燃料电池双极板行业分析_燃料电池双极板市场调研_燃料电池双极板行业报告-头豹科创网

燃料电池双极板

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李卿云·头豹分析师

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行业：

能源、采矿业/能源设备与服务/能源设备与服务能源

关键词：

燃料电池汽车燃料电池系统燃料电池电堆双极板

行业定义

双极板是燃料电池电堆的核心结构件，其主要作用是通过表面的流场为膜电极输送反应气体，起到支撑机械结构、均匀分配气体、排水、导热、导电的作用，其性能优劣将直接影响电堆的体积、输出功率和寿命。同时，双极板在燃料电池电堆的质量、体积和成本中占据着主导地位，因此，不断提高双极板制造技术对于减小燃料电池电堆质量与体积、降低燃料电池电堆成本具有重要意义。

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行业分类

从其材料构成分类来看，目前市场上氢燃料电池的双极板分为石墨、金属和复合材料三大类。

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行业特征

燃料电池双极板目前的主流技术路线可分为石墨双极板与金属双极板，二者的市场应用占比趋于平衡。燃料电池石墨双极板率先实现商业化大规模应用，金属双极板后来居上，2021年市占率首次突破50%，达到51.3%，技术已趋成熟。燃料电池石墨双极板与燃料电池金属双极板均呈现行业头部集中现象，2021年中国石墨双极板出货规模TOP3企业CR3高达79.2%，专攻金属路线的治臻股份金属双极板产品市占率超过50%，在下游系统公司中，配备金属堆产品市占率TOP5企业在金属双极板系统中的市场份额合计达87%。2021年中国双极板企业数量同比增加约20%，市场竞争日益激烈。当前双极板企业遍布全国，其中华东地区最为集中。

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发展历程

燃料电池双极板行业

目前已达到 3个阶段

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产业链分析

上游分析中游分析下游分析

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行业规模

燃料电池双极板行业规模

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政策梳理

燃料电池双极板行业

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竞争格局

当前中国燃料电池双极板行业随着入局初创企业数量增多，竞争日益激烈，但深耕行业赛道、具备一定规模的企业仍相对较少。在燃料电池石墨双极板与燃料电池金属双极板两种主流技术路线中，行业均呈头部集中现象。2021年中国石墨双极板出货规模TOP3企业CR3高达79.2%，金属双极板龙头企业治臻股份产品的市场占有率超过50%，且龙头企业如国鸿氢能、治臻股份积极筹备融资上市，未来竞争格局或将趋于垄断，但不排除复合材料双极板技术出现重大变革，成本大幅降低，行业格局重新洗牌的可能性。中国燃料电池双极板行业相较国外起步较晚，发展时间较短，市场参与者可大致分为两类：一类是以双极板生产为主营业务的专业供应商，例如治臻股份、浙江华熔等；一类是为实现产业链自主可控而对双极板展开布局的燃料电池企业，例如国鸿氢能、明天氢能，以及通过成立合资公司推进“一膜两板”生产线建设的威孚高科。

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摘要

双极板是燃料电池电堆的核心结构件，起到支撑机械结构、均匀分配气体、排水、导热、导电的作用，其性能优劣将直接影响电堆的体积、输出功率和寿命。燃料电池双极板目前的主流技术路线可分为石墨双极板与金属双极板，复合材料双极板尚处于研究开发阶段，前二者的市场应用占比趋于平衡。燃料电池石墨双极板与燃料电池金属双极板均呈现行业头部集中现象，2021年中国双极板企业数量同比增加约20%，随着新入局初创企业的增多，市场竞争日益激烈。当前燃料电池主要应用于交通领域，双极板市场规模的增长受燃料电池汽车销量、单车平均功率与双极板单位功率平均价格的驱动，从需求口径测算，市场规模预计2023年可达2.8亿元，2027年突破15亿元，整体呈稳步上扬趋势。中国燃料电池双极板行业相较国外起步较晚，发展时间较短，市场参与者可大致分为两类：一类是以双极板生产为主营业务的专业供应商，例如治臻股份、浙江华熔等；一类是为实现产业链自主可控而对双极板展开布局的燃料电池企业，例如国鸿氢能、明天氢能，以及通过成立合资公司推进“一膜两板”生产线建设的威孚高科。行业龙头企业如国鸿氢能、治臻股份积极筹备融资上市，未来竞争格局或将趋于垄断，但不排除复合材料双极板技术出现重大变革，成本大幅降低，行业格局重新洗牌的可能性。

