燃料电池行业2021年年度策略：产业化提速关注电堆系统及关键零部件国产化机会.pdf

产业化提速， 关注电堆系统及关键零部件国产化机会 燃料电池行业 2021年年度策略 分析师 苏晨 执业证书编号： S0740519050003 Email： 分析师 陈传红 执业证书编号： S0740519120001 Email： 分析师 戴仕远 执业证书编号： S0740518070006 Email： 时间： 2021年 01月 18日 证券研究报告 1 分析师：张哲 源 执业证书编号： S0740520120002 Email： 投资要点 2 “十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化提速 在政策扶持下，截至 2019年底，我国累计推广燃料电池汽车超过 6500辆，建成加氢站超过 50座。针对产业存在的问题，将购置补 贴调整为选择示范城市或区域，围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范。示范为期 4年，采取“以奖代补”方式对示范 城市给予奖励。燃料费用、购买 成本是 降本的核心。根据彭博财经预计， 2030年以前 PEM电解槽成本可降低至 300美元 /千瓦以下， 在风能与太阳能丰富 的地区氢气 成本可降低至 1.5美元 /千克，足以与天然气竞争，氢燃料降本速度有望超预期。根据美国 DOE的规 划，氢气价格降至 5美元 /kg，销量达到 10万辆情况下燃料电池重卡可以实现 TCO平价，考虑到我重卡的市场规模远高于美国，我们 预计 10年内我国可实现燃料电池重卡与燃油重卡 TCO平价。 降本趋势展望 :燃料电池系统有望降至 300元 /kw 根据 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 ，预计 2050年燃料电池系统的体积功率密度将达到 6.5KW/L，乘用车系统寿命将超过 10000小时，商用车将达到 30000小时。低温启动温度将降至 40 C, 系统 成本将 从 2019年的 8000元 /KW降至 300元 /KW。 关注电堆系统及关键零部件国产化机会 2019年燃料电池产业产值为 3000亿元，根据中国氢能联盟的预计，燃料电池产业 2020-2025年产值达到 1万亿元、 2026-2035年达到 5万亿元、 2036-2050年产值达到 12万亿元。随着 终端领域的推广，电堆产业发展 好，电 堆系统技术指标追赶国际一流水平 ；关键 材料膜电极 、双极板 、质子 交换 膜、催化剂、炭纸以及空压机、储 氢 系统等核心零部件已具备初步国产化 能力 。 产业 链公司分析 海外公司发展早，掌握核心技术。主要公司包括：丰田、巴拉德动力系统（ Ballard）、普拉格能源（ PLUG）、巴斯夫（ BASF）、 3M等。国内燃料电池发动机系统及电堆独立供应商主要分为三类： 1. 较早局部且具备自主核心技术的发动机供应商，如 新源动力、 亿华通 等。 2. 引进国外技术且具备一定量化生产能力的供应商。 3. 通过投资、产业链合作等方式拓展相关业务。 风险提示 产业政策与补贴力度不及预期、燃料电池系统与燃料电池车成本下降进程不及预期、竞争加剧导致产品价格大幅下降风险、研究 报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的 风险 目录 一、“十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化提速 二、降本趋势展望 :燃料电池系统有望降至 300元 /kw 三、关注电堆系统及 关键零部件国产化 机会 四、产业链公司分析 五、风险提示 3 来源： 中国氢能联盟、中泰证券研究所 根据 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 ，氢能将成为中国能源体系重要组成部分， 2050年能源 体系中占比约 10%，氢气需求量达 6000万吨，加氢站 10000座以上， FCV产量达 500万 辆 /年，发展前景广 阔 中国氢能源及 燃料电池 发展目标 4 我国是最大的氢燃料市场，政府重视氢能发展 产业目标 2019（现状） 2020-2025（近期目标） 2026-2035（中期目标） 2036-2050（远期目标） 氢能源占比（ %） 2.70% 4% 5.90% 10% 加氢站（座） 23 200 1500 10000 燃料电池车（万辆） 0.2 5 130 500 固定式电源 /电站（座） 200 1000 5000 20000 燃料电池系统（万套） 1 6 150 550 来源： WIND、前瞻产业研究院、中泰证券研究所 