电力设备新能源行业燃料电池行系列深度报告之三：庖丁解牛氢能导入加速降本空间几何？-20190614-广证恒生-20页.pdf

证券研究报告证券研究报告 行业深度行业深度报告报告 燃料电池系列深度报告之三：燃料电池系列深度报告之三：庖丁解牛，氢能导入加速，降本空间几何？庖丁解牛，氢能导入加速，降本空间几何？2019.06.14 潘永乐潘永乐(分析师分析师)李子豪李子豪（研究助理研究助理）电话：020-88832354 020-88836134 邮箱： 执业编号：A1310518070002A1310119010001 核心观点：核心观点：燃料电池产业政策驱动效应显著燃料电池产业政策驱动效应显著燃料电池具有效率高、持久性好、无污染、环境适应性强的特质，从全球来看，燃料电池主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。全球燃料电池需求快速增长，且交通领域商业化进程正在加速，除商用车外，燃料乘用车开始逐步推广，日本丰田技术领先。中国政策也在积极推动燃料电池行业发展，随着氢燃料电池相关利好政策不断，预计中国燃料电池汽车将进入快速发展阶段。燃料电池在商用车领域替代空间广阔燃料电池在商用车领域替代空间广阔作为基础配套设施的加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键，目前全球加氢站建设量较少，全球主要国家将加快加氢站建设，并制定了对应的规划路线。中国燃料电池产业目前处于萌芽时期，商用车是规模化应用的先锋。2018年中国燃料电池汽车产销均完成 1527 辆，包括 1418 辆燃料电池客车以及 109 辆燃料电池货车，而国内商用车销量为 437.1 万辆，燃料电池汽车渗透率仅 0.03%，未来发展空间可观。短期看规模化推动燃料电池成本下降短期看规模化推动燃料电池成本下降燃料电池成本高企是目前大规模推广的主要障碍。燃料电池主要由燃料电池堆、空气供给系统、冷却系统、及氢气检测供给系统等成分构成。其中电堆成本占比最大。随着燃料电池产量的扩大，规模化效应将有助于降低成本。其中膜组件和压缩机将成为规模化效应降本的核心部件。早期补贴给予加氢站建设动力，全周期成本有赖氢气成本降低早期补贴给予加氢站建设动力，全周期成本有赖氢气成本降低制氢端来看，目前氯碱制氢产能最大，且具备较好的经济性和环保性；加氢站建设来看，目前造成加氢站数量少的最大阻碍是加氢站建设的高昂成本，但是地方政府财政补贴很好的降低了建设成本。此外，我们通过对电车、燃料车和油车三者成本测算，预计氢气价格 40 元/kg 时，将有望媲美油车，20 元/kg 时，将有望媲美电车。投资建议：投资建议：我们建议关注潍柴动力（巴拉德大股东并获得国内新一代技术授权）、雄韬股份（催化剂、双极板等全产业链布局）。风险提示风险提示:能源补贴政策出现调整，新能源车销量不达预期；上游原材料价格出现波动，燃料电池汽车推广不及预期。强烈推荐强烈推荐(维持)(维持)电力设备，新能源行业电力设备，新能源行业 股价走势 股价走势 指数表现：指数表现：涨跌(%)1M 3M 6M 电气设备 3.69-0.02-17.15 沪深 300-1.25-2.93-16.95 行业估值 行业估值 当期估值 43.03 平均估值 38.12 历史最高 74.37 历史最低 18.80 相关报告 相关报告 燃料电池系列深度报告之一：政策循序渐 进，燃料电池产业有待腾飞-20190408 燃料电池系列深度报告之二：燃料电池之 芯，市场空间广阔-20190524-40%-30%-20%-10%0%10%2018/032018/042018/052018/062018/072018/082018/092018/102018/112018/122019/012019/022019/03电气设备(申万)沪深3002 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 证券研究报告证券研究报告 行业深度行业深度报告报告 目录目录 1 燃料电池产业政策驱动效应显著.5 1.1 交通领域氢能成长性最强.5 1.2 燃料乘用车开始逐步推广，丰田技术领先.5 1.3 补贴政策推进燃料电池行业发展.6 1.4 燃料电池汽车进入快速发展时期.6 2 我国燃料电池产业发展潜力巨大.7 2.1 加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键.7 2.2 当前保有量相对较少，未来发展中国最具成长空间.8 3 短期看规模化推动燃料电池成本下降.10 