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识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 30 Table_C ontacter 本报告联系人： Table_Page 行业专题研究 |专用设备 2019 年 7 月 15 日 证券研究报告 Table_Title 专用设备行业 燃料电池专题研究 （一） 氢气及空气 压缩机行业分析 Table_Author 分析师： 罗立波 分析师： 王珂 分析师： 刘芷君 SAC 执证号： S0260513050002 SAC 执证号： S0260517080006 SAC 执证号： S0260514030001 SFC CE.no: BMW928 021-60750636 021-60750636 021-60750802 luolibogf gfwangkegf liuzhijungf 请注意，罗立波 ,王珂并非香港证券及期货事务监察委员会的注册持牌人，不可在香港从事受监管活动。 Table_Summary 核心观点： 中国 燃料电池产业 目前 核心问题在于技术的稳定性和成本的可控性 ， 而焦点都在于核心 部件的国产化 。我们旨在通过燃料电池 系列报告重点讨论 中国燃料电池产业将会如何 发展，何时 能够实现大规模产业化 ，以及相关装备 及核心部件行业 是否会成为继锂电池装备后下一个新能源产业链风口。 本篇报告 聚焦 燃料电池相关的压缩机行业， 即 加氢站用氢气压缩机 和 电堆用空气压缩机的 技术路线、市场参与者及市场空间测算。 加氢站 建设进入加速阶段，带动加氢站 压缩机及 相关设备需求 作为未来燃料电池汽车产业发展的基石，中国已进入快速发展加氢站建设阶段， 根据 氢能联盟 数据截止 18 年底国内建成 23 座， 19 年 计划新建加氢站 17 座 左右 。节能与新能源汽车路线中提出中国计划在 2020 年建成 100 座加氢站， 2030 年计划达到 1000 座加氢站 。加氢站系统的三大核心装备为氢气压缩机、储氢系统和氢气加注机。 其中氢气压缩机价值体量最大，成本占比超过 40%。 燃料电池技术有望在汽车领域率先 产业化 ， 车载空气压缩机 成为国产 化 核心 燃料电池由于清洁无排放、能效转换高 等特点，有望在汽车领域率先产业化， 也是新能源汽车领域重点补贴对象 。燃料电池系统主要由燃料电池堆、空气循环系统、供氢系统、水 /热管理系统、电控系统这五大系统构成。而空压机则是空气循环系统重要组成部分， 负责将 氧气 （空气） 泵入 电 堆 与氢气反应 ，在系统成本占比 15%左右仅次于电堆 的 价值 。 由于 电堆发电对洁净、 气流 、温度 、体积 等指标要求 较 高，因此一般工业压缩机完全无法满足使用。 投资建议 过去十年燃料电池技术的发展主要由日韩车企主导，核心电堆的开发主要由北美专业公司如巴拉德、普拉格能源等推动。近年来随着国内燃料电池产业快速发展，国内部分厂商在相关核心部件开发已经具备一定的技术积淀，并正在不断缩小差距，尤其是在燃料电池空压机领域已经形成突破。在满足前提假设条件下未来 5 年内燃料电池车用空压机市场规模有望达到 10 亿元 /年，未来 10 年市场规模有望达到 100 亿元 /年的量级。未来在国内燃料电池产业链国产化的背景下，燃料电池核心部件及生产设备有望成为继锂电设备后又一具备较大发展空间的新能源装备板块。建议关注在燃料电池空压机 等核心部件 领域积极布局的 企业 ， 相关 上市 公司 有 冰轮环境、雪人股份、汉钟精机等。 风险提示： 国家产业政策调整风险；下游市场需求变化风险；核心部件国产化不及预期风险。 