氫氣循環(huán)泵市場(chǎng)規(guī)模迅速增長(zhǎng)，已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化 | 未來能源創(chuàng)投風(fēng)向標(biāo)
人們通常將電堆形容為氫燃料電池的“心臟”，氫氣為“血液”，那么用于推動(dòng)氫氣循環(huán)反應(yīng)的氫氣循環(huán)泵就是“強(qiáng)心肌”或“起搏器”了，其主要功能是通過連接電堆氫氣端的入口與出口，在電堆內(nèi)部建立一個(gè)較為穩(wěn)定的氫氣流量。
這個(gè)循環(huán)流可以相對(duì)獨(dú)立于電堆的氫氣消耗量，藉此改善電堆內(nèi)氫氣的流量與壓力分布的均勻性，避免發(fā)生局部缺氫的情況。同時(shí)，其還有輔助排水或加濕的功能，減少氫氣吹掃排放量。
氫氣循環(huán)泵存在的目的是提高氫氣利用效率和系統(tǒng)安全。為了提高燃料電池的反應(yīng)效率，減少燃料電池在加速時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，燃料電池的氫氣供給量通常會(huì)大于氫氣的理論消耗量，如果不做氫氣循環(huán)而將這些過量供應(yīng)的氫氣直接隨尾氣排放，會(huì)造成氫氣的大量浪費(fèi)，同時(shí)，大量未反應(yīng)的氫氣直接經(jīng)尾排口排放至大氣會(huì)造成極大的高濃度排氫隱患。
相比于普通氣泵，氫氣循環(huán)泵需要達(dá)到良好的密封性能、低震動(dòng)噪音、低溫冷啟動(dòng)、涉氫安全性、EMC抗電磁干擾、耐腐蝕性等要求。
表：氫氣循環(huán)泵的基本要求 來源：網(wǎng)絡(luò)
從產(chǎn)品類型上看，氫氣循環(huán)泵分為爪式、渦旋式、羅茨式、離心式等結(jié)構(gòu)類型。其中，爪式循環(huán)泵具有無油、可靠性好、效率高、輸出壓力高等優(yōu)點(diǎn)，但國內(nèi)雖有較為成熟的產(chǎn)品，但型線仍存在尖點(diǎn)或不光滑點(diǎn)，易磨損變形；加工方面對(duì)轉(zhuǎn)子型線與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與泵腔之間間隙要求較高，加工較難完成。
渦旋式循環(huán)泵通過浮動(dòng)式渦旋壓縮技術(shù)，產(chǎn)生精細(xì)的力平衡，是動(dòng)定渦旋之間的摩擦損失最小化，提高了產(chǎn)品的壓縮效率、穩(wěn)定性、可靠性及使用壽命，減小了使用成本，同時(shí)動(dòng)定渦旋的無頂密封結(jié)構(gòu)，避免了污染問題。羅茨式循環(huán)泵主要靠泵腔內(nèi)一對(duì)葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作用來移動(dòng)氣體而實(shí)現(xiàn)抽氣，具有較寬壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大抽速、快速啟動(dòng)、無油、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，由于羅茨泵大流量、噪音高的特點(diǎn)，常用于物流、重卡等載貨汽車。離心式循環(huán)泵靠一個(gè)或幾個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力完成介質(zhì)輸送，具有體積小、功耗低、效率高等特點(diǎn)。
當(dāng)前，氫氣循環(huán)泵從技術(shù)方向上有機(jī)械式循環(huán)泵和噴射泵兩種路線。機(jī)械式循環(huán)泵具有主動(dòng)可調(diào)節(jié)、快速響應(yīng)和較寬的工作區(qū)間等優(yōu)勢(shì)，但由于具有高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件，存在故障率高、密封差、難以實(shí)現(xiàn)無油防爆、價(jià)格昂貴等問題。噴射泵采用儲(chǔ)氫壓力勢(shì)能，通過射流負(fù)壓引射未反應(yīng)氫氣實(shí)現(xiàn)氫氣循環(huán)，無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，具有可靠性高、密封良好等優(yōu)勢(shì)，但在技術(shù)上仍存在一些需要重點(diǎn)突破的難題。
在目前國內(nèi)氫循環(huán)市場(chǎng)上，氫氣循環(huán)泵占據(jù)主流地位，2021年市場(chǎng)份額超過90%。未來，氫循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)以高緊湊性、低能耗、無污染為目標(biāo)，因此包含引射泵的氫循環(huán)系統(tǒng)將會(huì)是未來的發(fā)展方向。
2021年氫循環(huán)部件產(chǎn)品類型分布 數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研氫電研究所（GGII）
在目前的國內(nèi)市場(chǎng)上，氫氣循環(huán)泵的國產(chǎn)化程度較高。2020年以前，國內(nèi)氫氣循環(huán)泵約90%的市場(chǎng)份額主要由德國普旭占據(jù)。2020年以后我國氫循環(huán)系統(tǒng)市場(chǎng)逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，國產(chǎn)氫氣循環(huán)泵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平且價(jià)格顯著低于進(jìn)口產(chǎn)品，普旭已經(jīng)基本退出國內(nèi)市場(chǎng)。
