摘要：本文内容均来自势银（TrendBank）《燃料电池电堆产业发展蓝皮书》，该报告完整版文件（PDF格式）将在“势银燃料电池产业大会”上免费公开发布。
本案例研究主要包含以下内容——
案例研究背景
企业背景
技术分析
产品分析
产品运营情况
行业地位分析
总结
随着国家政策的陆续落地，各城市示范群的逐步成立，燃料电池的商业化进程不断推进。在燃料电池大规模商业化推广过程中，关键环节的技术瓶颈、成本控制、产品升级、进口依赖等问题，仍然是限制行业发展的痛点。
大功率电堆趋势明显，单堆开发难度倍增
从势银（Trendbank）统计的装机功率来看，燃料电池电堆装机功率逐年升高，2021年平均单堆功率一度超过120kW，一方面补贴新政中指出对大于50kW的系统有补贴，且功率越高补贴系数越高；另一方面，氢能产业发展中长期规划中明确指出重点推进氢燃料电池中重型车辆应用，电堆功率越大工作效率越高，更加匹配下游中重型车辆的动力需求。因此，从发展趋势可以预见大功率电堆将会是未来的主推方向。
来源：势银（TrendBank）
而在大功率单堆开发过程中会面临诸多技术问题。
例如，在密封方面，整堆水气的多种密封路径总长度达到公里级；在电堆模块高集成化的同时需要实现大功率热管理；保证电堆单片的一致性；在重卡和工程机械等应用领域的苛刻环境中耐受性等。
神力科技作为行业内的最早一批国产电堆企业之一，拥有超过20年的石墨堆开发经验，具备一套完整的正向开发体系，而且神力科技也是唯一一家拥有完善的测试评价体系并通过了CNAS认证检测实验室的电堆企业，基于以上优势，神力科技在大功率石墨堆的开发难点上不断突破，目前已经实现了大功率单堆的灵活设计。
电堆核心原材料仍存在依赖进口的现象
电堆主要由膜电极、双极板和端板构成，膜电极主要由气体扩散层、质子膜和催化剂构成。
目前，电堆基本实现国产化，但二级核心原材料还存在依赖进口的现象。根据势银（Trendbank）数据显示，国内大多数电堆企业使用的膜电极核心原材料都是进口材料，尤其是质子交换膜和气体扩散层。
核心材料国产化替代不仅可以明显降低电堆成本，供货周期也会更加稳定，且在当前中外的局势之下，核心材料的国产化对国内电堆企业的供应链安全意义尤为重要。
神力科技与其膜电极供应商之一亿氢科技均是亿华通持股的企业，无论在资源调配还是技术配合上，占据了先天优势。亿氢科技在国产膜电极核心原材料使用方面进度较快，是目前唯一一家质子交换膜全部实现国产化的企业，催化剂也实现了批量使用国产材料，气体扩散层方面在积极测试验证中。因此，相对其他电堆企业，神力科技在推动国产材料的使用方面更具优势。
电堆市场集中度高，神力表现稳定
据势银（TrendBank）统计，2021年电堆累计上牌车辆装机量达到219.33MW，相对于2020年（107.66MW）同比增长了103.72%。
从Top5电堆企业市占率来看，电堆市场集中度较高，21年相对20年略有下降，20年除Top5企业外有5家企业实现上牌车辆装机，21年除Top5企业外有17家企业实现上牌车辆装机，电堆产业入局者增多。入局企业虽有增加，但市场集中度仍在较高水平，表明电堆行业的大部分市场份额仍被少数头部企业占据。
另外，20年和21年top5企业发生明显变动，仅有两家企业仍稳居top5，其中之一是神力科技，表明神力科技发展较为稳定。
来源：势银（TrendBank）
下游车企对电堆的要求：高性能、高体积功率密度及环境适应性强
在车用领域，燃料电池作为主要动力来源，需要具备高性能、高体积功率密度及环境适应性强等特点。神力科技通过气候模拟、低温耐久、低温自启、高海拔等多重验证测试，保证了电堆在低温环境下的可靠性。
另外，通过自主设计开发0.75mm厚的超薄膨胀石墨板，实现了裸堆体积的压缩并进一步提升了电堆的体积功率密度，解决了整车开发中空间受限的难题。
在以上一系列的的行业和市场背景下，势银（TrendBank）对神力科技开展了企业案例研究。为了探寻神力科技获得市场认可的核心竞争力，势银从多个维度分析神力科技，包括企业基本信息、技术分析、产品分析、行业地位分析等。
