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1 研究报告 （ 2020 年第 7 期 总第 88 期） 2020 年 5 月 26 日 中国绿色技术发展趋势展望 绿色金融发展研究中心 佟江桥 刘嘉龙 邵丹青 1 【摘要】 随着中国在环保和应对气候变化方面的政策持续深化、 行动力度不断加大，节能环保、新能源等绿色产业正面临着巨大的发 展机遇。当前，中国对于绿色技术创新有着强烈的需求，绿色技术领 域也受到了越来越多的投资者的关注。本文简要介绍了十大主要绿色 前沿技术的发展趋势和前景，同时搜集整理了近两年来国内外绿色技 术 VC 投资的一些主要案例，以期为关注该领域的投资者的投资决策 提供一些参考。 1 佟江桥为清华大学国家金融研究院绿色金融发展研究中心 特邀 研究员，刘嘉龙和邵丹青为该中心的研 究人员。本文为科技部支持 的绿色金融支持绿色技术发展研究课题成果的一部分。作者感谢绿色金 融发展研究中心主任、中国金融学会绿色金融委员会主任马骏博士的指导。 2 Research Report May 26 , 2020 Development Prospect of Green Technologies in China Research Center for Green Finance Development Jiangqiao Tong, Jialong Liu, Danqing Shao Abstract: With the continuous deepening of Chinas policies and actions on environmental protection and climate change issue, green industries such as energy conservation, environmental protection and new energy are facing huge development opportunities in China. At present, China has a strong demand for green technology innovation, and the field of green technology has attracted more and more investors attention. This paper briefly analyzes the development prospect of the top ten green frontier technologies, and collects some representative cases of VC investment in green technology both at home and abroad in the past two years, in order to provide some references for investors interested in this field. 3 以改善环境和应对气候变化为目标的绿色科技产业一直是全 球的投资热点之一。麻省理工科技评论评选出的 2019年全球 十大突破性技术，四项与环境和气候变化有关，包括核能新浪潮、 二氧化碳捕获、无下水道卫生间和人造肉汉堡。 面对严重的环境污染，中国将绿色发展列为五大发展理念之 一，已经出台了数百项治理大气污染、水污染、土壤污染和食品 安全的政策，环境保护和生态产业需求快速增长。同时，作为全 球最大的碳 排放国，中国也是推动全球应对气候变化的重要力量。 中国的减碳承诺意味着中国对可再生能源、新能源汽车、节能和 各类低碳技术的需求将远超世界其它国家。 根据普华永道的统计，中国 VC公司在绿色相关技术方面的年 投资金额在 2017-18两年间较 2014-16年出现明显的增长（图 1）。 按子行业统计，环保和清洁能源类技术公司分别在 2018年绿色技 术吸收 VC 投资的案例数量和金额上占比第一（图 2 和图 3）。 图 0： 2014-2018 年中国清洁能源及技术 行业的 VC 投资规模 数据来源： 2018 中国清洁能源及技术行业投资分析报告，普华永道， 2019 年 5 月。 