國內(nèi)外燃料電池產(chǎn)業(yè)知多少

1、目錄燃料電池與純電動的技術(shù)路線區(qū)別產(chǎn)業(yè)化尚處初期，各國政策引導(dǎo)發(fā)展國內(nèi)技術(shù)快速追趕，尚待政策加碼投資建議與風(fēng)險提示燃料電池介紹及工作原理燃料電池工作原理介紹：燃料電池是通過化學(xué)反應(yīng)，將燃料與氧化劑中蘊含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝臵?？偦瘜W(xué)式：2 H2 +O2=2H2O工作原理：1） H2進入燃料電池的氫電極（陽極）；H2 與覆蓋在陽極上的催化劑反應(yīng)，釋放電子形成帶正電荷的H+；H22H+2e-H+穿過電解液到達陰極；4）e- 流入電路，形成電流，產(chǎn)生電能；5）在陰極，催化劑使H+與空氣中的O2結(jié)合形成水。 2H+2e-+1/2O2H2O燃料電池單元結(jié)構(gòu)資料來源：汽車之家，安信證券研究中心資料來源：

2、汽車之家，安信證券研究中心燃料電池分類分類：根據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池可以分為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、磷酸燃料電池（PAFC）、固體氧化物燃料電池(SOFC)、堿性燃料電池（AFC）。PEMFC電池由于運行溫度低，啟動時間短，對氧化劑要求低等特性，成為應(yīng)用最廣泛的燃料電池。資料來源：瑞士萬通，安信證券研究中心PAFC磷酸150-200LaMnO3/LaCo化物酸鹽O3SOFC固 體 氧 650-1000鉑金15-2050-60可以將空氣作為氧化劑；運行溫度較高大型分布式發(fā)電；較高的能量效率便攜式電源MCFC熔融碳600-700鎳30-4045-60可以

3、將空氣作為氧化劑；運行溫度較高大型分布式發(fā)電；較高的能量效率燃料電池 電解液 運行溫度 催化劑 比功率 發(fā)電效率類型（）（W/Kg） （%）優(yōu)勢劣勢應(yīng)用領(lǐng)域PEMFC質(zhì)子交換膜50-100鉑金30-100040-60啟動快；工作溫度低；可以將空氣作為氧化 劑對CO敏感； 需要將反應(yīng)物 加濕汽車；便攜式電源AFC堿性電 解液90-100鎳、銀35-10545-60啟 動 快 ； 工作溫度低；需要純氧作催 航空航天； 化劑軍事100-20035-40對CO2敏感；對CO敏感； 啟動較慢分布式發(fā)電燃料電池分類PEMFCAFCPAFCSOFCMCFCPEMFC電池應(yīng)用最廣泛資料來源：瑞士萬通，安信證券

4、研究中心燃料電池車VS電動汽車：續(xù)航+加氫時間應(yīng)用領(lǐng)域：燃料電池應(yīng)用廣泛，由早期的潛艇、航天等特殊領(lǐng)域逐漸商業(yè)化至民用領(lǐng)域，主要分為 固定式電源、便攜式電源和交通運輸?shù)?。交通運輸是爆發(fā)最迅猛、關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域：受益各國政策，大型車企的燃料電池汽車研發(fā)如 火如荼,據(jù)國際能源署，交通運輸類的燃料電池出貨量從2011年的27.6MW暴漲至2018年的562.6MW，CAGR高達54%。燃料電池車VS電動汽車：共同點：EV與FCV是新能源汽車行業(yè)的兩只主力軍，共同點是電氣化、 綠色清潔和無噪音；區(qū)別：燃料電池車續(xù)航里程長，加氫時間短，但是成本高，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，更適合長途運輸。 電動汽車成本低，充

5、電方便，續(xù)航里程短，更適合乘用車等短途運輸。資料來源：電動知家，安信證券研究中心燃料電池車VS電動汽車類別項目電動汽車燃料電池車環(huán)保排放無污染，零排放無污染，零排放車輛成本整車成本低高（儲氫罐，鉑金）動力系統(tǒng)成本（美元/Kwh)250國外300-500，國內(nèi)1000消耗成本（元/公里）0.3-0.40.2-0.8充能基站補充方式家庭充電或公共充電站公共加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本超級充電站9000美元，停車場充電站6000美元，家 自動售貨加氫站75萬美元，一體化加氫站210-庭充電站1000美元330萬美元續(xù)航充能續(xù)航里程（Km）200-500500充電/加氫時間快充30min，慢充6-8h3-5

6、min能量密度（wh/Kg)3201800低溫低溫影響續(xù)航?jīng)]有影響技術(shù)和產(chǎn)業(yè)國外技術(shù)相對成熟，產(chǎn)業(yè)鏈完善，仍在擴展技術(shù)含量高，目前處于產(chǎn)業(yè)初期國內(nèi)續(xù)航較低，技術(shù)相對成熟，產(chǎn)業(yè)鏈完善，仍在擴展技術(shù)落后于海外國外保有量和加氫站領(lǐng)先，中國處于發(fā)展初期美國：FCEV海外最大市場，保有量第一。截止2019年，美國燃料電池汽車保有量約8000輛，全球第 一，以乘用車為主。日本：燃料電池車技術(shù)領(lǐng)先。日本汽車制造商自20世紀90年代起開始研究燃料電池技術(shù)，氫燃料電池領(lǐng)域的專利數(shù)目遙遙領(lǐng)先于其他國家，在燃料電池汽車開發(fā)和商業(yè)化上世界領(lǐng)先。2014年，豐田推出 首款商用化的燃料電池車-Mirai，成為燃料電池車發(fā)