根据 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 ，氢能将成为中国能源体系重要组成部分， 2050年能源 体系中占比约 10%，氢气需求量达 6000万吨，加氢站 10000座以上， FCV产量达 520万辆 /年，发展前景广 阔 我国氢气产量（万吨） 我国政府重视氢能的发展 5 我国是最大的氢燃料市场，政府重视氢能发展 2012： 节能与新能源汽车产业发展规划 （ 20122020年） 2016： 能源技术革命创新行动计划（ 2016-2030 年） 2016： “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 2018： 中国制造 2025 2019：氢能首次写入 政府工作报告 0 500 1000 1500 2000 2500 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 来源： 财政部、工信部、国务院、中泰证券研究所 根据中国政府网， 截至 2019年底我国累计推广燃料电池汽车超过 6500辆，加氢站超过 50座。针对产 业存在的问题， 2020年 4月的完善新能源推广政策中将购置补贴调整为选择示范城市或区域，围绕关键 零部件的技术攻关和产业化应用开展示范。示范为期 4年，采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。 我国燃料电池车政策梳理 6 “十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化有望提速 时间 政策 内容 2001 “ 863电动汽车重卡科技专项” 拨款 8.8亿发展三纵三横发展体系，包含燃料电池汽车和燃料电池汽车系统的开发 2002 节能与新能源汽车示范推广财政补助自己管理暂行办法 首次在试点城市对燃料电池乘用车、客车分别补贴 25万 /辆、 60万 /辆 2014 关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知 符合标准的加氢站奖励 400万元 2015 中国制造 2025 大力推动重点领域突破发展，继续燃料电池汽车发展 2016 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 到 2020年实现燃料电池汽车批量生产和规划化示范应用 2016 能源技术革命创新行动计划（ 2016-2030） 研究基于可再生能源及现金核能的制氢技术、新一代煤催化气化制氢和加完重整 /部 分氧化制氢技术系统研究；开展太阳能光解等新型制氢技术研究 2017 汽车产业中长期发展规划 逐步扩大燃料电池试点示范范围 2018 推进运输结构调整三年行动计划（ 2018-2020） 加大新能源城市配送车辆推广应用力度 2019 政府工作报告 推动充电、加氢等设施建设 2019 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 2050年氢能源占比约 10%，氢能需求量接近 6000万吨，加氢站达到 1000座以上 2020.4 关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 将购置补贴调整为选择示范城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化 应用开展示范。示范为期 4年，采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。 2020.10 节能与新能源汽车技术路线图（ 2.0 版） 提出 2030-2035年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用，燃料电池汽车保有量达 100万辆左右 2020.11 国务院正式下发了 新能源汽车产业发展规划（ 20212035 年） 到 2035年燃料电池汽车实现商业化应用 2020.12 国务院发布 新时代的中国能源发展 白皮书 未来加速发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，促进氢能燃料电池技 术链、氢燃料电池汽车产业链发展。 来源： 财政部、中泰证券研究所 在政策扶持下，截至 2019年底，我国累计推广燃料电池汽车超过 6500辆，建成加氢站超过 50座。针 对产业存在的问题，将购置补贴调整为选择示范城市或区域，围绕关键零部件的技术攻关和产业化应 用开展示范。示范为期 4年，采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。 