氢能与燃料电池产业前沿系列六：燃料电池汽车：集众所长，破土而出.pdf

敬请参阅最后一 页特别声明 -1- 证券研究报告 2019 年 12 月 29 日 汽车和汽车零部件 、 电力设备 新能源 燃料 电池 汽车： 集 众 所长 ， 破土 而出 氢能与燃料电池产业前沿系列 六 行业深度 燃料电池汽车 ： 推广 运用 刚 起步 ， 具备 发展 潜力 燃料电池汽车的 优势 在于集纯电汽车 、 燃油汽车优点于一身：清洁环保、续驶里程远、补能速度快、舒适安 静，并且氢气 是一种清洁高效、来源广泛的能源。长期看，燃料电池汽车 有望 成为 汽车 市场 重 要 的 组成 部分 。 自 2016 年 起， 国内 燃料 电池 汽车 步入 推广 运用 阶段， 使用 规模 逐步扩大 。 2018 年 我国 燃料电池汽车 销量 1527 辆，仅次于美国的 2368 辆，成为世界主要燃料电池汽车市场。 上游电堆外商把控， 中下游竞争格局暂未稳固 目前上游电堆市场 由 海外 供应商 为主 。 众多 国内厂商从中游 系统集成切入 产业 ，竞争格局暂未稳固。 头部 系统 集成 商 开始 向 上游 电堆 延伸 布局，建立 竞争 壁垒。 下游 整车 应用 规模 较小 ， 利润 贡献 有限， 技术 积累 为 主 。 公交 /物流货车 率先 落地 推广， 高额 补贴 弥补 高额 成本 当前受技术 、成本和加 氢站 缺乏 的约束，国内燃 料电池汽车以商 用车运用 为切入点 ， 形成 两个应用场景：（ 1） 城市公交 作为示范 运行的 途径；（ 2） 轻 中型 物流货车 作为探索商业化 运用 的 抓手 。 现阶段 燃料 电池 汽车 成本 高于 纯电 车型 ， 使用成本 高于 燃油车 。 2018年 国补 最高 50 万元 ， 地方 补贴 最高 50 万元 。 高额 补贴 可 弥补 部分 成本 。 政策加码， 空间充足 ， 技术、 规模 驱动 降本 “双积分” 、 “蓝天保卫战” 等 政策 持续为 新能源汽车 的普及创造空间 。燃料电池汽车 短期 或 保持 较高 补贴金额 ， 竞争优势 凸显 。 2020 年 累计 推广 规模 有望 接近 万辆。 燃料电池汽车 降本潜力大。降本途径 主要有：（ 1）规模提 升。 规模化 能摊销 制造 、 模具、 研发 费 用，是 主要降本措施 ；（ 2）技术提升。 通过 降低铂催化剂 用量、 优化 系统等 技术手段降低成本； （ 3）协同降本。整车厂协同自有纯电、混 动 平台，共用电机电控、动力电池等零部件。 投资建议 ： 行业景气度持续提升 ， 我们对 燃料 电池 汽车 行业保持乐观 。 我们建议短期关注 燃料电池 系统出货量 领先 的供应商。长期 则把握 两个 条主线 ： （ 1）综合掌握电堆设计制造和系统 集成 技术的供应商 ， 建议 关注 亿华通 （ 拟 转科创 板 ） 、 重塑 科技 （ 未上市 ） 。 （ 2）有强大主营业务支撑、 能够 与 现有 业务 协同 的整车 /传统 汽零 企业 ， 建议关 注 已 完 成上下游布 局的 上汽集 团（ 中 上游： 捷氢 科技 ， 下 游 ： 商用车 板块 ） ， 客车 龙头 宇通客车 ， 入股巴拉德和弗尔 赛的 潍柴动力 ， 长城 控股 集团 控股 的 上燃动 力（ 未上市） 。 风险分析： （ 1） 降本不及预期 ；（ 2） 政府支持力度不及预期 ；（ 3）重大安全事故对产业带来负面影响；（ 4）其他新能源汽车技术的突破。 