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【研报】电力设备行业燃料电池专题二:突破氢能供应瓶颈燃料电池高速发展-20200211[40页].pdf

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【研报】电力设备行业燃料电池专题二:突破氢能供应瓶颈燃料电池高速发展-20200211[40页].pdf

1、燃料电池丏题二 突破氢能供应瓶颈,燃料电池高速发展 安信证券研究中心安信证券研究中心 邓永康团队邓永康团队 邓永康/SAC 执业证书编号: S05 吴用/SAC 执业证书编号: S03 彭广春/丁肖逸 2020年2月11日 证券研究报告 核心要点 政策加持:政策加持:2019年3月15日,推动充电、加氢等设施建设推动充电、加氢等设施建设首次写进政府工作报告,国家支持政策持 续加码。另外,我国给予乘用车/中型/大型车补贴20/30/50万万/辆辆的强力支持,且2020年燃料电池汽车补贴 政策值得期待。作为燃料电池汽车产业发展瓶颈的氢能供应体系,2020

2、年同样有望迎来突破式发展! 产销高增:产销高增:2019年国内氢燃料电池汽车销售2737辆,同比增长79%,累计销量达到6000台,预计今年将达 到1万辆以上的规模。全球来看,今年除了纯电动汽车以外,海外燃料电池市场景气度也非常好,丰田计 划2020年燃料电池汽车销售目标是3万辆,韩国现代2020年销量目标超过1万辆,同比增长近140%。总体来 看,2020年燃料电池国内海外都将迎来高速发展。预计2025年燃料电池市场空间将达到3400亿元以上! 成本改善:成本改善:国外技术的不断突破,让我们看到了氢燃料电池成本下降路径。重整法制氢成本已可媲美燃油 (约合1.25美元/kg)、电池系统成本20

3、15年约53美元美元/kW,2020年有望下降至40美元美元/kW,同时我国废氢 的利用将使使用成本进一步降低! 投资建议:投资建议:目前燃料电池尚处于产业发展的初期阶段,随着国内产业的技术迭代以及成本快速下降,燃料 电池未来在长途重载、物流车等领域应用场景广阔。但是,燃料电池作为锂电池的重要补充,目前主要的 发展瓶颈在于氢能的供应体系,当下迫切的问题是解决氢能体系的长效发展,在相关政策的助推下,燃料 电池汽车的应用将会打破能源供应的制约!我们建议从燃料电池产业链的角度关注投资标的,制氢、储氢、 运氢、加氢、催化剂等环节有望优先受益,重点关注:腾龙股份腾龙股份、厚普股份厚普股份、雄韬股份雄韬股

4、份、潍柴动力潍柴动力、美锦美锦 能源能源、德威新材德威新材、雪人股份雪人股份等。 风险提示:终端需求不及预期,政策不及预期。 关注标的 投资建议:目前燃料电池尚处于产业发展的初期阶段,随着国内产业的技术迭代以及成本快速下降,燃料电池未来在长途重载、物 流车等领域应用场景广阔。但是,燃料电池作为锂电池的重要补充,目前主要的发展瓶颈在于氢能的供应体系,当下迫切的问题是 解决氢能体系的长效发展,在相关政策的助推下,燃料电池汽车的应用将会打破能源供应的制约!我们建议从燃料电池产业链的角 度关注投资标的,制氢、储氢、运氢、加氢、催化剂等环节有望优先受益。 分类分类 国内企业国内企业 国外公司国外公司 上

5、游上游 电极催化剂电极催化剂 贵研铂业贵研铂业(600459.SH): 享受燃料电池主题和贵金属价值重估双重效应,安全边际明显。与上海汽车集 团合作燃料电池研发逾3年,主攻催化剂研发,目前尚处实验阶段。 英国JM 日本TKK 质子交换膜质子交换膜 雄韬股份雄韬股份(002733.SZ):定增投入基于新型多孔Pt-Pd/石墨烯阳极材料的质子交换膜燃料电池研发 东岳集团东岳集团(0189.HK):国产质子交换膜首先达到国际水平 同济科技同济科技(600846.SH):参股中科同力,研发质子交换膜。 Gore、3M、 Asahi 双极板双极板 安泰科技安泰科技(000969.SZ):金属双极板小规模

