有色行业前瞻研究之铂：燃料电池开启铂的新时代.pdf

平安证券股份有限公司 平安证券研究所 2021年 2月 9日 证券研究报告 证券分析师 陈建文 投资咨询资格编号： S1060511020001 联系电话： 0755-22625476 电子邮件： CHENJAINWEN002PINGAN 有色行业前 瞻研究之铂 燃料电池开启铂的新时代 2 导读： 铂是燃料电池 “ 心脏 ” ： 燃料电池具有高功率 、 低噪音 、 低温性能好 、 续航里程长 、 环保无污染等优点 ， 在新能源汽车领域极具发展前景 。 燃料电池催化剂能降低电极反应的活化能 ， 提高反应速率 ， 使燃料电 池商业化成为可能 ， 被称为燃料电池 “ 心脏 ” 。 目前铂系催化剂的电流密度 、 催化活性和稳定性突出 ， 是燃料电池主流催化剂 。 铂资源稀缺 ， 分布集中： 铂是较为稀缺的资源 ， 目前全球铂族金属储量约十余万吨 ， 我们测算 ， 其中铂 的储量约 3.2万吨 。 全球铂资源分布十分不均衡 ， 南非和俄罗斯 2019年约占全球铂储量的 91%和 6%， 也 是全球铂矿的主要产地 。 中国铂资源紧缺 ， 仅约占全球资源量的 0.4%， 资源保障能力较为薄弱 ， 超 90% 铂产品依赖进口 。 燃料电池汽车驱动需求 ， 铂供给无近忧有远虑： 目前燃料电池汽车处于商业化初期 ， 市场规模较小 ， 汽 车领域铂需求主要来自尾气净化 。 尽管汽车尾气净化需求减弱 ， 但未来燃料电池汽车将较快发展 ， 对铂 的需求逐步增加 ， 预计 2030年全球铂的需求将从 2019年的 206吨提高到 2030年的 306吨 ， 汽车领域占比 将从 2019年的 35%提高到 43%， 短中期铂供给压力不大 。 但如燃料电池汽车完全替代燃油汽车 ， 我们测 算 ， 全球铂需求将增加至 1434吨 ， 如不考虑回收 ， 铂资源资源将可能对燃料电池汽车发展构成一定制约 。 降低铂单位用量和提高回收率至关重要： 目前燃料电池铂催化剂有两个重要发展方向 。 第一 、 铂单位用 量持续下降 。 全球现有燃料电池汽车铂单位用量水平在 0.2g0.4g/KW,未来目标是降低到约 0.1g/KW水平； 其次 ， 铂回收率大幅提高 。 根据我们测算 ， 燃料电池汽车完全替代燃油汽车情景下 ， 如汽车领域铂回收 率提高到 90%， 现有铂资源可供使用年限将超百年 ， 资源制约大大缓解 。 铂催化剂具有较高门槛 ， 国外领先 ， 中国追赶： 燃料电池汽车铂催化剂要求具有高活性 、 铂不溶出 、 载 体材料不易被氧化的特点 ， 对铂以及催化剂的载体材料均有较高的要求 ， 具有较高技术门槛 。 目前欧美 龙头公司实现了铂催化剂规模化生产 ， 中国与国际先进水平仍存在较大差距 ， 规模化生产仍有待提高 。 投资建议： 作为核心材料之一的催化剂材料 ， 铂对燃料电池性能提升意义重大 ， 具有较高的技术门槛 ， 在研发和产业化布局较早的企业有望受益未来燃料电池汽车发展带来的红利 。 建议中长期关注相关行业 机会 。 风险提示： 燃料电池汽车推广低于预期 、 原材料价格波动 、 铂被替代等 。 Contents 02 铂资源较稀缺，区域分布集中 01 铂是燃料电池“心脏” 03 燃料电池驱动增长，降低单位用量及提升回收率至关重要 04 国外公司领先，中国企业追赶 05 投资建议及风险提示 4 铂元素符号 Pt， 俗称铂金 ， 是银白色的硬质金属 ， 属于铂族贵金属 （ 包括钯 、 铂 、 钌 、 铑 、 铼 、 铱六元素 ， 简称 PGE） 的 一种 。 它具有熔点高 （ 1772 ） ， 延展性好 ， 导电导热性能佳 ， 密度大 （ 21.5克 /立方厘米 ， 高于黄金 ） 等特点 。 此外 ， 铂 金属化学性质不活泼 ， 不溶于盐酸 、 硫酸和碱 ， 在空气和潮湿的环境中保持稳定 。 铂催化特征尤为显著 ， 在工业和汽车领 域中备受关注 。 按产品形态 ， 铂主要有铂锭 、 海绵铂和铂粒 ， 其中海绵铂比表面积大 ， 对气体的吸收能力强 。 铂兼具工业金属和贵金属双重身份 ， 在汽车 、 工业领域主要作为催化剂 ， 同时由于贵金属特征 ， 也可以作为首饰的原料和 投资品 。 