7 “十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化有望提速 燃料电池车“十城千辆”规划示范城市推广目标 氢气来源有保障， 经济、安全。建 成并投入运营加 氢站超过 15座。 建立加氢站、燃 料电池车推广使 用、安全监管等 较为完善的政策 体系。 使用新技术的车 辆推广规模应超 过 1000辆标准车， 累计运行里程满 足要求。 核心材料、关键 零部件技术取得 突破并产业化。 相关企业示范运 行车辆不低于 500辆。 产业 化 新技 术 加氢 站 政策 法规 来源： 德勤、中泰证券研究所 从重卡的 TCO对比来看， 燃料费用、购买成本是燃料电池重卡总拥有成本的主要增量成本，也是降本 的核心。 8 产业化：我国有望 10年内实现总持有成本平价 0 50 100 150 200 250 燃料电池车 纯电动车 燃油车 基础设施 保险 零部件替换 维修费用 人工成本 燃料费用 购买成本 港口重卡 TCO拆分 单位：美元 /每百公里） 来源： 北极星氢能网、中泰证券研究所 9 产业化：我国有望 10年内实现总持有成本平价 40（补贴后） 70 74.4 106.35 0 20 40 60 80 100 120 中国 日本 德国 美国 0 100 200 300 400 500 600 燃料电池公交 燃油公交 燃油乘用车 燃料电池乘用车 各国氢气价格对比（元 /kg，均价、无补贴） 当前行驶 100KM燃料成本比较 氢燃料降本速度有望超预期。 从行驶 100km的燃料成本看，氢气售价约 60-70元 /kg，公交车 100KM需 8 公斤约 480-560元，用柴油约 220元。据彭博财经预计， 30年后全球氢气需求量是现在的 3-4倍，从 2500 万吨增长到 8100万吨 .根据彭博财经预计， 2030年以前 PEM电解槽成本可降低至 300美元 /千瓦以下，在 风能与太阳能丰富的地区氢气成本可降低至 1.5美元 /千克，足以与天然气竞争。 来源： RMI、 、中泰证券研究所 10 产业化：我国有望 10年内实现总持有成本平价 需求提升有望促使氢气成本下降速度超预期 0 500 1000 1500 2000 2500 需求对成本下降的贡献 2030年预期成本 成本（美元 /千瓦） 彭博新能源财经 2030年保守预 测 2.9美元 /千克 彭博新能源财经 2030年乐观预 测 1.4美元 /千克 彭博新能源财经 2050年预测， 低于 1美元 /千克 氢燃料降本速度有望超预期。 从行驶 100km的燃料成本看，氢气售价约 60-70元 /kg，公交车 100KM需 8 公斤约 480-560元，用柴油约 220元。据彭博财经预计， 30年后全球氢气需求量是现在的 3-4倍，从 2500 万吨增长到 8100万吨 .根据彭博财经预计， 2030年以前 PEM电解槽成本可降低至 300美元 /千瓦以下，在 风能与太阳能丰富的地区氢气成本可降低至 1.5美元 /千克，足以与天然气竞争。 来源： ： Fuel Cell System Cost 2017（ DOE）、德勤、中泰证券研究所 根据 美国能源局的 数据 ，当年 生产规模达 50万套时，燃料电池系统及电堆成本分别降至 45/19美元 /kW； 氢气 价格降至 5美元 /kg，销量达到 10万辆情况下燃料电池重卡可以实现 TCO平价 ，考虑到 我国重 卡的市场 规模（ 120万辆左右）远 高于 美国 (30万辆左右 )， 我们预计 10年内我国可实现燃料电池重卡与 燃油重卡 TCO平价。 11 产业化：我国有望 10年内实现总持有成本平价 燃料电池及电堆成本与产量对应关系 美国氢燃料长途卡车技术系统目标 179 79 64 54 50 45 118 39 30 25 22 19 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1k 10k 20k 50k 100k 500k 燃料电池系统成本（美元 /kW） 电堆成本（美元 /kW） 属性 单位 8级卡车的目标 中期目标 （ 2030） 远期目标 燃料电池系统寿命 小时 25000 30000 燃料电池系统成本 美元 /千瓦 80 60 燃料电池效率（峰值） 百分比 68 72 冲氢速率 公斤氢气 /分钟 8 10 存储系统循环寿命 周期数 5000 5000 加压存储系统循环寿命 周期数 11000 11000 储氢系统成本 美元 /千瓦时 （美元 /公斤储氢） 9 （ 300） 8 （ 266） 来源： 美国能源部、 WIND、中泰证券研究所 12 产业化：我国有望 10年内实现总持有成本平价 美国 