分析师 邵将 (执业证书编号： S0930518120001) 021-52523869 shaojebscn 殷中枢 (执业证书编号： S0930518040004) 010-58452071 yinzsebscn 马瑞山 (执业 证书 编 号： S0930518080001) 021-52523850 marsebscn 王威 (执业证书编号： S0930517030001) 021-52523818 wangwei2016ebscn 联系人 杨耀先 021-52523656 yangyxebscn 郝骞 021-52523827 haoqianebscn 行业与上证指数对比图 - 2 0 %- 8 %5%18%30%08-1810-1812-1801-1903-1905-1907-1909-19电力设备新能源 沪深 300 资料来源： Wind 相关研报 电堆：师夷长技，方可制夷 氢能与燃料电池产业前 沿系列 五 2019-11-15 加氢站： 千 车 易得 ，一”站“难寻 氢能与燃料电池产业前沿系列 四 2019-08-07 小小气瓶，大大学问 氢能与燃料电池产业前沿系列三 2019-07-09 弃风弃光，化电为氢 氢能与燃料电池产业前沿系列二 2019-06-06 2019-12-29 汽车和汽车 零部件 敬请参阅最后一页 特 别声明 -2- 证券研究 报告 投资 聚焦 研究背景 2018 年 5 月， 国务院总理李克强在日本参观考察 了丰田燃料电池轿车MIRAI； 2018 年 12 月， 前科学技术部部长万钢在 人民日报 撰文称纯电动汽车尚不能满足量远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等市场需求。为此， 应及时把产业化重 点向燃料电 池汽车 拓展 ； 商 用车零部 件 龙头潍柴动力于 2018 年 8 月入股世界燃料电池领军企业 巴拉德，成为其第一大股东。高层领导的表 态和行业龙头的 动向 引起了市场对燃料电池汽车行业的关注。 作为 刚 起步 发展 的 又一 新能源 汽车 技术 路线 ， 市场 对 其 认知 并不 充分。我们 从燃料电池汽车产品特性和发展现状出发，剖析产业链竞争格 局 ，分析燃料电池汽车应用场景， 探讨 行业发展方向 ，尝试给出把握行业投资机会的关键点。 我们 创新之处 1. 我们详细拆分燃料电池汽车产业链，分别对上游、中游和下游 的竞争格局进行了分析，找出了上中下游 企业间的配 套和合 作关系 ， 进 而 对产业上中下游企业未来提升竞争力、建立竞争壁垒的发展趋势做了研判 ，认为未来 产业的核心 竞争力 将会集中在上游电堆厂商和下游整车厂商。 2. 我们对燃料电池汽车在乘用车、公交车和物流车上的应用进行了分析，着重讨论了物流车的购车成本和使用成本。我们选取同等 级别 的纯电车型、柴油车型和燃料电池车型进行成本对比。 推算得出： 在有补贴的 情况下，燃料电池车型 单车 利润 高于柴油车型和纯电车型 ； 受 氢气 价格 制约， 燃料电池车型使用成本 暂 无 优势 。 投资观点 当前 燃料电池汽车行业刚 步 入产品导入期，市场规模尚小 。 随着政 府和业 界对燃料电 池汽 车 “作 为纯 电动汽 车 的有效补充，在公 交车、物流车等应用场景具备优势”的定位逐步清晰和明确，行业 未来 发展前景确定性加强 ，市场规模和空间有望提升， 我们对行业保持乐观。 我们认为， 当前 产品技术 壁 垒未完全形成，竞争格局比较分散， 率先抢占市场份额的企业能 充分 获取 补贴红利，在 竞 争中获得先机 。 目前 具备 稳定 、批量 供货 能力 的 系统供应商 相对稀缺， 因此短期内我们建议关注 与上下游建立稳定合作关系、 出货量位于头部的 燃料电池系统 企业 。 长期则把握两个条主线：（ 1）综合掌握电堆设计制造和系统集成技术的供应商，建议关注亿 华通（ 拟 转 科创板 ）、 重塑科 技（未上市 ） 。（ 2）有强大主营业务支撑、能够与现有业务协同的整车 /传统汽零企业，建议关 注已完成上下游布局的上汽集团（中上游：捷氢科技 ，下游：商用车板块），客车龙头宇通客车，入股巴拉德和弗尔赛的潍柴动力，长城控股集团控股的上燃动力（未上市）。 2019-12-29 汽车和汽车 零部件 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报 告 目 录 1、 行业现状综述：政府助力起步发展 . 