6、生产,向巴拉德电堆厂供货。 杭州鑫能杭州鑫能:生产石墨双极板。 美国POCO 日本Kyushu 扩散层扩散层 北京碧空:北京碧空:与巴拉德有密切合作,主要提供燃料电池电极及气体扩散层的碳纤维产品。 日本旭硝子 英国JM、三菱、 东丽集团 空气压缩机空气压缩机 雪人股份雪人股份(002639.SZ):参股全球大型燃料电池系统企业OPCON 汉钟精机汉钟精机(002158.SZ):10年空压机经验,切入氢燃料电堆空气压缩机和氢循环装臵。 OPCON 制氢储氢制氢储氢 华昌化工华昌化工(002274.SZ):年产1000吨氢燃料电池主要原料固体硼氢化钠 富瑞特装富瑞特装(300228.SZ): 产业

7、布局完善,计划实施储氢材料与储放氢设备产业化项目,项目将形成年产3 万吨液态氢源材料和2万套氢能专用设备,每年可供应高纯氢气1500吨 中材科技中材科技(002080.SZ):具备量产35MPa储氢罐能力。 滨化股份滨化股份(601678.SH):与亿华通共同出资设立了山东滨华氢能源有限公司,主要业务方向为氢燃料电 池汽车加氢站提供合格的氢气。 东芝 通用电气 日本村田 表表:燃料电池产业链相关标的分类燃料电池产业链相关标的分类 资料来源:Wind,Bloomberg,安信证券研究中心整理 关注标的 中游中游 燃料电池系统燃料电池系统 雄韬股份雄韬股份(002733.SZ):公司在氢能产业链上

8、已完成制氢、膜电极、燃料电池电堆、燃料电池发动机系 统、整车运营等关键环节的卡位布局。 长城电工长城电工(600192.SH):持股新源动力8.99%。新源动力主要从事燃料电池电堆、电池系统及测试系统 研发生产。 腾龙股份腾龙股份(603158.SH):腾龙股份于2019年10月11日与新源动力股份有限公司股东中国科学院大连化学 物理研究所签署股份转让意向书,拟以现金方式收购新源动力17.86%的股权。 南南都电源都电源(300068.SZ):持股新源动力8.11%。 德威新材德威新材(300325.SZ):成立全资子公司德威互兴,进军氢燃料电池。 全柴动力全柴动力(600218.SH):公司

9、控股子公司元隽公司研发的30kW燃料电池系统已经获得国家中机中心检测 报告,与整车企业合作开发8.5米客车。但是尚处于研发试制阶段,未批量生产。 Nuvera 、 丰 田 汽 车 、 巴 拉 得 、 联 合 技术 电驱动系统电驱动系统 亿华通亿华通(834613.OC):氢燃料电池汽车行业领先企业,专注于氢燃料电池发动机,并与其他企业联合介 入产业链各环节。 下游下游 乘用车乘用车 上汽集团上汽集团(600104.SH):2016年推出荣威950燃料电池乘用车,并计划推出第四代燃料电池汽车 丰 田 汽 车 、 本田汽车 商用车商用车 福田汽车福田汽车(600166.SH):2016年获得100

10、辆氢燃料电池电动客车订单 上汽集团上汽集团(600104.SH):上汽大通燃料电池客车FCV80和MAXUS先后下线,2019年推出燃料电池轻卡 宇通客车宇通客车(600066.SH):2016年推出燃料电池客车,2018年8月首批25台氢燃料电池公交车交付 金龙汽车金龙汽车(600686.SH):2016年推出氢燃料电池公交客车 戴姆 勒 奔 驰、 丰田汽车 加氢站加氢站 厚普股份厚普股份(300471.SZ):已在加氢站领域逐步形成了从设计到部件研发、生产、成套设备集成、加氢站 安装调试和售后服务等覆盖整个产业链的服务能力,并与法国液空成立合资公司开发运营加氢站。 美锦能源美锦能源(000

11、723.SZ):膜电极、整车和加氢站均有布局,膜电极持有广州鸿基51%股权,整车持有佛 山飞驰51.2%股权,加氢站运营方面持有锦鸿氢源60%股权。 京城股份京城股份(600860.SH):子公司北京天海从事储氢瓶业务,并受让加氢设备生产及加氢运营企业伯肯节 能10.91%股权。 上海舜华:上海舜华:从事供氢系统及加氢设备研发销售、加氢站设计与工程技术服务等,先后完成安亭、上海世博、 广州亚运会、深圳大运会等加氢站建设。 金通灵金通灵(300091.SZ): 2018年10月,与如皋经济技术开发区签订氢能源产业投资框架协议,计划投资4.5 亿元建造燃料电池空气压缩机和氢能备用电源的研发制造基地

