燃料电池系列深度报告之三：庖丁解牛，氢能导入加速，降本空间几何？.pdf

证券研究报告 行业深度 报告 燃料电池系列深度报告之 三 ： 庖丁解牛， 氢能 导入加速， 降本空间几何？ 2019.06.14 潘永乐 (分析师 ) 李子豪 （ 研究助理 ） 电话： 020-88832354 020-88836134 邮箱： pan.yonglegzgzhs li.zihao1gzgzhs 执业编号： A1310518070002 A1310119010001 核心观点： 燃料电池产业政策驱动效应显著 燃料电池具有效率高、 持久性好、无污染、环境适应性强的特质，从全球来看，燃料电池主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。 全球燃料电池需求快速增长，且交通领域商业化进程正在加速，除商用车外，燃料乘用车开始逐步推广，日本丰田技术领先。中国政策也在积极推动燃料电池行业发展 ，随着氢燃料电池相关利好政策不断，预计中国燃料电池汽车将进入快速发展阶段。 燃料电池 在商用车领域替代空间广阔 作为基础配套设施的加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键，目前全球加氢站建设量较少，全球主要国家将加快加氢站建设，并制定了对应的规划路线。 中国燃料电池产业目前处于萌芽时期，商用车是规模化应用的先锋。 2018年中国燃料电池汽车产销均完成 1527 辆，包括 1418 辆燃料电池客车以及 109 辆燃料电池货车，而国内商用车销量为 437.1 万辆，燃料电池汽车渗透率仅 0.03%，未来发展空间可观。 短期看规模化推动燃料电池成本下降 燃料电池成本高企是目前大规模推广的主要障碍。燃料电池 主要由燃料电池堆、空气供给系统、冷 却系统、及氢气检测供给系统等成分构成 。其中电堆成本占比最大。随着燃料电池产量的扩大，规模化效应将有助于降低成本。 其中膜组件和压缩机将成为规模化效应降本的核心部件。 早期补贴给予加氢站建设动力，全周期成本有赖氢气成本降低 制氢端来看， 目前氯碱制氢产能最大，且具备较好的经济 性 和环保性 ； 加氢站建设 来看，目前造成加氢站数量少的最大阻碍是加氢站建设的高昂成本，但是地方政府财政补贴很好的降低了建设成本 。 此外，我们 通过对电车、燃料车和油车三者成本测算， 预计氢气价格 40 元 /kg 时，将有望媲美油车， 20 元 /kg 时，将有望媲美电车。 投资建议 ： 我们 建议关注潍柴动力（巴拉德大股东并获得国内新一代技术授权）、雄韬股份（催化剂、双极板等全产业链布局 ）。 风险提示 : 能源补贴政策出现调整，新能源车销量不达预期；上游原材料价格出现波动， 燃料电池汽车推广不及预期 。 强烈推荐 (维持 ) 电力设备 ， 新能源 行业 股价走势 指数表现： 涨跌 (%) 1M 3M 6M 电气设备 3.69 -0.02 -17.15 沪深 300 -1.25 -2.93 -16.95 行业估值 当期估值 43.03 平均 估值 38.12 历史 最高 74.37 历史 最低 18.80 相关 报告 燃料电池系列深度报告之一： 政策循序渐 进，燃料电池产业有待腾飞 -20190408 燃料电池系列深度报告之二 ：燃料电池之 芯，市场空间广阔 -20190524 -40%-30%-20%-10%0%10%2018/032018/042018/052018/062018/072018/082018/092018/102018/112018/122019/012019/022019/03电气设备 (申万 ) 沪深 300证券研究报告 行业深度 报告 目录 1 燃料电池产业政策驱动效应显著 . 5 1.1 交通领域氢能成长性最强 . 5 1.2 燃料乘用车开始逐步推广，丰田技术领先 . 5 1.3 补贴政策推进燃料电池行业发展 . 6 1.4 燃料电池汽车进入快速发展时期 . 6 2 我国燃料电池产业发展潜力巨大 . 7 2.1 加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键 . 7 2.2 当前保有量相对较少，未来发展中国最具成长空间 . 8 3 短期看规模化推动燃料电池成本下降 . 10 3.1 电堆成本占比较高，核心部件有待突破 . 