1241 1101 1366 5210 3566 96 143 108 204 203 0 50 100 150 200 250 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 2014 2015 2016 2017 2018 投资金额（百万美金） 投资案例数（起） 4 图 1： 2018 年中国清洁能源及技术 VC 投资 的行业分布 （按行业投资案例数） 数据来源： 2018 中国清洁能源及技术行业投资分析报告，普华永道， 2019 年 5 月。 图 2： 2018 年中国清洁能源及技术 VC 投资 的行业分布 （按行业投资金额，百万美元） 数据来源： 2018 中国清洁能源及技术行业投资分析报告，普华永道， 2019 年 5 月。 本文将按细分行业类别分别介绍绿色前沿技术的发展趋势。 清洁能 源技 术 ,48 新材料 , 40, 19.7% 新能源汽车 , 6, 3.0% 环保 , 96, 47.3% 节能 , 13, 6.4% 清洁能源技 术 , 1423.1, 39.9% 新材料 , 610, 17.1% 新能源汽车 , 25.4, 0.7% 环保 , 1291.8, 36.2% 节能 , 215.3, 6.0% 5 这些绿色前沿技术将为促进经济绿色转型、解决水、气、固废、 土壤的污染、降低二氧化碳排放和促进良好的生态发展起到积极 的作用。其中，一些技术属于全新的颠覆式技术，体现了科技的 不断进步和飞跃，如氢能和燃料电池技术、大规模储能技术、碳 捕捉、利用和封存技术；另一些技术则偏重改进型创新，是对目 前相对局限的技术应用寻求更优化的解决方案，如动力电池回收 技术、餐厨垃圾处理技术和新型污水处理技术。从投资角度，这 些技术近年来因为发展的不断成熟、成本的下降、政策的鼓励和 市场的爆发吸引了资本的广泛关注，属于目前绿色技术投资领域 的“风口 ”。 除此之外，我们还搜集整理了近两年来国内外绿色技术 VC 投资的一些主要案例（表 1,表 2和表 3）。这些案例主要是 VC/PE 投资机构参与的绿色技术投资，不包括行业公司对绿色新技术领 域的投资 （ CVC， “ corporate venture capital”） 。 由于 行业发展的 相对成熟，风电、光伏、新能源动力电池领域的新技术投资更多 地来自于现已具备一定规模的行业公司的主导和参与，而非初创 公司。 6 表 1：绿色清洁技术行业 VC 投资国内案例 新能源 融资方 投资方 金额 融资时间 细分行业 融资方概况 小鹏汽车 小米集团、阿里集团等 4 亿美元 2019.11 新能源汽车 已获 7 轮融资，智能汽车赛道长期战略、执行能力以及审慎务实商业模式得到认可。 理想汽车 美团等 5.3 亿美元 2019.08 新能源汽车 智能新能源汽车研发商，主款产品定位于豪华中大型 SUV。 威马汽车 百度集团、太行产业基金等 30 亿美元 2019.03 新能源汽车 在售车型为威马 EX5，定位紧凑型 SUV。截至 2 月 28 日下线量已达到 1 万辆，工厂日峰值产量超过 200 辆。 中海电动 水木资本、领势投资等 3 千万元 2018.06 新能源汽车 从事新能源汽车销售服务及未来出行业务，现已在京津冀陕等地区建立 100 余家服务店面。 富能宝能源 达泰资本 非公开 2019.09 新能源充电站 电动汽车移动充电站以及微电网制造商，产品主要通过物联网开发的远程云管理平台（ APP）实现无人值守的移动充电系统。 孚能科技 中国风投基金、国新国信东 吴海外基金、兴业银行、东 兴资本等 50 亿元 2018.02 新能源锂电池 致力于新能源车用动力锂离子电池及系统的生产及研发，是拥有国际领先自主知识产权的高科技企业。 捷威动力 复星集团 22.7 亿元 2018.09 新能源锂电池 主营业务为新能源汽车锂离子动力电池设计、研发、制造及销售，已在天津建成年产1.5GWh 动力电池。 亿鹏能源 盈科资本 非公开 2018.07 新能源锂电池 技术路线以锰酸锂改性为主的高功率软包电池技术为主，以及北美 BMS 电池控制技术，在高功率（快充）锂电领域享有较高美誉度。 晟捷新能源 蓝马资本 非公开 2019.03 新能源锂电池 动力电池环保溶剂研发商 ，主产品 NMP 是锂电池、半导体、液晶显示器、绝缘材料等多个领域必需的优质环保溶剂。 清优材料 沃洁投资基金、金源紫荆创业 非公开 2019.03 新能源锂电池 专注于开发新能源汽车动力电池热管理材料及综合解决方案，最初从隔热阻燃系统切入市场。 