7、展歷史上的重要里程碑。2015年，本田緊隨其后 推出Clarity。中國：中國燃料電池起步較晚，關(guān)鍵技術(shù)有所缺失，保有量約為5500輛，但是幾無乘用車。加氫站：截止2018年，全球共有加氫站369座，其中歐洲152座，亞洲136座，北美78座。日本憑借102 座加氫站位居第一，德國和美國分別排名第二和第三，但與日本差距較大。日、德、美三國加氫站共有204座，占全球總數(shù)的55%，顯示出三國在氫能與燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展及前沿地位。中 國加氫站數(shù)量為22座，位居全球第四位。資料來源：Auto Alliance，安信證券研究中心美國燃料電池車銷量自2016年快速上漲010005001500200

8、025002012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年日本, 102德國, 60美國, 42中國, 22法國, 19韓國, 14英國, 17丹麥, 11資料來源：電動知家，安信證券研究中心日韓和歐美加氫站多全球明星車型：現(xiàn)代NEXO和豐田Mirai資料來源：汽車之家，安信證券研究中心參數(shù)豐田Mirai現(xiàn)代 NEXO現(xiàn)代ix35 FCEV本田 Clarity榮威950 FCV上市時間2014年2018年2013年2015年未上市續(xù)航里程（Km）502609426589430百公里加速（s）9.69.512.58.812儲氫重量（kg)55.645

9、.6454.2儲氫瓶壓力(Mpa)7070707035明星車型：2019年全球氫燃料電池乘用車銷量超過7500輛，其中現(xiàn)代NEXO氫燃料電池汽車銷量為 4818輛，豐田Mirai銷量2407輛，合計占比超過90%。豐田Mirai：日本汽車制造商自20世紀90年代起開始研究燃料電池技術(shù)，2014年豐田推出首款商用化的 燃料電池車-Mirai，成為燃料電池車發(fā)展歷史上的重要里程碑。截止2019年， Mirai累計銷售過萬輛。2019年底，豐田發(fā)布第二代Mirai，預(yù)計2020年上市，新車改善了燃料電池的性能以及增加了氫氣的儲備容量，相比第一代增加了30%的續(xù)航里程?，F(xiàn)代NEXO：1998年，現(xiàn)代成

10、立麻北新能源技術(shù)研究院研發(fā)燃料電池技術(shù)，從此開啟了現(xiàn)代研發(fā)燃料 電池的歷程。經(jīng)過多年的研發(fā)，現(xiàn)代2013年推出量產(chǎn)的ix35 FCEV車型，2018年1月推出了第二代量產(chǎn) 氫燃料電池車NEXO，2019年NEXO全球銷量高達4818輛，是第二名Mirai的兩倍。全球主要燃料電池車參數(shù)豐田Mirai全球銷量3000250020001500100050002019年2015年2016年2017年2018年資料來源：豐田官網(wǎng)，安信證券研究中心全新Mirai接棒，豐田大力推進FCV產(chǎn)業(yè)進程資料來源：工業(yè)設(shè)計id，安信證券研究中心資料來源：工業(yè)設(shè)計id，安信證券研究中心第二代豐田Mirai ：2019年

11、10月10日，豐田第二代Mirai正式亮相，計劃于2020年末開始在日本，北美 和歐洲啟動。2019年7月，豐田表示將在2020年擴建愛知縣產(chǎn)線，將FCV產(chǎn)能提升至每月3000臺，全 新Mirai接棒，加之產(chǎn)能擴張，豐田仍將引領(lǐng)FCV產(chǎn)業(yè)進程。續(xù)航：燃料電池系統(tǒng)性能的改善和儲氫能力的提高將使二代Mirai續(xù)駛里程提高30，達到405英里。外觀：與一代Mirai緊湊的外觀設(shè)計不同，新車型車基于豐田的后輪驅(qū)動TNGA平臺進行了重新設(shè)計， 軸距達到2920mm。從車側(cè)來看，新車溜背造型明顯，且前懸相對較短，座艙位臵也比較靠后，視覺 上營造出一種蓄勢待發(fā)的運動感；尾燈則采用了當前比較流行的貫穿式燈帶設(shè)

12、計，車尾整體造型依 然是豐田全新家族式風(fēng)格。內(nèi)飾：新車中控臺造型復(fù)雜，向副駕駛員一側(cè)傾斜的空調(diào)出風(fēng)口平臺營造出了很強的立體感，同時中控屏等部分又向駕駛員一側(cè)傾斜，環(huán)繞式中控臺對主駕駛位的包裹感較強；據(jù)悉，中控屏尺寸為 12.3英寸，液晶儀表尺寸為8英寸。第二代豐田Mirai 外觀第二代豐田Mirai內(nèi)飾燃料電池產(chǎn)業(yè)化的瓶頸技術(shù)和成本技術(shù)：我國燃料電池關(guān)鍵技術(shù)還沒解決，燃料電池系統(tǒng)中更為細分的部件及材料生產(chǎn)制造問題尚未 解決，燃料電池質(zhì)子交換膜、雙極板、高壓氣瓶核心部件基本依賴進口，國內(nèi)生產(chǎn)能力有限，產(chǎn)品 質(zhì)量也難以滿足要求。成本：成本居高不下極大制約了燃料電池產(chǎn)業(yè)化進程。1）造車成本高。燃料電