3.1 电堆成本占比较高，核心部件有待突破.10 3.2 规模化效应将有助于显著降低成本.10 3.3 催化剂和双极板规模化降本难.11 3.4 压缩机等部件降本空间比较大.11 3.5 氢气环节具有较大降幅空间.12 4 各个环节成本测算和横向对比.13 4.1 铂用量仍有下降空间.13 4.2 氯碱制氢产能最大，成本较低.13 4.3 加氢站投资额相对较高.15 4.4 运营环节尚无成本优势.17 4.5 全生命周期成本对比测算.18 5 投资建议.19 6 风险提示.19 2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 3 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 图表目录图表目录 图表 1.燃料电池在各应用领域容量（单位：MW）.5 图表 2.全球燃料电池需求增速（%）.5 图表 3.全球燃料电池乘用车详细数据.5 图表 4.国家燃料电池发展蓝皮书.6 图表 5.燃料电池汽车购置国家补贴（万元）.6 图表 6.加氢站建设补贴（万元）.6 图表 7.中国燃料电池汽车销量预测.7 图表 8.世界各国目前加氢站数量.7 图表 9.世界各国加氢站建设规划.7 图表 10.国内加氢站布局情况.8 图表 11.世界各国燃料电池车保有量（辆）.8 图表 12.世界各国保有量规划（万辆）.8 图表 13.中国燃料电池汽车销量.9 图表 14.20162018 年目录燃料电池汽车.9 图表 15.中国燃料电池企业行业氢气量需求测算.9 图表 16.氢燃料电池成本结构.10 图表 17.燃料电堆成本结构.10 图表 18.燃料电池成本与产量关系（美元/kW）.10 图表 19.国内燃料系统成本和保有量关系.10 图表 20.2018 年国鸿国内市占率.11 图表 21.电堆降本空间达到 60%（元/kw）.11 图表 22.燃料电池不同规模电堆成本占比.11 图表 23.燃料电池不同规模电堆成本占比（美元/kw）.12 图表 24.日本加氢站氢气成本拆分.12 图表 25.中国加氢站氢气成本拆分.12 图表 26.铂金（99.5%）价格走势（元/克）.13 图表 27.Marai VS 国内铂用量对比（g/kw）.13 图表 28.全球制氢来源分布.13 图表 29.中国氢气产能分布（万吨/年）.13 图表 30.电解水制氢成本.14 图表 31.不同途径的制氢成本.14 图表 32.国内氯碱产能分布.14 图表 33.氯碱产能对应氢气理论产量.14 图表 34.加氢站建设成本拆分.15 图表 35.交通能源站建设成本.15 图表 36.充电站项目回收期测算.15 图表 37.加氢站项目回收测算.16 图表 38.充电站利用率和盈利情况测算.16 图表 39.加氢站利用率和盈利情况测算.17 图表 40.初期购置成本（万元）.18 图表 41.百公里运营成本（元/百公里）.18 图表 42.40 元/kg 全成本对比.18 图表 43.20 元/kg 全成本对比.18 图表 44.各个环节降本空间测算（元/kw）.19 2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 4 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 图表 45.未来电堆价格预测（元/kw）.19 图表 46.公司估值.19 2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 5 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 1 燃料电池产业政策驱动效应显著燃料电池产业政策驱动效应显著 1.1 交通领域氢能成长性最强交通领域氢能成长性最强 燃料电池在交通领域具有最强增长潜力。燃料电池在交通领域具有最强增长潜力。从全球来看，燃料电池主要运用于固定式电源、交通运输和主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。便携式电源三大类领域。既适用于集中发电，建造大、中型电站和区域性分散电站，也可用作各种规格的分散电源。交通运输领域包括为乘用车、巴士/客车、叉车以及其他以燃料电池作为动力的车辆，目前来看，随着国家氢能产业的推进和技术的成熟，交通领域应用的商业化进程正在加速，且交通运输领域成长性最强。2018 年，全球燃料电池约为 803.1MW，2011-2018 年间复合增长率达 32.95%。