7 格派新能源 久有基金 非公开 2019.01 新能源锂电池 动力电池材料提供商，包括钴镍锰等基础料、三元前驱体、锂电正极材料以及动力电池梯次循环利用等。 杉杉能源 迈捷投资、舟融言股权投资 20 亿元 2018.11 新能源锂电池 主营业务是锂离子电池正极材料的研发、生产与销售，包括钴酸锂、镍钴锰三元正极 材料、锰酸锂正极材料以及其他如 NCA、 LFP 等产品，主要应用于通讯设备锂电池市 场。 厚生新能源 苏常柴、常州投资集团 非公开 2019.07 新能源锂电池 聚焦于锂离子电池关键材料领域，该市场处于清洁能源、节能环保及高效储能相关的关键环节。 重塑能源 谦石禾润投资 非公开 2019.09 新能源氢能 主营业务为新能源科技技术领域内的技术开发、咨询、转让、服务，新能源汽车及相关零部件、蓄电池、民用航空器的销售。 富瑞氢能 金浦临港智能 非公开 2019.07 新能源氢能 氢能装备提供商，主要产品包括液氢容器、氢气增压装置、加氢站以及车载燃料供氢 系统等，同时承接制氢和氢气液化工厂等工程项目设计及装备提供业务，主要应用于 新能源汽车领域。 骥翀氢能 中科创星 、上海重塑 数千万元 2019.09 新能源氢能 具备车用燃料电池电堆产品自主开发与更新迭代能力， 可向市场供应高可靠性的低成本车用燃料电池电堆。 中控太阳能 华睿投资、欧迅创投等 数千万元 2019.06 新能源太阳能 太阳能热发电技术研发商，专注于为用户提供塔式 太阳能 热发电站及太阳岛工程设计咨询、工程建设、及电站运行管理等服务。 赫普能源 亦庄国投 非公开 2018.06 新能源供热 致力于新能源消纳，以国际领先的电蓄热产品技术及集成方案为用户提供高效、安全、环保的电网调峰及供热解决方案。 资料来源：课题组根据“投资界”的案例及网上公开资料整理。 表 2：绿色清洁技术行业 VC 投资国内案例 环保 8 融资方 投资方 金额 融资时间 细分行业 融资方概况 闲豆回收 中美绿色基金、 芸怡资本 非公开 2018.01 垃圾分类回收 通过自建仓储、物流、信息系统专注于企业级再生资源回收及交易的互联网服务平台。 奥北环保 京东、峰瑞资本 千万元 2019.01 垃圾处理 垃圾分类回收，通过微信小程序、网站和投放点，连接居民、社区、物流体系和回收再生系统。 中环洁 中信产业基金 非公开 2018.06 垃圾处理 专注于城乡环卫一体化领域的投资、建设和运营，业务覆盖城乡固废收转运、道路清扫保洁、智慧环卫运行等全产业链。 熠森能环 保 江门市科技创业 风险投资基金 非公开 2018.12 垃圾处理 公共环保事业解决方案提供商，致力于偏远分散、难以集中的生活垃圾，与规模集中处理 有效互补，实现分散生活垃圾就地处理。 小黄狗 中植集团 10.5 亿元 2018.06 垃圾处理 再生能源智能回收交易平台，应用物联网、大数据、人工智能识别等科技打造废品回收生态链。 洁神环境 温氏投资、东方 汇富 8 千万 2018.11 垃圾处理 专注污水生物脱氮处理和餐厨垃圾处理领域的技术集成、工艺设计、投资建设、运营管理和设备制造。 格林雷斯 悦文投资 1.3 亿元 2018.08 垃圾处理 专注于存量垃圾、建筑垃圾、原生垃圾的综合处置及资源化应用，在填埋场修复技术领域开创了异位开采修复技术行业的先河。 劲旅环境 国耀伟业创投 非公开 2019.04 垃圾处理 在装备制造业务上，垃圾压缩设备制造服务成为行业领头羊，环卫专用车辆以质量和实用性突破发展，装备制造在 2018 年创造 4 亿业绩。 渤瑞环保 国家电投基金管理、阿拉丁环保 非公开 2019.08 危险废物处理 山东鲁南地区唯一综合性危废终端处置企业，具备 40 大类危险废物经营资质，业务网络覆盖全省十六地市及部分知名高校，服务客户超 100 余家。 美利圆环 保 金茂资本 1 千万元 2018.01 固废处理 主要生产聚合硫酸铁和三氯化铁，建设 30 万吨水处理药剂产业基地项目，将成为国内最 大的水处理药剂生产基地。 9 灰度环保 博将资本、毅道 资本等 数亿元 2019.01 循环利用 产品主要包括 ZerOBox 绿色环保循环周转箱及循环再生系统等，采用绿色环保 PP 材料，重量轻、无毒无害。 万德斯 达晨创联基金、 锋霖创业投资基 金、安元创投基 金等 1 亿元 2018.11 污水及固废处理 专注于固废处理和水务全过程服务，在垃圾渗滤液处理、填埋场修复等领域掌握先进技术，具备丰富实践经验。 