1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 燃料电池产业分析之 一 ： 政策与技术助推，商业化大幕开启 燃料电池 序幕开启，市场关注度 空前高涨 ： 两会期间 ，众多参会代表多次提及发展氢燃料电池产业的提案、建议等，主要包括战略地位提升、加大技术研发投入、补贴政策和完善基础实施等，市场关注度空前高涨。 2018 年 8月份，潍柴动力对巴拉德进行约 1.63 亿美元的股权投资 ， 将持有其 19.9%股权 ， 成为巴拉德第一大股东 。同时潍柴宣布 2021 年前为商用车提供至少 2000套燃料电池模组 ， 这是全球历史上规模最大的商用车燃料电池汽车部署计划 。另外 2019 年有望开始实施 “十城千辆”推广计划， 国内燃料电池汽车产业化大幕逐渐拉开。 兼具 高能量密度 与零排放 特性 ,氢燃料电池市场潜力巨大 ：氢燃料电池通过氢气和氧气电化学反应产生电能 （核心部件为 双极板、电解质、扩散层、催化剂） ，具有极高的能量密度并兼具零排放特点，无疑是市场 所追求的最具潜力能源利用方式 ， 2018 年预计总体出货量可达 803MW。 燃料电池的特殊优势使其在 燃料电池汽车、无人机、 IDC、通信设备等领域潜力巨大。 根据富士经济预测 ， 未来十年燃料电池市场空间将达到 3400 亿元以上。 政策力挺燃料电池技术，多方下游应用进程加速 ： 国家补贴政策给予燃料电池车高补贴且 2020 年前不退坡， ZEV、碳税等经济手段的出台都为燃料电池最大的潜在市场 新能源汽车市场形成有力推动。此外，燃料电池的一系列特性使其在通信、军用等领域有着巨大的应用空间，政府也出台了相关政策给予指引。市场需求、政策双驱动，多项应用领域有望同步发展。 技术引进、投资并购助力燃料电池产业化进程加速 ： 我国 现 阶段燃料电池车产业技术滞后于国外先进公司 。 2016 年，国鸿氢能 和 大洋电机引进 Ballard 燃料电池核心部件（ PEMFC 电池系统）技术并达成股权、制造等项目合作；2018 年潍柴动力对巴拉德进行股权投资 ， 成为其第一大股东 ，同时在成立合资企业，众多的合作进展极大地促进中国商用车燃料电池汽车产业的发展 。 成本快速下降 ， 促进产业发展 。 国外技术的不断突破，让我们看到了氢燃料电池成本下降路径。重整法制氢成本已可媲美燃油（约合 1.25 美元 /kg）、电池系统成本 2015 年约 53 美元 /kW， 2020 年有望下降至 40 美元 /kW，同时我国废氢的利用将使使用成本进一步降低。 建议关注 ： 我们建议从 燃料电池 产业链的角度关注投资标的： 氢生产：华昌化工； 质子交换膜：东岳集团（港股）、 雄 韬股份、长城电工、南都电源、新大洲控股 ； 双极板：安泰科技； 氢气存贮装臵：富瑞特装； 催化剂：贵研铂业； 空气压缩机：雪人股份； 整车企业： 上汽集团、福田汽车、宇通客车 。 风险提示： 氢燃料电池车推广不及预期、政策变化风险。 able_Tit le 2019 年 03 月 15 日 电力设备 Table_BaseI nfo 行业深度分析 证券研究报告 投资 评级 领先大市 -A 维持 评级 Table_Fir st St ock 首选股票 目标价 评级 Table_Char t 行业表现 资料来源： Wind 资讯 % 1M 3M 12M 相对收益 -4.40 -12.05 3.32 绝对收益 7.77 6.24 -5.25 邓永康 分析师 SAC 执业证书编号： S1450517050005 dengykessence 吴用 分析师 SAC 执业证书编号： S1450518070003 wuyong1essence 彭广春 报告联系人 penggcessence 丁肖逸 报告联系人 dingxyessence 相关报告 泛在电力物联网加速，引来投资热潮 2019-03-11 泛在电力物联网深度解码之一：架构、场景及投资机会 2019-03-10 静待政策落地：风光趋势不改，电解液深入探析 2019-03-03 把握春季攻势：光伏需求超预期，探析19 年新能源爆款车型 2019-02-18 从新能源车型投放看 2019 行业趋势 2019-02-11 -37%-32%-27%-22%-17%-12%-7%-2%电力设备 沪深 300 行业深度分析 /电力设备 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 内容目录 1. 