燃料电池专题报告：以动力锂电为鉴，燃料电池商业化加速

一、国内氢燃料电池产业：具备产业基础，整装待发

核心观点：氢燃料电池的底层技术决定了它是高能量密度、高能量转换率、环保无污染的能量来源，是理想汽车动力来源。目前国产氢燃料电池零部件、电堆已基本具备产业基础， 重要系统配件主要依赖进口，正待政策春风起，以扬帆远航。

（一）氢燃料：理想汽车动力来源

1、氢燃料电池工作原理决定了其是理想的汽车动力来源

氢燃料电池与蓄电池电极反应物质贮存于电池内部不同，与内燃机相似，是将源源不断输入的燃料中的化学能转换为电能。电池的负极供给燃料（氢气），正极供给氧化剂（氧气、空气），氢在负极上的催化剂的作用下失去电子，成为氢离子，进入电解液中，而电子则沿外部 电路移向正极，在正极催化剂作用下与氧气结合生成水。

燃料电池技术原理与蓄电池、内燃机有差别，因而兼具两者的 “燃料属性”、“环保属性” 和“能量属性”，适应于重载、长里程、寒冷的运输场景。

“燃料属性”：是指燃料电池可以向内燃机一样只需为燃料电池添加氢燃料即可维持电池 的持续使用，加氢时间 3-5 分钟，续航里程轻松超 500 公里，从而解决了纯电动汽车寿命周期 需要更换 3~4 次蓄电池的难题和里程焦虑难题。“环保属性”：氢燃料电池汽车不排放二氧化 碳和任何 PM2.5 污染物，只生成水，被业内称为“终极环保车”。“能量属性”：从全生命周期 能源效率看，氢和甲烷燃料电池汽车远超过纯电动汽车。氢气的能量密度高达 140.4MJ/kg， 远高于锂电池的 0.72 MJ/kg 和汽油的 43.1MJ/kg。理论上不受卡诺循环的限制，具有极高的能 量转换效率(理论 80%以上，目前实际中可达到 50-60%)。传统内燃机的能量转换效率为 30%-40%。能源效率处于材料基础科学层面，决定趋势，而对于成本层面，燃料电池堆技术和储氢站等成本因素随技术的迭代不断降低而具有产业化的条件。由于燃料电池的燃料属性、能量属性，氢燃料车特别适用于重载、长距离运输场景，且由于氢燃料电池在放电过程中产生约70-80 度的温度、电池容量与效率不受低温损害（锂电池在低温场景下电容容量衰减极快）， 因此特别适用于寒冷地带。

技术路线上，质子交换膜燃料电池 PEMFC 主导运输领域（汽车等），在固定领域则主 要包括多种技术均有使用，主要有四种技术路线——熔融碳酸盐燃料电池 MCPC、固体氧化 物燃料电池 SOFC、磷酸燃料电池 PAFC 和质子交换膜燃料电池 PEMFC。按照电解质的不同 可将其分为五种类型，分别为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷 酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）。不同电解质类型决定了其电池使用的燃料、氧化剂、催化剂、反应温度、所需压力、极板材料不同，因此有不同的应用领域。固定领域包括主要应用于发电站、楼宇、工程等领域的大型首要电源、备用电源或热电联产(CHP)，用于家庭住宅和商业的微型热电联产(CHP)，以及远程或基本应用例如电讯塔的首要或备用电源。相较于固定领域，运输领域对氧化剂、反应温度、所需压力等发生条件的要求更严苛，因此，质子交换膜燃料电池 PEMFC 凭借对氧化剂的低要求、 操作温度低、启动快等优势，主导运输领域。

2、PEMFC 单体电池及电堆介绍

从电池构造来看，PEMFC 单体电池（又称电堆单元）类似一个由膜电极装置、双极板、 密封垫片组成的三明治结构。膜电极 MEA 是最重要、最昂贵的部件，由质子交换膜、涂覆的铂基催化剂以及导电多孔透气扩散层（多采用碳纤维纸或碳纤维布）组成，形成燃料电池的阳极和阴极。由于氢原子需要在水分子的作用下，才能在阳极失去电子。使用传统均质质子交换膜的膜电极需要加装一个加湿器，湿润输入的氢气；使用部分复合型质子交换膜的膜电极在膜的表面含有无机吸湿材料，制成了自增湿膜，不需要额外加装加湿器。双极板是燃料电池的重要部件，其功能是提供气体流道，防止电池气室中的氢气与氧气串通，并在串联的阴阳两极之 间建立电流通路。