本文將對(duì)氫氣循環(huán)泵的國內(nèi)供應(yīng)商進(jìn)行梳理，以期從發(fā)展歷程、市場(chǎng)地位、產(chǎn)業(yè)布局、融資情況等方面對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
東德實(shí)業(yè)
東德實(shí)業(yè)成立于2017年5月，專注于燃料電池核心部件（氫氣循環(huán)系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)等）、氫能裝備（加氫站機(jī)組、撬裝機(jī)組等）研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及氫能產(chǎn)業(yè)的工程服務(wù)，由冰輪海卓氫能技術(shù)研究院孵化。東德實(shí)業(yè)從2020年開始大批量供貨燃料電池氫氣循環(huán)泵，目前是國內(nèi)最大的氫循環(huán)系統(tǒng)制造商，市場(chǎng)占有率70%以上，同時(shí)也是氫泵產(chǎn)品種類最全的企業(yè)。
東德實(shí)業(yè)在氫氣循環(huán)泵方面已具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，申請(qǐng)專利達(dá)50余項(xiàng)，發(fā)表氫氣循環(huán)泵相關(guān)論文4篇，其中2篇SCI論文，填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白。東德實(shí)業(yè)的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于氫燃料電池車及相關(guān)配套設(shè)施，另外還可用于大、中、小型發(fā)電領(lǐng)域，無人駕駛及軍工領(lǐng)域?？蛻魯?shù)量達(dá)80多家，包括億華通、上海重塑、國家電投、濰柴、國鴻、愛德曼、國富氫能等國內(nèi)頭部企業(yè)，同時(shí)業(yè)務(wù)范圍已覆蓋國外，包括PLUG POWER和巴拉德等。資本方面，東德實(shí)業(yè)在2022年6月獲得A輪融資，投資方包括上市公司冰輪環(huán)境、金浦投資、涌鏵投資。
瑞驅(qū)科技
瑞驅(qū)科技成立于2016年4月，主要面向新能源電動(dòng)汽車行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)車載電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，主要產(chǎn)品包括新能源汽車電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)、氫燃料電池氫氣循環(huán)泵、氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)多合一控制器。瑞驅(qū)科技從2017年開始與上汽前瞻事業(yè)部聯(lián)合開發(fā)氫氣循環(huán)泵，2019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，2020年出貨量達(dá)到1000多臺(tái)，在國內(nèi)氫氣循環(huán)泵領(lǐng)域占據(jù)主流市場(chǎng)份額。
瑞驅(qū)科技在華東、華南、重慶這三個(gè)核心示范區(qū)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)布局，客戶包含捷氫科技、國鴻氫能、新源動(dòng)力、重塑科技、東方氫能、國電投氫能、康明斯、氫藍(lán)時(shí)代等一批頭部燃料電池企業(yè)。資本方面，瑞驅(qū)科技已于2022年9月完成B輪融資，投資方包括宏升投資、鵬晨投資、沃賦資本。
浙江宏昇
浙江宏昇成立于2012年6月，專業(yè)從事氫能FCV燃料電池汽車零部件、氫噴射器、加熱排氫閥、泄壓閥、紅外加氫通訊模塊、供氫/回氫總成、后處理模塊、溫度壓力傳感器及其它零部件的生產(chǎn)，更專注于燃料電池汽車氫系統(tǒng)的開發(fā)及氫系統(tǒng)難題的解決方案，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的企業(yè)。浙江宏昇研發(fā)的氫氣循環(huán)泵已更新至第五代，具備小功率、大流量等特點(diǎn)，受到了使用客戶的廣泛認(rèn)可。作為氫循環(huán)部件專業(yè)供應(yīng)商，浙江宏昇系列產(chǎn)品已成功服務(wù)于上汽集團(tuán)、宇通客車、北京億華通、國家電投等國內(nèi)知名企業(yè)。
艾爾航空