13、池車的材料成本昂貴，對技術(shù)的要求高，且整體產(chǎn)業(yè)鏈尚屬起步階段，運營 車輛較少，車企盈利較為困難。2）加氫站建設(shè)成本高，基礎(chǔ)設(shè)施配套不完整。據(jù)香橙會研究院，截至2019年，我國已建成正在運營 的加氫站僅有52座，真正實現(xiàn)商業(yè)化運行的加氫站不超過10個。加氫站投資建設(shè)成本極高，一座中型 加氫站至少需要投資上千萬元，因而大幅降低成本成為加氫站推廣面臨的首要難題。目錄燃料電池與純電動的技術(shù)路線區(qū)別產(chǎn)業(yè)化尚處初期，各國政策引導(dǎo)發(fā)展國內(nèi)技術(shù)快速追趕，尚待政策加碼投資建議與風(fēng)險提示美國：率先將燃料電池技術(shù)作為國家戰(zhàn)略的國家美國是第一個將氫能和燃料電池技術(shù)作為國家戰(zhàn)略的國家，美國早在2002年就頒布了國家氫能

14、發(fā)展 路線圖，期間持續(xù)引導(dǎo)氫能和燃料電池發(fā)展，2019年發(fā)布氫能經(jīng)濟路線圖，美國各項政策和倡 議幾乎覆蓋到了氫能和燃料電池的全產(chǎn)業(yè)鏈。美國在氫能源多年來的投資取得明顯成效。據(jù)氫能經(jīng)濟路線圖，截止2019年美國燃料電池車的保有量約8000輛，世界第一，美國擁有63座加氫站，僅次于日本和德國。美國氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理氫能經(jīng)濟路線圖時間政策1990年美國能源部頒布氫能研究、發(fā)展及示范法案，制定氫能研究5年計劃1996年美國能源部頒布1996年氫未來法案2001年2030年及以后美國向氫經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的國家愿景，轉(zhuǎn)入制定國家氫能傳略階段2002年美國能源部頒布國家氫能發(fā)展路線圖，為公共部門及私人部門如

15、何協(xié)調(diào)長期發(fā)展氫能提供了藍圖2003年美國能源部頒布氫燃料發(fā)展倡議2006年美國能源部和美國交通部頒布氫能源計劃2010年加州宣布為零排放、輕量化汽車提供1.6萬美元的回扣激勵措施2012年美國國會美國燃料電池和氫基礎(chǔ)設(shè)施法案，將加氫站相關(guān)資產(chǎn)的稅收優(yōu)惠從30% 提升至50%，并建立了分級稅收獎賞制度，加大了對高效燃料電池的獎賞力度2013年加州立法機關(guān)通過20億美元的延長純凈汽車和燃料補貼到2023年的法案2013年美國能源部啟動H2USA，一個和燃料電池整車廠合作的PPP項目，推動氫氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以 推動燃料電池車的大規(guī)模應(yīng)用2014年美國總統(tǒng)辦公廳頒布了作為經(jīng)濟可持續(xù)增長路徑的全面能源戰(zhàn)

16、略，明確了氫能在交通運輸轉(zhuǎn)型中的主導(dǎo)作用2018年美國國會對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(chǔ)的車主給予稅收 抵免政策2018年可再生能源稅收抵免政策：將在5年內(nèi)逐步減少30%的稅收，最終確保燃料電池產(chǎn)品達到其他清潔能源產(chǎn)品同等發(fā)展水平2019年美國能源部宣布了高達3100萬美元的氫能源資助計劃，用于實現(xiàn)美國多行業(yè)中氫氣生產(chǎn)、運輸、存儲及利用的規(guī)?；?019年加州燃料電池聯(lián)盟提出到2030年建設(shè)1000座加氫站及達到100萬輛燃料電池車的目標2019年燃料電池與氫能協(xié)會發(fā)布美國氫能經(jīng)濟路線圖資料來源：新能源網(wǎng)，安信證券研究中心日本：氫能確定為國家能源，全力建設(shè)氫能社會

17、時間政策1993年 日本開始實施“世界能源網(wǎng)絡(luò)”計劃，深入研究氫及其基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)，希望到2020年逐步推廣氫能2013年 安倍政府發(fā)布日本再復(fù)興戰(zhàn)略，將發(fā)展氫能提升為國策，啟動加氫站建設(shè)前期準備工作日本通過第4個戰(zhàn)略能源計劃，公布了氫氣及燃料電池戰(zhàn)略 2014年 路線圖，明確了氫氣的生產(chǎn)、儲存、運輸和應(yīng)用的發(fā)展路徑2015年 NEDD發(fā)布氫能源白皮書，將氫能源定位為國家發(fā)電的第三 個支柱能源2017年 日本政府發(fā)布氫能源基礎(chǔ)戰(zhàn)略，指出要在2030年實現(xiàn)氫能源發(fā)電的商用化2018年 日本發(fā)布第五期能源基本計劃，明確提出從根本上落實氫能社會2019年 日本政府公布氫能利用進度表，旨在明確至2030