燃料电池双极板行业定义

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燃料电池双极板是燃料电池的重要组成部分，其主要功能是将氢气和氧气转化成电能。在燃料电池双极板行业中，常用的定义有以下几种： 1. 燃料电池双极板是将氢气和氧气转化成电能的主要装置，由导电材料制成，用于承载电极反应，并将产生的电能输出至电路中。 2. 燃料电池双极板是燃料电池核心组件之一，由导电材料制成，用于将氢气和氧气转化成电能，并将产生的电能输出至电路中。 3. 燃料电池双极板是燃料电池中的关键部件之一，由导电材料制成，用于承载电极反应，将氢气和氧气转化成电能，并将电能输出至电路中。三种定义的共同点在于：燃料电池双极板是燃料电池的核心组件之一，使用导电材料制成，主要作用是将氢气和氧气转化成电能，并将产生的电能输出至电路中。其区别和差异在于：第一种定义中，强调双极板的作用是承载电极反应；第二种定义中，强调双极板是燃料电池的核心组件之一；第三种定义中，强调双极板是燃料电池中的关键部件之一。因此，不同的定义在强调的重点上有所不同，但都在描述燃料电池双极板的作用和组成方面有所涉及。

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1：https://www.dongchedi.com/article/7117901262682751488

2：http://www.chinabattery.org/content2/1310/1316/1053148.html

3：新材料在线官网，《2022年中国氢能及燃料电池产业发展趋势报告（三）》；中国电池工业协会，《一文了解国内燃料电池双极板企业及最新动态》

新材料在线官网，《2022年中国氢能及燃料电池产业发展趋势报告（三）》；中国电池工业协会，《一文了解国内燃料电池双极板企业及最新动态》

燃料电池双极板行业分类

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燃料电池双极板行业的主流分类标准是按照材料分类。根据材料不同，燃料电池双极板可以分为三类：金属双极板、碳纤维双极板和聚合物双极板。金属双极板是最早被使用的一种双极板。这种双极板主要由钛、钼、铬、铜、镍等金属制成。金属双极板的优点是价格低廉，制造工艺成熟，但其缺点也很明显，主要表现在以下几个方面：1. 金属双极板的导电性较差，会引起电流集中现象，从而降低燃料电池的效率；2. 金属双极板容易受到腐蚀和氧化，从而导致燃料电池的寿命缩短；3. 金属双极板的重量大，会增加整个燃料电池的重量，影响其在车辆、飞机等领域的应用。碳纤维双极板是近年来发展起来的一种新型材料双极板。碳纤维双极板的优点是具有较好的导电性和化学稳定性，能够有效地提高燃料电池的效率和寿命。同时，碳纤维双极板的重量轻，可减轻燃料电池整体重量，提高燃料电池在车辆、飞机等领域的应用性能。碳纤维双极板的缺点是价格较高，制造工艺还不够成熟。聚合物双极板是另一种新型材料双极板。聚合物双极板的优点是具有优异的导电性、耐腐蚀性和化学稳定性，能够提高燃料电池的效率和寿命。聚合物双极板的缺点是价格较高，制造工艺还不够成熟。综上所述，金属双极板是传统的燃料电池双极板材料，制造成本低，但是效率和寿命没有现代材料双极板高；碳纤维双极板和聚合物双极板是近年来研发起来的新型材料双极板，具有较好的导电性、耐腐蚀性和化学稳定性，能够提高燃料电池的效率和寿命，但价格较高，制造工艺还不够成熟。在未来，随着技术的不断发展，燃料电池双极板材料的研发和应用将会得到进一步的提升和完善。

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从其材料构成分类来看，目前市场上氢燃料电池的双极板分为石墨、金属和复合材料三大类。

