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2022年燃料电池降本目标路径及及竞争格局研究报告(35页).pdf

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2022年燃料电池降本目标路径及及竞争格局研究报告(35页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 2 正文目录正文目录 “十四五十四五”构建构建“大氢能大氢能”图景,燃料电池先行图景,燃料电池先行 . 3 氢能是国家能源安全,节能减排的优选方案 . 3 示范城市群探索多元应用场景,政策精准补贴. 5 氢能车进入规模示范阶段,2025 年保有量有望达到 10 万辆 . 8 降本目标:补贴前全生命周期降本降本目标:补贴前全生命周期降本 46%可与电车平价可与电车平价 . 11 长途、大功率应用场景下,燃料电池系统优势明显 . 11 经济性决定因素:购置成本、氢耗及氢气价格. 12 以 18 吨重卡车型为例降本空间测算:燃料电池车 VS 柴油车 VS 纯电车 .

2、 14 降本路径:国产化推动规模化降本路径:国产化推动规模化 . 16 目标:2025 年掌握关键技术,2030 年完全实现关键技术的自主可控 . 16 电堆:初步实现产业化条件,国产化 . 19 膜电极:初步达到产业化标准,关键材料国产化推进带动成本下行 . 19 膜电极关键材料-催化剂:低铂/高活性铂/非铂 . 21 膜电极关键材料-质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力 . 23 膜电极关键材料-气体扩散层:技术层面已经对标国际先进产品,规模化生产可期 . 24 双极板: 石墨双极板技术成熟,基本已实现国产化,耐久性和工程化有待验证 . 24 系统部件:技术成熟,国产化程度相对较

3、高 . 26 空气压缩机:已实现全功率段国产化,国产化率接近 100% . 26 氢气循环泵:2020 年氢循环系统市场逐步实现国产替代 . 26 增湿器:材料端技术门槛较高,国产替代任务艰巨 . 27 燃料电池制备工艺复杂,膜电极&双极板设备价值量高 . 27 竞争格局:打好示范期的突围赛竞争格局:打好示范期的突围赛 . 29 多家厂商入局,市场集中度持续下降 . 29 国内外厂商积极扩产能 . 30 产品方面,提升系统功率和功率密度 . 32 产业链梳理 . 34 fXdYxUhUlXdWNApOqRpP8O8Q9PpNoOmOoMfQqQsQfQqRxP7NmMzQwMrQzRuOnNm

4、R 3 “十四五十四五”构建构建“大氢能大氢能”图景图景,燃料电池先行燃料电池先行 氢能氢能是国家是国家能源安全,能源安全,节能节能减排减排的优选方案的优选方案 氢能将成为能源安全的重要组成部分。氢能将成为能源安全的重要组成部分。根据中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020) 预测,2030 年中国氢气需求量 3715 万吨,在终端能源消费中占比约为 5%; 2060 年 13030 万吨,在终端能源消费中占比约为 22%。国际能源署预测,到 2070 年全球对氢气的需求将达到 5.2 亿吨。世界能源理事会预计,到 2050 年氢能在全球终端能源消费量占比 25%。 图表图表1: 全球发布氢能

5、战略和发展路线图的国家全球发布氢能战略和发展路线图的国家 资料来源:中国氢能及燃料电池产业手册(2020)、华泰研究 图表图表2: 我国能源结构展望我国能源结构展望 图表图表3: 我国氢能年产量及预测我国氢能年产量及预测 资料来源:中国氢能联盟、华泰研究 资料来源:中国氢能联盟、华泰研究 1%5%10%15%22%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20202025E2030E2040E2050E2060E化石能源水电核电风光光伏氢能334237303002,0004,0006,0008,00010,00012,00014,000202020

6、30E2040E2050E2060E(万吨)氢能年产量 4 2021 年,全球主要国家共销售氢车年,全球主要国家共销售氢车 16,313 台,同比增长台,同比增长 68%,韩国占据总销量的,韩国占据总销量的 52%。受强势补贴政策驱动,韩国市场延续了 2020 年的增长势头,全年共售出 8,498 台氢车,约占全球总销量的一半。美国全年氢车销量为 3,341 台,较 2020 年激增 2.5 倍,主要原因是 2020 年疫情导致销量基数过低;日本全年共售出氢车 2,464 台,同比增长 67%,主要受益于 2020 年底新一代丰田 Mirai 的上市。德国共售出氢车 424 台,同比增长 38

7、%。中国全年氢车销量为 1,586 台,同比增长 35%。全球主要国家氢车保有量为 49,562 台,同比增长 49%。 图表图表4: 2014-2021 全球主要国家氢车销量全球主要国家氢车销量 图表图表5: 2014-2021 全球主要国家氢车保有量全球主要国家氢车保有量 资料来源:中国汽车工业协会,韩国国土交通部,次时代自动车振兴中心,日本自动车贩卖协会联合会,德国联邦交通局,香橙会研究院、华泰研究 资料来源:中国汽车工业协会,韩国国土交通部,次时代自动车振兴中心,日本自动车贩卖协会联合会,德国联邦交通局,香橙会研究院、华泰研究 相同里程下相同里程下一辆重卡的二氧化碳排放量约为一辆乘用车

8、的十倍,一辆重卡的二氧化碳排放量约为一辆乘用车的十倍,氢能物流车氢能物流车/乘用车乘用车/重卡重卡预计单车年碳减排量达预计单车年碳减排量达 9.8t/2.1t/187.6t,提高重卡的新能源转化率是商用车发展的重头戏提高重卡的新能源转化率是商用车发展的重头戏。重卡作为物流运输的主力生产工具,单车运营里程长、运营次数多、柴油消耗总量高,成为氮氧化物、一氧化碳和颗粒物等污染物的主要排放来源,造成严重的环境污染。根据商用汽车的统计,2021 年我国重卡保有量约有 850 万辆,重卡的污染排放量占到商用车总排放量的近 6 成。根据欧洲化学工业理事会测量和管理货运运营中二氧化碳排放的指南测算,重型卡车的

9、平均二氧化碳排放量为 62g/tkm,以一辆重型卡车载重 40t 计算,每公里二氧化碳排放量约 2.5kg。美国环保局数据显示,一辆典型的乘用车二氧化碳排放量约为 0.25kg/km,相同里程下重卡的二氧化碳排放量约为乘用车的十倍。根据 TrendBank 的数据,氢能物流车/乘用车/重卡预计单车年碳减排量达 9.8t/2.1t/187.6t。 图表图表6: 一辆重卡一辆重卡的的二氧化碳排放量相当于十辆乘用车二氧化碳排放量相当于十辆乘用车 图表图表7: 氢能物流车氢能物流车/乘用车乘用车/重卡预计单车年碳减排量重卡预计单车年碳减排量 9.8t/2.1t/187.6t 资料来源: TrendBa

10、nk、华泰研究 资料来源:欧洲化学工业理事会测量和管理货运运营中二氧化碳排放的指南、美国环保局、华泰研究 02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,0002000202021(辆)日本美国中国韩国德国合计(右轴)010,00020,00030,00040,00050,00060,00005,00010,00015,00020,00025,0002000202021

11、(辆)日本美国中国韩国德国合计(右轴) 5 示范城市群探索示范城市群探索多元应用多元应用场景,政策精准补贴场景,政策精准补贴 “3+2”示范城市”示范城市群群格局形成格局形成,探索多元应用场景,探索多元应用场景,交通领域是氢能产业应用的先导部分交通领域是氢能产业应用的先导部分。2021 年 9 月,我国首批三个燃料电池汽车示范城市群落地,分别由北京市、上海市和广东省佛山市牵头。2021 年 12 月 28 日,河南、河北两大燃料电池汽车示范城市群正式启动。全国“3+2”燃料电池汽车示范格局形成,合计共 47 座城市。国家发改委能源研究所环境中心主任熊华文提出:“交通领域是氢能产业应用的先导部分

12、,十四五期间,氢能将探索走多元化的应用之路,在工业、建筑等领域进行探索,构建“大氢能”图景。 图表图表8: 第一批三大城市去年定位及示范目标第一批三大城市去年定位及示范目标 城市群名称城市群名称 成员组成成员组成 内部定位内部定位 示范目标示范目标 京津冀城市群 北京市:大兴区、海淀区、昌平区等六区 “一核、两链、四区” 打造引领全球的氢能产业高地,立足全球视野、国际标准,坚持政府引导、市场化运作,依托北京清华工业开发研究院产业资源优势,构建“3+N”氢能产业生态体系; 天津市:滨海新区 一核:北京为核心区 河北省:保定市、唐山市 两链:氢能供应链(滨州、保定、燕山)、产业发展链(雄安、北京、

13、天津、淄博) 山东省:滨州市、淄博市等 四区:冬奥场景特色示范区(北京-张家口)、矿石钢材重载场景特色示范区(唐山)、港口场景特色示范区(天津)、建筑材料运输场景特色示范区(雄安) 上海城市群 上海市 “1+6”式发展 聚焦突破一批核心部件、推出一批高端产品、形成一批中国标准,打造产业规模最大、体制环境最优、整体竞争力最强的燃料电池汽车产业集群,示范车辆 10000辆。 江苏省:苏州市、南通市 长三角联动、产业链协同 浙江省:嘉兴市 “中长途+中重载”应用场景聚焦的燃料电池汽车城市群示范新模式 山东省:淄博市 - 宁夏区:宁东能源化工基地 - 内蒙区:鄂尔多斯市 - 广州城市群 广东省:佛山市

14、,广州市、深圳市、珠海市、东莞市、中山市、阳江市、云浮市 以佛山、广州、深圳、淄博、六安和包头六大燃料电池技术创新和产业高地为引擎 通过技术创新促进氢燃料电池汽车制造成本不断下降,用氢成本不高于每公斤 35 元。加快建设加氢基础设施,建立安全稳定的氢气供应保障体系,实现示范期内建设超 200 座加氢站目标,示范车辆 10000 辆。 福建省:福州市 联动东莞、中山、云浮等关键材料、技术及装备研发制造基地 山东省:淄博市 依托珠海、阳江、福州、包头等氢源供应基地,推动示范应用 安徽省:六安市 全面实现示范城市群跨越式发展。 内蒙区:包头市 资料来源:香橙会研究院、华泰研究 6 图表图表9: 各省

15、十四五各省十四五各地方政府氢能规划目标各地方政府氢能规划目标 省市省市 规划年份规划年份 产业规模产业规模 企业数量企业数量 推广推广/应用燃料电池车应用燃料电池车(辆)(辆) 加氢站累计数量(座)加氢站累计数量(座) 北京 2023 500 亿元(京津冀) 5-8 家龙头企业 3,000 37 2025 1,000 亿元(京津冀) 10-15 家龙头企业 10,000 72 山东 2022 200 亿元 100 家相关企业 30,000 30 2025 1,000 亿元 10 家知名企业 10,000 100 2030 3,000 亿元 一批知名企业 50,000 200 河北 2022 1