数据来源： WPIC(国际铂投资协会），平安证券研究所 一、铂：催化性能突出，工业金属和贵金属兼具的铂族贵金属 铂应用领域 铂主要产品形态 应用领域 具体应用 汽车 汽车尾气催化剂转化器，减少汽车有害气体排放；还用于燃料电池催化剂 工业 化肥、硬盘、玻璃、抗肿瘤药物、心脏起搏器、石油精炼等 首饰 铂金被视为象征爱情的金属，主要是铂金首饰 投资 纯度 99.95%的铂金条是伦敦铂钯市场交易业务中要求的合格交割品；铂金 ETF 5 铂产业链上游为矿石采选 ， 目前全球含铂矿石以地下开采为主 （ 占比超 80%） ， 经过选矿后 ， 矿石转变为品位更高的精矿；在熔 炼环节 ， 精矿在 1500 加热炉中加热 ， 之后在转炉中除硫 ， 生成铂族金属含量大幅提升的中间物质锍；熔炼产品在精炼厂通过 萃取提纯得到高纯度的铂金属 。 铂金属及加工品可应用于汽车 、 工业 、 首饰和投资等下游领域 。 一、铂是燃料电池“心脏” 铂产业链示意图 数据来源： WPIC，平安证券研究所 备注：矿石、精矿和锍品位包含铂、钯、铑和金四种金属（ 4E）；下游比率为 20152019年的波动范围 6 燃料电池 （ Fuel Cell )是能量转换装置 ， 通过燃料参与的化学反应产生电能 ， 其中质子交换膜燃料电池 （ PEMFCs） 因高效 、 低 温快速启动 、 零污染 、 低噪音成为主流产品 ， 燃料方面以氢气的使用最为常见 。 燃料电池主要组件为膜电极 （ MEA） 、 双极板 和其他组件 ， 其中膜电极是核心组件 ， 包括气体扩散层 、 催化剂 、 离子交换膜 。 氢燃料电池工作过程中氢气在阳极通过扩散层 ， 在催化剂作用下生成氢离子 ， 氢离子通过质子交换膜到达阴极 ， 在催化剂作用下 ， 与氧气生成水 ， 反应过程产能的电流输送到外 电路 ， 产生电能 。 氢燃料电池具有功率及能量密度高 、 噪音低 、 低温性能好 、 续航里程长 、 加氢速度快 、 燃料来源广泛 、 清洁无污染等优点 ， 是未 来极有发展前景的能量利用形式 。 以燃料电池产生电能为驱动力的电动汽车 （ FCV） 是未来各国清洁汽车发展重要方向 ， 其中日 本丰田 、 本田 、 韩国现代均在氢燃料电池汽车取得较大进展 。 数据来源： CNKI,中商产业研究院，平安证券研究所 一、铂是燃料电池“心脏” 氢燃料电池工作原理 燃料电池汽车特点 项目 特点 氢气来源 石化、煤炭、水电解等。通过水电解产氢，可提高分布式发电利用率 功率 目前国外先进水平大于 100kW 加氢时间 数分钟，和传统燃油汽车接近 低温性能 低温启动 -30 ，低温储存 -40 续航 乘用车百公里耗氢约 1公斤，重卡百 公里耗氢约 7公斤。国外主流 FCV乘 用车续航里程大于 500公里。可扩展 性强 燃料电池汽车结构示意图 7 燃料电池催化剂能降低电极反应的活化能 ， 提高反应的速率 ， 使燃料电池商业化成为可能 。 它决定着燃料电池性能和寿命 ， 是燃 料电池的关键材料 ， 被称为燃料电池 “ 心脏 ” 。 催化剂在燃料电池的成本占亦较高 ， 根据美国能源局 （ DOE） ， 2017年催化剂 在燃料电池成本占比高达 41%， 在所有材料中位居首位 。 燃料电池催化剂包括铂基催化剂和无铂催化剂 ， 而无铂催化剂主要有其他贵金属催化剂 、 其他无铂基催化剂 ， 其中无铂催化剂在 电流密度 、 催化活性和稳定性与铂基催化剂存在较大差距 ， 因此 ， 目前最常用的商用催化剂以铂碳 （ Pt/C） 为代表的铂基催化剂 。 铂碳催化剂通过将铂纳米颗粒负载在碳载体上 ， 提高铂利用效率 ， 延长催化剂使用寿命 。 数据来源：美国能源局， CNKI，平安证券研究所 一、铂是燃料电池的“心脏” 燃料电池催化剂类型 质子交换膜燃料电池成本构成（ 2017年） 分类 代表性品种 含铂催化剂 铂合金催化剂（掺杂其他金属）、核壳结 构铂基催化剂、单层铂催化剂、高指数铂 催化剂、纳米多孔铂基催化剂和空心铂基 纳米催化剂 其他贵金属催化剂 钯催化剂、银催化剂和铑催化剂 其他无铂催化剂 非金属杂原子掺杂碳催化剂、过渡金属 -氮 -碳催化剂（ M- -）、过渡金属氮化物 催化剂和过渡金属硫族化合物催化剂 28% 9% 41% 6% 6% 10% 双极板 质子交换膜 催化剂 +涂覆 气体扩散层 膜电极边框 电堆平衡 Contents 02 铂资源较稀缺，区域分布集中 01 铂是燃料电池“心脏” 03 燃料电池驱动增长，降低单位用量及提升回收率至关重要 04 国外公司领先，中国企业追赶 05 投资建议及风险提示 9 铂是比黄金还稀少的贵金属 ， 在 92种自然资源中排名第 72位 ， 美国地质调查局 （ USGS） 预计全球铂族金属资源 量约十余万吨 。 