氢燃料电池汽车专题研究报告：产学研深度配合蓄势待发深度剖析燃料电池汽车全产业-20191015-山西证券-61页.pdf

请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1 1 汽车汽车 报告原因：专题研究报告原因：专题研究 氢燃料电池汽车专题研究报告氢燃料电池汽车专题研究报告 产学研深度配合蓄势待发，深度剖析燃料电池汽车全产业产学研深度配合蓄势待发，深度剖析燃料电池汽车全产业 2019 年年 10 月月 15 日日 行业研究行业研究/行业深度行业深度 汽车行业近一年市场表现 投资要点：投资要点：世界发达国家纷纷布局燃料电池产业，国内技术发展相对落后。世界发达国家纷纷布局燃料电池产业，国内技术发展相对落后。目前，我国已经初步掌握整车、动力系统与核心部件的核心技术并具有整车生产能力。但是，在燃料电池汽车车型平台开发方面，以上汽股份、上海大众、一汽、长安、奇瑞等公司为代表开发的燃料电池轿车均基于传统内燃车或纯电动汽车进行改制，尚未掌握燃料电池汽车专用车身、底盘开发、底盘动力学主动控制等关键技术。燃料电池汽车普及仍需要时间。燃料电池汽车普及仍需要时间。世界整体来看，燃料电池汽车技术还不成熟，成本较高、技术复杂、基础设施建设不足限制了燃料电池的普及，成本下降可能还需要十年左右时间，新能源汽车市场短期仍将以纯电动和混动汽车为主。政策层面各大国纷纷推出自己的燃料电池战略。政策层面各大国纷纷推出自己的燃料电池战略。日本通过领先的技术引领燃料电池发展。美国大力投资建设氢能产业链。欧洲将交通与能源相结合，发展氢燃料技术。中国将燃料电池技术列入“十三五”战略性新兴产业发展规划、中国制造 2025 等发展计划中。此外，结合地区优势，北京，上海，山西，武汉，佛山，苏州，张家口等地纷纷出台氢能扶持政策，为氢能的发展保驾护航。专利层面日本遥遥领先，各国发展方向有所不同。专利层面日本遥遥领先，各国发展方向有所不同。日本作为全球专利排名第一的国家，在多个关键技术上均处于绝对领先地位，技术最为全面且没有明显的短板，且控制技术方面的领先优势最为明显。美国和韩国各关键技术发展比较均衡。中国比较重视电极和催化剂的研发，德国比较关注制氢、储氢以及燃料电池加热、冷却技术。各大车企在对投资氢能源产业十分积极。各大车企在对投资氢能源产业十分积极。一方面，车企加速布局氢燃料电池汽车，关键技术逐渐取得突破，成本下降路径明显，未来有望被市场接受。另一方面，在核心部件领域，越来越多的车企开始通过兼收并购或者股权投资等方式 布局具有技术壁垒的燃料电池产业链企业，占领市场先机。投资建议：投资建议：整体而言，国内氢燃料电池行业起步晚、成本高、技术壁垒高，尚处于初级阶段，建议投资者关注 2 条主线：一、一、资金实力雄厚、与高校合作紧密、研发实力强劲，且汽车品类丰富的整车龙头；二、二、引进海外先进技术，积极布局产业链关键节点的零部件供应商。投资标的：投资标的：上汽集团、宇通客车、潍柴动力 风险提示：风险提示：行业政策大幅调整；技术突破不及预期；行业景气度持续下行。分析师：平海庆 执业证书编号：S0760511010003 电 话：010-83496341 邮 箱： 研究助理：张 湃 电 话：0351-8686797 邮 箱： 李召麒 电 话：010-83496307 邮 箱： 太原市府西街 69 号国贸中心 A 座 28 层 北京市西城区平安里西大街 28 号中海国际中心七层 山西证券股份有限公司 http:/ 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 2 2 目录目录 1.新能源汽车概论新能源汽车概论.8 1.1 新能源汽车定义新能源汽车定义.8 1.2 新能源汽车分类新能源汽车分类.8 1.3 主要新能源汽车优劣势分析主要新能源汽车优劣势分析.9 1.4 新能源汽车发展现状和趋势新能源汽车发展现状和趋势.10 1.4.1 全球新能源汽车技术发展全球新能源汽车技术发展.10 1.4.2 全球新能源汽车销售情全球新能源汽车销售情况：况：.11 1.4.3 全球主要国家新能源政策总结全球主要国家新能源政策总结.12 1.4.4 新能源汽车行业发展趋势总结新能源汽车行业发展趋势总结.14（1）短期趋势）短期趋势.14（2）中期趋势）中期趋势.15（3）长期趋势）长期趋势.15 2.