16、50 亿元 / 2,500 20 2025 500 亿元 10-15 家领先企业 10,000 50 2030 2,000 亿元 5-10 家龙头企业 50,000 100 河南 2023 / 30 家相关企业 3,000 50 2025 1,000 亿 元 ( 燃 料 电 池 汽车) 5,000 80 重庆 2022 / 6 家相关企业 800 10 2025 / 15 家相关企业 1,500 15 天津 2022 150 亿元 2-3 家龙头企业 1,000 10 四川 2025 初具规模 25 家领先企业 6,000 60 (成都市) 2023 500 亿元 100 家相关企业 2,00

17、0 30 浙江 2022 100 亿元 / 1,000 30 (宁波市) 2022 / / 600-800 10-15 2025 / / 1,500 20-25 上海 2023 1,000 亿 元 ( 燃 料 电 池 汽车) / 近 10,000 30 2025 / / 10,000+ 70 江苏 2021 500 亿元 1-2 家龙头企业 / 2021 年 20 座/2025 年 50座 (苏州市) 2025 500 亿元 / 10,000 40 (张家港市) 2020 100 亿元 2-3 家一流企业 200 10 内蒙古 2023 400 亿元 3-5 家龙头企业 3830 60 202

18、5 1000 亿元(燃料电池汽车) 10-15 家龙头企业 10000 90 广东 2022 200 亿元 / 3000 30 (广州市) 2025 600 亿元 100 家相关企业 1-2 家龙头企业 / 50 2030 2000 亿元 / / 100 (佛山市) 2025 300 亿元 100 家相关企业 / / 2030 1000 亿元 / / 57 山东 2022 200 亿元 / 3000 30 2025 1000 亿元 / 10000 100 2030 3000 亿元 / 50000 200 湖北(武汉市) 2025 1000 亿元 3-5 家领军企业 2000-3000 30-1

19、00 资料来源:各政府部门公告、华泰研究 国补国补补贴采取“以奖代补”补贴采取“以奖代补”方式方式精准补贴精准补贴,按照示范城市群任务目标完成情况给予奖励。,按照示范城市群任务目标完成情况给予奖励。示范城市群奖励为期 4 年,各年度奖励比例为 20 年/21 年/22 年/23 年:1.3/1.2/1.1/0.9,可近似看作 21 年、22 年奖励在前一年基础上退坡 10%,23 年奖励退坡 20%。财政部分别在燃料电池汽车推广应用和氢能供应两个领域给予示范城市群补贴,原则上 1 积分约奖励 10 万元。示范期间将根据示范进展情况适度调整补贴标准和技术要求。积分上限分别为 15000 积分和

20、2000 积分,即补贴金额上限为 15 亿元和 2 亿元。为推进产业合理布局,示范区以外的地方原则上不宜再对燃料电池汽车推广给予购置补贴。 示范城市群中上海补贴政策已经落地,其余示范城市群政策有望逐步落地。示范城市群中上海补贴政策已经落地,其余示范城市群政策有望逐步落地。上海的补贴力度较大:1)与国补进行 1:1 配套,每 1 积分国补+地补共 20 万元的奖励,由统筹资金安排 15 万元,燃料电池系统生产企业所在区安排 5 万元;2)补贴范围涵盖了制储运加用全产业链各个环节,将整车企业运营纳入补贴,将核心零部件从国补的 8 大扩展到 9 大,增加了储氢瓶阀;对加氢站建设和氢气零售价给予补贴。

21、 7 图表图表10: 燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系 领域领域 关键指标关键指标 城市群示范目标城市群示范目标 燃料电池汽车推广应用 推广应用车辆数量 1.示范期间,车辆推广规模应超过 1000 辆。电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统等领域取得突破并实现产业化。 推广应用车辆技术 2.燃料电池系统的额定功率不小于 50kW,且与驱动电机的额定功率比值不低于 50%。 3.燃料电池启动温度不高于-30。 4.乘用车燃料电池堆额定功率密度不低于 3.0kW/L,系统额定功率密度不低于 400W/kg;商用车燃料

22、电池堆额定功率密度不低于 2.5kW/L,系统额定功率密度不低于 300W/kg。 推广应用车辆运营 5.燃料电池汽车纯氢续驶里程不低于 300 公里。对最大设计总质量 31 吨(含)以上的货运车辆,以及矿山、机场等场内运输车辆,经认定后可放宽至不低于 200 公里。 6.燃料电池乘用车生产企业应提供不低于 8 年或 12 万公里(以先到者为准,下同)的质保,商用车生产企业应提供不低于5 年或 20 万公里的质保。 7.平均单车累计用氢运行里程超过 3 万公里。 8.鼓励探索 70MPa 等燃料电池汽车示范运行。 氢能供应 氢能供应及经济性 1.车用氢气年产量超过 5000 吨。鼓励清洁低碳氢

23、气制取,每公斤氢气的二氧化碳排放量小于 15 公斤。 2.车用氢气品质满足质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气(GB/T37244-2018)要求。 3.车用氢能价格显著下降,加氢站氢气零售价格不高于 35 元/公斤。 资料来源: 燃料电池汽车示范城市群申报指南 、华泰研究 图表图表11: 燃料电燃料电池汽车城市群积分评价体系池汽车城市群积分评价体系 领域领域 国补奖励办法国补奖励办法 上海城市群奖励积分标准上海城市群奖励积分标准 补贴上限(分)补贴上限(分) 燃料电池系统和零部件 1.2020 年度 1.3 分/辆(标准车,下同),2021 年度 1.2 分/辆,2022 年度 1.1 分/辆,

24、2023 年度 0.9 分/辆。 燃料电池系统的额定功率大于 80kW 的货运车辆,最大设计总质量 12-25(含)吨按1.1 倍计算,25-31(含)吨按 1.3 倍计算,31 吨以上按 1.5 倍计算。 1.整车购置奖励。2025 年前,燃料电池汽车在本市开展示范应用,符合本市有关要求,并取得国家综合评定积分的,本市按照每 1积分 20 万元标准奖励相关车辆生产厂商。 15,000 2.关键零部件产品通过第三方机构的综合测试,每款产品在示范城市群应用不低于 500台套,产品实车运行验证超过 2 万公里,技术水平和可靠性经专家委员会评审通过,给予额外加分。其中: 电堆、双极板奖励积分标准 0

25、.20 分/辆;膜电极、空气压缩机、质子交换膜奖励积分标准 0.25 分/辆; 催化剂、碳纸、氢气循环系统奖励积分标准 0.30 分/辆。 每款关键零部件产品最多额外奖励 1500 分。 在全国范围内,根据关键零部件产品技术、质量和安全水平等因素进行综合评价,每类关键零部件最多给予 5 款产品加分。 2.关键零部件奖励。相关企业生产的电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统、储氢瓶阀等关键零部件,用于国内示范城市群车辆应用,参照国家综合评定奖励积分,每 1 积分奖励 3 万元。 氢能供应 按照车用氢气实际加注量给予积分奖励: 1.2020 年度 7 分/百吨,2

26、021 年度 6 分/百吨,2022 年度 4 分/百吨,2023 年度 3 分/百吨。 2.成本达标,奖励 1 分/百吨。 3.清洁氢(每公斤氢气的二氧化碳排放量小于 5 公斤)奖励 3 分/百吨。 4.运输半径200km,奖励 1 分/百吨。 3.车辆运营奖励。2025 年前,对每个年度内行驶里程超过 2 万公里的燃料电池货车、商业通勤客车给予运营奖励,每辆车自取得营运额度起累计最多奖励 3 个年度。其中,中型卡车(设计总质量 1231 吨)每车每年奖励不超过 0.5 万元,重型卡车(设计总质量超过 31 吨)每车每年奖励不超过 2 万元,通勤客车每车每年奖励不超过 1 万元。 2,000

27、 资料来源: 燃料电池汽车示范城市群申报指南 、华泰研究 补贴政策补贴政策鼓励鼓励续航里程高、功率大的续航里程高、功率大的商用车商用车型型,以以上海地区上海地区 31 吨以上重卡车型为例,国吨以上重卡车型为例,国补补+地补超过地补超过 100 万,补贴后车辆购置成本与燃油车持平万,补贴后车辆购置成本与燃油车持平。根据最新积分奖励政策,针对功率大于 75kW 的燃料电池车,给予更高的积分和补贴支持。纳入奖励车辆的纯氢续驶里程应不低于 300km,对于 31 吨以上的重型货车以及矿山、机场等场内运输车辆,续驶里程可放宽至 200km。这有利于诸如矿用卡车、机场摆渡车等场内运输车型应用。车型上,轻中

28、型货车(12 吨)和中小型客车(4080800800202021E2025E最大额定功率(kW) 13 2017 年年发布的发布的节能与新能源汽车技术路线图提出的节能与新能源汽车技术路线图提出的降本要求更高降本要求更高: 1) 燃料电池系统燃料电池系统:商用车燃料电池系统成本 2020/2025/2030 年分别为 5000/2000/600元/kW,以 2020 年为基数,2025/2030 年分别下降 60%/88%;乘用车燃料电池系统成本 2020/2025/2030 年分别为 1500 /800 /200 元/kW,以

29、2020 年为基数,2025/2030 年分别下降 46%/86.7%; 2) 储氢系统成本储氢系统成本:2020/2025/2030 年分别为 3000/2000/1800 元/kg,以 2020 年为基数,2025/2030 年分别下降 33%/40%。 图表图表29: 商用车燃料电池系统降本商用车燃料电池系统降本目标目标 图表图表30: 乘用车燃料电池系统降本乘用车燃料电池系统降本目标目标 资料来源:中国氢能产业发展报告 2020、华泰研究 资料来源:中国氢能产业发展报告 2020、华泰研究 图表图表31: 不同车型燃料电池系统功率发展目标不同车型燃料电池系统功率发展目标 图表图表32:

30、 不同车型燃料电池系统百公里氢耗目标不同车型燃料电池系统百公里氢耗目标 资料来源:中国氢能产业发展报告 2020、华泰研究 资料来源:中国氢能产业发展报告 2020、华泰研究 10,000 3,500 1,000 500 02,0004,0006,0008,00010,00012,0002020202520352050商用车燃料电池系统价格(元/KW)3,500 1,700 455 350 05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0002020202520352050乘用车燃料电池系统价格(元/KW)305080200

31、005003003502020年2025年2035年2050年(kW)物流车客车重卡024681012142020年2025年2035年2050年(kg/100km)物流车客车重卡 14 以以 18 吨重卡车型为例降本空间测算:吨重卡车型为例降本空间测算:燃料电池燃料电池车车 VS 柴油柴油车车 VS 纯电纯电车车 基于中国、美国和日本的成本预测数据,根据车用燃料电池系统动力匹配的特点,分析燃料电池与纯电动卡车(18t)的成本差异。根据上海捷氢 2021 年 9 月发表的论文基于 TCO 分析氢气价格对燃料电池重卡经济性的影响 ,我们选取载重 18t 的一汽解放 J6L4