在储量方面 ， 根据 USGS, 2019年全球包 含铂在内铂族金属的储量仅 6.9万吨 ， 按铂含量约 46%比 率测算 ， 全球铂的储量约为 3.2万吨 。 自然界中铂金很少以单一金属的形式出现 ， 通常和其他铂 族金属 （ 以钯为主 ） 以及基本金属中的铜 、 镍 、 铬等共生 。 根据铂矿的岩石类型 、 共生金属 、 地质特征等 ， 可将铂矿 床分为岩浆型 、 热液型 、 火山岩块状硫化物型和外生型四 类 。 全球铂族金属的储量（万吨） 数据来源： Wind， USGS， CNKI，平安证券研究所 二、 全球铂金属稀少，以共生矿为主 铂矿床分类 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 分类 矿化类型 代表性矿山 岩浆型 铜镍硫化矿 PGE-Cu-Ni;Cu- Ni-PGE;Cu-Ni- Co-PGE 南 非的 Platreef、 Merensky；俄罗斯的 Voiseys Bay；中 国攀西新街、红格 ; 加拿大 Sudbury 铬铁矿型 PGE-Cr;Cr-PGE 南非 Bushveld 的 UG2 层；塞浦路斯的 Troodosz 杂岩体 磁铁矿型 PGE-Cu Ni 南非 Stella 热液型 接触交代型 PGE-Au；Cu-Ni-PGE 加拿大 Mcbratney 斑岩型 Cu-Au -( PGE) 菲律宾 Santo TomasCu Au矿； 巴布亚新几内亚 OK Tedi Cu- Au 火山岩块状硫化物型 Cu-Zn-PGE 日本 shikoku 的 Besshi 外生型 黑色岩石型 PGE-Ni-Mo 等多 金属； Au- PGE 等多金属 中国南部下寒武系； 俄罗斯干谷 砂铂矿 Au-PGE 俄罗斯远东 Zolotaya砂金矿 10 全球铂族金属资源分布十分不均衡 ， 根据 USGS,目前全球铂 族金属储量主要分布在南非和俄罗斯 ， 2019年上述两国分别 约占全球储量的 91%和 6%， 其他国家铂族金属储量占比则 很小 。 与资源分布相应 ， 全球铂族金属产量区域的集中度也 很高 ， 资源大国南非和俄罗斯分别约占全球铂族金属产量的 71%和 12%。 从企业层面看 ， 全球铂金属生产基本集中在前十大厂商中 ， 除俄罗斯镍业 、 津巴布韦新达控股和巴西淡水河谷 ， 其他七 大产商皆为南非厂商 。 这些南非铂矿产商在全球铂金属产量 份额超过 80%。 铂族金属资源区域分布（ 2019年） 数据来源： USGS， CNKI，平安证券研究所 二、铂资源分布高度集中，南非地位举足轻重 铂族金属矿产量的区域分布（ 2019年） 南非 , 90.9% 俄罗斯 , 5.6% 津巴布韦 , 1.7% 美国 , 1.3% 加拿大 , 0.4% 南非 , 71.3% 俄罗斯 , 12.1% 津巴布韦 , 8.2% 加拿大 , 4.1% 美国 , 2.0% 其他 , 2.4% 全球铂金属主要生产企业份额（ 2018年） 28.1% 22.6% 13.3% 10.8% 8.4% 4.9% 4.5% 4.0% 2.5% 2.2% 斯班尼黄金 英美铂业 因帕拉铂金 俄罗斯镍业 隆明公司 诺瑟姆白金 新达控股 皇家巴福肯铂业 非洲彩虹矿业 淡水河谷 11 全球铂供给基本稳定 ， 除 2014年受主产国南非罢工的影响外 ， 2013年以来 ， 保持在 240260吨之间 。 分来源看 ， 矿产铂是 主要的供给主体 ， 2019年约占全球铂供给的 75%；回收铂是 重要补充 ， 约占 2019年全球铂供给的 24%；而库存的变化影 响则较小 。 在回收铂中 ， 汽车尾气催化剂回收率较高 ， 是全球回收铂主 要来源 ， 2019年份额约为 75%；此次是铂金首饰 ， 约占 2019 年全球回收铂的 24%。 全球铂供给（吨） 数据来源： WPIC，平安证券研究所 二、铂供给格局：矿产铂为主，回收铂是重要补充 全球铂供给结构 回收铂主要来自汽车尾气催化剂（ 2019年） -50 0 50 100 150 200 250 300 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 库存变化 回收 矿产 -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 库存变化 回收 矿产 汽车催化剂 , 75.4% 铂金首饰 , 24.1% 工业 , 0.5% 12 中国铂资源较为紧缺 ， 根据自然资源部 ， 我国铂族金属探明资源量为 401吨 ， 我们测算在全球铂族金属资源量占比仅约 0.4%。 