(二零一二年十二月)
2020-2025 年中国燃料电池电堆行业
价值竞争策略制定与实施研究报告
可落地执行的实战解决方案
让每个人都能成为
战略专家
管理专家
行业专家
……
2020-2025 年中国燃料电池电堆行业价值竞争策略制定与实施研究报告
让每个人都能成为战略专家、管理专家、行业专家、投资专家、成功企业家…… 2
报告目录
第一章 企业价值竞争策略概述 ....................................................................................................................7
第一节 燃料电池电堆行业价值竞争策略研究报告简介 ....................................................................7
第二节 燃料电池电堆行业价值竞争策略研究原则与方法 ................................................................8
一、研究原则 ..................................................................................................................................8
二、研究方法 ..................................................................................................................................9
第三节 研究企业价值竞争策略的重要性及意义 ..............................................................................10
一、重要性 ....................................................................................................................................10
二、研究意义 ................................................................................................................................11
第二章 市场调研:2018-2019 年中国燃料电池电堆行业市场深度调研................................................12
第一节 燃料电池产业链的关键——电堆 ..........................................................................................12
第二节 海内外电堆发展现状 ..............................................................................................................15
一、海外电堆发展模式存一定差异 ............................................................................................15
二、石墨板较为成熟,金属板有待发展 ....................................................................................16
三、膜电极具备一定国产能力 ....................................................................................................19
四、全氟磺酸膜是主流交换膜 ....................................................................................................20
五、催化剂朝着低铂和新型催化剂方向发展 ............................................................................21
六、扩散层技术相对成熟 ............................................................................................................23
第三节 2018-2019 年中国燃料电池电堆行业发展情况分析............................................................24
一、电堆是最关键部件 ................................................................................................................25
二、电堆性能达到商业化,铂金不是瓶颈 ................................................................................26
三、国内电堆实现量产,成本下行通道 ....................................................................................27
四、质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力 ....................................................31
五、催化剂:铂用量降至可接受水平,国内具备研发能力 ....................................................35
六、气体扩散层:技术成熟,国内达到小规模生产 ................................................................37
七、双极板:石墨板应用广泛,金属板能量密度高,国内具备小规模生产能力 ................38
第四节 电堆降本途径多样 ..................................................................................................................40
一、电堆占燃料电池成本比重最高 ............................................................................................40
二、燃料电池成本下降是必然趋势 ............................................................................................42
三、电堆产业链初步形成 ............................................................................................................44
第五节 2018-2019 年我国燃料电池电堆行业竞争格局分析............................................................46
一、行业竞争格局 ........................................................................................................................47
二、国内企业自主研发和海外引进并举 ....................................................................................48
三、我国电堆产业上市公司发展情况 ........................................................................................53
第六节 2019-2025 年下游需求应用行业发展分析及趋势预测........................................................55
一、燃料电池是一种非常有前景的能源技术 ............................................................................55