32、2厢式运输车,车辆使用场景为车队营运重卡,该运输车需要满足日均 500km 以上的长途运输需求,使用时间为 5 年完成 100 万公里。结论如下: 1) 购置成本购置成本:燃油重卡价格约 20 万,补贴前纯电重卡约 71.6 万,补贴后为 67.6 万,补贴前燃料电池重卡约 96.9 万,补贴后为 16.8 万。补贴前氢能车的购置成本分别高过燃油重卡 80%,高于纯电重卡 35%。 2) 运营成本运营成本:燃油重卡柴油费用为 1.61 元/公里,电动车电费为 0.88 元/公里,补贴前燃料电池重卡能源使用成本为 2.01 元/公里,补贴后燃料电池重卡氢气费用为 1.58 元/公里,低于柴油重卡

33、的运营成本。 补贴后氢能车的燃料成本低于燃油重卡,高于纯电重卡 80%。 3) 全生命周期成本来看,全生命周期成本来看,补贴前,燃料电池重卡全生命周期成本高出燃油重卡 36%,高出纯电重卡 46%。补贴后,燃料电池汽车全生命周期的成本与低于柴油重卡,略高于纯电重卡 7%。 图表图表33: 18t 重卡重卡 ICEV、BEV、FCV 三种车型全生命周期成本假设总表三种车型全生命周期成本假设总表 燃油车(燃油车(ICEV) 电动车(电动车(BEV) 补贴前补贴前 电动车(电动车(BEV) 补贴后补贴后 燃料电池汽车(燃料电池汽车(FCV) 补贴前补贴前 燃料电池汽车(燃料电池汽车(FCV) 补贴后

34、补贴后 参数 总质量/t 18 18 18 18 18 整车质量/t 7.9 8.9 8.9 8.2 8.2 额定载重/t 9.9 8.9 8.9 9.6 9.6 厂标续航/km - 480 480 480 480 油箱/电池容量/储氢瓶 300L 327. 82 kWh 327. 82 kWh 17. 6 kg + 60 kWh 动力电池 17. 6 kg + 60 kWh 动力电池 购置成本 售价 18.42 71.6 71.6 96.9 96.9 购置税 1.57 - - - - 政府补贴 - - 4 - 80.1 合计合计 20.0 71.6 67.6 96.9 16.8 使用成本 总

35、行驶里程/万公里 100 100 100 100 100 百公里能耗 28L 68 kWh 68 kWh 4.5 kg 4.5 kg 能源价格 7.3 元/L 1. 3 元/kWh 1. 3 元/kWh 44.7 元/kg 35 元/kg 能源使用成本/(元/公里) 2.04 0.88 0.88 2.01 1.58 过桥过路费/(万元) 70 70 70 70 70 百万公里使用成本百万公里使用成本/万元万元 274.4 160.9 160.9 271.0 228.0 维保成本 轮胎费/万元 12 12 12 12 12 维修费/万元 5 5 5 5 5 保养费/万元 20 58.7 58.7

36、 65 65 合计合计/万元万元 37 75.7 75.7 82 82 全生命周期总成本全生命周期总成本(万元)(万元) 331.4 308.2 304.2 449.9 326.8 注:1、电车保养费主要构成为全生命周期 100 万公里内,需要更换 1 次动力电池,成本为 49.17 万。燃料电池车保养费主要为更换一次系统,成本为 55 万;2、动力电池系统成本以 1500 元/kWh 进行计算,FCV 车型采用额定功率 110kW 的燃料电池系统,成本以 5000 元/kW 计算,35MPa 储氢系统成本以 3000 元/kg 计算。 资料来源: 基于 TCO 分析氢气价格对燃料电池重卡经济

37、性的影响上海捷氢 2021 年 9 月、华泰研究预测。 如果 2025 年和 2030 年氢燃料电池汽车性能及成本的达到节能与新能源汽车技术路线图规划目标,则 18 吨重卡全生命周期成本 2025 年为 255.86 万,2030 年为 179.71 万,分别比 2021 年燃油重卡成本低 22.79%和 45%,比 2021 年纯电动重卡低 5%和 31%。 15 图表图表34: 2025 及及 2030 年年 TCO 分析中假设数据表分析中假设数据表 参数参数 2025 年年 2030 年年 燃料电池系统成本/(元/kW) 2000 600 储氢系统成本/(元/kg) 2000 1800

38、质量储氢率/% 5.5 7.5 18t 重卡百公里氢耗/kg 4 3.5 氢气零售价 20 元/KG 10 元/KG 18t 全生命周期总成本 255.86 万 179.71 万 注:ICEV 车型使用的 0 号柴油取 7.3 元/L;运营重卡作为运输工具,车辆的使用效率要求高,BEV 车型运输过程中主要以公共充电桩进行充能,采用广东省的平均快充价格 1.3 元/kWh 计算;根据广东省工业电价 0.66 元测算 资料来源: 节能与新能源汽车技术路线图 、华泰研究 需要注意的需要注意的是是:类似车型的情况下,燃料电池汽车的续驶里程主要取决于氢系统的储氢量,纯电动汽车的续驶里程主要取决于电池的容

39、量,锂电池应用于重型车辆时,锂电池的自重不可忽略,根据高工锂电的数据,我们以一辆续航里程 200 公里的 30 吨纯电动卡车为例,锂离子电池容量约为 400kWh,使用 300Wh/kg 的锂离子电池,电池自重高达 1.3 吨,如果续驶里程提高到 800-1000 公里,电池自重将高达 6 吨以上;而 30 吨的燃料电池卡车百公里氢耗约为 10kg,使用储氢密度在 5.7%的 70MPa 储氢系统,续驶里程为 1000 公里时燃料电池系统与储氢系统重量的总和仅 2 吨左右。 16 降本路径:降本路径:国产国产化推动规模化化推动规模化 目标:目标:2025 年掌握关键技术,年掌握关键技术,203

40、0 年完全年完全实现实现关键技术的自主可控关键技术的自主可控 根据节能与新能源汽车技术路线图 2.0发展目标:到 2025 年,基本掌握关键技术,实现 PEMFC 电动汽车规模化推广应用,建设 1100kW 级 PEMFC 分布式发电示范项目;到 2030 年完全掌握核心关键技术,建立完备的产业链,实现大规模推广应用;到 2050 年实现普及应用。 图表图表35: 燃料电池需要攻克的重点技术燃料电池需要攻克的重点技术 资料来源:TrendBank、华泰研究 图表图表36: 燃料电池车及燃料电池系统构成燃料电池车及燃料电池系统构成 图表图表37: PEMFC 单电池及电堆构成单电池及电堆构成 资

41、料来源:我国燃料电池产业发展概述杨铮、韩红梅(2020 年)、华泰研究 资料来源:亿华通招股说明书、华泰研究 质子交换膜燃料电池(质子交换膜燃料电池(PEMFC)是现阶段国内外主流应用技术)是现阶段国内外主流应用技术。燃料电池通过电化学反应直接发电,不受卡诺循环限制,没有机械传动损失,理论发电效率远高于内燃机。质子交换膜燃料电池凭借启动时间短、操作温度低、结构紧凑、功率密度高的优点成为燃料电池汽车迈入商业化进程的首选。 17 图表图表38: 燃料电池分类燃料电池分类质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池是主流应用技术是主流应用技术 低温型低温型 PEMFC 高温型高温型 PEMFC DMFC A

42、FC SOFC MCFC PAFC 电解质 全氟磺酸树脂 聚苯并咪唑 改性 PFSA KOH 溶液 Y2O3ZrO2 混合碳酸盐 磷酸 催化剂 Pt Pt Pt-Ru Ni 无 非贵金属 Pt 工作温度/ 6090 120200 120 80230 5001 000 600700 160220 发电效率/ % 4060 4060 3560 5060 5570 5065 3545 燃料 氢 氢 甲醇 氢 氢、天然气等 氢、天然气等 氢 典型功率/kW 1100 1100 0.08 电阻率 3 铂用量/(g.kW-1) 0.03 厚度/mm 金属1.2, 其他20000 20000 20000 -

43、 10000 运行环境(C) -4090 -3095 - - - 抗反极能力(min) 200 200 - - - 资料来源:TrendBank、各公司官网、华泰研究 21 年后国内膜电极企业扩产速度加快年后国内膜电极企业扩产速度加快,双面直接涂布技术和膜电极一体成型技术正在成双面直接涂布技术和膜电极一体成型技术正在成为主流为主流。国外膜电极供应商已具备膜电极批量自动化生产线,单线年产能在数千平方米到万平方米级。2019 年后鸿基创能、擎动科技、武汉理工氢电以及泰极动力国产生产线先后正式落成,我国的膜电极领域逐步开启批量化生产步伐。根据鸿基创能公司官网,鸿基创能 2022 年将形成年产千万片的

44、产能,公司开发了 CCM 阴阳极双面直接涂布技术和膜电极一体成型技术,正在成为燃料电池行业膜电极涂布工艺的主流方向。 图表图表47: 国内部分膜电极企业生产设备及产能国内部分膜电极企业生产设备及产能 企业企业 生产设备生产设备 设计年产能设计年产能 鸿基创能 双面涂布 30 万 m2,1000 万片 武汉理工氢电 卷对卷 2 万 m2(目标 10 万 m2) 擎动科技 卷对卷 100 万片 唐锋能源 卷对卷 2000 台套(100kW 级) 亿氢科技 卷对卷 50 万片 延长桑莱特 喷涂+狭缝涂布 1 万 m2(30 万 m2 卷对卷产线建设中) 百应能源 喷涂+卷对卷 100 万片 国家电投

45、氢能 卷对卷 2000 片/天 清能股份 卷对卷 3 万 m2 东方电气 喷涂 1 万 m2 爱德曼氢能 卷对卷 100 万片 新源动力 喷涂 4 万片 苏州纳尔森 喷涂 4000m(二期 1 万 m 产线建设中) 泰极动力 喷涂 5-10 万片 资料来源:氢智会、华泰研究 国产膜电极成本优势明显国产膜电极成本优势明显,并有望持续下降,并有望持续下降。国产化 MEA 产品规模化应用增强供应商议价能力,大批量采购情况下上游原材料成本有望大幅下降,同时规模效应摊薄高昂的设备投入,带动 MEA 成本下行。 21 图表图表48: 国产膜电极成本下降趋势国产膜电极成本下降趋势 资料来源:TrendBan