12、,并投资建设氢燃料电池产业园智慧能源岛、 加氢站、生物质制氢基地、压缩空气站。 本 田 汽 车 、 丰田汽车 资料来源:Wind,Bloomberg,安信证券研究中心整理 表表:燃料电池产业链相关标的分类(续)燃料电池产业链相关标的分类(续) 一、燃料电池基本状况 图:燃料电池结构示意图图:燃料电池结构示意图 资料来源:燃料电池电动汽车,安信证券研究中心 图:质子交换膜燃料电池结构示意图图:质子交换膜燃料电池结构示意图 资料来源:汽车之家,安信证券研究中心 燃料电池工作原理 (1)氢气通过管道或导气板到达阳极; (2)在阳极催化剂阳极催化剂的作用下,1个氢分子解离为2个氢离子,即质子,并释放出

13、2个电子,阳极反应为: H22H+2e (3)在电池的另一端,氧气(或客气)通过管道或导气板到达阴极,同时,氢离子穿过电解质到达阴极, 电子通过外电路也可以到达阴极; (4)在阴极催化剂阴极催化剂的作用下,氧与氢离子和电子发生反应生成水,阴极反应为: 1/2O2+2H+2eH2O 总化学反应:总化学反应: H2+1/2O2=H2O 与此同时,电子在外电路的连接下形成电流,通过适当连接可以向负载输出电能。与此同时,电子在外电路的连接下形成电流,通过适当连接可以向负载输出电能。 表表 :燃料电池的分类燃料电池的分类 资料来源:美国能源部,节能与新能源汽车网,安信证券研究中心整理 燃料电池分类 电解

14、质电解质的类型决定了燃料电池的工作温度工作温度、电极上所采用的催化剂电极上所采用的催化剂以及发生反应的化学物质化学物质。根据电解质电解质的不同, 燃料电池可以分为六类六类:质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、固体氧化物燃料电池 (SOFC)、碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃料电池(PAFC)。每一种类电池特性 不同,应用领域也有所区别。 碱性染料电池碱性染料电池 AFC 磷酸燃料电池磷酸燃料电池 PAFC 固体氧化物燃料电固体氧化物燃料电 池池SOFC 质子交换膜燃料电质子交换膜燃料电 池池PEMFC 直接甲醇燃料电直接甲醇燃料电 池池

15、DMFC 熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池 MCFC 电解质电解质 KOH-H2O 或NaOH-H2O H3PO4 Y2O3-ZrO 含氟质子交换膜 三氟甲烷磺酸 或质子交换膜 Na2CO3 燃料种类燃料种类 H2 天然气、液化石油气、 甲醇 H2、CO、CH2 H2 氢、液态甲醇 天然气、甲烷 工作温度工作温度 80 60-200 1000-1200 80-100 25-135 600-700 质量功率密度质量功率密度 (W/kg) 35-105 100-200 15-20 300-1000 - - 体积功率密度体积功率密度 (W/cm2) 0.5 0.1 0.3 1-2 - - 发电效

16、率发电效率 45%-60% 35%-60% 50%-60% 60% 60%左右 60% 特性特性 需高纯度氢气作燃料; 低腐蚀性、低温,较 易选择材料 进气中含CO会导致催 化剂中毒;废热可利 用 不受进气CO影响;高 温反应,不需要依赖 催化剂;废热可利用 功率密度高、体积小、 质量轻;低腐蚀性、 低温。较易选择材料 甲烷来源丰富,价 格低廉 电池效率高,对材料的 要求也要 优点优点 启动快;室温常压下 工作;可用非贵金属 做催化剂,成本低 对CO2不敏感 可用空气做氧化剂, 天然气或甲烷作燃料 可低温运行;低温启 动迅速;寿命长;可 用空气做氧化剂 能量密度较高,容 易运输和存储 对贵金属

