一、燃料电池行业市场竞争分析
1、燃料电池行业集中度情况
2015年我国燃料电池行业生产企业数量约几十家,行业产量主要集中在湖南科力远新能源股份有限公司、维动新能源股份有限公司、上海舜华新能源系统有限公司、上海神力科技有限公司、大连新源动力、北京碧空、东岳集团、新能源动力股份有限公司等几个企业,行业市场集中度相比其他行业较高,如下表所示:
2015年中国燃料电池行业市场集中度
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2、燃料电池行业研发机构竞争情况
(1)官方及非盈利机构
官方及非盈利机构
序号 | 官方及非盈利机构 |
1 | 中华人民共和国科学技术部 |
2 | 国家自然科学基金 |
3 | 中国氢能协会 |
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燃料电池研发机构—官方及非盈利机构
机构名称 | 主要研究和技术领域 |
中华人民共和国科学技术部 | 863计划:政府拨款支持电动汽车项目(包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型)。 973计划:政府拨款支持燃料电池、氢存储等基础研究。 |
国家自然科学基金 | 支持燃料电池等相关技术的基础研究。 |
中国氢能协会 | 从事与氢能相关的学术活动,推动氢能研究、开发、推广及应用。组织国内与氢能有关的学术交流、展览会等,参加国际与氢能有关的学术交流、展览会等。 |
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(2)研究所
研究所
序号 | 研究所 |
1 | 中国科学院大连物理化学研究所 |
2 | 中国科学院长春应用化学研究所 |
3 | 北京有色金属研究总院 |
4 | 中国科学院广州能源研究所 |
5 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 |
6 | 中国科学院上海有机化学研究所 |
7 | 中科院宁波材料所 |
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燃料电池研发机构—研究所
机构名称 | 主要研究和技术领域 |
中国科学院大连化学物理研究所 | 该所先后在碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接醇类燃料电池和质子交换膜燃料电池等诸多领域开展了大量的研发工作。该所于1993年开展了PEMFC的研究,在电极工艺和电池结构方面做了许多研究,现已研制成工作面积为140cm2的单体电池,其输出功率达0.35W /cm2。于1994年开展了SOFC的研究工作,主要集中在电极和电解质材料的研究。2000年该所已完成30kW车用用燃料电池的全部试验工作。2002年研制成功200W级直接甲醇燃料电池组。近年来,该所研制了百千瓦级质子交换膜燃料电池发动机,并与清华大学等单位联合开发成功了燃料电池城市客车,另外,还研制了应用于笔记本电脑等家电领域的百瓦级直接醇类燃料电池。 |
中国科学院长春应用化学研究所 | 主要从事质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池的研究开发。该所于1990年开始研究PEMFC,工作主要集中在催化剂、电极的制备工艺和甲醇外重整器的研制,已制造出100W PEMFC样机。1994年开展直接甲醇质子交换膜燃料电池的研究工作。90年代初该所开始了MCFC的研究,在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC的阳极材料等方面取得了很大进展。该所与美国CaseWesternReserve大学和俄罗斯氢能与等离子体研究所等建立了长期协作关系。 |
北京有色金属研究总院 | 从事氢储存技术和燃料电池相关材料的研究,进行PEMFC/光伏电池(制氢)互补发电系统的研究。 |
中国科学院广州能源研究所 | 从事发酵沼气燃料电池系统的实用化研究,以及制氢和再生能源技术。 |