上海神力科技有限公司，成立于1998年6月，是我国第一批从事国产质子交换膜燃料电池产品研发和生产的新能源高新技术企业之一，主营业务包括研发、生产及销售燃料电池电堆及生产和销售燃料电池测试设备。
神力科技是上海市燃料电池电堆及材料工程技术研究中心、上海市“专精特新”企业、上海市企业技术中心、院士专家工作站、上海市科技小巨人企业、上海市专利示范企业及上海市科普教育基地。
核心团队中研发人员占比超40%
神力科技的核心团队超过300人，其中研发人员占比超过40%。神力科技除了引进国内外优秀技术专家、搭建院士工作站以外，还建立了高层次的产学研合作平台，与清华大学、上海交通大学、武汉理工大学、同济大学等等知名高校进行合作。
下面是神力科技部分核心高层人员的简介：
总经理——戴威，武汉理工大学材料学专业燃料电池方向博士，加拿大不列颠哥伦比亚大学燃料电池博士后及工商管理硕士（MBA，金融方向）。燃料电池及燃料电池汽车研发和产业化方面的海归资深专家，拥有十几年丰富经验，精通技术、管理和投资，在国内外都拥有成功的绿色科技创业成功经历。
副总经理——甘全全，高级工程师。自2007年开始先后从事燃料电池催化剂浆料研究，辅助系统开发和电堆开发工作。以课题组长，核心骨干参与十二五，十三五多个科技部“863”、“973”以及北京市和上海市燃料电池相关课题。历经2008年北京奥运会，2010年上海世博会、新加坡青年奥运会等重大燃料电池示范项目。任全国燃料电池及液流电池标委会（SAC/TC 342）委员。授权专利60项。
副总经理——周斌，高级工程师职称，国家重点研发计划氢能与可再生能源专项课题负责人。现任国际电工委员会燃料电池技术标委会(IEC TC105)技术专家，全国燃料电池及液流电池标委会（SAC/TC 342）委员，中国电器工业协会燃料电池分会副理事长，全国汽车标委会电动车辆分标委燃料电池电动汽车工作组技术专家，上海市新能源汽车及应用标委会委员等工作，系国内首家获得CNAS认可的企业燃料电池测试中心负责人，CNAS技术评审员，主导和参与起草燃料电池国家标准9项，申请发明专利6项，授权实用新型专利2项，论文5篇。
研发体系完整，产品开发经验丰富
神力科技核心团队在燃料电池系统、电堆和柔性石墨双极板方面积累了丰富的产品开发经验，建立了完整的正向开发体系和流程，先后开发了5代燃料电池系统和电堆。
专利数目在中国燃料电池企业中位列第一
近年来，随着氢燃料电池产业的逐渐升温，神力科技研发成果也日益增多，专利申请数目累计达659项，在中国燃料电池企业中排名第一。其中，已授权发明专利近200项，实用新型专利超200项，拥有软件著作权5项，外观设计11项。基于这些专利成果，神力具有从原材料、设计、工艺到设备的全面自主可控的知识产权。
据势银（TrendBank）统计，从近五年燃料电池相关专利申请情况来看，神力科技持续大量申请并获得授权，说明技术方面一直紧跟燃料电池行业快速发展的步伐。
来源：势银（TrendBank）
和国内同行市占率top5企业专利情况进行对比可以发现，神力科技专利数目遥遥领先。
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专利内容全面，技术储备充分
势银通过调研专利内容发现，神力科技专利除了数目多以外内容也比较全面，在电堆、膜电极、双极板及检测系统方面均有涉及。下表是据势银统计的被引用量前十的专利信息。
来源：势银（TrendBank）
开发了单堆功率可达150kW的大功率石墨堆
目前，国内电堆企业陆续发布大功率产品，少数石墨堆企业也在大功率产品方面有新的突破，其中包括神力科技。
大功率石墨堆开发过程中存在多种技术难点，神力科技通过Top-down的方式对电堆设计需求进行逐层分解，开发出了具有全新设计的超薄柔性石墨双极板和高可靠性的单池结构，推出自主开发的大功率石墨板电堆——B9P系列石墨板电堆，该电堆核心零部件自主可控，采用自主超薄柔性石墨板，通过了国家强制检测认证及国家标准要求的高低温储存和冷启动试验。
