今年上半年，燃料电池系统四大核心部件的出货量均超预期。GGII调研数据显示，2021 H1中国氢燃料电池电堆出货功率为220MW，约占2020年全年出货功率的70%；氢循环部件出货量为5930台，出货量为去年数量的1.5倍；空压机出货量为3230台，接近2020年全年出货量的80%；增湿器出货超2500台。
数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2021年9月
电堆：今年金属堆有望与石墨（含复合）堆平分市场
从电堆类型来看，今年金属板电堆出货比重进一步增加。2021年H1已出货电堆中，石墨（含复合）板电堆占比55%，金属板电堆占比45%。预计2021年全年金属板电堆有望与石墨（含复合）板电堆平分市场。
数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2021年9月
从电堆厂商来看，GGII不完全统计，2021年上半年国内市场活跃的电堆供应商约30家，按供应产品类型可分为三类：复合板电堆、石墨板电堆、金属板电堆。其中石墨板电堆供应商18家，金属板电堆供应商为9家，3家为复合板电堆供应商。
从电堆功率来看，随着燃料电池更加适用于中长距离、中重型的车载应用场景以及取代部分储能应用以及船载应用，发展大功率电堆是必然趋势，未来百千瓦级电堆会成为主流电堆产品，电堆堆芯功率密度达到4.0kW/L将成为常态。未来两年内，常规电堆产品功率密度可能进一步提升至5.0kW/L。
国内很多企业在大功率电堆研发上进步很快。一个典型代表是氢璞创能，公司第五代碳基复合板电堆于2020年11月发布，最大功率为150kW，功率密度3.2/3.8kW/L（裸堆/堆芯）；第二代金属板电堆功率130kW，功率密度4.2kW/L。
从电堆寿命来看，随着电堆应用验证更加充分、新材料的迭代、控制技术的进步，电堆寿命将逐渐提升。与实际应用场景相结合，固定式发电电堆寿命将不低于6万小时，交通动力用电堆寿命将进一步提高至3万小时。而当电堆技术成熟及成本下降驱使市场规模扩大后，批量生产工艺将至关重要。
氢循环部件：市场快速增长，技术路线多变
GGII调研数据显示，2021上半年中国氢燃料电池氢循环部件共计出货5930台，市场规模为0.91亿元；2021上半年出货数量接近2020全年出货量的2倍，而市场规模约为2020年全年的2.3倍。
氢气循环部件企业上半年较为活跃的有14家，以引射器为主要技术路线的企业有7家，比如鸾鸟电气是其中代表企业，今年上半年表现尤为突出；以氢气循环泵为主要产品的有6家。
氢循环泵、引射器在实际使用中各有优缺点。氢循环泵具有转速及流量调节可控、实用性高等优点，但存在噪音高、体积大、成本高、功耗大等缺点；引射器具备成本低、体积小、无寄生功率等优点，但存在无法实现全工况覆盖、普适性差等缺点。
在实际使用中，氢循环解决方案需要满足不断拓展的燃料电池应用要求，同时还要综合考虑氢循环部件技术成熟度、成本等多种因素，因此近年来国内市场氢循环解决方案在不断发生变化，新供应商和新解决方案不断涌现。2020年与2021H1氢循环技术路线市场分布如下：
数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2021年9月
空压机：技术路线变迁快，竞争愈发激烈
随着氢燃料电池行业的快速发展，关键部件空压机市场风云乍起：一是市场需求量逐年提升，参与企业越来越多；二是技术路线变迁较快，被淘汰和替换的概率大；三是头部企业市场座次时常变换，同时市场对于新参与者的接纳度较强。
GGII调研数据显示，2018-2020年氢燃料电池空压机出货量分别为1800台、3790台、4068台。2021年上半年出货量为3230台，预计今年全年出货量相比去年会有较大幅度的增长。
从技术路线来看，氢燃料电池用空压机类型主要有容积型空压机和速度型空压机，国内常用的氢燃料电池空压机主要有容积型罗茨式空压机和双螺杆式空压机、速度型离心式空压机三种。2020年与2021H1空压机产品类型市场分布如下：
数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2021年9月
增湿器：国产产品开始批量交付客户
相比于其他BOP部件而言，增湿器国产化进程相对缓慢。GGII调研数据显示，2021年上半年，增湿器出货超2500台，其中自主品牌占比35%，外资品牌占比65%。
数据来源：高工产研氢电研究所（GGII），2021年9月
增湿器国产化进程相对缓慢的原因有：1、国内基础研究滞后，增湿膜等基础材料产业化存在瓶颈；2、国内整体处于产业化初级阶段，市场容量偏小，企业研发动力不足；3、新产品生产工艺不成熟，设备以定制化为主；4、BOP相关标准不完善，不利于产品标准化、产业化；5、近年来国内商用车燃料电池发动机向大功率快速发展，从最初30kW、60kW到120kW，甚至即将到200kW-250kW，给增湿器技术更新迭代也带来了挑战。
挑战往往与机遇并存。虽然难度大，越来越多的国内企业开始角逐即将扩容的国内增湿器市场，其中有些已经能够量产，预计下半年更多国内企业的订单开始释放。国产增湿器领域一股新兴势力正在趁势崛起。
以魔方新能源为例，其积极开发增湿器技术，产品部分性能已与国际同步。魔方增湿器开发系列：1、平台系列：3-6款增湿器，覆盖7kW-240kW；2、定制系列：可根据客户的特别需求独家定制，开发周期大约3个月出样品。公司新一代增湿器Z30P将于今年10月中旬开发完成，并批量供货。