相关研究： 专用设备行业 :氢能与燃料电池白皮书发布，国内相关装备迎来发展机遇 2019-06-27 专用设备行业 :锂电设备企业矩阵形成，密切关注下游投资进程 2019-06-27 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 Table_impcom 重点公司估值和财务分析表 股票简称 股票代码 货币 最新 最近 评级 合理价值 EPS(元 ) PE(x) EV/EBITDA(x) ROE(%) 收盘价 报告日期 （元 /股） 2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 先导智能 300450 CNY 34.75 20190324 买入 41.14 1.21 1.65 28.72 21.06 24.55 19.26 23.6 24.4 赢合科技 300457 CNY 24.73 20190223 买入 33.81 1.28 1.58 19.32 15.65 19.72 15.33 23.3 22.4 数据来源： Wind、广发证券发展研究中心 备注 ：估值指标按照 20190715 收盘价计算； 先导智能 、 赢合科技盈利预测来自广发证券 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 目录索引 一、国内氢气产业发展现状 . 5 1.1 氢气产业链 . 5 1.2 氢气供给与需求结构 . 6 1.3 氢气储存和运输行业 . 8 二、国内加氢站发展情况 . 9 2.1 全球加氢站数量与国家分布 . 9 2.2 未来全球加氢站建设规划 . 11 2.3 未来中国加氢站建设规划 . 13 三、加氢站用氢气压缩机 . 14 3.1 加氢站主要设备构成 . 14 3.2 加氢站用氢气压缩机 . 15 3.3 加氢站用储氢瓶及加注设备 . 15 四、燃料电池用空气压缩机 . 16 4.1 工业空气压缩机分类 . 16 4.2 燃料电池中的空压机 . 17 4.3 空压机的国产化替代 . 20 五、燃料电池压缩机 &加注设备企业 . 21 5.1 相关上市公司 . 21 5.2 相关非上市公司 . 22 5.3 各类企业研发计划 . 23 六、市场空间测算 . 25 6.1 燃料电池产业链空间 . 25 6.2 加氢站用压缩机市场空间 . 26 6.3 燃料电池用压缩机市场空间 . 26 七、投资建议 . 28 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 图表索引 图 1：氢气产业链 . 5 图 2：中国氢气需求预测 . 6 图 3：中国氢气供给结构预测 . 7 图 4： 2050 年中国氢气不同应用占比 . 7 图 5：全球加氢站数量地域分布 . 9 图 6：加氢站数量大于 10 座的国家（ 2018 年） . 9 图 7：各国加氢站计划新增数（ 2019） . 10 图 8：中国现有加氢站分布（ 2018） . 10 图 9：日本加氢站建设计划 . 11 图 10：美国加州加氢站建设计划 . 12 图 11：韩国加氢站建设计划 . 12 图 12：中国加氢站建设计划 . 13 图 13：加氢站系统及三大核心装备 . 14 图 14：加氢站核心装备成本占比 . 14 图 15：空气压缩机分类 . 16 图 16：燃料电池汽车八大核心部件构成 . 17 图 17：燃料电池整车成本构成 . 17 图 18：燃料电池系统成本构成 . 17 图 19：燃料电池汽车五大系统构成 . 18 图 20： 燃料电池进气工作示意图 . 18 图 21： 国内加氢站数量增长预测 . 25 图 22： 国内燃料电池汽车数量增长预测 . 25 图 23： 中国燃料电池产业相关压缩机市场空间预测 . 27 表 1：中国工业副产提纯制氢来源 . 5 表 2：电解水制氢技术 . 6 表 3： 不同储氢方法比较 . 8 表 4： 不同储氢方法比较 . 8 表 5：中国部分地级市加氢站计划 . 13 表 6：加氢站压缩机技术路线对比 . 15 表 7：目前代表性燃料电池车企使用的空压机类型 . 19 表 8：燃料电池空压机技术路线对比 . 20 表 9：国内空压机行业相关政策 . 20 表 10：国外空压机制造厂商 . 21 表 11：雪人股份燃料电池空压机布局历程 . 22 表 12：相关企业未来研发计划 . 23 表 13：加氢站空压机市场空间预测 . 26 表 14：燃料电池空压机市场空间测算 . 27 表 15： 相关公司估值表 . 28 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 一、国内氢气 产业发展 现状 1.1 氢气产业链 氢气产业链包含上游制氢、中游储运和下游加氢及终端应用。 