18、年日本 應(yīng)用氫能的關(guān)鍵目標2019年 日本氫能/燃料電池戰(zhàn)略協(xié)會更新氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖資料來源：人民網(wǎng)，公開資料，安信證券研究中心資料來源：人民網(wǎng)，公開資料，安信證券研究中心日本確定氫能發(fā)展為國策：2013年日本將發(fā)展氫能提升為國策，2015年將氫能源定位為國家發(fā)電的第 三個支柱能源，2018年提出從根本上落實氫能社會。日本燃料電池商業(yè)化應(yīng)用處于世界前沿。1）民用固定熱電聯(lián)產(chǎn)式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)2009年首次實現(xiàn)商用化，使日本成為第一個將燃料電池引入民用領(lǐng)域的國家。2）據(jù)2019年全球加氫站年度統(tǒng)計報告，日本燃料電池車由乘用車領(lǐng)域率先發(fā)展起來的，截止2019年6月，日本國內(nèi)銷售FCV3

19、219輛。3）日本 擁有127家加氫站，數(shù)量全球第一。日本氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理日本氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖韓國：氫能未來發(fā)展的投資戰(zhàn)略韓國將 “氫能產(chǎn)業(yè)”確定為三大創(chuàng)新增長戰(zhàn)略投 資領(lǐng)域之一。 早在2003 年，韓國政府就將氫能定 位于韓國政府 “21 世紀前沿科學(xué)計劃 ” 的主攻技 術(shù)領(lǐng)域之一，2018年韓國將 “氫能產(chǎn)業(yè)”確定為 三大創(chuàng)新增長戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一，2019年韓國發(fā)布 氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖，確定了2040年發(fā)展目標。韓國“氫能經(jīng)濟”政策實施成效顯著。據(jù)韓聯(lián)社， 2019年韓國投入3700億韓元，韓國氫燃料汽車銷量 躍居全球第一，國內(nèi)普及率同比增加6倍，首次突 破5000輛

20、關(guān)口。加氫站：韓國擁有34個加氫站，總規(guī)模雖少于日德美，但全年新建數(shù)量居全球之首，為20個。韓國氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理資料來源：中國儲能網(wǎng)，公開資料，安信證券研究中心資料來源：中國儲能網(wǎng)，安信證券研究中心韓國氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖時間政策2008年實施“低碳綠色增長戰(zhàn)略”，為氫能燃料電池研發(fā)項目投資10億韓元2009年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資源使用量的30%2010年百萬綠色家庭項目，計劃在2020年之前安裝10萬套1Kw的燃料電池系統(tǒng)2010年斥資380億美元的“綠色新政”項目，其中許多計劃都與燃料電池和氫能項目相關(guān)2012年韓國

21、政府實施“綠色氫城市示范”項目，計劃在2012年到2018年間投入總額達到877億韓元建設(shè)綠色氫城市，主要投資內(nèi)容為氫氣的生產(chǎn)和管理，燃料電池的生產(chǎn)等2017年自2017年9月到2020年，氫燃料電池汽車高速公路通行費減半2018年韓國政府將 “氫能產(chǎn)業(yè)”確定為三大創(chuàng)新增長戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一2018年韓國政府宣布五年內(nèi)用于氫燃料電池及加氫站的補貼將達到2.6萬億韓元，把交通對原油的依賴減少20% 。2018年韓國政府制定氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)戰(zhàn)略路線圖，提出了盡快布局包括氫能燃料電池汽車、加氫站、氫能源在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，還把健全完善氫經(jīng)濟相關(guān)的法律制度、創(chuàng)造多樣的氫能商業(yè)模式、提前實現(xiàn)氫經(jīng)濟時

22、代的內(nèi)容編入國家能源規(guī)劃2019年發(fā)布韓國氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖，愿景是以氫燃料電池汽車和燃料電池為核心， 將韓國打造成世界最高水平的氫能經(jīng)濟領(lǐng)先國家歐洲：能源轉(zhuǎn)型重要方向，助力歐盟脫碳減排歐盟將氫能源視作能源安全和能源轉(zhuǎn)型的重要方向。2003年歐盟25個國家啟動歐洲研究區(qū)項目（ERA），建 立歐洲氫燃料電池技術(shù)研發(fā)平臺，2019年發(fā)布歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)路徑。截止2018 年底，據(jù)中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書，歐洲FCV 保有量1080輛，加氫站152座，全球第一。德國是歐洲氫能與燃料電池技術(shù)的領(lǐng)先國家。為推廣氫能和燃料電池，德國成立國家氫能及燃料電池組織（NOW），負責管理和

23、協(xié)調(diào)國家氫能及燃料電池創(chuàng)新項目（NIP），可再生能源制氫規(guī)模全球第一。據(jù)第 十一次全球加氫站年度評估報告，截止2018年底，德國加氫站60座，歐洲第一，全球僅次于日本。英國：雖然是最早發(fā)現(xiàn)氫氣及制造氫燃料電池的國家，但是由于英國政策缺乏整體性，直到2016年才出臺第一個氫能發(fā)展整體戰(zhàn)略。歐洲及德國氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理資料來源：中國儲能網(wǎng)，公開資料，安信證券研究中心地區(qū)時間政策歐洲2000年歐洲發(fā)布至2005年歐洲的研發(fā)與示范戰(zhàn)略，明確提出2005年歐盟燃料電池研發(fā)所要完成的目標，核心是降低燃料電池的成本2003年歐盟25個國家啟動歐洲研究區(qū)項目（ERA），建立歐洲氫燃料電池技術(shù)研發(fā)平臺2