B9P系列石墨板电堆的单堆功率可达150kW，体积功率密度已达到4 kW/L，可广泛应用于轻卡、中重型货车、公交、城市大巴、轨道交通、固定式电站、船舶等领域。
神力科技产品优势
突破了石墨板电堆单堆大功率开发难点；
实现了大功率电堆具有宽操作条件、易于散热的优点；
实现了电堆及关键材料的国产化应用，实现了膜电极、双极板等一级零部件100%国产化。同时在国内率先实现了二级关键材料级零部件国产化导入，并实现了批量化应用；
实现了国产电堆在极寒天气下的使用，该电堆具备在-35℃的条件下63s无辅热低功率启动的能力；
实现了大功率单堆的灵活设计。
除生产电堆外，神力科技还具备多维度测试评价体系
除生产电堆产品外，神力还建立了材料级、电堆级、系统级多维度验证评价体系，并通过了CNAS认可。积累各种测试协议3600多项，3年内累计各类测试验证时间超过13万小时；拥有自主知识产权的数据自动化分析专家系统，可自动处理20多种测试项目；自主设计开发了实验室管理系统；自主设计的氢气和空气预冷装置。
电堆出货量逐年增加
目前，神力电堆年产能约200MW。从出货量来看，神力科技出货量逐年攀升，从2019年的30MW增至2021年的70MW。
据势银（TrendBank）统计，自2018年以来，神力科技全自主燃料电池产品累计出货量超过160 MW，其中21年神力出货量占据了约25%的市场份额。
来源：势银（TrendBank）
在生产规划方面，神力结合燃料电池示范城市群的政策，2021年在北京大兴成立了全资子公司，用以进行电堆、双极板等的研发和生产制造，并积极与其他有产业基础的地区进行洽谈，将来可以进一步扩大电堆和双极板的生产能力。
另外，神力同时也在燃料电池热电联供、固定式发电、工程机械、船舶等领域进行耕耘，并实现了相关产品的交付。
神力科技电堆在众多大项目中投入使用，成为08年奥运和22年冬奥“双奥选手”
目前，在全国9个省市自治区共有超过1000辆搭载了神力科技燃料电池电堆的燃料电池汽车每天在路上行驶，累计行驶里程超过4000万公里，累计行驶时间超过110万小时，单车最长行驶里程超过11万公里。
在长安燃料电池乘用车项目中，参与该项目的全球供应商有39家，神力科技成为该项目唯一的电堆供应商，实现了全国首款量产燃料电池乘用车长安深蓝装机。
神力曾作为主力参与了2008年北京奥运会、2009年美国加州伙伴计划和2010年上海世博会等重大示范运行项目，装载有神力科技燃料电池发动机的乘用车和商用车累计50余套。
在2022年北京冬奥会上，有400多辆搭载有神力科技自主燃料电池产品的车辆在冬奥赛场上进行服务，总行驶里程约110万公里，运行服务时长超36000小时。该款电堆已经实现一级零部件100%国产化。
获得多项国家级及省级奖项
神力科技先后获得了包括世博会先进集体、中国国际专利与名牌博览会金奖在内的国家级奖项3项，上海市技术发明一等奖、北京市科学技术进步奖一等奖、中国交通运输协会特等奖等省部级奖项8项，承担了从“九•五”至“十四•五”四十多项国家“863计划”等重大专项课题。
来源：势银（TrendBank）
参与起草国家标准
神力科技参与起草近40项国家、地方和团体标准，包括技术要求、测试方法及术语等，下表是部分神力科技参与起草的标准内容。
来源：势银（TrendBank）
势银从企业基本信息、技术分析、产品分析、行业地位分析等各个维度深度剖析了神力科技，神力科技获得核心竞争力的关键因素主要有以下几点：
技术团队强大，深厚的技术积累，坚持燃料电池自主技术研发；
产品性能优异，在众多重大项目中投入使用，除电堆产品外，还具备多维度测试评价体系；
进入行业比较早，在行业内地位显著，参与起草多项国家标准。
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