泰克环保 新龙脉、盈科资 本 超过 2 亿元 2019.07 工业废水处理 在高难度工业废水处理、黑臭水体处理上有着绝对的领先的地位，是中国西南地区行业的龙头企业。 碧清源 国富创新投资 1 千万元 2019.07 污水处理 以纳米平板陶瓷膜污水处理技术为核心，形成一站式的“环保管家”体系。 埃睿迪 BV 百度风投 非公开 2019.04 环保工业智能服 务 已将涉及到水、气、热等燃烧环节的各类模型沉淀在绿色工业互联网平台上，根据客户的实际生产场景将各类模型组合以提供最终的优化方案。 盖亚科技 鸿新资产 近亿元 2019.07 环境修复 专注于自主研发土壤修复技术和装备的科技创新型企业。 资料来源：课题组根据“投资界”的案例及网上公开资料整理。 表 3：绿色清洁技术行业 VC 投资国际案例 融资方 投资方 金额 融资时间 细分行业 融资方概况 Energy Vault SoftBank 1.1 亿美元 2019.08 储能技术 Energy Vault 开发一种创新的系统将能源储存在巨大的混凝土塔中，通过起 重机“放下”混凝土砖来获取 动能。能量存储塔运营的软件使用专有算法考 虑各种因素，如能源供需波动，电网稳定性，天气因素和其他变量。 Form Energy 意大利石油、埃尼集团 (Eni) 400 万美元 2019.08 储能技术 通过硫基水系液流电池以及一种未公开的电化学溶液开发一种使可再生能源可以完全调度的超长电网储能系统。 10 Ess Inc SB Energy, Breakthrough Energy Ventures 3000 万美元 2019.10 新能源电池 生产使用盐水电解质的全铁液流电池，持续放电时间长达 10 小时，可以支持大型可再生能源项目以及输电和配电级别的服务。 Nikola 博世、韩华、凯斯纽荷兰 4.8 亿元 2019.09 新能源电池 新能源重型运输卡车制造商，配备了 320kWh 的电池组和氢燃料电池组，单次续驶里程可达 1200 英里。 Group14 Technologies ATL/巴斯夫 1800 万美元 2019.12 新能源锂电池 研发生产能够提高电池性能的纳米材料，可以生产硅并将 其掺入碳中，从而 生产出用于电池的新型硅碳复合材料。与目前行业内标准的石墨负极相比， 可将电池的充电能力提高 40% Northvolt 大众汽车、高盛、宝马等 10 亿美元 2019.12 新能源锂电池 Northvolt 将在瑞典建立欧洲首个锂离子电池工厂，初期将拥有 16 千兆瓦生 产能力，未来将达到 32 千兆瓦。工业合作伙伴和客户包括 ABB，宝马集团， 斯堪尼亚，西门子， Vattenfall，维斯塔斯和大众汽车集团。 Sila Nano 加拿大退休金计划投资委 员会 4500 万美元 2019.11 新能源硅电池 Sila Nanotechnologies 公司研发了一种嵌入式硅基阳极，可取代锂离子电 池中的石墨阳极，而且无需改变制造工艺。可以将电池的能量密度提升 20%，而且与传统的锂离子电池相比，整体性能可提高 40%。 eSmart Systems Energy Impact Partners（ EIP）、 Innogy 等 3400 万美元 2019.06 能源监测修复 为能源市场提供智能监测和修复系统，帮助公用事业公司确保和维护电网的可靠性、安全性和弹性 Kinestral Technologies Versant Ventures、 5AM Ventures、 SK 创投 (中国 ) 1 亿美元 2019.01 新材料 为商业 ,住宅和汽车市场开发自适应动态玻璃。研发了一款电致变色的智能玻 璃系统 Hallo，能够根据手动或预先的设置来调节室内光线。 Budderfly Balance Point Capital、Connecticut Innovations 5500 万美元 2019.06 节能技术 为客户提供一站式、单一供应商的能源管理解决方案，包括 LED 照明、太阳能、环保 HVAC 系统，物联网（ IoT）传感器、温度和制冷控制 Carbon Engineering 比尔盖茨、雪佛龙科技 风险投资公司等 6800 万美元 2019.03 碳处理技术 其研制的工业生产方法能将二氧化碳从空气中提取出来，并率先将这种系统 与氢气生产和燃料合成工艺整合起来。与小型气体制油系统领域的 Greyrock Energy 公司共同开发商业空气制油（ air-to-fuels，“ A2F”）系统。 