【研報】電力設備新能源行業燃料電池專題研究：FCV爆發在即能源轉型持續推進-20200116[50頁].pdf

1、1 中泰證券中泰證券 電力設備新能源電力設備新能源 分析師：蘇晨，分析師：蘇晨，S0740519050003S0740519050003 時間：時間：20202020年年1 1月月1616日日 FCV爆發在即，能源轉型持續推進爆發在即，能源轉型持續推進 燃料電池專題研究燃料電池專題研究 證券研究報告證券研究報告 目錄目錄 一、國內現狀：一、國內現狀：FCV保有量位居前三保有量位居前三 加氫站相對滯后加氫站相對滯后 二、政策與前景：各國規劃清晰二、政策與前景：各國規劃清晰 發展空間廣闊發展空間廣闊 三、產業鏈分析：制氫可圈可點三、產業鏈分析：制氫可圈可點 核心部件仍待追趕核心部件仍待追趕 四、相

2、關公司：國內企業布局加速四、相關公司：國內企業布局加速 國產化突破在即國產化突破在即 五、投資建議五、投資建議 六、風險提示六、風險提示 2 燃料電池介紹及原理燃料電池介紹及原理 定義：定義：將燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的能量轉化裝置，具有能量轉化率高、 排放低、功率密度高等特點；一般由陽極、陰極、電解質和輔助裝置組成 分類：分類：依據電解質種類，可劃分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料 電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交貨膜燃料電池（FEMFC） 原理：原理：氫氣在陽極分解為氫質子與電子（2= 2+ 2），經電解液

3、在陰極與氧氣化學反應形成水分 子（2+ 2+ O2= 2 ），并對外產生電能 3 來源：氫能網，中泰證券研究所 圖表：氫燃料電池工作原理圖表：氫燃料電池工作原理 圖表：燃料電池分類圖表：燃料電池分類 來源：中國知網，中泰證券研究所 燃料電池類型燃料電池類型 比功率（比功率（W/kgW/kg） 發電效率（發電效率（% %） 反應溫度（反應溫度（） 應用范圍應用范圍 堿性燃料電池（AFC） 35-105 45-60 50-200 航天 磷酸燃料電池（PAFC） 100-200 35-40 180-220 較為廣泛 熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC） 30-40 45-60 600-700 大型發電廠

4、固體氧化物燃料電池（SOFC） 15-20 50-60 750-1000 大型發電廠 質子交貨膜燃料電池（FEMFC） 30-1000 40-60 25-105 FCEV等 FCV為燃料電池重點應用方向為燃料電池重點應用方向 應用領域：應用領域：燃料電池下游應用較廣，涵蓋固定領域、交通運輸、便攜式電子、航空航海等 交通運輸領域發展較快：交通運輸領域發展較快：根據Fuel Cell Industry Review數據，2012年交通運輸類燃料電池出貨容量 41.3MW，占比約25%；2018年已升至562.6MW，占比達70% 燃料電池汽車為重點發展方向：燃料電池汽車為重點發展方向：90年代各大

5、車企開始布局燃料電池汽車，2015年前后豐田、本田、現 代等車企加速研發，陸續推出量產產品 燃料電池汽車優勢：燃料電池汽車優勢：能量密度高（約120倍于鋰電池）、環境污染小、長續航、能量補充快捷 4 來源：中國知網，第一電動，中泰證券研究所 圖表：燃料電池與其他種類對比圖表：燃料電池與其他種類對比 動力種類動力種類 能量密度（能量密度（MJ/kgMJ/kg） 優勢優勢 缺點缺點 鎳氫電池 0.4 質量輕、循環次數高、無污 染、無記憶效應 電壓低、能量密度較低 鋰電池 0.72 能量密度較高、高電壓、循 環次數高、無污染 安全性較差、生產成本高、 應用范圍有限 燃料電池 140.4 環境污染小、

6、能量密度更高、 加氫較快、應用較廣 陳本較高、氫氣存儲要求較 高、配套設施要求較高 汽油 43.1 最高時速高、續航里程高、 加油較快 環境污染、噪音較大 來源：豐田官網，中泰證券研究所 圖表：燃料電池汽車（圖表：燃料電池汽車（FCVFCV）工作原理）工作原理 FCV：美中：美中日日保有量居前三保有量居前三 國內尚處發展初期國內尚處發展初期 國內起步較晚，仍處發展初期：國內起步較晚，仍處發展初期：燃料電池全球范圍來看已有一百多年發展歷史，國內研究開始于60年 代，處于產業發展初期，整體技術距離國際先進水平仍有較大差距。根據中國氫能源及燃料電池產業 白皮書數據，2018年FCV保有量方面美國、中