17、催化剂的依赖 较低;比起低温电池, 可减少催化剂中毒概率; 可以使用多种燃料 缺点缺点 对CO2敏感;需纯氧 作氧化剂;成本高 对CO敏感;工作温度 较高;低于峰值功率 输出时性能下降 工作温度较高 对CO敏感;反应物需 要加湿;需采用贵金 属催化剂,成本高 功率密度低;功率 响应慢;效率低 存在高温腐蚀;采用昂 贵的催化剂 适用领域适用领域 主要用于宇航 应用广泛,用于发电、 航天等 固定式燃料电池电站、 家用热电联产 新能源汽车新能源汽车 消费电子 大型电站 表表 :各应用领域容量(单位各应用领域容量(单位MW) 资料来源:Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 各

18、类燃料电池应用场景 应用类型应用类型 便携式便携式 固定式能源站固定式能源站 交通领域交通领域 定义定义 可移动的便携式电源装臵,如辅助充电装臵 固定式提供电能或热电联产的供给站 为交通工具提供主驱动 力或辅助驱动力 功率等级功率等级 5W-20kW 0.5kW-400kW 1kW-150kW 技术类型技术类型 PEMFC DMFC MCFC PAFC PEMFC SOFC PEMFC DMFC 应用案例应用案例 -辅助充电设备(露营、船只、照明); -军事用途(便携电源、发电装臵); -便携式产品(火炬、电池充电装臵、个人电子产品); -大型固定式热电联产供给站(CHP); -小型固定式热电

19、联产供给站(Micro-CHP); -不间断电源(UPS); -物料搬运车(MHV); -燃料电池车(FCV); -卡车/客车; 表表 :燃料电池应用分类燃料电池应用分类 资料来源:Fuel Cell Today,安信证券研究中心 燃料电池在民用领域的应用主要集中在电站(含热电联产)和交通运输领域。早期燃料电池的应用主要集中在潜艇、 航天等特殊领域,且技术已相对成熟。近来来,燃料电池在民用领域的应用正在提升。在民用领域,燃料电池 的应用主要包括固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。 交通领域应用的商业化进程加速。受益各国政策支持,丰田、本田、现代等均推出了各自的量产燃料电池汽车,燃 料电

20、池在交通领域的商业化进程正在加速。2019年,全球燃料电池系统的容量为1129.6MW,2011-2019年间复 合增长率达33.89%。从应用领域来看,固定式电站领域的应用占比从2013年开始维持较为平稳状态,2019年占 比约20%;便携式领域的容量占比很小,几乎可以忽略。然而,交通领域的应用占比在从2013年开始逐年出现 大幅提升,2016年年首次超越固定式,达到近60%,从2019年的预测数据来看,2019年的容量为907.8MW,同比同比 增长增长61.35%,占比超过80%。 应用领域应用领域/年份年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

21、 2019E 便携式便携式 0.4 0.5 0.3 0.4 0.9 0.3 0.6 0.7 0.6 固定式固定式 81.4 124.9 186.9 147.8 183.6 209 222.3 239.8 221.2 交通领域交通领域 27.6 41.3 28.1 37.2 113.6 307.2 435.7 562.6 907.8 总计总计 109.4 166.7 215.3 185.4 298.1 516.5 658.6 803.1 1129.6 受益交通应用拉动,PEMFC出现跨越式发展。2011-2018年,PEMFC、SOFC、MCFC三种类型电池占据了历年总出 货量的90%以上。其中

22、,受交通运输领域需求拉动,PEMFC在2011-2019年出货量连续出现了跨越式增长,年均 复合增长率为44.28%;SOFC、MCFC在固定式电站或热电联产上应用较为成熟。根据E4tech统计, 2011-2014 年,PEMFC在燃料电池应用领域的占比保持在40%左右;2015年开始,PEMFC的应用占比快速提升。2017/18年 PEMFC在燃料电池应用中的占比已经达到了70%以上,从2019年预测数据来看,占比已经达到80%以上。 各类燃料电池市场状况 图:图:各种类型燃料电池历年出货量(千组)各种类型燃料电池历年出货量(千组) 图:图:各种类型燃料电池历年出货量(各种类型燃料电池历年

23、出货量(MW) 资料来源:E4tech,安信证券研究中心 资料来源:E4tech,安信证券研究中心 电池种类电池种类/年份年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E PEMFC 49.2 68.3 68.0 72.7 151.8 311.2 466.7 589 934 DMFC 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 PAFC 4.6 9.2 7.9 3.8 24.0 46.6 81 97 107 SOFC 10.6 26.9 47.0 38.2 53.3 53.7 85.2 91 78 MCFC 44.5

