新材料系列之一：燃料电池快速发展中的机遇.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 13 Table_Page 跟踪分析 |有色金属 证券研究报告 Table_Title 有色金属行业 新材料 系列之 一 ： 燃料电池 快速发展中的 机遇 Table_Summary 核心观点： 氢能源首入 政府工作报告 ， 或迎政策支持 快速 发展期 2019 年 3 月 15 日，国务院新闻办举行吹风会，就政府工作报告的 83 处修订进行了解读，其中包括“推动充电、加氢等设施建设”，这是氢能源被首次写入政府工作报告 ； 同时，在 2019 年各省政府工作报告中，部分省份亦提及建设氢能等新能源设施。 2019 年 1 月，山西省政府工作报告强调加快发展氢能等清洁能源和新能源，加快布局氢能产业。 2019年 1 月，山东省政府工作报告提出在氢能源等领域加强前瞻性技术布局 。氢能源 作为高效清洁能源 ，从 国家能源安全 及 多元化角度 出发，或将迎来政策支持下的快速发展期。 双极板 和催化剂 需求或受益快速增长 从 美国能源局 对 燃料电池成本的测算 以及对 未来成本指标的预计情况来看， 2017 年 成本 45 美元 /千瓦时 ，较 2006 年 下降 64%， 并预计 到 2020年 实现 40 美元 /千瓦时 ， 最终实现 30 美元 /千瓦时 的终极目标， 成本 的快速下降 将 是燃料电池发展的关键。 从成本占比来看 ，双极板和 催化剂 在燃料电池中的占比均较高， 也是 燃料电池的 核心部件 和原料 。据美国能源局数据 ，如果氢燃料电池 产量 从1000 套 /年增加至 50 万套 /年 ， 气体扩散层 和膜材料等成本占比将明显下降，而催化剂成本占比 从 26%增加至 41%， 双极板成本占比从 18%增加至28%。 而 随着技术的进步和产业化应用的推广，其单位电池的 双极板 和催化剂 用量 或 有所下降，但随着 燃料电池 需求的快速增长，双极板和催化剂的需求总量有望 快速增长 。 建议关注燃料电池 快速发展过程中双极板和催化剂的投资机会 能源的安全 、 高效 、清洁 一直是新能源发展 不断追求的目标， 随着 技术的不断进步， 氢能源的 利用 或将 在 政策 的支持下步入产业化的快速发展期，作为 氢 燃料电池的 核心部件 和原料， 双极板 和催化剂的需求 或 将快速增长 。建议关注： 安泰科技 。 风险提示 燃料电池技术进步缓慢 ，产业化 推广仍受 成本较高压力 ；加氢站等配套设施建设进度滞后； 国家 相关补贴政策出现波动；燃料电池汽车购买和普及力度不及预期等 。 Table_Grade 行业评级 买入 前次评级 买入 报告日期 2019-03-18 Table_PicQuote 相对市场表现 Table_Author 分析师： 巨国贤 SAC 执证号： S0260512050006 SFC CE No. BNW287 0755-82535901 juguoxiangf 分析师： 赵鑫 SAC 执证号： S0260515090002 021-60759794 gzzhaoxingf 分析师： 宫帅 SAC 执证号： S0260518070003 SFC CE No. BOB672 010-59136627 gongshuaigf 请注意，赵鑫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_DocReport 相关研究： 有色金属行业 :美元下跌，黑钨涨价 2019-03-10 有色金属行业 :重稀土供给收缩 2019-03-06 有色金属行业 :增值税率下调3 个百分点，有色行业受益几何 2019-03-05 Table_Contacts -41%-33%-25%-16%-8%0%03/18 05/18 07/18 09/18 11/18 01/19有色金属 沪深 300识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属目录索引 一、受益政策支持，燃料电池或迎快速增长期 . 4 1、中国氢能与燃料电池发展历程与展望 . 