燃料电池性能优越，市场关注度与日俱增 . 5 1.1. 受益交通应用拉动， PEMFC 出现跨越式发展 . 5 1.2. 全球燃料电池市 场空间有望达到 3400 亿， PEMFC 占多数 . 6 2. 新能源汽车应用空间广阔，新兴市场机会有待深入挖掘 . 7 2.1. 交通运输领域：氢燃料电池，新能源车未来发展方向 . 8 2.1.1. 氢燃料电池车的发展存在市场基础和政策基础 . 8 2.1.2. 氢燃料车 vs 锂电池车：燃料补充迅速和续航里程是优势 . 10 2.1.3. 丰田 Mirai：燃料电池领跑者，专利公开掀起产业化浪潮 . 12 2.1.4. 国内外车企加大燃料电池汽车布局 . 12 2.1.5. 全球燃料电池汽车的市场现状及未来展望 . 13 2.2. 新能源车外新兴应用领域亦值得关注 . 16 2.2.1. 无人机行业需求迫切 . 16 2.2.2. 备用电源：可靠性高 . 17 3. 技术引进 +投资并购，借鉴国外经验，突破产业制约 . 18 3.1. 成本、技术成产业重点突破口 . 18 3.2. 燃料电池本土化生产提速 . 18 4. 最有发展前景的燃料电池 PEMFC 产业链全梳理 . 22 4.1. 氢的生产：天然气重整制氢成本媲美燃油，废氢利用进一步降低使用成本 . 22 4.2. 氢气的提纯：碳氢膜技术替代现有成本高昂的冷却技术 . 23 4.3. 氢的储运和加注：国外已有成熟技术应用 . 24 4.4. 燃料电池系统：规模化、新技术降本路线清晰 . 25 5. 投资建议 . 28 5.1. 政策催化 +技术突破，氢燃料电池发展将提速 . 28 5.2. 重点关注标的 . 30 6. 风险提示 . 36 图表目录 图 1：各种类型燃料电池历年出货量（千组） . 6 图 2：各种类型燃料电池历年出货量（ MW） . 6 图 3：各领域市场空间预测（万亿日元） . 6 图 4：燃料电池的产业概览 . 7 图 5：各应用领域出货量（千个） . 8 图 6：各应用领域出货量（ MW） . 8 图 7：燃料电池汽车示意图 . 8 图 8：三种化石燃料能源利用方式的效率（ 2020E） . 10 图 9：锂电池车、燃料电池车优劣势对比 .11 图 10：燃料电池 /锂电电动车核心部件构造差异对比 .11 图 11：丰田 Mirai 燃料电池车 . 12 图 12： Tesla Models 电动车 . 12 图 13：全球燃料电池乘用车销量（辆） . 14 图 14：中国燃料电池商用车销量（辆） . 14 图 15：美国氢燃料电池乘用车销量（辆） . 14 图 16：韩国氢燃料电池乘用车销量（辆） . 14 行业深度分析 /电力设备 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 17：日本燃料电池汽车未来规划（万辆） . 15 图 18：日本燃料电池加氢站未来规划（万个） . 15 图 19：欧洲燃料电池汽车未来规划 （百万辆） . 15 图 20：欧洲燃料电池加氢站未来规划（座） . 15 图 21：我国燃料电池汽车未来规划（百万辆） . 15 图 22：我国燃料电池加氢站未来规划（座） . 15 图 23：部分地方政府燃料电池汽车推广计划（辆） . 16 图 24：大疆无人机历年销售收入 . 17 图 25：大疆 PHANTOM4 专业级航拍无人机 . 17 图 26：氢燃料电池成本结构 . 18 图 27：燃料电堆成本结构 . 18 图 28：巴拉德产品分类 . 19 图 29：巴拉德主要客户 . 19 图 30：巴拉德公司业务分布 . 20 图 31：巴拉德公司业绩及目标（百万美元） . 20 图 32： PEMFC 产业链图 . 22 图 33：当前的氢气提纯技术 . 23 图 34：开发中的氢气提纯技术 . 24 图 35： 氢的运输方式 . 24 图 36： 氢的加注示意图 . 25 图 37： Mirai 储气罐示意图 . 25 图 38：储气罐成本构成图 . 25 图 39：燃料电池单元结构图 . 26 图 40：燃料电池系统下降路径（ 美元 /kW） . 