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燃料电池电堆行业分析:产业核心环节、国产化初见成效.pdf

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燃料电池电堆行业分析:产业核心环节、国产化初见成效.pdf

- 1 - 敬请参阅最后一页特别声明 市场数据 (人民币) 市场优化平均市盈率 18.53 国金燃料电池指数 2276.99 沪深 300 指数 4074.25 上证指数 3279.25 深证成指 11068.49 中小板综指 11106.52 相关报告 1.燃料电池车用氢安全性分析 -氢气安全吗?, 2017.6.23 2. 成本下降路径:国产化、规模经济和技术进步 -PEMFC, 2016.11.10 3.燃料电池系列研究之加氢站 -中期看用户绑定,长期看低成本氢获取 ., 2016.8.22 4.氢气储存运输问题分析 -气氢拖车能够解决目前需求、其他方向潜力 ., 2016.8.8 5.燃料电池的氢气来源分析 -负荷中心附近的氯碱副产氢是最优选择, 2016.8.2 张帅 分析师 SAC 执业编号: S1130511030009 (8621)60230213 zhangshuaigjzq 彭聪 联系人 pengconggjzq 王菁 联系人 (8621)60230250 wangjing1gjzq 郭晓萱 联系人 guoxiaoxuangjzq 产业核心环节、国产化初见成效 燃料电池 电堆行 业分析 投资建议 中国燃料电池产业开始加速发展 。 政府补贴为初始动力、物流车和客车为突破点,中国 燃料电池产业走了一条 适合中国国情, 与日本不同的路 。 2017年完成 1000 台左右客车和物流车 , 2018 年预计 突破 3000-5000 台规模 。 电堆成为中国燃料电池产业发展的关键因素之一, 低成本、高性能、批量供应 的国产电堆是燃料电池汽车成本下降从而与传统汽车竞争的关键。 从成本上看, 电堆占燃料电池系统的成本一半 ,是 FCV 里单一价格最高的部件,随着产能扩张, 未来电堆成本有望在 下降 50%以上 ; 从性能上看,电堆性能是燃料电池系统乃至整车性能的决定因素 ; 从技术上看,电堆是整个 系统里技术含量最高 部分,无论从流道设计、催化剂制备、 MEA 合成都有相当门槛。 目前电堆国产化 取得 长足的进步, 关键零部件能实现不同程度的国产化 ,虽然与国际先进水平仍有差距,但随着不断投入,我们认为 差距会迅速缩短 : 膜电极:目前进口产品与国产产品并存,以武汉理工新能源为代表的国内企业可批量提供产品,随着新的业者 加入,国产比例将不断提高; 质子交换膜:国内产品从批次品质看达到要求, 由于供应链的原因并未占据主流份额,随着国内 产业 发展,国产质子交换膜的替代将加快; 极板:石墨极板有企业批量供货,金属极板 有企业小批量生产。 国内市场目前以商用车为主导 ,石墨极板也许是 一段时间 性价比 合适 的选择; 催化剂 :目前催化剂来源以国际大厂为主,国内 有企业开始进入 。催化剂方面,之前担心的铂的供应问题随着单耗的迅速下降也已 不成问题 。 国内电堆企业根据技术来源可分为两大类:自主研发和技术引进,两种方向都是可行的 ,关键还是快速形成有效产能、保证 稳定供应、持续降 成本。 自 主研发企业以新源动力为代表,包括神力科技等 。 优势是技术和供应链自主,但 可靠性需要时间 ,规模生产和供应链管理需要更大 努力。 技术引进企业 最成功 是广东国鸿, 引进巴拉徳 9SSL 电堆, 形成 30 万kW 年产能 。 好处是研发风险低、形成产能快,缺点是技术授权成本。 投资方面,我们 继续看好燃料电池产业以及电堆这个产业的核心,企业方面, 继续推荐巴拉徳动力( BLDP)、大洋电机( 002249.sz)、富瑞特装( 300228.sz)、雄韬股份( 002733.sz)、东岳集团( 0189.HK)。 