燃料电池汽车行业专题报告：政策暖风频吹，商业化进程渐行渐近.pdf

本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 汽车行业 行业研究 /专题报告 报告摘要： 未来终极环保车 产业链核心是电池系统 质子交换膜燃料电池凭借其特性主要应用于汽车 ； 燃料电池汽车可以视为终极环保汽车 ， 产业链包括 上游矿产等相关 资源，中游的电池系统、电机电控以及下游的整车厂、加氢站及服务等；其中，电池系统是产业链的核心环节，而电池堆是其重要组成部分，电池堆包括 质子交换膜 （直接影响电池的使用寿命） 、催化剂 （决定电极反应的效率） 、扩散层和双极板 。 政策暖风频吹 商业化初期阶段开启 国内外 基 本上从发展规划、行业 技术、财税政策等维度对燃料电池及燃料电池汽车给予 政策支持 ，推动燃料电池汽车商业化进程。 车企积极布局，丰田作为先行者，其车型 Mirai 最新版补贴后在日价格为 520 万日元（约 27.1 万元人 民币）。 国内燃料电池汽车产销持续增长，根据中汽协数据： 2019 年国内燃料电池汽车产量为 2,833 辆（ YOY+86%） ；中汽研 依据各地规划目标 统计： 到 2020年我国燃料电池商用车将达到 1.16 万辆，乘用车将达到 0.3 万辆。 拐点 逐步 凸显 商业化进程渐行渐近 虽然燃料电池汽车目前市场化推广中存在痛点，如燃料电池系统成本高，经济性低；加氢站数量少，前期投资大等， 但政策支持下商业化进程渐行渐近： 主要体现在：持续原材料研发 、 制造工艺更新下 推动电池系统成本逐步降低；政策支持 下 加氢站建设提速，此外 氢燃料综合成本 有望 通过制氢 -运氢 -储氢各环节的优化和有效组合逐步降低 。 投资机会分析 纵览燃料电池汽车产业链，我们认为 长期 投资机会主要集中在以下三个方面：第一，研发生产高技术壁垒、高成本燃料电池核心部件的上市公司。按照目前技术发展情况和成本占比，主要有三项：技术壁垒高的质子交换膜；使用贵金属成本较高的电催化剂，以及生产加工工艺要求高的双极板 ； 建议关注腾龙股份、贵研铂业、雄韬股份、和安泰科技。 第二，积极布局，优先有订单占据先发优势，产品经受市场验证的整车上市公司 ； 建议关注福田汽车、宇通客车。第三，布局制氢 -运氢 -储氢全环节，提高协同效应降低氢燃料综合成本的上市公司 ；建议关注嘉化能源。 风险提示 ： 政策不及预期；电池系统降本不及预期 ；基础设施建设不及预期 盈利预测与财务指标 重点公司 现价 EPS PE 2020/02/14 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 腾龙股份 24.99 0.54 0.58 0.76 46 43 33 贵研铂业 17.07 0.46 0.51 0.61 37 33 28 雄韬股份 26.37 0.27 0.58 0.87 98 45 30 安泰科技 6.70 -0.21 0.14 0.16 -32 48 42 福田汽车 1.87 -0.54 0.08 0.10 -3 23 19 宇通客车 14.08 1.04 1.08 1.20 14 13 12 嘉化能源 10.02 0.77 0.89 0.99 13 11 10 资料来源：公司公告，民生证券研究院 （公司 EPS均采用 Wind 一致预期） 政策暖风频吹 商业化 进程渐行渐近 燃料电池汽车行业专题报告 专题报告 /汽车及配件行业 推 荐 维持评级 行业与沪深 300 走势比较 资料来源： wind，民生证券研究院 分析师：徐凌羽 执业证号： S0100517090004 电话： 010-85127604 邮箱： xulingyumszq 相关研究 - 4 5 %- 3 5 %- 2 5 %- 1 5 %- 5 %5%15%25%35%1 9 / 2 / 1 4 1 9 / 5 / 1 4 1 9 / 8 / 1 4 1 9 / 1 1 / 1 4 2 0 / 2 / 1 4沪深 300 汽车与汽车零部件指数2020 年 2 月 17 日 民生精品 -深度 报告 /汽车及配件行业 2016 年 07 月 20 日 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目 录 一、终极环保车 产业链核心是电池系统 . 