电堆是燃料电池动力系统的关键部分，是氢氧发生电化反应产生电能的装置。电堆包括双极板、膜电极、密封圈和端板，其中膜电极由催化剂、气体扩散层以及质子交换膜构成。目前，燃料电池汽车难以推广的主要原因在于电堆成本过高。作为燃料汽车整车成本的主要来源，其占比达50%，而电堆在燃料电池系统中的占比达60%。
据相关数据测算，当燃料电池系统年产量从1000套逐渐增加到5万套时，成本下降将超过75%，尤其是在产量处于较大规模时，降幅更为明显。可见，规模效应可有效降低燃料电池成本，而如今燃料电池系统规模普遍不大的现状下，燃料电池系统成本下降的主要因素将是生产规模的扩张。
目前电堆、核心部件的核心技术已为我国初步掌握，实验室水平明显提升，但是产业化能力依然较弱。总体来看，我国膜电极、双极板、质子膜已逐渐实现国产化，但量产依然较小；而电堆和关键原材料和国外差距依然明显，对外依存度高。电堆核心零部件处于燃料电池产业的上游，但国内产品性能和量产能力与外资企业仍有明显差距。
国内燃料系统出货量连年增长，2019年，我国燃料电池系统出货量同比增长140.6%至128MW，前三供应商为上海重塑、亿华通以及清能股份，市占率分别为28%、19%、16%。
随着燃料电池系统和电堆国产化进程的推进，电堆价格逐步下降，2019年的电堆价格在6000-8000元/kW区间，较2018年减少2000元/kW。以亿华通为例，2019年第三季度其电堆采购单价为26.8万元/套，电堆内膜板件采购单价为185万元/套，均较2018年同期有所降低。此外，亿华通发布的自主新品YHTG60SS首次实现了100%核心零部件国产化，同比降本30%，未来随着国内厂商自主产业化能力进一步提高，我国电堆及其部件价格有望继续下探，从而使燃料电池系统和整车制造成本降低。
以上数据资料参考《2020年中国热电堆传感器行业分析报告-市场运营态势与发展前景研究》。
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燃料电池汽车成本构成
数据来源：公开资料
燃料电池系统成本构成
数据来源：公开资料
据相关数据测算，当燃料电池系统年产量从1000套逐渐增加到5万套时，成本下降将超过75%，尤其是在产量处于较大规模时，降幅更为明显。可见，规模效应可有效降低燃料电池成本，而如今燃料电池系统规模普遍不大的现状下，燃料电池系统成本下降的主要因素将是生产规模的扩张。
燃料电池系统与电堆规模效应（套）
数据来源：公开资料
电堆规模效应及其系统成本占比（套）
数据来源：公开资料
目前电堆、核心部件的核心技术已为我国初步掌握，实验室水平明显提升，但是产业化能力依然较弱。总体来看，我国膜电极、双极板、质子膜已逐渐实现国产化，但量产依然较小；而电堆和关键原材料和国外差距依然明显，对外依存度高。电堆核心零部件处于燃料电池产业的上游，但国内产品性能和量产能力与外资企业仍有明显差距。
国内外燃料电池系统技术对比
| 领域 |
技术指标 |
国内先进水平 |
国际一流水平 |
| 燃料电池电堆 |
额定功率等级 |
36KW（在用） |
国际一流水平 |
| 体积功率等级 |
1.8kW/L（在用） |
3.1kW |
|
| 3.1kW/L（实验室） |
|||
| 耐久性 |
5000h |
>5000h |
|
| 低温性能 |
-20℃ |
-30℃ |
|
| 应用情况 |
百台级别（在用） |
数千台级别 |
|
| 核心零部件 |
膜电极 |
电流密度1.5A/c ㎡ |
电流密度 2.5A/c ㎡ |
| 空压机 |
30kW
级实车验证 |
100kW
级实车验证 |
|
| 储氢系统 |
35MPa
储氢系统-Ⅲ型瓶组 |
70MPa
储氢系统-Ⅲ型瓶组 |
|
| 双极板 |
金属双极板-试制阶段，石墨双极板小规模使用缺失耐久性和工程化验性 |
金属双极板技术成熟，完成实车验证；石墨双极板完成实车验证 |
|
| 氢循环系统 |
氢气循环泵-技术空白，30k W 级引射器-可量产 |
100k
W 级燃料电池系统用氢气循环泵技术成熟 |
|
| 关键原材料 |
催化剂 |
铂载量约 0.4g/kW |
铂载量约 0.4g/kW |
| 小规模生产 |
产品化生产阶段 |
||
| 质子交换膜 |
性能与国际相当，中试阶段 |
产品化生产阶段 |
|
| 炭纸/炭布 |
中试阶段 |
产品化生产阶段 |
|
| 密封剂 |
国内尚无公开资料和产品 |
产品化批量生产阶段 |
资料来源：公开资料
国内燃料系统出货量连年增长，2019年，我国燃料电池系统出货量同比增长140.6%至128MW，前三供应商为上海重塑、亿华通以及清能股份，市占率分别为28%、19%、16%。
2016-2019年国内燃料电池系统出货量
数据来源：公开资料
燃料电池系统各企业市场份额
数据来源：公开资料
随着燃料电池系统和电堆国产化进程的推进，电堆价格逐步下降，2019年的电堆价格在6000-8000元/kW区间，较2018年减少2000元/kW。以亿华通为例，2019年第三季度其电堆采购单价为26.8万元/套，电堆内膜板件采购单价为185万元/套，均较2018年同期有所降低。此外，亿华通发布的自主新品YHTG60SS首次实现了100%核心零部件国产化，同比降本30%，未来随着国内厂商自主产业化能力进一步提高，我国电堆及其部件价格有望继续下探，从而使燃料电池系统和整车制造成本降低。
2016-2019Q3亿华通电堆采购单价（万元/套）
数据来源：公开资料
2016-2019Q3亿华通电堆内膜板件采购单价（元/套）
数据来源：公开资料（TC）
以上数据资料参考《2020年中国热电堆传感器行业分析报告-市场运营态势与发展前景研究》。
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