风险提示 加氢站基础设施建设不达预期;电堆与氢气成本下降不达预期。 2203231724312545265927732887170320170620170920171220国金行业 沪深 300 2018年 03月 19 日 新兴产业中心 燃料电池行业系列报告 六 买入 ( 维持评级 ) ) 行业深度研究 证券研究报告 用使司公限有理管金基银瑞投国供仅告报此此报告仅供国投瑞银基金管理有限公司使用行业深度研究 - 2 - 敬请参阅最后一页特别声明 内容目录 旭日始旦,燃料电池产业进入景气高峰起点 .4 2017 产业元年,中国燃料电池汽产量达到千辆 .4 路径明确:商用车带动加氢站建设,降低氢气与燃料电池成本 .4 燃料电池多地开花, 20 省市推动产业发展 .5 电堆是燃料电池最关键部件,性能满足商业化需求 .5 电堆是最关键部件 .5 电堆性能达到商业化,铂金不是瓶颈 .7 国内电堆实现量产,成本进 入下行通道 .7 我国掌握燃料电池关键材料、部件及电堆的关键技术 .7 国内电堆实现量产:自主研发和引进技术路线并举 .8 电堆成本进入下行通道 .9 电堆产业链国产化进行时 .10 国内电堆产业链雏形初具 .10 国内膜电极具备产业化能力,有序化 膜电极是工艺发展趋势 . 11 质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力 .13 催化剂:铂用量降至可接受水平,国内具备研发能力 .16 气体扩散层:技术成熟,国内达到小规模生产 .17 双极板:石墨板应用广泛,金属板能量密度高,国内具备小规模生产能力 .18 电堆产业链相关上市公司 .20 风险提示 .20 图表目录 图表 1:中国燃料电池汽车数量达到 1000 辆 .4 图表 2:商用车带动产业起步,乘用车奠定未来 .4 图表 3:五城燃料电池规划 .5 图表 4:燃料电池电堆组成 .6 图表 5:燃料电池全产业链 .6 图表 6:世界主要燃料电池车参数 .7 图表 7:“燃料电池基础材料与过程机理研究”项目部分性能指标 .8 图表 8:国内电堆企业 .8 图表 9: HYMOD® -300 型车用燃料电池电堆 .9 图表 10:巴拉德 9ssl 电堆参数 .9 图表 11:电堆国产 +规模 化后成本可降 60% .10 图表 12:国内电堆产业链雏形初具 .10 图表 13:膜电极结构 . 11 图表 14:膜电极 2015 性能现状与 DOE 目标 . 11 图表 15:武汉理工新能源 MEA 产品规格 .12 行业深度研究 - 3 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 16:膜电极生产工艺发展一览 .12 图表 17:质子交换膜主要性质 .13 图表 18:各类质子交换膜对比 .13 图表 19:全 氟磺 酸质子膜 挤出工艺流程图 .14 图表 20:全氟磺酸质子膜溶液浇铸成型工艺流程图 .14 图表 21:溶液复合成型工艺制备复合膜 .14 图表 22:质子交换膜 2015 现状与 DOE2020 年目标 .15 图表 23:国内外主要质子交换膜生产厂家及产品 .15 图表 24:东岳集团全氟磺酸质子交换膜 .16 图表 25:东岳集团全氟磺酸质子交换膜 .16 图表 26:催化剂 2015 现状与 2020 目标 .16 图表 27:国 外车用燃料电池电堆性能 .16 图表 28:电催化剂主要研究方向 .17 图表 29:不同扩散层材料的性能指标 .18 图表 30:国外主要气体扩散成材料生产厂家及产品 .18 图表 31:双极板 2015 年现状和 DOE2020 年目标 .18 图表 32:双极板常用材料性能对比总结 .19 图表 33:上海治臻双极板 .19 行业深度研究 - 4 - 敬请参阅最后一页特别声明 旭日始旦,燃料电池产业进入景气高峰起点 2017 产业元年,中国燃料电池汽产量达到千辆 2017 年是中国燃料电池产业化的元年, 部分地区 开展小规模的燃料电池汽车运营, 截止目前中国燃料电池汽车数量达到 1000 辆左右 ,佛山和北京已有燃料电池公交大巴运行,京东、申通等物流公司开始试用燃料电池物流车。 