24、007年歐盟“第6科研框架計劃（2002-2006）”基礎(chǔ)上，又發(fā)布新計劃，擬于2007年-2015年投入74億歐元的氫能和燃料電池技術(shù)研究實施計劃2008年歐盟成立燃料電池及氫能聯(lián)合會（FCHJU），此PPP項目在歐洲發(fā)展及推廣燃料電池中發(fā)揮重要作用2011年歐盟啟動大規(guī)模車輛示范項目“H2movesScandinavi”和歐洲城市清潔氫能項目（CHIC），投資5300萬歐元，至少持續(xù)3年2013年歐盟出臺CPT項目，計劃投入1.23億歐元建設(shè)77個加氫站，針對15個已建有加氫站的成員國實現(xiàn)國與國之間的互聯(lián)互通2013年宣布在2014-2020年啟動Horizon2020計劃，將在氫能和燃料

25、電池領(lǐng)域投入220億歐元預(yù)算2016年歐盟發(fā)布可再生能源指令等政策文件，提出將氫能作為能源系統(tǒng)的重要組成部分2019年FCHJU發(fā)布歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)路徑，為氫能和燃料電池在歐洲的大規(guī)模推廣提供了路線德國1990年 燃料電池研發(fā)發(fā)展示范計劃，推動燃料電池技術(shù)實現(xiàn)市場化1999年德國啟動H2 Argemuc項目，建立首家加氫站2006年德國聯(lián)邦政府聯(lián)合研究機構(gòu)代表及產(chǎn)業(yè)方發(fā)起NIP，旨在提升氫能在德國能源體系中的地位，2006-2016年NIP投資約7.1億歐元2008年 啟動callux項目，計劃在2008-2015年投入500套燃料電池CHP裝臵，預(yù)算達7500萬歐元200

26、9年 德國政府與法國液化空氣集團、林德等公司發(fā)起“H2 Mobility initiative”,計劃投資3.5億歐元在德國建立全國性氫能補給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2016年對滿足性能要求的燃料電池CHP裝臵補貼6825-28200歐元2017年啟動國家氫能及燃料電池創(chuàng)新項目（NIP）第二期，計劃2016-2026年投入14億歐元中國：規(guī)劃政策力度加大，F(xiàn)CV發(fā)展窗口期將至國家對氫燃料電池領(lǐng)域的規(guī)劃和政策支持力度明顯加大。近年來，國家對氫燃料電池領(lǐng)域的規(guī)劃和政策支持力度明顯加大，在節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）、中國制造2025、能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）等一系列

27、政策規(guī)劃文件中，都提出要重點研發(fā)氫燃 料電池技術(shù)，預(yù)示著我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口期已經(jīng)到來。2019年,“氫能”首次寫入我國政府工作報告。據(jù)中汽協(xié)，中國燃料電池汽車保有量截止2019年底，約5000輛，全球第二，加氫站數(shù)量為22座，全球 第四位。中國氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理資料來源：政府網(wǎng)站，公開資料，安信證券研究中心時間政策2001年863電動汽車重大科技專項計劃，國家撥款8.8億，確定了電動汽車矩陣式研發(fā)體系，包含對燃料電池汽車和燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)2006年國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006年-2020年）中加入了氫能及燃料電池技術(shù)相關(guān)內(nèi)容2009年節(jié)能與新能源汽車示范推廣

28、財政補助資金管理暫行辦法首次在試點城市對燃料電池乘用車和客車給予25萬/輛和60萬/輛的財政補貼2011年中華人民共和國車船稅法，燃料電池汽車免征車船稅2014年能源發(fā)展戰(zhàn)略行動（2014年-2020年），國家正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向2014年關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎勵的通知，符合國家技術(shù)標準且日加氫能力不少于200公斤的新建加氫站每個站獎勵400萬元2015年關(guān)于2016年-2020新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知，燃料電池乘用車，燃料電池輕型客車貨車，燃料電池大中型客車、重中型貨車分別給予每輛20萬元、30萬元和50萬元的補助（2017年-2020年新能源汽

29、車補助標準退坡，燃料電池汽車補貼不變）2015年中國制造2025繼續(xù)推動燃料電池汽車發(fā)展2016年中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書（2016），明確氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施近期、中期和遠期的發(fā)展目標和主要任務(wù)，首次提出發(fā)展路線圖2016年節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖計劃到2030年實現(xiàn)百萬輛氫燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用，建成1000座加氫站2016年“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃宣布，到2020年實現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)劃化示范應(yīng)用2016年氫能被列為能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃中的15個關(guān)鍵領(lǐng)域之一2017年汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃逐步擴大燃料電池試點示范范圍2018年關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財

30、政補貼政策的通知，對氫燃料電池汽車也給出了具體補貼2018年推進運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整三年行動計劃（2018-2020）加大新能源城市配送車輛配推廣應(yīng)用力度2019年氫能首次被寫入政府工作報告，推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)2019年中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書，2050年氫能源占比10%全球規(guī)劃清晰，歐美暫時領(lǐng)先全球燃料汽車及加氫站規(guī)劃（燃料電池：萬輛，加氫站：座）資料來源：各國氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖，安信證券研究中心國家美國中國歐洲日本韓國時間燃料汽車加氫站燃料汽車加氫站燃料汽車加氫站燃料汽車加氫站燃料汽車加氫站2018年0.6630.4220.11520.21000.1142020年0.510041602