中国科学院上海硅酸盐研究所 | 固体氧化物燃料电池(SOFC)相关技术的研究,主要侧重于SOFC电极材料和电解质材料的研究,系统研究了流延法制备氧化锆膜材料、阴极和阳极材料、单体SOFC结构等,已初步掌握了湿化学法制备稳定的氧化锆纳米粉和致密陶瓷的技术。 |
中国科学院上海有机化学研究所 | 研究质子交换膜燃料电池的关键材料与部件,2002年该所与上海同济科技实业股份有限公司和上海神力科技有限公司共同组建上海中科同力公司。 |
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(3)高等院校
高等院校
序号 | 高等院校 |
1 | 清华大学 |
2 | 同济大学 |
3 | 上海交通大学 |
4 | 厦门大学 |
5 | 北京理工大学 |
6 | 华南理工大学 |
7 | 天津大学 |
8 | 华中科技大学 |
9 | 中国科学技术大学 |
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燃料电池研发机构—高等院校
机构名称 | 主要研究和技术领域 |
清华大学 | 从事燃料电池客车和燃料电池发动机,氢的重整、存储、运输等研究开发。90年代初开展了SOFC的研究,利用缓冲溶液法及低温合成环境调和性新工艺成功地合成了固体电解质、空气电极、燃料电极和中间联结电极材料的超细粉,并开展了平板型SOFC成型和烧结技术的研究。1993年开展了PEMFC的研究,研制的单体电池在0.7V时输出电流密度为100mA/cm2,改进石棉集流板的加工工艺,并提出列管式PEMFC的设计,与德国Karlsrube研究中心建立了一定的协作关系。 |
同济大学 | 燃料电池轿车和加氢设施制造的研究开发。成功研制出“超越”系列燃料电池轿车,并且联合壳牌将于2006年底建成上海首座固定加氢站。 |
北京理工大学 | 1995年开始PEMFC的研究,单体电池的电流密度为150mA/cm2。近年来主要从事质子交换膜燃料电池电动汽车车辆技术的研发。 |
上海交通大学 | 主要从事质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等研究。研制成功了50kW级天然气熔融碳酸盐燃料电池发电系统,与泛亚汽车技术中心合作完成了“凤凰燃料电池展示车”等。 |
华中科技大学 | 从事固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池等及其相关材料,以及氢的存储等方面的研究。 |
华南理工大学 | 主要从事质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和固体氧化物燃料电池等研究。1992年开始了SOFC的研究,组装的管状单体电池,用甲烷直接作燃料,最大输出功率为4mW/cm2,电流密度为17mA/cm2,连续运转140h,电池性能无明显衰减。1997年开展了PEMFC的研究,其天然气催化转化制一氧化碳和氢气的技术现已申请国家发明专利。 |
天津大学 | 主用从事质子交换膜燃料电池的研究,1994年开展了PEMFC的研究,主要研究催化剂和电极的制备工艺。 |
中国科学技术大学 | 主要从事固体氧化物燃料电池的研究,1992年开始中温SOFC的研究。一种是用纳米氧化锆作电解质的SOFC,工作温度约为450℃。另一种是用新型的质子导体作电解质的SOFC,已获得接近理论电动势的开路电压和200mA/cm2的电流密度。此外,还在研究基于多孔陶瓷支撑体的新一代SOFC。 |
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(4)企业
相关企业一览
序号 | 企业 |
1 | 上海神力科技有限公司 |
2 | 上海燃料电池汽车动力系统有限公司 |
3 | 北京世纪富源燃料电池有限公司 |
4 | 北京飞驰绿能电源技术公司 |
5 | 大连新源动力股份有限公司 |
6 | 上汽汽车工业集团 |
7 | 福建南平南孚电池有限公司 |
8 | 上海中科同力化工材料有限公司 |
9 | 上海永久股份有限公司 |
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燃料电池研发机构—企业
机构名称 | 主要研究和技术领域 |