PEMFC 燃料电池为了获得更高的电压和功率，通常将多个 PEMFC 电池单体串联，形成 PEMFC 燃料电池电堆。额定工作条件下，一节单电池工作电压仅为 0.7 V 左右，一般需串联增加电池体电压和功率。电堆是单体电池串联在一起的电池包，生产过程为在单体电池之间 嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢。

3、PEMFC 燃料电池系统配件介绍

燃料电池电堆装载在汽车上，还需要供氧系统、供氢系统进行辅助。

典型供氧系统核心部件为空气压缩机。空气压缩机通过对空气进行增压，可以提高燃料 电池的功率密度和效率，减少燃料电池系统的尺寸。

典型的氢气供应系统包括高压储氢瓶、加湿器（部分催化剂不需要）、循环装置(循环泵 或引射器)、减压阀、压力调节阀、稳压罐、传感器、各种电磁阀及管路等。

储氢瓶有三种技术路径：（1）高压储氢（通过提高氢气压力以减小体积，氢气为气态）； （2）低温液化储氢（氢气为液态）；（3）液体或固体储氢（利用液体或者固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢储存于固体材料中，主要包括苯、合金储氢、纳米储氢）。目前车载储氢瓶广泛应用高压储氢，比如日本丰田的 FCHV-BUS2，FCHV-4、FCHV-adv、Mirai就采用高压储氢罐；有机液体储氢、固体储氢在不断尝试中，低温液化成本太高且附属系统庞 大，不适合做车载容器。

氢气循环泵是为了防止与氧气发生化学反应的氢气排出，在氢燃料电池内部的氧气与氢气发生化学反应后，需要通过氢气循环泵将多余的氢气回收。目前，氢气循环泵的转动轴与电机驱动端接触，并通过密封件密封，通过电机的驱动端驱动氢气循环泵工作。技术难点在于由于氢气密封、水汽腐蚀和冲击问题，国外也仅有几家能够提供解决方案。

是否需要加湿器取决于膜电极的种类。传统膜电极需要在水分子的参与下，才能使得氢 原子在阳极上失去电子。而部分新型复合膜电极不需要额外加湿，就能使化学反应发生。

（二）国内现状：距离国外有差距

目前我国在 PEMFC 燃料电池电堆及核心零部件的技术水平、成本控制水平均距离国外有 差距，系统重要配件几乎依赖进口。

1、核心零部件、单体电池及电堆：我国能生产，但水平有差距

我国具备核心零部件的产业基础，但距离国外高端水平有差距。目前催化剂的差距正在缩 小，质子交换膜、碳纸、膜电极、双极板等差距还较大，是下一步技术攻关的发力点。

在电堆方面，目前国内最新的技术指标与国外差距小，但尚待验证。由于卡补贴现象严重，目前已装车电池功率、功率密度、工况寿命等核心指标距离国外水平有差距。最新技术水 平至少需要经过 2-3 年的验证，才能确定稳定性方面与国外的差距。

2、重要系统配件几乎依赖进口

重要系统配件几乎依赖进口，是技术攻关的核心领域。目前，在氢燃料电池的发动机里，燃料电池电堆的成本占比由50%左右上升至60%-70%，重要系统配件由50%左右下降至约30%。 主要变动原因为氢气循环泵和储氢瓶成本的大幅下降。

（三）燃料电池单体及电堆生产设备

将氢燃料电池的制造分为四步：第一步，制造膜电极；第二步，制造双极板；第三步，将膜电极和双极板连接在一起；第四步，检测制造好的电池的性能及安全性。围绕这三个生产工序，有十类生产设备：高速搅拌机、催化剂喷涂机、干燥机、压合机、双极板涂层镀膜设备、 切割设备、膜电极及电堆密封的点胶机、电堆检测设备、焊接机。

二、以动力锂电池产业化为鉴：以政策驱动为开端

核心观点：中央+地方层面积极出台政策，借鉴动力锂电产业化路径，我们判断投资时点 上，目前的氢燃料电池对标 2009 年的动力锂电。动力锂电由 2009 年“千城千辆”政策起步， 经过 10 年的补贴实现产业化。燃料电池有望复制动力锂电的商业化路径。