10 3.2 规模化效应将有助于显著降低成本 . 10 3.3 催化剂和双极板规模化降本难 .11 3.4 压缩机等部件降本空间比较大 .11 3.5 氢气环节具有较大降幅空间 . 12 4 各个环节成本测算和横向对比 . 13 4.1 铂用量仍有下降空间 . 13 4.2 氯碱制氢产能最大，成本较低 . 13 4.3 加氢站投资额相对较高 . 15 4.4 运营环节尚无成本优势 . 17 4.5 全生命周期成本对比测算 . 18 5 投资建议 . 19 6 风险提示 . 19 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 3 页 共 20 页 行业深度报告 图表目录 图表 1. 燃料电池在各应用领域容量（单位： MW） . 5 图 表 2. 全球燃料电池需求增速（ %） . 5 图表 3. 全球燃料电池乘用车详细数据 . 5 图表 4. 国家燃料电池发展蓝皮书 . 6 图表 5. 燃料电池汽车购置国家补贴（万元） . 6 图表 6. 加氢站建设补贴（万元） . 6 图表 7. 中国燃料电池汽车销量预测 . 7 图表 8. 世界各国目前加氢站数量 . 7 图表 9. 世界各国加氢站建设规划 . 7 图表 10. 国内加氢站布局情况 . 8 图表 11. 世界各国燃料电池车保有量（辆） . 8 图表 12. 世界各国保有量规划（万辆） . 8 图表 13. 中国燃料电池汽车销量 . 9 图表 14. 20162018 年目录燃料电池汽车 . 9 图表 15. 中国燃料电池企业行业氢气量需求测算 . 9 图表 16. 氢燃料电池成本结构 . 10 图表 17. 燃料电堆成本结构 . 10 图表 18. 燃料电池成本与产量关系（美元 /kW） . 10 图表 19. 国内燃料系统成本和保有量关系 . 10 图表 20. 2018 年国鸿国内市占率 .11 图表 21. 电堆降本空间达到 60%（元 /kw） .11 图表 22. 燃料电池不同规模电堆成本占比 .11 图 表 23. 燃料电池不同规模电堆成本占比（美元 /kw） . 12 图表 24. 日本加氢站氢气成本拆分 . 12 图表 25. 中国加氢站氢气成本拆分 . 12 图表 26. 铂金（ 99.5%）价格走势（元 /克） . 13 图表 27. Marai VS 国内铂用量对比（ g/kw） . 13 图表 28. 全球制氢来源分布 . 13 图表 29. 中国氢气产能分布（万吨 /年） . 13 图表 30. 电解水制氢成本 . 14 图表 31. 不同途径的制氢成本 . 14 图表 32. 国内 氯碱产能分布 . 14 图表 33. 氯碱产能对应氢气理论产量 . 14 图表 34. 加氢站建设成本拆分 . 15 图表 35. 交通能源站建设成本 . 15 图表 36. 充电站项目回收期测算 . 15 图表 37. 加氢站项目回收测算 . 16 图表 38. 充电站利用率和盈利情况测算 . 16 图表 39. 加氢站利用率和盈利情况测算 . 17 图表 40. 初期购置成本（万元） . 18 图表 41. 百公里运营成本（元 /百公里） . 18 图表 42. 40 元 /kg 全成本对比 . 18 图表 43. 20 元 /kg 全成本对比 . 18 图表 44. 各个环节降本空间测 算（元 /kw） . 19 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 4 页 共 20 页 行业深度报告 图表 45. 未来电堆价格预测（元 /kw） . 19 图表 46. 公司估值 . 19 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 5 页 共 20 页 行业深度报告 1 燃料电池产业政策驱动效应显著 1.1 交通领域氢能成长性最强 燃料电池在交通领域具有最强增长潜力。 从全球来看，燃料电池 主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。 既适用于集中发电，建造大、中型电站和区域性分散电站，也可用作各种规格的分散电源。