2050年燃料电池重卡与燃油重卡实现持有成本平价 中美重卡销量（万辆） 8级重卡 柴油重卡 （ 2019） 氢能重卡 （ 2019） 柴油重卡 （ 2050） 氢能重卡 （ 2050） 燃料成本（美元 /加仑汽油、 美元 /kg氢气） 2,78 16 4.09 5 燃油经济性（英里 /加仑、英 里 /KG） 20 11 15.6 17 生命周期燃料成本（美元） 278000 1496000 315000 353000 购买成本（美元） 134000 266000 131000 129000 生命周期燃料和资本成本 （美元） 412000 1762000 446000 482000 燃料成本（美元 /英里） 0.28 1.5 0.26 0.29 购买成本（美元 /英里） 0.13 0.27 0.11 0.11 持有成本（美元 /英里） 0.17 0.25 0.17 0.17 总燃料和资本成本（美元 /英 里） 0.58 2.02 0.54 0.57 34.2 37.5 22.1 18.2 13.4 14.5 21.2 24.2 23.3 27.4 30.8 25.3 25.4 31.5 23.5 30.6 48.4 54.2 63.6 101.5 88.2 63.4 77.4 74.4 55.0 72.8 111.2 114.8 0 20 40 60 80 100 120 140 美国 7+8级重卡销量 我国重卡销量 根据 美国能源局的 数据 ，当年 生产规模达 50万套时，燃料电池系统及电堆成本分别降至 45/19美元 /kW； 氢气 价格降至 5美元 /kg，销量达到 10万辆情况下燃料电池重卡可以实现 TCO平价 ，考虑到 我国重 卡的市场 规模（ 120万辆左右）远 高于 美国 (30万辆左右 )， 我们预计 10年内我国可实现燃料电池重卡与 燃油重卡 TCO平价。 目录 一、“十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化提速 二、降本趋势展望 :燃料电池系统有望降至 300元 /kw 三、关注电堆系统及 关键零部件国产化 机会 四、产业链公司分析 五、风险提示 13 来源： 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 、中泰证券研究所 根据 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 ，氢能产业发展远期，将以可再生能源发电制氢为主， 煤制氢配合 CCS技术、生物制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术成为有效补充。各地将结合自身资源 禀赋，兼顾技术发展、经济性以及环境容量，因地制宜选择制氢路线。预计 2050年平均制氢成本将不 高于 10元公斤。 14 我国氢能制取发展趋势 降本趋势展望：制氢成本有望降低至 10元 /kg 氢气主要用于工业原 料，由化石能源重整 制取 2019 （现状） 因地制宜发展制氢路 线， 积极利用工业副 产氢、 大力发展可再 生能源电解水制氢示 范 不高于 20元 /kg 2020-2025 （近期目标） 2026-2035 （中期目标） 积极发展规模化可再 生能源电解水制氢和 煤制氢集中式供氢 不高于 15元 /kg 持续利用可再生能源 电解水制氢， 大力发 展生物制氢、太阳光 解水制氢、 “绿色” 煤制氢技术 不高于 10元 /kg 2036-2050 （远期目标） 技 术 趋 势 平 均 制 氢 成 本 来源： 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 、中泰证券研究所 根据 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 ，氢能储运将按照 “低压到高压” “气态到多相态” 的技术发展方向，逐步提升氢气的储存和运输能力，预计 2050年储氢密度达到 6.5wt%。 15 我国氢能储运发展趋势 降本趋势展望：氢能储运密度有望达到 6.5wt% 35MPa气态存储； 20MPa长管拖车运输 2019 （现状） 70MPa气态、低温液 氢储存、 固态储氢； 45MPa长管拖车、 低 溫液氢、 管道输运 （示范阶段） 4.0wt% 2020-2025 （近期目标） 2026-2035 （中期目标） 低温液态、 固态储 氢；液态氢罐、管道 输运 5.5wt% 高密度高安全储氢； 氢能管网 6.5wt% 2036-2050 （远期目标） 技 术 趋 势 储 氢 密 度 16 燃料电池体积功率密度提升目标 (KW/L) 燃料电池寿命提升目标 (小时 ) 3 3.5 4.5 