（一）动力锂电：政策驱动为开端，产品驱动力逐渐提升

自 2009 年起，动力锂电新能源汽车在十年的政策扶持下，逐渐实现了产业化，从 2009 年的全国产销约 5000 辆左右，逐步增长到 2018 年的生产 127 万辆、销售 126 万辆。我们认为， 氢燃料电池的政策在 4 个方面可对标动力锂电：

（1）推广措施——均由中央+地方两级财政补贴为政策主要措施，早期关注先发优势， 后期关注产品力优势。

（2）推广领域——均为先商后乘，早期关注商用车领域，后期关注乘用车领域。

（3）推广地域——均从部分城市重点投入到全国范围推广，早期关注车企的地域优势。

（4）推广标准——国家标准、补贴标准会遵循越来越严格的路径，后期关注产品力优势。

不同之处在于配套设施方面，氢能源汽车是配套先行。动力锂电新能源汽车所需的充电站、换电站等配套设施起步晚，在 2010-2011 年仅是设立了标准，并没有鼓励政策，2014 年起才 逐渐加大了力度。而氢燃料电池车所需的加氢站等配套设施在 2018-2019 年就有不少城市出台 鼓励政策。

1、2009-2012 年：补贴引领的产业导入期，以公共用车为主，尤其是公交车等商用车

2009-2012 年是动力锂电新能源汽车的产业导入期，财政部、科技部、工信部、发改委四 部委于2009年1月推出的“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”开启了覆盖25个城 市的公共用车方面的试点，财政部、科技部、工信部、发改委四部委于 2010 年 5 月引发的《关 于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》开启了覆盖 6 个城市的私人购车领域的试点。

公共用车领域，“十城千辆”政策的预期是通过提供财政补贴，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营，力争到 2012 年带动全国 新能源汽车运营规模占到汽车市场份额的 10%。

私人购车领域，私人购车试点政策的预期是通过中央+地方两级补贴，鼓励私人购买新能 源汽车。中央对满足支持条件的新能源汽车，按 3000 元/千瓦时给予补助，插电式混合动力乘 用车最高补助 5 万元/辆；纯电动乘用车最高补助 6 万元/辆。地方根据各地情况，推出配套鼓 励政策。

两个政策的效果都不太理想，公共服务领域推广车辆的数量、比例均不达预期，私人购车领域推广数量少。数量上看，截止 2012 年底，全国 25 个试点城市共示范推广各类节能与 新能源汽车 2.74 万辆，其中，公共服务领域 2.3 万辆，私人领域 0.44 万辆；建成充(换)电站 174 个、充电桩 8107 个。比例上看，根据中国汽车工业协会数据，2012 年全国汽车销量超过 1900 万，新能源汽车占 12 年销售比例不足 1.5%。

在公共用车、私人购车领域，各个地方实施的力度不一，且本地有新能源客车企业的城市出现了比较强的保护主义，且当地的地方补贴比较丰厚，而全国各地的企业蜂拥至本地没有新能源客车企业的城市抢夺市场。公交车领域，地方保护主义主要体现在采购倾斜。截止2011 年底，北京近 1000 辆参与运营的混合动力公交车中，90%来自福田汽车；重庆市采购的 10 辆混合动力轿车全部来自长安集团；长春与大连首批采购的混合动力公交来自中国一汽集 团。在本地偏好下，即便本地车企产能不足，需要等待很久，也不妨碍拿到订单。2010 年 7 月，长沙向比亚迪采购了首批 1000 辆 K9 纯电动大巴，每辆约 200 万元，但由于位于长沙的 比亚迪分厂产能有限，直到 2013 年 5 月才首次交付使用。

2、2013-2016 年：补贴驱动的快速成长期，公共用车、私人购车快速增长

2013 年 9 月，财政部、科技部、工信部、发改委四部委印发《关于继续开展新能源汽车 推广应用工作的通知》，在全国范围内，公共用车领域+私人用车领域推广新能源汽车，继续实行两级补贴、直接规定推广数量、强行打破地域歧视、实施公共采购倾斜。详细是：继续实行中央+地方两级补贴；在 2013-2015 年，特大型城市或重点区域新能源汽车累计推广量不 低于 10000 辆，其他城市或区域累计推广量不低于 5000 辆；外地品牌数量不得低于 30%，不得设置或变相设置障碍限制采购外地品牌车辆；政府机关、公共机构等领域车辆采购要向新能 源汽车倾斜，新增或更新的公交、公务、物流、环卫车辆中新能源汽车比例不低于 30%。