46、k、华泰研究 膜电极关键材料膜电极关键材料-催化剂:催化剂:低低铂铂/高活性铂高活性铂/非铂非铂 催化剂起到分解氢气和氧气进行电化学反应产生电流的作用。催化剂根据贵金属铂的含量分为铂催化剂、低铂催化剂与非铂催化剂。目前商用催化剂为铂碳催化剂,稀有金属铂的高成本是燃料电池商业化的主要阻碍之一。催化剂需要平衡成本与耐久性两方面的需求,新型高稳定、高活性铂或非铂催化剂是研究热点。铂合金催化剂已经取得很大进展,如铂钴、铂镍等正在得到实际应用;非铂催化剂性能与稳定性还有待提升。 图表图表49: 燃料电池催化剂技术对比燃料电池催化剂技术对比 种类种类 特点特点 铂催化剂 Pt/C 活性高:但铂用量大,价格

47、昂贵,易腐 低铂催化剂 Pt 基合金催化 Pt 基核壳结构催化剂 Pt 单原子催化剂 低铂用量,铂利用率高;稳定性低,一致性差 非铂催化剂 过渡金属氮化物 过渡金属碳化物 M-N-C 价格低,稳定性强,抗中毒能力强;活性较低,一致性差 资料来源: 氢燃料电池电催化剂研究进展2021 年、华泰研究 催化剂研发重点是新型制备技术、载体及接触界面改性。催化剂研发重点是新型制备技术、载体及接触界面改性。贵金属 Pt 的商业化能力较弱,提高催化剂性能,需要在催化剂活性和结构设计方面取得突破。突破途径包括:1)设计新型催化剂结构,如纳米笼、核壳、纳米框架、纳米线、纳米晶体,以提高催化剂比活性或质量活性;2

48、)对碳载体进行适当改性,如 N 掺杂,以确保离聚物非常均匀的覆盖,从而增强质子传输;3)基于分子排列的碳载体和催化剂/聚合物界面的改性有望改善离聚物分布和催化剂利用率。 图表图表50: 新型结构提高催化剂比活性、质量活性新型结构提高催化剂比活性、质量活性 资料来源:Designing the next generation of proton-exchange membrane fuel cells、华泰研究 1.151.010.930.80.70.60.00.20.40.60.81.01.21.42020202242025(元/平方厘米)膜电极成本下降 22 降低铂载量

49、是降低燃料电池电堆成本的重要途径。降低铂载量是降低燃料电池电堆成本的重要途径。根据势银能链,国际领先企业目前单位功率的铂载量从十年前的 0.81.0g/kW 降低到 0.10.4g/kW,铂催化剂用量的终极目标是小于 0.05g/kW,即铂金属消耗量与传统内燃机尾气净化器铂金属用量持平甚至略低。目前,国外催化剂用量已实现200g,电化学活性面积为 85g 每平米 贵研铂业 铂黑:黑色粉末;铂含量:99%比表面积:28.01.0m/g 国内燃料电池催化剂唯一的上市标的企业 武汉喜马拉雅 催化剂颗粒 2-3nm,电化学活性面积达 90g 每平米 Pt/C 日产能达 200g, 南京东焱 达到国内领

50、先水平,。纳米颗粒粒径分布均匀;电化学活性远优秀;催化剂寿命高于商用合金催化剂 60%左右 南京汤山 4.5 万平米氢能产业园年底封顶,预计 2022 年 6 月催化剂量产线建成,一期量产规模日产 500 克-1000 克 武汉理工新能源 Pt/C 主要研究方向分别为电堆和膜电极,催化剂生产的比重较小 济平新能源 Pt/C,PtCo/C,PtIr/C 催化剂年产量 2 吨,其性能较同类进口催化剂有明显提升,同时价格比进口产品低 15%以上 苏州擎动 PuC,PtCo/C,PtCuNi/CNT 高催化活性,质量比活性可达传统 Pt/C 的 4 倍以上;优异的耐久性能,20000 个循环后活性仅下

51、降 40% 氢电中科 批量生产铂碳催化剂和铂合金催化剂 - 中自环保 铂碳催化剂和低铂催化剂处于小试阶段 - 资料来源:GGII、第一电动网、公司官网、华泰研究 23 膜电极关键材料膜电极关键材料-质子交换膜:质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力 质子交换膜质子交换膜是是膜电极核心材料,主要功能膜电极核心材料,主要功能为为传导质子、阻隔传导质子、阻隔气体气体。质子交换膜在燃料电池的主要功能有两个:一方面为电解质提供离子通道,一方面作为隔膜隔离两级反应气体。此外,质子交换膜还需要对催化剂层起到支撑作用。质子交换膜性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用

52、寿命。评价 PEM 的性能指标主要为离子基团当量值(EW 值)离子交换能力离子传导率膜厚度气体渗透率机械强度以及成本等。理想的质子交换膜需要具备高质子传导率,低电子导电率,气体渗透性低,化学、电化学、热稳定性好的优点。 全氟磺酸膜是目前主流质子交换膜方案。全氟磺酸膜是目前主流质子交换膜方案。质子交换膜根据含氟情况进行分类,主要包括全氟磺酸膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜和非氟化聚合物质子交换膜。其中由于全氟磺酸聚合物具有聚四氟乙烯结构,其碳-氟键的键能高,使其力学性能、化学稳定性、热稳定性佳,使用寿命远好于其他膜材料的使用寿命,同时由于分子支链上存在亲水性磺酸基团,具有优秀的离子传

53、导特性。全氟质子交换膜机械强度高,化学稳定性强,能够适应苛刻的电池(电解池)的工作环境,对装置的电化学性能起到不可忽视的重要作用。 图表图表53: 不同种类质子交换膜对比不同种类质子交换膜对比 类型类型 全氟磺酸膜全氟磺酸膜 非全氟化质子交换膜非全氟化质子交换膜 无氟化质子交换膜无氟化质子交换膜 复合膜复合膜 组成 由碳氟主链和带有磺酸基团的醚支链构成 用取代的氯化物代替氟树脂,或用氟化物与无机或其他非氟化物共混 无氟化烃类聚合物膜 修饰材料 和全氟磺酸树脂构成的复合膜 优点 机械强度高,化学稳定性好,导电率较高,低温时电流密度大,质子传导电阻小 成本低,工作效率较高,并且能够使电池寿命提升到

54、15000h 成本低,环节污染小 机械性能改善,改善膜内水传动与分布,降低质子交换膜内阻 缺点 温度升高使质子传导性能变差,高温易发生化学降解,成本高 机械强度及化学稳定性较差 化学稳定性较弱 制备技术要求较高 商 业应 用/研究 杜邦-Nafion 系列旭化成-Aciplex. 膜 氯 工 程 -C膜Ballard-BAM 型膜 BaIard-BAM3G 膜 DAIS-磺化苯乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物膜(研制) Gore-select-PTFE 增强膜 资料来源: 化学进展(2020) 、华泰研究 全氟磺酸膜全氟磺酸膜产能国外垄断产能国外垄断。全氟质子交换膜生产主要集中在海外,主要公司包

55、括美国戈尔、科慕、陶氏和 3M 公司,比利时索尔维公司,日本旭硝子玻璃、旭化成。根据2021 年中国氢电产业发展蓝皮书(1.0 版) ,美国戈尔公司在增强膜方面具有知识产权优势,每年出货量达几十万平米,丰田 MIRAI、现代 NEXO 和本田 CLARITY 等都采用戈尔产品,国内生产的燃料电池膜电极中,戈尔的增强复合膜市场占比达 90%以上。 国产质子膜已实现规模化国产质子膜已实现规模化应应用,用,东岳集团东岳集团加速国产化进程。加速国产化进程。根据氢能观察,20192020 年,国产的质子交换膜均处于客户送样、测试验证阶段。国内目前少数成功实现质子交换膜商业化量产的企业为东岳集团。东岳已成

56、为继戈尔、科慕两家外国企业之后国内市场占比最大的企业,具有原料、中间体、单体、聚合物膜全产业链,已建成全国唯一全氟酸质子膜树脂合成生产线,实现量产并批量供货。当前产品已经进入奔驰公司的供应链体系,稳定性、可靠性、寿命已经进入规模化验证中。 图表图表54: 国内外质子交换膜(全氟磺酸膜)指标对比国内外质子交换膜(全氟磺酸膜)指标对比 性能指标性能指标 国内国内 国外国外 产能(m2年) 50000 1000000 厚度一致性(m) 2 1 溶胀率 2%5% 2% 强度(MPa) 30 30 综合耐久性(h) 6000 6000 成膜聚合物当量质量(EW) 7001100 7001100 资料来源

57、: 节能与新能源技术路线图 2.0 、华泰研究 24 图表图表55: 国内外国内外燃料电池质子交换膜产品对比燃料电池质子交换膜产品对比 生产厂家生产厂家 产品型号产品型号 厚度(度)厚度(度) E.W 值值 备注备注 国外 科慕 Nafion 膜 25-250 1100-1200 化学稳定性强,机械度高,在高湿度下 导电率高,低温下电流密度大,质子传导电阻小 戈尔 Groe-select 复合膜 8-12 1100 改性全氟型磺酸膜技术处于全球领先地位 3M PAIF 高温质子交换膜 主要用于碱性工作环境 旭硝子 Flemion 膜 50-120 1000 具有较长支链,性能与 Nafion

58、膜相当 旭化成 Alciplex 膜 25-1000 1000-2000 其有较长支链,性能与 Nafion 膜相当 陶氏化学 Xus-B204 膜 125 800 因含氟侧链短,合成难度大且价格高,现已停产 国内 东岳集团 DF988、DF2801 质子交换膜 50-150 800-1200 高性能,适用于高温 PEMFC 的短链全氟磺酸膜 武汉理工新能源 复合质子交换膜 16.8 已向国外数家研究单位提供测试样品,好评率高 资料来源:燃料电池发动机工程技术研究中心、华泰研究 膜电极关键材料膜电极关键材料-气体扩散层:气体扩散层:技术层面已经对标国际先进产品,规模化生产技术层面已经对标国际先

59、进产品,规模化生产可期可期 气体扩散层(GDL)位于气体流场层和催化层之间,由碳纸和防水剂聚四氟乙烯材料构成,以满足高导电性、高强度、高孔隙度、耐腐蚀、结构致密且表面平整等特点,起到支撑膜电极、收集电流、传导气体、管控反应水(气)及热等重要作用。支撑层材料主要是多孔的碳纤维纸、碳纤维织布、碳纤维无纺布、碳黑纸。 气体扩散层发展方向:气体扩散层发展方向:1)设计具有梯度孔径的 GDL,以提高膜电极本身的传质能力。例如,降低 GDL 一侧或两侧的孔隙率可以降低接触电阻并在 GDL 内部产生孔隙梯度,以促进反应物供应和水分去除。2)采用“集成双极板-膜电极”或“无气体扩散层”设计,减少或消除界面电阻