6.5 0 1 2 3 4 5 6 7 2019 2020-2025 2026-2035 2036-2050 5000 5000 6000 10000 5000 15000 20000 30000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 2019 2020-2025 2026-2035 2036-2050 寿命（乘用车） 寿命（商用车） 根据 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 ，预计 2050年燃料电池系统的体积功率密度将达到 6.5KW/L，乘用车系统寿命将超过 10000小时，商用车将达到 30000小时。低温启动温度将降至 40 C, 系统成本将从 2019年的 8000元 /KW降至 300元 /KW。 降本趋势展望：燃料电池系统有望降至 300元 /kw 来源： 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 、中泰证券研究所 17 燃料电池环境适应性增强目标 ( ) 燃料电池成本下降趋势 (元 /KW) -20 -30 -30 -40 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 2019 2020-2025 2026-2035 2036-2050 8000 4000 800 300 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 2019 2020-2025 2026-2035 2036-2050 降本趋势展望：燃料电池系统有望降至 300元 /kw 来源： 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 、中泰证券研究所 根据 中国氢能源及 燃料电池 产业白皮书 ，预计 2050年燃料电池系统的体积功率密度将达到 6.5KW/L，乘用车系统寿命将超过 10000小时，商用车将达到 30000小时。低温启动温度将降至 40 C, 系统成本将从 2019年的 8000元 /KW将降至 300元 /KW。 目录 一、“十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化提速 二、降本趋势展望 :燃料电池系统有望降至 300元 /kw 三、 关注电堆系统 及关键零部件国产化 机会 四、产业链公司分析 五、风险提示 18 2019年燃料电池产业产值为 3000亿元，根据中国氢能联盟的预计，燃料电池产业 2020-2025年产值达 到 1万亿元、 2026-2035年达到 5万亿元、 2036-2050年产值达到 12万亿元。 19 来源： 中国氢能联盟、中泰证券研究所 燃料电池市场空间广阔 0.3 1 5 12 0 2 4 6 8 10 12 14 现状 （ 2019） 近期目标 （ 2020-2025） 中期目标 （ 2026-2035） 远期目标 （ 2036-2050） 我国燃料电池产业产值（万亿元） 燃料电池产业链总览 氢燃料电池 上游 中游 下游 尾 板 、 密 封 、 其 他 双 极 板 膜 电 极 燃 料 电 池 系 统 固 定 式 发 电 燃 料 电 池 车 应 急 备 用 电 源 气 体 扩 散 层 质 子 交 换 膜 电 堆 系 统 组 件 B OP 催 化 剂 燃料电池技术主要由碱性、磷酸、固体氧化物、熔融碳酸盐和质子交换膜五种。当前我国的国产化 主要集中在固体氧化物和质子交换膜燃料电池领域。固体氧化物膜燃料电池与国外技术差距较大，且 尚未进行商业化。 质子 交换膜电池系统发展较好，膜电极、双极板、质子交换膜等关键零部件已经具 备国产化 能力 。其中，电堆是单车 价值量最大的环节，也是最先国产化的环节 。 20 来源： 中国氢能 联盟、 中泰证券研究所 质子 交换 膜燃料电池国产化发展好，电堆是核心环节 我国燃料电池国产化领域 固体氧化物燃料电池 燃料适应性广、转换效率高、全固态、模块化组装、全固态、零污染 主要用于大型集中供电、中型分电、小型家用热电联等作为固定电站 质子交换膜燃料电池 工作温度低、启动快、比功率高 主要用于交通和固定式电源领域 电堆系统具备国产化能力。（ 1）巴拉德为质子交换膜燃料电池全球龙头： 19年 6月公布第 8代高性能 燃料电池模块 FCmove-HD，获得来自意大利、荷兰多家公司的订单。 18年 10月公布第 8代高性能液冷燃 料电池堆 FCgen-LCS。（ 2）新 源动力目前开发至第三代质子交换膜燃料电池电堆模块。 