27 图 41： 净输出 80kW 的燃料电池堆分项成本占比 . 27 图 42：雄韬股份历年营收及利润 . 30 图 43：雄韬股份盈利能力 . 30 图 44：潍柴动力历年营收及利润 . 31 图 45：潍柴动力盈利能力 . 31 图 46：贵研铂业历年营收及利润 . 32 图 47：贵研铂业盈利能力 . 32 图 48：雪人 股份历年营收及利润 . 33 图 49：雪人股份盈利能力 . 33 图 50：富瑞特装历年营收及利润 . 34 图 51：富瑞特装盈利能力 . 34 图 50：厚普 股份历年营收及利润 . 35 图 51：厚普股份盈利能力 . 35 表 1：燃料电池分类 . 5 表 2：各种类型电池历年容量（ MW） . 5 表 3：燃料电池应用分类 . 7 表 4：各应用领域容量（单位 MW） . 8 表 5：中国制造 2025燃料电池汽车发展战略 . 9 表 6：燃料电车汽车政策梳理 . 9 表 7： 2016-2020 年新能源乘用车补贴标准 对比（红色表明补贴下降） . 10 行业深度分析 /电力设备 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 表 8：纯电动车和氢燃料电池车参数比较 . 12 表 9：丰田 Mirai 和 Tesla Models 60 主要参数对比 . 12 表 10：燃料电池乘用车对比 . 13 表 11：国内外车企在氢燃料电池汽车方面的规划（部 分） . 13 表 12： 1-10kW 等级后备电源特性 . 17 表 13：巴拉德近年来与中国的主要合作事项 . 20 表 14：主要制氢方法的成本测算 . 23 表 15：电池单元主要物料 . 26 表 16：净输出 80kW 的燃料电池堆及分项成本（ 50 万台产量测算） . 27 表 17：燃料电池产业链相关标的分类 . 28 表 18：潍柴动力氢燃料电池合作历程 . 31 行业深度分析 /电力设备 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1. 燃料电池性能优越 ，市场关注度与日俱增 燃料电池 转换效率高 、排放污染小，性能优势 明显 。 燃料电池通过燃料的电化学反应直接产生电能，相当于一个小型发电装臵（主要包括双极板、电解质、扩散层、催化剂）。 氢燃料电池汽车通过罐装氢气，与空气反应产生电能推动车辆，具有无污染及能量转化率高的优点。 根据电解质和燃料的不同，燃料电池分为六类：质子交换膜燃料电池（ PEMFC）、直接甲醇燃料电池（ DMFC）、固体氧化物燃料电池（ SOFC）、碱性燃料电池（ AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（ MCFC）、磷酸燃料电池（ PAFC）。每一种类电池特性不同，应用领域也有所区别。 表 1：燃料电池分 类 碱性染料电池 AFC 磷酸燃料电池 PAFC 固体氧化物燃料电 池 SO FC 质子交换膜燃料电 池 PEMFC 直接甲醇燃料电 池 DMFC 熔融碳酸盐燃料电池 MCFC 电解质 KOH-H2O 或NaOH-H2O H3PO4 Y2O3-ZrO 含氟质子交换膜 三氟甲烷磺酸或 质子交换膜 NaCO3 燃料种类 H2 天然气、液化石油 气、甲醇 H2、 CO、 CH2 H2 氢、液态甲醇 天然气、甲烷 工作温度 80 60-200 1000-1200 80 -100 25-135 600-700 质量功率密度（ W/kg） 35-105 100-200 15-20 300-1000 - - 体积功率密度（ W/cm2） 0.5 0.1 0.3 1-2 - - 发电效率 45%-60% 35%-60% 50%-60% >60% 60%左右 >60% 特性 需高纯度氢气作燃料；低腐蚀性、低温，较易选择材料 进气中含 CO 会导致催化剂中毒；废热可利用 不受进气 CO 影响；高温反应，不需要依赖催化剂；废热可利用 功率密度高、体积小、质量轻；低腐蚀性、低温。