4 2、补贴政策 持续支持，燃料电池或迎快速增长期 . 6 二、双极板和催化剂需求或受益快速增长 . 7 1、燃料电池工作原理 . 7 2、降低成本是发展燃料电池的关键 . 8 3、双极板和催化剂是燃料电池的关键，需求总量有望快速增长 . 9 三、相关公司 . 10 1、安泰科技 . 10 四、风险提示 . 11 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属图表索引 图 1：蓝皮书中国氢能产业发展路线图 . 5 图 2：聚合物燃料电池工作原理 . 7 图 3： 2006 年以来燃料电池成本持续下降 . 8 图 4：年产 1000 套燃料电池模组时各组件成本占比 . 9 图 5：年产 50 万套燃料电池模组时各组件成本占比 . 9 图 6： 2010 年美国能源部燃料电池中铂族金属含量历史测算及未来技术目标 . 10 图 7：安泰科技分业务营业收入（亿元）及同比 . 11 图 8：安泰科技分业务毛利润（亿元）及同比 . 11 表 1：中国制造 2025燃料电池汽车发展规划 . 4 表 2：中国新能源车补贴政策历程 . 6 表 3：燃料电池各种类型对比介绍 . 8 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属一、 受益政策 支持， 燃料电池 或迎 快速增长期 1、中国氢能与燃料电池发展历程与展望 2001年，国家“ 863”计划电动汽车重大专项提出纯电动汽车、混合动力电动汽车、氢能燃料汽车发展战略。 2014年 9月，据中国新能源网，科技部启动“十三五”电动汽车科技规划制定， 强调了发展燃料电池汽车的重要性，并计划在关键基础器件、燃料电池系统、基础设施与示范三个方面加大研发和投入力度，攻克薄金属双极板表面改性技术、车用燃料电池耐久性技术、推进加氢站建设和燃料电池汽车示范运行等多项工作 。 2015年 5月，国务院印发中国制造 2025，表示继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术等。 表 1： 中国制造 2025燃料电池汽车发展规划 年份 发布单位 目标 具体内容 2020-2025 装备工业司 关键材料、零部件逐步国产化 到 2020 年，实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力； 到 2025 年，实现高品质关键材料、零部件实现国产化和批量供应。 2020-2025 装备工业司 燃料电池堆和整车性能逐步提升 到 2020 年，燃料电池堆寿命达到 5000 小时，功率密度超过 2.5 千瓦 /升，整车耐久性到达 15 万公里，续驶里程 500 公里，加氢时间 3 分钟，冷启动温度低于 -30； 到 2025 年，燃料电池堆系统可靠性和经济性大幅提高，和传统汽车、电动汽车相比具有一定的市场竞争力，实现批量生产和市场化推广。 2020-2025 装备工业司 燃料电池汽车运行规模进一步扩大 到 2020 年，生产 1000 辆燃料电池汽车并进行示范运行； 到 2025 年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行 。 数据来源： 工信部、 广发证券发展研究中心 2016年 8月，“十三五”国家科技创新规划支出开发氢能、燃料电池等新一代能源技术。 2016年 11月，据中国标准化研究院资源与环境分院，中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（ 2016）（以下简称“蓝皮书”）明确了我国氢能产业基础设施在近期（ 2016-2020年）、中期（ 2020-2030年）和远期（ 2030-2050年）三个阶段的发展目标和首要任务，首次提出了发展路线图。据蓝皮书，到 2020年，我国加氢站达 100座，燃料电池车辆达 1万辆，氢能轨道交通车辆达 50列，行业总产值达 3000亿元；到 2030年，加氢站数量达 1000座，燃料电池数量达 200万辆，行业总产值达 10000亿元；到 2050年，燃料电池数量达 1000万辆，并在全国范围内建成与燃料电池车保有量相匹配的氢能供给和利用基础设施网络，行业总产值达40000亿元。