电力设备行业燃料电池产业分析之一：政策与技术助推商业化大幕开启-20190315-安信证券-38页.pdf

1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。燃料电池产业分析之燃料电池产业分析之一一：政策与技术助推，商政策与技术助推，商业化大幕开启业化大幕开启 燃料电池燃料电池序幕开启，市场关注度序幕开启，市场关注度空前高涨空前高涨：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。兼具兼具高能量密度高能量密度与零排放与零排放特性特性,氢燃料电池市场潜力巨大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燃料电池的特殊优势使其在使其在燃料电池汽车、无人机、燃料电池汽车、无人机、IDCIDC、通信设备等领域潜力巨大。、通信设备等领域潜力巨大。根据富士根据富士经济预测经济预测，未来十年燃料电池市场空间将达到未来十年燃料电池市场空间将达到34003400 亿元以上。亿元以上。政策力挺燃料电池技术，多方下游应用进程加速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。成本快速下降成本快速下降，促进产业发展促进产业发展。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：风险提示：氢燃料电池车推广不及预期、政策变化风险。abl e_Ti t l e 2019 年年 03 月月 15 日日 电力设备电力设备 Tabl e_BaseI nf o 行业深度分析行业深度分析 证券研究报告 投资评级投资评级 领先大市领先大市-A 维持评级维持评级 Tabl e_Fi rst St oc k 首选股票首选股票 目标价目标价 评级评级 Tabl e_C hart 行业表现行业表现 资料来源：Wind资讯%1M 3M 12M 相对收益相对收益-4.40-12.05 3.32 绝对收益绝对收益 7.77 6.24-5.25 邓永康邓永康 分析师SAC 执业证书编号：S1450517050005 吴用吴用 分析师SAC 执业证书编号：S1450518070003 彭广春彭广春 报告联系人 丁肖逸丁肖逸 报告联系人 相关报告相关报告 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。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。各项声明请参见报告尾页。内容目录内容目录 1.燃料电池性能优越，市场关注度与日俱增燃料电池性能优越，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.技术引进技术引进+投资并购，借鉴国外经验，突破产业制约投资并购，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最有发展前景的燃料电池PEMFC 产业链全梳理产业链全梳理.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.风险提示风险提示.36 图表目录图表目录 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。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。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。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。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。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。各项声明请参见报告尾页。1.燃料电池性能优越燃料电池性能优越，市场关注度与日俱增，市场关注度与日俱增 燃料电池燃料电池转换效率高转换效率高、排放污染小，性能优势、排放污染小，性能优势明显明显。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。表表 1：燃料电池分：燃料电池分类类 碱性染料电池碱性染料电池 AFC 磷酸燃料电池磷酸燃料电池 PAFC 固体氧化物燃料电固体氧化物燃料电池池 SOFC 质子交换膜燃料电质子交换膜燃料电池池 PEMFC 直接甲醇燃料电直接甲醇燃料电池池 DMFC 熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池MCFC 电解质电解质 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 工作温度工作温度 80 60-200 1000-1200 80-100 25-135 600-700 质量功率密度质量功率密度（W/kg）35-105 100-200 15-20 300-1000-体积功率密度体积功率密度（W/cm2）0.5 0.1 0.3 1-2-发电效率发电效率 45%-60%35%-60%50%-60%60%60%左右 60%特性特性 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，受益交通应用拉动，PEMFC 出现跨越式发展出现跨越式发展 PEMFC 出现跨越式发展。