31、022年51108.13102025年205805300750203202030年53056001001000424.51500809002040年6201200目錄燃料電池與純電動的技術(shù)路線區(qū)別產(chǎn)業(yè)化尚處初期，各國政策引導(dǎo)發(fā)展國內(nèi)技術(shù)快速追趕，尚待政策加碼投資建議與風(fēng)險提示燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈一覽上游：包括氫氣供應(yīng)、燃料電池堆和氫氣存儲設(shè)備及配件，其中膜電極組件是最核心的部件。中游：組裝和集成。下游：應(yīng)用，包括固定式發(fā)電裝臵、交通運輸設(shè)備和便攜式電源等。中國氫能及燃料電池相關(guān)政策梳理資料來源：新材料網(wǎng)，安信證券研究中心制氫：制氫工藝技術(shù)多種多樣制氫工藝技術(shù)多種多樣，可分為5種典型工藝。氫氣生產(chǎn)方式

32、也因不同國家地理位臵不同而有很大差異。1）美國：95%的制氫通過大型中央工廠的 天然氣重整實現(xiàn)，主要原因是它是目前最經(jīng)濟實惠的做法。2）中國：世界最大的制氫國家。2017年 的制氫量約為1700萬噸，62%的制氫量來自于煤或焦炭生產(chǎn)。3）歐洲：歐洲氫氣產(chǎn)量占全球21%，主 要依賴于天然氣生產(chǎn)。制氫方式資料來源：中國氫能聯(lián)盟，安信證券研究中心類型途徑生產(chǎn)成本（元/m3）能源效率優(yōu)點缺點化石燃料天然氣蒸汽重整1.2-1.568.0-69.1%全球最成熟、可用的技術(shù)，成本較低、技術(shù)成熟環(huán)保性差氣化煤0.9-1.253.8-55.9%成本低、技術(shù)成熟環(huán)保性差，雜質(zhì)多，需凈化烴類/原油產(chǎn)品熱解1.5-2

33、.0技術(shù)成熟環(huán)保性差生物質(zhì)生物質(zhì)氣化/熱 解-環(huán)保、可持續(xù)過程復(fù)雜、成本高、需 提純電解電網(wǎng)電力電解1.5-3.023.4-40%技術(shù)成熟、純度高、無污染高能源消耗風(fēng)能/太陽能電解-制氫的廉價來源、可再生、環(huán)保技術(shù)不成熟，未來可廣泛使用光解-清潔可持續(xù)、原料豐富技術(shù)不成熟、尚處實驗室階段、轉(zhuǎn)換效率低生物電解-清潔可持續(xù)技術(shù)不成熟5%4%6%95%15%31%62%9%54%19%中國主要制氫方式是氣化煤美國中國歐洲天然氣煤炭烴類/原油其他（電解）資料來源：中國氫能聯(lián)盟，安信證券研究中心儲氫和運氫：主要是氣態(tài)氫資料來源：中國氫能聯(lián)盟，安信證券研究中心儲氫方式有三種：高壓氣態(tài)儲氫、低溫液氫儲氫、金

34、屬合物固態(tài)氫，氣態(tài)儲氫方便、儲蓄條件容易滿足、成本低，是最成熟、最常見的。運輸方式由儲氫方式?jīng)Q定：壓縮氣態(tài)通過卡車/長管拖車/管道進行運輸，液態(tài)氫由卡車或其它方式運 輸，一般適合中長距離運輸，更具備經(jīng)濟性，固態(tài)氫主要在特殊的容器中儲存，然后輸送。儲氫技術(shù)優(yōu)勢劣勢應(yīng)用高壓氣態(tài)儲氫成本低、能耗少、充放速度快、技術(shù)成熟體積儲氫密度低目前應(yīng)用最多低溫液氫技術(shù)體積比容量大、儲氫容器體積小能耗高、設(shè)備要求高、成本高航天領(lǐng)域應(yīng)用較多金屬合物固態(tài)氫儲氫量大、成本低、安全性好、可循環(huán)使用專門加氫、脫氫裝臵費用高、技仍處于實驗室階段 術(shù)復(fù)雜，效率低儲氫技術(shù)運氫方式氫氣壓力/Mpa載氫量（Kg/車）體積密度（kgm

35、-3）成本（元/Kg）能耗（Kwh/Kg）經(jīng)濟距離（km）高壓氣態(tài)長管拖車30300-40014.52.021-1.3150管道1-4-3.20.30.2500低溫液態(tài)槽罐車0.670006412.2515200固態(tài)卡車4300-40050-10-13150有機液態(tài)槽罐車常壓200040-5015-200資料來源：中國氫能聯(lián)盟，安信證券研究中心儲氫技術(shù)運輸氫的方式燃料電池堆：燃料電池動力系統(tǒng)核心部分資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心燃料電池堆：電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所，也是燃料電池動力系統(tǒng)核心部分，由多個單體電池以串 聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成。將雙極板與膜電極交替疊合，各單