7、國、日本位居前三，分別達5889/3896/2839輛。 國內國內FCV發展路徑：發展路徑：前期通過商用車（公共交通成本較低、線路固定且車輛集中）發展實現規?；?，降 低燃料電池與氫氣成本，帶動加氫站配套推進，后續拓展至乘用車領域等 國內國內FCV 2019銷量高增：銷量高增：根據中汽協數據，2019年國內FCV產量達到2833輛，同比增長86%；其中 2019年12月國內FCV產量規模預計占全年一半左右 5 來源： 中國氫能源及燃料電池產業白皮書 ，中泰證券研究所 圖表：美國、中國與日本位居圖表：美國、中國與日本位居FCVFCV保有量前三保有量前三 圖表：圖表：2019H12019H1國內國內

8、FCVFCV產量高速增長產量高速增長 來源：中汽協，中泰證券研究所 10 629 1272 1527 2833 102% 20% 86% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 20152016201720182019 我國燃料電池商用車產量（輛） yoy 5899 3896 2839 1080 712 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 美國 中國 日本 歐洲 韓國 FCV保有量（輛） 加氫站：日歐美數量領先加氫站：日歐美數量領先 中國建設空間廣闊中國建設空間廣闊 根據H2s

9、tations.org數據，截至2018年日本、德國與美國加氫站數量位居全球前三位 根據中國氫能基礎設施產業發展分析，截至2019年2月國內投產加氫站數量達23座，主要集中在廣 東、江蘇、上海等地，數量有待提升、地域分布仍有待完善 根據2016 年工信部組織制定的節能與新能源汽車技術路線圖，到2030年國內加氫站數量將超過 1000 座 6 來源： H2stations.org，中泰證券研究所 圖表：日本、德國與美國位居加氫站規模前三（圖表：日本、德國與美國位居加氫站規模前三（20182018） 圖表：我國加氫站主要集中在廣東、江蘇、上海等地圖表：我國加氫站主要集中在廣東、江蘇、上海等地 來源

10、：中國氫能基礎設施產業發展分析，中泰證券研究所 110 74 63 26 22 19 17 0 20 40 60 80 100 120 日本 德國 美國 韓國 中國 法國 英國 加氫站（座） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 廣東 江蘇 上海 河北 湖北 四川 北京 河南 四川 各省加氫站數量（座） 目錄目錄 一、國內現狀：一、國內現狀：FCV保有量位居前三保有量位居前三 加氫站相對滯后加氫站相對滯后 二、政策與前景：各國規劃清晰二、政策與前景：各國規劃清晰 發展空間廣闊發展空間廣闊 三、產業鏈分析：制氫可圈可點三、產業鏈分析：制氫可圈可點 核心部件仍待追趕核心部件仍待追趕 四、相關公司：國

11、內企業布局加速四、相關公司：國內企業布局加速 國產化突破在即國產化突破在即 五、投資建議五、投資建議 六、風險提示六、風險提示 7 日本：升至國家戰略日本：升至國家戰略 2030年保有輛年保有輛80萬萬 日本在政策上將氫能上升為國家戰略：日本在政策上將氫能上升為國家戰略：2018年提出 “從根本上落實氫能社會”；2019年氫能/燃料電池發 展路線圖更新落地 燃料電池技術較為領先，商業化應用相對成熟，2018 年FCV保有量約2000輛，規劃2030年保有量達80萬輛 日本加氫站數量全球領先：日本加氫站數量全球領先：2018年已超過100座，規劃 2030年達900座 產業鏈較為成熟：產業鏈較為

12、成熟：本土品牌覆蓋電堆、系統、整車與氫 氣制造儲運等全部環節 8 來源：日本氫能基本戰略，中泰證券研究所 圖表：日本規劃圖表：日本規劃20302030年年FCVFCV保有量達保有量達8080萬輛萬輛 時間時間 長期戰略政策長期戰略政策 2013 安倍政府發布日本再復興戰略，將發展 氫能提升為國策，并啟動加氫站建設前期工作 2014 日本內閣修訂了該戰略，提出建設氫能社會 2017 能源部發布氫能基本戰略 2018 日本發布第五期能源基本計劃，包括2050 年長期能源供 需展望，明確提出“從根本上落實氫能社會” 2019 日本氫能/燃料電池戰略協會更新氫能/燃料電池戰略發展 路線圖 來源：MET