3 （一）质子交换膜燃料电池车 终极环保车 . 3 （二）产业链核心是电池系统 电池堆最为重要 . 4 二、政策暖风频吹 商业化初期阶段开启 . 6 （一）国内外多角度支持 车企积极布局 . 6 （二）产销持续增长 商业化初期阶段开启 . 7 三、拐点逐步凸显 商业化进程渐行渐近 . 9 （一）技术发展驱动电池系统成本逐 步降低 . 9 （二）加氢站建设提速 氢燃料综合成本降低 . 10 四、投资机会 . 12 五、风险提示 . 13 插图目录 . 14 表格目录 . 14 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 3 一 、 终极环保车 产业链核心是电池系统 （ 一 ） 质子交换膜燃料电池车 终极环保车 燃料电池是将燃料具有的 化学能直接变为电能的发电装置 。 根据电解质种类不同，燃料电池 基本分为五种 ： 碱性 燃料 电池（ AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（ MCFC）、磷酸燃料电池（ PAFC）、固体氧化物燃料电池（ SOFC）以及质子交换膜燃料电池（ PEMFC）。燃料电池具有以下优点：能量转换效率高 ； 无污染零排放 ； 模块化结构 ， 维护保养成本低 ；燃料来源广泛，通过多种方式制备。 质子交换膜燃料电池 凭借 其特性 主要应用于新能源汽车 。 对比其他几种燃料电池，质子交换膜电池 输出 功率密度高 ， 质量功率高 ， 可在 室温 条件下 工作 ， 同时 起动迅速， 主要应用于新能源汽车。 质子交换膜燃料电池在全球有众多厂商，国外代表有 Ballard、 Plug Power、 日本松下 、 东芝 、 韩国三星等 ， 国内代表有 北京亿华通 、新源动力 等。燃料电池汽车是终极环保汽车，零排放或近似零排放，一次加氢续驶里程长，加氢时间短，是新能源汽车技术路线之一。 表 1： 燃料电池种类 燃料电池类型 AFC MCFC PAFC SOFC PEMFC 电解质 氢氧化钾 碳酸盐基质 磷酸盐基质 稳定氧化 锆薄膜 全氟硫酸膜 输出功率密度（ W/cm2） 0.5 0.2 0.1 0.3 1-2 质量功率（ W/kg） 35-105 30-40 100-200 15-20 300-1000 工作温度 65-220 约 650 180-220 500-1000 室温 -80 发展程度 成熟，航天领域已经 应用 较成熟，固定式发电领域初步工业化 较成熟，分布式电站初步工业化 初步，电池结构设计待优化 成熟，车用，分布式领域广泛应用 应用领域 航天飞机、空间站、 潜艇 分散 /固定发电，区域供电 现场能量集成系 统、电站 分散 /固定发电，区域 供电 车辆，潜艇 资料来源： 佐思汽车 ， 电动车辆动力电池系统及应用研究， 民生证券研究院 整理 图 1：质子交换膜电池工作原理 图 2：燃料电池汽车 透视图 资料来源： 上海硅酸盐研究所 ， 民生证券研究院 整理 资料来源：网易汽车，民生证券研究院整理 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 4 质子交换膜电池在原理上相当于水电解的“逆”装置 。 质子交换膜电池 主要由质子交换膜、 催化剂， 双极板 等 构成。当它工作时，氢气进入阳极扩散层，并在催化剂的作用下转化为质子和电子；氧气进入阴极扩散层，并在催化剂的作用下得到电子转变为 O2-离子；质子通过质子交换膜到达阴极与 O2-作用形成水 ， 电子则通过外电路 回到 阴极，在这个过程中 产生并 提供电能。 （ 二 ） 产业链核心是电池系统 电池堆最为重要 电池系统是燃料电池汽车产业链的核心环节， 而电池 堆是其重要组成部分。 燃料电池汽车产业链包括上游 矿产等相关资源 ，中游的电池系统、电机电控以及下游的整车厂、加氢站及服务等。 燃料电池 电池系统分为两大部分 ：一是电池 堆， 包括质子交换膜、催化剂、扩散层和 双极板 ； 二是其他部件，包括空压机、储氢瓶。 