11 Commonwealth Fusion Systems Khosla Ventures、 Lowercase Capital 等 1.15 亿美元 2019.07 核能技术 新型核裂变反应堆的技术突破颠覆了传统设计的第四代核裂变反应堆、小型 模块化反应堆，以及似乎永远也无法实现的核聚变反应堆。 Rubicon 新西兰超级基金 6500 万美元 2018.05 垃圾处理 打造一个线上垃圾处理交易平台，连接想丢垃圾的人、垃圾运输公司以及回收商，称为垃圾领域的 Uber。 资料来源：课题组根据“投资界”的案例及网上公开资料整理。 本文讨论的十大前沿绿色技术如表 4 所示（排名不分先后），并在后文对每一类技术进行了简 要的介绍与分析。 表 4：十大前沿绿色技术类别、特征及细分领域 技术类别 发展阶段 /特征 细分领域 新能源汽车动力电 池技术 行业集中度提升，未来几年市场增长率仍将高企；虽然产 业已逐渐成熟，但有技术突破的科技型初创企业仍有很好 的投资前景。 固态电解液锂电池 动力电池回收和利用 氢能和燃料电池技 术 我国是全球第一大产氢国。受高电池成本和加氢设施建设 的制约，目前及未来一段时间仍要依靠政府补贴，但市场 成长空间巨大。目前氢能燃料电池汽车产业链上大量设备 和零部件依赖进口，国产替代和降本空间巨大。 电堆核心 部件如膜电极、双极板、催化剂、质子 交换膜等，加氢设备、储氢瓶、新型固态燃料电 池、可再生能源制氢技术和储氢材料等 新型光伏电池和组 件技术 光伏设备和组件制造市场的头部化趋势明显，产业集中度 逐年提高。光伏技术的发展已相对成熟，新技术投资高峰 已过数年。 目前的技术改进和创新主要来自龙头企业的投 资，主要是已有技术的产能扩张。相对来说，钙钛矿和异 钙钛矿电池 异质结电池 12 质结这两种新型光伏电池技术仍存在面向中小企业的投资 机会。 漂浮式海上风电技 术 国内海上风电从 2019 年开始进入大规模发展期。相对陆上 风电，我国海上风机的技术进步存在更多机会。 漂浮式海上风机 大功率储能技术 大规模储能技术作为支撑可再生能源普及的战略性技术， 将发挥越来越重要的作用。尽管市场发展空间广阔，大规 模储能技术路线目前仍不够成熟。目前主要应用的几种储 能技术仍需要不断的研发投入，才能具备商业化应用的条 件。 压缩空气储能 液流电池 碳捕集、利用与封 存技术 虽然已有不少项目获得了实验成功，但是由于成本太高至 今仍缺少具规模的产业化应用。考虑到我国是全球最大的 碳排放国以及在碳减排方 面的国际承诺，对该项技术的投 入是十分必须的。 一代技术 二代技术（新型膜分离技术、新型吸附技术、增 压富氧燃烧技术和化学链燃烧技术等） 固废处理新技术 中国的固废处理市场，尤其是政策鼓励的垃圾焚烧市场， 近年来经历了高速的发展，涌现出一批行业领头企业。固 废领域技术创新包罗面极广，既包括不同种类固废的处理 技术，也包括前端产生和中端分类过程中的技术创新，还 包括广义的土壤修复和治理。 可降解塑料 生物土壤修复技术 餐厨垃圾处理新技术 垃圾分类机器人 新型污水处理技术 国内污水处理市场近年来经历了高速增长，治理模式上也 出现从点到面、单纯水厂建设到综合水环境治理的转变。 相对市政污水处理，工业污水处理市场的技术路线差异 大、市场和行业更加细分。 高效污水处理技术（如厌氧氨氧化）、农村污水 解决方案、关键膜材料、催化吸附材料等的国产 替代、高端环境监测 /检测仪器和污水收集和处理 设施的数字化和智能化 微生物农业技术 由于全球对于健康可持续农业作物的需求急剧上升，农业 微生物市场呈现出蓬勃发展的前景，中国市场也有较大的 发展机遇。 微生物肥料等 13 人造肉技术 自 2019 年进入市场化阶段以来 ，相关概念在国内外都成为 了“风口”。虽然国内的市场前景还面临一些因素的挑 战，但相关行业协会和研究机构仍释放了积极信号，国家 也计划出台相应的支持政策。 植物蛋白肉 “培育肉” 资料来源：课题组根据公开资料整理 14 1、新能源汽车动力电池技术 经过十年的高速发展，中国新能源汽车动力电池装机量从 2009年的 0.03GWh增加到 2019年的 62.4GWh2。伴随行业的飞跃 式发展，市场也经历了分化洗牌，行业集中度不断提升，生产动 力电池的企业从几年前的 80 家减少到 2019年的 20 家左右。虽然 在过去的 2019年里，新能源汽车行业受到宏观经济以及补贴大幅 退坡的不利影响，需求增速大幅放缓，行业中长期的良好趋势依 旧不变。