燃料电池汽车介绍燃料电池汽车介绍.15 2.1 燃料电池汽车定义.15 2.2 燃料电池汽车结构.15 3.燃料电池汽车的发展现状和趋势燃料电池汽车的发展现状和趋势.16 3.1 国际发展现状.16 3.2 国内发展现状.18 3.3 国内外政策比较.19 3.3.1 欧洲：促进“交通与氢能”融合，持续稳定支持产业发展.19 3.3.2 美国：大力投资发展.20 3.3.3 日本：领航燃料电池发展，政策多举并进.20 3.3.4 中国：政府大力支持产业发展，地方政府为氢能发展保驾护航.20 3.4 国内外专利情况分析.21 3.4.1国家层面.21 3.4.2竞争机构层面.24 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 3 3 4.燃料电池产业链分析燃料电池产业链分析.26 4.1 燃料电池配套产业链结构.26 4.2 燃料电池核心技术产业链与领先企业.27 4.2.1燃料电池发动机.28 4.2.2质子交换膜.29 4.2.3反应催化剂.29 4.2.4电解质.29 4.2.5双极板.30 4.3 燃料电池配套产业链分析.30 4.3.1燃料电池配套产业链结构.30 4.3.2制氢.31（1）常用的制氢技术路线.31（2）主流制氢源自于传统能源的化学重整.32（3）煤制氢加碳捕捉将成为主流制氢路线.33 4.3.3储氢.33 4.3.4运氢：气态和液态运输最为常见.36 4.3.5加氢站.36（1）布局：加氢站建设快速推进，布局方面头部效应明显.36（2）新型加氢站：加氢站新思路，有望成为有效补充.37（3）规模效应有望使加氢站建设成本显著下降.37 5.燃料电池汽车领先企业分析燃料电池汽车领先企业分析.38 5.1 以丰田 MIRAI为例的零部件供应商.38 5.1.1丰田Mirai汽车介绍.38 5.1.2以丰田Mirai为例的零部件供应商汇总.39 5.2 国内企业概况：众多企业积极参与，质量不断进步.42 5.3 国内领先企业.50（1）上汽集团：最为综合全面的燃料电池整车企业.50（2）潍柴动力：收购巴拉德股份，引进领先技术.52 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 4 4 （3）宇通客车：专注燃料电池客车.52（4）国鸿氢能：引进先进技术消化吸收，以燃料电池为核心.52（5）亿华通：专注于氢燃料电池发动机技术.53（6）美锦能源：增资布局氢能各产业链.54（7）中氢科技：与企业高校合作研发氢燃料电池及配套系统.54（8）氢雄云鼎：地区支持，培育氢能产业.55 6.燃料电池产业机遇分析燃料电池产业机遇分析.56 7.投资建议及标的推荐投资建议及标的推荐.57 7.1 投资建议.57 7.2 标的推荐.57 7.2.1上汽集团（600104.SH）：龙头优势明显，商业化进程不断加快.57 7.2.2宇通客车（600066.SH）：产业链持续完善，研发实力不断扩大.58 7.2.3潍柴动力（000338.SZ）：强强联手，产业链布局持续推进.58 8.风险提示风险提示.59 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 5 5 图表目录图表目录 图图 1：电动汽车历史：电动汽车历史.10 图图 2：燃料电池汽车历史：燃料电池汽车历史.10 图图 3：新能源汽车（：新能源汽车（BEV+PHEV）全球销量）全球销量.11 图图 4：新能源汽车（：新能源汽车（BEV+PHEV）渗透率排名）渗透率排名.12 图图 5：美国各州纯电动汽车保有量占比：美国各州纯电动汽车保有量占比.14 图图 6：TOYOTA MIRAI 结构图结构图.16 图图 7：全球燃料电池出货量按照应用领域分布：全球燃料电池出货量按照应用领域分布.16 图图 8：全球燃料电池出货量：全球燃料电池出货量按地区分布按地区分布.16 图图 9：全球加氢站分布：全球加氢站分布.17 图图 10：奥迪：奥迪 HTRON QUATTRO.17 图图 11：宝马：宝马 I8 HYDROGEN FUEL CELL.18 图图 12：中国氢能产业基础设施发展技术路线图：中国氢能产业基础设施发展技术路线图.21 图图 13：优先权国专利分布：优先权国专利分布.22 图图 14：主要国家技术优势分布：主要国家技术优势分布.22 图图 