2018 年 国内燃料电池汽车 有望突破 3000-5000 台规模, 中国燃料电池 开始令人振奋的高速发展阶段 。 图表 1:中国燃料电池汽车 数量达到 1000 辆 汽车生产商 运营介绍 北京 福田欧辉 截止到 2018 年 1 月,陆续交付的 100辆福田欧辉氢燃料电池大巴已在北京公交体系成功运行 180天 上海 东风特专 2018 年 1 月, 500 台氢燃料电池物流车全部上牌完毕,用户开始陆续交车,在上海市开始落地运营 , 预定车辆已达 300 辆以上。 京东、申通、唯捷城配等多家物流公司在上海区域投入使用氢燃料电池物流车 。 上汽集团 2018 年 1 月 19 日,上海汽车集团股份有限公司与上海化学工业区强强合作,在上海化学工业区管委会签署了“上海化学工业区与上汽集团战略合作框架协议”,共同推进燃料电池汽车产品的商业化运营合作。现场交付的 20 台 FCV80 将在上海化学工业区内承担通勤职责。上汽大通相关负责人相关人员表示,首批 100 台氢燃料电池车 FCV80 将陆续交付,预计 2018 年可实现累计交付 400 台氢燃料电池车。 广东 佛山飞驰 28 辆氢燃料电池公交车 2017 年已在广东云浮、佛山两地投入试运营,两市还计划在 2018 年投放 300 台 8.5米的氢燃料电池公交车在公交区域使用 陕西 青年汽车 西安的新青年控股集团有限公司拥有 400 辆氢燃料电池物流车 ,目前计划投建 8 座加氢站投 ,第一座加氢站预计 2018 年 3 月完成 来源: 公司官网 国金证券研究所 路径明确:商用车带动加氢站建设,降低氢气与燃料电池成本 中国 燃料电池汽车发展路径明确: 通过商 用车 发展,规模化降低燃料电池和氢气成本,同时 带动加氢站配套设施 建设,后续 拓展到私人用车领域 。优先发展商用车的原因在于:一方面公共交通 的平均成本低,而且能够起到良好的社会推广效果,形成规模后带动燃料电池成本和氢气成本下降;另一方面商用车 行驶在固定的线路上且车辆集中,建设配套的加氢站比较容易。 当加氢站数量增加、氢气和燃料电池成本降低时,又会支撑更多燃料电池汽车。 图表 2:商用车带动产业起步,乘用车奠定未来 来源:国金证券研究所 行业深度研究 - 5 - 敬请参阅最后一页特别声明 燃料电池多地开花, 20 省市推动产业发展 全国以富氢优势、弃电较多或者产业领先为代表的地区重视燃料电池发展,多地市兴建氢能产业园区,氢能小镇和产业集群等,推动燃料电池公交、物流车示范运营, 截至目前 超过 20 省市明确推动氢燃料电池产业发展。目前仅上海、盐城、武汉、 佛山 和苏州 四城 规划显示,到 2020 年燃料电池汽车数量 近 1 万辆 。 图表 3:五 城燃料电池规划 时间 主要内容 上海 2017.9 上海市科委会同市经信委、上海市经济和信息化委员会、上海市发改委联合研究制订了上海市燃料电池汽车发展规划,提出到 2020 年建设加氢站 5-10 座、乘用车示范区 2 个,运行规模达到 3000 辆;到2025 年建成加氢站 50 座,乘用车不少于 2 万辆、其它特种车辆不少于 1 万辆;在到 2030 年,实现上海燃料电池汽车全产业链年产值突破 3000 亿元。 盐城 2017.10 2018 年盐城市计划首先在国家级经济技术开发和国家级高新技术产业开发区之间运营 10 辆燃料电池公交车。