燃料电池双极板分类

燃料电池石墨双极板

石墨双极板在燃料电池的工作环境中具有良好的化学稳定性，耐腐蚀，在质子交换膜燃料电池研究与应用中使用较为广泛。当前，石墨双极板技术已经成熟，并已实现商业化大规模应用，但具有易碎、加工昂贵等缺点。中国国内石墨双极板技术近年来发展十分迅速，技术水平与国外相当，已基本实现国产化，目前研究重点是制作工艺的改进和减小石墨板的厚度，以降低成本和提高质量功率密度。

燃料电池金属双极板

金属双极板具有强度高、韧性好和成本低的优点，可方便地加工制成较薄的质子交换膜燃料电池双极板，厚度在0.1-0.3mm之间，主要应用于乘用车，例如丰田Mirai采用的就是金属双极板。但金属双极板存在易受腐蚀、金属离子污染、密度大、质量重、表面易形成氧化物薄膜等缺点。燃料电池寿命主要取决于金属板上的涂层，表面改性的多涂层结构是金属双极板的主要发展方向。

燃料电池复合材料双极板

复合材料双极板兼具石墨材料的耐腐蚀性和金属材料的高强度特性，密度低、抗腐蚀、易成型，但制备工艺繁杂，成本较高。复合材料双极板在国外已突破0.8mm薄板技术，具备与金属板同样的体积功率密度。中国国内除国鸿氢能具备来自加拿大Ballard公司的授权技术外，其他复合材料双极板尚处于研究开发阶段。

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1：http://www.chinabattery.org/content2/1310/1316/1053148.html

2：https://www.dongchedi.com/article/7117901262682751488

3：中国电池工业协会，《一文了解国内燃料电池双极板企业及最新动态》；新材料在线官网，《其主要作用是通过表面的流场为膜电极输送反应气体》

中国电池工业协会，《一文了解国内燃料电池双极板企业及最新动态》；新材料在线官网，《其主要作用是通过表面的流场为膜电极输送反应气体》

燃料电池双极板行业特征

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用户画像、行业周期和发展前景是中国燃料电池双极板行业的重要维度。用户画像：燃料电池双极板是燃料电池系统的核心部件之一，广泛应用于汽车、铁路、航空航天等领域。因此，行业用户主要包括汽车制造商、轨道交通设备制造商、飞机制造商等。在这些用户中，汽车制造商是最重要的用户，占据了燃料电池双极板市场的大部分份额。据市场研究报告，2019年全球燃料电池汽车销量为1.4万辆，其中中国销售了约1.2万辆，占据了全球市场的近90%。因此，中国燃料电池双极板市场的主要用户是中国汽车制造商。行业周期：燃料电池双极板行业处于高速发展期。随着全球对环境保护意识的增强，以及中国政府对新能源汽车的政策支持，燃料电池汽车市场正在快速增长。根据市场研究机构的预测，2020年-2025年，全球燃料电池汽车销量年复合增长率将达到50%以上。同时，中国政府也在积极推动燃料电池汽车的发展，通过政策扶持和资金支持，大力推进燃料电池汽车产业化。因此，燃料电池双极板行业处于高速发展期，并有望在未来几年内迎来爆发式增长。发展前景：随着全球对环境保护的关注度不断提高，燃料电池汽车市场将得到更多的政策支持和资金投入，市场规模将不断扩大。同时，随着技术的不断进步，燃料电池汽车的性能和可靠性将得到进一步提升，产品成本也将不断降低。这将进一步推动燃料电池汽车市场的发展，同时也将带动燃料电池双极板市场的快速增长。据市场研究机构的预测，2020年-2025年，全球燃料电池双极板市场规模年复合增长率将达到60%以上。因此，燃料电池双极板行业具有广阔的发展前景。数据来源： 1. 《2019-2025年全球燃料电池汽车市场研究报告》 2. 《2019年中国新能源汽车产业年度报告》 3. 《2020-2025年全球燃料电池双极板市场研究报告》