60、,以同时满足导电、气体分配和水管理的要求。 规模化生产将带来气体扩散层成本大幅下降。规模化生产将带来气体扩散层成本大幅下降。根据 Strategic Analysis 数据,当生产规模从 1000 套提升到 50 万套时,成本会从$2,661/套降到$102/套,因此批量化生产是实现气体扩散层降本的关键。 我国气体扩散层技术层面已经可以对标国际先进产品,规模化生产可期。我国气体扩散层技术层面已经可以对标国际先进产品,规模化生产可期。国外有日本东丽(Toray)及三菱(Mitsubishi) 、德国西格里(SGL)和科德宝(Feudenberg) 、美国AvCarb,韩国 JNTG 等制造厂商,

61、都已实现气体扩散层的规模化生产,且都有多款适应不同场景的产品销售。国内碳纸类材料的实验室技术可对标国际部分先进产品水平,有望逐渐进入到产业化阶段,主要企业有台湾碳能、通用氢能、江苏氢电、江苏清能、上海河森电气等。 图表图表56: 国内碳纸和国际同类产品性能对比国内碳纸和国际同类产品性能对比 性能指标性能指标 国内国内 国外国外 空隙率(%) 78.7 78 透气率m3/(m2hkPa) 2278 1883 石墨化度(%) 82.2 66.5 电阻率(103m) 2.17 5.88 拉伸强度(Ncm) 30.2 50 资料来源: 节能与新能源汽车技术路线图 2.0 、华泰研究 双极板:双极板:

62、石墨双极板技术成熟,基本已实现国产化,石墨双极板技术成熟,基本已实现国产化,耐久性和工程化有待验证耐久性和工程化有待验证 双极板是燃料电池电堆的核心结构件,起到支撑机械结构、均匀分配气体、排水、导热、双极板是燃料电池电堆的核心结构件,起到支撑机械结构、均匀分配气体、排水、导热、 导电的作用导电的作用。其性能优劣将直接影响电堆的体积、输出功率和寿命。双极板可分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。石墨双极板具有质量轻、稳定性强和耐腐蚀性高等特点,但机械性能较差;金属双极板具有机械性能强、厚度薄、阻气性好等特点,但易被腐蚀,寿命较短。复合双极板则兼具石墨板和金属板的优点,但制备工艺繁杂,成本较高。

63、金属板(钛或者不锈钢等)较石墨板更利于实现小型化,从而有利于提高燃料电池电堆的功率密度,表面改性的多涂层结构是金属双极板的主要发展方向。 25 图表图表57: 不同种类双极板对比不同种类双极板对比 种类种类 石墨双极板石墨双极板 金属双极板金属双极板 复合材料双极板复合材料双极板 优势 导电性、导热性、耐腐蚀性好,重量轻,技术成熟 强度高,导电性、导热性好、易做薄,成本低 兼具石墨材料的耐蚀性能和金属材料的高强度的特点,阻气性好,但质量大、加工繁琐、成本高 劣势 体积大,强度和加工性能较差 密度较大、耐腐蚀性差 质量大,加工繁琐,成本高 资料来源:GGII、华泰研究 石墨双极板技术石墨双极板技

64、术较较为成熟,基本已实现国产化,领先企业技术指标提前突破为成熟,基本已实现国产化,领先企业技术指标提前突破 2025 年国家目年国家目标。标。国内石墨双极板技术近年来发展十分迅速,基本实现国产化。根据高工氢电的数据,目前包括上海治臻在内的企业生产的国产金属双极板设计寿命已经超过 2 万小时;嘉裕碳素生产的石墨双极板单面有槽厚度在 0.5mm,双面有槽厚度在 0.8mm,单组石墨双极板的厚度在 1.3mm 左右,提前突破了国家制定 2025年前单组石墨双极板厚度 1.5mm 的要求。 图表图表58: 国内外金属双极板主要指标对比国内外金属双极板主要指标对比 主要指标主要指标 国外国外 国内国内

65、精细化加工 工艺板材成形均匀 单序冲压成型工艺, 存在应力集中现象 微流道深宽比 0.7 0.4 制备碳膜速度(s/片) 25(丰田 Mirai) 150200 资料来源: 节能与新能源汽车技术路线图 2.0 、华泰研究 图表图表59: 国内外双极板企业国内外双极板企业 双极板类型双极板类型 国外企业国外企业 国内企业国内企业 石墨板 美国 POCO、SHF 公司;日本 Fujikura Rubber 公司、KyushuRefractories 公司; 英国 Bac2 公司;加拿大Ballard 公司 国鸿氢能、中钢天源、鑫能石墨、神州碳制品、沪江科技、联强碳素、喜丽碳素、弘枫实业、弘俊实业、

66、信远工业 金属板 瑞典 Cellimpact 公司;德国 Dana 公司、Grabener 公司、美国 treadstone 公司 安泰科技、上汽捷氢、新源动力、上海治臻 复合材料板 英国 Porvair 公司、美国 ORNL 公司 武汉理工大学、武汉喜马拉雅、爱德曼公司、新源动力、中科院大连化物所 资料来源:GGII、 节能与新能源汽车技术路线图 2.0 、华泰研究 国内双极板企业扩产趋势明显,目前全国总产能超过国内双极板企业扩产趋势明显,目前全国总产能超过 2000 万片万片。国内双极板重点企业扩产趋势明显,2021 年 3 月上海治臻年产千万片级金属极板产线在常熟市投产,这是目前全球最大

67、的一条金属极板产线,根据高工氢电的统计,目前全国燃料电池双极板总产能已超过 2000 万片/年。根据高工氢电的数据,2021 年国内主流双极板企业的出货量都有非常大的增长。金属双极板领域已经出现了单个企业单个客户出货达百万片级别的现象;石墨板市场各家出货也均有较大增长,表现明显的是原万片级出货企业的出货量级达到 10 万片以上,头部企业的出货了 50 万片/年以上。 图表图表60: 国内主要双极板公司产能情况国内主要双极板公司产能情况 国内代表公司国内代表公司 双极板类型双极板类型 产能及技术基本情况产能及技术基本情况 华熔科技 石墨双极板 目前拥有百万片级石墨双极板量产经验。随着公司二期项目

68、逐步实现投产,其月产能有望达到 15-20 万组。 青岛杜科 复合石墨双极板 已经建成年产 100 万组超薄复合石墨双极板的生产线。 弘竣新能源 石墨双极板是 拥有浙江嘉善、山东泰安两大大生产基地,年产能 200 万片 嘉裕碳素 石墨双极板 产能约 80-120 万片/年 上海治臻 金属双极板 2021 年 3 月年产千万片级金属极板产线在常熟市投产 三佳机械 金属双极板 年产双极板 200 万片、年产双极板模具 50 套 博远新能源 金属双极板 一期产能为 60100 万副/年(后续产能逐步提升,预计在 2023-2024 年会达到 600 万副/年) 上海弘枫 石墨双极板 年产能可达 40

69、0 万片 资料来源:GGII、华泰研究 26 系统部件:系统部件:技术成熟,技术成熟,国产国产化程度相对较高化程度相对较高 空空气气压压缩缩机机:已已实现全功率段国产化,实现全功率段国产化,国产化率接近国产化率接近 100% 离心式空压机成为主流选择。离心式空压机成为主流选择。空气循环系统的关键部件为空压机,也为燃料电池阴极供气系统重要部件,通过对进堆空气进行增压,为电堆提供适量适压的氧气。空气压缩机的性能对燃料电池系统的效率、紧凑性和水平衡特性等有着重要影响。燃料电池系统用空压机主要有离心式、罗茨式、螺杆式三种类型。由于离心式空压机在效率、噪音、体积、无油、功率密度等方面具有良好的综合效果,

70、故随燃料电池系统功率的快速上升,离心式空压机已逐渐成为市场上的主流选择。在空气压缩机的关键部件中,轴承、电机是瓶颈技术,低成本、耐摩擦的涂层材料也是开发重点。 空气压缩机有效提高发电效率降空气压缩机有效提高发电效率降低燃料成本低燃料成本。车用燃料电池使用的空压机主要有螺杆式压缩机和涡轮式压缩机等。根据车用燃料电池专用空压机的现状分析 ,螺杆式空压机的优点是压力/流量可以灵活调整、启停方便、安装简单,缺点是噪声大、体积大、质量重和价格高,已在美国 GM,PlugPower、加拿大 Ballard 等公司的燃料电池系统中采用。涡轮式空压机容积效率较高,压力与气量连续可调,但尺寸和重量较大,本田和现

71、代等公司已定制开发了空气轴承的涡轮式空压机。目前,国内已经完成 30kW 级实车验证,国际一流水平已经完成 100kW 级实车验证。 图表图表61: 主流空气压缩机厂家产品性能对比主流空气压缩机厂家产品性能对比 生产厂家生产厂家 产品类型产品类型 空气质量流量空气质量流量 额定功率额定功率(kW) 转速转速(rpm) 最大压比最大压比 Honeywell(美国) 涡轮式 125g/s 25 3.0 UQM(美国) 罗茨式 100g/s 6.5 18000 Rotrex(丹麦) 离心式 150g/s 180000 2.94 OPCON(瑞典) 螺杆式(AutorotorOA1050) 14 日立

72、(日本) 涡轮式(SRL-3.7MB5C) 3.7 广顺新能源动力 离心式 120m/h 6.8 福建雪人 螺杆式 100g/s 24000 2.8 嘉兴德燃动力系统 涡轮式(FAC-40-D) 涡轮式(FAC-50-D) 65g/s 50000 1.9 资料来源: 车用燃料电池专用空压机的现状分析2021 年周拓等、华泰研究 图表图表62: 国内外空压机企业以及国内企业详细介绍国内外空压机企业以及国内企业详细介绍 企业企业 国外 美国盖瑞特公司、美国 UQM 公司、丹麦 Rotrex 公司、日本丰田自动织机公司、德国利勃海尔公司、德国博世公司、英国 Aeristech 公司等 国内 雪人股份

73、 公司燃料电池空气压缩机产品先后得到国际众多整车企业的认可,具备高效、小型化、轻量化、无油、可靠性高、操作范围宽的特点。 势加透博 公司年产 1 万台的氢燃料电池空压机生产线预计明年 3 月份开始投产,未来有望实现 5 万台/年的空压机产能。 公司于 2019 年 9 月建成第一条专业批产中试线,目前已有数十家签约客户,主要分布在商用车/乘用车、重卡/机车/船舶等领域。 金士顿科技 公司于 2019 年实现氢燃料电池空压机批量化上车,并在 2020 年实现出货量翻倍增长。目前公司拥有燃料电池空压机产能 3000-5000 台/年,同时公司正在扩张产能,新建工厂一期产能达到 5 万台/年。 稳力