“十三五”期间,力争实现 1500 辆以上的客车、物流车、专用车、乘用车等多种燃料电池汽车的示范应用,形成一定的规模效应 佛山 2017.12 佛山市在第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会提出将在 2019 年投入使用 10 座加氢站,力争实现1000 辆的氢能公交车示范运营项目;佛山市南海区促进新能源汽车产业发展扶持办法,提出加快包含燃料电池汽车在内的新能源汽车产业的发展 武汉 2018.1 武汉首份氢能产业发展规划方案 出炉: 2018 2020 年,在研发层面,实现制储氢、膜电极、电堆、系统集成与控制等核心技术领域达到国际先进水平;在制储氢基 础设施层面,研究适宜长距离、大规模氢的储运技术,形成制、储、运氢的示范化应用,并建设国内领先的氢能产业园,聚集超过 100 家燃料电池汽车产业链相关企业,燃料电池汽车全产业链年产值超过 100 亿元;在基础设施与示范推广层面,建设 5 20座加氢站,在轮船、无人机、分布式发电等方面形成小规模氢能燃料电池示范应用,燃料电池公交车、通勤车、物流车等示范运行规模达到 2000 3000 辆。 到 2025 年,武汉将产生 3-5 家氢能国际领军企业,建成加氢站 30-100 座,形成相对完善的加氢配套基础设施,实现乘用车、公交、物流车及 其他特种车辆总计 1-3 万辆的运行体量,氢能燃料电池全产业链年产值力争突破 1000 亿元,成为世界级新型氢能城市。 苏州 2018.3 苏州市发改委、市经信委、市科技局、市交通局联合制定的苏州市氢能产业发展指导意见(试行)(见附件),文件提出到 2020 年,氢能产业链年产值突破 100 亿元,建成加氢站近 10 座,推进公交车、物流车、市政环卫车等示范运营,氢燃料电池汽车运行规模力争达到 800 辆;到 2025 年,氢能产业链年产值突破 500 亿元,建成加氢站近 40 座,公交车、物流车、市政环卫车和乘用车批量投放,运行规模力争达到 10000 辆。 来源: 人民网 搜狐网 各政府官网 国金证券研究所 电堆是燃料电池最关键部件 ,性能满足商业化需求 电堆是最关键部件 电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合 构 成 。 将双极板与膜电极交替叠合,各单体之 间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成 燃料电池电堆 。 电堆是 发生电化学反应场所, 燃料电池动力系统核心部分。 电堆工作时,氢气和氧气分别由进口引入,经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应 。 行业深度研究 - 6 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 4:燃料电池电堆组成 来源:国金证券研究所 在燃料电池产业链中,电堆是 处于中游核心环节 。 催化剂、质子交换膜、气体扩散层组成膜电极和 双极板构成 电堆的上游,电堆与空压机、储氢瓶系统、氢气循环泵等其它组件构成燃料电池动力系统,下游应用对应交通领域和备用电源领域,主要是 客车、轿车、叉车 、固定式电源和便携式电源 等 。 图表 5:燃料电池全产业链 来源:国金证券研究所 行业深度研究 - 7 - 敬请参阅最后一页特别声明 电堆性能达到商业化,铂金不是瓶颈 目前燃料电池汽车在速度、加速时间和续航均满足日常使用,商业化瓶颈主要是在耐久性、低温启动和铂金需求方面,目前电堆性能达到商业化需求。 在耐久性方面,丰田和新源动力轿车用电堆 寿命超 5000h, Ballard FCvelocity-HD6 燃料电池已经达到超过 25000 小时时间的耐久性记录 ,已经满足日常乘用车和商用车使用需求。 轿车用电堆耐久性达到 5000h,普通乘用车用户日均行驶 2h,轿车可使用 7 年;商用车电堆耐久性达到25000h,一辆商用车日均行驶 8h,使用时间可达到 8 年。 低温性能方面,目前电堆可以应对全球绝大部分地区和气候,丰 田燃料电池汽车和本田燃料电池汽车分别实现了 -37 和 -30 启动;即使在冬天,燃料电池汽车依然可以满足日常使用。 铂金需求方面, 目前 本田 电堆铂金载量 已经 低至 0.12g/kg, 铂载量 还处于持续下降过程中,铂金不会成为燃料电池发展瓶颈。