行業觀點

　　2014年1月PEMFC燃料電池系統集成商Plug Power獲得沃爾瑪、寶馬等客戶3200萬美元訂單，使得相關企業股價快速上漲，同時兩家主要燃料電池堆廠商：Ballard Power的毛利率已提升至27%，FuelCell Energy的毛利率也已轉正，經歷了近15年的沉寂后燃料電池行業又重現曙光；燃料電池是真正的清潔能源：只要能保證燃料和氧化劑的供給，燃料電池就可以連續不斷的產生電能，理想轉化效率為83%，目前實際轉換效率在45%-60%，內燃機的效率大約在30%-40%，且生成物主要是水，基本上不排放有害氣體。

　　PEMFC、SOFC和MCFC是主流技術路線：目前商業化應用的燃料電池技術為質子交換膜、固體氧化物和熔融碳酸鹽燃料電池，根據性能的不同，前者主要應用于汽車，后者主要應用于熱電聯產和固定式發電。
　　商業化逐步推進：燃料電池興起于2000，但是受制于成本遲遲沒有商業化，隨著近幾年成本的下降，燃料電池在各個領域的商業化逐步推進，包括：家用熱電聯產、固定式發電、燃料電池汽車；
　　家用燃料電池產品在2009年初以ENE-Farm名稱在日本正式進入商業化階段，目標到2015年ENE-FARM年銷售量達到50000臺，2012年日本ENE-FARM的銷售量就達到了20000臺，價格相比于2009年下降了50%，市場規模超過5億美元；
　　2012年全球燃料電池電站安裝量為120MW，同比增長50%，IT企業的數據中心是燃料電池的主要應用場所，目前Bloom Energy的燃料電池系統發電成本已經和光伏發電相當，2013年燃料電池出貨量有望繼續增長50%至187MW；
　　2013年以來，特別是隨著Tesla鋰電池汽車的推出，汽車大廠開始加速合作開發燃料電池汽車，2015年現代和豐田將率先量產1000臺燃料電池汽車，預計屆時量產的成本有望從目前的10萬美元降至5萬美元，上汽集團也計劃從2015年開始逐步推出商業化的燃料電池汽車。
　　行業催化劑：燃料電池行業仍然處于大規模商業化的前夜，但是我們預計2014年行業可能會出現事件性的催化因素：燃料電池成本下降，BallardPower System 2014年運營利潤有望扭虧為盈；KPCB領投的SOFC燃料電池廠商Bloom Energy有望在2014年上市；日本商業化超預期，2014年ENE-FARM的售價下降了25%，東京燃氣計劃銷售同比增長57%。
　　國內燃料電池的研發相對落后，目前從事燃料電池的相關企業包括參股新源動力的南都電源、上汽集團；參股上海神力的江蘇陽光，生產質子交換膜的東岳集團。
　　燃料電池簡介
　　燃料電池是一種不經過燃燒過程直接以電化學反應方式將燃料和氧化劑的化學能轉變為電能的高效發電裝置，不同于一般電池，只要能保障燃料的供給，燃料電池將會持續發電；燃料電池技術主要應用領域包括三方面：固定式電站發電（主要電源、備用電源、熱電聯產）、交通運輸動力（燃料電池汽車）、便攜式電源。
　　燃料電池原理
　　燃料電池是一種不經過燃燒過程直接以電化學反應方式將燃料和氧化劑的化學能轉變為電能的高效發電裝置。

　　燃料電池通過氧與氫結合成水的電化學反應而發電，燃料電池的基本組成有電極、電解質、燃料和催化劑；
　　以質子交換膜燃料電池為例，反應機理很簡單，H2在陽極催化劑的存在下被氧化成H+和e-，H+通過質子交換膜達到陰極，e-通過外電路達到陰極，和O2在陰極催化劑的作用下生成水；
　　燃料電池具備發電站的功能，且效率高，無污染：發電時，燃料和氧化劑由電池外部分別供給電池的陽極和陰極，陽極發生燃料的氧化反應，陰極發生氧化劑的還原反應，電解質將兩個電極隔開，導電離子在電解質內移動。不同于普通的電池，只要能保證燃料和氧化劑的供給，燃料電池就可以連續不斷的產生電能。燃料電池的理想轉化效率為83%，目前實際轉換效率在45%-60%，而火力發電和核電的效率大約在30%-40%。燃料電池生成物主要是水，基本上不排放有害氣體，是一種非常清潔的能源。
　　按電解質材料，現在推出的燃料電池可以分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽型燃料電池、固體氧化物燃料電池和質子交換膜型燃料電池。
　　堿性燃料電池用堿性液體作為電解質，工作溫度是室溫，是早期開發的產品，20世紀60-70年代用于阿波羅登月飛船、航天飛機、空間軌道站的動力電源，但是因為以液態氫為燃料的堿溶液型燃料電池造價昂貴，關注逐漸減少；
　　磷酸型燃料電池以磷酸水溶液作為電解質，工作溫度100-200℃，是研究最多的燃料電池之一，20世紀60-70年代UTC等公司制造了64臺磷酸型燃料電池發電裝置，先后在美國、加拿大、日本進行了試運行，但是磷酸星燃料電池在能量綜合利用方面不如熔融碳酸鹽和固體氧化物燃料電池；熔融碳酸鹽型燃料電池以高溫下處于熔融狀態的碳酸鹽（碳酸鋰、碳酸鉀）作為電解質，工作溫度600-700℃，發電效率45%-55%，不僅可以直接利用余熱進行供熱，而且排除的高溫氣體可以帶動汽輪機二次發電，1991年后日本把該型電池作為研究重點；固體氧化物燃料電池以固體氧化物燒結體（如氧化鋯）作為電解質，工作溫度900-1000℃，發電效率50%-60%，可以直接利用進行供熱或二次發電，因此可以用于熱電聯供系統；SOFC的工作溫度位于800-100攝氏度，其優勢在于排放高溫預熱可進行綜合利用，易于實現熱電聯產，燃料利用率高，且不需要采用貴金屬催化劑。但是SOFC工作溫度很高，導致電池啟動慢，需要更多的保溫設備以維持電池高溫。
　　質子交換膜型燃料電池采用氟系高分子膜作為電解質，工作溫度60-100℃，便于小型化，1997年Ballard建成了3輛質子交換膜電池作為能源系統的公交車。質子交換膜燃料電池PEMFC的工作溫度為80攝氏度，適用于便攜式電源、機動車電源和中小型發電系統；燃料電池作為一種輕質、高效的動力源一直是航天的首選，Apollo飛船從1996年開始采用堿性燃料電池，服役期間累計運行時間超過10000小時，表現出良好的可靠性和安全性；美國航天飛機載有3個額定功率12 kw的堿性燃料電池，采用液氫、液氧系統，燃料電池產生的水可以供航天員飲用，從1981年到2011年的30年間，燃料電池堆累計運行了101000小時，可靠性達到99%以上。