目前我国铂族金属矿除了金川含铂铜镍矿床外 （ 但该矿铂族金属品位低 ） 外 ,大部分矿床品位低 、 规模小 。 且中国铂族金属矿 大多为铜镍型矿床 （ 约占中国铂族金属资源的 95%） ， 多以铜镍伴生矿的形式出现 。 区域分布看 ， 目前我国铂族金属资源主要分布在西部的甘肃金川 、 新疆喀拉通克 、 黄山 、 攀西 -滇中地区 , 以及东北的赤柏松 等地区 。 中国铂族金属探明资源量（吨） 数据来源： Wind， CNKI，国家自然资源部，平安证券研究所 二、中国铂资源少、禀赋较低 中国铂族金属矿床分布 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 岩石类型 矿床类型 含矿岩石 代表矿山 岩浆型 铜镍型、铬铁 矿型、 钒钛磁铁矿型 铁质基性超基性岩、 镁质基性超基性岩、 偏碱性基性 -超基 -性 岩 金川、杨柳坪、 金宝山罗布莎、 大道尔吉红格、 攀枝花、新街 热液型 夕卡岩型、斑 岩型、 构造蚀变岩型 夕卡岩、花岗斑岩石 英斑岩、基性超基性 构造岩 杨柳坪、铜录 山德兴、玉龙、 多宝山金宝山、 大岩子 沉积型 黑色页岩型、砂矿 硅质炭质页岩、冲洪积残坡积 遵义、大庸酸刺沟、红坑 13 由于铂族金属资源少 ， 中国铂的采选及冶炼行业较为薄 弱 ， 铂及相关产品呈大量净进口 ， 对外依赖程度高 。 2019年中国进口铂 71.4吨 ， 出口铂 2吨 ， 超 90%铂产品 需求依赖进口 。 从进口来源看 ， 中国铂产品进口主要来自全球铂主产国 南非和俄罗斯 ， 它们约占中国当年进口铂数量的 56%和 9%， 其他铂产品进口来自日本 、 德国 、 英国 、 美国等 发达国家 。 中国矿产铂产量（吨） 数据来源： Wind， CNKI，平安证券研究所 二、中国铂产品高度依赖进口 中国铂产品的进出口量（吨） 中国铂产品进口来源地分布 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 0 20 40 60 80 100 120 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 进口 出口 南非 , 55.9% 日本 , 16.0% 俄罗斯 , 9.2% 德国 , 2.2% 瑞士 , 0.5% 英国 , 0.5% 美国 , 0.3% 其他 , 15.5% Contents 02 铂资源较稀缺，区域分布集中 01 铂是燃料电池“心脏” 03 燃料电池驱动增长，降低单位用量及提升回收率至关重要 04 国外公司领先，中国企业追赶 05 投资建议及风险提示 15 全球铂消费的下游主要有汽车 （ 主要作为汽车尾气催化剂 ） 、 首饰 、 工业和投资四大领域 ， 其中汽车 、 首饰和工业占比较大 ， 分别占 2019年全球铂消费量的 35%、 25%和 25%。 铂的工业细分领域广泛 ， 主要是化工 、 石化 、 电子 、 玻璃 、 医疗等 。 尽管各领域需求有所波动 ， 近年全球铂总体消费基本稳定 ， 维持在 240260吨左右 。 各细分领域近年来变动趋势如下： （ 1） 汽车：排放标准提高 ， 但柴油车需求有所走弱 。 氢燃料电池汽车现阶段需求影响较小 。 （ 2） 首饰：和黄金首饰需求变化较为一致 ， 2018年以来需求走弱 。 （ 3） 工业：子领域众多 ， 相对稳定 。 （ 4） 投资：与黄金投资需求较为一致 ， 2019年大幅增加 。 全球铂消费下游构成 全球铂的消费（吨） 数据来源： WPIC，平安证券研究所 三、铂消费基本稳定，汽车尾气催化剂是最大下游 化工 , 32.0% 石化 , 12.2%电子 , 10.3% 玻璃 , 12.7% 医疗 , 12.7% 其他 , 20.1% 全球铂工业需求细分领域构成 0 50 100 150 200 250 300 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 投资 工业 首饰 汽车 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 投资 工业 首饰 汽车 16 不包括投资需求 ， 全球铂的实物需求主要集中西欧 、 中国 、 北 美和日本 ， 其中西欧和中国是前两大市场 ， 各约占全球铂实物 消费的 25%。 