以本田 Clarity 为例,单辆 燃料电池车催化剂耗铂已经降至 10g 左右,而单辆柴油车需要 5g 做铂金作为尾气净化催化剂,目前燃料电池催化剂铂金用量已经降至 产业 化水平, 而且处于持续下降中,不会引起铂金需求短缺 。 假设到 2025 年 单车铂载量 5g 计算 ,燃料电池汽车 100 万辆计算,铂金需求量 5 吨,相对 2017年铂金用量 244 吨,边际增量只有 2%;考虑燃料电池铂载量持续下降和非贵金属催化剂的发展,燃料电池汽车规模化的资源瓶颈并不存在。 图表 6:世界主要燃料电池车参数 丰田 Mirai 本田 Clarity 奔驰 GLC 现代 ix35 车重 1850kg 1890km 1718kg 2290kg 最高车速 175km/h 165km/h 170km/h 160km/h 百公里加速时间 9.6s 8.8s 11.3s 12.5s 续航里程 650km 750km 550km 594km 电堆总功率 114kW 103kW 100kW 100kW 体积比功率密度 3.1kW/L 3.1kW/L 不详 3.1kW/L 重量比功率密度 2036W/kg 不详 不详 不详 寿命 5000h 5000h 5000h 5000h 铂载量 0.175g/kW 0.120g/kW 0.200g/kW 0.40g/kW 重量 56kg 不详 不详 不详 低温启动 -30 -30 -25 -30 是否增湿 无增湿器 有 有 有 双极板 金属板 金属板 金属板 金属板 工作压力 高压 高压 高压 高压 来源: 公司官网 国金证券研究所 国内电堆实现量产,成本进入下行通道 我国掌握 燃料电池关键材料、部件及电堆的关键技术 经过 863 计划,我国初步掌握了燃料电池关键材料、部件及电堆的关键技术,基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术平台,燃料电池在国内外开展了多次示范运行。 2015 年,我国燃料电池电堆性能达到: -20行业深度研究 - 8 - 敬请参阅最后一页特别声明 启动及 -40存储;寿命 3000h;功率密度 2kW/L、比功率 1.5kW/kg;能量效率 55%。 2016 年 11 月,国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项“燃料电池基础材料与过程机理研究”项目在大连启动。项目由中国科学院大连化学物理研究所牵头, 21 家单位共同参与,在催化剂、质子交换膜、金属双极板、膜电极等方面开展基础性 研究,同时对燃料电池低温环境适应性、流场结构、水管理过程等方面进行优化设计,掌握批量制备燃料电池所需电化学材料关键技术 , 项目指标达到 DOE2020 年目标。 图表 7:“ 燃料电池基础材料与过程机理研究”项 目部分性能指标 指南 本项目 DOE2020 年目标 铂用量 0.125g/KW 0.125g/KW 0.125g/KW 功率密度 1.4W/cm² 1.4W/cm² 1W/cm² 耐久性 10000h 10000h 5000h 低温启动 -30存储和启动 -30启动, -40存储 -40 启动 来源: 2017 年(武汉)燃料电池技术与产业发展高峰论坛 国金证券研究所 国内 电堆 实现量产:自主研发和引进技术路线并举 目前国内燃料电池电堆正在逐渐起步,电堆及产业链企业数量逐渐增长,产能量级提升, 到 2018 年国内电堆产能超过 40 万 kW。目前国内电堆厂商主要有 两 类:( 1)自主研发 ,以新源动力 和神力科技 为代表;( 2)引进国外成熟电堆技术,以广东国鸿为代表 ,其余企业有南通百应、嘉兴爱德曼等。 