交通运输领域包括为乘用车、巴士 /客车、叉车以及其他以燃料电池作为动力的车辆，目前来看，随着国家氢能产业的推进和技术的成 熟， 交通领域应用的商业化进程正在加速，且交通运输领域成长性最强。 2018 年，全球燃料电池约为 803.1MW， 2011-2018 年间复合增长率达 32.95%。 1.2 燃料乘用车开始逐步推广，丰田技术领先 凭借零污染、高效率、加氢快、续驶里程长的特点，燃料乘用车现在正处在商业化转化中。以丰田为代表的车企开始逐步扩大燃料电池汽车的产量，并取得了实质性的进展 ， 2018 年丰田 mairi 销量为 575 辆 。从性能方面来看， 丰田 Mirai 其续航里程为 650km，最高车速可达 175km/h， 功率密度达到了 3.1kw/L。 在同类车型中处于领先地位。 图表 3. 全球燃料电池乘用车详细数据 丰田 Mirai 现代 IX35 通用 Equinox 日产 Xtrial 奔驰 F-call 车辆照片 车重 1850kg 2290kg 1800kg 1860kg 1718kg 最高车速 175km/h 160km/h 160km/h 150km/h 170km/h 百公里加速时间 9.6s 12.5s 12s 14s 11.3s FCE 功率 114kw 100kw 92kw 90kw 100kw FCE 体积 /重量 37L/56kg 60L 130kg 34L/43kg 不详 FCE 功率密度 3.1kw/L； 2kw/kg 1.65kw/L 0.7kw/kg 2.5kw/L 不详 FCE 低温性能 零下 30 零下 30 零下 30 零下 30 零下 25 FCE 铂用量 20g 40g 30g 40g N/A 图表 1. 燃料电池在各应用领域容量（单位： MW） 图表 2. 全球燃料电池需求增速（ %） 资料来源：国际能源署、广证恒生 资料来源：国际能源署、广证恒生 81.4 124.9 186.9 147.8 183.6 209 222.3 239.827.641.3 28.1 37.2113.6307.2 435.7562.6020040060080010002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018便携式 固定式 交通领域-50.00%0.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%20112012201320142015201620172018交通领域增速 燃料电池总需求增速CAGR=32.95% 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 6 页 共 20 页 行业深度报告 FCE 耐久性 5000h 5000h 5500h N/A 2000h 氢系统参数 122.4L.5kg 144L.5.6kg 4.2kg N/A N/A 电机参数 113kw， 335Nm 100kw， 300Nm 94kw， 320Nm 90kw， 280Nm 100kw， 290Nm 电池参数 1.6kwh 镍氢电池 24kw 锂离子电池 1.8kwh.35kw镍氢电池 N/A N/A 续驶里程 650km 594km 320km 500km 616km 资料来源： 公司官网 ，广证恒生 1.3 补贴 政策 推进燃料电池行业发展 政策历来是推动新兴产业发展的指挥棒，中国政府于 2016 年 11 月公布中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（ 2016），明确了我国氢能产业基础设施在近期（ 2016-2020 年）、中期（ 2020-2030 年）和远期（ 2030-2050 年）三个阶段的 产业 目标和 装备制造 任务， 建立完善有利于氢能产业发展的支撑体系。 图表 4. 国家燃料电池发展蓝皮书 图表 5. 燃料电池汽车购置国家补贴（万元） 2017 2018 2019 过渡期 乘用车 20 20 16 货车 30 30 24 客车 50 50 40 图表 6. 加氢站建设补贴（万元） 2017 2018 2019 地方补贴 安徽六安 / 400 400 佛山南海 / 800 800 资料来源： 工信部 ，广证恒生 资料来源： 第一电动网 ，广证恒生 政策推动燃料电池汽车发展和氢站基础建设。 