1.2 燃料乘用车开始逐步推广，丰田技术领先燃料乘用车开始逐步推广，丰田技术领先 凭借零污染、高效率、加氢快、续驶里程长的特点，燃料乘用车现在正处在商业化转化中。以丰田为代表的车企开始逐步扩大燃料电池汽车的产量，并取得了实质性的进展，2018 年丰田 mairi 销量为 575 辆。从性能方面来看，丰田 Mirai 其续航里程为 650km，最高车速可达 175km/h，功率密度达到了 3.1kw/L。在同类车型中处于领先地位。图表图表3.全球燃料电池乘用车详细数据全球燃料电池乘用车详细数据 丰田丰田 MiraiMirai 现代现代 IX35IX35 通用通用 EquinoxEquinox 日产日产 XtrialXtrial 奔驰 F-call 车辆照片 车重 1850kg 2290kg 1800kg 1860kg 1718kg 最高车速 175km/h 160km/h 160km/h 150km/h 170km/h 百公里加速时间 9.6s 12.5s 12s 14s 11.3s FCE 功率 114kw 100kw 92kw 90kw 100kw FCE 体积/重量 37L/56kg 60L 130kg 34L/43kg 不详 FCE 功率密度 3.1kw/L；2kw/kg 1.65kw/L 0.7kw/kg 2.5kw/L 不详 FCE 低温性能 零下 30 零下 30 零下 30 零下 30 零下 25 FCE 铂用量 20g 40g 30g 40g N/A 图表图表1.燃料电池在各应用领域容量（单位：燃料电池在各应用领域容量（单位：MWMW）图表图表2.全球燃料电池需求增速（全球燃料电池需求增速（%）资料来源：国际能源署、广证恒生 资料来源：国际能源署、广证恒生 81.4124.9186.9147.8183.6209 222.3239.827.641.328.137.2113.6307.2435.7562.6020040060080010002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018便携式固定式交通领域-50.00%0.00%50.00%100.00%150.00%200.00%250.00%20112012201320142015201620172018交通领域增速燃料电池总需求增速CAGR=32.95%CAGR=32.95%2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 6 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 FCE 耐久性 5000h 5000h 5500h N/A 2000h 氢系统参数 122.4L.5kg 144L.5.6kg 4.2kg N/A N/A 电机参数 113kw，335Nm 100kw，300Nm 94kw，320Nm 90kw，280Nm 100kw，290Nm 电池参数 1.6kwh 镍氢电池 24kw 锂离子电池 1.8kwh.35kw镍氢电池 N/A N/A 续驶里程 650km 594km 320km 500km 616km 资料来源：公司官网，广证恒生 1.3 补贴补贴政策政策推进燃料电池行业发展推进燃料电池行业发展 政策历来是推动新兴产业发展的指挥棒，中国政府于 2016 年 11 月公布中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），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）三个阶段的产业目标和装备制造任务，建立完善有利于氢能产业发展的支撑体系。图表图表4.国家燃料电池发展蓝皮书国家燃料电池发展蓝皮书 图表图表5.燃料电池汽车购置国家补贴（万元）燃料电池汽车购置国家补贴（万元）2017 2018 2019 过渡期 乘用车 20 20 16 货车 30 30 24 客车 50 50 40 图表图表6.加氢站建设补贴（万元）加氢站建设补贴（万元）2017 2018 2019 地方补贴地方补贴 安徽六安/400 400 佛山南海/800 800 资料来源：工信部，广证恒生 资料来源：第一电动网，广证恒生 政策推动燃料电池汽车发展和氢站基础建设。政策推动燃料电池汽车发展和氢站基础建设。2019 年过渡期内，客车、货车、乘用车单车补贴分别为40、24、16 万元，在锂电车辆快速退坡的背景下，燃料电池国家依然给予充足的补贴。