13、I，中泰證券研究所 圖表：日本將氫能上升為國家戰略圖表：日本將氫能上升為國家戰略 美國：全球最早布局美國：全球最早布局 2019年新版路線圖落地年新版路線圖落地 布局較早，新版路線圖已落地：布局較早，新版路線圖已落地：美國布局燃料電池時間較早， 2002便已規劃國家氫能路線，2010年后政策力度有所趨穩； 2019年氫能經濟路線圖發布，大規模應用布局重啟 當前保有量全球第一：當前保有量全球第一：根據氫能經濟路線圖數據，2019年 11月美國FCV保有量達7600輛，占全球半數以上 加氫站數量全球第三：加氫站數量全球第三：當前加氫站63座，排在日本、德國之后 規?；瘧妙I先，產業鏈齊全，質子交換

14、膜優勢明顯：規?；瘧妙I先，產業鏈齊全，質子交換膜優勢明顯：美國整 車、化工、機械設備與第三方燃料電池企業全面參與燃料電池 各環節，尤其在質子交換膜領域全球領先 9 來源：DOE，中泰證券研究所 圖表：美國氫能布局較早圖表：美國氫能布局較早 20192019年路線圖落地年路線圖落地 時間時間 政策政策 2001 2030年及以后美國向氫經濟轉型的國家愿景，轉入制定國家氫能戰略階段 2002 完成戰略研究并發布了國家氫能路線圖 2010 加州宣布為零排放、輕量型汽車提供 1.6 萬美元的回扣激勵措施 2013 加州立法機關通過20 億美元的延長純凈汽車和燃料補貼到 2023 年的法案 2018

15、國會決定對 2017 年購買燃料電池車、電動摩托車及安裝了電動汽車充電基礎 設施的車主給予稅收抵免政策 2018 可再生能源投資稅收抵免（ITC）政策：將在五年內逐步減少30%的稅收，最終 確保燃料電池產品達到其他清潔能源技術同等發展水平 2019 燃料電池與氫能協會（FCHEA）發布美國氫能經濟路線圖 來源：美國氫能經濟路線圖,中泰證券研究所 圖表：圖表：氫能經濟路線圖氫能經濟路線圖發布，大規模應用布局重啟發布，大規模應用布局重啟 韓國：政策支撐強化韓國：政策支撐強化 2040年普及量年普及量620萬萬 政府支撐力度持續加強，定位于三大戰略投資領域之一政府支撐力度持續加強，定位于三大戰略投資

16、領域之一 2018年保有量全球第四：年保有量全球第四：截至2018年末韓國FCV保有量不到1000輛，居于全球第四 加氫站數量規劃：加氫站數量規劃：截止2018年底韓國加氫站14座，全球第四；2022年規劃達310座 產業鏈較全，巨頭參與度較高：產業鏈較全，巨頭參與度較高：韓國在燃料電池大部分環節可以實現自主供應，現代、三星等巨頭積極 布局相關供應鏈 10 來源：MOTIE，中泰證券研究所 圖表：韓國政府大力支持燃料電池圖表：韓國政府大力支持燃料電池 時間時間 政策政策 2008 首都首爾計劃推廣氫燃料電池的使用，力爭到 2020 年使 氫燃料電池的使用量占首爾全部替代能源使用量的 30% 2

17、010 百萬綠色家庭項目，計劃在 2020 年之前安裝 10 萬套 1kW 的 燃料電池系統 2012 計劃在 2012 年到 2018 年間投入總額達到 877 億韓元建設綠 色氫城市，涉及氫氣生產、管理及燃料電池生產 2017 自 2017 年 9 月到 2020 年，氫燃料電池汽車高速公路通行費 減半 2019 韓國氫能經濟發展路線圖 圖表：長期規劃圖表：長期規劃FCVFCV累計產量達累計產量達620620萬輛萬輛 來源：MOTIE，中泰證券研究所 20182018 20222022 20402040 氫氣年供應量（萬噸） 13 47 526 氫氣價格（韓元/kg） - 6000 300

18、0 燃料電池產量（GW） 0.3 1.5（國產1） 15（國產8） FCV普及量（萬輛） 0.1 8.1 620（本土290+海 外330） FCV商用車普及量（萬輛） - 0.2 4.1 加氫站（座） 14 310 1200 歐洲：歐盟脫碳必經之路歐洲：歐盟脫碳必經之路 2030年保有量超年保有量超400萬萬 歐盟將氫能作為能源安全與轉型的重要保障，歐盟將氫能作為能源安全與轉型的重要保障，FCH JU提供大量資金支持，2014-2020年預算總額6.65 億歐元；其中，德國為代表性國家德國為代表性國家，可再生能源制氫規模全球第一，燃料電池供應和制造規模全球第三 歐洲歐洲FCV保有量：保有量：