74、科技 公司已完成几十款燃料电池无油离心空压机和工业领域空压机产品开发,其中 4 款燃料电池空压机和 2 款工业空压机已达批量制造阶段。 资料来源:GGII,公司官网,华泰研究 氢气循环泵:氢气循环泵:2020 年年氢循环系统市场逐步实现国产替代氢循环系统市场逐步实现国产替代 主动循环形式的主动循环形式的氢循环泵氢循环泵成为成为主流,引射器使用量逐渐增长。主流,引射器使用量逐渐增长。氢气循环系统的作用是将电堆未反应的氢气再次循环到电堆的氢气入口,从而提升氢气的利用率及涉氢安全,同时将电堆内部电化学反应生成的水也循环至燃料电池堆的入口,改善电堆湿润水平和提高水管理能力。氢气循环系统分为主动循环和被

75、动循环两种形式,主动循环形式的关键部件是氢气循环泵,被动循环形式的关键部件是氢气引射器。氢循环泵在主动可调节、快响应速度和宽工作区间等方面占有一定优势,成为未来使用主流。根据高工氢电,2020 年国内氢循环系统有引射器和氢气循环泵两种产品,其中引射器的使用量约占氢循环系统出货量的11%。 27 2020 年以后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代年以后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代,国产氢气循环泵技术达到国际领先国产氢气循环泵技术达到国际领先水平。水平。根据高工氢电,2020 年前,普旭占据了国内约 90%的市场份额。2020 年以后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代,普旭基本退出国内市场。

76、上海政飞的 DQ30/DQ60 在功率、流量、温度范围等方面优于普旭公司产品。 图表图表63: 国内外氢气循环泵相关技术参数对比国内外氢气循环泵相关技术参数对比 型号型号 上海政飞上海政飞 DQ30 上海政飞上海政飞 DQ60 普旭普旭 MH0018A 电机转速(rpm) 400-12000 400-12000 480-6000 压升(kPA) 50 100 流量(m3/h) 30 60 18 额定功率(kW) 1 2 0.5 噪音(dB) 65 70 73 外形尺寸(mm) 220x161x121 256x161x121 249.5x120x199 资料来源:上海政飞电子有限科技公司官网、华

77、泰研究 图表图表64: 主流氢循环泵企业布局主流氢循环泵企业布局 企业名称企业名称 相关布局相关布局 德国普旭 德国普旭为全球氢气循环泵供应龙头。2020 年前,普旭占据了国内约 90%的市场份额。 东德实业 冰轮环境旗下冰轮海卓氢能研究院的孵化公司,是国内唯一一家在试验台架真正用氢气带载运行 10000 多小时的厂家,实现了 100%国产化;拥有氢循环泵产线 1 条,氢气循环泵单班产能 30 台。2020 年开始大批量供货,主要客户包括上海重塑、爱德曼、东方电气、捷氢科技等。 雪人股份 公司在氢燃料电池核心零部件(空压机、氢气循环泵)及液氢、加氢设备方面进行技术积累以及技术布局。 瑞驱科技

78、2020 年 9 月,公司为上海汽车集团股份有限公司打造的新一批生产的氢气循环泵下线,这是瑞驱电动在国内首次实现氢气循环泵的国产化和量产化 艾尔科技 公司研制的爪式氢气循环泵具有流量大、压升高、稳定性好、免维护等特点,具备抗振动、耐-30至 85温度、可在湿热环境下安全使用的特性。 思科涡旋 2020 年 4 月公司收到东风汽车集团股份有限公司技术中心FCEV-回氢泵采购 3项目的中选通知书。 资料来源:GGII、Wind、北极星氢能网、华泰研究 增湿器:材料端技术门槛较高,国产替代增湿器:材料端技术门槛较高,国产替代任务艰巨任务艰巨 目前我国增湿器仍以进口为主,韩国科隆是行业内龙头公司,主要

79、核心技术壁垒是膜管材目前我国增湿器仍以进口为主,韩国科隆是行业内龙头公司,主要核心技术壁垒是膜管材料的研发突破。料的研发突破。燃料电池电堆在反应过程中,质子交换膜需维持一定的湿度以保证较高的反应效率,因此要求反应介质需携带一定量的水蒸气进入电堆,这一步通常需通过增湿器来实现。沃瑞氢能、鸾鸟电气、同优汽车、魔方新能源等国内企业陆续取得产业化突破,具备一定价格优势,大规模国产替代需要依靠材料技术的长期协同进步。 燃料电池燃料电池制备工艺复杂,膜电极制备工艺复杂,膜电极&双极板设备价值量高双极板设备价值量高 燃料电池电堆生产流程主要包含膜电极组件制备、双极板制备和电堆装配三大环节。燃料电池电堆生产流

80、程主要包含膜电极组件制备、双极板制备和电堆装配三大环节。具体来看:1)膜电极制备:主要涉及管式炉、搅拌、涂布、贴合、热压和模切设备等;双极板制备:2)石墨双极板生产涉及模压、浸渍和 CNC 设备等,金属双极板生产涉及冲压(蚀刻、液压) 、清洗、激光焊接和 PVD 等设备;3)电堆装配过程:主要涉及密封、堆叠、活化和测试等设备。 28 图表图表65: 氢燃料电池生产工艺流程的各细分工序涉及不同专用设备需求氢燃料电池生产工艺流程的各细分工序涉及不同专用设备需求 资料来源:高工氢能、华泰研究 燃料电池与动力电池生产工艺燃料电池与动力电池生产工艺共通性较强,共通性较强,多家锂电设备企业重点布局燃料电池

81、领域多家锂电设备企业重点布局燃料电池领域。燃料电池与动力电池生产工艺具备较强共通性,根据高工氢电的数据,国内已有多家锂电设备企业重点布局燃料电池领域,例如:1)先导智能于 2021M3 发布燃料电池智能制造整体解决方案;2)科恒股份的质子交换膜涂布设备已形成批量销售;3)星云股份于2018M8 推出首条燃料电池膜电极处理自动装配线等。除了部分锂电设备企业进行横向延伸布局,本土燃料电池市场还涌现出魔方新能源、苏州世椿、隆深机器人等企业。 图表图表66: 国内多家企业前瞻布局氢燃料设备领域国内多家企业前瞻布局氢燃料设备领域 企业企业 主要设备产品主要设备产品 业务动态及布局业务动态及布局 魔方新能

82、源 双极板模压全自动生产线、膜电极双面直涂生产 线、五合一/七合一全自动贴合封装设备 已与国内外上百家氢能燃料电池企业&研究院所建立合作关系,其中 20+家已实现整线或单机设备的交付。 世椿新能源 极板、膜电极及电堆组装生产工艺设备,包含双 极板的粘接/密封/气密性检测/外观尺寸检测,膜 电极 5CCM 和7CCM 的封装及性能检测,电堆自动 化组装及测试等核心工艺设备 2021 年全年将交付产能 5000+GW/年的电堆生产设备,以及产能 15 万平 米/年的膜电极生产设备;应对市场需求开发了胶条贴合压装机、极板 流道 3D 检测机、胶条 3D 检测机、点胶贴合一体机等新产品。 利元亨 电堆

83、与系统集成设备与产线 技术深耕燃料电池工艺特色,在外观视觉检测方面引进新 AVI 检测技 术;重点针对燃料电池电堆高速高精堆叠的模块化及标准化;正与国 电投氢能合作申请氢燃料电池电堆高速高精堆叠国家级项目。 隆深机器人 成熟的膜电极生产及检验小试/中试/整线设备交 付能力 在双极板生产、电堆装配等方面的设备进行大量研究开发,可为用户 提供质子交换膜燃料电池整线解决方案。 先导智能 PEM 电解槽制备、MEA 生产线、BPP 整线集成、 EM制备、GDL 制备 、Stack 高精度 自动化组装线、 SYSTEM 总装、Stack/System 测试活化平台等 为客户提供单一工序生产设备&燃料电池

84、产品整线生产解决方案。先 后为丹麦 BWT、 捷氢科技、东风汽车、航天氢能、Bosch、国家电投、 新源动力、未势能源等众多汽车、燃料电池客户提供领先燃料电池装 备及解决方案。 昆龙卓盈 双极板生产线、单台气密性检测设备及点胶设备 具备模压双极板生产、电堆装配整线全自动化设备生产制造经验和能 力;2021 年以来与国内燃料电池行业头部企业成功合作,已批量供货 中船长海电推、山东潍柴、广东国鸿、东方电气、上海弘枫等企业。 绿保科技 燃料电池系统装配线、石墨双极板和电堆的自动 化生产线 已从石墨板电堆/系统向金属板电堆/系统领域延伸,并向客户交付订 单;电堆测试台架已实现小批量对外出货。 资料来源

85、:GGII、Wind、华泰研究 29 竞争格局竞争格局:打好示范期的突围赛打好示范期的突围赛 多家厂商入局,市场集中度持续下降多家厂商入局,市场集中度持续下降 20192021 年年市场集中度市场集中度维持高位维持高位,基于对政策和未来市场前景的良好预期,进入燃料电基于对政策和未来市场前景的良好预期,进入燃料电池系统行业的企业持续增加池系统行业的企业持续增加,市场集中度有下降趋势,市场集中度有下降趋势。2016-2021 年 6 月末累计配套车辆上牌的 TOP5 分别是上海重塑、亿华通、大洋电机、国鸿氢能(鸿力氢动) 、百应能源,TOP3 和 TOP5 市占率分别为 51%和 66%,集中度较

86、高。新进入企业在示范期间激烈的竞争中能否存活下来,存在较大不确定性。 图表图表67: 2016-2021 年年 6 月末氢燃料电池系统累计销量月末氢燃料电池系统累计销量 图表图表68: 2017-2022 年年 1 月月工信部燃料电池推荐名录前十配套企业工信部燃料电池推荐名录前十配套企业 资料来源:香橙会研究院、华泰研究 资料来源:工信部、华泰研究 2019 年至 2021 年期间燃料电池电堆的 TOP3 集中度从 84%降低到 58%,市场集中度持续下降。 图表图表69: 2021 年电堆市场占有率格局年电堆市场占有率格局 图表图表70: 电堆市场集中度下降电堆市场集中度下降 资料来源:Tr

87、endBank、华泰研究 资料来源:TrendBank、华泰研究 根据香橙会研究院的统计,根据香橙会研究院的统计,2021 年年亿华通是北京冬奥会最大的受益者,成为亿华通是北京冬奥会最大的受益者,成为 2021 年度上年度上牌数量最多的燃料电池系统厂商,市场占有率高达牌数量最多的燃料电池系统厂商,市场占有率高达 29%;海卓动力(青岛)和上海杰宁订单主要来自于本地的氢能重卡示范项目;国鸿氢能(鸿力氢动)系统产品主要配套美锦能源在国内多地区的示范项目;捷氢科技上牌订单较为分散,配套车型囊括重卡、城市客车、客车和乘用车。 02004006008001,0001,2001,4001,6001,800