部分地方政府也对对加氢站建设实施高额补贴，例如佛山南海对区内单个新建成的加氢站最高补贴高达 800 万元。1.4 燃料燃料电池汽车电池汽车进入快速发展时期进入快速发展时期 2019 年有望正式实施“十城千辆”计划，即通过提供财政补贴，计划用 3 年左右的时间，每年发展 10个城市，每个城市推出 1000 辆新能源汽车开展示范运行。在短期内，政策补贴将是燃料电池产业快速发展的推动力。我们预计 2020 年电动汽车的补贴退出后，氢燃料电池汽车的补贴至少还将维持 3 至 5 年。燃料电池“十城千辆计划”同锂电在 2009 年“十城千辆计划”类似，相关利好政策将连续出台以支持氢燃料电池的发展，因此我们预计中国燃料电池汽车将进入快速发展时期。2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 7 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 图表图表7.中国燃料电池汽车销量预测中国燃料电池汽车销量预测 资料来源：国际能源署，广证恒生 2 我国燃料电池产业发展潜力巨大我国燃料电池产业发展潜力巨大 2.1 加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键加氢站建设是促进燃料电池大规模应用的关键 美洲和亚洲地区美洲和亚洲地区是目前全球加氢站的主要推手是目前全球加氢站的主要推手。截至目前，美国在运的加氢站约 40 座，日本在运的加氢站约 94 座。从全球分地区看加氢站的建设情况看，前期以欧洲和美洲的建设数量较多，随着亚洲对氢能源汽车的研发推广，2016 年后以日本和中国为代表的亚洲加氢站的建设数量不断增加。未来加氢站中国发展潜力最大。未来加氢站中国发展潜力最大。目前大力发展燃料电池汽车加氢站的国家主要有日本、韩国和美国，各国政府均制定了长期的发展规划。未来 5-10 年，全球主要国家将加快加氢站建设，预计到 2020 年，全球加氢站保有量将超过 435 座；2025 年有望超过 1000 座。其中日本的扶持力度最大，预计建成 320 座；韩国和美国分别为 210 和 200 座。2030 年开始普及加氢站建设，日本、韩国和美国计划分别达到 900、520和 300 座。中国计划到 2020 年达到 100 座，2025 年达到 300 座，2030 年达到 1000 座。图表图表8.世界各国目前加氢站数量世界各国目前加氢站数量 图表图表9.世界各国加氢站建设规划世界各国加氢站建设规划 资料来源：第一电动网，广证恒生 资料来源：各国政府网站，广证恒生 我国目前加氢站数量仍相对不足。我国目前加氢站数量仍相对不足。截止到 2018 年底我国国内运行加氢站仅有 28 座。氢站数量较少的00001062912471619500010000020004000600080001000012000201120122013201420152016201720182019E2020E2025E2030E9445402820121211020406080100日本 德国 美国 中国 法国 韩国 英国 丹麦160801001003202102003009005203001000020040060080010001200日本韩国美国中国202020252030产生萌芽期产生萌芽期 产业导入期产业导入期 产业快速发展期产业快速发展期 十城千辆计划快速导入 2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 8 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 原因一是建设加氢站所需的核心设备基本依赖进口，加氢站建设成本与维护成本较高。二是目前燃料电池汽车量较少，加氢需求难以形成规模效应。2015 年以来，随着我国燃料电池汽车产业的逐步发展以及加政策对加氢站建设的大力支持，各个地区开始规划建设加氢站。未来加氢站的普及和商业化运营将大大有助于促进燃料电池电动汽车的普及。图表图表10.国内加氢站布局情况国内加氢站布局情况 城市 名称 城市 名称 北京 永丰加氢站 中山 沙朗加氢站 上海 上海神力加氢站 常熟 丰田加氢站 上海安亭加氢站 云浮 云浮加氢站 上海电驱加氢站 云浮新兴加油加氢站 上海世博会加氢站 十堰 东风特汽十堰加氢站 广州 广州亚运会加氢站 南通 南通百应加氢站 深圳 深圳大运会加氢站 成都 邯郸区加氢站 郑州 宇通加氢站 张家口 张家口临时加氢站 大连 同新加氢站 武汉 武汉氢雄加氢站 佛山 三水加氢站 武汉中极加氢站 瑞晖佛山加氢站 聊城 聊城中通加氢站 佛罗路加氢站 如皋 神华如皋加氢站 禅城区加氢站 新宾 抚顺新宾沐与康加氢站 资料来源：第一电动网，广证恒生 2.2 当前保有量相对较少，未来发展中国最具成长空间当前保有量相对较少，未来发展中国最具成长空间 当前燃料电池汽车保有量相对较少。