15：主要国家技术领域分布比例图：主要国家技术领域分布比例图.23 图图 16：主要国家专利布局：主要国家专利布局.23 图图 17：主要国家在华专利布局：主要国家在华专利布局.24 图图 18：国际专利申请人：国际专利申请人.24 图图 19：中国专利申请人：中国专利申请人.25 图图 20：中国专利申请人类型：中国专利申请人类型.25 图图 21：企业技术能力：企业技术能力.26 图图 22：燃料电池原理：燃料电池原理.26 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 6 6 图图 23：燃料电池产业链：燃料电池产业链.28 图图 24：两种车型的动力系统结构：两种车型的动力系统结构.28 图图 25：氢能产业链：氢能产业链.30 图图 26：常用制氢方法：常用制氢方法.32 图图 27：全球制氢主要来源（左）、日本制氢主要来源（右）：全球制氢主要来源（左）、日本制氢主要来源（右）.33 图图 28：几种主要制氢方式成本对比（美元：几种主要制氢方式成本对比（美元/千克）千克）.33 图图 29：典型储氢技术：典型储氢技术.34 图图 30：固体储氢材料分类：固体储氢材料分类.35 图图 31：加氢站建设成本：加氢站建设成本.37 图图 32：丰田零部件供应商整理：丰田零部件供应商整理.39 图图 33：东丽为东丽为 MIRAI 开发的其他零部件开发的其他零部件.41 图图 34：荣威：荣威 950.50 图图 35：FCV80 氢燃料电池客车氢燃料电池客车.50 图图 36：申沃牌：申沃牌 SWB6128FCEV01 型全低地板燃料电池城市客车型全低地板燃料电池城市客车.51 图图 37：上汽大通燃料电池商务车：上汽大通燃料电池商务车 FV76(内部代号内部代号)试装下线试装下线.51 表表 1：新能源汽车分类：新能源汽车分类.8 表表 2：主要新能源汽车优劣势分析：主要新能源汽车优劣势分析.9 表表 3：中日新能源汽车政策对比：中日新能源汽车政策对比.13 表表 4：国内外主要产品发展现状对比：国内外主要产品发展现状对比.18 表表 5：各类燃料电池的特征与应用：各类燃料电池的特征与应用.27 表表 6：氢能产业链相关企业：氢能产业链相关企业.31 表表 7：储氢气瓶分类：储氢气瓶分类.34 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 7 7 表表 8：固体储氢材料分类：固体储氢材料分类.35 表表 9：加氢站的主要设备：加氢站的主要设备.38 表表 10：电池优化情况对比：电池优化情况对比.38 表表 11：近期各地氢能政策与优势对比：近期各地氢能政策与优势对比.42 表表 12：研发制造氢燃料电池的地区与企业：研发制造氢燃料电池的地区与企业.46 表表 13：研发制造氢燃料电池商用车的地区和企业：研发制造氢燃料电池商用车的地区和企业.47 表表 14：中国氢能燃料电池七大产业集群：中国氢能燃料电池七大产业集群.47 表表 15：部分车企布局情况：部分车企布局情况.49 表表 16：部分上市公司主要投资领域：部分上市公司主要投资领域.49 表表 17：宇通各代燃料电池性能对比：宇通各代燃料电池性能对比.52 表表 18：公司氢燃料电池发动机主要参数：公司氢燃料电池发动机主要参数.53 表表 19：部分高校产业化项目情况：部分高校产业化项目情况.56 表表 20：细分领域领先企业：细分领域领先企业.57 表表 21：推荐公司盈利预测表：推荐公司盈利预测表.59 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 8 8 1.新能源汽车新能源汽车概概论论 1.1 新能源汽车定义新能源汽车定义 依据中华人民共和国工业与信息化部 2009 年 6 月 17 日发布的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。但电动汽车并不是新事物，从 1834 年发明以来，曾一度占据了主要的车辆销售市场，但因为电池的瓶颈原因沉寂了 80 多年。同样，燃料电池尽管 1939 年就已发明，1965 年曾用于登月计划，但由于技术不成熟，无法普及。