新能源汽车在 2025年销量占比达到 25%的目标，意味着 未来 6 年市场复合增长率要在 35%左右 3。 即使产业已经逐渐成熟，在电池寿命、稳定性、能量密度、 成本、电耗、热管理有技术突破的科技型初创企业仍会获得资本 的青睐。在动力电池新技术领域，我们重点关注的赛道是与目前 主流液态电解液锂电池不同的新型固态电解液锂电池及今后数年 市场空间将迅速爆发的动力电池回收和利用技术。 固态电解液锂电池 ：作为下一代电池技术， 固态 电解液锂电 池（ Solid electrolyte lithium battery）是一种 采用锂、钠制成的 固 态 玻璃化合物为传导物质 的锂离子电池 ， 与传统锂电池的差异在 于电解质是固态的，而非液态的，以解决传统液态电解液因可燃、 腐蚀、挥发、漏液而可能产生的不稳定性，具有能量密度高、寿 命长、安全性高的性能优势。此外，用固态电解质取代电解液的 电池具有更高的能量密度、更大的功率和更长的使用时间。目前， 固态电池已成为各个电池和整车生产商关注的焦点。在固态电池 研究方面，日本、美国、韩国等起步早，已经有越来越多的国内 企业参与到了固态电池的研发和产业化过程中来，但从液态电池 向固态电池转变的过程并不容易。稳定性、导电性、大规模生产 和较传统锂电池高出数倍的成本等问题使得固 态电池的应用还需 2 新能源汽车产业链数据库，高工产业研究院（ GGII）， 2020 年 1 月。 3 工信部发布新规划， 2025 年新能源汽车销量占比达到 25% ， 36 氪， 2019 年 12 月。 15 时日。 动力电池回收和利用 ： 随着 新能源 汽车保有量的逐步 上升 ， 淘汰动力电池的数量 持续 增加 ，动力电池回收行业未来发展潜力 巨大。在环境影响方面，动力电池作为典型电子废弃物之一，含 有许多危险物质，包括重金属（例如镍、钴和铜等）和有机化学 品（如电解质中的六氟磷酸锂和粘结剂聚偏氟乙烯），如果处理 不当会导致生态环境恶化，危害人体健康。动力电池通常采用的 回收方法分为两种，一是梯级利用，即对从汽车上退役的动力电 池进行二次利用或多次利用；二是再生利用，也就是将电池拆解， 对原料和金属进行回收。 据前瞻产业研究院 的研 究 ，仅以拆解回 收废旧动力电池中金属元素的价值估算，中国动力电池回收市场 规模目前已超过 50 亿元， 2020 年预计将突破 100 亿元， 2023 年 会达到 250 亿元的规模，且动力电池需要的钴、镍、锂等原材料， 中国目前都依赖进口 ，这是巨大的市场空间。 2、氢能和燃料电池技术 氢能发展已成为全球能源技术革命的重要方向。我国氢气来 源广泛，是全球第一大产氢国。燃料电池是一种通过电极反应直 接将燃料（氢气和氧气）的化学能转化为电能的电化学装置。自 2019 年 3 月氢能源首次写入政府工作报告以来，资本市场对氢能 和燃料电池的投资热情日益高 涨。 2018 年国内氢燃料电池 车 产量达 1527 辆 ， 其中燃料电池客 车占主流，占比为 93%4。 目前氢燃料电池在动力交通领域的应用 主要受高电池成本和加氢设施建设的制约，预计在相当长的一段 时间仍然要依靠政府补贴，并且应用方向将依托商用车为主。即 便如此，考虑到目前的数千台规模级别和 2030年国内燃料电池超 百万辆 的产量 规划， 市场 成长空间 依然 巨大。 4 2018 年 中 国 燃 料 电 池 汽 车 产 量 分 析 ， OFweek 氢 能 网 ， 2019 年 1 月。 16 氢能燃料电池汽车产业链链条长，从制氢、输 /储氢、加氢到 电堆、系统和整车。 电堆及储氢瓶成本为燃料电池汽车的主要成 本构成 。目前产业链上大量设备和零部件依赖进口，国产替代和 降本空间 巨大。从投资角度，可以关注的领域众多，包括 电堆 核 心部件如膜电极、双极板、催化剂、质子交换膜等，加氢设备、 储氢瓶、新型固态燃料电池、可再生能源制氢技术和储氢材料等。 膜电极 ： 膜电极 (MEA， Membrane Electrode Assemblies)是集 质子交换膜、催化层、扩散层于一体的组合件，是氢燃料电池的 核心组件，是燃料电池动力的根本来源，其成本占据燃料电池电 堆的 70%，占据燃料电池动力系统的 35%。 膜电极技术 和关键零 部件 自主化和产业化，一直是制约我国氢能产业发展的 短板 。 双极板 ： 目前主要是石墨双极板 （ Graphite Bipolar Plate）和 金属双极板 (Metal Bipolar Plate)。 