二、国内外政府出台政策支持 ....................................................................................................58
(一)国外政府纷纷出台支持政策 ............................................................................................58
(二)中国政府重视燃料电池发展,大力支持发展 ................................................................61
第三章 企业价值竞争策略的基本类型与选择 ..........................................................................................64
第一节 价值竞争策略的与价格竞争策略的对比分析 ......................................................................64
一、相对于价格竞争具有相对广泛的市场针对性和适应性 ....................................................64
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二、价值竞争相对于价格竞争,具有相对无限的竞争空间 ....................................................64
三、价值竞争相对于价格竞争更具有市场开拓创新能力 ........................................................64
四、价值竞争相对于价格竞争更突出了竞争的公平性和兼容性 ............................................65
第二节 价值竞争的特征和表现 ..........................................................................................................65
一、价值竞争是一种产品单一因素竞争向多因素竞争的转变 ................................................65
二、价值竞争是从注重产品内在因素竞争向产品内外因素相结合竞争的转化 ....................65
三、价值竞争实现了销售方式从推销观念向营销观念再向竞争观念的转化 ........................66
第三节 “顾客让渡价值”竞争理论与途径 ......................................................................................66
一、“顾客让渡价值”竞争理论 ..................................................................................................66
二、改变价值曲线逻辑--实现顾客所需的非凡价值 .................................................................67
三、重构价值创造系统--构筑顾客创造价值的平台 .................................................................68
第四节 价值竞争策略的基本类型与选择 ..........................................................................................70
一、产品创新策略 ........................................................................................................................70
二、产品品牌个性化 ....................................................................................................................70
三、产品服务竞争策略 ................................................................................................................70
四、战略联盟 ................................................................................................................................70
五、广告策略 ................................................................................................................................70
第四章 企业制定价值竞争策略的内容、方法步骤、流程 ......................................................................72
第一节 公司制定价值竞争策略规划要点与准备工作 ......................................................................72
一、公司制定价值竞争策略规划要点 ........................................................................................72
二、规划企业价值竞争策略前的准备工作 ................................................................................72
第二节 公司制定价值竞争策略规划的主要内容 ..............................................................................73
一、公司制定价值竞争策略规划的主要内容 ............................................................................73
二、正确制定企业发展战略的步骤 ............................................................................................74
三、企业价值竞争策略规划包含的不同内容 ............................................................................75
第三节 构建价值竞争策略研究体系 ..................................................................................................75
一、研究体系构建与实施的内涵 ................................................................................................76
二、整合内外部资源做好顶层设计 ............................................................................................76
三、构建闭环的战略研究体系 ....................................................................................................77
四、及时跟踪分析研判内外部形势 ............................................................................................77
(一)外部分析就是寻找机会与威胁 ........................................................................................77