24、62.0 91.9 70.5 68.6 66.9 24.7 25 10 AFC 0.1 0.0 0.3 0.0 0.2 0.0 0.6 0.1 0 总计总计 109.4 166.7 215.3 185.4 298.1 478.6 658.6 803 1130 0 200 400 600 800 1000 1200 20001720182019E AFCMCFCSOFCPAFCDMFCPEMFC 0 10 20 30 40 50 60 70 80 200182019E AFCMCFCSOFCPAFCDMFCPEMFC 表表 :各种

25、类型电池各种类型电池历年历年出货出货量量(MW) 资料来源:Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 图图 :各领域市场空间预测(万亿日元)各领域市场空间预测(万亿日元) 资料来源:Fuji Keizai,安信证券研究中心整理 燃料电池-市场空间 0 1 2 3 4 5 6 20020E2025E 产业和商用 家用 燃料电池车 便携/紧急用途 燃料电池未来市场增长潜力巨大。根据Fuji Keizai预测,到2025年全球燃料电池市场有望达到5.2万亿日元(约合人 民币3400亿元亿元),其中燃料电池汽车市场规模将超过50%。2011年燃料电池汽车市场

26、仅为3亿日元,未来随着技 术升级、加氢站等基础设施的完善、政策支持力度加大,预计到2025年全球燃料电池汽车市场有望扩大到2.91万 亿日元(约合人民币1900亿元亿元),占整体市场一半以上。 二、氢燃料电池汽车 燃料电池汽车构造 图:燃料电池汽车结构示意图图:燃料电池汽车结构示意图 资料来源:电动邦,安信证券研究中心 氢燃料电池汽车是我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。氢燃料电池汽车在国家创新驱动发展战略纲要 中国制造2025汽车产业中长期发展规划等重要战略纲要中,均被列为要大力发展的产业。氢 燃料电池车主要由燃料电池系统燃料电池系统(包含包含燃料电池反应燃料电池反应堆堆、空气压缩机等空气

27、压缩机等)、辅助辅助动力动力电池电池、储氢装臵储氢装臵、 驱动电机驱动电机、动力动力控制控制单元单元构成,具备续航力强、噪音低、零排放等特点。 表表 :燃料电车汽车政策梳理燃料电车汽车政策梳理 资料来源:政府网站,安信证券研究中心整理 燃料电池汽车相关政策 规划目标规划目标 2001 863计划电动汽车重大专项 燃料电池汽车和纯电动、插电式混合电动车共同纳入三横三纵战略。 2015 中国制造2025 燃料电池汽车三步发展战略。 2016 战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 燃料电池系统及核心零部件、燃料电池整车、站用加氢及储氢设备均 纳入其中。 2016 中国氢能产业基础设施发展蓝皮书 首次

28、提出了我国氢能产业的发展路线图:到到2020年,年,加氢站数量达到 100座座;燃料电池车辆达到10000辆辆;氢能轨道交通车辆达到50列;到到 2030年,年,加氢站数量达到1000座座,燃料电池车辆保有量达到200万辆万辆; 到到2050年,年,加氢站网络构建完成,燃料电池车辆保有量达到1000万辆万辆。 2019 十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程 氢燃料电池汽车有望在氢燃料电池汽车有望在2019年正式实施“十城千辆”推广计划。年正式实施“十城千辆”推广计划。 技术指引技术指引 2014 十三五电动汽车规划 在未来几年要攻克薄金属双极板表面改

29、性技术、车用燃料电池耐久性 技术、推进加氢站建设和燃料电池汽车示范运行等多项工作 2016 能源技术革命创新行动计划(2016-2030) 基本掌握高效氢气制备、纯化、储运和加氢站等关键技术,以及低成 本长寿命电催化剂技术、聚合物电解质膜技术、低铂载量多孔电极与 膜电极技术、高一致性电堆及系统集成技术,突破关键材料、核心部 件、系统集成、过程控制等关键技术,实现氢能及燃料电池技术在动 力电源、增程电源、移动电源、分布式电站、加氢站等领域的示范运 行或规模化推广应用。 税收减免税收减免 2011 中华人民共和国车船税法 燃料电池汽车免征车船税 2014 关于免征新能源汽车车辆购臵税的公告 201