艾爾航空成立于2016年12月，致力于燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件泵閥類的研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，主要產(chǎn)品包括致力于氫氣循環(huán)泵、高壓電子水泵、加熱排氫閥等。艾爾航空擁有氫循環(huán)泵、控制閥等多項(xiàng)專利技術(shù)，核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)具有10年以上燃料電池系統(tǒng)零部件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，研制的爪式氫氣循環(huán)泵于2020年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和銷售，是國內(nèi)氫氣循環(huán)泵主要供應(yīng)商之一。
思科渦旋
思科渦旋成立于2010年12月，主要從事高性能渦旋壓縮機(jī)與真空泵的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，是由美籍華裔著名壓縮機(jī)專家倪詩茂博士創(chuàng)辦的中美合資企業(yè)。思科渦旋是世界主要的渦卷技術(shù)創(chuàng)新中心之一，在美國芝加哥的研發(fā)中心已有22年的歷史，擁有多項(xiàng)原創(chuàng)性發(fā)明專利，是開發(fā)渦旋式氫氣循環(huán)泵的典型企業(yè)。思科渦旋于2020年進(jìn)入東風(fēng)汽車供應(yīng)商名單，除東風(fēng)以外，產(chǎn)品也供應(yīng)給國內(nèi)其他系統(tǒng)集成商。
杰鋒汽車動(dòng)力
杰鋒汽車動(dòng)力成立于2005年8月，是一家中美合資企業(yè)，主要業(yè)務(wù)范圍包括汽車進(jìn)排氣系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件（VVT調(diào)相器&電磁閥）、變速箱關(guān)鍵零部件、燃料電池進(jìn)氣系統(tǒng)關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造。燃料電池零部件方面，杰鋒汽車動(dòng)力自主研發(fā)了燃料電池空壓機(jī)、尾排消聲器、氫氣循環(huán)泵、密封閥等產(chǎn)品，其中羅茨式空壓機(jī)、尾排消聲器已經(jīng)為國內(nèi)主要?dú)淙剂想姵叵到y(tǒng)廠家提供產(chǎn)品配套服務(wù)。
雪人股份
雪人股份成立于2000年3月，2011年12月于深交所中小板掛牌上市，主要從事壓縮機(jī)及機(jī)組、余熱回收膨脹發(fā)電機(jī)組、氫燃料電池空氣壓縮機(jī)、磁懸浮離心壓縮機(jī)、工商業(yè)制冰設(shè)備及制冰系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是全球制冰設(shè)備制造行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。雪人股份從2015年開始全方位布局燃料電池產(chǎn)業(yè)，目前已向多家車企小批量供應(yīng)氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)及系統(tǒng)核心零部件（空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵），合作伙伴包括廈門金龍、廈門金旅等車企。
未勢(shì)能源
未勢(shì)能源成立于2019年4月，長(zhǎng)城控股集團(tuán)氫能戰(zhàn)略主體，主要從事氫燃料電池產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品覆蓋氫燃料電池系統(tǒng)及燃料電池電堆、膜電極、空壓機(jī)、氫循環(huán)系統(tǒng)，儲(chǔ)氫系統(tǒng)及70MPa儲(chǔ)氫瓶、瓶閥、減壓閥等關(guān)鍵零部件。未勢(shì)能源整合了長(zhǎng)城控股集團(tuán)旗下上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司、“XEV”項(xiàng)目等資源，通過構(gòu)建氫電平臺(tái)（HE）、電堆平臺(tái)（HS）、儲(chǔ)氫平臺(tái)（HP）三大核心技術(shù)平臺(tái)，形成自主研發(fā)能力和產(chǎn)品供應(yīng)能力。資本方面，未勢(shì)能源于2021年12月宣布完成A輪融資，總?cè)谫Y額9億元，投后估值超40億元，由國投招商、人保資本聯(lián)合領(lǐng)投；同時(shí)已同步啟動(dòng)B輪融資計(jì)劃，IPO合規(guī)工作也在穩(wěn)步推進(jìn)中。
琦睿電池科技
琦睿電池科技成立于2020年10月，專注于氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、仿真系統(tǒng)及相關(guān)關(guān)鍵零部件自主研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。目前，琦睿電池科技?xì)淠苁聵I(yè)部核心產(chǎn)品有燃料電池仿真系統(tǒng)、燃料電池增濕器、燃料電池離子過濾器、燃料電池水氣分離器、燃料電池引射器、燃料電池空壓機(jī)、燃料電池氫氣循環(huán)泵等。琦睿電池科技擁有多件氫氣循環(huán)泵技術(shù)專利，自主研發(fā)出無油渦旋式氫氣循環(huán)泵。
恒友機(jī)電