36、體之間嵌入密封件，經(jīng)前、后端板壓緊后用 螺桿緊固拴牢，即構(gòu)成燃料電池電堆。工作原理：電堆工作時，氫氣和氧氣分別由進口引入，經(jīng)電堆氣體主通道分配至各單電池的雙極板，經(jīng)雙極板導(dǎo)流均勻分配至電極，通過電極支撐體與催化劑接觸進行電化學(xué)反應(yīng)。供應(yīng)：1）國外乘用車廠大多自行開發(fā)電堆，并不對外開放，例如豐田、本田、現(xiàn)代等。2）國外可以單獨供應(yīng)車用燃料電池電堆的知名企業(yè)主要有加拿大的Ballard和Hydrogenics。3）國內(nèi)能夠獨立自主 開發(fā)電堆并經(jīng)過多年實際應(yīng)用考驗的只有大連新源動力和上海神力兩家企業(yè)。氫燃料電池電堆構(gòu)成雙極板：電堆的核心結(jié)構(gòu)零部件雙極板：雙極板是電堆的核心結(jié)構(gòu)零部件，起到均勻分配氣體

37、、排水、導(dǎo)熱、導(dǎo)電的作用，占整個燃料電池60%的重量和20%的成本，其性能優(yōu)劣直接影響電池的輸出功率和使用壽命。種類：雙極板材料目前主要是石墨雙極板和金屬雙極板，乘用車均采用金屬雙極板，而商用車一般采 用石墨雙極板。供應(yīng)：1）石墨雙極板的主流供應(yīng)商有美國POCO、美國SHF、日本Fujikura RubberLTD等。金屬雙極 板主要供應(yīng)商有瑞典Cellimpact、德國Dana、美國treadstone等。2）石墨雙極板已實現(xiàn)國產(chǎn)化，金屬雙極板國內(nèi)還處于研發(fā)試制階段。3）復(fù)合雙極板兼具石墨雙極板的耐腐蝕性和金屬雙極板的高輕度， 但是成本高，研發(fā)目前還比較少。三種雙極板石墨雙極板金屬雙極板資料

38、來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心復(fù)合雙極板膜電極：電堆的核心資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心膜電極：膜電極是電堆的核心，類似于電腦里的CPU，決定了電堆性能、壽命和成本的上限。膜電極組件由質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴散層（氣體擴散層）組成。國外膜電極水平高：國外膜電極的供應(yīng)商主要有3M、Johnson Matthey、Gore、Greenerity（Toray）、 Kolon、Ballard等。豐田、本田等乘用車企業(yè)自主開發(fā)了膜電極，但不對外銷售。國產(chǎn)膜電極性能與國際水平接近，但專業(yè)特性上（例如鉑載量、啟停、冷啟動、抗反極等）與國際水 平還有一定差

39、距。膜電極示意圖及實物圖質(zhì)子交換膜：核心元件，國產(chǎn)化提速資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心質(zhì)子交換膜：質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的核心元件，以全氟磺酸膜為主，目前國產(chǎn)化進程提速。主流趨勢：全氟磺酸增強型復(fù)合膜，質(zhì)子交換膜逐漸趨于薄型化，由幾十微米降低到十幾微米，降低 質(zhì)子傳遞的歐姆極化，以達到更高的性能。供應(yīng)：國外企業(yè)有美國Gore公司，科慕（以前的杜邦）、3M、日本的旭化成等，國內(nèi)能夠批量化供 應(yīng)只有山東東岳一家，山東東岳的膜已經(jīng)進入了奔馳的供應(yīng)鏈體系。質(zhì)子交換膜催化劑：低鉑是趨勢資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心催化劑：催化劑是燃料電池

40、的關(guān)鍵材料之一，目前燃料電池中常用催化劑是Pt/C，即由Pt的納米顆粒 分散到碳粉（如XC-72）載體上的擔載型催化劑。低鉑趨勢：受到資源和成本方面的限制，目前Pt的用量已經(jīng)由10年前的0.81g/kW降低到目前的0.1 0.4g/kW。降低燃料電池電堆Pt用量的近期目標（2020年）是下降到0.1g/kW左右；長期目標是催化劑用量達到傳統(tǒng)內(nèi)燃機尾氣凈化器貴金屬用量水平（0.05g/kW）。供應(yīng)：燃料電池催化劑的國外生產(chǎn)商主要有英國JohnsonMatthery，德國BASF，日本Tanaka，日本日清 紡，比利時Umicore等；國內(nèi)有貴研鉑業(yè)，武漢喜馬拉雅，中科中創(chuàng)、蘇州擎動動力、昆山桑萊

41、特等。催化劑生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能地區(qū)代表企業(yè)產(chǎn)品性能國外英國JohnsonMatthery鉑純度達到99.95%，擁有 全球最先進的催化劑生產(chǎn) 技術(shù)日本Tanaka建立了穩(wěn)定的催化劑供應(yīng) 系統(tǒng)，為豐田Mirai提供鉑 催化劑德國BASF全球最大的化工產(chǎn)品企業(yè)國內(nèi)貴研鉑業(yè)鉑含量99.99%中科中創(chuàng)單批次產(chǎn)量200g武漢喜馬拉雅日產(chǎn)能達到200g催化劑資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心氣體擴散層：國外幾乎壟斷資料來源：燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，安信證券研究中心氣休擴散層：氣休擴散層（GDL）位于流場和膜電極之間，主要作用是為參與反應(yīng)的氣體和產(chǎn)生的 水提供傳輸通道，并支撐