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。表表 2：各种类型电池历年容量（各种类型电池历年容量（MW）电池种类电池种类/年份年份 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 SOFC 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。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。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。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。图图 1：各种类型燃料电池历年出货量（千组）各种类型燃料电池历年出货量（千组）图图 2：各种类型燃料电池历年出货量（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全球燃料电池市场空间有望达到 3400 亿，亿，PEMFC 占多数占多数 燃料电池市场燃料电池市场增长潜力巨大增长潜力巨大。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。图图 3：各领域市场空间预测（万亿日元）：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 02040608020142015201620172018EPEMFCDMFCPAFCSOFCMCFCAFC0200400600800100020112012201320142015201620172018EPEMFCDMFCPAFCSOFCMCFCAFC01234562011201220152020E2025E产业和商用 家用 燃料电池车 便携/紧急用途 行业深度分析/电力设备 7 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。2.新能源汽车应用空间广阔，新兴市场机会有待深入挖掘新能源汽车应用空间广阔，新兴市场机会有待深入挖掘 燃料电池燃料电池在民用领域的在民用领域的应用主要集中在电站（含热电联产）应用主要集中在电站（含热电联产）和和交通运输领域。交通运输领域。早期燃料电池的应用主要集中在潜艇、航天等特殊领域，且技术已相对成熟。近来来，燃料电池在民用领域的应用正在提升。在民用领域，燃料电池的应用主要包括固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。图图 4：燃料电池的产业概览：燃料电池的产业概览 燃料电池燃料电池 PEMFC DMFC SOFC AFC MCFC PAFC多样化的能源资源&燃料传统燃料生物质可再生能源（风能、太阳能、生物质能）核能天然气媒氢气甲烷甲醇丙烷碳氢化合物清洁高效的能源转换方式多样化的用途固定式电源固定式电源一次电源&热电联产（居民、商业、工业用电）后背后备电源交通用电源交通用电源卡车火车航空器轮船辅助动力特殊交通工具（例如叉车）客车小汽车主要动力电子产品电池充电装置士兵用电源便携式便携式 资料来源：美国能源部，安信证券研究中心 交通领域应用的商业化进程正在加速。交通领域应用的商业化进程正在加速。受益各国政策支持，汽车技术上取得较大突破，丰田、本田、现代等均推出了各自的量产燃料电池汽车，燃料电池在交通领域的商业化进程正在加速。表表 3：燃料电池应用分类：燃料电池应用分类 应用类型应用类型 便携式便携式 固定式能源站固定式能源站 交通领域交通领域 定义定义 可移动的便携式电源装臵，如辅助充电装臵 固定式提供电能或热电联产的供给站 为交通工具提供主驱动力或辅助驱动力 功率等级功率等级 5w-20kW 0.5kW-400kW 1kW-150kW 技术类型技术类型 PEMFC DMFC MCFC PAFC PEMFC SOFC PEMFC DMFC 应用案例应用案例-辅助充电设备（露营、船只、照明）；-军事用途（便携电源、发电装臵）；-便携式产品（火炬、电池充电装臵、个人电子产品）；-大型固定式热电联产供给站（CHP）；-小型固定式热电联产供给站（Micro-CHP）；-不间断电源（UPS）；-物料搬运车（MHV）；-燃料电池车（FCV）；-卡车/客车；资料来源：Fuel Cell Today,安信证券研究中心 从市场结构来看，交通从市场结构来看，交通运输运输领域领域成长性最强成长性最强。2018 年，全球燃料电池系统的容量预计为803.1MW，2011-2018 年间复合增长率达 32.95%。从总量上看，与大规模商业化仍存在一定差距。从应用领域来看，固定式电站领域的应用占比从 2013 年开始逐步下滑，2018 年占比约 30%；便携式领域的容量占比很小，几乎可以忽略。