上海神力科技有限公司 | 专门从事质子交换膜燃料电池产品的研发与产业化,开发了5个系列的燃料电池产品,建立了全套的中小功率(0.1KW-30KW)与大功率(30KW-150KW)的质子交换膜燃料电池及其动力系统。公司产品主要有60-150kw城市大巴用燃料电池发动机或发电站,30-60kw轿车用燃料电池发动机或发电站,1-10kw车用燃料电池发动机,燃料电池游览车、发电站,1-150kw燃料电池堆,电池部件等。 |
上海燃料电池汽车动力系统有限公司 | 由上海汽车工业(集团)总公司、上海同济企业管理中心、上海科技投资公司、上海工业投资(集团)公司、信息产业部电子第二十一所及自然人共同出资成立,以开发?缍滴诵囊滴瘛A贤么笱Ш蜕掀殴餐ⅰ俺健毕盗腥剂系绯仄怠? |
北京世纪富源燃料电池有限公司 | 主要研制质子交换膜电池。 |
北京飞驰绿能电源技术公司 | 以开发生产质子交换膜燃料电池为主。 |
大连新源动力股份有限公司 | 主要从事质子交换膜燃料电池技术的研发,承担国家“863”重大专项燃料电池电动轿车发动机技术开发及测试技术平台建设。 |
上汽汽车工业集团 | 主要从事燃料电池汽车,储氢系统的研究。 |
福建南平南孚电池有限公司 | 研制用于便携设备的直接醇类燃料电池(与大连化学物理研究所合作)。 |
上海中科同力化工材料有限公司 | 公司致力于研究质子交换膜燃料电池的关键材料与部件,包括质子交换膜、膜电极及流场板等。 |
上海永久股份有限公司 | 研究以燃料电池为动力的电动自行车和小型摩托车。 |
苏州小羚羊电动汽车公司 | 研制以燃料电池为动力的电动自行车。 |
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3、燃料电池行业“波特五力”模型分析
(1)行业上游供应商议价能力分析
以应用最有前景的质子交换膜燃料电池为例,所需原料主要为质子交换膜、碳纤维材料、催化剂和石墨材料等。我国这些原料的生产技术水平低,产品质量水平不高,导致我国燃料电池关键配件中很大一部分依赖进口,上游供应商的讨价能力较高。
(2)行业下游用户议价能力分析
燃料电池行业的下游行业主要是燃料电池汽车行业和便携式燃料电池使用行业等。尽管燃料电池在这些下游行业应用前景广阔,但目前燃料电池在这些下游行业的应用主要处于研发和示范阶段,产业化水平较低。因此目前来说燃料电池行业下游用户讨价还价能力一般,长期来看,由于燃料电池行业技术要求高,企业集中度较高,下游用户的讨价还价能力将走弱。但是,值得注意的是,很多汽车制造企业成为燃料电池企业的股东,讨价还价能力走弱给车企带来的负面影响有限。
(3)行业替代品威胁分析
替代品是指那些与客户产品具有相同功能的或类似功能的产品。从燃料电池的主要应用来看,燃料电池汽车方面的替代品主要包括锂电池汽车、太阳能汽车等其他新能源汽车,便携式燃料电池的替代品也包括锂电池和太阳能电池等。鉴于燃料电池的发展处于刚刚起步阶段,如果不能很好的处理成本、技术成熟度以及配套设施上的问题,燃料电池产品相比其替代品而言就不具备明显的优势,因此燃料电池替代性竞争的压力较大。
(4)行业潜在进入者威胁分析
由于燃料电池行业进入和退出壁垒较高,而国内大部分燃料电池科研机构都具有自己所支持的燃料电池企业,因此行业的潜在进入者威胁不是很大。
(5)行业现有企业竞争分析
在目前燃料电池行业产业化水平较低的情况下,行业现有企业间的竞争主要表现为技术竞争和与政府、下游企业合作关系方面的竞争。行业内不同企业技术优势不同,比如北京飞驰绿能电源技术有限责任公司在制氢加氢站方面具有优势,而上海神力科技有限公司则在燃料电池汽车上具有丰富的经验。但是总体上燃料电池行业由于进入技术壁垒较高,没有较高的技术水平很难进入,因而各个企业之间技术水平上差距不大。从合作关系方面来看,由于我国目前燃料电池用户主要为政府和车企,因此具有良好的政府和下游企业合作关系则有利于企业的经营和发展。
4、燃料电池行业当前竞争特点总结
通过对燃料电池行业的竞争结构分析可知,目前的燃料电池行业竞争状况呈现以下几个特征:
1.在目前燃料电池行业产业化水平较低的情况下,行业现有企业间的竞争主要表现为技术竞争和与政府、下游企业合作关系方面的竞争。
2.燃料电池行业下游用户讨价还价能力一般,长期来看,由于燃料电池行业技术要求高,企业集中度较高,下游用户的讨价还价能力将走弱。