42、膜電極。因此，GDL必須具備良好的機械強度、合適的孔結(jié)構(gòu)、良好的導(dǎo) 電性、高穩(wěn)定性。供應(yīng)：目前燃料電池生產(chǎn)商多采用日本東麗、加拿大Ballard、德國SGL等廠商的碳紙產(chǎn)品。東麗占據(jù)較大的市場份額，我國對碳紙的研發(fā)主要集中于中南大學(xué)、武漢理工大學(xué)等高校，國內(nèi)江蘇天鳥具備 優(yōu)秀的碳纖維織物的生產(chǎn)能力，但由于燃料電池市場太小，尚無量產(chǎn)計劃。氣體擴散層（GDL）國內(nèi)技術(shù)快速追趕，距離國際水平仍有差距資料來源：中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書，安信證券研究中心國內(nèi)上游的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)：“技術(shù)引進”+“自主創(chuàng)新”的技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)。技術(shù)引進：1）老牌氫燃料電池龍頭加拿大巴拉德在國內(nèi)與濰柴動力、大洋電機、億華通

43、、廣東國鴻 等多家技術(shù)合作企業(yè)，其中濰柴動力、大洋電機是巴拉德的前兩大股東。2）一向保守的日本氫燃料 電池龍頭豐田汽車宣布開放包括燃料電池及電機、電控等系列專利之后，與清華、億華通、北汽福田 之間達成的氫燃料電池汽車合作。自主創(chuàng)新：國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)學(xué)研合作更加密切。部分核心技術(shù)以及成本控制等方面與世界先進水平仍有一定差距。1）國內(nèi)電堆技術(shù)主要針對商用車， 而國際是商乘并舉；2）膜電極、雙極板等產(chǎn)品性能參數(shù)不及國際水平；3）催化劑、氣體擴散層等核 心材料國內(nèi)并未量產(chǎn)。國內(nèi)電池燃料技術(shù)距離國際水平仍有差距分類產(chǎn)品國內(nèi)國際關(guān)鍵零部件膜電極電流密度：1.5（A/cm2）電流密度：2.5

44、（A/cm2）空壓機實車驗證功率：30kw實車驗證功率：100kw儲氫系統(tǒng)35MPa70MPa雙極板金屬雙極板試證階段石墨雙極板小規(guī)模使用金屬雙極板技術(shù)成熟石墨雙極板實車驗證階段氫循環(huán)裝臵空白技術(shù)成熟關(guān)鍵材料催化劑小規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品化階段氣休擴散層無量產(chǎn)產(chǎn)品化階段質(zhì)子交換膜較為成熟，中試階段產(chǎn)品化階段密封劑-產(chǎn)品化階段國內(nèi)FCV產(chǎn)業(yè)化，尚待政策加碼資料來源：歐洲燃料電池與氫能聯(lián)合組織(FCHJU)，安信證券研究中心推動國內(nèi)FCV產(chǎn)業(yè)化的驅(qū)動因素：1）燃料電池車優(yōu)勢，2）規(guī)?；瘞沓杀鞠陆?，3）加氫站規(guī)劃數(shù) 量大，4）政策驅(qū)動。燃料電池車優(yōu)勢：1）與燃油車相比，F(xiàn)CV環(huán)保、噪音低、能量轉(zhuǎn)化率高；2）

45、與電動車相比，F(xiàn)CV續(xù) 航久，加氫快，不受溫度影響。規(guī)?；瘞映杀鞠陆担簱?jù)美國能源部預(yù)測，如果燃料電池車的產(chǎn)量能夠擴大十倍，整車成本就將下降23%；據(jù)歐洲燃料電池與氫能聯(lián)合組織(FCHJU) 預(yù)測，在2025年，燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)量為50000套時， 電池堆的成本可低至11.53美元/kW。加氫站規(guī)劃數(shù)量大：加氫站數(shù)量是制約FCV發(fā)展的重要因素。據(jù)香橙會研究院，截止2019年底，我國已建成正在運營的加氫站僅有52座，按照規(guī)劃，2020年將達到100座，2025年將達到300座，2030年達 到1000座。政策驅(qū)動：與大多數(shù)先進技術(shù)一樣，燃料電池技術(shù)在初期對政策的依賴度較高。從國際經(jīng)驗來看，美國、

46、歐洲、日本等國家均出于不同原因，出臺了相關(guān)政策及激勵措施，促進燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 2019年“氫能”首次寫入我國政府工作報告，我國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尚待政策加碼。2020年燃料電池系統(tǒng)成本下降情況預(yù)測2025年燃料電池系統(tǒng)成本下降情況預(yù)測生產(chǎn)量 萬套/年雙極板（美元/套）膜電極（美元/套）其他部分 電池堆總成電池堆成本（美元/套）本（美元/套）（美元/KWnet（萬）年生產(chǎn)量雙極板膜電極其他部分 套/年）（美元/套）（美元/套）（美元/套）電池堆總成本（美元/套）電池堆成本（美元/KWnet）0.1157066557318957111.960.17106298696770496.314162299237295236.912841710208220227.5224301639211228028.522841138183160420.0554031263184185123.145275803148122715.34103871083172164320.5310266670140107613.455037889214814