21 来源： 公司官网、中泰证券研究所 巴拉德 FCgen-LCS与新源动力 HYSTK-70对比 巴拉德 FCmove-HD与新源动力 HYMOD-70对比 巴拉德产品 性能参数 新源动力产品 50kW 额定功率 70kW 360A 额定电流 296A 28kg 重量 45kg 28cm 3 体积 37cm3 -25 至 80 运行环境 温度 -30 至 45 乙二醇 冷却剂 商用冷 却剂 高电流密度运行、寿命更长、更 高的运营环境温度、冷结启动功 能等 优点 结构紧凑、高可靠性和耐久性、 启动速度快等 巴拉德产品 性能参数 新源动力产品 70kW 额定功率 70kW 288A 额定电流 296A 250kg 重量 75kg 470cm 3 体积 37cm3 -25 至 50 运行环境 温度 -30 至 45 乙二醇 冷却剂 商用冷 却剂 减少 50零件、 40%体积、 35% 重量，实现产品生命周期成本降 低 35，工作寿命 3万小时 优点 结构紧凑、高可靠性和耐久性、 启动速度快等 电堆系统：具备国产化能力，自主技术取得突破 2019年自主技术电堆功率出货量占比 58%，较 2018年增长 30.4%。国内 电堆厂商主要有两类：一是自 主研发， 以 新 源 动力、亿华通 为 代表；二是引进国外成熟电堆技术，以广东国鸿为 代表。 22 来源 ： 高工产研、 中泰证券研究所 电堆系统：具备国产化能力，自主技术取得突破 2019年中国氢燃料电池电堆企业功率出货量结构 2018-2019年燃料电池装机功率、占比 自主技术 58.20% 引进技术 41.80% 上海重塑能 源科技 19.2 20% 上海电驱动 18.0 19% 广东国鸿 17.8 18% 亿华通 13.5 14% 新源动力 8.9 9% 其他 19.7 20% 膜电极是 质子交换膜 燃料电池的 核心部件，是燃料电池内部能量转换的 场所。 膜电极 主要 由质子交 换膜、催化剂层和气体扩散层组成。根据 DOE的测算，在大规模生产（ 50万台 /年）的情况下，膜电极 占 质子交换膜燃料电池成本的 60%。国产膜电极性能与国际水平 接近，但 专业特性上（例如铂载量、启 停、冷启动、抗反极等）与国际水平还有一定 差距， 批量化生产工艺和装备差距 较大。 23 来源 ： 搜狐汽车、北极星氢能网、中 泰证券研究所 膜电极：国产 性能与国际 相当，专业特性有差距 膜电极国内外 行业的主要参与者及其技术情况 主要公司 区域 进展 3M 国外 唯一可以量产有序化膜电极的企业 Gore 国外 可以量产 CCM三合一膜电极，产品在全球占主导地位 鸿基创能 国内 公司膜电极项目已竣工 擎动科技 国内 公司投产中国首套卷对卷直接涂布法膜电极生产线 武汉理工氢电科技 国内 公司已建成了自动化程度更高的膜电极生产线，膜电极产能达到 2万平米 /年，最终设计产能将达到 10万平米 /年 昆山桑莱特 国内 公司膜电极性能再创新高，车用水冷膜电极单电池极化曲线性能超过 1.0W/cm20.65V； 所制备水冷电堆寿命测试时间达 6000h以上 双极板：起到起输送和分配燃料、在电堆中隔离阳极阴极气体的作用。分为石墨双极板、金属双极 板和复合材料双极板三种。国内金属 双 极板处于试制阶段，石墨 双极板小规模 使用，缺少 耐久性和 工 程化。国外金属 双极板技术 成熟、完成 实车 验证，石墨 双极板完成实车 验证。 24 来源 ： 搜狐汽车、中 泰证券研究所 双极板 ： 国产金属 双 极板试制阶段、石墨 双极板小规模使用 电堆双极板分类及供应商 类型 优势 劣势 供应商 /研究机构 石墨双极板 导电性、导热性、耐腐蚀性好，重量 轻，技术成熟 体积大，强度和加工性能较差 美国 POCO、 SHF、 Graftech、 加拿大 Ballard、 日本 Fujikura Rubber LTD、 Kyushu Refractories、 英国 Bac2 、 杭州鑫能石墨、江阴沪江科技、上海喜丽碳素 金属双极板 强度高，导电性、导热性好，成本低 密度较大、耐腐蚀性差 Treadstone、 Cellimpact、 DANA、 Grabener、 Simens、 大连物化所 复合材料双极板 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 质量大，加工繁琐，成本高 Porvair，美国橡树岭国家实验室、华南理工大学等 质子交换膜：作用是在反应时，只让阳极失去电子的氢离子透过到达阴极，但阻止电子、氢分子、 水分子等 通过。目前 常用的商业化质子交换膜是全氟磺酸膜。复合膜、高温膜、碱性膜是未来发展方 向 。我国电 堆质子交换 膜性能 与国际相当 ，产品处于中 试 阶段。 