虽然中央大力推广，但在 2013-2014 年间，公共用车、私人购车领域的推广效果并不好，且有产业基础的地区其保护主义未完全消散，其余地方积极性不高，消费者对新能源汽车的认可尚未建立。此阶段的地方保护主义在公共用车领域体现在采购倾斜（比前期程度轻），在私人购车领域体现在部分省市单独出台新能源车补贴目录。为在私人购车领域推广新能源汽车，中央推出了补贴目录，只有购买该目录的新能源汽车才能获得中央补贴。部分地区（如北京、上海）在中央的目录之外，单独推出了省级、市级的新能源补贴目录，与中央的名单有出入，一般会优先通过本地车企的车型。以上海为例，14 年起，上海经信委陆续出台上海市 新能源补贴目录，其中本地品牌车型上海通用赛欧SPRINGO电动车、上汽荣威E50最先获批。 大部分地方积极性不高。中央政策出台一年后的 2014 年 9 月，工信部出具《示范城市（群） 新能源汽车推广情况表》，显示：在 39 个示范城市（群）中，仅合肥市、浙江省、上海分列 完成进度的前三甲，分别完成 70%、52%、40%，其余城市完成度较低，且有 5 个城市完成度 为 0%；截止到 2014 年 12 月，6 个城市（群）未出台配套政策。

2015 年起，中央进一步加大推广力度，免除新能源汽车购置税、车船税，降低公交车成品油涨价补贴，各地也开始加速政策的落地，公共用车领域、私人用车领域新能源汽车销量均 快速增长。

2016 年，公共用车领域，尤其是客车领域出现了骗补丑闻，根源在于前期中央+地方两级补贴丰厚，新能源客车成本下降速度较快，同时补贴并未及时调整，导致补贴倒挂等现象发生。补贴高是由于在 2009-2012 年的新能源客车售价高，混合动力公交车的售价大多在 80 万 以上，纯电动基本在 100 万以上。而同期传统能源公交车的价格在 30-50 万（根据南京、杭州 等地 2009 年公告的公交集团采购中标结果算出）。为了鼓励公交车采购新能源汽车，财政提供了丰厚的补贴。补贴倒挂指中央和地方的两级补贴加起来超过车辆成本，因此，整车厂只要制造出产品，顺利卖出去，就能有盈利空间。整车厂自产自购、关联方销售、销售后闲置等层出不穷。补贴倒挂以 6-8 米的的纯电动轻型客车最为典型，2015 年，一辆 6-8 米的纯电动轻型 客车成本价约为 30-40 万，可享受中央补贴 30 万，部分地区配套补贴 30 万，只要完成销售过 程即可赚 20-30 万。

2016 年，因严查骗补现象，工信部仅在 1-3 月和 11-12 月推出《新能源汽车补贴目录》， 年中出现了 7 个月的停顿（自 2009 年“十城千辆”工程起，2009-2015 年几乎每个月推出一个《目 录》，春节当月除外）。2016 年 10 月起，财政部、工信部陆续通报 11 家骗补车企的处罚情况，涉及车型几乎全为客车，其中苏州吉姆西伪造生产合同资料、虚报车辆，情节最为严重， 被取消整车生产资质。

3、2017-2019 年：补贴退坡、双积分政策的后补贴时代，私人购车领域快速增长

2017 年起，我国新能源汽车进入后补贴时代，具体表现在设置地方补贴上限、补贴逐渐退坡、补贴要求的技术标准细化、清算时考核累计行驶里程数以消灭骗补空间、双积分政策 托底产量。

2017 年，地方配套中央补贴的比例不得超过 50%，地方补贴大幅降低，同时进一步明确 了 2019-2020 年补贴退坡的安排。我国新能源汽车扶持政策以续航里程数或电池容量（乘用车 领域）、车长（商用车领域）为主要标准，2017 年后增加百公里耗电量要求、动力电池能量 密度、快充倍率等要求，并且对非个人用户购买的新能源汽车考核累计行驶里程须达到 3 万公 里。为骗补而生产的车一般不会上路正常使用，里程数很难达到 3 万公里，从而堵上了政策漏 洞。

