和12.6个百分点，跨区送电量增长主要是前两年投产的特高压直流工程新增送出，如锦苏直流、宾金直流、哈郑直流送电分别增长8.2%、32.7%和92.7%。南方电网区域西电东送电量同比增长9.8%。三峡电站送出电量同比下降12.0%。

    六是电煤供应持续宽松，发电用天然气供应总体平稳。国内煤炭市场需求下降，煤炭供应能力充足，电煤消费已经连续两年负增长，电煤供需总体宽松。全国天然气消费需求增长明显放缓，天然气发电供气总体有保障，气价下调一定程度上缓解了天然气电厂经营压力，但仍有部分气电企业亏损。

    三）全国电力供需进一步宽松、部分地区富余

    2015年，全国电力供需进一步宽松、部分地区富余。东北和西北区域供应能力富余较多，华北电力供需总体平衡略宽松，华东、华中和南方区域电力供需总体宽松、部分省份富余，省级电网中，山东、江西、河南、安徽个别时段存在错峰，海南8月前电力供应偏紧。

    （4）航空航天行业发展分析

    1）全球在轨卫星功能结构分析

    2015年9月，美国卫星产业协会（SIA）公布了第18版卫星产业研究报告。报告对截至2014年年底的全球卫星产业数据进行了统计分析，涵盖了卫星服务、卫星制造、发射服务和地面设备制造业四个领域。

    该报告由SIA委托美国陶锐咨询公司（Tauri Group）完成，调研了全球数十家主要公司，并以上市公司市场分析和财务报告的公开信息为补充，得出产业收入和统计结果。所有收入数据以2014年底汇率换算为美元计算。

    2014年全球航天产业的总收入为3227亿美元。卫星产业的总收入约为2030亿美元，占全球航天产业收入的63%。非卫星产业的航天收入包括载人航天飞行收入、非轨道航天器收入和政府预算。

2014年全球航天产业、卫星产业收入概况

资料来源：公开资料整理

    截至2014年底，在轨卫星共1261颗。其中，通信卫星占比超过50%，商业通信卫星就占了38%。全球有57个国家至少拥有1颗卫星。

2014年底全球在轨卫星数量统计图

资料来源：公开资料整理

    政府通信卫星占14%，地球观测卫星占14%，技术验证卫星占11%，导航卫星占8%，军事侦察卫星占8%，科学探测卫星占5%，气象卫星占2%。

    2）全球卫星产业总收入规模及结构

    据测算：2014年全球卫星产业规模为2030亿美元，其中卫星制造业规模为159亿美元；发射服务业规模为59亿美元；地面设备制造业规模为583亿美元；卫星通信服务业规模为1229亿美元。

2008-2014年全球卫星产业规模走势图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

2008-2014年全球卫星各细分产业规模走势图：亿美元

资料来源：公开资料整理

2014年全球卫星产业分布格局

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    （3）全球卫星服务业收入规模及结构

    2014年全球卫星通信服务业收入总额为1229亿美元；其中大众消费通信服务收入总额1009为亿美元；卫星固定通信服务收入总额为171亿美元；卫星移动通信服务收入总额为33亿美元；遥感收入总额为16亿美元。

2008-2014年全球卫星通信服务业收入总额走势图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

2008-2014年全球卫星通信产业经营数据：亿美元

资料来源：公开资料，智研咨询整理

2014年全球卫星通信产业业务结构

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    4）全球卫星制造业收入规模

    2014年卫星制造业收入的年增长率为1%，所占份额为8%。卫星制造业收入相比2013年的增长率（8%）有所减少，这是由于2014年价格昂贵的地球静止轨道（GEO）商业卫星和政府发射的卫星数量有所减少，而2014年全球卫星发射的数量相比2013年有所增长，所以整体还是呈现增长趋势，但是增长率较2013年有所降低。

2008-2014年全球卫星制造业收入规模走势图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    5）全球卫星发射业收入规模

    2014年SIA统计的全球发射卫星数量为208颗，比2013年的107颗有所增长。2014年全球卫星制造业收入为159亿美元。其中美国的卫星制造业收入占全球的63%，相比2013年的69%有所减少。

2014年全球发射卫星数量结构（左）及金额结构（右）

资料来源：公开资料整理

2008-2014年全球卫星发射服务业收入规模走势图

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    6）地面设备制造业收入规模

    2014年全球卫星产业地面设备制造业收入的增长率为5%，所占份额为28%。

2008-2014年卫星产业地面设备制造业收入规模

资料来源：公开资料，智研咨询整理

    （5）船舶行业发展分析

    2015年以来，我国造船企业承接新船订单量急剧下滑，订单量骤减使得造船企业营收大幅回落，盈利能力下降，面临入不敷出、经营困难的局面;而且随着造船业呈现买方市场态势，船东先期预付款比例越来越少，平均只有5%，最低仅有1%，这使得造船企业资金链更加紧张。而一旦资金上出问题，造船企业随时都有倒下的可能。由于造船企业破产数量陡增，行业正在经历寒冬期。”造船业的困境源自航运市场的长期低迷。一位民营造船企业负责人也认为，许多造船企业为了维持开工和人员的稳定，微利、无利甚至是亏损地接单造船。就算如此，船企也要面对苛刻的付款条件，需要垫付大量资金造船，如果没有强大的资金支持，订单能否生效、生效后工期能否保证，都是未知数。