较易选择材料 甲烷来源丰富，价格低廉 电池效率高，对材料的要求也要 优点 启 动快；室温常压下工作 ；可用非贵金属做催化剂，成本低 对 CO2 不敏感 可用空气做氧化剂，天然气或甲烷作燃料 可低温运行；低温启动迅速；寿命长；可用空气做氧化剂 能量密度较高，容易运输和存储 对贵金属催化剂的依赖较低；比起低温电池，可减少催化剂中毒概率；可以使用多种燃料 缺点 对 CO2 敏感； 需纯氧作氧化剂；成本高 对 CO 敏感 ； 工作温度较高；低于峰值功率输出时性能下降 工作温度较高 对 CO 敏感；反应物需要加湿 ；需采用贵金属催化剂，成本高 功率密度低；功率响应慢；效率低 存在高温腐蚀 ；采用昂贵的催化剂 适用领域 主要用于宇航 应用广泛，用于发 电、航天等 固定式燃料电池电站、家用热电联产 新能源汽车 消费电子 大型电站 资料来源： 美国能源部，节能与新能源汽车网， 安信证券研究中心 整理 1.1. 受益交通应用拉动， PEMFC 出现跨越式发展 PEMFC 出现跨越式发展。 2011-2018 年， PEMFC、 SOFC、 MCFC 三种类型电池占据了历年总出货量的 90%以上 。 其中 ， 受交通运输领域需求拉动， PEMFC 在 2011-2017 年出货量 连续出现了跨越式增长 ，年均复合增长率为 42.57%； SOFC、 MCFC 在固定式电站或热电联产上应用较为成熟。 表 2： 各种类型电池历年容量（ MW） 电池种类 /年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018E PEMFC 49.2 68.3 68.0 72.7 151.8 311.2 466.7 589 DMFC 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 PAFC 4.6 9.2 7.9 3.8 24.0 46.6 81 97 SO FC 10.6 26.9 47.0 38.2 53.3 53.7 85.2 91 MCFC 44.5 62.0 91.9 70.5 68.6 66.9 24.7 25 AFC 0.1 0.0 0.3 0.0 0.2 0.0 0.6 0.1 总计 109.4 166.7 215.3 185.4 298.1 478.6 658.6 803 资料来源： Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 燃料电池应用市场出现结构性变化。 2015 年之前，燃料电池应用以产业和商业用途及家庭用途领域为主，但因燃料电池汽车商业化不断落地的催化，下游市场已出现结构性变化。行业深度分析 /电力设备 6 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 2011-2014 年， PEMFC 在燃料电池应用领域的占比保持在 40%左右 ； 2015 年 开始， PEMFC的应用占比快速提升 。 根据 E4tech 统计， 2017/18 年 PEMFC 在燃料电池 应用中的 占比已经达 到了 70%以上。 图 1： 各种类型燃料电池历年出货量（千组） 图 2： 各种类型燃料电池历年出货量（ MW） 资料来源： E4tech， 安信证券研究中心 资料来源： E4tech， 安信证券研究中心 1.2. 全球燃料电池市场空间有望达到 3400 亿， PEMFC 占多数 燃料电池市场 增长潜力巨大 。 根据 Fuji Keizai 预测， 到 2025 年 全球燃料电池市场有望达到5.2 万亿日 （约合人民币 3,400 亿元） 元 ，其中燃料电池汽车市场规模将超过 50%。 2011 年燃料电池汽车市场仅为 3 亿日元，未来随着技术升级、加氢站等基础设施的完善、政策支持力度加大，预计到 2025 年全球燃料电池汽车市场有望扩大到 2.91 万亿日元（ 约 合人民币 1,900亿元），占整体市场一半以上 。 图 3：各领域市场空间预测（万亿日元） 资料来源： Fuji Keizai，安信证券研究中心 0204060802014 2015 2016 2017 2018EPEMFC DMFC PAFC SOFC MCFC AFC020040060080010002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018EPEMFC DMFC PAFC SOFC MCFC AFC01234562011 2012 2015 2020E 2025E产业和商用 家用 燃料电池车 便携 /紧急用途 行业深度分析 /电力