1.2 新能源汽车分类新能源汽车分类 根据提供动力方式的不同，新能源汽车可分为：混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及燃气汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。表 1：新能源汽车分类 油电混合动力车 插电式混合动力车 增程式电动车 充电式纯电动车 燃料电池电动车 甲醇汽车 英文 HEV(Hybrid Electric Vehicle)PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)REEV(Range Extended Electric Vehicle)BEV(Battery Electric Vehicle)FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)Methanol Fuel Vehicle 原理 使用发动机和/或电动机驱动汽车，以能量回收方式为电池充电 使用发动机和/或电动机驱动汽车，以插电方式为电池充电 只用电动机驱动汽车，以内燃机和插电方式为电池充电 只用电动机驱动汽车，以插电方式为电池充电 只用电动机驱动汽车，以氢燃料经电化学反应 产生的电能为动力源 传统发动机，使用甲醇作为替代燃料 代表 丰田普锐斯 PRIUS 比亚迪秦 BMW i3 尼桑聆风 LEAF，特斯拉 丰田 Mirai 宇通甲醇客车 数据来源：山西证券研究所，公开资料整理 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 9 9 1.3 主要主要新能源汽车优劣势分析新能源汽车优劣势分析 表 2：主要新能源汽车优劣势分析 优势优势 劣势劣势 油 电油 电混动混动 1、相比传统汽车更省油，没有续航问题没有续航问题。2、可以通过制动回收能量制动回收能量，增加续航，同时不需要大电池，成本增加不多，电池报废后污染小。3、低速路段例如市区使用电动机，可以减少城市内排放减少城市内排放。4、可以以更低成本实现四驱更低成本实现四驱，可以通过内燃机与电机同时驱动来增加动力。5、技术相对成熟技术相对成熟，消费者不需要改变现有的习惯。1、不能完全解决化石燃料会用完的情况。2、相比传统燃油车，重量、成本有所增成本有所增加加。3、技术难度较大，高于传统内燃汽车，更高于传统电动车。插 电插 电混动混动 1、没有续航问题没有续航问题。2、可以通过电机给汽车提升性能通过电机给汽车提升性能，同时可以较低成本的实现四驱。3、传统汽车厂商已有比较完善的技术积累。4、适合用于适合用于过渡过渡的新能源车型，有较为广阔的国际市场。1、既有电池系统又有发动机系统，整车整车成本较高成本较高。2、技术比较复杂。3、大部分行驶时间使用小容量的电池驱动，电池损耗较大，有电池寿命问题。纯电纯电 1、能量转换效率相对较高。2、电力来源丰富电力来源丰富 3、凌晨用电低谷正好可以用来充电。4、纯电动汽车没有内燃机的噪音与震动，动力响应更快动力响应更快，加速性能强劲。5、可以以较低的成本实现四驱四驱，同时可以随意控制四个电机的动力分配，转弯等性能可以获得更大的提升。6、没有燃油汽车的发动机占据汽车空间，可以在更小的车型下空间做的更大。7、中国大部分地区已通电，经过少量改造就可以为汽车提供电力。8、锂电锂电池技术相对成熟，成熟，已经广泛应用于其他电子行业。9、自动驾驶系统自动驾驶系统在纯电动汽车上更容易实现。1、电池充电速度较慢充电速度较慢。2、电动车续航里程低续航里程低。3、锂电池的电池寿命电池寿命比较低，更换成本高。4、同价位下没有燃油车质量高 5、电池后期回收还会产生一定的污染。6、欠缺较为完备的充电设施，家用充电设备充电慢，无法提供外出旅行使用。快速充电柱还没有完全普及，且充电速度仍然不理想。燃 料燃 料电池电池 1、不需要改变消费者使用习惯不需要改变消费者使用习惯，解决了续航焦虑问题。2、没有大容量电池报废后带来的污染问题。3、能耗可以做到更低能耗可以做到更低。4、产物只有水，排放接近于零排放接近于零。5、氢气来源广泛氢气来源广泛。1、可再生方式制氢转化效率较低；电力制氢会增加能量损耗；化石能源制氢会产生污染副产物。2、氢燃料电池技术不够成熟氢燃料电池技术不够成熟，成本较高。3、加氢站的建设需要逐步推进加氢站的建设需要逐步推进。