19、根據中國氫能源及燃料電池產業白皮書數據，截至2018年末歐洲FCV保有量為 1080輛，其中德國較為領先 歐洲加氫站數量全球第一：歐洲加氫站數量全球第一：截至2018年底在營加氫站152座，全球第一 政策與資金支撐下，歐洲氫能產業鏈公司較多，德國較為領先（尤其在氫燃料電池領域），英國、法國 在氫燃氣領域布局較多，電堆、系統領域代表公司如Power Cell、Intelligent Energy等 11 來源：公開資料，中泰證券研究所 圖表：啟動較早圖表：啟動較早 20192019年發布歐洲氫能路線圖年發布歐洲氫能路線圖 圖表：政策驅動我國燃料電池及加氫站規?；l展圖表：政策驅動我國燃料電池及加

20、氫站規?；l展 來源：歐洲氫能路線圖，中泰證券研究所 時間時間 政策政策 1999 德國啟動H2Argemuc項目，建立首家加氫站 2008 成立氫能源和燃料電池聯盟（FCH-JU），通過聯盟運作形 式推動產業 2012 Ene-field項目，投資5300萬歐元，至少持續3年 2013 宣布在2014-2020年啟動Horizon2020計劃，將在氫能和燃 料電池產業投入220億歐元的預算 2016-2018 英國、德國、比利時等公布氫能/燃料電池路線圖 2019 FCH-JU發布歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉型的可持續發 展路徑，提出歐洲發展氫能路線圖，明確歐洲在氫燃料 電池汽車、氫能發電、家

21、庭和建筑物用氫、工業制氫方面 的具體目標 領域領域 20302030規劃規劃 交通運輸領域 氫燃料乘用車達370萬輛，占乘用車總量比重達1/22；氫燃 料電池輕型商業運輸車將達到50萬輛，占輕型商業運輸車 總量的1/12;氫燃料電池卡車和公共汽車將達到4.5萬輛;使 用氫燃料電池火車可替代約570列柴油火車 建筑物領域 氫氣可替代7%的天然氣，相當于提供30太瓦時氫電;到2040 年，氫氣可替代32%的天然氣，相當于提供120太瓦時氫電 工業部門領域 1/3的氫氣生產都可以實現超低碳 電力系統領域 將種類繁多的可再生能源發電轉型為主要依靠氫能發電， 并進行大規模氫能發電示范 中國：力推國產化中

22、國：力推國產化&規?；幠；?2030年超年超100萬萬 政府自上而下、循序漸進支持，推動產業化、國產化、規?；陨隙?、循序漸進支持，推動產業化、國產化、規?；?2018年保有量全球第三：年保有量全球第三：根據IEA數據，截至2018年末國內FCV保有量為1791輛，居于全球第三 加氫站數量全球第五：加氫站數量全球第五：截至國內當前已建加氫站22座（不含3座拆除站），全球第五 產業鏈有待完善，國產化進程較快：產業鏈有待完善，國產化進程較快：本土企業已布局電堆、膜電極、系統集成與制氫儲氫等環節，其中 電堆與系統國產化程度已分別超過50%/70%，在政策支撐下快速追趕國外先進水平 12 來源

23、：公開資料，中泰證券研究所 圖表：政策支撐力度較大圖表：政策支撐力度較大 1919年首發白皮書年首發白皮書 時間時間 FCVFCV數量規劃情況數量規劃情況 加氫站數量（座）加氫站數量（座） 2018 保有量1791輛 22 2020 在公共服務領域的示范應用要達到 5000 輛 100 2025 推廣應用，達到 5 萬輛 300 2030 大規模推廣應用，超過00萬輛 1000 圖表：政策驅動我國燃料電池及加氫站規?；l展圖表：政策驅動我國燃料電池及加氫站規?；l展 來源：節能與新能源汽車技術路線圖，中泰證券研究所 時間時間 政策政策 內容內容 2015 中國制造2025 大力推動重點領域突破

24、發展，繼續燃料電池汽車發 展 2016 “十三五”國家戰略性新 興產業發展規劃 到2020年實現燃料電池汽車批量生產和規劃化示范 應用 2016 能源技術革命創新行動計 劃（2016-2030） 研究基于可再生能源及現金核能的制氫技術、新一 代煤催化氣化制氫和加完重整/部分氧化制氫技術 系統研究；開展太陽能光解等新型制氫技術研究 2017 汽車產業中長期發展規劃逐步擴大燃料電池試點示范范圍 2018 推進運輸結構調整三年行 動計劃（2018-2020） 加大新能源城市配送車輛推廣應用力度 2019 政府工作報告 推動充電、加氫等設施建設 2019 中國氫能源及燃料電池產 業白皮書 2050年氫