氢气是燃料电池的最主要原料之一，也是理想的清洁能源。 虽然氢是地球上最多的元素，但自然状态下的游离态氢却较为匮乏，因此需要一定的制氢技术将氢气从含氢原料中大规模制备出来，以满足日益增长的氢气需求。中国目前常见的制氢方式有 大概 五 种方式。 分别是 以煤炭、天然气为主的化石能源重整制氢；电解水制氢；以焦虑煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢。也可通过生物质直接制氢和太阳能光催化分解水制氢，但这两种方式较不成熟，仍 处 开发阶段， 尚未 进行工业规模 化 制氢。 图 1： 氢气产业链 数据来源： 氢能产业网 ，广发证券发展研究中心 化石能源制氢尚为主流。 根据化工部统计， 化石能源重整制氢是目前氢气最主要的来源，占比达到 97%。化石能源重整制氢包括煤制氢、天然气制氢等。煤制氢是先煤制气然后将 水煤气分离处理以提取高纯度氢气，该技术成熟高效，且成本较低；天然气制氢技术中又以 蒸汽 重整制氢较为成熟，在其他国家也被广泛应用。 工业副产制氢开发空间巨大。 工业副产提纯制氢可以在提高资源利用效率和经济效益的同时降低大气污染。同时中国生产大量焦炭产生的焦炉煤气，年产量基本稳定在 3000万 -3500万吨之间的烧碱产生的合成气，甲醇及合成氨工业、丙烷脱氢项目的合成气都为工业副产提纯制氢提供了大量的原料，且提纯成本也较低。 表 1： 中国工业副产提纯制氢来源 生产物 年产量 氢气含量 焦炭 4-5 亿吨 每吨产生 350-450 立方米焦炉煤气，氢气含量约占 54%-59% 烧碱 0.3-0.35 亿吨 副产氢气 75-87.5 万吨 /年 甲醇 0.84 亿吨 产生上百亿立方合成气，氢气含量为数十亿立方米 合成氨 1.5 亿吨 每吨产生 150-250 立方米合成气，氢气约 100 万吨 /年 丙烷脱氢 副产氢气 37 万吨 /年 数据来源： 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 ， 广发证券发展研究中心 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 可再生能源 +电解水制氢模式 潜力巨大， 有望解决储能问题。 电解水制氢是较为成熟的制氢方式。绿色环保，副产高价值氧气 ，并 且 可以有效地消纳风电、光伏发电等不稳定电力， 实现 富余波谷储能 。同时产生的氢气纯度较高，可以达到 99.7%以上。但成本受电价影响较大，当使用富余波谷电力时，由于风电、水电、光伏等电力的平均成本较低，理论成本较低；而使用以火电为主的传统电力时，成本较高，一次能源效率也不高。电解水制氢技术主要有碱性水电解槽、质子交换膜水电解 槽、固体氧化物水电解槽，其中碱性水电解槽和质子交换膜水电解槽较 成熟，且各有优势。 表 2： 电 解水制氢技术 电解水制氢技术 优缺点 国内研发现状 碱性水电解槽（ AE） 最成熟，生产成本低 单台最大气产量 1000 立方米 /小时 质子交换膜水电解槽 （ PEM） 简单，能效高，成本高 单台最大气产量 50 立方米 /小时 固体 氧化物水电解槽 （ SOE） 实验室研发阶段 数据来源： 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 ， 广发证券发展研究中心 未来电解水制氢潜力巨大，中国不断推进可再生能源发电平价上网，电解水制氢的成本将会持续下降；多个地区弃风、弃光、弃水、弃核有利于电解水制氢；国家发改委和国家能源局发布通知，支持利用联家且丰富的可再生能源制氢，全国各地也纷纷响应，推出电价支持政策。 1.2 氢气 供给与需求 结构 根据中国氢能联盟统计，中国 2018年氢气产量约为 2100万吨，换算热值占终端能源总量的份额为 2.7%。目前中国处于氢能市场发展初期，氢气年均需求约 2200万吨，2030年中国将处于氢能市场发展中期，氢气年均需求将达到 3500万吨，预计到 2050年，处于氢能市场发展远期的中国氢气需求量将达到 6000万吨，换算热值占终端能源总量的份额达到 10%。 