资料来源：山西证券研究所 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1010 1.4 新能源汽车发展现状新能源汽车发展现状和趋势和趋势 1.4.1 全球新能源汽车技术发展全球新能源汽车技术发展 纯电动汽车的历史比燃油车更早，但由于技术的瓶颈导致经过了初期的繁荣之后就一度消沉，直到近些年锂电池技术的不断突破，才被人们重新重视起来。图 1：电动汽车历史 数据来源：山西证券研究所 燃料电池原理很早被提出，但受技术所限与高昂的成本，发展速度十分缓慢。近些年燃料电池相关技术不断进步，特别是丰田等日本公司的大力推进下，部分燃料电池汽车已实现量产。图 2：燃料电池汽车历史 数据来源：山西证券研究所 1834年Thomas Davenport在美国制造出第一辆直流电机驱动的电动车。1881年法国工程师古斯塔夫 特鲁夫制造了第一辆铅酸电池三轮车。1899年保时捷发表第一款混动汽车1992年福特汽车使用钙硫电池的Ecostar1997年日产汽车世界上第一辆使用锂离子电池的电动车Prairie Joy EV1997年丰田的Prius混合动力轿车下线2012年特斯拉Model S发布燃料电池的原理由德国化学家克里斯提安 弗里德里希 尚班于1838年提出1955年，通用电气工作的化学研究员W 汤马斯 葛卢布进一步设计以磺化聚苯乙烯离子交换膜作电解质，改革原始燃料电池。20 世纪60 年代，首次应用在美国航空航天管理局的阿波罗登月飞船。1993 年，加拿大Ballard 电力公司展示了一辆零排放、最高时速为72km/h、以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力的公交车。2014年，丰田在全球首推4人乘坐的燃料电池车Mirai，续航距离500km。证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1111 1.4.2 全球新能源汽车销售情况：全球新能源汽车销售情况：在各国政策支持下，电动车销售增速较快，但整体来看全球电动汽车市场占比仍然比较低，仍有很大的发展前景。目前，全球新能源汽车市场销售主要以纯电动与插电混动为主，从插电混动与纯电动汽车销售来看，2018 年，全球销售超过 500 万量电动车（BEV+PHEV），其中 45%在中国销售，500 万量中，纯电动占据 2/3。图 3：新能源汽车（BEV+PHEV）全球销量 数据来源：IEA 相较全球汽车销量，目前电动汽车销量占比仍不足 1%，按照 IEA 预测，2030 年电动汽车渗透率将达到 15%，2018 年-2030 年每年则需要增长 30%。插电混动汽车 2012 年后开始进入市场，目前，中国市场占比约为 25%，美国约为 43%，欧洲市场的PHEV 占比更高。证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1212 图 4：新能源汽车（BEV+PHEV）渗透率排名 数据来源：IEA 1.4.3 全球全球主要国家主要国家新能源政策总结新能源政策总结（1）中国：）中国：21 世纪后，新能源汽车作为中国战略发展的重要一环，受到了大力支持。国务院印发的“十二五”国家战略性新兴产业发展规划中将新能源汽车列入七大战略新兴产业之一。中国制造 2025提出“节能与新能源汽车”作为重点发展领域，明确了“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，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完成工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车与国际先进水平接轨。”的发展战略，为我国节能与新能源汽车产业发展指明了方向。“十三五”期间，针对电池、电机、电控等核心关键技术，中国将从基础科学、系统集成技术、共性核心技术、集成开发与示范等方面建设基础设施平台、集成示范平台及国际合作平台，通过平台建设逐步突破燃料电池动力系统、混合动力系统、纯电动力系统等核心关键技术，全面提升中国新能源汽车的研发能力和产业化水平。在具体的措施方面，国家从财政补贴、税收优惠、汽车使用等方面对新能源汽车给予支持。