恒友機(jī)電始建于1988年，主要從事電動(dòng)、油動(dòng)工具制造，產(chǎn)品領(lǐng)域涉及植筋加固、石材鉆孔、開槽拆除、大型破碎等。在燃料電池領(lǐng)域，恒友機(jī)電與中國壓縮機(jī)研究所共同開發(fā)空氣壓縮機(jī)、氫循環(huán)泵、水泵等產(chǎn)品，已建成年產(chǎn)1萬套的先進(jìn)生產(chǎn)線和完善的品控體系，并與上海重塑科技、武漢雄韜股份、中氫科技、浙江氫途科技、明天氫能、武漢喜瑪拉雅光電等燃料電池系統(tǒng)廠家，以及中通客車、南京金龍、武漢開沃、中植客車、上海申龍、佛山飛馳等整車企業(yè)實(shí)現(xiàn)配套。
伯肯節(jié)能
伯肯節(jié)能成立于2005年3月，2015年3月在新三板掛牌上市。公司業(yè)務(wù)領(lǐng)域主要涉及天然氣汽車供氣系統(tǒng)、CNG/LNG加氣站設(shè)備、氣體增壓設(shè)備、燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備及分布式能源工程,以及燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)。伯肯節(jié)能于2004年與清華大學(xué)合作配套完成氫燃料電池大客車的氫供應(yīng)系統(tǒng)，2007年開始與上汽合作進(jìn)行燃料電池氫供應(yīng)系統(tǒng)的研究、開發(fā)及商用車和乘用車的小批量生產(chǎn)、裝配、配套工作，2010年成為上汽集團(tuán)的“上汽新能源戰(zhàn)略合作伙伴”，自此一直與上汽集團(tuán)在新能源汽車領(lǐng)域持續(xù)開展密切合作。
華熵能源
華熵能源成立于2018年9月，主要從事氫燃料電池輔助系統(tǒng)（BOP系統(tǒng)）零部件的研發(fā)與生產(chǎn)，主要產(chǎn)品包括DC/DC、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵、增濕器等。華熵能源是國內(nèi)最早布局BOP全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)之一，現(xiàn)階段核心產(chǎn)品為無油動(dòng)壓空氣軸承離心式空壓機(jī)，其推出的創(chuàng)新性產(chǎn)品并聯(lián)回氫泵也將成為后續(xù)大批量生產(chǎn)以及貢獻(xiàn)營(yíng)收的主要產(chǎn)品，客戶群體包括中國中車、上汽、奇瑞萬達(dá)、一汽、申沃客車、南京金龍、山西宇航等整車企業(yè)。資本方面，2021年華熵能源獲得800萬人民幣戰(zhàn)略投資，投資方為上市公司瀚葉股份。
廣順新能源
廣順新能源成立于2010年12月，是一家集高端精密無油自潤(rùn)滑流體動(dòng)力機(jī)械核心部件及智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、銷售和服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)，目前主要生產(chǎn)新能源燃料電池系統(tǒng)專用關(guān)鍵零部件燃料電池專用空氣壓縮機(jī)、新能源商用車無油電動(dòng)空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等。廣順新能源起家于醫(yī)用設(shè)備研發(fā)，從2009年開始涉足燃料電池領(lǐng)域，與中科院大連化學(xué)物理研究所、燃料電池國家工程技術(shù)研究中心、清華大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)及高校進(jìn)行合作研究。目前，廣順新能源已向上汽集團(tuán)、長(zhǎng)江EV、五龍客車、中通、宇通、五洲龍等多家整車廠供應(yīng)零部件產(chǎn)品。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年中國企業(yè)燃料電池氫循環(huán)部件市場(chǎng)規(guī)模為1.60億元，同比上年增長(zhǎng)256%。從國內(nèi)企業(yè)出貨市場(chǎng)來看，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模占比91.66%，其余為國外市場(chǎng)出貨。從市場(chǎng)集中度看，氫循環(huán)部件仍呈現(xiàn)頭部集中現(xiàn)象，但整體來看市場(chǎng)參與企業(yè)數(shù)量不斷提升。前五企業(yè)市場(chǎng)規(guī)模集中度CR5為98.52%，較上年下降1.48%；而前三企業(yè)市場(chǎng)集中度CR3為92.97%，較上年上升1.25%。
2019-2021年氫循環(huán)部件市場(chǎng)集中度 數(shù)據(jù)來源：高工產(chǎn)研氫電研究所（GGII）
總體來看，目前國內(nèi)氫氣循環(huán)泵市場(chǎng)處于迅速增長(zhǎng)階段，而國產(chǎn)企業(yè)已占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，在氫燃料電池核心部件中，氫氣循環(huán)泵的國產(chǎn)替代程度位于前列。伴隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷推進(jìn)，氫氣循環(huán)泵的市場(chǎng)空間繼續(xù)擴(kuò)大，國內(nèi)優(yōu)秀供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也將不斷提升。
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