(二)内部分析就是发现优势与劣势 ........................................................................................78
第四节 科学制定价值竞争策略规划 ..................................................................................................78
一、掌握科学的决策方法和程序 ................................................................................................78
二、遵循科学原则,建立竞争优势 ............................................................................................79
三、提高决策者素质 ....................................................................................................................79
四、全面了解企业环境 ................................................................................................................80
五、科学制定价值竞争策略 ........................................................................................................80
六、降低风险 ................................................................................................................................80
第五节 制定价值竞争策略需注意事项 ..............................................................................................81
一、企业发展战略制定需注意的要点 ........................................................................................81
二、制定发展战略注意事项 ........................................................................................................81
三、制定价值竞争策略规划的注意点 ........................................................................................82
四、制定价值竞争策略规划容易犯的错误 ................................................................................83
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五、不同阶段企业价值竞争策略的规划 ....................................................................................84
六、制定企业价值竞争策略要考虑的不同方面 ........................................................................84
第五章 2020-2025 年中国燃料电池电堆企业价值竞争策略探讨与建议................................................86
第一节 2020-2025 年中国燃料电池电堆行业未来的竞争是价值的竞争........................................86
第二节 2020-2025 年中国燃料电池电堆企业价值竞争策略............................................................86
一、加大产品技术研发力度提升品牌识别度 ............................................................................86
二、避免产品同质化,提高产品附加值 ....................................................................................86
三、深耕渠道,塑造终端品牌影响力 ........................................................................................87
四、激活产品价值创造 ................................................................................................................87
五、面向高端 ................................................................................................................................87
第六章 2020-2025 年中国燃料电池电堆行业基于顾客价值的企业核心竞争力的塑造........................88
第一节 顾客价值与企业核心竞争力的关系 ......................................................................................88
一、顾客价值是企业核心竞争力发挥价值性的前提 ................................................................88
二、顾客价值是形成企业核心竞争力的动力 ............................................................................88
三、企业核心竞争力为顾客价值提供了坚实的基础 ................................................................89
四、企业核心竞争力是企业拥有所创造的顾客群体以及新兴市场的长期保障。 ................89
第二节 基于顾客价值的企业核心竞争力的塑造方法 ......................................................................89
一、实施客户关系管理, 理顺顾客与企业之间的关系 .............................................................89
二、找出顾客最为关注的价值领域 ............................................................................................89
三、创新导向的顾客价值创造 ....................................................................................................90
四、培育以顾客为中心的企业文化 ............................................................................................90
五、企业内部营销管理 ................................................................................................................91
六、基于顾客价值的业务重组 ....................................................................................................92
第三节 案例分析 ..................................................................................................................................92