例如新能 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1313 源汽车可享受国家补贴与地区补贴，同时免征购置税；对于新能源汽车企业，可以享受减征或免征所得税、减按 15%低税率征税、加计扣除、加速折旧等方面的税收优惠。同时新能源汽车能享受到不限购不限行的政策。2009 年-2020 年，在中国新能源汽车多重优惠政策的支持下，纯电动与插电混动汽车销量大幅度增加，2013-2018 年中国 BEV+PHEV 销量占全世界新能源销量从 8%增长到 45%，同时培育出比亚迪新能源、北汽新能源、广汽新能源、吉利新能源、蔚来、小鹏、威马等多个品牌。乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法自 2018 年 4 月 1 日起施行。双积分政策目的在于强补贴政策逐步减少后，给参与新能源汽车的企业一个温和的补贴方式。同时，通过积分制度，通过积分制度，调整车企未来调整车企未来投入重心投入重心，推动国内车企在电动汽车邻域实现快速发展，力争赶超传统外国车企。（2）日本：）日本：日本比中国资源更为匮乏，在新能源汽车布局也更早。与中国支持纯电动汽车所不同的是，日本定义与中国支持纯电动汽车所不同的是，日本定义了“下一代汽车”了“下一代汽车”，并对其使用不同的补贴，。下一代汽车战略 2010中，包括“非插电式混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）、燃料电池汽车（FCV）、清洁能源汽车（CEV）、清洁柴油汽车（CDV）、压缩天然气汽车（CNGV）”等节能与新能源汽车。中日政策对比分析：中日政策对比分析：中日两国的政策整体有一定相似之处，但均根据本国汽车产业发展情况在不断调整。表 3：中日新能源汽车政策对比 相同点 不同点 中国 日本日本 中国中国 日本日本 两国均以实现节能减排为重点两国均以实现节能减排为重点 以纯电动汽车为重点 全面发展，燃料电池重点推进。两国均希望培育新能源产业两国均希望培育新能源产业 没有针对先进传统燃油发动机的鼓励政策 鼓励发展先进的传统燃油发动机 由国务院及财政部、科技部、发改委等多部委共同参与、多方管理。新能源汽车产业战略规划主要由经济产业省负责，“环保车辆补贴”则由经济产业省和国土交通省共同实施。均出台了大量财税政策，并不断均出台了大量财税政策，并不断进行调整进行调整 对纯电动汽车与插电式混合动力汽车以纯电续航里程为标准实施阶梯补贴，对氢燃料电池汽车实施定额补贴。对纯电动汽车按其续航里程确定补贴金额，对插电式混合动力汽车实施定额补贴，对燃料电池汽车则按补贴率测算并确定补贴金额。购置税减免 除购置税、重量税外，使用环节优惠力度更大。使用外国电池的国产合资品牌与进口新能源车无法纳入补贴范围 补贴范围更广，包括在日本出售的特斯拉、宝马等进口新能源车型。均对充电桩等配套进行了补贴均对充电桩等配套进行了补贴 设置指标，奖金下拨地方，没有直接给企业与个人。较早的将基础设施那图补贴范围，充电桩建设素的较快。建立了配套的标准建立了配套的标准 2015 年底才建立 建立较早，部分标准在其他国家已有推广。资料来源：山西证券研究所 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1414 （3）美国：）美国：美国与日本不同，主要通过税费减免方式进行补贴，但效果不够明显。同时，美国各州实行不同的补美国各州实行不同的补贴政策贴政策，加州使用的是积分政策，与其他州政策有着本质的区别，积分政策效果明显积分政策效果明显，因此，加州的新能源汽车销量也占据了美国的大半。图 5：美国各州纯电动汽车保有量占比 资料来源：汽车电子设计 加州政府通过建立标准来让市场自行调节，积分政策有效的减少了政府的财政负担积分政策有效的减少了政府的财政负担，同时激励了企业去研发符合消费者期望的新能源汽车。加州政府也根据市场反馈调整相应标准，使得更符合当前情况。目前，加州使用的是 2016 年版本的 ZEV 积分制政策，将纯电续航里程作为计算积分的唯一指标，使得高效高效低排放与普通混动汽车不再获得积分低排放与普通混动汽车不再获得积分。中国早期学习日本、欧洲的补贴方式，导致了抢装、质量低下、骗补的问题，现在加强了监管、同时采取新的积分政策符合未来新能源汽车发展趋势。新的积分政策有利于淘汰劣质车型，减少我国的财政补贴的负担，一定程度上还可以培育新进入的新能源汽车公司。