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石墨双极板与金属双极板市占率趋于平衡

石墨双极板与金属双极板的市场应用占比趋于平分秋色，石墨双极板率先实现商业化大规模应用，金属双极板后来居上，技术路线已趋成熟。

燃料电池双极板按照材料构成可分为石墨双极板、金属双极板与复合材料双极板，由于复合材料双极板仍处于研究开发阶段，市场应用占比暂忽略不计。2019年石墨双极板市占率为78%，金属双极板仅为22%；2020年石墨双极板依然是市场应用的主流，占比65%，金属双极板占比35%；2021年采用金属双极板路线的燃料电池汽车数量占比首次突破50%，达到51.3%，石墨双极板市占率下滑至48.7%。金属双极板凭借强度高、韧性好、成本低等优点，市场份额逐步走高，这体现了大功率、重载量成为行业的主要趋势，系统厂商开始倾向于选择能够实现更高功率密度的金属堆产品，同时也说明金属堆燃料电池在耐久性方面已足够媲美其他技术路线。

行业集中度高

在燃料电池双极板的两种主流技术路线中，石墨双极板与金属双极板均呈现行业头部集中现象。

2019年中国石墨双极板出货规模TOP3企业CR3高达91.4%,2020年CR3达到73.0%，2021年CR3同比上年增长6.2%，达到79.2%。2021年中国氢燃料电池石墨双极板出货规模TOP3企业分别为上海弘枫、华熔科技与弘竣新能源。2021年，在下游系统公司中，配备金属堆产品市占率TOP5企业依次为亿华通、海卓动力、未势能源、捷氢科技与国电投氢能，在金属双极板系统中的市场份额合计达87%。考虑金属路线在双极板系统中的应用占比，TOP5企业在双极板系统中的整体应用占比为44.5%。从企业出货规模看，2021年治臻股份金属双极板产品的市场占有率超过50%。

入局企业数量增多

涌入双极板领域的企业数量增多，市场竞争日益激烈。

2021年中国双极板企业数量同比增加约20%。青岛祥碳、博远新能源、惠州海龙等都是涉足双极板领域的新面孔，其中青岛祥碳来自“中国石墨之乡”青岛莱西市，该公司由石墨制品转型入局燃料电池双极板，现已完成样品开发与客户送样；博远新能源的母公司是轴承业龙头企业山东金帝精密，博远新能源是其为布局燃料电池双极板而新成立的公司。该公司现入局仅1年，已可为客户提供定制化的燃料电池双极板解决方案。2022年5月，威孚高科在投资者互动平台上表示，公司已经实现氢燃料电池核心零部件产品小批量生产与销售，包括“一膜两板”（膜电极、石墨双极板、金属双极板）以及BOP关键零部件等。其中“一膜两板”国产化能力建设已启动，合资公司建设正积极推进，预计年内可完成国内生产线建设，目前本地化客户项目都在积极对接和推进。随着越来越多的初创企业在双极板方面展开布局，这一领域的竞争将愈发激烈。

区域产业集聚效应显著

从区域分布看，双极板企业遍布全国，华东地区最为集中。

当前，中国双极板企业在全国华东、华南、华北、东北地区都有所分布，其中华东地区的双极板企业数量最多，也是国内石墨双极板和金属双极板生产企业最为集中的区域。国内主要石墨双极板企业弘竣新能源、华熔科技、上海弘枫，以及金属双极板代表企业治臻股份、三佳机械、浙江菲尔特等都位于华东地区。

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1：https://www.gg-fc.com/art-43032.html

2：https://mp.weixin.qq.com/s/-MU_h3ySXDL8sKU4CIHpUw

3：https://www.gg-fc.com/art-43294.html

4：http://pdf.dfcfw.com/pdf/H2_AN202206301575662109_1.pdf

5：https://www.laoyaoba.com/n/819339

6：高工氢电网，《燃料电池双极板市场格局深度剖析》；华电氢能技术中心，《我国金属双极板氢燃料电池市占率逐年提升》；高工氢电网，《GGII：石墨双极板出口占比近40%，2021年中国石墨双极板出货TOP5企业》；治臻股份招股说明书；集微网，《威孚高科：已实现氢燃料电池核心零部件产品小批量生产与销售》

高工氢电网，《燃料电池双极板市场格局深度剖析》；华电氢能技术中心，《我国金属双极板氢燃料电池市占率逐年提升》；高工氢电网，《GGII：石墨双极板出口占比近40%，2021年中国石墨双极板出货TOP5企业》；治臻股份招股说明书；集微网，《威孚高科：已实现氢燃料电池核心零部件产品小批量生产与销售》

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