一、培养以顾客价值为导向的品牌竞争战略意识,提升品牌形象 ........................................93
二、结合顾客所需对企业进行合理定位,彰显品牌特色 ........................................................93
三、实施以顾客价值为主的营销策略,扩大品牌知名度 ........................................................93
四、重视面向终端客户的员工培训工作,塑造品牌内涵 ........................................................93
第四节 结论 ..........................................................................................................................................94
第七章 2020-2025 年中国燃料电池电堆企业全方位推进“价值竞争策略”及实施路径探讨 ..............95
第一节 构建价值竞争策略推进体系:稳准推进公司价值竞争策略实施 ......................................95
一、结合实际、精心制定工作实施方案 ....................................................................................95
二、重塑燃料电池电堆企业价值经营观念,推动文化再造 ....................................................95
三、加强组织领导、建立动态督导督办机制 ............................................................................95
四、营造全员全链条参与环境 ....................................................................................................96
第二节 产业结构层面 ..........................................................................................................................96
一、认识规律特征指导产业发展 ................................................................................................96
二、夯实产业基础促进产业健康 ................................................................................................96
三、优化产业结构,加强技术创新 ............................................................................................97
四、完善企业供应价值链 ............................................................................................................97
五、积极促进燃料电池电堆企业的集约化建设 ........................................................................97
六、走新型工业化道路,打造产业绿色竞争力 ........................................................................97
七、提升产业战略竞争力 ............................................................................................................98
第三节 市场运营层面 ..........................................................................................................................98
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一、必须把做强做优放在更加突出的地位 ................................................................................98
二、大力实施精品名牌战略,推进市场竞争 ............................................................................98
三、以客户为导向,满足客户需求 ............................................................................................99
四、创新经营模式 ........................................................................................................................99
五、价值创新开拓战略蓝海 ........................................................................................................99
六、紧跟市场发展 ......................................................................................................................100
七、实施“走出去”战略 ..........................................................................................................100
八、坚持“五化”发展举措 ......................................................................................................101
第四节 技术创新层面 ........................................................................................................................101
一、实施技术创新战略 ..............................................................................................................102
二、大力增强科技创新能力 ......................................................................................................102
三、明确技术创新工作目标 ......................................................................................................102
四、构建高效的技术创新管理体系 ..........................................................................................103
第五节 产品开发与竞争层面 ............................................................................................................103
一、积极进行产品开发 ..............................................................................................................103