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属图 1： 蓝皮书中国氢能产业发展路线图 数据来源： 中国标准化研究院 、 广发证券发展研究中心 2017年 1月，科学技术部发布国家创新驱动发展战略纲要，强调开发氢能、燃料电池等新一代能源技术。 2017年 2月，国家发展改革委公布 战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 2016版 ，其中包括燃料电池系统及其核心零部件等。 2017年 4月，工信部、国家发改委和科技部印发汽车产业中长期发展规划，规划表示要加强燃料电池汽车的研发，逐步扩大燃料电池汽车试点示范范围， 并支持燃料电池全产业链技术攻关。 2017年 6月，国家发展改革委宣布“ 能源技术革命创新行动计划（ 2016-2030年） ”，其中包括氢能与燃料电池的技术创新： 研究基于可再生能源及先进核能的制氢技术、新一代煤催化气化制氢和甲烷重整 /部分氧化制氢技术、分布式制氢技术、氢气纯化技术，开发氢气储运的关键材料及技术设备，实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化，以及加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用 ； 研究氢气 /空气聚合物电解质膜燃料电池（ PEMFC）技术、甲醇 / 空气聚合物电解质膜燃料电池（ MFC） 技术，解决新能源动力电源的重大需求，并实现 PEMFC电动汽车及 MFC增程式电动汽车的示范运行和推广应用 ； 研究燃料电池分布式发电技术，实现示范应用并推广。 2019年 3月 15日，国务院新闻办举行吹风会，就政府工作报告的 83处修订进行了解读，其中包括“推动充电、加氢等设施建设”，这是氢能源被首次写入政府工作报告。 同时，在 2019年各省政府工作报告中，部分省份亦提及建设氢能等新能源设施。 2019年 1月，山西省政府工作报告强调加快发展氢能等清洁能源和新能源，加快布局氢能产业。 2019年 1月，山东省政府工作报告提出在氢能源等领域加强前瞻性技术布局。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属2、补贴政策 持续支持 ， 燃料电池 或迎快速增长期 燃料电池汽车补贴额度如初。中 国关于新能源车的补贴历程几经改变，包括补贴额度、推荐车型目录门槛、补贴资金拨付方式等。 与其它类型的车船不同的是，自 2016年起，燃料电池的补贴额度始终未改变，这在一定程度上表示国家对于燃料电池新能源车的支持和重视。 表 2： 中国新能源车补贴政策历程 年份 发布单位 政策 政策内容 2009.01 财政部 科技部 节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法 燃料电池类 公共服务用乘用车和轻型商用车给予 25 万元 /辆 的补贴； 燃料电池类 十米以上城市公交客车给予 60 万元 /辆 的补贴。 2011.12 国家税务总局 中华人民共和国车船税法宣传提纲 对燃料电池乘用车 不征收车船税 。 2014.08 国家税务总局 关于免征新能源汽车车辆购置税的公告 自 2014 年 9 月 1 日至 2017 年 12 月 31 日，对购置的新能源汽车 免征车辆购置税 。 2014.11 财政部 关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知 对符合国家技术标准且日加氢能力不少于 200 公斤的新建燃料电池汽车 加氢站每个站奖励 400 万元 。 2015.04 财政部 关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知 燃料电池 乘用车给予 20 万元 /辆 的补助； 燃料电池 轻型客车、货车给予 30 万元 /辆 的补助； 燃料电池 大中型客车、中重型货车给予 50 万元 /辆 的补助 。 