25、能源占比約10%，氫能需求量接近6000萬 噸，加氫站達到1000座以上 47% 24% 14% 7% 4% 3% 1% 美國 日本 中國 韓國 德國 法國 英國 各國總結：歐美規劃超前各國總結：歐美規劃超前 中日韓齊頭并進中日韓齊頭并進 13 來源：各國氫能路線規劃，中泰證券研究所 圖表：各國圖表：各國FCVFCV保有量及未來規劃總覽（萬輛）保有量及未來規劃總覽（萬輛） 33% 22% 19% 8% 7% 6% 5% 日本 德國 美國 韓國 中國 法國 英國 圖表：全球圖表：全球FCVFCV保有量占比（保有量占比（20182018） 圖表：全球加氫站數量占比（圖表：全球加氫站數量占比（201

26、82018） 來源：IEA，中泰證券研究所 來源： H2stations.org，中泰證券研究所 圖表：各國加氫站數量及未來規劃總覽（座）圖表：各國加氫站數量及未來規劃總覽（座） 來源：各國氫能路線規劃，中泰證券研究所 時間時間 20182018 20202020 20222022 20252025 20302030 20402040 中國 0.4 0.5 5 100 日本 0.2 4 20 80 韓國 0.1 8.1 180 620（累計 產量） 美國 0.6 5 20 530 歐洲 0.1 424.5 時間時間 20182018 20202020 20222022 20252025 203

27、02030 20402040 中國 22 100 300 1000 日本 100 160 320 900 韓國 14 310 1200 美國 63 110 580 5600 歐洲 152 750 1500 國內技術發展迅速國內技術發展迅速 距離國際一流仍有差距距離國際一流仍有差距 電堆：電堆：國內主要針對商用車用電堆，通過引入外資技術，逐步追趕國際先進水平；日韓和歐美等發達國 家兼有商用車與乘用車電堆技術 膜電極、雙極板、空壓機：膜電極、雙極板、空壓機：性能參數距離國際先進水平仍有較大差距 催化劑、密封劑等關鍵材料：催化劑、密封劑等關鍵材料：尚未規?；c產品化 14 來源：中國氫能源及燃料申池

28、產業白皮書，中泰證券研究所 圖表：我國燃料電池技術與國際先進水平仍有較大差距圖表：我國燃料電池技術與國際先進水平仍有較大差距 產業環節產業環節 參數參數 國內先進水平國內先進水平 國際先進水平國際先進水平 電堆 額定功率等級（kW） 36（在用） 60-80 體積功率密度（kW/L） 1.8（在用） 3.1 耐久性（小時） 5000 5000 低溫性能（） -20 -30 關鍵零部件 膜電極電流密度（A/平方厘米） 1.5（在用） 2.5 空壓機實車驗證功率（kW） 30 100 儲氫系統（MPa） 35（型瓶組） 70（型瓶組） 雙極板 金屬雙極板試制階段、石墨雙極板小規 模使用 金屬雙極板

29、技術成熟、石墨雙極板完成 實車驗證 氫循環裝置 技術空白 100kW級技術成熟 關鍵材料 催化劑 小規模生產 產品化階段 質子交換膜 較為成熟，中試階段 產品化階段 碳紙/碳布 中試階段 產品化階段 密封劑 - 產品化階段 成本隨規模擴張持續下降成本隨規模擴張持續下降 根據DOE Fuel Cell System Cost數據，燃料電池系統及電堆成本隨生產規模擴張而持續下降，當 年生產規模達50萬套時，燃料電池系統及電堆成本分別降至45/19美元/kW 根據中國氫能源及燃料申池產業白皮書數據，國產FCV乘用車制造成本約150萬元，國外售價已降 至5.5-6.0萬美元（考慮補貼后3.5萬美元左右

30、）；未來隨著氫能及燃料電池國產化與規?；?，用氫成本 與制造成本有望迅速下降，全生命周期成本優勢預計持續擴大 15 來源：Fuel Cell System Cost 2017（DOE），中泰證券研究所 圖表：燃料電池及電堆成本與產量對應關系圖表：燃料電池及電堆成本與產量對應關系 圖表：隨著套數提升雙極板、催化劑成本占比提升圖表：隨著套數提升雙極板、催化劑成本占比提升 來源：Fuel Cell System Cost 2017（DOE），中泰證券研究所 179 79 64 54 50 45 118 39 30 25 22 19 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2

31、00 1k10k20k50k100k500k 燃料電池系統成本（美元/kW） 電堆成本（美元/kW） 生產規模（套生產規模（套/ /年）年） 10001000 100000100000 500000500000 雙極板 18% 25% 28% 質子交換膜 17% 12% 9% 催化劑 26% 37% 41% 氣體擴散層 21% 9% 6% 膜電極組 10% 6% 6% 堆疊/連接件等 8% 11% 10% FCV驅動因素驅動因素1：優勢突出、續航優秀：優勢突出、續航優秀 氫燃料電池優勢突出：氫燃料電池優勢突出： 1）能量轉化率高：）能量轉化率高：燃料電池的能量轉換效率可高達60%80%，是內燃

