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目前世界前十大营收企业,除Walmart外,均有投资氢能或燃料电池产业,显示世界一流企业都看好其产业发展前景。而燃料电池产业从上游到下游,牵涉到许多关联行业,包括:上游之制氢原料如天然气、甲醇等石化燃料的供应,以及氢的生产、燃料重组、氢气储存等;还有中游的燃料电池组及其零组件、控制系统等BOP(Balance-of-Plant)零件。若为燃料电池车辆,则还需要驱动马达(Electric Traction Motor)、传动系统等零组件。下游应用产品则如前述包含运输工具、定置型发电系统、便携式电源产品…等。投入燃料电池产业上游供应链的主要研发厂商,参考表一。
表一、燃料电池产业供应链分析(主要参与厂商)
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原料供应 |
氢H2生产 |
氢H2改质(Reformation) |
氢H2储存 |
燃料电池零组件 |
燃料电池组 |
马达驱动系统(Drivetrains) |
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-Air Products & Chemicals -BP -Exxonmobil -Methanex -Praxair -Proton Energy system -Synergy Technologies -Syntroloum -Texaco Energy Systems -Shell Oil -Iwatani International … |
-BMW AG -DaimlerChrysler -General Motors -Honda -Mitsubishi(H3 Energy、Mitsubishi Heavy) -Toyota -Shell Hydrogen -Proton Energy -Air Liquide -Hydrogenics -Hydrogen Solar -H2fuel -Air Products & Chemicals -Norsk Hydro Electrolysers -ECD Ovonics -Hydro -ILT Technology -Iwatani International -MesoFuel -Linde -Sumisho Air Water … |
-Catalytica -Exxonmobil -Hydrogen Burner Technologies -Ida Tech -Jhonson Mattey -MacDormolt Technology -Nuvera Fuel Cells -Procyon Power Systems -BMW AG -DaimlerChrysler -Ford -General Motors -Honda -Nissan -PSA Peugeot Citroen -Renault -Toyota -Volkswagen -Praxair -Air Products -Babcock -ChevronTexaco Technology Ventures -Hexion -H2Gen -HyRadix -Ztek … |
-Dynetek Industries -Energy Conversion Devices -Ergenics -IMPCO Technology -Millenium Cell -Powerball Technologies -Quantum Technologies -BMW AG -DiamlerChrysler -Ford -General Motors -Honda -Toyota -Air Liquide -Ovonic Hydrogen Systems -General Hydrogen -HERA Hydrogen Storage Systems -Hexion Components … |
-Asahi Glass -Celanese -Dmc2 -Donaldson Company -Dupont -ElectronChem -Evlonyx -Freudenberg Nok -Gaslatel -GreenVolt Power -Ion Power -Matsidjta batteru Omdistroa; -Maxwell Technologies-NexTech Materials -Panasonic EV energy -Quantum Technologies -Satco, n Technology -SGL Carbon -Toray -UCAR International -Jhonson Mattey … |
-Anuvu -Ballard Power Systems -DCH Technology & Chassis -Energy Partners -Fev Motoren-technik -Global Thermoelectric -H Power -Hydrogenics -McDermott Technology -Medis Technologies -Nuvera Fuel Cells -Plug Power -UTC Fuel Cells -Zevco/Zetek Power -BMW AG -DiamlerChrysler -Fiat -Ford -General Motors -Honda -Hyundai -Mitsubishi -Nissan -Renault -Toyota -Volkswagen -Siemens Westinghouse - … |
- -Emorson Motors -Enova Systems -Solactria -UQM Technologies -XCELLSIS -DaimlerChrysler -Fiat -Ford -General Motors -Honda -Nissan -PSA Peugeot Citroen -Renault - … |
目前燃料电池技术类型以PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)为主,其主要分成三个次系统,包含碳氢燃料处理系统的重组器(Reformer)或储氢器、燃料电池组(Fuel Cell Stack)、及燃料电池本体以外的BOP(Balance of Plant)零组件;目前各次系统关键零件的主要供货商,参考表一。
另外,以成本结构分析,就PEMFC定置型发电系统而言,若有搭载重组器者,其三个主要次系统为重组器、电池组、BOP等,各约占整个系统制造成本的三分之一;而若就使用纯氢燃料的5kW PEM燃料电池系统(不含储氢器)而言,美国Battelle公司分析产量在1000套以下,其成本结构以燃料电池组及其外围零件占成本比重63%最大,而电力电子(Power Electronics)与系统整合部份则占约22%,参考图1。另外,就燃料电池汽车而言,若包含燃料处理器、电池组、BOP,再加上马达驱动系统,则每一次系统大约占总制造成本之四分之一。
由于燃料电池系统尚未大量商品化,目前系统厂商的经营策略仍处于摸索阶段,尚未有所定论,但一般而言,燃料电池组以及电动马达驱动系统属于系统供货商的核心技术能力,将会以自行生产居多;而其它BOP零组件与燃料处理器,系统厂商将有可能会以对外采购为主。德国AMCG国际管理顾问公司估计,燃料电池系统零组件业的附加价值将可占整体产业50-70%,因此市场商机潜力庞大。
表二、PEMFC系统关键零组件分析
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次系统 |
关键零组件 |
供应来源 |
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燃料处理 |
重组器 |
Wellman(英)、Hydrogen Burner Technology 、Praxair、Air Products (美)、Wellman(英)、IDA、JM、Catalytica Energy Systems、Synergy Technology…等。 |
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触媒 |
JM、MTI…。 | |
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反应器/热交换器 |
日本川崎重工…等。 | |
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传感器 |
H2 Scan, Honeywell…等。 | |
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储氢器 |
Energy Conversion Devices(美)、GfE(德)、Hydrogen Systems NV(比利时)、Stuart Energy Systems(加)、Dyneteck Industries、Quantum Technologies…等。 | |
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电池组 |
膜电极组(MEA) |
DuPont、JM、 |
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电解隔离膜 |
DuPont(美)供应的NAFION及TEFLON、ElectroChem(美)、WL Gore & Associates(美)、Victrex(英)、Asahi Glass Company(日)等多家厂商供应。 | |
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石墨板、碳材 |
Graftech(美)、SGL Carbon(德)…等多家厂商供应。 | |
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触媒 |
ElectroChem(美)、Johnson Mathhey(英)、Tanaka Precious Metal Group(日)、E-TEK(美) …等多家厂商供应。 | |
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电极 |
ElectroChem(美)、Gaskatel(德)、WL Gore & Associates(美)、Johnson Mathhey( |