图表 8:国内电堆企业 新源动力 神力科技 广东国鸿 技术模式 自主研发 自主研发 引进国外 产品电堆 HYMOD® -300 型车用燃料电池电堆 SL-C 系列 巴拉德 FCvelocity-9SSL 体积功率密度 1.13kw/L 1.3kw/L 1.52kw/L 耐久性 5 千 h 1 万 h 超过 2 万 h 低温性能 -10 低温启动, -40 储存 -40 储存 -20 到 75 产能 1.5 万 kw 6 万 kw 30 万 kw 动力系统客户 新源动力 亿华通 国鸿重塑 整车用户 上汽 宇通、福田、申龙、厦门金龙 东风、厦门金龙、宇通、飞驰 应用车型 轿车、荣威 750 燃料电池轿车,上汽大通 FCV80 商用车 商用车、东风物流车 优势 自主研发实力强,依托上汽发展 自主研发实力较强,与亿华通形成协同优势 产能最大,寿命最长,巴拉德电堆产品成熟,广东大力支持 来源: 公司官网 国金证券研究所 新源动力 长期致力于燃料电池研发生产, 公司现有产能 1.5 万 kW/年。 其开发 的 HYMOD® -300 型车用燃料电池电堆模块,采用高稳定性、高性能的“膜基催化层膜电极 设计”和高可靠性的“复合双极板结构”,达到 车用燃料电池 5000 小时的耐久性 , 实现 电堆 -10低温启动, -40储存 。 行业深度研究 - 9 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 9: HYMOD® -300 型车用燃料电池电堆 来源:国金证券研究所 广东国鸿于 2016 年 5 月 引进 加拿大巴拉德签署引进 9SSL 电堆生产线技术 ,并在 国内建设年生产 2 万台电堆 ( 30 万 kW) 和 5000 套系统的生产线,生产线 于 2017 年 7 月 1 日正式投 产 。 9SSL 系列燃料电池电堆是为交通领域设计的液冷式电堆产品,能够满足车用车载动态特性要求。它具有良好的单电池均一性,工作寿命超过 2 万 h,最长寿命超过 2.5 万 h。 巴拉德9ssl 电堆 的 9SSL 系列电堆产品自 2009 年生产至今已累计生产电堆超过10,000 台, 部署量达到 320MW,产品的成熟性已经过充分的市场验证 。 图表 10:巴拉德 9ssl 电堆参数 功率范围 kW 3.8 4.8 10.5 14.3 17.2 21 直流电压( 300A) V 12.8 16 35 48 57.4 70.2 最大电流 A 300 300 300 300 300 300 质量(无冷却系统) kg 7.1 7.2 10.7 13 15 17 功率密度 kW/kg 0.54 0.67 0.98 1.10 1.15 1.24 kW/L 0.91 1.01 1.32 1.43 1.48 1.52 电堆长度 mm 92 104 174 220 255 302 电堆宽度 mm 760 760 760 760 760 760 电堆高度 mm 60 60 60 60 60 60 氢气纯度要求 99.5%或更高(潮湿环境) 电堆温度 -25 -75 来源:公司官网 国金证券研究所 电堆成本进入下行通道 电堆成本在燃料电池汽车中占比最高。目前 燃料电池电堆 实现小规模放量和初步国产化,电堆成本已经实现有力下降。随着规模放大以及电堆产业国产化,电堆成本预计可降 60%。 具体到各个环节来看, 气体扩散层降本主要由规模化效应驱动;而质子交换膜、催化剂 和双极板 降本则需 国内工艺进步和规模化 加以推进。 行业深度研究 - 10 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 11:电堆国产 +规模化后成本可降 60% 来源:国金证券研究所 注:数据以 60kw, 8 个氢瓶的大巴为主要参考 电堆产业链国产化进行时 国内 电堆 产业链雏形初具 国内燃料电池电堆产业链初成雏形,上游厂商齐全,膜电极、质子交换膜和双极板具备国产化能力,气体扩散层有小批量供应,催化剂具备研发能力。 