图 3： 燃料电池汽车产业链 资料来源： 民生证券研究院 整理 电池堆包括质子交换膜、催化剂、扩散层和 双极板 。 其中 质子交换膜直接影响燃料电池的使用寿命 ； 催化剂决定电极反应的效率 ；扩散层起到 支撑 催化层，收集电流，传导气体和排出水作用； 双极板 则负责把燃料和空气分配到两个电极表面以及电池堆散热。 表 2：电池堆组成部分情况 名称 相关情况 质子交换膜 直接影响到燃料电池的使用寿命：为质子的迁移和输送提供通道，使得质子经过膜从阳极达到阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流 成本占比：质子交换膜占燃料电池系统成本的 20%-30% 相关厂商：杜邦、巴拉德 、 旭硝子 、 东岳集团 等 催化剂 燃料电池的电性能与电极反应的效率相关，电极反应的效率主要由电催化剂的性能决定 有效电催化剂以铂为主 相关厂商： JM、 TKK 等 扩散层 由导电的 多孔 材料组成，起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出水的作用 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 5 由基底层和微孔层组成：基底层通常使用多孔的碳纸、碳布，主要起支撑微孔层和催化层的作用；微孔层一般 由碳粉制成，主要是降低催化层和基底层之间的接触电阻，使气体和 水 发生再分配 相关厂商：巴拉德、东丽 双极板 负责把燃料和空气分配到两个电极表面以及电池堆散热 通常双极板的材料是石墨、石墨和聚合物复合或金属 ，未来复合材料潜力巨大 丰田、日清纺等 资料来源： 民生证券研究院 整理专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 6 二 、 政策暖风频吹 商业化初期阶段 开启 （ 一 ） 国内外多角度支持 车企积极布局 国内外 基本上从发展规划、行业技术、财税政策等维度对燃料电池及燃料电池汽车给予政策支持 ，推动燃料电池汽车商业化进程。 表 3：国外燃料电池相关支持政策 美国 日本 欧盟 发展规划 2013 年氢能技术研究、开发与示范行动计划表明美国进入以技术研发、示范为起点的系统化事实阶段 2014 年氢能与燃料电池战略路线图详细描述氢能源研发推广的三大阶段以及战略目标 2018 年 28 个欧洲国家和超过 100 个组织与机构在林茨签署氢能倡议宣言，以促进氢能技术合作 2015 年美国燃料电池和氢能技术发展报告肯定了未来氢能源市场发展潜力，大力投资发展先进氢能源与燃料电池技术 2018 年第五期能源基本计划制定面向 2050 年能源转型政策框架和基本方略 2018 年法国环境部部长表示 2028 年前将投放 400-1000 座加氢站，20000-50000 辆燃料电池车 2019 年氢能经济路线图： 2050 年，美国氢气行业的总收入每年可能达到7500 亿美元 2019 年修订新版氢能与燃料电池战略路线图制定到 2020 年、 2025 年、 2030年分别实现 4 万辆、 20 万辆和 80 万辆燃料电池汽车保有量的发展规划 2019 年欧洲氢能路线图预计到 2050 年氢能可占最终能源需求的 24，创造 8200 亿欧元市场 行业技术 2016 年能源部官网计划将投入 3000 万美元，研发低成本氢生产工业、车载储氢以及质子交换膜燃料电池 2014 年氢燃料电池普及及促进策略，将相关国际技术标准引入国内 2016 年燃料电池与氢能源实施计划（ 2014-2020提出 2020 年氢能和燃料电池应用在固定式能源供应和交通方面 财税政策 2016 年，佛罗里达州能源法： 2006-2010年，氢动力车及所用材料，加氢站年营收税收设置上限； 2007-2010 年，企业所得税或专利可抵免数额可计算成本 2013 年 METI 启动商业化加氢站补贴计划，最高可获投资成本 50%的补贴 欧盟第八框架计划（ 2014-2024计划为燃料电池与氢联合行动计划项目（ FCH-JU）投入 7 