从领域看 ， 由于各国产业结构差异 ， 铂实物需求的具体分布分 化 。 环保要求较高的西欧 、 北美 、 日本均以汽车为最大下游； 而在中国由于对铂金首饰的偏好以及工业生产能力 ， 首饰和工 业的占比远高于其他国家 。 铂实物消费需求区域构成（ 2019年） 数据来源： WPIC，平安证券研究所 备注：实物需求包括汽车、首饰、主要工业领域（包括化工、石化、玻璃、电子、医疗） 三、西欧和中国是铂需求前两大市场，结构分化 汽车是西欧铂实物消费的最大下游（ 2019 年） 西欧 , 25.2% 中国 , 24.7%北美 , 13.5% 日本 , 12.3% 其他 , 24.3% 汽车领域 , 69.4% 首饰 , 15.9% 工业 , 14.7% 汽车领域 , 12.5% 首饰 , 58.9% 工业 , 28.7% 首饰是中国铂实物消费的主体（ 2019 年） 17 由于铂传统工业领域趋于成熟以及铂金首饰接受度相对较低 ， 预计这两个领域需求增长空间不大 。 目前铂族金属在汽车应 用主要作为尾气催化剂 ， 其中铂常用于柴油车尾气催化剂 。 由于柴油车环保劣势以及欧洲消费者因 2015年大众柴油车排 放数据造假事件 ， 柴油车消费意愿降低 。 2017年以来 ， 全球 汽车领域铂消费量略有下降 。 短中期看 ， 铂需求受到柴油车市场转弱不利影响 ， 但随着包 括中国在内主要国家出台更严格柴油车排放标准以及钯和铂 价差维持较高水平导致汽油车部分钯催化剂被铂替代 ， 预计 传统汽车领域铂需求保持稳定的可能性较大 。 中长期看 ， 随着电动汽车 、 氢燃料电池汽车兴起 ， 传统汽车 尾气催化需求将萎缩 ， 铂新增需求来自以铂为催化剂的燃料 电池汽车 。 全球汽车领域铂的需求（吨） 数据来源： WPIC， Wind,平安证券研究所 三、未来需求聚焦汽车，氢燃料电池最值得关注 0 20 40 60 80 100 120 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 项目 特点 传统柴油车 5-10克铂族金属，多数铂金，少量钯金 传统汽油车 2-7克铂族金属总含量；含钯量高，含铂量低或没有，含铑量低 柴油轻型混动车 铂族金属用量类似传统柴油车。发动机大小一样。 汽油轻型混动车 铂族金属用量类似传统汽油车。发动机大小一样。 柴油混动车 铂族金属用量类似传统柴油车。发动机较小，多种技术 汽油混动车 铂族金属用量少于传统汽油车。发动机较小但是频繁发动 柴油插入混动车 铂族金属用量少于传统柴油车。发动机较小 汽油插入混动车 铂族金属用量少于传统汽油车。发动机较小但是频繁发动 在传统汽车领域，铂主要用在柴油车 0 100 200 300 400 500 600 700 800 价格 :钯 :99.95% 价格 :铂 :99.95% 铂和钯的价格走势（元 /克） 18 燃料电池汽车被全球主要的国家视为战略产业 。 日本 、 美国 、 欧 盟纷纷出台政策 ， 制定了燃料电池汽车中远期的发展目标 。 在中国 ， 燃料电池汽车一直是新能源汽车的重要方向 ， 在新能源 汽车发展规划中均有提及 。 2020年 9月发布的 关于开展燃料电池 示范应用通知 中提出对符合条件的城市群开展燃料电池核心技 术产业化攻关和示范应用； 2020年 10月发布的 新能源汽车产业 发展规划 （ 20212035年 ） 将燃料电池汽车和纯电动汽车 、 插 电混合动力汽车并列为新能源汽车发展的 “ 三纵 ” 。 国外主要国家燃料电池汽车政策 数据来源： CNKI，政府文件， ,平安证券研究所 三、燃料电池汽车将成为新能源汽车的重要构成 中国燃料电池汽车的主要政策 国家或地 区 政策 定位 目标 日本 日本再复兴战略 、 氢能源基本战略 保障能源安全， 提升产业竞争 力和实现低碳 环保 2030年 80万 辆车和 900座 加氢站 美国 自由汽车计划 、 氢燃料计划 、 美 国优先能源战略 、 美国氢能经济路线图 保障能源安全 和实现能源自 给自足 2030年 530万 辆车和 5600 座加氢站 欧盟 2020年气候和能源一 揽子计划 、 2030年 气候和能源框架 、 2050年低碳经济 、 氢能路线图 