6 1.1、 燃料电池汽车：集电动汽车和燃油汽车优点于一身 . 6 1.2、 国内政策高度支持 . 8 1.3、 行业步入商业运用推广阶段，规模居世界前列 . 10 2、 产业链解析：上游外资把控，下游格局未定 . 12 2.1、 燃料电池汽车系统组成 . 12 2.2、 电堆及其零部件：高成本、高壁垒，外资为主 . 14 2.3、 系统集成：群雄逐鹿，向上游延伸 . 16 2.4、 整车制造及应用：规模较小，竞争格局未稳定 . 19 3、 燃料电池汽车应用：示范运行为先，商业化正待起步 . 22 3.1、 技术 /加氢差距使国内选择商用车落地 . 22 3.2、 城市公交与物 流是燃料电池汽车推广应 用主阵地 . 26 3.3、 高额补贴弥补高额成本 . 28 4、 未来发展：政策助力，降本驱动 . 31 4.1、 政策推动， 2020 年累计规模有望近万辆 . 31 4.2、 技术与规模是降本之路 . 32 5、 投资 建议 . 35 6、 行业风险分析 . 35 2019-12-29 汽车和汽车 零部件 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报 告 图表目录 图 1： 1994 年奔驰推出首款燃料电池汽车 NECAR1 . 6 图 2： 2003 年同济大学推出 “超越 ”系列 燃料电池轿车 . 6 图 3：燃料电池电堆工作原理 . 7 图 4：燃料电池汽车具备纯电动汽车和燃油汽车优 点 . 8 图 5： 2018 年 5 月李克强总理参观丰田 燃料电池汽车 . 8 图 6： 2009 年以来燃料电池汽车国补政策 . 9 图 7：我国燃料电池汽车发展阶段 . 10 图 8：燃料电池汽车进入工信部产品公告的 车型数（款） . 11 图 9：国内燃料电池汽车销量（辆） . 11 图 10：海外燃料电池汽车销量（辆） -分品牌 . 11 图 11：全球燃料电池汽车销量（ 辆） -分国家 . 11 图 12：典型各类燃料电池汽车结构 . 12 图 13：燃料电池汽车系统结构 . 12 图 14：燃料电池汽车产业链 . 13 图 15：电堆组成 . 14 图 16：燃料电池电堆成本构成 . 15 图 17：燃料电池系统成本构成 . 15 图 18：国内系统集成企业绑定国外巨头，扶持国内厂商 . 16 图 19：北京亿华通下游客户 . 17 图 20：重塑科技的产品及应用 . 17 图 21： 2017 年我国燃料电池汽车产量（辆） . 19 图 22： 2018 年我国燃料电池汽车产量（辆） . 19 图 23：全球销量最高的三款燃料电池汽车 . 22 图 24：国内燃料电池汽车主要用于商用车（单位：辆） . 23 图 25：国内燃料电池汽车技术与世界先进水平存在差距 . 23 图 26：本田 Clarity FCS 获评 2018 年沃德十佳发动机 . 24 图 27：现代 Nexo FCS 获评 2019 年沃德十佳发动机 . 24 图 28：国内燃料电池汽车 “小马拉大车 ” . 24 图 29：日本加氢站分 布（截至 2017 年 ） . 25 图 30：美国加州加氢站分布（截至 2018 年） . 25 图 31：我国加氢站建设具体分布（截至 2019 年 6 月） . 25 图 32：上海嘉定 114 路燃料电池公交 车 . 26 图 33：张家口燃料电池公交车投入运营 . 26 图 34：上海申龙向武汉跃裕交付燃料电池保温车 . 27 图 35：京东物流 使用燃料电池物流 车配送快递 . 27 2019-12-29 汽车和汽车 零部件 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报 告 图 36：新能源公交销量（辆）及销量渗透率 . 31 图 37：公交保有量（万辆） . 