图 2： 中国氢气需求预测 数据来源： 中国氢能联盟 ，广发证券发展研究中心 随着中国能源结构从传统化石能源为主转向以可再生能源为主的多元格局，成熟的0%2%4%6%8%10%12%010002000300040005000600070002018 2030E 2050E氢气需求量（万吨） 终端能源体系占比识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 可再生能源电解制氢技术将成为主流，配合煤制氢、生物制氢等多种技术，氢能供给将实现千万吨级，完全满足氢能市场需求。预计 2030年可再生能源电解制氢规模将达到 1800万吨， 2050年将达到 4000万吨，成为占比最高的制氢方式。 图 3： 中国氢气供给结构预测 数据来源： 中国氢能联盟 ，广发证券发展研究中心 根据中国氢能联盟预测，氢能在交通运输领域的 消耗 量将大大提升， 2050年将达到2458万吨 /年，占交通领域整体用能的 19%，相当于减少 8357万吨原油或 1000亿立方米天然气或 1.2亿吨标准煤，其中交通领域中氢能消费占比最大的是货运领域，高达 70%，是交通领域氢能消耗增长的主要驱动力。钢铁行业是工业领域氢能消耗增长的主要驱动力， 2030年前化工领域氢能消耗持续增长，但 2030年后化工领域整体产量将下降，氢能消耗也将随之下降。 图 4： 2050年 中国 氢气不同应用占比 数据来源： 中国氢能联盟 ，广发证券发展研究中心 00.20.40.60.811.22020E 2030E 2040E 2050E化石能源制氢 工业副产氢可再生能源电解制氢 生物制氢等其他技术交通运输领域41%工业领域57%建筑及其他领域2%识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 1.3 氢气储存和运输行业 目前 在上游 制约氢能源发展的两大问题就是氢燃料的储存和运输。 提高氢能的储运效率、降低氢能的储运成本是目前氢能储运技术的发展重点。 氢气 能够以气态、液态、固态三种状态储存，根据储存机理不同又 分为高压气态存储、低温液氢存储、金属氢化物存储、新型碳材料存储和复合氢化物存储等方法。其中部分技术已经成功实现了产业化应用用于了刚刚推出市场的燃料电池汽车中。高压气态储氢已经得到广泛应用，低温液态储氢已经应用于航天领域，有机液体储氢在国内已有燃料电池客车车载储氢示范应用案例。 表 3： 不同储氢方法比较 方法 储氢效率 /% 体积能量密度 /kgL-1 主要评价 高压储氢 0.7-10 0.015 技术成熟，应用广泛，简便易行 液化储氢 14.2 0.04 技术成熟，广泛应用于大型存储，但能耗高 金属氢化物储氢 3 0.028 价格昂贵，适合小型系统 活性炭储氢 9.8 - 储氢量高，解吸快，循环使用寿命长，易实行规模化生产 纳米碳管储氢 2-8 - 处于研发阶段，不能大规模生产，成本高 NaBH4 3.35 0.036 储存效率高，安全无污染，成本较高 数据来源： 氢产业网， 广发证券发展研究中心 氢气的运输方式与氢气的储存方式类似，可以分为气态、液态和固体运输三种方式。 气态运输又可以分为长管拖车和管道运输两种方式，长管拖运技术成熟，通常在近距离时采用；管道运输则在氢气规模较大，运输距离较长时采用，并且能耗较小、成本较低，但建造管道的一次性投入较高，中国目前有的输氢管道较少。 液态运输适合运输距离较远、运输量较大的情况，可以大大减少车辆运 输频次，提高加氢站单站供应能力，该技术目前在日本、美国较为成熟。 受液氢安全管制问题，在中国还没有民用案例 ，未来应用范围有望得到提升 。 固态运输通过轻质储氢材料可以实现高密度高安全运输，提高单车运输氢气量和运输氢的安全性。 表 4： 不同储氢方法比较 方法 运输工具 压力（ MP） 载氢量（ kg/车） 体积储氢密度（ kg/ 3m ） 质量储氢密度（ wt%） 成本 （元 /kg） 能耗（ kwh/kg） 经济距离（ km） 气态储运 长管拖车 20 300-400 14.5 1.1 2.02 1-1.3 150 管道 1-4 3.2 0.3 0.2 500 液态储运 液态槽罐车 0.6 7000 64 14 12.25 15 200 固态储运 货车 4 300-400 50 1.2 10-13.3 150 有机液体储运 槽罐车 常压 2000 40-50 4 15 200 数据来源：中国氢能源及燃料电池产业白皮书，中国钢研科技集团 ， 广发证券发展研究中心 注：体积和重量储氢密度均以储氢装置计算。