石墨双 极 板当前应用广泛 ， 耐 腐蚀性强，导电导热好，但气密性较差，厚度大且加工周期长， 成本较高 。未来 石墨材料将寻求性能更优、成本更低 的 新型炭基 材料 替代 。另一方面，由于乘用车空间限制，高功率、低成本的 金属双极板具有更好的应用前景，目前国外已实现商业化利用 ， 国内仅实现小规模使用 。随着乘用车技术的进步，体积小、功率 高 、 更适宜批量生产的金属双极板前景广阔。 催化剂 ： 目前燃料电池中常用催化剂是 Pt/C，国外催化剂铂 载量达 到 0.10.2g/kW，国内铂载量 为 0.30.4g/kW，燃油车 为 0.05g/kW， 还有较大 的 下降空间。 目前国内的 催化剂 市场基本由 海外企业 垄断 ，国内 生产厂家 正 开始 起步 ，离 批量化生产 还有一 段距离，具有较大的发展潜力。 储氢瓶 ：国外燃料电池车已经开始使用重量更轻、成本更低、 储氢密度更高的 IV 型瓶，而中国 IV 型瓶还处于研发阶段，成熟 产品较多集中在 35MPa III型瓶。但是 35MPa III气瓶的续航里程 对比纯电动车没有优势，必须采用 70MPa III 型在燃料电池乘用 车上才有续航里程的优势。伴随锂电池续航里程的逐渐增加，对 17 车载储氢容量以及材料性能的要求必然不断提升，市场发展空间 大。 固态燃料电池 ：固体燃料电池 (SOFC,Solid Oxide Fuel Cell)属 于第三代燃料电池，被普遍认为是未来会与目前主流的质子交换 膜燃料电池 (PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。固 态燃料电池使用固态离子导体作为电解质，在中高温下直接将储 存在燃料和氧化剂中的化学能高效转化成电能，拥有约 60%的转 化效率，可以使用多种燃料，例如天然气、沼气、煤气、甲烷等， 对燃 料的适应性强。因采用全固态电池结构，避免了使用液态电 解质带来的腐蚀和电解液流失，抗硫性强，未来除汽车外还可用 于固定电站、家庭电源、船舶动力和空间宇航等其他领域。 3、新型光伏电池和组件技术 近年来光伏领域以单晶硅片、 PERC 电池、双面组件为代表 的新技术应用带来了组件和电池效率大幅提升、成本快速下降的 飞跃式发展。从 2019年开始，国内光伏电站开始逐步进入平价时 代，电价补贴也将在 2021 年后全部退出 5。经过多年的发展，光 伏设备和组件制造市场的竞争格局已初步形成，头部化企业趋势 明显，产业集中度逐年提高，隆基股份、 通威股份和晶科集团分 别占据硅片、电池和组件生产的龙头企业地位。与民企集中的制 造行业相比较，下游的光伏电站运营行业则出现“国进民退”现 象，一些负债率高企、现金流水平受制于补贴拖欠的民营光伏电 站运营商纷纷寻求资产出售以自救。 行业近年来最大的技术竞争以晶硅技术胜出薄膜技术、单晶 硅技术胜出多晶硅技术为趋势。总体来说，光伏技术的发展已相 对成熟，新技术投资高峰已过数年。经历几轮周期演化，技术改 进和创新主要来自现有龙头公司的投资，更多是已有技术的产能 扩张。相对来说，钙钛矿和异质结这两种新型光伏电池技术仍存 5 2020 年 光 伏 电 价 新 政 落 地 分 布 式 补 贴 下 调 超 五 成 ， 新 华 网 ， 2020 年 4 月。 18 在面向中小企业 的投资机会。 钙钛矿电池 ：钙钛矿（ Perovskite Solar Cells）技术是目前全 世界最受瞩目的新兴光伏技术，被科学杂志评为 2013年当年 国际十大科技进展之一。钙钛矿材料作为一种人工合成的晶体材 料，配方可以不断地调整、迭代，以提高材料性能和降低制造成 本。自 2009年钙钛矿技术首次应用于光伏发电后，实验室小面积 器件的最高光电转化效率已从 3.8%大幅提高到 25.2%6，未来在大 规模制造上有很大的效率提升潜力和成本降低空间。钙钛矿电池 目前仍处于商业化早期，虽然理论成本远低于目前主流技术，但 现在还面临 着电池性能稳定性以及大面积制作量产路线等问题。 异质结电池 ：异质结 (HIT, Heterojunction with Intrinsic Thin- layer)电池技术是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，综合了晶体硅电池 与薄膜电池的优势，具有效率高、低光衰、温度系数低、弱光响 应高和工艺结构简单等多重优势。异质结电池被光伏业界誉为最 具产业化潜力的下一代超高效电池技术。