1.4.4 新能源汽车行业发展趋势总结新能源汽车行业发展趋势总结（1）短期趋势）短期趋势 随着电动车技术不断完善，基础设施建设逐渐推进，续航问题不断改善，消费者对新能源汽车认知、认可程度越来越高，预计到 2020 年，纯电动汽车销量会继续快速增长。全球来看，在发达国家与地区，混动汽车与纯电动汽车更受消费者欢迎。国内基于环保、能源安全、技术发展的考虑，仍会选择纯电动汽车作为发展方向选择纯电动汽车作为发展方向，优惠政策会偏向于纯电动汽车。空间分布上，空间分布上，大城市的充电桩建设逐渐完备，纯电动汽车使用体验与传统汽车相近，在其他一些充电设施建设还不到位的地区，收入较高的家庭会选择混动汽车收入较高的家庭会选择混动汽车作为交通工具。证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1515 （2）中期趋势）中期趋势 预计到 2030 年，电池容量将能够满足大部分出行需求，基础设施建设基本完善，快速充电技术逐渐成熟。人们对电动车的认知改变，自动驾驶技术逐渐成熟。人们对电动车的认知改变，自动驾驶技术逐渐成熟。全球来看，纯电动汽车在发达国家基本普及，在发展中国家普及率逐渐提高，插电混动汽车将作为长距离交通工具使用。氢燃料电池成本不断下降，储氢、制氢技术获得突破。有条件的政府通过采购用于公共交通来推广氢燃料电池汽车。国内国内政策层面政策层面，补贴政策转换为温和方式。，补贴政策转换为温和方式。政策推动因素逐渐减弱，消费者自由选择自己喜欢的汽车类型，考虑价格因素，纯电动占据主要销量。（3）长期趋势）长期趋势 预计 2030 年之后，电池充电速度将得到极大的改善，电池能量密度持续提高。电动车充电方式多元化，快速无线充电逐渐普及，传统汽车便利程度不如电动车，新购买者更多选择纯电动出行，少数专业领域仍将使用汽油、柴油车。同时，氢燃料电池技术氢燃料电池技术逐渐逐渐成熟，成熟，制氢效率大幅度提高，电动汽车报废电池的问题逐渐被重视，政府开始鼓励氢燃料电池汽车政府开始鼓励氢燃料电池汽车，氢燃料电池汽车进入快速增长期。2.燃料电池燃料电池汽车汽车介绍介绍 2.1 燃料电池燃料电池汽车汽车定义定义 燃料电池汽车英文缩写 FCV，是一种利用氢燃料作为长时间续航，传统电池作为瞬间大电流输出互相配合的一种新型动力汽车。车用燃料电池系统通常使用高纯度的压缩氢气或者甲醇、甲酸、固态储氢等其他介质加重整系统所得到的高纯度氢气。与传统的电动汽车相比较，燃料电池汽车的电力来源为氢气通过燃料电池系统发电，传统电动汽车的能源来自于电网。2.2 燃料电池汽车结构燃料电池汽车结构 以 Mirai 为例，首先是位于车头的动力控制单元动力控制单元，动力控制单元能在不同的行驶工况下控制不同的充放电策略。电机电机，它由驱动电池和燃料电池来供电，受前端的动力控制单元控制。升压逆变器升压逆变器，它把电池输出的低压 DC，转换成高压 AC，供给交流电机。燃料电池燃料电池反应堆，反应堆，输出功率为 114kW，是整车的动力来源。驱动驱动电池电池，用来回收制动能量（再生制动），加速时辅助燃料电池供电。储氢罐储氢罐，由三层碳纤维强化塑料结构构成，700 个大气压，氢气解压后以液态氢的方式储存在燃料电池中，添加液态氢的过程加满大约需要 3-5min。证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1616 图 6：Toyota Mirai 结构图 资料来源：EV 情报，山西证券研究所 3.燃料电池燃料电池汽车汽车的发展的发展现状和趋势现状和趋势 3.1 国际发展现状国际发展现状 车用燃料电池车用燃料电池稳步发展。稳步发展。氢燃料电池及氢燃料电池汽车的研发与商业化应用在日本、美国、欧洲迅速发展，美日韩德等国巨头车企的燃料电池汽车已经量产或即将量产。据统计，2018 年全球燃料电池总体出货量预计达到 75000 台，较 2017 年增加 4000 台；装机容量达到 800MW，较 2017 年增加 145MW。其中约10%用于汽车中，而 2014 年仅 3%左右。图 7：全球燃料电池出货量按照应用领域分布 图 8：全球燃料电池出货量按地区分布 资料来源：E4tech The Fuel Cell Industry Review 2018 资料来源：E4tech The Fuel Cell Industry Review 2018 氢燃料基础设施正稳步推进。