25 来源 ： 搜狐汽车、 中泰证券研究所 质子 交换膜 ：国产性能 与国际相当 ，产品中 试 阶段 质子交换膜国内外发展对比 国家 公司 产品 厚度（ m） EW值 特点 美国 杜邦 Nafion系列膜 25-250 1100-1200 稳定性强，强度高，导电率高，电流密度大，目前市占 率最高 陶氏化学 XUS-B204 125 800 新型全氟磺酸膜，技术领先 Gore PFSIEM膜 机械性能性能改善，改善膜内水传动及分布，降低质子 膜内阻 3M PAIF高温膜 碱性工作环境 日本 旭化成 Aciplex系列膜 25-1000 1000-1200 具有较长支链，性能接近 Nafion膜 旭硝子 Flemion系列膜 50-120 1000 具有较长支链，性能接近 Nafion膜 加拿大 巴拉德 BAM型膜 成本低，工作效率高，电池寿命提升 比利时 Solvay Hyflon Ion膜 中国 东岳集团 DF988、 DF2801 膜 50-150 800-1200 高性能，适用于高温环境 武汉理工 复合质子膜 16.5 实验研究阶段 催化剂：促进氧化剂和氢气的反应，使电子离开氢原子。质子交换膜燃料电池均使用铂贵金属作为 有效催化剂，铂资源的匮乏和高成本制约了燃料电池大规模商业化。超低铂、无铂催化剂是未来研发 方向。国内催化剂产品铂载量高于国外，处于小规模生产阶段。 26 来源 ： 公司 官 网、第一 电动、中泰证券研究所 电堆催化剂：国产小规模生产阶段 催化剂 定义 优点 Pt-M催化剂 Pt与过渡金属合金催化 剂 通过过渡金属催化剂对 Pt的电子与 几何效应，在提高稳定性的同时， 质量比活性也有所提高。同时降低 了贵金属的用量，使催化剂的成本 大幅降低 Pt核壳催化剂 利用非 Pt材料为支撑核、表面贵金属为壳的结构 可降低 Pt用量，提高质量比活性，是下一代催化剂的发展方向之一 Pt单原子层催化 剂 Pt单原子层的核壳结构 催化剂 是一种有效降低 Pt用量、提高 Pt利 用率，同时改善催化剂的 ORR性能 的方式 非贵金属催化 剂 主要包括过渡金属原子 合物、过渡金属合物、 过渡金属氮化物与碳化 物 降低成本 国家 公司 特点 英国 Johnson Matthery 拥有全球最先进催化剂生产技术， Pt纯度达 99.95% 日本 Tanaka 建立稳定催化剂供应系统 德国 BASF 全球最大化工产品企业 中国 贵研铂业 铂含量大于 99% 宁波中科科创 铂碳催化剂，日产量 200g，电化学活性面积为 85g每平米 武汉喜马拉雅 Pt/C日产能达 200g，催化剂颗 粒 2-3nm，电化学活性面积达 90g每平米 电堆催化剂国内外发展对比 催化剂分类 扩散层：由基底层和微孔层 组成。基底层 材料使用碳纤维纸、碳纤维织布及碳黑纸，起到支撑催化 剂层 作用。微孔 层是改善基底层孔隙结构的一层碳粉，作用是降低催化层和基底层之间的 接触电阻。 碳 纸产品由几个国际 大厂垄断 ，例如日本东丽、德国 SGL等，国产产品处于中试阶段。 27 来源 ： 第一 电动、 中泰证券研究所 电堆炭纸：国产处于中试阶段 电堆炭纸分类 电堆炭纸发展对比 碳纤维纸 碳纤维编织布 炭黑纸 厚度（ mm） 0.2-0.3 0.1-1.0 5000h 低温性能 零下 20 零下 30 应用情况 白台级别（在用） 数千台级别 核心零部件 膜电极 电流密度 1.5A/cm2 电流密度 2.5A/cm2 空压机 30kw级实车验证 100kw级实车验证 储氢系统 35MPa储氢系统 - 型瓶组 70MPa储氢系统 - 型瓶组 双极板 金属 双极板 -试制阶段；石墨双极板小规模使用缺少 耐久性和工程化实验 金属双 极板技术 成熟，完成实车验证；石墨双极板完成实车验证 氢循环装置 氢气循环泵技术空白， 30kw级引射器可量产 100kw级燃料电池系统用氢气循环泵技术成熟 关键材料 催化剂 铂载量约 0.5g/kw，小规模生产 铂载量约 0.2g/kw，产品化生产阶段 质子交换膜 性能与国际相当，中试阶段 产品化生产阶段 炭纸 /炭布 中试阶段 产品化生产阶段 密封剂 国内尚无公开资料和产品 产品化批量生产阶段 总结：系统国产化较好，零部件初步具备国产化能力 目录 一、“十城千辆”政策启动，燃料电池车产业化提速 二、降本趋势展望 :燃料电池系统有望降至 300元 /kw 三、关注电堆系统及关键零部件国产化机会 四、产业链公司分析 五、风险提示 32 海外公司发展早，掌握核心技术。主要公司包括：巴拉德动力系统（ Ballard），普拉格能源 （ PLUG），巴斯夫（ BASF）， 3M等。国内燃料电池发动机系统及电堆独立供应商主要分为三类： 1. 较 早局部且具备自主核心技术的发动机供应商，如新源动力、亿华通等。 2. 引进国外技术且具备一定量 化生产能力的供应商。 3. 