【研报】2020年燃料电池行业国产膜电极满足商用标准分析研究报告（20页）.pdf

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1、燃料电池产业链系列报告十二 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录内容目录 一、背景：政策、成本推动下，FCV 开启放量降本 . 4 1. 车辆电动化大势所趋，燃料电池为商用车电动化的优选方案 . 4 2. 政策、成本交替推动下，产业分两阶段实现快速成长 . 4 二、需求：燃料电池技术成本中枢，2030 年市场规模 350 亿 . 7 1. 膜电极是燃料电池的核心部件，在燃料电池成本占比超 30% . 7 2. 需求：整车放量拉动膜电极需求，2030 年市场规模将接近 350 亿元 . 8 三、技术：耐久性功率密度成本 . 10 1. 质子交换膜：海外企业供应为主，突破点在于超薄兼顾高

2、耐久性 . 10 2. 催化剂：低铂载&高性能&高耐久性仍是技术难点 . 11 3. 气体扩散层：海外企业把控碳纤维核心技术，碳纸进口为主 . 14 4. 制备工艺：CCM 是主流，第三代有序化膜电极是未来方向 . 15 四、国产化：膜电极达到商用标准，国产化推进带动成本下行 . 17 1. 国产膜电极初步满足商用标准，国产规模化带动成本下行 . 17 2. 原材料仍主要依赖进口，国产化逐步推进. 17 五、相关企业：初期一体化占优，远期第三方或是主流 . 19 六、风险提示 . 21 图表目录图表目录 图表 1：2017-2019 年重卡销量及市场占比 . 4 图表 2：2019 年重卡颗粒

3、物、NOx 排放占比 . 4 图表 3：氢燃料电池汽车分阶段进入平价时代 . 4 图表 4：2020 年 FCV、ICEV 全周期经济性对比（万元） . 5 图表 5：2020-2025 燃料电池系统降本曲线（元/W） . 6 图表 6：2020-2025 49t 燃料电池重卡降本趋势（万元） . 6 图表 7：燃料电池动力系统构成 . 7 图表 8：PEMFC 工作原理 . 7 图表 9：49t 燃料电池重卡成本构成 . 8 图表 10：燃料电池系统成本构成 . 8 图表 11：2021-2030 年国内 FCV 产量规模预测（万辆） . 8 图表 12：2021-2030 年国内膜电极市场

4、规模预测（亿元） . 9 图表 13：我国膜电极性能参数与目标 . 10 图表 14：质子交换膜性能决定电池性能、寿命 . 10 图表 15：质子交换膜技术方案 . 11 图表 16：全氟磺酸质子交换膜几乎都是以 Nafion 结构为基础 . 11 图表 17：目前最好的催化剂仍是 Pt 和 Pt 基催化剂 . 12 图表 18：铂载量下降，极化曲线在高电流密度急剧下降 . 12 图表 19：质量比活性、归一化电化活性面积水随循环次数下降 . 12 qRtMpPrPpOnRoPsQnQsNnQ7NbP9PnPqQoMrRfQmNmOiNqQrQaQmNtPuOqQzRxNoPsP 燃料电池产业

5、链系列报告十二 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 20：显微镜下的催化剂降解 . 12 图表 21：催化剂主要研究方向 . 12 图表 22： Pt 核壳催化剂制备过程 . 13 图表 23： Pt 核壳催化剂性能更佳 . 13 图表 24： Pt3Ni 纳米结构催化剂形成过程 . 13 图表 25： Pt/SnC 纳米线/Carbon paper 复合物 . 13 图表 26：低铂载膜电极技术不断突破，有助于加快燃料电池产业化进程 . 14 图表 27：理想的气体扩散层需要具备高导电性、多孔性、适当的亲水/憎水平 衡、高化学稳定性热稳定性 . 14 图表 28： 电子显微镜下的炭布

6、（正面/剖面） . 15 图表 29：电子显微镜下的碳纸（正面/剖面） ，结构更加均匀 . 15 图表 30：膜电极生产工艺 . 15 图表 31：CCM 法的贴花工艺 . 16 图表 32：溅射技术 . 16 图表 33：以反蛋白石结构材料为催化层的膜电极结构 . 16 图表 34：反蛋白石结构材料为催化层 . 16 图表 35：国内膜电极产能布局 . 17 图表 36：MEA 降本曲线（元/W） . 17 图表 37：东岳集团质子交换膜性能达标 . 18 燃料电池产业链系列报告十二 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 一、一、背景：政策背景：政策、成本推动下成本推动下，FCV 开启放量开