88、2,000上海重塑亿华通大洋电机国鸿重塑百应能源新源动力爱德曼清能股份潍柴动力雄韬电源其他(辆)累计销量82030405060708090亿华通雄韬国鸿上海重塑系潍柴动力上海捷氢东方电气氢蓝时代众宇动力爱德曼清能股份25%巴拉德16%神力科技16%国鸿氢能9%捷氢科技8%韵墨科技6%其他20%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201920202021TOP3集中度TOP5集中度TOP10集中度 30 图表图表71: 2021 年国内排名前十整车企业的燃料电池系统供应商年国内排名前十整车企业的燃料电池系统供应商(按进入推

89、荐目录数量排名)(按进入推荐目录数量排名) 企业名称企业名称 燃料电池系统主要供应商燃料电池系统主要供应商 青岛德智 潍柴动力、海卓动力、亿华通、氢雄燃料 郑州宇通 上海重塑、亿华通、上海韵量、国电投氢能、 东风汽车 内蒙古新能源动力、洞等汽车、融创新能、众宇动力、 长沙中联重科 新氢动力、雄川氢能 苏州金龙 鸿力氢动、上海捷氢 南京金龙 亿华通、上海捷氢、鸿氢动力 三一汽车 上海重塑、雄川氢能、 飞驰科技 鸿力氢动、上海捷氢 北汽福田 亿华通、未势能源、德燃动力、 黄冈普赫氢能商用车 黄冈格罗夫氢能、 资料来源:中国汽车网、工信部、华泰研究 国内外厂商积极扩产能国内外厂商积极扩产能 受到受到

90、燃料电池汽车示范政策落地燃料电池汽车示范政策落地驱动驱动,国内国内燃料电池企业燃料电池企业开始积极扩产,开始积极扩产,现代汽车、巴拉现代汽车、巴拉德、丰田国外领先企业也积极在华合资建厂。德、丰田国外领先企业也积极在华合资建厂。包括博世(中国) 、重塑科技、清能股份、国创氢能、国鸿氢能、氢璞创能、新氢动力、未势能源、氢途科技、东方氢能、爱德曼、浙江润丰、中船 712 所、大洋电机、恒动氢能等。 图表图表72: 北京、上海、广东示范城市群各产业链牵头北京、上海、广东示范城市群各产业链牵头企业企业 城市群城市群 产业链产业链 牵头企业牵头企业 北京 整车 北汽福田、中通客车、吉利汽车 系统 亿华通、

91、国家电投、未势能源、北京重塑、北京国鸿、明天氢能、德清动力、恒动氢能、爱德曼 电堆 氢璞创能、锋源氢能、国家电投、新研氢能、未势能源 膜电极 氢璞创能、锋源氢能、国家电投、未势能源、新力氢能 双极板 氢璞创能、锋源氢能、国家电投、新力氢能、嘉清新能源 催化剂 北京济平、纳凯利、新力氢能 质子交换膜 东岳氢能、国家电投 碳纸 国家电投 空气压缩机 势加透博、金士顿、稳力科技、伯肯节能 氢循环系统 艾尔科技、金士顿 上海 整车 上汽集团(旗下包括上汽大通、上汽申沃、上汽红岩)、申龙客车、万象客车 系统 捷氢科技、上海氢晨、上海氢能 电堆 捷氢科技、上海氢晨、上海清能、锋源氢能、上海韵量、神力科技、

92、骥翀氢能、航天氢能 膜电极 唐锋新能源、上海清能、捷氢科技、亿氢科技、锋源氢能、航天氢能 双极板 上海治臻、锋源氢能、弘枫实业、金亚隆、上海韵量、神力科技、骥翀氢能、航天氢能 催化剂 济平新能源、唐锋新能源 质子交换膜 东岳氢能、华谊集团 碳纸 上海嘉资、河森电气 空气压缩机 势加透博 氢循环系统 上海清能、瑞驱科技、鸾鸟电气、上燃动力 广东 整车 飞驰汽车、广汽集团、深圳开沃、中兴新能源 系统 雄川氢能、鸿力氢动、国鸿重塑、探索汽车、广东清能、清极能源、泰罗斯、雄韬氢恒、深圳氢雄、南科动力、氢蓝时代、佳华利道、喜玛拉雅、锐格新能源 电堆 国鸿氢能、广东清能、雄韬氢恒、广东韵量、清极能源、攀业

93、氢能、泰罗斯、深圳氢雄、南科动力、喜玛拉雅、爱德曼 膜电极 国鸿氢能、泰极动力、广东韵量、爱德曼、广东清能、清极能源、攀业氢能、鸿基创能、深圳氢雄、南科动力、众创新能 双极板 国鸿氢能、广东清能、金亚隆、嘉裕碳素、泰极动力、广东韵量、爱德曼、清极能源、攀业氢能、南海宝碳、深圳氢雄 质子交换膜 东材科技 催化剂 广东济平、深圳氢雄、伊腾迪、喜玛拉雅 碳纸 通用氢能 空压机 势加透博、广顺新能源、稳力科技、昊志机电、大洋电机、广东重塑 氢气循环系统 广东清能、广顺新能源、鸾鸟电气、大洋电机、清极能源 资料来源:香橙会研究院、华泰研究 31 图表图表73: 国内燃料电池产能布局国内燃料电池产能布局(

94、截至(截至 2021 年年 12 月)月) (部分)(部分) 企业名称企业名称 项目名称项目名称 项目所在城市项目所在城市 项目状态项目状态 产能(台套产能(台套/年)年) 现代汽车(广州) 氢燃料电池生产基地 广州 筹建 6500 亿华通 燃料电池发动机一期、二期项目 张家口 投产 10000 亿华通 亿华通西南基地项目 成都 在建 10000 重塑科技 常熟燃料电池产业化基地 常熟 投产 20000 重塑科技 天津项目一期 天津 在建 5000 国鸿重塑 年产 5000 套系统集成生产线 云浮 投产 5000 氢璞创能 电堆单班 100MW 产能,双班 200MW 产能 扬州、河南、山东

95、4000 探索汽车 氢能产业基地项目 佛山 投产 5000 新源动力 燃料电池产业基地 大连 投产 1000 捷氢科技 燃料电池项目一期 上海 在建 12000 潍柴动力 燃料电池发动机及电堆生产线 潍坊 投产 20000 大同氢雄 大同氢能产业园 5 万套氢燃料电池发动机系统项目 大同 投产 10000 武汉氢雄 武汉氢能产业园 10 万套氢燃料电池发动机系统项目 武汉 投产 10000 雄韬氢恒 州氢能产业园 1 万套燃料电池发动机项目 广州 投产 5000 深圳氢瑞 深圳氢能科技园 5000 套燃料电池发动机项目 深圳 规划 5000 氢蓝时代 江苏扬州燃料电池量产基地 扬州 投产 25

96、00 氢蓝时代 大湾区燃料电池量产基地 东莞 筹建 20000 海卓动力 青岛国际院士港氢能产业项目 青岛 投产 5000 东方氢能 氢燃料电池自动化生产线 成都 投产 2000 东方氢能 氢能科技产业园项目 阜阳 签约 2000 氢途科技 燃料电池发动机半自动生产线 杭州 投产 1000 氢途科技 燃料电池发动机自动化生产线 金华 在建 5000 豫氢动力 燃料电池示范线项目一期 新乡 投产 500 豫氢动力 燃料电池项目二期 新乡 在建 10000 清能股份 燃料电池电堆及系统研发生产技改扩建项目 如皋 扩建 10000 清能股份 燃料电池电堆、系统及核心零部件研发和生产基地 佛山 投产

97、10000 明天氢能 燃料电池电堆和系统智能工厂 六安 投产 10000 清极能源 燃料电池研发生产基地 佛山 投产 1000 海亿新能 年产 1000 台套氢燃料电池发动机系统 老河口 投产 1000 海亿新能 年产 1.2 万台燃料电池发动机系统自动化生产线 老河口 规划 12000 泰罗斯 车用燃料电池动力系统 佛山 投产 1000 中车氢能 年产 1800 套燃料电池电堆及动力系统中试线 张家港 投产 1800 弗尔赛 燃料电池系统组装线 苏州 投产 1000 锋源氢能 年产氢能燃料电池发电机 1000 台项目 平湖 投产 1000 德燃动力 燃料电池发动机组装线 嘉兴 投产 1000

98、 德燃动力 车用燃料电池动力系统及核心零部件生产基地 重庆 在建 3000 浙江润丰 氢燃料电池发动机生产基地 宁波 签约 2000 众宇动力 年产 2000 套车用燃料电池动力系统一期项目 武汉 投产 500 众宇动力 年产 2000 套车用燃料电池动力系统二期项目 武汉 规划 1500 风氢扬科技 燃料电池系统试装线 上海 投产 1000 上燃动力 年产 10000 套燃料电池发动机系统 长治 签约 10000 武汉泰歌 氢能动力系统生产基地一期工程 武汉 投产 1000 爱德曼 第一代、第二代燃料电池生产线 佛山、上海 投产 4000 爱德曼 第二代燃料电池生产线 淄博 在建 2000

99、国家电投 华中氢能产业基地 武汉 在建 5000 大洋电机 燃料电池系统生产线 中山 投产 3000 全柴动力 氢燃料电池智能制造建设项目 滁州 筹建 2000 雪人股份 燃料电池发动机及其核心零部件制造项目 重庆 规划 6000 中氢科技 北京生产基地 北京 投产 1500 中氢科技 燃料电池发动机项目 秦皇岛 在建 1000 中氢科技 粤港澳大湾区生产基地一期 茂名 在建 5000 英飞腾(上海) 氢能物料搬运产业项目(二期大功率氢动力系统) 佛山 签约 5000 武汉喜马拉雅 咸宁生产基地 咸宁 投产 1000 广东喜马拉雅 年产氢燃料电池系统 5000 套生产项目 中山 在建 5000

100、 广东喜马拉雅 万全区年产 1 万台(套)氢燃料电池系统项目 张家口 签约 10000 新研氢能 90kW 燃料电池系统生产线 大连 投产 500 畔星科技 电堆及系统产线 金华 投产 750 合计 297050 资料来源:香橙会研究院、各公司官网、华泰研究 32 产品方面,提升系统功率和功率密度产品方面,提升系统功率和功率密度 上牌车型平均功率持续提升。上牌车型平均功率持续提升。高工氢电数据显示,从上牌车型的燃料电池系统功率来看,2019-2021 年上牌车型平均功率依次为 39.6KW、52.9KW 和 93.2KW,其中 2021 年的系统功率水平在国家示范群补贴政策的引导下出现显著提升

101、。分车型看,2021 年上牌燃料电池客车车型平均功率达到 80KW 左右,燃料电池重卡车型平均功率达到 110KW 左右。 主流厂商系统的功率密度已经远超燃料电池技术发展路线中规划的水平,技术发展速度快主流厂商系统的功率密度已经远超燃料电池技术发展路线中规划的水平,技术发展速度快于预期。于预期。根据高工氢电,这些已达成的技术指标与燃料电池技术发展路线中规划的功率密度 350W/kg 相比,已经优于该目标 1.6 倍到 2.0 倍;在功率密度方面,上海重塑 Prisma镜星 12+与亿华通 G80Pro 的质量功率密度为 702W/kg、550W/kg,国鸿氢能鸿途 G110的质量功率密度达到了