保障能源安全 和实现能源转 型 2030年 424万 辆车、 3000 座加氢站 时间 文件 政策内容 2016.4 能源技术革命 创新行动计划 （ 2016-2030年） 2020年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； 2030年实现燃料电池 和氢能的大规模推广应用； 2050年实现氢燃料电池的普及 应用 2019.5 2019年新能源 汽车标准化工作 要点 加快车载氢系统、加氢口、加 氢枪、加氢通讯协议等标准的 编制修订，开展燃料电池汽车 碰撞后安全标准的预研工作 2020.9 关于开展燃料 电池汽车示范应 用的通知 对燃料电池汽车的购置补贴政 策，调整为燃料电池汽车示范 应用支持政策，对符合条件的 城市群开展燃料电池汽车关键 核心技术产业化攻关和示范应 用给予奖励。示范期暂定为四 年 2020.10 新能源汽车产 发展规划 （ 2021 2035 年） 以纯电动汽车、插电式混合动 力（含增程式）汽车、燃料电 池汽车为“三纵”，布局整车 技术创新链。开展先进模块化 动力电池与燃料电池系统技术 攻关。支持有条件的地区开展 燃料电池汽车商业化示范运行 19 随着政策激励以及燃料电池技术成本突破 ， 2014年日本丰田推出了全球首款的燃料电池汽车 Mirai， 全球及中国燃料电池汽车 步入较快发展 。 目前全球燃料电池汽车已处于商业应用的初期 ， 2019年全球燃料电池汽车销量突破万辆 ， 并以韩国 、 中国 、 美 国和日本为主要市场 。 其中中国燃料电池汽车销量由 2015年的不到 10辆大幅增长至 2019年 2737辆； 2020年疫情影响氢燃料电 池汽车推广 ， 中国燃料电池汽车销量出现较大的下滑 ， 但我们认为不会改变氢燃料电池较快发展态势 。 分车型看 ， 海外燃料电池汽车市场以乘用车为主 ， 而中国燃料电池汽车则以商业车为主 （ 2019年客车占比约 60%） 。 数据来源： CNKI， Wind，平安证券研究所 备注：中国目标来自中国氢能联盟 三、 燃料电池汽车已处于商业应用初期 全球燃料电池汽车销量区域分布（ 2019年） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20200 2000 4000 6000 8000 10000 12000 2016 2017 2018 2019 全球燃料电池汽车的销量（辆） 韩国 , 40% 中国 , 27% 美国 , 20% 日本 , 6% 其他 , 7% 中国燃料电池汽车的销量（辆） 项目 现状 （ 2019 年） 近期目标 （ 20202025年） 中期目标 （ 20262035年） 远期目标 （ 20362050年） 产值（亿 元） 3000 10000 50000 120000 加氢站（座） 23 200 1500 10000 燃料电池车 （万辆） 0.2 5 130 500 燃料电池系 统（万套） 1 6 150 550 中国氢能及燃料电池产业总体目标 20 在国外 ， 燃料电池核心材料体系已基本成型 ， 而中国燃料电池多种核心技术较落后 ， 多项材料产业化尚在进行中 。 总体而言 ， 中国燃料电池汽车发展水平低于国外先进水平 ， 但无论是国内还是国外市场 ， 燃料电池汽车成本高于目前主流的锂电池电动 汽车是客观存在的 ， 未来燃料电池成本汽车成本下降是普及应用的前提条件 。 催化剂方面 ， 由于铂价格较高 ， 如何提高铂催化剂活性 ， 减少铂的单位用量是一大挑战 。 随着技术进步 ， 单位铂的用量已经 持续下降 ， 目前国外先进国家铂的单位用量已经降低到 0.2g/KW（ 中国较高为 0.4g/KW)， 根据国际咨询机构 E4Tech， 最终 燃料电池汽车铂的单位使用量在 0.09克 /KW。 