30、4.9.1-2017.12.31,对购臵的新能源汽车免征车辆购臵税 财政补贴财政补贴 2009 节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂 行办法 对零排放纯电动和燃料电池汽车给予6万-60万不等的成本差价财政补 贴 2014 关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知 对符合国家技术标准且日加氢能力不少于200公斤的新建燃料电池汽车 加氢站每个站奖励400万元 2015 关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持 政策的通知 2016-2020年燃料电池乘用车补贴恢复到20万元,燃料电池商用车补贴 30-50万元。 2018 关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策 的通知 四部委联合发

31、布关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的 通知,燃料电池补贴政策基本不变,力度不减。燃料电池补贴政策基本不变,力度不减。 燃料电池汽车车型对比 技术参数技术参数 丰田丰田 Mirai 本田本田 Clarity 奔驰奔驰GLC F- Cell(混动)(混动) 奥迪奥迪h-tron quattro 现代现代 ix35 FCV 现代现代 NEXO Blue 荣威荣威950 (混动)(混动) 发布时间发布时间 2014年 2015年 2017年 2016年 2013年 2018年 2017年 是否已上市是否已上市 是 是 是 否 是 是 否 储氢重量储氢重量 5kg 5kg 4.4kg 6kg

32、5.64kg 6.3kg 4.2kg 续航里程续航里程 502km 589km 纯电49km 600km 426km 612km 430km 百公里加速百公里加速 9.6s 8.8s 15s 7s 12.5s 9.8s 12s 百公里氢耗百公里氢耗 67 MPGe 68MPGe / 约1kg 49MPGe 65MPGe / 燃料电池输燃料电池输 出功率出功率 114kW 103kW / 90kW 100kW 95kW / 表表 :燃料电池乘用车对比燃料电池乘用车对比 资料来源:公司官网,汽车之家,安信证券研究中心 纯电池车纯电池车 氢燃料车(氢燃料车(Mirai为例)为例) 续航里程续航里程

33、500km 650km 补充方式补充方式 家庭充电桩或公共充电站 公共加氢站 补充时间补充时间 快充2-3小时,慢充8-10小时 3-5分钟 行驶能耗行驶能耗 0.15kwh/公里 0.013kg氢气氢气/公里公里 行驶成本(仅考虑电能、燃料费行驶成本(仅考虑电能、燃料费 用)用) 0.3-0.4元/公里 0.2-0.8元元/公里公里 补充站成本补充站成本 300-500w/充电站 1500-2000w/加氢站 电池占整车成本电池占整车成本 35%-45%(动力电池+BMS) 60%-70%(燃料电池系统+储氢系统) 电池能量密度(电池能量密度(wh/kg) 320 1800 表表 :纯电动车

34、和氢燃料电池车参数比较纯电动车和氢燃料电池车参数比较 资料来源:汽车之家,公司官网,安信证券研究中心 全球多家车企量产氢燃料电池乘用车。现代ix35 FCV于2013年上市,随后丰田、本田相继推出Mirai和Clarity Fuel Cell。 欧洲市场目前量产的主要有奔驰GLC F-Cell(混动),奥迪h-tron Quattro作为概念车并未上市,2018年现代推出升级版的 NEXO Blue,续航里程和百公里加速均有大幅提升。国内市场暂无氢燃料电池乘用车上市。 锂 电 池 车 燃 料 电 池 车 成本 环保 产业发展 技术 便捷性 若采用重整法制氢成本和汽油相当,若采用 水解、生物等等

35、成本较高;输存成本成本较 高,需要重新构建配套设施 充电使用现有的电网,输送便捷成本较低, 但当直接充电车辆较多时对电网冲击较大, 考验电网坚强程度,仍有未知成本 放电产物为锂氧化物或碱,不会排放到环境 中,但最终废料污染大、处理成本高 排放物为水,对环境没有污染,最终废料回 收比例高,对环境污染不大 技术相对成熟,制造产业链完善,正处在规 模效应的扩大阶段 技术含量高、制造难度大,于产业化初期, 有待进一步完善 仍有较大进步空间,提高能量密度、循环次 数等,但理论能量密度明显弱于燃料电池, 大量的电池组合极度考验BMS技术 能量密度高,在能量转换效率、去铂催化 剂、运输技术更新等都在取得可喜