32、機的23倍 2）環境友好：）環境友好：燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，實現0碳排放 3）噪音低：）噪音低：燃料電池工作過程不牽扯燃燒環節，噪音小，主要來自空壓機等配套設備 4）安全可控：）安全可控：可通過高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬氫化物儲氫和有機液體儲氫等多種方式存儲，可 控性高、安全性好 高能量密度、便捷加氫確保高能量密度、便捷加氫確保FCV長續航：長續航： 1）氫氣能量密度約為汽油3倍、鋰電池120倍，電動車續航受制于鋰電池能量密度，當前續航里程在 200-500km；燃料電池得益于較高能量密度，續航里程輕松超過500km，與載氫量相關 2）電動車充電時間遠大于汽油車，而燃

33、料電池加氫時間與汽油車接近 16 來源：公開資料，中泰證券研究所 圖表：氫燃料電池車、電動車、汽油車對比圖表：氫燃料電池車、電動車、汽油車對比 動力種類動力種類 能量密度能量密度 環境友好環境友好 噪音噪音 加注燃料加注燃料/ /充電時間充電時間 安全性安全性 存儲便捷存儲便捷 電動車 較低 小 較長 起火風險 燃料電池汽車 高 小 短 氫泄露風險 汽油車 較高 較大 短 起火風險 FCV驅動因素驅動因素2：推動清潔能源結構性消納：推動清潔能源結構性消納 氫為連接電網與氣網的關鍵手段、分布式清潔能源結構性消納的重要載體氫為連接電網與氣網的關鍵手段、分布式清潔能源結構性消納的重要載體 1）近年來

34、國內清潔能源快速發展，2018年新增發電容量中光伏與風電占比已提升至36.0%/16.9%，分 布式清潔能源消納需求持續提升 2）能源基地與負荷中心地域上不重合、清潔能源具有季節效應與波動性問題，氫氫具有適應性強、環 境友好、應用靈活等優點，可作為優質儲能介質推動解決棄風、棄光問題，實現結構性消納 3）氫能源為打通電網與氣網的關鍵手段 17 來源：中電聯，中泰證券研究所 圖表：新增發電容量中清潔能源占比持續提升圖表：新增發電容量中清潔能源占比持續提升 圖表：氫儲能系統解決方案應對清潔能源消納問題圖表：氫儲能系統解決方案應對清潔能源消納問題 來源：公開資料，中泰證券研究所 我國我國FCV發展前景

35、廣闊發展前景廣闊 根據中國氫能源及燃料申池產業白皮書，氫能將成為中國能源體系重要組成部分，2050年能源體 系中占比約10%，氫氣需求量達6000萬噸，加氫站10000座以上，FCV產量達520萬輛/年，發展前景 廣闊 18 來源：中國氫能源及燃料申池產業白皮書，中泰證券研究所 圖表：我國圖表：我國FCVFCV發展前景廣闊發展前景廣闊 產業目標產業目標 2019（現狀）（現狀） 2020-2025（近期目標）（近期目標） 2026-2035（中期目標）（中期目標） 2036-2050（遠期目標）（遠期目標） 氫能源占比（%） 2.70% 4% 5.90% 10% 加氫站（座） 23 200 1

36、500 120000 燃料電池車（萬輛） 0.2 5 130 500 固定式電源/電站（座） 200 1000 5000 20000 燃料電池系統（萬套） 1 6 150 550 目錄目錄 一、國內現狀：一、國內現狀：FCV保有量位居前三保有量位居前三 加氫站相對滯后加氫站相對滯后 二、政策與前景：各國規劃清晰二、政策與前景：各國規劃清晰 發展空間廣闊發展空間廣闊 三、產業鏈分析：制氫可圈可點三、產業鏈分析：制氫可圈可點 核心部件仍待追趕核心部件仍待追趕 四、相關公司：國內企業布局加速四、相關公司：國內企業布局加速 國產化突破在即國產化突破在即 五、投資建議五、投資建議 六、風險提示六、風險提

37、示 19 燃料電池產業鏈總覽燃料電池產業鏈總覽 20 來源：中泰證券研究所繪制 上游包括制氫罐、極板、膜電極等電池組件。膜電極是燃膜電極是燃 料電池核心部件，由催化劑、質子膜及擴散層組成料電池核心部件，由催化劑、質子膜及擴散層組成 中游為集成，包括發電系統及電堆模塊 下游為應用，主要有車輛、電站、家用、便攜式等 制 氫 電 堆 原 件 21 制氫環節：裝備較成熟制氫環節：裝備較成熟 制取及液化仍有差距制取及液化仍有差距 制 氫 產 業 氫氣氫氣 制取制取 煤制氫煤制氫 天然氣天然氣 制氫制氫 生物制生物制 氫氫 工業副工業副 產氫產氫 氫氣氫氣 液化液化 氫氣制氫氣制 備裝備備裝備 氫氣提氫氣