截至 2018 年底，从保有量来看，日本大约有 2700 辆、韩国 2000辆、美国 6500 辆，中国 3500 辆。长远规划来看，全球燃料电池汽车发展正在全面提速。根据各个国家出台的规划文件，到 2030 年，日本、韩国、美国、中国分别规划燃料电池汽车保有量 80、63、20、100 万辆。图表图表11.世界各国燃料电池车保有量（辆）世界各国燃料电池车保有量（辆）图表图表12.世界各国保有量规划（万辆）世界各国保有量规划（万辆）资料来源：各国政府网站、广证恒生 资料来源：各国政府网站、广证恒生 国乘用车尚处于验证阶段，商用车将成为突破口。国乘用车尚处于验证阶段，商用车将成为突破口。过去 5 年间，中国燃料电池汽车在政策的补贴下产销经历了快速发展。但是目前中国燃料电池乘用车仅有概念车，尚未量产。中国燃料电池商用车经过多年研发已进入商业化阶段，多家车企推出了燃料电池商用车产品。从国家推广目录角度来看，2017 年新能源汽车推广应用推荐车型目录中仅有 3 款专用车、19 款客车入榜，而 2018 年增至 26 款专用车、60 款客车，专用车、客车车型数分别是 2017 年的 8.67、3.16 倍。2018 年中国燃料电池汽车产销均完成 1527 辆，01000200030004000500060007000日本韩国美国中国40.9112015510806320100050100150日本韩国美国中国2020202520302 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 9 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 包括 1418 辆燃料电池客车以及 109 辆燃料电池货车。国内商用车销量为 437.1 万辆，燃料电池汽车渗透率仅 0.03%，未来发展空间可观。图表图表13.中国燃料电池汽车销量中国燃料电池汽车销量 图表图表14.2016201820162018 年目录燃料电池汽车年目录燃料电池汽车 资料来源：中汽协、广证恒生 资料来源：工信部、广证恒生 2.3 中国燃料电池汽车未来市场规模广阔中国燃料电池汽车未来市场规模广阔 2016 年 10 月，中国标准化研究院资源与环境分院和中国电器工业协会发布的中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）首次提出了我国氢能产业的发展路线图。对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。其中 2025 年以前燃料电池汽车以商用车为主，2025 年以后乘用车得到发展。按照客车、物流车、乘用车百公里耗氢量 7kg、3kg、1kg 进行测算得到 2030 年氢气需求为 153 万吨。图表图表15.中国燃料电池企业行业氢气量需求测算中国燃料电池企业行业氢气量需求测算 车型 时间 2018 2020E 2025E 2030E 客车 保有量（万辆）0.20 0.50 8.00 25.00 日行驶里程（km）200.00 200.00 200.00 200.00 年行驶里程（km）73000.00 73000.00 73000.00 73000.00 百公里耗氢量（kg）7.00 7.00 7.00 7.00 氢气用量（万吨）1.02 2.56 40.88 127.75 物流车 保有量（万辆）0.14 0.50 2.00 15.00 日行驶里程（km）150.00 150.00 150.00 150.00 年行驶里程（km）54750.00 54750.00 54750.00 54750.00 百公里耗氢量（kg）3.00 3.00 3.00 3.00 氢气用量（万吨）0.23 0.82 3.29 24.64 乘用车 保有量（万辆）60.00 日行驶里程（km）50.00 50.00 50.00 50.00 年行驶里程（km）18250.00 18250.00 18250.00 18250.00 百公里耗氢量（kg）1.00 1.00 1.00 1.00 氢气用量（万吨）10.95 氢气用量总计（万吨）2.25 4.38 45.17 153.39 资料来源：METI、广证恒生 6106291272152705001000150020002014201520162017201841960326020406080100201620172018乘用车客车专用车2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 10 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 3 短期看规模化推动燃料电池成本下降短期看规模化推动燃料电池成本下降 3.1 电堆成本占比较高，核心部件有待突破电堆成本占比较高，核心部件有待突破 成本高企仍是目前大规模推广的主要障碍。