36、的进展 充电时间长,车启动快、加速快 加氢快,启动慢、加速慢,需要附带启动蓄 电池 燃料电池汽车VS锂电池汽车 图图 :锂电池车、燃料电池车优劣势对比锂电池车、燃料电池车优劣势对比 资料来源:安信证券研究中心整理 两种新能源车的综合能源利用效率均高于传统汽车。对比三种不同化石能源利用效率(内燃机为内燃机为37%,燃料电池燃料电池 为为45.7%,锂电池为锂电池为49.2%),锂电池和燃料电池较传统燃油汽车均有较大优势。 氢燃料电池更适合替代使用柴油的长途运输车辆以及客车领域,锂离子电池更适合应用于乘用车领域。 燃料电池汽车续航及加氢时间优势明显。 燃料电池汽车市场现状 图:图:全球燃料电池乘用

37、车销量(辆)全球燃料电池乘用车销量(辆) 图:图:中国燃料电池商用车销量(辆)中国燃料电池商用车销量(辆) 资料来源:Information Trends,安信证券研究中心 资料来源:中汽协,安信证券研究中心 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 20017 图:图:美国氢燃料电池乘用车销量(辆)美国氢燃料电池乘用车销量(辆) 图:图:韩国氢燃料电池乘用车销量(辆)韩国氢燃料电池乘用车销量(辆) 资料来源:Information Trends,安信证券研究中心 资料来源:Information Trends,安信证券研究中心 0 500

38、1000 1500 2000 2500 201620172018 0 100 200 300 400 500 600 700 800 201620172018 全球燃料电池乘用车销量基 数较低,未来发展潜力巨大。 2017年全球燃料电池乘用 车实现3260辆辆销售规模, 同比增长超40%。根据中 汽协数据,中国燃料电池 乘用车暂无产品上市,主 要以燃料电池商用车为主, 2018年实现1527辆辆销售规 模,同比增长20%。 美国为燃料电池乘用车主要的消费市场。美国市场由于基础实施完善,截止2019年底共有44座座公共加氢站,2018年实现2368 辆辆燃料电池乘用车的销售规模,同比增长3%左右

39、,其中丰田Mirai实现销售1700辆辆,占比约占比约72%。韩国市场,现代2013年推 出ix35 FCV以及2018年推出升级版车型NEXO,续航里程超600km,在19年一年的时间里,韩国地区加氢站从14个个增加到30 个个左右。目标是到2022年拥有310个个。 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 200182019 销量 YoY 日本燃料电池汽车规划 图:图:日本燃料电池汽车未来规划(万辆)日本燃料电池汽车未来规划(万辆) 图:图:日本燃料电池加氢站未来规划(万个)日本燃料电池加

40、氢站未来规划(万个) 资料来源:日本产业经济省,安信证券研究中心 资料来源:日本产业经济省,安信证券研究中心 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 202020252030 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 202020252030 日本燃料电池汽车技术全球领先。日本丰田在2014年推出世界上真正具备商业化大规模量产能力的Mirai燃料电池 汽车,随后本田推出Clarity Fuel Cell,与Mirai性能接近,技术领先全球。2017年日本经济产业省发布了氢能 基本战略,明确了未来的发展战略:保有量方面,2020年年累

41、计实现4万辆保有量万辆保有量,2025年年累计实现20万辆保万辆保 有量有量,2030年年实现80万辆保有量万辆保有量。在加氢站方面,2019年年底日本共有130座座加氢站,服务超过3500辆燃料电池 汽车,未来2020年年实现160座座,2025年年实现320座座,2030年年实现900座座。 欧洲燃料电池汽车规划 图:图:欧洲燃料电池汽车未来规划(百万辆)欧洲燃料电池汽车未来规划(百万辆) 图:图:欧洲燃料电池加氢站未来规划(座)欧洲燃料电池加氢站未来规划(座) 资料来源:FCH JU,安信证券研究中心 资料来源:FCH JU,安信证券研究中心 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20

42、2520302035204020452050 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 目前 2025203020352040 欧盟明确氢燃料电池汽车未来规划。欧盟2008年出台了燃料电池与氢联合行动计划项目燃料电池与氢联合行动计划项目(FCH-JU),2019年2月11 日,FCH JU发布“欧洲氢能路线图欧洲氢能路线图”。路线图提出:未来销量目标,2025年年实现30万万年销量目标,2050年年实现 800万万年销量目标,其中包括卡车、大巴、物流车、出租车、乘用车等;加氢站规模方面,截至2018年底,欧盟 有19个国家拥有加氢站,其中德国拥