102、 555W/kg。在额定功率方面,上海重塑 Prisma 镜星 12+、上海捷氢 PROMEP4H、雄韬股份 VISH-130B 相关产品达到了 130kW,头部企业技术优势明显。 图表图表74: 国内领先燃料电池系统厂商已实现电堆的自主研发国内领先燃料电池系统厂商已实现电堆的自主研发 企业名称 电堆自主研发情况 重点电堆产品简介 亿华通 下属公司神力科技具备燃料电池电堆自主知识产权 C290-40 电堆额定功率为 47kW,体积功率密度达到 1.74kW/L,可在-40存储、-30启动,已在 9m 级客车中批量应用。 C290-60 电堆额定功率为 76kW,体积功率密度达到 1.92kW/

103、L,可在-40存储、-30启动,已在 12m 级客车中批量应用。 国鸿氢能 自主开发燃料电池电堆 鸿芯 GI 燃料电池电堆是国鸿自主开发,可定制 6-84kW 的单电堆,工作寿命超过 2 万小时。 上海重塑 自主开发燃料电池电堆 上海捷氢 自主研发捷氢启源 M4H 电堆产品 M4H 电堆相较于上一代电堆功率提升了 52%,峰值功率高达 198kW;电堆功率密度提升了 34%,峰值功率密度高达 5.1kW/L 氢蓝时代 使用氢璞创能自主开发生产电堆 NOWOGEN-ST 系列电堆基于碳复合板技术,碳基复合版电堆(墨系列)和金属板电堆(鈊系列),并通过了各项汽车行业的测试和累计数十万小时的用户测试

104、。 同济科技 自主研发燃料电池单堆 125 kW 同济大学于 2019 年制备出的金属极板燃料电池单堆在第三方整车厂实测,达到了 125 kW 的最大持续功率 明天氢能 自主研发 80kW 氢燃料电池电堆 明天氢能 80kW 燃料电池电堆寿命更接近国际领先水平。实现30 稳定运行。功率密度超过 30kWL,实车运行氢耗 4555kg百公里。 雄韬氢瑞 自主研发生产第一代复合板电堆和车用质子交换膜燃料电池电堆 第一代复合板电堆优化了极板板型和流场设计,单组额定功率可达 180W,整堆额定功率为 1836KW。 氢瑞 A1 电堆为 Vision 自主研发的氢瑞 A1 代车用质子交换膜燃料电池电堆,

105、采用石墨双极板,单电池均一性指标高,单堆额定功率 40-84kW,设计寿命超过 20000 小时。适用于商用车、重卡等应用。 资料来源:亿华通招股说明书;国鸿氢能、氢璞创能、雄韬氢瑞、明天氢能公司官网产品介绍、高工氢电、华泰研究 图表图表75: 燃料电池系统制造企业相关产品已经系列化、体系化,部分企业技术优势显著燃料电池系统制造企业相关产品已经系列化、体系化,部分企业技术优势显著 企业企业 相关产品相关产品 上海重塑 Prisma 镜星 12+ 额定功率:130kW 质量功率密度:702W/kg Prisma 镜星 11 额定功率:110kW 质量功率密度:541W/kg Caven4 额定功

106、率:46kW 质量功率密度:301W/kg Caven3 额定功率:32kW 质量功率密度:237W/kg 亿华通 G120 额定功率:120kW 工作效率:60% G80Pro 额定功率:80.5kW 质量功率密度:550W/kg G60 额定功率:65kW 质量功率密度:250W/kg G40 额定功率:40kW 质量功率密度:301W/kg 大洋电机 额定功率:110kW 电压范围:200-480V 额定功率:81.1kW 电压范围:135-360V 额定功率:51.7kW 电压范围:130-270V 33 企业企业 相关产品相关产品 国鸿氢能 鸿途 G110 额定功率:110kW 质量

107、功率密度:555W/kg 鸿途 G70 额定功率:70kW 质量功率密度:412W/kg 鸿途 B60 额定功率:65kW 质量功率密度:402W/kg 氢蓝时代 “鲲”系列 额定功率:120kW 电堆功率密度 3.6kW/L “鹏”系列 额定功率:80kW 电堆功率密度 3.3kW/L “鲸”系列 额定功率:60kW 电堆功率密度 2.5kW/L “鹰”系列 额定功率:50kW 电堆功率密度 2.5kW/L 新源动力 HYSYS-120 额定功率:115kW 电压范围:450-720V HYSYS-100 额定功率:95kW 电压范围:450-750V HYSYS-70 额定功率:70kW

108、电压范围:250-420V 爱德曼 额定功率:100kW 电堆质量功率密度:1830W/kg 额定功率:82kW 电堆质量功率密度:1680W/kg 额定功率:67kW 电堆质量功率密度:1500W/kg 江苏清能 VLII 系列水冷系统 额定功率:120KW 质量功率密度:505W/kg VLIIPro 水冷系统 额定功率:120KW 质量功率密度:600W/kg 雄韬股份 VISH-130B 额定功率:130kW 工作效率:47% VISH-110A 额定功率:110.5kW 工作效率:47% VISH-80A 额定功率:84kW 工作效率:47% VISTAH-60A 额定功率:60kW

109、 工作效率:47% 未势能源 额定功率:97kW 质量功率密度 440W/kg 额定功率:95kW 工作效率:60% 34 企业企业 相关产品相关产品 弗尔赛 FS-FCE-EVO-120kW 额定功率:120kW 质量功率密度:520W/kg FS-FCS-M-60kW 额定功率:60kW 质量功率密度:325W/kg FS-FCE-120 额定功率:12kW 质量功率密度:230W/kg 上海捷氢 PROMEP4H 额定功率:130kW 工作效率:60% PROMEP3X 额定功率:117kW 工作效率:60% PROMEP390/P3H 额定功率:92kW 工作效率:60% PROMEP

110、3S 额定功率:25kW 输出电压:80V 资料来源:公司官网、华泰研究 产业链梳理产业链梳理 图表图表76: 氢燃料电池氢燃料电池产业产业链链梳理梳理 资料来源:香橙会研究院、华泰研究 图表图表77: 燃料电池设备产业链梳理燃料电池设备产业链梳理 资料来源:GGII、华泰研究 35 图表图表78: 燃料电池系统产业链估值(截至燃料电池系统产业链估值(截至 2022 年年 2 月月 16 日)日) 产业链产业链 上市公司名称上市公司名称 股票代码股票代码 市值市值 (亿元)(亿元) EPS 2020 EPS 2021E EPS 2022E EPS 2023E 21(23 CAGR PE 202

111、0 PE 2021E PE 2022E PE 2023E 2021 PEG 全产业链型 美锦能源 000723 CH 620 0.17 0.65 0.66 0.75 8% 46.12 23.72 23.78 19.54 0.08 燃料电池系统 亿华通 688339 CH 123 (0.38) 1.50 3.01 3.98 63% (2220.86) 249.74 89.40 67.24 0.61 潍柴动力 000338 CH 1,279 1.16 1.16 1.39 1.53 15% 13.69 14.16 12.56 11.51 1.07 大洋电机 002249 CH 164 0.04 雄韬

112、股份 002733 CH 64 0.19 宗申动力 001696 CH 75 0.51 东方电气 600875 CH 479 0.60 0.75 0.95 1.12 22% 19.63 22.92 19.37 16.22 0.77 华昌化工 002274 CH 109 0.19 1.60 1.68 0.00 (187.38) 7.77 7.39 0.00 0.01 膜电极 科力远 600478 CH 101 0.03 道氏技术 300409 CH 123 0.13 0.97 1.36 1.79 36% 70.77 22.77 16.29 12.39 0.03 纳尔股份 002825 CH 30

113、 0.65 0.58 1.04 1.46 60% 24.52 35.63 19.64 14.00 12.19 质子交接膜 东岳集团 0189 HK 207 0.37 1.02 1.44 1.56 23% 11.52 8.86 6.78 5.84 0.04 百利科技 603959 CH 76 0.05 0.31 0.65 0.98 77% (9.46) 47.88 23.11 15.26 0.09 气体扩散层 安泰科技 000969 CH 95 0.10 银禧科技 300221 CH 31 0.22 催化剂 贵研铂业 600459 CH 146 0.75 1.12 1.50 1.86 29% 3

114、0.98 22.44 16.07 12.16 0.25 齐翔腾达 002408 CH 261 0.56 1.01 1.26 1.38 17% 16.79 9.99 8.10 7.07 0.05 鹏辉能源 300438 CH 165 0.13 0.79 1.24 1.89 55% 283.41 58.92 34.07 22.83 0.12 中自科技 600737 CH 182 0.25 0.44 0.53 0.58 14% 27.68 21.92 17.98 15.79 0.32 格林美 002340 CH 440 0.09 0.26 0.38 0.52 42% 73.13 39.03 25.8

115、8 18.43 0.20 双极板 长盈精密 300115 CH 147 0.65 0.52 1.07 1.46 67% 80.01 33.37 17.52 12.91 19.33 安泰科技 000969 CH 95 0.10 氢气循环泵及空压机 昊志机电 300503 CH 38 0.26 0.74 0.80 1.02 17% (39.29) 17.76 16.46 12.98 0.09 冰轮环境 000811 CH 88 0.30 0.45 0.59 0.73 27% 19.45 31.17 24.11 19.69 0.58 金通灵 300091 CH 73 0.05 雪人股份 002639

116、 CH 77 (0.27) 汉钟精机 002158 CH 121 0.68 0.92 1.19 1.46 26% 25.48 25.51 19.98 15.99 0.75 贝斯特 300580 CH 61 0.88 1.19 1.62 2.03 31% 23.29 27.10 20.11 15.87 0.81 氢能设备 利元亨 688499 CH 190 2.16 2.53 5.20 8.38 82% 0.00 111.28 53.90 33.41 1.86 科威尔 688551 CH 40 0.83 0.76 1.20 1.90 58% 55.74 68.59 44.23 28.90 3.9

117、0 先惠技术 688155 CH 93 0.96 2.28 3.99 5.59 57% 42.47 54.23 29.70 20.85 0.31 先导智能 300450 CH 993 0.87 0.99 1.57 2.11 46% 99.00 71.89 44.49 32.93 0.71 豪森股份 688529 CH 37 0.83 0.73 1.01 1.31 34% 50.41 38.76 27.83 21.53 2.96 大族激光 002008 CH 498 0.93 1.70 2.18 2.74 27% 42.94 28.01 22.29 18.00 0.32 注:1)盈利预测来自 Wind 一致预期;2)除本表外,报告中出现的其余企业均未上市。 资料来源:Wind、华泰研究

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