成本高企仍是目前大规模推广的主要障碍。目前燃料电池的成本远远高于锂离子电池及一般的燃油车，其主要由燃料电池堆、空气供给系统、冷却系统、及氢气检测供给系统等成分构成，其中占比最大的是电堆，占比高达 30%，电堆中占比最大的是催化剂，占整个电堆成本的 36%。氢燃料电池产业链环节，上游膜电极及其组分催化剂和质子交换膜国内仅能少量生产，气体扩散层则由国外完全垄断。膜电极占据燃料电池系统成本 31%，是价值量最高的原材料。此外，膜电极是决定燃料电池系统寿命、性能的关键部件。因此，上游材料是燃料电池产业链的核心环节。图表图表16.氢燃氢燃料电池成本结构料电池成本结构 图表图表17.燃料电堆成本结构燃料电堆成本结构 资料来源：WindEurope，BP，广证恒生 资料来源：WindEurope，BP，广证恒生 3.2 规模化效应将有助于显著降低成本规模化效应将有助于显著降低成本 燃料电池成本结构中除少量的氢气供给和车身材料外，各种系统和燃料电堆构成了燃料电池 80%以上的成本。从全球燃料电池的发展来看，产量的增长形成规模化效应，系统成本和电堆成本平摊至每一单位时将显著下降。根据 DOE 数据显示，当电堆产量达到 50 万套的情况下，电堆成本有望降低到 19 美元/kw，系统成本有望降低到 45 美元/k 图表图表18.燃料电池成本与产量关系（美元燃料电池成本与产量关系（美元/kWkW）图表图表19.国内燃料系统成本和保有量关系国内燃料系统成本和保有量关系 资料来源：DOE，节能和新能源汽车路线图，广证恒生 资料来源：节能和新能源汽车路线图，广证恒生 以广东国鸿为例，其于 2016 年 5 月签署引进加拿大巴拉德 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30%14%7%3%5%5%3%7%23%3%燃料电堆储氢系统空气供给氢气供给增湿换热控制系统电池系统电驱动系统车身23%12%36%13%16%双极板质子交换膜催化剂气体扩散层膜电极骨架178796454504511839302522190501001502000.11251050系统成本（美元/kw)电堆成本（美元/kw)1200060002000600020004000600080001000012000140000.371101002 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 11 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 0500010000150002000025000050100150200250300350110203040506014%32%16%18%10%10%10001000套套/年年双极板膜组件催化剂气体扩散装置膜电极组22%11%49%5%6%7%50005000套套/年年双极板膜组件催化剂气体扩散装置膜电极组一性，工作寿命超过 2 万 h，最长寿命超过 2.5 万 h。巴拉德 9SSL 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。2018 年出货 1100多套，市占率约 70%。2018 年广东国鸿电堆成本为 6000 元/kw，电堆降本空间较大，未来两年预计可降低60%，至 2400 元/kw。图表图表20.20182018 年国鸿国内市占率年国鸿国内市占率 图表图表21.电堆降本空间达到电堆降本空间达到 60%60%（元（元/kwkw）资料来源：公司官网，广证恒生 资料来源：公司官网，广证恒生 3.3 催化剂和双极板规模化降本难催化剂和双极板规模化降本难 燃料电池成本高的原因一方面是因为技术难度高，另一方面是量比较少，随着燃料电池量的增加，成本逐步降低。膜电极成本高昂的重要原因是其催化剂贵金属 Pt。