2016.12 装备工业司 关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 （ 1） 提高推荐车型目录门槛并动态调整 。（ 2） 设置中央和地方补贴上限，其中地方财政补贴（地方各级财政补贴总和）不得超过中央财政单车补贴额的 50%。 各类车型 2019 2020年中央及地方补贴标准和上限，在现行标准基础上退坡20%， 燃料电池 汽车补贴标准不变 。 （ 3） 改进补贴资金拨付方式。 2017.12 国家税务总局 关于免征新能源汽车车辆购置税的公告 自 2018 年 1 月 1 日至 2020 年 12 月 31 日，对购置的新能源汽车 免征车辆购置税 。 2018.12 装备工业司 四部委关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 从 2018 年 2 月 12 日起实施， 2018 年 2 月 12 日至 2018 年6 月 11 日为过渡期。过渡期期间上牌的新能源乘用车、新能源客车按照 2016 年 关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知对应标准的 0.7 倍补贴，新能源货车和专用车按0.4 倍补贴， 燃料电池 汽车补贴标准不变 。 数据来源： 工信部 、财政部、科技部、国家税务总局 、 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 7 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属二、 双极板和 催化剂需求或受益快速增长 1、 燃料电池工作原理 燃料电池主要有 正极、负极、电解质三部分组成，原理是氧化还原反应 ， 实现从化学能 向 电能的 转化 ，以氢燃料电池为例，其 反应的 本质就 是 氢气 和 氧气发生反应生产水 ，反应过程中 产生电能 。 负极 （ 阳极 ） 是 燃料反应端，燃料物质（ 氢气 /甲醇 /煤气 等） 在 催化剂作用下产生氢质子、电子以及其他副产物，氢质子穿过电解质达到正极 ， 与正极上的物质发生反应。 正极 （ 阴极 ） 是 空气反应端 。 氧气 在 催化剂作用下与通过电解质达到正极的氢质子、通过外电路从负极达到正极的电子结合生 成水 或者其他产物。 图 2： 聚合物燃料电池 工作原理 数据来源： 美国能源局 、 广发证券发展研究中心 燃料电池 主要分为： 碱性燃料电池 （ AFC）、质子交换膜 燃料电池（ PEMFC） 、熔岩碳酸盐燃料电池（ MCFC）、固体氧化物燃料电池 （ SOFC） 、磷酸燃料电池 （ PAFC） ， 其中 目前集中研发和预计可投入 产业化 的主要是 质子交换膜 燃料电池（ PEMFC） 。 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属表 3： 燃料电池各种类型 对比 介绍 电池类型 电解质 工作温度 电效率 优点 挑战 聚合物电解质膜（ PEM） 全氟磺酸 120 氢气 60；再制燃料40% 固体电解质可减少腐蚀和电解质管理问题、低温、快速启动和负载跟踪 昂贵的催化剂、对燃料杂质敏感 碱性（ AFC） 将氢氧化钾水溶液浸泡在多孔基质或碱性聚合物膜中 100 60 更广泛的稳定材料允许更低成本的组件、快速启动 敏感到 CO 2在燃料和空气、电解质管理（水性）、电解质电导率（聚合物） 磷酸（ PAFC） 磷酸浸泡在多孔基质中或吸收在聚合物膜中 150 -200 40 适合 CHP、增加对燃料杂质的耐受性 昂贵的催化剂、启动时间长、硫敏感性 熔融碳酸盐（ MCFC） 熔化的锂，钠和 /或碳酸钾，浸泡在多孔基质中 600 -700 50 高效率、燃料灵活性、适合CHP、混合动力 /燃气轮机循环 高温腐蚀和电池组件的破坏、启动时间长、低功率密度 固体氧化物（ SOFC） 氧化钇稳定氧化锆 500 -1000 60 高效率、燃料灵活性、固体电解质、适合 CHP、混合动力 /燃气轮机循环 高温腐蚀和电池组件的破坏、启动时间长、停机次数有限 数据来源：美国能源局、广发证券发展研究中心 2、 降低成本 是发展燃料电池的关键 质子交换膜燃料电池， 也称为 聚合物电解质膜燃料电池， 能够 提供高功率密度，并且与其他燃料电池相比具有重量轻和体积小的优点。 