2019 年过渡期 内， 客车、货车、乘用车单车补贴分别为40、 24、 16 万元， 在锂电车辆 快速退坡的背景下，燃料电池国家依然给予充足的补贴。部分地方政府也对对加氢站建设实施高额补贴，例如佛山南海 对区内单个新建成的加氢站最高补贴高达 800 万元。 1.4 燃料 电池汽车 进入快速发展时期 2019 年有望正式实施“十城千辆”计划 ，即 通过提供财政补贴，计划用 3 年左右的时间，每年发展 10个城市，每个城市推出 1000 辆新能源汽车开展示范运行 。 在短期内，政策补贴 将是 燃料电池产业快速发展的推动力。 我们预计 2020 年电动汽车的补贴退出后，氢燃料电池汽车的补贴至少还将维持 3 至 5 年。燃料电池“十城千辆计划”同锂电在 2009 年“十城千辆计划”类似 ，相关利好政策将连续出台以支持 氢燃料电池 的发展，因此我们 预计中国燃料电池汽车将进入快速发展时期。 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 7 页 共 20 页 行业深度报告 图表 7. 中国燃料电池汽车销量预测 资料来源： 国际能源署，广证恒生 2 我国燃料电池产业发展潜力巨大 2.1 加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键 美洲和亚洲地区 是目前全球加氢站的主要推手 。 截至目前，美国 在运的加氢站约 40 座，日本在运的加氢站约 94 座。 从全球分地区看加氢站的 建设情况看， 前期以欧洲和美洲的建设数量较多，随着亚洲对氢能源汽车的研发推广， 2016 年后以日本和中国为代表的亚洲加氢站的建设数量不断增加 。 未来加氢站中国发展潜力最大。 目前大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要有日本、韩国和美国，各国政府均 制定了长期的发展规划。未来 5-10 年，全球主要国家将加快加氢站建设， 预计 到 2020 年，全球加氢站保有量将超过 435 座 ； 2025 年有望超过 1000 座 。 其中日本的扶持力度最大，预计建成 320 座 ；韩国和美国分别为 210 和 200 座。 2030 年开始普及加氢站建设，日本、韩国和美国计划分别达到 900、 520和 300 座。 中国计划到 2020 年达到 100 座， 2025 年达到 300 座， 2030 年达到 1000 座。 图表 8. 世界各国目前加氢站数量 图表 9. 世界各国加氢站建设规划 资料来源：第一电动网，广证恒生 资料来源：各国政府网站，广证恒生 我国目前加氢站数量仍相对不足。 截止到 2018 年底我国国内运行加氢站仅有 28 座 。氢站数量较少的0 0 0 0 106291247 16195000100000200040006000800010000120002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E 2025E 2030E9445 40282012 12 11020406080100日本 德国 美国 中国 法国 韩国 英国 丹麦160 80 100 100320210 200 3009005203001000020040060080010001200日本 韩国 美国 中国2020 2025 2030产生萌芽期 产业导入期 产业快速发展期 十城千辆计划快速导入 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 8 页 共 20 页 行业深度报告 原因一是建设加氢站所需的核心设备基本依赖进口，加氢站建设成本与维护成本较高。二是目前燃料电池汽车量较少，加氢需求难以形成规模效应。 2015 年以来，随着我国燃料电池汽车产业的逐步发展以及加政策对加氢站建设的大力支持，各个地区开始规划建设加氢站。 未来加氢站的普及和商业化运营将大大有助于促进燃料电池电动汽车的普及。 图表 10. 国内加氢站布局情况 城市 名称 城市 名称 北京 永丰加氢站 中山 沙朗加氢站 上海 上海神力加氢站 常熟 丰田加氢站 上海安亭加氢站 云浮 云浮加氢站 上海电驱加氢站 云浮新兴加油加氢站 上海世博会加氢站