燃料电池零部件的成本主要来源于原材料与加工费用，美国 Strategic Analysis 公司发布的报告显示，在目前技术水平下，除催化剂和双极板之外，其他零部件都具有较强的规模效应，加工成本主导的部件(如质子交换膜、气体扩散层)的成本可通过规模化生产来降低，随着燃料电池产量规模的扩大在燃料电池成本构成中占比不断缩小。但材料成本占主导的催化剂难以通过规模化量产实现大幅度降本。图表图表22.燃料电池不同规模电堆成本占比燃料电池不同规模电堆成本占比 资料来源：DOE，广证恒生 3.4 压缩机等部件降本空间比较大压缩机等部件降本空间比较大 根据 DOE 数据显示，电池组及压缩机、加湿器及其他配件构成的整体燃料电池系统而言，以压缩机国鸿其他600024000100020003000400050006000700020182020E2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 12 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 为主的其他组件同样尚有成本压缩空间。降到 30 美元/kW 的成本下降预期路径中，电池组和其他组件成本基本各占一半。最后，在量产假设下的充分摊薄成本构成中，材料以外的成本约占 1/4。图表图表23.燃料电池不同规模电堆成本占比（美元燃料电池不同规模电堆成本占比（美元/kw/kw）资料来源：EVCIPA、广证恒生 3.5 氢气环节氢气环节具有较大降幅空间具有较大降幅空间 未来燃料电池作为新能源主力，对氢能需求会与日俱增。氢能的产业链主要包括制氢、加工、储存、运氢、加注等环节，由于氢的密度极低，因此在各个环节的成本均比较高。比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现，影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本（约占 38%）和加氢站固定成本（约占 26%），而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本（约占 65%）。我国氢气生产可以通过产业链各个环节缩减成本。短期内，由于高额补贴存在，选择合适的氢源，并降低氢气运输与储藏的成本，是最适当的选择；长期中，随着行业的发展和补贴额度的下降，通过提高关键设备的国产化率水平来降低加氢站的建设成本则是未来加氢站降本的明智之选。图表图表24.日本加氢站氢气成本拆分日本加氢站氢气成本拆分 图表图表25.中国加氢站氢气成本拆分中国加氢站氢气成本拆分 资料来源：METI，天然气化工，广证恒生 资料来源：METI，天然气化工，广证恒生 25.751.251720102030405060初始水平双极板膜组件其他组件压缩机加湿器其他未来目标其他加湿器压缩机其他组件膜组件双极板15%8%3%10%26%4%15%19%38%其他固定成本压缩机压缩器加氢站可变成本加氢站维护氢气生产运输可变成本氢气生产固定成本氢气原材料8%6%4%2%10%3%17%50%70%其他固定成本压缩机压缩器加氢站可变成本加氢站维护氢气生产运输可变成本氢气生产固定成本氢气原材料23%12%37%13%16%双极板膜催化剂气体扩散流道框架和垫衬2 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 13 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 4 各个各个环节成本测算和横向对比环节成本测算和横向对比 4.1 铂用量仍有下降空间铂用量仍有下降空间 目前铂金的价格在逐步下降，领先的工业化水平下每 100kW 燃料电池催化剂消耗 Pt 在 30g 左右（略高于 DOE 测算的理论水平）。以国内燃料电池汽车水平为例，按功率 100kW 计，单车 Pt 的需求量为 30g，合单车催化剂成本超过 6000 元人民币。燃油车的尾气清洁催化剂同样对 Pt 存在需求，目前的水平大约在 5-10g/辆。丰田 Marai0.175g/kw 和国内 0.3g/kw 的水平对比来看，铂用量仍有一定的下降空间。图表图表26.铂金（铂金（99.5%99.5%）价格走势（元）价格走势（元/克）克）图表图表27.MaraiMarai VSVS 国内铂用量对比（国内铂用量对比（g/kwg/kw）资料来源：IRENA，公司公告，广证恒生 资料来源：IRENA，公司公告，广证恒生 4.2 氯碱制氢产能最大氯碱制氢产能最大，成本较低，成本较低 目前工业制氢主要有四种方法，一是采用化石燃料制取氢气（天然气为主），天然气裂解制氢是在一定压力、高温及催化剂的作用下，天然气和水蒸气发生反应，终生成氢气和二氧化碳等，在从生成物中提取产品氢气。