行业深度分析/电力设备 8 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。表表 4：各应用领域容量（单位：各应用领域容量（单位 MW）应用领域应用领域/年份年份 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018E 便携式便携式 0.4 0.5 0.3 0.4 0.9 0.3 0.6 0.7 固定式固定式 81.4 124.9 186.9 147.8 183.6 209 222.3 239.8 交通领域交通领域 27.6 41.3 28.1 37.2 113.6 307.2 435.7 562.6 总计总计 109.4 166.7 215.3 185.4 298.1 516.5 658.6 803.1 资料来源：Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 然而，交通领域的应用占比在从 2013 年开始逐年出现大幅提升，2016 年首次超越固定式，达到近 60%，2018 年占比近 70%。图图 5：各应用领域出货量（千个）各应用领域出货量（千个）图图 6：各应用领域出货量（各应用领域出货量（MW）资料来源：Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 资料来源：Fuel Cell Today,E4tech,安信证券研究中心 2.1.交通交通运输领域运输领域：氢燃料电池，氢燃料电池，新能源车未来发展方向新能源车未来发展方向 2.1.1.氢燃料电池车的发展存在市场氢燃料电池车的发展存在市场基础和基础和政策基础政策基础 氢燃料电池汽车是氢燃料电池汽车是我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。我国新能源汽车发展的主要技术路径之一。氢燃料电池汽车在国家创新驱动发展战略纲要 中国制造 2025 汽车产业中长期发展规划等重要战略纲要中，均被列为要大力发展的产业。氢燃料电池车主要由燃料电池系统（包含反应堆、空气压缩机等）、储氢装臵、辅助电池、控制装臵和驱动电机构成，具备续航力强、噪音低、零排放等特点。图图 7：燃料电池汽车示意图燃料电池汽车示意图 资料来源：新能源汽车网，安信证券研究中心 02040608020142015201620172018E便携式 固定式 交通运输 0200400600800100020142015201620172018E便携式 固定式 交通运输 行业深度分析/电力设备 9 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。我国对燃料电池汽车的发展规划早在 2001 年就已经启动，2001 年的863 计划电动汽车重大专项项目，确定了三纵三横战略，其中三纵即包括纯电动、混合电动、燃料电池汽车。到到 2015 年，中国制造年，中国制造 2025规划纲要出台，提出了燃料电池汽车的三步发展战略，最规划纲要出台，提出了燃料电池汽车的三步发展战略，最终在终在 2020 年，达到生产年，达到生产 1000 辆燃料电池汽车并进行示范运行的目标。辆燃料电池汽车并进行示范运行的目标。表表 5：中国制造中国制造 2025燃料电池汽车发展战略燃料电池汽车发展战略 发展战略发展战略 具体具体目标目标 第一：第一：关键材料关键材料、零部件逐步实现国产化零部件逐步实现国产化 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。第二：第二：燃料电池和电堆整车性能燃料电池和电堆整车性能逐步逐步提升提升 到 2020年，燃料电池堆寿命达到 5000 小时，功率密度超过 2.5kw/L，整车耐久性达到 15万 km，续驶里程 500km，加氢时间 3min，冷启动温度低于-30。第三：燃料电池第三：燃料电池汽车的运行规模进一步扩大汽车的运行规模进一步扩大 到 2020 年，生产 1000 辆燃料电池汽车并示范运行；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。资料来源：工信部，安信证券研究中心 技术方面技术方面，科技部“十三五”电动汽车规划给出指引，未来几年需要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，关键基础器件、燃料电池系统、基础设施与示范三个方面需继续加大研发和投入力度。表表 6：燃料电车汽车政策梳理燃料电车汽车政策梳理 规划目标规划目标 2001 863 计划电动汽车重大专项 燃料电池汽车和纯电动、插电式混合电动车共同纳入三横三纵战略。2015 中国制造 2025 燃料电池汽车三步发展战略。2016 战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 燃料电池系统及核心零部件、燃料电池整车、站用加氢及储氢设备均纳入其中。