通过投资、产业链合作等方式拓展相关业务，以雄韬股份为代表 33 来源： 公司官网、中泰证券研究所 海内外重点公司 质子交换膜燃料电池（ PEMFC）技术全球领导者。 19年推出第八代燃料电池模块。 近一年订单情况： 19年 5月潍柴巴拉德与巴拉德签订 4400万美元电池模 块订单 19年 7月意大利 Solaris从巴拉德购买 12 个燃料电池 模块 19年 10月英美资源集团采购 9个 100千瓦燃料电池模 组的订单 19年 12月获得荷兰 VanHool购买 20个燃料电池模块 订单 19年 12月潍柴巴拉德与巴拉德签订 1920万美元膜电 极组件订单 全球领先的燃料电池系统及加氢解决方案供应 商。 近一年订单情况： 19年 7月扩大与 FM Logistic的合同，新增 GenDrive燃料电池以及 GenFuel氢气加油站 2020年 1月获得一家财富 100强企业 1.72亿美元 燃料电池解决方案订单 34 来源 ： 公司公告、公司 官网、中泰证券研究所 亿华通：国内氢燃料电池发动机领导者 专注于氢燃料电池发动机系统，蕴含龙头成长潜力： （ 1）于 2012年成立，由清华大学孵化，技术实力雄厚，先后承担多项国家高技术研发 项目。 （ 2）亿华通已形成以自主氢燃料电池发动机为核心，包括双极板、电堆、整车控制器、 智能 DC/DC、氢系统、测试设备、燃料电池实验室全套解决方案等在内的纵向一体化产 品与服务体系 。 （ 3）产业化层面，亿华通既是先行者，也是核心推动者。公司分别与宇通、福田、中 通、申龙、苏州金龙、安凯、中植、东风、重汽、陕汽、北汽、广汽、长安等企业合 作，联合推出客车、物流车、乘用车、叉车、有轨电车、固定电源等全系列产品，企 业覆盖与公告车型数量均实现大幅领先。 （ 4） 2019年燃料电池 发动机 销售 498台 ,市占率 18.2%。 （ 5） 公司依托北京、上海、张家口、成都、苏州等核心城市的产业基础，采用“点 - 线 -面”的发展模式，推动当地氢能产业生态构建 。 （ 6） 2019年以来公司进入大规模产业化阶段，并将携手丰田、北汽福田助力 2022年冬 奥会打造绿色出行。 35 雪人股份：制冰设备龙头，加速燃料电池战略布局 深度布局氢燃料电池产业： （ 1）以空气压缩系统技术为依托，业务延伸至燃料电池空气供应系统，拥有空压机、 氢循环泵以及燃料电池发动机等 产品。 （ 2）公司掌握了氢燃料电池空气循环系统核心技术，并拥有瑞典品牌 AUTOROTOR氢燃 料电池双螺杆形式空气循环系统。目前已开发出 12 个型号的燃料电池系统，为克莱 斯勒、奔驰、通用、沃尔沃等众多汽车生产商提供过燃料电池系统， 2006年 AUTOROTOR空气循环系统产品应用于欧洲清洁城市用的氢燃料电池 汽车。 （ 3） 2017年参股加拿大 Hydrogenics公司，为全球氢能和燃料电池 行业 “一站式” 技术世界级领导者。双方合作开发氢燃料电池大巴和物流车，建设配套加氢 站。 （ 4） 2015年 6月，公司旗下的并购基金投资 4亿元收购了瑞典 OPCON核心业务两大子公 司 SRM和 OES100%股权。通过并购后，公司拥有先进的螺杆膨胀发电机技术，和先进的 氢燃料电池空气循环系统核心技术 。 来源 ： 公司公告、公司 官网、中泰证券研究所 36 来源： 公司官网、中泰证券研究所 新源动力：国内燃料电池产业化龙头 先发优势明显，燃料电池产业化龙头： （ 1）成立于 2001年，是国家发改委授 牌的 “ 燃料电池及氢 源技术国家工程研究中 心 ”。 （ 2）中国燃料电池领域 规模领先， 集科研开发、工程转化、产品生产于一体的专业 化燃料电池公司 （ 3）上 汽 集团、大连化物所为公司股东，协同效应较强。 （ 4）在海南博鳌举办的 2019世界新能源汽车大会上，以新源动力为代表的“高比功 率的车用燃料电池电堆”技术成果从 54项候选技术中脱颖而出，入选本届世界新能源 汽车大会八项“全球新能源汽车前沿技术” 。 （ 5）燃料电池技、核心零部件双极板、电堆等均为自主研发生产，目前能够实现年 产能 1000 套以上。 37 雄韬股份：加码燃料电池，全产业链布局 国内铅酸电池龙头，转型升级进入燃料电池领域： （ 1）公司已投资电堆、膜电极、制氢等产业链上 公司， 通过外延迅速掌握核心技术， 抢占市场 先机。 （ 2）子公司协同效应强化产业链竞争力。目前 公司子公司涵盖 铅酸电池生产、锂电 池生产、燃料电池研发生产、设备生产 等。 （ 3） 18年定增募资 14.15亿元，募投项目均为燃料电池相关项目，加码燃料电池产业 （ 4）通过自主研发和产业链整合，业务覆盖上游核心材料膜电极、中游电堆制造、 系统集成和配套设施端加氢站等环节，系业内产业链布局最为完善的公司之一 （ 5）燃料电池发动机在体积比功率、质量比功率处于国内领先水平，客户包括金龙 客