电池环节在继 p-PERC 快速推广之后， N 型电池开始受到业内越来越多的关注和认可， 异质结电池 (HIT)是一种效率高的 N型电池。 HIT电池已经处于产 业化阶段 ，高昂的成本是异质结技术在推广中存在的最大制约。 目前降本的最大环节主要在设备方面， HIT 电池设备成本约为 PERC 的 3 倍 7。通过设备规模化和国产化，价格有望进一步下降。 业内多家企业大力布局异质结技术，异质结技术在各方向均存在 一定的降本增效空间。 4、漂浮式海上风电技术 随着技术发展带来的效率提升和成本下降，中国陆上风电已 开始逐步进入平价时代。在风机市场，市场竞争头部化格局已经 6 从 3.8 % 到 25.2 % ， 钙 钛 矿 电 池 十 年 之 变 ， 搜 狐 网 ， 2019 年 8 月。 7 异 质 结 电 池 产 业 化 正 在 加 快 ， 大 众 证 券 报 ， 2020 年 1 月。 19 形成，金风科技、明阳智慧、远景能源和上海电气等前几大企业 已占据大部分市场分额。国内海上风电从 2019年开始进入大规模 发展期。相对陆上风电 ，我国海上风机的技术进步存在更多机会， 尤其是目前仍处于初期阶段的漂浮式海上风机。 漂浮式海上风机 ：海上风电机组技术目前的主流是固定基座 风机。然而，在一些海床地质条件不利于固定式的海域，或者是 水更深的海域，采用漂浮式基座的海上风电技术更有用武之地。 目前建成的海上风电场绝大多数为近海风电场，位于水深小于 50m 的区域内，漂浮式风电应用尚未开始。随着近海资源开发逐 渐饱和，风速更大、风力更加稳定的深远海风电将成为更广阔的 发展领域，漂浮式海上风机技术市场的未来发展前景诱人。 2017 年，全球第一座漂浮式海上风电场 Hywind 在苏格兰东海岸正式 投产运行。除了英国、法国、丹麦、荷兰等欧洲国家之外，美国 和日本也在积极进军漂浮式海上风电领域 8。 5、大功率储能技术 大规模储能技术，即时间长、功率大、适用于电网的储能技 术。随着可再生能源的发展，大规模储能技术作为支撑可再生能 源普及的战略性技术，将发挥越来越重要的作用。 截至 2018 年 底，我国储能装机为 31.2GW，约占全国电力总装机的 1.6%，低 于世界 2.7%的平均水平 9。据中国能源研究会预测，到 2050 年， 我国储能装机将达到 200GW 以上 10，占电力总装机的比例将提高 至 10%15%，可以催生一个万亿级的产业。 尽管市场发展空间广 阔，大规模 储能技术路线 目前仍 不够成熟。 目前主要应用的几种 储能技术仍需要不断的研发投入，才能具备商业化应用的条件。 8 漂 浮 式 风 电 基 础 平 台 演 进 ， 北 极 星 风 力 发 电 网 ， 2019 年 10 月。 9 2019 年储能电站行业行业市场规模与发展前景分析 抽水储能电站装机规模超九 成，前瞻产业研究院， 2019 年 8 月。 10 到 2050 年储能规模应该在 200GW 以上，国际电力网， 2017 年 12 月。 power.in- 20 压缩空气储能 ：压缩空气储能（ CAES, Compressed Air Energy Storage）是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将 空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气 井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机 发电的储能方式。压缩空气储能系统具有动态响应快、运行方式 灵活、经济性能高、占地面积小 的优点。目前该技术的挑战主要 来自三方面：一是系统核心的透平膨胀机效率及运行特性的提升， 二是需要进一步降低成本，三是要有合理的电价机制 11。 液流电池 ：液流电池 (Electrochemical Flow Cell)是一种电化学 储能技术，由电堆单元、电解质溶液及电解质溶液储供单元、控 制管理单元等部分组成。相比传统的锂离子电池，液流电池将正 负极电解液单独储存在容器中，不易发生爆炸和燃烧，安全性高， 能量可长久储存，响应速度快，可深度放电，非常适合大规模的 储能系统应用。全钒液流电池是液流电池的一种，采用的是离子 交换膜和 钒材料，目前成本与铅蓄、锂离子电池相比依然较高， 限制了大规模使用。通过开发新型隔膜材料和电解质材料，有望 降低液流电池技术的成本，获取更高的性能，实现大规模的储能 商业应用 12。 6、 碳