2014年中国三元正极材料销量占比不断提升 数据来源：中国氢能联盟，平安证券研究所 三、未来燃料电池铂单位用量仍有较大下降空间 燃料电池核心原材料国内外技术水平比较 项目 现状（ 2019年） 近期目标（ 20202025年） 中期目标 （ 20262035 年） 远期目标 （ 20362050年） 比功率 3KW/L 3.5KW/L 4.5KW/L 6.5KW/L 寿命 5000小时 乘用车： 0.5 万小时 ;商用 车 1.5万小时 乘用车： 0.6 万 h;商用车 2 万小时 乘用车： 1万 小时；商用 车 3万小时 环境适应性 -20 -30 -30 -40 成本 8000元 /KW 4000元 /KW 800元 /KW 300元 /KW 中国燃料电池技术路线展望 项目 国内水平 国外先进水平 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 70MPa储氢系统 双极板 金属双极板试制阶 段；石墨双极板小 规模使用 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 催化剂 铂载量约 0.4g/KW;小规模生产 铂载量约 0.2g/KW；产品 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 21 短中期维度 ， 我们主要基于以下条件对铂的需求做测算： （ 1） 新能源汽车以及氢燃料电池汽车在新能源汽车占比持续提升； （ 2） 燃料电池汽车铂的单位带电量铂用量持续下降 ， 单车带电量逐步提升； （ 3） 部分柴油车被燃料电池汽车替代 ， 柴油车铂的需求逐步下降； （ 4） 其他领域铂的需求基本稳定 。 我们预计 2025年前由于燃料电池渗透率低 ， 对全球铂的需求影响较小 。 2025年及以后尽管传统汽车领域需求趋弱 ， 但随着燃 料电池汽车较快增长 ， 汽车领域铂的需求将保持增长 。 我们预计全球铂的需求将从 2019年的 260吨提高到 2030年的 306吨 ， 年 复合增速为 1.5%；汽车在铂消费占比将从 2019年的 35%提高到 2030年的 43%。 由此可见 ， 尽管铂资源较为稀少 ， 但短中期资源约束并不明显 。 数据来源： WPIC,平安证券研究所 三、燃料电池推动铂需求增长，短中期资源约束并不明显 全球铂需求持续增加（吨） 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 2019A 2025E 2030E 燃料电池推动汽车领域铂消费占比提升 0 50 100 150 200 250 300 350 2019A 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 22 长期看 ， 按 2019年全球现有汽车销量约 9000万辆 ， 全部为氢燃料电池替代 ， 扣除全球传统汽车领域铂被替代减量 ， 全球汽车 领域铂需求量将增加到 1260吨 ， 相应全球铂总需求将达到 1434吨 。 届时全球铂需求总量约将为 2019年的 5.5倍 ， 如不考虑回 收 ， 铂资源将可能对燃料电池汽车发展构成一定制约 。 可见 ， 长期看 ， 铂对燃料电池行业发展制约将是不得不考虑的因素 ， 提高燃料电池铂回收率是其中破解之道 。 如未来如能将 汽车领域铂回收水平提高到 90%， 现有铂储量可供使用年限将超百年 ， 铂资源约束将大大缓解 。 完全替代下铂的需求预测 数据来源： WPIC，平安证券研究所 备注：传统汽车领域以及其他领域铂需求量依据 WPIC现有需求量估算 三、长期看存铂资源约束，提高回收水平是关键 项目 数值 汽车市场规模（万辆） 9000 燃料电池汽车带电量（ KW） 150 铂单位用量 (g/KW) 0.1 完全替代燃料电池汽车铂需求量 （吨） 1350 传统汽车铂需求规模（吨） 90 扣除传统汽车替代后，汽车领域铂 需求（吨） 1260 其他领域铂需求量（吨） 174 全球铂的需求量（吨） 1434 Contents 02 铂资源较稀缺，区域分布集中 01 铂是燃料电池“心脏” 03 燃料电池驱动增长，降低单位用量及提升回收率至关重要 04 国外公司领先，中国企业追赶 05 投资建议及风险提示 24 燃料电池汽车铂催化剂要求具有高活性 、 铂不溶出 、 载体材料不易被氧化的特点 ， 对铂以及催化剂的载体材料均有较高的要求 。 日本和欧美燃料电池铂催化剂处于较高的水平 ， 并实现了规模化生产 ， 代表性企业有丰田 （ 下属公司 CATALER科特拉 ） 、 田 中贵金属 （ Tanaka)、 庄信万丰 （ Johnson Matthey） 、 优美科 （ UMICORE） 等 ， 其中田中贵金属在燃料电池催化剂规模和技 术领先 。 中国燃料电池核心材料和国际先进水平仍存在较大差距 ， 影响了中国燃料电池整体表现 。 目前中国铂催化剂单位用量普遍在 0.4g/KW， 且规模化生产水平仍有待提高 。 