氢燃料基础设施正稳步推进。世界主要发达国家从资源、环保等角度出发，都十分看重氢能的发展，各国氢能源的基础设施建设规划都在有条不紊的进行中。在制氢、储氢、加氢等环节持续创新，氢能和燃料电池已在一些细分领域初步实现了商业化，同时加氢站也在持续建设和发展。根据 H2stations.org 网站公布的 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1717 数据，截止 2018 年底，全球加氢站数目达到了 369 座，年度新增 48 座，其中 273 座对外开放，其余加氢站只能为特定用户提供服务，如公共汽车及车队客户。图 9：全球加氢站分布 图片来源：H2stations.org 整车供应商积极推进。整车供应商积极推进。例如，宝马与丰田在燃料电池等多个方面进行了合作，结合了宝马在动力系统和车辆轻量化设计方面优势与丰田的燃料电池方面的优势。在“2015 宝马创新日”上展出了 i8 氢燃料电池车，i8 实验用车采用最大输出功率可达 188kW 的氢燃料电池组。它的创新之处在于将低温储氢罐置于车身平台中心处，为后置的电动机提供电力，也为整车前后重量比做平衡。图 10：奥迪 hTron Quattro 图片来源：易车网 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1818 图 11：宝马 i8 Hydrogen Fuel Cell 图片来源：商用车网 需求导向行业持续发展。需求导向行业持续发展。根据国际新能源委员会统计，到 2020 年，世界对氢能的需求将达到 10EJ，2040 年后需求会大幅度增长，2050 年全球需求将达到 80EJ，整个产业会更加成熟和完善，包含发电、工业能源、交通工具、建筑供电等多重用途。3.2 国内发展现状国内发展现状 整体来看：整体来看：核心技术不断核心技术不断进步进步，但是与国际领先水平差距，但是与国际领先水平差距较大较大。整车开发方面，整车开发方面，目前，我国已经初步掌握整车初步掌握整车、动力系统与核心部件的核心技术并具有整车生产能力。但是，在燃料电池汽车车型平台开发方面，以上汽股份、上海大众、一汽、长安、奇瑞等公司为代表开发的燃料电池轿车均基于传统内燃车或纯电动汽车进行改制，尚未掌握尚未掌握燃料电池汽车专用车身、底盘开发、底盘动力学主动控制等关键技术。燃料电池电堆开发方面燃料电池电堆开发方面，已形成包括明天氢能、新源动力、武汉理工新能源、弗尔赛、等在内的具有自主知识产权的燃料电池电堆生产厂家，在电堆上游配套方面，MEA、碳纸、质子膜、石墨双极板和金属双极板等均已实现国产化。目前已具备 60kW 以内的单个燃料电池电堆开发能力，体积比功率基本可达到2.0kW/L，与国际领先水平 3.1kW/L 仍有差距。表 4：国内外主要产品发展现状对比 领域领域 国内国内 国外国外 储氢罐储氢罐 主要为 35-40MPa 70MPa 储氢罐 质子交换膜质子交换膜 山东东岳实现了质子交换膜的关键技术突破。3M 和杜邦等公司已经可以生产高标准的膜产品 证券研究报告：行业研究证券研究报告：行业研究/深度报告深度报告 请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明请务必阅读最后一页股票评级说明和免责声明 1919 催化剂催化剂 Pt/C 催化剂小规模生产，铂族金属用量高，Pt 质量比活性低，衰减大，实验室已经有性能较好的催化剂，但尚未量产。Pt/C 催化剂已商业化，Pt 质量比活性高，衰减小，已实现规模化生产。正研究新型高稳定、高活性、低 Pt或非 Pt 催化剂。扩散层扩散层 科研院所测试生产，有多家企业在研在产，比较成熟。主要采用碳纸，已形成流水生产线。双极板双极板 石墨双极板已经实现国产化，金属、碳基和树脂复合双极板在研发阶段。金属双极板已商业化，碳基和树脂复合材料双极板开始替代，性能高，成本更低。集成电堆集成电堆 小规模生产。功力低、电流密度低、工况寿命短、成本高。已实现规模化生产、功率高、电流密度大、工况寿命长。氢气循环装置氢气循环装置 相对落后，目前仍处于研发阶段。已经有投入使用的氢循环装置，比如美国 Park 公司开发的氢循环泵，可用于不同的燃料电池汽车。资料来源：Auto 主编氢能与燃料电池白皮书，山西证券研究所 产业链细分领域：产业链细分领域：车载储氢和供氢技术