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 目前我国氢气的 储运主要以高压气态方式为主。中国氢能源及燃料电池产业白皮书 预计 2030年氢能市 场发展中期车载储氢将以气态、低温液态为主，多种储氢技术相互协同。 氢的运输将以高压、液态氢罐和管道运输共同完成， 2050年氢能市场发展远期氢气管网将密布于城市乡村，车载储氢的方式将更为安全，储氢密度更高。 二、国内加氢站发展情况 2.1 全球加氢站数量与国家分布 加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节，是为燃料电池车充装燃料的专门场所。不同来源的氢气经氢气压缩机增压后，储存在高压储罐内，再通过氢气加注机为氢燃料电池车加注氢气。在商业运行模式下，乘用车氢气加注时间一般控制在 3-5分钟。加氢站作为氢能源战略中十分关键的一环，以其氢燃料的储备辐射周边区域，使得车辆能够及时的补充能源，造成良好的循环。数量足够且质量过关的加氢站才能推动燃料电池的发展，因此加氢站的规划建设是除燃料电池系统之外最为关键的一个问题。 根据 H2stations发布第十一次全球加氢站年度评估报告，数据显示截止 2018年底全球已有加氢站 369座，相比 2017年新增 48座，其中有 273座加氢站对外开放，可以像任何传统的零售站一样使用，其余的加氢站用于公共汽车或车队用户等，不对外开放。其中欧洲加氢站以 152座的数量占到全球的 41%，亚洲紧随其后，占有 37%的加氢站，达到 136座，全球加氢站数量大于 10座的国家有 8个，其中日本加氢站数量最多，有 96座，随后是 60座的德国和 42座的美国，日本、德国、美国三个国家的加氢站总数为 196座，占到全球的 54%，这三个国家的氢能发展处于绝对领先地位，而截止 18年底 中国已有 23座加氢站，位列第四。 图 5： 全球加氢站 数量 地 域 分布 （ 2018年 ） 图 6： 加氢站数量大于 10座的国家 （ 2018年） 数据来源： H2stations，广发证券发展研究中心 数据来源 : H2stations，广发证券发展研究中心 欧洲41%亚洲37%北美21%其他1%020406080100120日本 德国 美国 中国 法国 英国 韩国 丹麦加氢站数量（座）识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 30 Table_PageText 行业专题研究 |专用设备 同时近期各国 政府公布的 19年 新增加氢站数量的计划，加氢站数量将持续增长，其中德国计划新增 38座加氢站，韩国、中国和荷兰新增计划也较大，分别为 28、 18和17座。 图 7： 各国加氢站计划新增数 （ 2019） 数据来源： H2stations，广发证券发展研究中心 H2stations统计的加氢站数据， 由 LBST根据用户自主提交的加氢站各项资料统计得到相关数据，而实际上部分用户并未提交资料，例如 Plug Power公司。而该公司在北美地区为客户建造 73座加氢站。因此全球加氢站数量 实际是 大于 H2stations公布的相关数据 的 。 中国目前已有的 23座加氢站中固定式 11座，撬装站 10座，厂内站 2座。加氢 规模在500公斤以上的有 9座，占比为 39%，多数加氢站还不能满足商业化运营要求，这些加氢站分布在北京、辽宁、河北、山东、河南、四川、上海、江苏、广东，其中广东有 7座加氢站，占到全国加氢站数量的 31%，江苏、上海、湖北分别有 4座、 3座和3座，其余省份均只有 1座。国内 大部分省份还没有加氢站的布局。 图 8： 中国 现有 加氢站分布 （ 2018） 数据来源： 中国氢能源及燃料电池产业白皮书 ，广发证券发展研究中心 0510152025303540德国 韩国 中国 荷兰 法国 加拿大加氢站计划新增数（座）广东31%江苏18%上海13%湖北13%北京5%辽宁4%河北4%山东4%河南4%四川4%