38、提 純裝備純裝備 關鍵技術環節關鍵技術環節 國內技術水平國內技術水平 技術較為成熟技術較為成熟 與國際水平存在差距與國際水平存在差距 與國際水平差距加大與國際水平差距加大 與國際水平存在差距與國際水平存在差距 氫氣氫氣 液化液化 電解水制電解水制 氫裝備氫裝備 變壓吸附變壓吸附 提純氫技提純氫技 術裝備術裝備 堿性電解水制氫技術較堿性電解水制氫技術較 成熟，成熟，PEM制氫仍在制氫仍在 研發階段研發階段 技術較為成熟技術較為成熟 技術較為成熟技術較為成熟 主要制造商主要制造商 神華集團、中國石化、恒力集團、利津石化、神華集團、中國石化、恒力集團、利津石化、Texaco等等 美國美國H2Gen、

39、常州藍博凈化材料等、常州藍博凈化材料等 美國美國NanoLogix，Virent等等 GE、Shell、Texaco、神華集團、中國石化等、神華集團、中國石化等 法國法國Air Liquide、德國、德國LindeGroup、福瑞氫能等、福瑞氫能等 中船重工第七一八所、天津大陸制氫設備、中船重工第七一八所、天津大陸制氫設備、 蘇州競立制氫設備等蘇州競立制氫設備等 美國美國IGS、H2Gen、加拿大、加拿大MRT、日本、日本 Tokyo Gas、天科材料、上海華西化工、天科材料、上海華西化工、 亞聯高科等亞聯高科等 來源：中國氫能聯盟，公司官網、公告，中泰證券研究所繪制 2 4 3 4 2 7

40、3 6 / 4 5 1 5 2 / 2 0 2 0 0 1 1 7 1 0 : 1 2 制氫方式制氫方式 原料原料 優點優點 缺點缺點 生產成本（元生產成本（元/立方米）立方米） 化石/化工原料 煤 技術成熟，成本較低 環保性較差，儲量有限 0.9-1.2 天然氣 技術成熟 環保性較差，儲量有限 1.2-1.5 甲醇 技術成熟 環保性較差，受價格影 響較大 1.5-2.0 電解水 水、電 工藝過程簡單無污染 消耗電量大 1.5-3.0 化工副產氫 氯堿、合成氨化肥工農業、煉鋼水煤氣 等 成本低 排放含有腐蝕性氣體 1.0-1.5 生物質 農作物、藻類等 原材料成本低 氫含量較低 - 22 制氫

41、方式多元化共存制氫方式多元化共存 制取氫氣主要的方法有制取氫氣主要的方法有化工原料制氫、電解水制氫、生物質化工原料制氫、電解水制氫、生物質等多種途徑等多種途徑 不同地區根據資源特點，適合不同的工藝路線不同地區根據資源特點，適合不同的工藝路線 煤炭資源豐富的地區如山西等地，因煤價格低廉，使用煤制取氫氣是較為實際的方式 在風電、光伏、水電豐富地區由于電價低，電解水可能是最經濟環保的制氫方式 沒有特殊資源優勢的地區，性價比是制取氫氣時的首要考慮因素 來源：中國氫能聯盟，中泰證券研究所 圖表：不同制氫方式及優劣勢對比圖表：不同制氫方式及優劣勢對比 儲氫類型儲氫類型 儲氫量（儲氫量（%） ） 優點優點

42、缺點缺點 應用應用 高壓氣態儲氫 1-5.7 成本低，技術成熟，常溫可快速充 氫 儲量低，存有泄露，對高壓儲氫 瓶技術要求高 已應用于商業化乘用車中 低溫液態儲氫 5.7-10 儲存容器體積小，液態氫密度及純 度高 液化耗能高、儲存條件要求苛刻 主要應用于航天航空領域， 適用超大功率商用車輛 金屬合金固態氫 1.0-4.5 安全、穩定、易操作 易于粉化，運輸不便，成本高 未來重要發展方向 23 氣態儲氫為主流儲氫方式氣態儲氫為主流儲氫方式 儲氫方式有三種：氣態儲氫、液態儲氫、固態儲氫儲氫方式有三種：氣態儲氫、液態儲氫、固態儲氫 液態儲氫需要提供極低的溫度，儲存容器必須采用雙層真空隔熱結構。液態

