中投網(wǎng)2025-04-16 09:40 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在全社會綠色轉(zhuǎn)型的過程中，在實現(xiàn)碳達峰碳中和的各種技術里，新型電池扮演著不可或缺的關鍵的作用。新能源汽車、低空飛行器和人形機器人等新興產(chǎn)業(yè)，都需要安全且能量密度高的動力電池；輔助光伏風電等新能源電池平穩(wěn)上網(wǎng)，調(diào)整電網(wǎng)用電的波峰波谷，確保整個新型電力體系的安全和高效，需要安全低成本儲能電池。
未來幾年，各種不同技術路線的新型電池還會不斷推出，各下游領域的配套需求會帶動新型電池市場規(guī)�？焖僭鲩L，新型電池將很快成為萬億級產(chǎn)業(yè)，而且未來增長空間巨大。
中投顧問發(fā)布的《2025-2029年中國新型電池行業(yè)應用場景剖析及投資機會研究報告》，詳細分析了鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、固態(tài)電池和氫燃料電池的現(xiàn)狀和趨勢，是新型電池產(chǎn)業(yè)的專業(yè)參考資料。
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在全球追求綠色、可持續(xù)能源的大背景下，氫燃料電池作為一種極具潛力的能源解決方案，正逐漸嶄露頭角。它憑借清潔高效的特性，為諸多領域的能源變革帶來曙光，已然成為新能源領域備受矚目的 “潛力股”。本文將深入剖析氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從技術路線成熟度、供應鏈瓶頸等多個維度展開探討。
一、技術路線成熟度
(一)技術進展
1.質(zhì)子交換膜(PEM)電池
在氫燃料電池的技術版圖中，質(zhì)子交換膜電池無疑是發(fā)展勢頭最為迅猛的一支。以豐田 Mirai 第二代系統(tǒng)為例，這款堪稱行業(yè)標桿的產(chǎn)品，實現(xiàn)了功率密度的重大突破，成功跨越 4.0kW/L 這一關鍵節(jié)點。功率密度的躍升意義非凡，想象一下，在同樣大小的空間里，電池能夠釋放出更為強勁的電能。當運用到汽車領域時，車輛的動力性能仿佛被注入了一劑強心針。
搭載豐田 Mirai 第二代系統(tǒng)的汽車，在加速體驗上堪稱驚艷，百公里加速時間大幅縮短，駕駛者輕踩油門，便能感受到強烈的推背感，瞬間與傳統(tǒng)燃油車拉開差距。不僅如此，續(xù)航里程也得到了切實有效的提升，讓車主告別 “里程焦慮”，無論是城市通勤還是長途旅行，都能從容應對。
豐田是如何達成這一創(chuàng)舉的呢?一方面，在質(zhì)子交換膜材料的研發(fā)上，豐田投入了大量心血，通過不斷篩選、改良，找到了性能更優(yōu)的材料，使其質(zhì)子傳導效率顯著提高;另一方面，電極結(jié)構的創(chuàng)新設計猶如精妙的棋局布局，優(yōu)化了電荷傳輸路徑，減少了能量損耗，雙管齊下，為質(zhì)子交換膜電池在交通運輸行業(yè)的大規(guī)模商用推開了一扇寬敞的大門。
2.高溫固體氧化物燃料電池(SOFC)
BloomEnergy 在高溫固體氧化物燃料電池商業(yè)化的征程中，一路高歌猛進，取得了令人矚目的成績 —— 將電池效率提升至 65%。這一數(shù)據(jù)背后，蘊含著巨大的能源變革潛力。高溫固體氧化物燃料電池宛如一位 “能源多面手”，具有極為廣泛的燃料適應性，氫氣、天然氣、生物氣等各類燃料在它面前都能被高效利用。
在分布式能源項目里，它扮演著中流砥柱的角色。以小型社區(qū)供電為例，一臺高溫固體氧化物燃料電池機組悄然矗立，源源不斷地將燃料中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，穩(wěn)定地為周邊住戶輸送電力。相較于傳統(tǒng)的集中式供電模式，它極大地減少了能源傳輸過程中的線路損耗，也避免了因遠距離輸電故障引發(fā)的停電風險，讓社區(qū)的燈火長明，可靠性大幅躍升。
(二)供應鏈瓶頸
1.鉑催化劑
鉑催化劑堪稱氫燃料電池的 “心臟”，其催化作用是整個電池化學反應的關鍵驅(qū)動力。然而，這顆 “心臟” 卻面臨著資源稀缺與價格高昂的雙重困境。值得慶幸的是，近年來行業(yè)在降低鉑催化劑用量方面砥礪奮進，成效顯著，目前已降至 0.1g/kW，相較于 2015 年，降幅高達 80%。
盡管用量大幅減少，但國產(chǎn)化率不足 30% 的現(xiàn)狀，依舊如同一堵高墻，橫亙在國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)前進的道路上。國內(nèi)在鉑催化劑制備技術層面，與國際先進水平尚存差距，這使得大部分高端鉑催化劑不得不依賴進口。
對于國內(nèi)氫燃料電池生產(chǎn)企業(yè)而言，這種依賴就如同在頭頂懸了一把 “達摩克利斯之劍”。國際市場上鉑價格的一絲波動，或是供應渠道的些許不暢，都會在國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)掀起驚濤駭浪。原材料供應的不穩(wěn)定，直接沖擊著生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性，讓企業(yè)在市場競爭中步履蹣跚。
2.碳纖維儲氫罐
碳纖維儲氫罐作為氫燃料電池系統(tǒng)中儲存氫氣的關鍵 “堡壘”，其成本占比超過 40%，地位舉足輕重。當下，全球碳纖維儲氫罐市場呈現(xiàn)出高度集中的態(tài)勢，日本東麗、美國 Hexcel 等企業(yè)占據(jù)主導，如同行業(yè)的 “巨人”。
這些企業(yè)憑借深厚的技術積累，在碳纖維材料性能優(yōu)化上精益求精，研發(fā)出高強度、輕量化的碳纖維，讓儲氫罐在保證安全的前提下，盡可能減輕自重，提升儲氫效率。同時，罐體制造工藝更是精湛絕倫，從纏繞成型到密封檢測，每一道工序都嚴格把關。
反觀國內(nèi)企業(yè)，在技術研發(fā)的深度與廣度上稍顯遜色，產(chǎn)能規(guī)模也難以滿足市場急劇膨脹的需求。在國內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際，碳纖維儲氫罐的供應短缺問題愈發(fā)凸顯。許多城市雄心勃勃地規(guī)劃氫燃料電池汽車推廣項目，卻因儲氫罐供應不足，導致項目建設進度滯后，如同高速行駛的列車被猛然拉住剎車，嚴重制約了氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的前進步伐。
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