31 图 38：中国燃料电池产业 化路线图 . 32 图 39：丰田优化流场，取消增湿器，简化了系统 . 33 图 40：丰田取消和合并零部件，简化系统 . 33 图 41： MIRAI 与混合动 力汽车零部件协同 . 33 图 42：燃料电池系统成本预测（元 /kW） . 34 图 43：氢系统成本预测（元 /kg） . 34 图 44：燃料电池 7.5t 物 流车成本预测（万元） . 34 表 1：燃料电池特点 . 6 表 2：各类燃料电池特点 . 7 表 3：燃料电池堆 主要部件介绍 . 14 表 4：国内主要电堆供应商 . 15 表 5：国内系统集成厂商与国外电堆巨头合作 . 16 表 6：国内燃料电池系统主要厂商 . 18 表 7：国内主要燃料电池汽车生产商 . 20 表 8：三款燃料电池乘用车与其同系车价格 . 22 表 9：各部委 /地政府出台新能源物流车限行优惠政策 . 27 表 10：燃料电池汽车运营公司 . 28 表 11： 12 米燃料电池公交成本测算 . 28 表 12： 7.5t 燃料电池箱式物流车与纯电车型、柴油车型购车成本 比较 . 29 表 13：燃料电池物流车与纯电车型、柴油车型用车成本比较 . 30 表 14：防污攻坚政策有望加速新能源汽车提升 规模 . 31 2019-12-29 汽车和汽车零部件 敬请参 阅最后一页特别声明 -6- 证券研 究报告 1、 行业 现状 综述：政府助力 起步发展 20 世纪 60 年代 ，美国通用汽车公司将 燃料 电池 技术 应用到 了 汽车 ，研发出 氢燃料电池 登月车 Electrovan。 受 限于技术水平，燃 料电池 技术运用在民 用汽车则是在上世纪 90 年代。 1994 年， 奔驰推出名为 NECAR1 的燃料电池汽车 。之后日本的燃料电池汽车技术迅速发展 ，技术实力和 应用规模跃居世界之 首 。 2003 年 和 2004 年 ，同济大学推出了“超越一 号” 和“超越 二号” 燃料电池轿车。 借助 2008 年北京奥运会和 2010 年 上海世博会 ，国内开始开 展燃料电池汽车示范运行，行业迎来发展 机遇 。 图 1： 1994 年 奔驰 推出 首款 燃 料 电池 汽车 NECAR1 图 2： 2003 年 同济 大学 推 出 “ 超越” 系列 燃料 电池 轿车 资料来源：搜狐 汽车 资料来源：搜狐 汽车 1.1、 燃料电池汽车 ：集电动汽车和 燃油汽车优点 于 一身 燃 料 电池车 （ Fuel Cell Vehicle 简称： FCV） 利用燃料电池产生的电供能，带动 电机 运 转 ，从而使车辆正常行驶。 燃料 电 池 ： FCV 之心， 高效 环保 燃料电池是一种通过非燃烧方式直接将燃料的化学能转化为电能的装置。 工 作时其借助电极将进入负极的氢（含氢燃料） 和进 入正极的氧发 生非燃烧的电 化学 反应，氢在负极上的催化剂的作 用下分解成正离子 H+和 电 子e-。 H+进入 电解 液 中，而 e-则 沿 外部电路移向正极 (阴极 )产生电流。在正 极上，空气中的 氧同电解液中的 H+吸收抵达正极上的电子 e-形成水。 表 1：燃料电池特点 特点 能量转化效率高 化学能转化为电能，无燃烧， 不受卡诺循环的限制； 目前燃料电 池系统的燃 料 电 能转换效率在 45% 60%； 环保 反应物 是氢和氧，生成物是清洁的水； 它本身工作不产生 CO 和 CO2，也没有硫和 微粒 排出，没有高温 反应，也不产生 NOx； 燃料适用范围广 氢气制备包括氯碱工业副产 品制氢、 清洁能源电 解水制 氢、化石原料 制氢、化工原料制氢 等多种方式 ； 资料来 源： Frano Barbir PEM 燃料 电池： 理论 与 实践 ， 光大证券研究所 2019-12-29 汽车和汽车零部件 敬请参 阅最后一页特别声明 -7- 证券研 究报告 图 3： 燃料 电池 电 堆 工作原理 资料来源： Peiyun Yiet al. Ca