亿欧元 2016 年加州新能源汽车补偿方案根据消费者的收入水平，购买燃料电池汽车，有 5000 美元 -6500 美元的补贴 2015 年计划投入氢能与燃料电池的财政预算达到 601 亿日元 2016 年德国 KFW433 补助法案：对满足性能要求的 0.25kW-5kW 的燃料电池 CHP 装置补贴 6825-28200 欧元 2019 年 2020 财年最终折中拨款法案：能源部燃料电池技术办公室 (FCTO)将在 2020 财年获得 1.5 亿美元 2017 年全年，日本政府为氢能和燃料电池提供的资金总额超过 390 亿日元补贴 资料来源： 民生证券研究院 整理 表 4： 国 内 燃料电池相关支持政策 政策 发展规划 2015 年中国制造 2025对燃料电池汽车的发展做出三步走规划：关键零部件逐步国产化；燃料电池和电堆整车 性能逐升；扩大燃料电池汽车规模， 2025 年配套设施基本完善，实现燃料电池汽车区域小规模运行 2016 年节能与新能源汽车技术路线图：到 2020 年实现氢燃料电池较大区域的应用，规模达到 5 万辆； 2030 年实现大规模商业化推广，推广数量达到 100 万辆，扩大可再生能源分布式制氢路径和规模 2016 年中国氢能产业基础设施发展蓝皮书明确近期（ 2016-2020 年）、中期（ 2020-2030 年）和远期（ 2030-2050 年）三个阶段的发展目标和主要任务 技术2016 年“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提出发展氢能、燃料电池等新一代能源技术，到 2020 年实现批量生产和规模化示范应用 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 7 要求 2017 年汽车产业中长期发展规划提出加强燃料电池汽车研发、制定氢能燃料电池汽车技术路线图、逐步扩大燃料电池汽车试点示范范围、支持燃料电池全产业链技术攻关 行业准入 2017 年关于完善汽车 投资 项目管理的意见明确燃料电池汽车投资项目参照纯电动汽车投资项目管理规定执行 2017 年乘用车企业平均燃料耗量与新能源汽车积分并行管理办法：燃料电池乘用车标准车型积分上限为 5 分 2018 年外商投资准入特别管理措施（负面清单）（ 2018 年版）放开了燃料电池股比限制 2018 年汽车产业投资管理规定（征求意见稿）明确了燃料电池汽车与燃料电池投资项目要求 财税政策 2011 年节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法首次在试点城市对燃料电池乘用车和客车分别给予 25 万/辆和 60 万 /辆的财政补贴 2014 年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年关于 2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知：燃料电池汽车根据车型不同可获得国家补贴 20/30/50万元不等，且补贴不退坡 2016 年关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知：燃料电池汽车补贴保持不变，补贴不退坡 2018 年关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知：燃料电池汽车根据车型不同可获得国家补贴 0.6 万元每 kW（上限 20） /30/50 万元不等，过渡期补贴不退坡 2019 年关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知：过渡期补贴退坡 20%，过渡期后补贴政策另行公布 资料来源： 民生证券研究院 整理 车企也普遍制定相关 规划 ，积极布局燃料电池汽车发展。 其中丰田走在前列， 截止到 2019 年 7 月，丰田第一代燃料电池汽车 Mirai 销量累计达到 1 万辆，公司计划到 2020年全球燃料电池产量达到 3 万辆， 2020 年达到 20 万辆。 