    2015年以来，中国造船市场持续萎缩，承接新造船订单、手持订单量不断下降数据显示：2015年1至11 月，全国造船完工3620万载重吨，同比增长10.9%。承接新船订单2319万载重吨，同比下降59.1%。11月底，手持船舶订单12939万载重吨，同比下降15.1%，比2014年底下降13.4%。

    造船企业破产，是市场经济的正常现象，对于面临市场“寒潮”、产能严重过剩的中国船舶业来说，更是不得不经历的一场“阵痛”。据工信部预测，“十三五”期间全球新船年均需求在8000万至9000万载重吨左右，虽然目前中国造船产能已经由8000万载重吨下降至约 6500万载重吨，但仍然意味着，仅中国的造船产能就可满足全球绝大部分的需求，而目前国内已有40%多的造船产能在闲置，可见化解造船产能过剩任务之艰巨。

    目前中国造船行业面临的最主要问题就是增长过快导致的产能过剩。日本在20世纪90年代成为世界第一大造船国，产能占世界的1/3左右，其成为世界头号造船强国用了大概20年左右的时间。而中国造船业在近几年快速崛起，其高峰时期光造船厂就超过几千家，然而，随着全球航运业的萧条，高增长带来了产能过剩问题日益突出。

    同时，技术含量低也成为船企被淘汰的原因之一。我国过去几年虽然是世界第一大造船国，但是生产主要以干散货船为主，这是航运使用的最基本货船，技术含量低，很容易受到航运业变化影响。像LNG船这种技术难度高、新型环保的运输船，近年来订单一直增长较快，但是我国占有量却比较少。不难看出，在造船产能过剩的背后，是结构性矛盾突出。目前，常规船型依然占据我国大部分造船产能，而这也正是订单下滑最严重、最容易遭遇冲击的市场。如五洲造船厂主要船型是巴拿马级以下的散货船，这种船型2015年价格下滑50%以上。由于产品竞争力不强，2015年，我国规模以上船舶工业企业实现利润同比下降28.5%，面对日韩企业的强势竞争，我国船舶工业加快结构调整和转型升级的工作十分紧迫。

    四、上下游对燃料电池行业的影响

    （1）燃料电池行业上游产业对本行业的影响

    燃料电池行业的上游行业主要是制造质子交换膜、催化剂和石墨材料等关键部件的的相关行业，所以上游行业对燃料电池行业的影响主要是生产成本的影响，直接影响到产品价格的变化和燃料电池技术成熟水平，进而影响到燃料电池行业的产业化水平和发展前景。同时，燃料电池行业的变化也会对上游需求产生影响，如果燃料电池行业应用长时间无法产业化，也不会形成对上游产品的需求。

    燃料电池行业作为环境友好型的高科技新兴产业，其应用最多的燃料电池汽车的产品的需求主要受国家政策引导，尚未形成有效的市场需求，燃料电池行业仍将沿着其既定的规划路线发展。

    （2）燃料电池行业下游产业对本行业的影响

    燃料电池汽车和便携式燃料电池应用作为燃料电池行业的两个主要下游行业，也是燃料电池应用最有前景的两个行业。由于便携式燃料电池目前尚处于研发阶段，正式投入商业化应用还需要5-10年的时间，因此，便携式燃料电池应用对燃料电池行业的影响主要在于技术方面。在未来的几年，如果微型燃料电池技术趋于成熟同时成本容量比能够降低到与普通电池相当的水平，这将会是非常有前途的。

    在2009年我国首次成为世界第一汽车生产和消费国之后，我国2010年的汽车工业延续了2009年良好的发展态势。在购置税优惠、以旧换新、汽车下乡、节能惠民产品补贴等多种政策推动的作用下，汽车产销双双超过1800万辆，创造了全球历史新高。

    汽车消费的迅速增长将带来对传统汽车燃料的过度消耗，随着国家对节能减排要求的增加，汽车需求的增长也将推动对新能源汽车的需求，特别是在新能源客车领域需求将不断增加。燃料电池汽车作为新能源汽车的一部分，也将随着国家政策支持以及消费者需求增加而不断产业化，但最终能否成为未来汽车的主流尚需要观察包括燃料电池汽车在内的各种新能源汽车的技术进展。如果燃料电池汽车产业化水平得到提高，将有效推动对上游燃料电池行业的需求。