二、产品式样竞争策略 ..............................................................................................................104
三、产品大类竞争策略 ..............................................................................................................104
四、产品使用价值竞争策略 ......................................................................................................105
第六节 营销推广层面 ........................................................................................................................106
一、坚持营销的正确定位策略 ..................................................................................................106
二、注重实施营销中的品牌策略 ..............................................................................................107
三、选择实施多元化营销手段的策略 ......................................................................................107
四、基于消费观念和文化导向的营销 ......................................................................................108
第七节 客户服务层面 ........................................................................................................................109
一、服务将成为核心 ..................................................................................................................109
二、以顾客满意为核心 ..............................................................................................................109
三、提高企业服务水平 ..............................................................................................................109
四、与用户建立战略合作关系 ..................................................................................................110
五、“服务竞争”最有效的竞争策略 ........................................................................................110
第八节 企业管理层面 ........................................................................................................................110
一、建立完善的企业管理体系 ..................................................................................................110
二、深化现代企业制度改革,打造全新形象 ..........................................................................111
三、积极探索信息化网络化时代的管理模式 ..........................................................................111
四、大力提高企业集团管控的能力 ..........................................................................................112
五、提高人员素质,提高管理水平 ..........................................................................................112
六、加强资金管理,提高企业融资能力 ..................................................................................113
七、开放式创新与组织学习 ......................................................................................................113
八、强化安全法制化建设 ..........................................................................................................113
九、大力提升国际化经营管理水平 ..........................................................................................114
第九节 企业文化建设层面 ................................................................................................................114
一、企业文化的层次 ..................................................................................................................114
二、树立企业价值观 ..................................................................................................................114
三、倡导创新文化,提高企业竞争能力 ..................................................................................115
四、培育品牌文化,提高服装企业的品牌竞争力 ..................................................................115
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五、建设企业文化促进企业实现可持续发展 ..........................................................................116
第十节 人力资源管理方面 ................................................................................................................117
一、确立人才队伍建设目标 ......................................................................................................117
二、大力实施人才战略,推进机制创新 ..................................................................................117
二、强化从业人员素质,加强产业人才竞争力 ......................................................................118