二是从化工副产物中提取氢气（焦炉气为主），焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺，从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢。三是采用来自生物的甲醇甲烷制取氢气，甲醇裂解制氢是甲醇和水混合，在高温变成蒸汽的情形下由催化剂催化生成氢气和二氧化碳等，然后从生成物中提取产品氢气。四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。从全球制氢来源来看，天然气制氢采用最多，醇类制氢次之，分别达到了全球产氢量的 48%和 30%。从国内产能来看，氯碱制氢产能最大，达到 76 万吨/年。图表图表28.全球制氢来源分布全球制氢来源分布 图表图表29.中国氢气产能分布（万吨中国氢气产能分布（万吨/年）年）资料来源：中国氢能源网、广证恒生 资料来源：中国氢能源网、广证恒生 0.00100.00200.00300.00400.00500.000.1750.300.050.10.150.20.250.30.35丰田中国48%30%18%4%天然气醇类煤电解767025310204060802 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明 证券研究报告 第 14 页 共 20 页 行业深度报告行业深度报告 氯碱制氢具备经济性和环保性氯碱制氢具备经济性和环保性。从经济性角度，制氢的成本很大程度上取决于原料的成本，目前煤气化制氢成本最低，电解水成本最高。根据上海国际能源创新中心的数据，目前煤气化制氢的成本最低，其次是天然气制氢，为 2.00 美元每千克，甲醇裂解 3.99 美元每千克，成本最高的是水电解，达到 5.20 美元每千克。相对于石油售价，煤气化和天然气重整已有利润空间，而电解水制氢成本仍居高不下。图表图表30.电解水制氢成本电解水制氢成本 电价 1kgH2 制备成本 1kgH2 压缩后成本 1kgH2 运输后成本 1kgH2 站内加压后成本 0.4 19.8 22.77 23.76 24.8 0.5 24.75 28.4625 29.7 30.9 0.6 29.7 34.155 35.64 37.1 0.70.7 34.6534.65 39.847539.8475 41.5841.58 43.343.3 0.8 39.6 45.54 47.52 49.5 0.9 44.55 51.2325 53.46 55.7 1 49.5 56.925 59.4 61.9 1.1 54.45 62.6175 65.34 68.1 1.2 59.4 68.31 71.28 74.3 1.3 64.35 74.0025 77.22 80.4 1.4 69.3 79.695 83.16 86.6 1.5 74.25 85.3875 89.1 92.8 资料来源：公司公告，中电联，广证恒生 2015 年，我国氯碱厂产能为 3961 万吨，产量为 3028.1 万吨。根据氯碱平衡表，烧碱与氢气的产量配比为 40:1，理论上将产生氢气 75.7 万吨，即 85 亿 Nm3 氢气，理论上可以供 243 万辆乘用车使用。但考虑氯碱厂区域分布、运输距离、期间损耗及不同车型的耗氢量，几十万辆的规模问题不大。图表图表31.不同途径的制氢成本不同途径的制氢成本 图表图表32.国内国内氯碱产能氯碱产能分布分布 资料来源：美国能源部、广证恒生 资料来源：中国氢能源网、广证恒生 氯碱制氢可以满足短期氢能需求。按照相对乐观的 2025 年 15 万的保有量，其中客车 10 万辆，货车 5万辆来计算，2025 年氢能需求为 65 万吨，小于氯碱制氢产能 76 万吨的水准。图表图表33.氯碱产能对应氢气理论产量氯碱产能对应氢气理论产量 （单位：万吨）2011 2012 2013 2014 2015 产能 3412 3736 3850 3910 3961 产量 2466 2699 2854 3180 3010 对应氢气理论产量 61.7 67.5 71.4 79.5 75.9 131428361505101520253035402 1 1 3 4 9 8 9/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 6 1 6 0 8:4 5 请参阅最后一页重要声明