2019 年 12 月，公司推出全新Mirai，扣除日本政府补贴后，售价为 520 万日元（约 27.1 万元人名币）。 图 4： 丰田 Mirai 资料来源： 汽车之家， 民生证券研究院 （ 二 ） 产销持续增长 商业化初期阶段 开启 国内燃料 电池汽车 产销持续增长，政策支持下开启商业化初期阶段。 根据中汽协数据： 2019 年国内燃料电池汽车产量为 2,833 辆 ，同比增长 86%； 中汽研新能源汽车与财税专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 8 政策研究室统计：根据各城市燃料电池推广目标规划，到 2020 年我国燃料电池商用车将达到 1.16 万辆，乘用车将达到 0.3 万辆。 图 5： 2016-2019 年燃料电池车产量及增速（单位：辆） 资料来源： 中国汽车工业协会 ，民生证券研究院 表 5： 地方燃料电池汽车相关规划推广量 政策 上海 2021 年 -2025 年 ， 示范运行与推广层面，建成加氢站 50 座，乘用车不少于 2 万辆、其他特种车辆不少于 1 万辆，在公交、商用大巴、物流车前期试点运行成功的基础上，酌情扩大推广规模 北京 提出到 2020 年，北京市燃料电池汽车推广要达到 5000 辆 江苏省 至 2025 年，基本建立完整的氢燃料电池汽车产业体系，力争全省整车产量突破 1 万辆 湖北 -武汉 到 2025 年 ， 实现乘用车、公交、物流车及其他特种车辆总计 1 万 3 万辆的运行体量 广东 -佛山 到 2025 年， 佛山 南海区推广燃料电池叉车 5,000 辆，燃料电池乘用车 10,000 辆，燃料电池客车 5,000 辆。 资料来源： 民生证券研究院 整理 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 9 三 、 拐点 逐步 凸显 商业化进程渐行渐近 （一） 技术 发展驱动电池系统成本逐步降低 燃料电池系统占燃料电池汽车全部成本的一半以上。 根据佐思汽车研究显示，燃料电池汽车成本构成中， 燃料电池 系统占 65%左右，电池电机系统占 9%左右，车载储氢系统占 8%，剩余其他零部件占 18%左右。 燃料电池系统成本高阻碍了燃料电池车的市场化进程，究其原因主要是组成燃料电池系统的质子交换膜技术壁垒高成本高、催化剂使用贵金属铂以及双极板加工工艺严格下成本高。 图 6： 燃料电池汽车主要部件成本拆分 资料来源： 佐思研究，民生证券研究院 整理 技术进步推动电池系统核心 -电堆成本 的 降低。 构成电堆的主要部件，如质子交换膜、双极版、催化剂所使用的原材料持续的研究、开发以及技术的提高是电堆整体成本降低的主要原因。目前，催化剂一方面研究降低铂的用量， 另一方面 国际上包括二硫化钼、液相催化剂等新型催化剂不断取得突破 ； 质子交换膜技术的突破也带来成本的降低，双极 版则通过提升制造工业和寻找替代材料实现成本的降低。 根 据美国能源部的规划，在年产 50 万套燃料电池假设下， 2020 年燃料电池系统成本将从 53 美元 /千瓦降至 40 美元 /千瓦，更远期的目标是 30 美元 /千瓦，接近传统 燃油车成本。 专题报告 /汽车行业 本公司具备证券投资咨询业务资格， 请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 10 图 7： 燃料电池系统成本规划（美元 /千瓦） 资料来源： 美国能源部，民生证券研究院 整理 （ 二 ） 加氢站建设提速 氢燃料综合成本降低 政策持续积极支持，加氢站建设有望提速。 目前加氢站由于前期投资大，运营成本高，整体运营的数量少，截止到 2019 年，全国累积运营的加氢站为 52 座；政策支持下加氢站建设有望在未来几年提速 ： 一方面 财政 给予加氢站建设补贴；另一方面规划加氢站建设数量， 根据中国氢能产业基础设施发展蓝皮书，规划到 2020 年，加氢站达 100 座；到2030 年，加氢站达到 1,000 座。 图 8： 中国氢能产业基础设施规划 资料来源： 中国氢能产业基础设施发展蓝皮书 ，民生证券研究院 整理 表 6： 部分地市 加氢站补贴情况 政策