三、企业可持续发展的人力资源管理 ......................................................................................118
第十一节 供应链管理层面 ................................................................................................................118
第十二节 小结 ....................................................................................................................................119
第八章 构建燃料电池电堆企业实施价值竞争策略“管理、保障、调整”等机制的措施 ..................120
第一节 构建价值竞争策略管理体系:增强公司战略管理能力 ....................................................120
一、有效的战略管理组织 ..........................................................................................................120
二、充分透明的战略制定与分解过程及动态的调整 ..............................................................121
三.战略落地要构建有效的执行保障体系 ..............................................................................121
第二节 构建价值竞争策略保障体系:增强实施保障能力 ............................................................121
一、注重战略风险防控 ..............................................................................................................121
二、加大业绩考核力度 ..............................................................................................................122
三、优化战略研究组织架构 ......................................................................................................122
四、构建开放式研究网络 ..........................................................................................................122
五、加快信息、成果共享与成果转化 ......................................................................................122
六、加强战略研究队伍建设 ......................................................................................................123
第三节 构建价值竞争策略动态调整机制:完善价值竞争策略的主要措施 ................................123
一、完善价值竞争策略 ..............................................................................................................123
二、完善企业价值竞争策略的有效措施 ..................................................................................124
三、企业价值竞争策略创新调整的重要性 ..............................................................................125
第四节 持续变革是价值竞争策略的精髓 ........................................................................................125
第九章 盛世华研总结 ................................................................................................................................126
第一节 企业失败的原因及提高胜率的策略 ....................................................................................126
一、企业失败的原因 ..................................................................................................................126
二、提高胜率的策略 ..................................................................................................................127
第二节 盛世华研独创五大决策研究体系 ........................................................................................128
一、基于“产业”的研究与决策体系 ......................................................................................128
二、基于“周期”的研究与决策体系 ......................................................................................128
三、基于“人性”的研究与决策体系 ......................................................................................128
四、基于“变化”的研究与决策体系 ......................................................................................129
五、基于“趋势”的研究与决策体系 ......................................................................................129
六、小结 ......................................................................................................................................129
第三节 致读者:商业自是有胜算 ....................................................................................................130
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第一章 企业价值竞争策略概述
在新经济蓬勃发展,全球一体化更趋密切,新技术、新业态层出不穷的今天,我们必须能够对
新的经营理念和竞争模式的变化有所把握。那么,仅就企业市场竞争而言,许多成功的企业在竞争
战略上已经有了许多新的变化,这些变化的战略中枢已经明显地表现为以“价值”为核心的竞争,
即“价值竞争”。
第一节 燃料电池电堆行业价值竞争策略研究报告简介
企业要想在瞬息万变的市场竞争环境中立于不败之地,更好的生存与发展,就必须尽可能全面
准确地了解与本行业有关的信息,从而做出最科学有效的决策。行业研究和战略研究是揭示行业发
展的重要工具,通过深度的行业研究和战略研究报告,及时了解行业动态、未来发展趋势,及全面
系统、实用高效的战略,对企业的经营、发展与壮大,起着越来越重要而关键的作用。