2016 中国氢能产业基础设施发展蓝皮书 首次提出了我国氢能产业的发展路线图：到 2020 年，加氢站数量达到100座；燃料电池车辆达到10000 辆；氢能轨道交通车辆达到50 列；到 2030 年，加氢站数量达到 1000 座，燃料电池车辆保有量达到200 万辆；到2050 年，加氢站网络构建完成，燃料电池车辆保有量达到 1000 万辆。2019 十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程 氢燃料电池汽车有望在氢燃料电池汽车有望在2019 年正式实施“十城千辆”推广计划。年正式实施“十城千辆”推广计划。技术指引技术指引 2014 十三五电动汽车规划 在未来几年要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 2016 能源技术革命创新行动计划（2016-2030）基本掌握高效氢气制备、纯化、储运和加氢站等关键技术，以及低成本长寿命电催化剂技术、聚合物电解质膜技术、低铂载量多孔电极与膜电极技术、高一致性电堆及系统集成技术，突破关键材料、核心部件、系统集成、过程控制等关键技术，实现氢能及燃料电池技术在动力电源、增程电源、移动电源、分布式电站、加氢站等领域的示范运行或规模化推广应用。税收减免税收减免 2011 中华人民共和国车船税法 燃料电池汽车免征车船税 2014 关于免征新能源汽车车辆购臵税的公告 2014.9.1-2017.12.31，对购臵的新能源汽车免征车辆购臵税 财政补贴财政补贴 2009 节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法 对零排放纯电动和燃料电池汽车给予 6 万-60 万不等的成本差价财政补贴 2014 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 关于2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知 2016-2020年燃料电池乘用车补贴恢复到20 万元，燃料电池商用车补贴30-50万元。2018 关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 四部委联合发布 关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，燃料电池补贴政策基本不变，力度不减。资料来源：公开资料，政府网站，安信证券研究中心整理 燃油电池汽车补贴燃油电池汽车补贴 2020 年前年前不退坡不退坡。为了达到上述规划目标并攻克技术难题，中央自 2009年起对燃料电池汽车持续地给予财政补贴和税收减免，近几年的财政补贴积极促进燃料电池汽车的市场化导入。根据中央的补贴标准，2013-2015 年，燃料电池乘用车的补贴标准逐年递减 5%，从 2013 年 20 万元降低到 2015 年的 18 万元，但根据关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知，2016-2020 年又重新恢复到年又重新恢复到 20 万元，而纯电动和插电混万元，而纯电动和插电混合乘用车的补贴逐渐退坡。除此之外，还给予燃料电池商用车中型合乘用车的补贴逐渐退坡。除此之外，还给予燃料电池商用车中型 30 万、重型万、重型 50 万的补贴万的补贴。行业深度分析/电力设备 10 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。表表 7：2016-2020 年新年新能源乘用车补贴标准对比（红色表明补贴下降）能源乘用车补贴标准对比（红色表明补贴下降）车辆类别车辆类别 里程数（公里）里程数（公里）2013 2014 2015 2016 2017 2018 纯电动纯电动 2013-2015 年（80R150）3.5 3.325 3.15-2016-2020 年（100R150）-2.5 2 2 150R250 5 4.75 4.5 4.5 3.6 3.6 R250 6 5.7 5.4 5.5 4.4 4.4 插电式混动插电式混动 R50 3.5 3.325 3.15 3 2.4 2.4 燃料电池燃料电池-20 19 18 20 20 20 资料来源：财政部,安信证券研究中心 2.1.2.氢燃料氢燃料车车 vs 锂电池车：燃料补充迅速和续航里程是优势锂电池车：燃料补充迅速和续航里程是优势 两种新能源车的综合能源利用效率均高于传统汽车。两种新能源车的综合能源利用效率均高于传统汽车。对比三种不同化石能源利用效率（内燃机为 37%，燃料电池为 45.7%，锂电池为 49.2%），锂电池和燃料电池较传统燃油汽车均有较大优势。图图 8：三种化石燃料能源利用方式的效率（三种化石燃料能源利用方式的效率（2020E）内燃机燃油发电站锂电池汽车制取的氢燃料燃料电池效率37%效率65%效率92%天然气热能燃煤效率45%效率62%效率75%效率74%效率95%资料来源：美国能源局，安信证券研究中心 当前锂电池车产业发展更为完善、积累的运行数据更多；但燃料电池更适合长续航里程的运输车辆，两种路线并重更符合我国当前的国情。中科院欧阳明高院士在多个场合明确提出：氢燃料电池更适合替代使用柴油的长途运输车辆以及客车领域，锂离子电池更适合应用于乘氢燃料电池更适合替代使用柴油的长途运输车辆以及客车领域，锂离子电池更适合应用于乘用车领域用车领域。