质子交换膜燃料电池 使用固体聚合物 作为电解质和使用含铂或铂合金 催化剂的多孔碳电极。它们只需要氢气、 空气中的氧气和水来运行 ，通常用储存罐 提供的纯氢作为燃料。 质子交换膜燃料电池能够 在相对较低的温度下运行，温度约为 80C。低温操作使其能够快速启动（较少的预热时间）并减少系统组件的磨损，从而提高耐用性。然而，它需要使用贵金属催化剂（通常为铂）来分离氢的电子和质子，从而增加系统成本。铂催化剂对一氧化碳中毒也极其敏感，如果氢源 自烃燃料，则必须使用另外的反应器来减少燃料气体中的一氧化碳， 该反应器也增加了成本。 图 3： 2006年 以来燃料电 池成本持续下降 数据来源： 美国 能源局、 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 9 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属图 4： 年产 1000套 燃料电池模组时各组件成本占比 数据来源： 美国能源局 、 广发证券发展研究中心 图 5： 年产 50万套 燃料电池模组时各组件成本占比 数据来源： 美国能源局 、 广发证券发展研究中心 3、 双极板 和 催化剂是燃料电池的关键， 需求 总量有望快速增长 双极板 又称集流板，是燃料电池重要部件之一。双极板的 功能 是提供气体流道，防止电池气室中的氢气与氧气串通，并在串联的阴阳 两级 之间建立电流通路。每个 双 极板 MEA在典型工作条件下的电压低于 1 V，但大多数应用需要更高的电压。因此，多个 双极板 MEA通常通过将它们堆叠在彼此之上而串联连接，以提供可催化剂26%气体扩散层21%双极板18%膜材料17%MEA框10%其他8%催化剂 气体扩散层 双极板 膜材料 MEA框 其他催化剂41%气体扩散层6%双极板28%膜材料9%MEA框6%其他10%催化剂 气体扩散层 双极板 膜材料 MEA框 其他识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 13 Table_PageText 跟踪分析 |有色金属用的输出电压。堆叠中的每个 单元夹在两个双极板之间，以将其与相邻单元隔开。这些板可以由金属、 碳或复合材料制成，提供电池之间的电传导，以及为电池组提供物理强度。板的表面通常包含“流场”，其是一组加工或冲压到板中的通道，以允许气体在 MEA上流动， 每个板内的附加通道可用于循环液体冷却剂。 催化剂 包括需要使用在 阳极层 和阴极层，常规催化剂层包括分散在高表面积碳载体上的纳米尺寸的铂颗粒， 该负载型铂催化剂与离子导电聚合物（离聚物）混合并夹在膜和 GDL之间。在阳极侧，铂催化剂使氢分子能够分裂成质子和电子， 在阴极侧，铂催化剂通过与阳极产生的质子反应产生水而使氧还原， 混合到催化剂层中的离聚物允许质子穿过这些层。 从成本占比来看 ，双极板和 催化剂 在燃料电池中的占比均较高，因此，随着技术的进步和产业化应用的推广，其单位电池的用量 或 有所下降，但随着 燃料电池 需求的快速增长，双极板和催化剂的需求总量有望 快速增长。 图 6： 2010年美国能源部燃料电池 中 铂族金属 含量 历史 测算 及未来 技术目标 数据来源： 美国能源局 、 广发证券发展研究中心 三、 相关 公司 1、安泰科技 安泰科技成立于 1998年 12月，由中国钢研科技集团有限公司（原国家级大型科研院所钢铁研究总院）和清华紫光（集团）总公司等公司联合发起。 2000年 5月29日，安泰科技于深圳证券交易所上市。 安泰科技以先进金属材料为主业，深耕特种粉末冶金材料及制品、先进功能材料及器件、高品质特钢及焊接材料和环保与高端科技服务业。 2018年，公司共实现营业收入 50.54亿元，其中特种粉末冶金材料及制品、先进功能材料及器件、高品质特钢及焊接材料和环保与高端科技服务业分别实现营业收入 20.05、 14.08、11.99和 4.42亿元，毛利率分别为 24.06%、 8.99%、 12.99%和 28.46%。