本燃料电池电堆行业价值竞争策略研究报告在大量周密的市场调研基础上,依据中国国家统计
局、国家海关总署、相关行业协会、国内外相关报刊杂志的基础信息以及专业研究单位等公布和提
供的大量数据,综合采用桌面研究法、行业访谈研究法、市场调查研究法等多种研究方法,结合盛
世华研监测数据及知识体系,在对我国燃料电池电堆业市场发展进行深入的调研和分析的基础上,
对燃料电池电堆行业价值竞争策略进行了全面系统的梳理,并提炼出一套可落地执行的实战解决方
案,其中包括:
燃料电池电堆行业市场调研
企业价值竞争策略的基本类型与选择
企业价值竞争策略规划制定原则及依据
制定价值竞争策略的内容、方法步骤、流程
未来中国燃料电池电堆企业价值竞争策略探讨与建议
企业全方位推进“价值竞争策略”及实施路径探讨
构建燃料电池电堆企业实施价值竞争策略“管理、保障、调整”等机制的措施
……
为燃料电池电堆行业企业经营者及投资该领域的投资者提供重要的决策参考依据,为企业未来
价值竞争策略提供可参考的路径与方向。
相信通过本报告对燃料电池电堆行业价值竞争策略研究报告全面深入的研究和梳理,您对行业
及价值竞争策略的了解和把控将上升到一个新的高度,这将为您经营管理、战略部署、成功投资提
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供有力的决策参考价值,也为您抢占市场先机提供有力的保证。
与此同时,报告中还具有丰富的理论基础、研究体系、知识体系、决策体系以及方法论等丰富
内容,让您在了解行业的同时,也掌握研究的方法和技巧。
第二节 燃料电池电堆行业价值竞争策略研究原则与方法
一、研究原则
1、真实原则
只有真实的信息资料才能做出正确的判断,真实是研究分析的第一要素,因此我们在做研究
中,需要辩证的去对待信息,需要大致判断信息来源的可靠性与真实性,尤其是对于过多的二手信
息,我们需要筛选和确认其信息的真实性。
2、全面原则
行业研究需要坚持全面原则,所谓的全面指信息搜集的全面性、分析过程与方法的全面性、思
考的内容的全面性等等,只有做到全面思考与分析才能做出有价值的结论。
3、客观原则
能够客观与准确的描述行业发展的过去、现在与未来并不易,但做研究需要谨记研究的客观是
基础,是能够为投资者做决策的前提条件。
4、逻辑原则
条理与逻辑清晰是行业研究的灵魂,没有逻辑的研究最多只能说是一堆资料的堆砌,毫无价
值。只有在大的逻辑框架下,提供客观真实全面的观点支撑,才算是一个好的行业研究报告。
5、思辨原则
行业研究要在各种可能性中选择未来必然性的结果,且在不断被验证中,是一个很有挑战的工
作,行业研究的成果要经得起推敲。世界是可知的,所有结果,都是人的行为产生的,数据也是结
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果,要把人的研究,特别顺着产业从下游向上游逻辑顺序。
二、研究方法
本燃料电池电堆行业研究报告综合采用历史资料研究法、调查研究法、归纳与演绎法、比较研
究法、倒推法和穷举法、数理统计法等多种研究方法,结合盛世华研监测数据及知识体系,对燃料
电池电堆行业进行深入研究。
本报告主要研究方法有:
1、历史资料研究法
历史资料研究法是通过对已有资料的深入研究,寻找事实和一般规律,然后根据这些信息去描
述、分析和解释过去的过程,同时揭示当前的状况,并依照这种一般规律对未来进行预测。这种方
法的优点是省时、省力并节省费用;缺点是只能被动地囿于现有资料,不能主动地去提出问题并解
决问题。只要是追溯事物发展轨迹,探究发展轨迹中某些规律性的东西,就不可避免地需要采用历
史资料研究法。各个行业都在不断地发展,如果从一个行业的发展历程来认识它,更有助于较为全
面深刻地认识和理解该行业,并把握它的发展脉搏。
2、调查研究法
调查研究法是一项非常古老的研究技术,也是科学研究中一个常用的方法,在描述性、解释性
和探索性的研究中都可以运用调查研究的方法。它一般通过抽样调查、实地调研、深度访谈等形
式,通过对调查对象的问卷调查、访查、访谈获得资讯,并对此进行研究。调查研究是收集第一手
资料用以描述一个难以直接观察的群体的最佳方法。当然,也可以利用他人收集的调查数据进行分
析,即所谓的二手资料分析方法,这样可以节约费用。这种方法的优点是可以获得最新的资料和信
息,并且研究者可以主动提出问题并获得解释,适合对一些相对复杂的问题进行研究时采用。缺点
是这种方法的成功与否取决于研究者和访问者的技巧和经验。
3、归纳与演绎法
归纳法是从个别出发以达到一般性,从一系列特定的观察中发现一种模式,在一定程度上代表
所有给定事件的秩序。值得注意的是,这种模式的发现并不能解释为什么这个模式会存在。演绎法
是从一般到个别,从逻辑或者理论上预期的模式到观察检验预期的模式是否确实存在。演绎法是先
推论后观察,归纳法则是从观察开始。
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在演绎法中,研究的角度就是用经验去检验每一个推论,看看哪一个在现实(研究)中言之有
理,从而获得理论的验证。而在归纳法中,研究的角度则是通过经验和观察试图得到某种模式或理
论。由此可见,逻辑完整性和经验实证性两者都不可或缺。一方面只有逻辑并不够;另一方面,只
有经验观察和资料搜集也不能提供理论或解释。
4、比较研究方法。每个行业、每个公司都有人的行为产生,没有普适的法则套用,通过比较
研究方法,发现差别、解释差别过程中对已经发生的现象合理的解释。同时研究影响结果的因素和
作用机制,探寻哪些因素在发生变化,从而实现对未来的预测。
5、倒推法和穷举法结合。首先假设有 N种可能的结果,假设 A结果发生,倒退 A结果发生会
有哪些具备条件,如果目前条件不具备,即可排除 A结果。通过不断筛选,得出最大可能性的判
断。同时,正推穷尽法和二叉树三叉树结合,与倒推法配合。
第三节 研究企业价值竞争策略的重要性及意义
一个企业如果想要永远利于不败之地,它必须有自己持久的竞争优势和清晰的经营发展战略。
企业战略是企业根据其外部环境和内部资源和能力状况,为求得生存和长期稳定的发展,为不断的
获得竞争优势,对企业发展的目标、达成目标的途径和手段的总体谋划和参考;企业战略是为了获
得持久优势而对外部机会和威胁以及内部优势和劣势的积极反应。
除了有清晰的企业经营发展战略外,决定企业经营成败的一个极其重要的问题,还要看企业经
营发展战略的选择是否科学,是否合理。或者说,企业能否实现高效经营的目标,关键就在于对经
营发展战略的选择,如果经营发展战略选择失误,那么企业的整个经营活动就必然会满盘皆输。所
以企业经营发展战略实际上是决定企业经营活动的一个极其关键的和重要的因素。企业必须高度重
视。
一、重要性
价值竞争策略是企业经营发展战略中重要而必不可少的重要战略之一,企业必须高度重视!
企业的市场竞争,从根本上来说就是围绕满足顾客需求而展开的,正如菲利普·科特勒所指出
的“顾客是价值最大化者”。因此,所谓的满足顾客的需求,就是要为顾客提供最大、最多、最好
的价值。企业既然是以服务于顾客为宗旨,而顾客对满足其需求的东西又是有所选择的,那么,企
业所提供的东西要为顾客所接受,就必须为顾客创造出有“比较价值优势”的东西,即对顾客或消
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费者来说是有更多的实际用处、更好的使用功能、更大的利益满足的东西。
随着市场经济的发展,消费者越来越处于市场主导地位,以顾客为导向的理念也越来越受到企
业的重视,顾客才是企业生存和发展的根本。企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,获得强
有力地竞争力,就必须不断地探寻顾客的需求,比竞争对手创造和传递更优异的顾客价值来赢得顾
客的认同和青睐,即顾客价值大小决定企业竞争力的强弱。企业要以创造顾客价值为出发点,以企
业获得持续回报为依靠,创建以顾客价值为中心的企业文化氛围,最终形成企业的核心竞争力。
二、研究意义
除了有清晰的企业经营发展战略外,决定企业经营成败的一个极其重要的问题,还要看企业经
营发展战略的选择是否科学,是否合理。或者说,企业能否实现高效经营的目标,关键就在于对经
营发展战略的选择,如果经营发展战略选择失误,那么企业的整个经营活动就必然会满盘皆输。所
以企业经营发展战略实际上是决定企业经营活动的一个极其关键的和重要的因素。企业必须高度重
视。
通过对价值竞争策略的研究,将为企业建立以市场为导向的经营发展模式提供指导,让企业的
经营发展战略更科学、合理、可行,减少失误带来的损失,有利于提高企业的整体水平和竞争能
力。
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第二章 市场调研:2018-2019 年中国燃料电池电堆行业市场深
度调研
市场及竞争环境是制定企业价值竞争策略的基础
市场及竞争环境分析包括行业现状分析、市场需求分析、市场增长速度、客户群分析、竞争态
势分析、技术发展、影响因素、发展趋势分析、政策环境分析等各方面。
第一节 燃料电池产业链的关键——电堆
在燃料电池产业链中,电堆是处于中游核心环节。催化剂、质子交换膜、气体扩散层组成膜电
极和双极板构成电堆的上游,电堆与空压机、储氢瓶系统、氢气循环泵等其它组件构成燃料电池动