行业深度分析/电力设备 11 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。图图 9：锂电池车、燃料电池车优劣势对比锂电池车、燃料电池车优劣势对比 锂电池车燃料电池车成本环保产业发展技术便捷性若采用重整法制氢成本和汽油相当，若采用水解、生物等等成本较高；输存成本成本较高，需要重新构建配套设施充电使用现有的电网，输送便捷成本较低，但当直接充电车辆较多时对电网冲击较大，考验电网坚强程度，仍有未知成本放电产物为锂氧化物或碱，不会排放到环境中，但最终废料污染大、处理成本高排放物为水，对环境没有污染，最终废料回收比例高，对环境污染不大技术相对成熟，制造产业链完善，正处在规模效应的扩大阶段技术含量高、制造难度大，于产业化初期，有待进一步完善仍有较大进步空间，提高能量密度、循环次数等，但理论能量密度明显弱于燃料电池，大量的电池组合极度考验BMS技术能量密度高，在能量转换效率、去铂催化剂、运输技术更新等都在取得可喜的进展充电时间长，车启动快、加速快加氢快，启动慢、加速慢，需要附带启动蓄电池 资料来源：公开资料，安信证券研究中心 燃料电池车与锂电池最大不同在于驱动力来源燃料电池车与锂电池最大不同在于驱动力来源。燃料电池车动力来源包含电池控制器、储氢装臵、电池堆、辅助蓄电池、燃料处理器、压缩机和加湿器，而锂电池车主要包含电池控制器、电池组、车载充电器，其他部件两种车相似。图图 10：燃料电池燃料电池/锂电电动车核心部件构造差异对比锂电电动车核心部件构造差异对比 燃料电池电动汽车电池控制器储氢装置燃料处理器燃料电池堆辅助蓄电池压缩机&加湿器质子交换膜双极板&气体扩散层电解质&催化剂密封等辅件锂电池电动车电池控制器正极车载充电器锂电池组负极电解液隔膜 资料来源：Toyota，Plug Power Inc.，安信证券研究中心整理绘制 燃料电池汽车续航及加氢时间优势明显。燃料电池汽车续航及加氢时间优势明显。进一步对比氢燃料车和纯电动车性能参数，发现氢燃料电池汽车在续航里程及能量补充时间上具明显优势。续驶里程很大程度上由电池系统能行业深度分析/电力设备 12 本报告版权属于安信证券股份有限公司。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。各项声明请参见报告尾页。量密度决定。锂电池系统的平均能量密度约为 140-160Wh/kg，PEMFC 燃料电池的能量密度高达 1800Wh/kg。表表 8：纯电动车和氢燃料电池车参数比较纯电动车和氢燃料电池车参数比较 纯电池车纯电池车 氢燃料车（氢燃料车（Mirai 为例）为例）续航里程续航里程 500km 650km 补充方式补充方式 家庭充电桩或公共充电站 公共加氢站 补充时间补充时间 快充 2-3 小时，慢充 8-10 小时 3-5 分钟 行驶能耗行驶能耗 0.15kwh/公里 0.013kg 氢气/公里 行驶成本（仅考虑电能、燃料费用）行驶成本（仅考虑电能、燃料费用）0.3-0.4 元/公里 0.2-0.8 元/公里 补充站成本补充站成本 300-500w/充电站 1500-2000w/加氢站 电池占整车成本电池占整车成本 35%-45%（动力电池+BMS）60%-70%（燃料电池系统+储氢系统）电池能量密度（电池能量密度（wh/kg）320 1800 资料来源：汽车之家，公司官网，安信证券研究中心 反应到具体车型上，纯电动车如比亚迪 e6 及特斯拉的等续驶里程较远的车型，续航可达400km 以上；而氢燃料车丰田 Mirai 续航里程可达 650km 以上。能量补充上，纯电池车直流快充时长在 2-3 小时，氢燃料车一次加氢只需 3-5 分钟。2.1.3.丰田丰田 Mirai：燃料电池领跑者：燃料电池领跑者，专利公开掀起产业化浪潮，专利公开掀起产业化浪潮 丰田于 2014 年 11 月发布 Mirai 燃料电池汽车，续航里程可达 500km，储氢重量约 5kg，加氢时间 3 分钟左右，百公里加速 9.6 秒，补贴后售价约 26 万人民币，其性能已经与现有电动车领头羊 Tesla Model S 车型媲美。图图 11：丰田丰田 Mirai 燃料电池车燃料电池车 图图 12：Tesla Models 电动车电动车 资料来源：Toyota，安信证券研究中心 资料来源：Tesla，,安信证券研究中心 2015 年 1 月，丰田宣布在全球求范围内开放耗时 20 多年、耗资上千亿资金开发的 5680 项燃料电池技术专利，其中包括 Mirai 的 1970 项关键技术专利。从商业战略的角度看，我们认为从商业战略的角度看，我们认为丰田此举已经昭示其技术已经相当成熟，进入了技术优化和商业生态构建的阶段丰田此举已经昭示其技术已经相当成熟，进入了技术优化和商业生态构建的阶段。表表 9：丰田丰田 Mirai 和和 Tesla Models 60 主要参数对比主要参数对比 售价售价 续航里程续航里程 最大输出功率最大输出功率/锂电锂电池容量池容量 加注燃料加注燃料/充充电时间电时间 最高时速最高时速 丰田丰田 Mirai 5.74 万美元 502km 约 153 马力 3mins 178km/h Tesla Model S 60 6.24 万美元