国内主要的铂催化剂研发生产公司主要有贵研铂业 、 中科科创 、 喜马拉雅光电等 。 各车企燃料电池汽车功率、铂用量和耐久性比较 数据来源： CNKI，田中贵金属（ Tanaka），高工氢电网，平安证券研究所 四、欧美公司燃料电池催化剂领先 铂催化剂的难点及痛点 车企 丰田 现代 日产 通用 奔驰 上汽 功率（ KW） 114 100 90 92 100 40 铂用量（ g） 20 40 30 30 20 不详 耐久性（ h） 5000 5500 不详 5500 5000 2000 项目 难点及痛点 性能 提高氧化还原反应活性；提高 Pt的利用率； 提高阳极耐一氧化碳的能力；优化聚合物在 Pt表面的覆盖；改善催化层内传质损耗 稳定性 通过负载变化减少 Pt的溶出；载体材料的开路电压；载体材料启动与关闭的稳定性 成本 减少 Pt用量；提高 Pt利用率 25 田中贵金属集团成立于 1885年 ， 主要从事产业用贵金属材料的制造与销售 、 装饰品及作为的贵金属商品交易等 。 集团主要由田 中控股株式会社 、 田中贵金属工业株式会社 、 日本电镀工程株式会社 、 田中电子工业株式会社 、 田中贵金属珠宝株式会社几个 主要公司构成 。 其中燃料电池催化剂由田中贵金属工业株式会社为营运主体 ， 其下属的 Ichikawa工厂产品包括铂催化剂 。 田中贵金属工业从 1985年展开燃料电池催化剂研究 ， 在该领域拥有极为深厚的技术积累 ， 开发了 PEFC 的阴极 （ 空气极 ） 用 高活性铂金催化剂 ， 以及阳极 （ 燃料极 ） 用耐一氧化碳 （ CO） 毒害特性的优良铂金合金催化剂 。 公司于 2013年建立燃料电池 催化剂开发中心的新工厂 ， 满足研发与量产需求 。 新生产工厂于 2018年扩建完成 ， 扩大后的催化剂生产规模可以达到 700公斤 / 月 。 田中贵金属集团主要公司框架图 数据来源：田中贵金属，高工氢电网，平安证券研究所 四、主要公司：田中贵金属（日本） （田中贵金属工业株式会社） （田中电子工业株式会社） （日本电镀工程株式会社） （田中贵金属珠宝株式会社） （田中控股株式会社） 26 贵研铂业股份有限公司 （ 简称 “ 贵研铂业 ” ， 股票代码 600459.SH） 于 2003年在上海证券交易所上市 。 贵研铂业专注于贵金属新 材料制造 、 资源再生 、 商务贸易 ， 产品包括贵金属特种功能材料 、 环保及催化功能材料 、 信息功能材料 、 再生资源材料等五大类 , 共计 390多个品种 、 4000多种规格 。 公司产品主要用于航空 、 航天 、 航海 、 国防军工 、 电子 、 能源 、 化工 、 石油 、 汽车 、 生物医 药 、 环保能源 、 钢铁等行业 。 公司承载了昆明贵金属研究所在贵金属领域 80多年的深厚积累和文化积淀 ， 领跑中国贵金属产业 。 公司为国家高新技术企业和国家创新型企业 ， 拥有多个国家级及省级创新平台 ， 研发实力和自主创新能力一直处于国内行业的领 先地位 ， 并得以不断巩固和持续提升 ， 多年来承担并完成了多项国家和省部级的重点项目及军工配套项目 。 近年来 ， 公司收入及利润规模持续增长 ， 2019年收入和利润分别为 213.6亿元和 2.3亿元 。 公司是中国铂系贵金属催化剂的龙头企 业 ， 燃料电池催化剂研发领先 ， 相关产品正在实验研发 。 四、主要公司：贵研铂业（中国） 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 2015 2016 2017 2018 2019 贵金属特种功能材料 贵金属工业催化剂材料 贵研铂业贵金属功能材料及工业催化剂材料产量（千克） 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 50 100 150 200 250 2015 2016 2017 2018 2019 Q1Q3 2020 收入（左轴，亿元） 归母净利润（右轴） 贵研铂业收入及利润情况（亿元） 数据来源： Wind，贵研铂业公告及官网，平安证券研究所 27 武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司 （ 简称 “ 喜马拉雅光电 ” ） 2008年创立于武汉光谷 ,注册资金 6580万元 ， 2013年 8月公司产 业基地搬迁至咸宁国家