43、氫沸點僅為-253， 目前的技術只能保證液氫每天1%-2% 的揮發，汽油每月只損失 1% 合金儲氫能力極強，常見的儲氫合金有鈦系合金、鋯系合金、鐵系 合金、稀土系合金，但是儲 氫合金一般成本較高 氣態儲氫是目前主流的儲氫方式。氣態儲氫是目前主流的儲氫方式。氣態儲氫最大的優點是使用方便，儲存要求條件易滿足，成 本低。 圖表：不同儲氫方式及優劣勢對比圖表：不同儲氫方式及優劣勢對比 來源：中國氫能聯盟，中泰證券研究所 2 4 3 4 2 7 3 6 / 4 5 1 5 2 / 2 0 2 0 0 1 1 7 1 0 : 1 2 加氫站成本高、盈利難加氫站成本高、盈利難 據IEA報告，美國一座加氫能力

44、180kg的加氫站，整體建設成本接近200萬美元；中國一座 500kg加氫站，建設成本約1500萬元 18年全球燃料電池乘用車約1.12萬輛，加氫站381座，全球加氫站平均覆蓋率僅為0.03 此外，加氫站相關標準、整車及規范等還不明確，制約了加氫站基礎設施的建設 24 加氫站投資成本高昂加氫站投資成本高昂 來源：IEA 2019“The Future of Hydrogen”，中泰證券研究所 17% 26% 4% 18% 6% 2% 22% 5% 美國 日本 韓國 德國 法國 挪威 其他 中國 55% 26% 8% 4% 3% 1% 3% 0.5% 圖表：圖表：2018年全球燃料電池乘用車約年

45、全球燃料電池乘用車約1.12萬輛萬輛 圖表：圖表：2018年全球加氫站約年全球加氫站約381座座 到到2025年我國加氫站數量有望超年我國加氫站數量有望超200座（座（2018年年22座）座） 多地政府提出加氫站數量規劃目標 寧波規劃2025年達到20-25座“寧波市人民政府辦公廳關于加快氫能產業發展的若干意見” 武漢規劃2025年達到30-100座“武漢新能源汽車發展若干政策” 佛山規劃到2030年達到57座“佛山市南海區促進加氫站建設運營及氫能源車輛運行扶持辦法” 25 預計預計2025年我加氫站數量達年我加氫站數量達200座座 地區地區 時間節點時間節點 加氫站數量（座）加氫站數量（座）

46、 寧波 2022 10-15 2025 20-25 重慶 2019 4 上海 2020 5-10 2025 50 武漢 2020 5-20 2025 30-100 張家港 2020 10 佛山 2030 57 蘇州 2020 10 張家口 2020 21 成都 2019 2 來源：各地政府公告，中泰證券研究所 圖表：中國部分城市加氫站計劃圖表：中國部分城市加氫站計劃 26 膜電極構成及成本占比膜電極構成及成本占比 來源：日本NEDO，中泰證券研究所 圖表：氫燃料電池核心部件電堆的工作原理圖表：氫燃料電池核心部件電堆的工作原理 圖表：電堆成本占比中催化劑成本最高圖表：電堆成本占比中催化劑成本最高

47、 催化劑 53% 擴散層 13% 連接部件 12% 質子交換膜 11% 雙極板 10% 其他 1% 圖表：燃料電池中電池堆占比最高圖表：燃料電池中電池堆占比最高 燃料電池堆 61% 空氣供給系 統 15% 冷卻系統 7% 控制系統 4% 回流器 3% 檢測系統 3% 其他 7% 質子交換膜：電堆核心組件質子交換膜：電堆核心組件 質子交換膜：作用是在反應時，只讓陽極失去電子的氫離子透過到達陰極，但阻止電子、氫分子、質子交換膜：作用是在反應時，只讓陽極失去電子的氫離子透過到達陰極，但阻止電子、氫分子、 水分子等通過水分子等通過 目前常用的商業化質子交換膜是全氟磺酸膜。復合膜、高溫膜、堿性膜是未來發展方向目前常用的商業化質子交換膜是全氟磺酸膜。復合膜、高溫膜、堿性膜是未來發展方向 全氟磺酸型膜供應商集中于日本和歐美，其中應用最廣泛的是杜邦公司的Nafion系列膜 復合膜是通過復合的方法來改性全氟型磺酸膜從而提升其耐高溫性和阻醇性 堿性膜對應堿性工作環境，代表性產品有3M公司的PAIF高溫質子交換膜 27 來源：公司官網，中泰證券研究所 國家國家 公司公司 產品產品 厚度（厚度（ m m） EWEW值值 特點特點 美國 杜邦 Nafion系列膜 25-250 1100-1200 穩定性強，