43、有78座座公共加氢站,数量最多,预计到2020年中期能超过100座座。未来规划 2025年年达到1500座座规模,2040年年达到15000座座规模。 中国燃料电池汽车规划 图:图:我国燃料电池汽车未来规划(万辆)我国燃料电池汽车未来规划(万辆) 图:图:我国燃料电池加氢站未来规划(座)我国燃料电池加氢站未来规划(座) 资料来源:工信部,安信证券研究中心 资料来源:工信部,安信证券研究中心 0.5 5 100 0 20 40 60 80 100 120 2020E2025E2030E 100 300 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 2020E2025E2030

44、E 图图 :部分地方政府燃料电池汽车推广计划(辆)部分地方政府燃料电池汽车推广计划(辆) 资料来源:中国储能网,新能源汽车网,安信证券研究中心 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 上海 北京 武汉 苏州 佛山 20202025 工信部明确提出2030年百万辆发展目标。工信部2016年 组织制定的节能与新能源汽车技术路线图明确提 出:市场规模方面,2020年年实现5000辆辆级规模,2025 年年实现5万辆万辆规模,2030年年实现百万辆百万辆氢燃料电池汽 车的商业化应用。加氢站建设方面,2020年年建成100 座座;2025年年建成300座座;

45、2030年年建成1000座座。 而在2019年的中国氢能源及燃料电池产业白皮书 中,中国提出2050年氢能源占比约10%,氢能需求 量接近6000万吨万吨,加氢站达到1000座座以上。 三、借鉴海外经验,突破产业制约 成本、技术-产业重点突破口 图:图:氢燃料电池成本结构氢燃料电池成本结构 图:图:燃料电堆成本结构燃料电堆成本结构 资料来源:燃料电池汽车研究现状及发展,安信证券研究中心 资料来源:燃料电池汽车研究现状及发展,安信证券研究中心 30% 14% 7% 3% 5% 5% 3% 7% 23% 3% 燃料电堆 储氢系统 空气供给 氢气供给 增湿换热 控制系统等 电池系统 电驱动系统 车身

46、 其它 23% 12% 36% 13% 16% 双极板 质子交换膜 催化剂 气体扩散层 膜电极骨架 氢燃料系统技术复杂,国内待突破。与电池电动车不同,氢反应电堆是氢燃料车的动力来源,也是氢燃料车动力系 统的核心。加上车载储氢罐等,形成整体氢燃料电源系统。电堆能量密度电堆能量密度等技术发展和成本成本是当前制约燃料车发 展的主要因素。 燃料电池系统占整车成本65%,催化剂成本占据电堆成本36%。工业废氢利用可显著降低氢使用成本,美国电堆成 本下降已列入规划目标。根据美国相关部门规划,2020年,将计划实现非重整法(电解法、生物法等)加氢用氢 价格降至10美元/kWh。其中在电堆成本方面,在50万套

47、万套80kW电池系统产量规模下,将从2015年的53美元美元/kW(合 3.01万万/套套),下降至2020年40美元美元/kW(合2.34万万/套套),并逐步达到理想的30美元美元/kW(合1.75万万/套套)。此外,当 前我国每年大约有10亿立方米的废氢被排放。若能有效的在燃料电测领域加以应用,能产生电能约130亿度电,经 济价值巨大。 表表 :巴拉德近年来与中国的主要合作事项巴拉德近年来与中国的主要合作事项 资料来源:公司公告、安信证券研究中心 燃料电池本土化生产提速 时间时间 事件事件 2015 与国鸿氢能签订金额1700万美元的长期许可及供给协议(为佛山市和云浮市提供约300辆燃料电池汽车), 预计20162017年生产完成。 2015 与南通泽禾、国鸿氢能签署总金额1000万美元的长期许可及供给协议,包括在两个城市33辆燃料电池汽车, 预计2016年交付使用。 2015 与厦门金龙达成了关于开展燃料电池汽车业务的战略合作协议。 2016 与国鸿氢能签署价值1200万美元的设备供给协议,为国鸿氢能提供用于客车的FCvelocityTM-9SSL燃料电池 组;1.68亿美元的燃料电池组技术引进、生产营运合作协议,将成立合资企业来经

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