图表 12:国内电堆产业链雏形初具 上游产业链 代表企业 发展现状 备注 膜电极 武汉理工新能源 具备量产能力 武汉理工新能源有限公司是国内最大的燃料电池 MEA 生产企业,燃料电池膜电极大批量出口美国、欧洲等国际市场,采用自动化生产线, Roll to Roll 生产工艺,年产能可达数十万片 质子交换膜 东岳集团 具备量产能力 东岳 DF260 膜技术已经成熟并已定型量产,新的衍生牌号正在开发;DF260 膜具有高性能( 635mV1.79A/cm2, 90)和优异的耐久性( >6000h)能够满足燃料电池车的需求;其完整的氟化工产业链将为我国燃料电池产业提供强有力的支撑。 行业深度研究 - 11 - 敬请参阅最后一页特别声明 催化剂 大连化物所 贵研铂业 研发阶段 贵研铂业 与上海汽车集团合作 3 年 , 已经研发出铂基催化剂 ; 中国科学院大连化学物理研究所制备的 PdPt/C 核壳催化剂,其氧还原活性与稳定性 表现优异 气体扩散层 上海河森、 台湾碳能科技公司 小规模生产 上海河森气体扩散层具备 1000 平米 /月生产能力, 台湾碳能科技公司的碳纸产品价格较低,获得了一定市场认可。同时 中南大学、武汉理工大学以及北京化工大学等 研究机构也都有研究 双极板 上海治臻 、上海弘枫、鑫能石墨等 石墨双极板国产化,金属双极板开始国产化 阶段 石墨双极板目前已实现国产化, 国产厂商主要有 上海弘枫、鑫能石墨等 金属双极板处于 开始国产化 阶段,上海治臻新能源装备有限公司依托上海交大,研制出车用燃料电池金属双极板,并尝试在电堆和整车中实际应用。 来源: 公司官网 国金证券研究所 国内膜电极具备产业化能力,有序化膜电极是工艺发展趋势 膜电极 ( membrane electrode assembly, MEA) 是 质子交换膜燃料电池发生电化学反应的场所 , 是传递电子和质子的介质,为反应气体、尾气和液态水的进出提供通道,膜电极是质子交换膜燃料电池的心脏。膜电极通常由 5 部分组成,即中间的质子交换膜、两侧的阳极催化层和阴极催化层,最外侧的阳极气体扩散层和阴极气体扩散层。 图表 13:膜电极结构 来源:国金证券研究所 当前膜电极在性能和产能方面 可以 初步 满足商业化需求 。 现阶段 性能 初步满足产业使用, 2015 年 MEA, 在工况条件下寿命达到 2500 小时,性能方面也达到 810mW/cm2。 膜电极厂商具备万平米级产能 , 目前做膜电极的厂商分为两类,一种是具备膜电极产业化能力,能够自给自足的燃料电池厂商,以丰田和 Ballard 为代表。另外一种是专业的膜电极供应商,包括 Gore、JM、 3M、 Toray( Greenerity)和国内的武汉理工新能源等,都已经具备了不同程度的自动化生产线,年产能在数千平米到万平米级。 图表 14:膜电极 2015 性能现状与 DOE 目标 特性 单位 2015 现状 2020 目标 性能( 0.8V) mA/cm2 240 300 性能( 额定功率, 150kPa) mW/cm2 810 1000 成本( 50 万台 80kW/年) $/kW 17 14 耐久性(工况循环) 小时数 2500 5000 耐久性(启停循环) 循环次数 - 5000 来源: DOE 国金证券研究所 国内武汉理工新能源生产的是燃料电池的核心零部件膜电极,年产量达到12 万片,建成自动生产线产能 5000 平米 /年。武汉理工新能源膜电极产品功率密度,最高可达 1W/cm2; Pt 用量 低至 0.3mg Pt/ cm2 。 行业深度研究 - 12 - 敬请参阅最后一页特别声明 图表 15:武汉理工新能源 MEA 产品规格 MEA产品 EV MEA AC MEA SN MEA WE MEA 应用 车用 备用电源 电化学传感器 水电解 特点 高功率密度 长寿命 低湿度 低成本 高灵敏度 高性能 低渗透 结构 7-layer( 5-layer+sub-gasket) 5-layer( CCM+GDL) 3-layer( CCM) 膜 均质膜 复合膜 边框 60 > 60 Pt 载量 > 0.8/2 0.8/2 0.6/2 0.5/2 0.4/2 来源:公司

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