力系统,下游应用对应交通领域和备用电源领域,主要是客车、轿车、叉车、固定式电源和便携式
电源等。
电堆是燃料电池最关键部件,由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板与膜电极交
替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成燃料电池电堆。电
堆工作时,氢气和氧气分别由进口引入,经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导
流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。组成电堆的单体电池主要由双
极板和膜电极组成。膜电极包含了质子交换膜、催化剂和气体扩散层。
2020-2025 年中国燃料电池电堆行业价值竞争策略制定与实施研究报告
让每个人都能成为战略专家、管理专家、行业专家、投资专家、成功企业家…… 13
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863 计划推动燃料电池电堆体系建立。我国早在 2001 年就通过国家科技部 863 电动汽车重
大专项设立课题,以在燃料电池、燃料电池发动机以及整车系统方面形成一套拥有自主知识产权的
核心技术。经过 863计划,我国初步掌握了燃料电池关键材料、部件及电堆的部分关键技术,基
本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术平台。
国家“新能源汽车”重点专项实现电堆技术难题突破。2016 年,国家重点研发计划“新能源
汽车”重点专项“燃料电池基础材料与过程机理研究”项目在大连启动。2018 年,中国科学院大
连化学物理研究所在经过寿命测试和整车应用验证后,研发的 HYMOD-300 型车用燃料电池模块成
为中国首例自主研发,耐久性超越 5000 小时的燃料电池产品。此次研发的 HYMOD-300 型燃料电
池电堆模块突破了多项技术难关,产品实现了电堆在-10℃环境下的低温启动,以及在-40℃下的储
存。
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第二节 海内外电堆发展现状
一、海外电堆发展模式存一定差异
日韩车企多自主研发电堆,欧美车企同电堆企业合作。目前来看,日韩和欧美的整车厂采用不
同的电堆策略。日韩厂商大多自行开发电堆,并不对外开放,例如丰田、本田、现代等。欧美厂商
很多采用合作伙伴电堆来开发发动机,例如奥迪(采用加拿大巴拉德定制开发的电堆)和奔驰(采
用奔驰与福田的合资公司 AFCC 的电堆)。
Ballard 和 Hydrogenics 电堆产品已经过长期运营验证。目前国外可以单独供应车用燃料电
池电堆的知名企业主要有加拿大的 Ballard 和 Hydrogenics。欧洲和美国正在运营的燃料电池公
交车绝大多数采用这两家公司的石墨板电堆产品,已经经过了数千万公里、数百万小时的实车运营
考验,这两家加拿大电堆企业都已经具备了一定产能,Ballard 还与广东国鸿设立了合资企业生产
9SSL 电堆。
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二、石墨板较为成熟,金属板有待发展
石墨电堆目前主要用于商用车,金属板电堆有望在乘用车领域获得突破。双极板是电堆的核心
结构零部件,起到均匀分配气体、排水、导热、导电的作用,占整个燃料电池 60%的重量和 20%的
成本,其性能优劣直接影响电池的输出功率和使用寿命。双极板材料目前主要是石墨双极板和金属
双极板。目前石墨电极板技术相对成熟,在市场上占据了主要的份额。
石墨双极板耐腐蚀性强、导电导热性好,但气密性欠佳、成本较高、加工时间长于金属双极
板。得益于国家政策发展风向,在国内现已被大规模应用。石墨双极板在技术层面及商业化层面都
相对成熟,但如若继续采用机械加工的方式,石墨双极板的成本费用实难降低,不易实现大批量生
产。若要降低成本,可从石墨材料进行优化,开发出性能更优、成本更低、可供模压成型的碳基材
料。
金属双极板功率高、成本低、耐抗压,但抗腐蚀性差,成型工艺困难。金属双极板具有优异的
导电、导热性能、机械加工性、致密性,以及强度高、阻气性好等优势,可以为汽车应用提供良好
的动力密度、低温(-40℃)启动保障,适合大批量低成本生产。考虑到车辆空间限制问题,金属双
极板未来有望在乘用车实现大规模应用。
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石墨双极板国内具备量产能力,金属双极板国内尚处于试制阶段。石墨基双极板的主流供应商
有美国 POCO、美国 SHF 等。石墨双极板已实现国产化,国产厂商主要有上海神力、上海弘枫等公
司。上海弘枫产品已经实现出口海外。目前国外金属双极板主要供应商有瑞典 Cellimpact、德国
Dana、德国 Grabener、美国 treadstone 等。国内还处于研发试制阶段,上海佑戈、上海治臻新
能源、新源动力等企业研制出车用燃料电池金属双极板,并尝试在电堆和整车中实际应用。上海治
臻新能源装备有限公司依托于上海交通大学的技术力量,已经攻克了双极板成型、焊接、涂层三道
技术难关,可以实现双极板国产化、批量化生产,设计年产量可达 50 万副,至少可供 1500 辆以
上 FCV 使用。
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三、膜电极具备一定国产能力
膜电极是电堆的核心。膜电极组件由质子交换膜、催化剂和气体扩散层(气体扩散层)组成。
国外膜电极的供应商主要有 3M、Johnson Matthey、Gored 等。丰田、本田等乘用车企业自主开发
了膜电极,但不对外销售。国产膜电极性能与国际水平接近,但在铂载量、启停、冷启动、抗反极
等方面与国际水平还有一定差距,目前武汉理工新能源有限公司已实现了商业化生产,产能已经达
到 5000 平米,大连新源也自主生产膜电极,主要是自用为上汽的发动机配套。
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四、全氟磺酸膜是主流交换膜
从膜的结构来看,PEM 大致可分为三大类:磺化聚合物膜,复合膜,无机酸掺杂膜。目前研究
的 PEM材料主要是磺化聚合物电解质,按照聚合物的含氟量可分为全氟磺酸质子交换膜、部分氟
化质子交换膜以及非氟质子交换膜等。目前车用质子交换膜逐渐趋于薄型化,由几十微米降低到十
几微米,降低质子传递的欧姆极化,以达到较高的性能。但是薄膜的使用给耐久性带来了挑战,尤
其是均质膜在长时间运行会出现机械损伤与化学降解,在车辆工况下,操作压力、干湿度、温度等
操作条件的动态变化会加剧这种衰减。
迄今最常用的质子交换膜(PEMFC)仍然是美国杜邦公司的 Nafion® 膜,具有质子电导率高
和化学稳定性好的优点,目前 PEMFC 大多采用 Nafion® 等全氟磺酸膜。
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质子交换膜国产进程处于提速阶段。质子交换膜是膜电极中最核心的部件之一。质子交换膜必
须具有较高的质子导电性、必须有足够低的气体渗透率、在运行环境下具有足够的化学和机械稳定
性等三个主要的技术要求,还应有低廉的价格。
国内山东东岳集团在质子交换膜领域处于领先地位。以东岳的 DF260 隔膜为例,膜厚度为 15
微米,在开路电位情况下耐久性大于 600 小时,膜在保证性能的前提下运行寿命超过 6000 小
时,干湿循环次数超过 20000 次,得到 AFCC(Automotive Fuel Cell Cooperation,戴姆勒-奔
驰与福特的合资公司)的认可。目前,该膜已经定型量产,二代规划产能 20 万平方米,至少可满
足每年 20000 辆全功率型 FCV 的需求。
五、催化剂朝着低铂和新型催化剂方向发展
催化剂以 Pt(铂)催化剂为主,低 Pt 催化剂是燃料电池的主要技术方向,目前燃料电池中
常用催化剂是 Pt/C,即由 Pt 的纳米颗粒分散到碳粉(如 XC-72)载体上的担载型催化剂,目标
是使 FCV 的铂用量低于传统汽车三元催化中铂的用量的,而制备壳型结构的催化剂是降低催化剂
用量的一个有效的方法。
催化剂海外企业领先,国内正起步。海外企业处于领先地位,已经能够实现批量化生产。其中
英国 Johnson Matthey 和日本田中(本田燃料电池车 Clarity 催化剂供应商)是全球铂催化剂的
巨头。国内企业尚处于研究阶段。(1)贵研铂业;主营汽车尾气铂催化剂,和上汽共同研发燃料电
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池催化剂;(2)研究机构,大连化物所、新源动力等,中国科学院大连化学物理研究所制备的
Pd@Pt/C 核壳催化剂,其氧还原活性与稳定性表现优异。虽然中国新型催化剂,其中一部分在性能
和稳定性上已经超过商业催化剂,但尚未实现量产制备。
催化剂发展趋势为低铂和新型替代。目前 Pt 用量已从 10 年前 ~ g/kw 降至现在国内
的 ~