3.由于燃料电池行业进入和退出壁垒较高,而国内大部分燃料电池科研机构都具有自己所支持的燃料电池企业,因此行业的潜在进入者威胁不是很大。
4.由于燃料电池替代品较多,因此替代品对燃料电池产品构成威胁压力。
5.上游原料对于燃料电池企业的生产具有重要的作用,而我国燃料电池原料生产集中度较高,而且对国外高端产品依赖性较强,因而燃料电池企业在与上游供应商的讨价还价中相对处于弱势地位。
二、燃料电池行业发展方向与趋势分析
1、燃料电池行业未来发展方向
燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物,代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来,则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。最乐观的预测,以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时问,即使在一定程度上实现了商业化,也会是以一种高成本的方式。
2、燃料电池行业趋势预测分析
1.重点投资质子交换膜燃料电池新材料的研发和生产
质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池, 最有希望作为未来电动汽车的发动机,近几十年来取得了长足的发展。2005-2010 年,单是小型电源领域,全世界已经有超过15万套燃料电池交付使用,总功率超过了15MW,其中96%是质子交换膜燃料电池。在交通领域中,质子交换膜燃料电池因为最有希望成为未来电动汽车的发动机而受到广泛关注,全球几乎主要的汽车生产商都在致力于燃料电池汽车的开发。
但质子交换膜燃料电池的大规模商业化还面临成本和寿命两大问题,积极开发新材料是解决这两大问题的必经之路, 也是目前质子交换膜燃料电池投资的重点。
2.重点投资直接甲醇燃料电池的研发和生产
直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种将化学能连续不断地转化为电能的可再生清洁能源,具有能量转化效率高、运行安全方便、发电时间持久等优点,特别适合作为笔记本电脑、电动自行车等便携式中小型化电源或充电电源使用,自 20世纪60年代初问世以来,已迅速发展成为国际高新技术竞争中的重要热点之一。
其中,中科院长春应化所早在 20世纪90年代初就在国内率先开展了直接醇类燃料电池的研究,在电催化剂、电极反应过程、质子交换膜材料基础及改性、催化电极和催化电极/质子交换膜复合体、整机集成等方面进行了系统探索,并在“十五”初期研制出国内首台百瓦级DMFC电池堆,推出中国首台 DMFC电动自行车。2007年5 月,长春应化所与中科院大连化物所、南京师范大学获得国家“863”计划课题“直接甲醇燃料电池技术”的支持。经过3年的攻关,他们研究改进了催化剂的制备方法,优化了电极及制备工艺,研究了不同流场及电池结构对电池性能的影响,突破了催化剂制备及性能、电极及膜电极集合体制备工艺、电池结构改进等关键技术,组装了小型自呼吸式和中型主动式 DMFC样机,完成了电动自行车、手机及笔记本电脑电源的演示应用。预计未来直接甲醇燃料电池研究将不断取得新成果,发展潜力巨大。
3.重点投资燃料电池汽车的研发和生产
从长远来看,氢能作为最洁净、高效的新能源,已经引起全世界的广泛关注。燃料电池汽车以其零尾气排放和对能源的独立性,有望实现汽车工业长期梦寐以求的目标,并向世人展示了其良好的应用前景,虽然短时间内难以大规模商业化,但我国在燃料电池技术开发上仍然拥有一定的优势,应当结合外国先进的汽车制造技术,争取尽快将燃料电池汽车推向市场,因而具有广阔的投资潜力。
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》
2022-2028年中国燃料电池行业市场竞争态势及投资方向分析报告
《2022-2028年中国燃料电池行业市场竞争态势及投资方向分析报告》共八章,包含燃料电池产业市场分析,燃料电池国内重点生产厂家分析,2022-2028年燃料电池产业发展趋势及投资风险分析等内容。
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