2017 年 6 月，工信部发布《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 （征求意见稿）》（“汽车双积分政策”）,同年 9 月正式出台，在 2019 年再度修改。主要思路是生产及销售传统燃油车将产生负积分，生产及销售达标的新能源汽车（含混动）将产生数量不等的正积分，正负相抵消后积分余额为正，则合格；若为负，车企推出的新产品将无法获得产品认证书，无法生产。正积分除自行生产、销售新能源汽车外，还可通过上年结转本单位正 积分、购买其他车企多余的正积分得来。

4、2020 年以后：无补贴下，靠产品力取胜的完全市场竞争期

2020 年后，动力锂电新能源汽车将在无直接财政补贴的情况下与燃油车争夺私人购车领 域的市场份额。2019 年 3 月，财政部、工信部、科技部和发展改革委发布《关于进一步完善 新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确地方补贴在 2019 年 6 月后全部取消，中央 补贴在 2020 年后全部取消，原则上不再对除燃料电池汽车、新能源公交车以外的新能源汽车 进行补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施建设。

（二）对标锂电：氢能政策布局正在提速

通过梳理我国动力锂电新能源汽车发展的脉络和现在产业链的状况，我们判断，目前氢能正处于产业导入期，时间点上可对标动力锂电的 2009 年，关键行业驱动力为财政补贴等产业 扶持政策。

中央层面，2019 年 3 月，氢能被首次写入政府工作报告，2019 年 10 月国家能源委员会 会议定下大力发展氢燃料电池的政策基调。我们预计，财政部将于 2019 年 Q4 出台 2020 年后 燃料电池的中央补贴标准。

地方层面，2019 年超过 17 个省份 28 个城市发布了氢能相关的地方政策，全国各地对氢能产业的规划布局正在提速。目前我国的氢燃料电池政策投入最大的城市为浙江省（宁波市）、 广东省（广州市、深圳市、佛山市）、江苏省（镇江市、张家港市）、上海市、重庆市。

三、上游：车载高压储氢是目前主要发展方向

1、车载高压储氢是主流

车辆的氢气来源有两条技术路线，一条是车载储氢技术路线，具体包括高压储氢、液氢储氢、金属氢化物储氢、浆液储氢四种技术实现方式；另一条是随车制氢技术路线，具体包括汽 油重整制氢装置、甲醇重整制氢装置、硼氢化钠水解制氢三种技术实现方式。

车载高压储氢是主流技术方式，即车内搭载储氢瓶作为能量储存装置。国际上，从主要汽车厂商的燃料电池布局来看，车载纯氢储藏系统的车辆占据市场主导地位。韩国现代途胜2013 年 2 月，推出 ix35，成为世界上第一辆量产版氢燃料电池汽车；日本丰田 2014 年 12 月， 推出全全球第一款量产的 Mirai 氢燃料电池汽车，打开氢燃料电池商业化的大门；本田和奥迪 分别宣布将在 2016 年推出其氢燃料电池汽车 Clarity 和 Q6h-tron；福特、奔驰于 2017 年推出 其氢燃料电池汽车 Explorer 和 F-CELL；这些车型以高压储氢为主流搭载方式。国内比较理想的方案也是采用高压储氢与储氢材料复合的储氢新模式，即在高压储氢器皿中填装质量较轻的 储氢材料。

2、国内加氢站建设数量上或加速，单站规模上或增加

车载高压储氢需要加氢站作为配套设施。加氢站相当于燃油车的加油站，储氢瓶相当于 燃油车的油箱，填充的氢气相当于燃油车的汽油等燃料。

国内以外供高压气氢站为主。（1）根据氢气来源，加氢站可分为外供氢加氢站和内制氢加氢站。因氢气按照危化品管理，制氢站只能在化工园区内，故目前国内尚未有站内制氢加氢站。外供氢加氢站内无制氢装置，氢气通过运氢车或者管道由制氢厂运输至加氢站，由压缩机压缩并输送入高压储氢瓶内存储，最终通过氢气加气机加注到燃料电池汽车中使用。内制氢加氢站内建有制氢系统，氢气来源包括电解水制氢、天然气重整制氢等，制备好的氢气一般需经纯化、干燥后再进行压缩、存储及加注等步骤。电解水制氢和天然气重整制氢技术由于设备便于安装、自动化程度较高，且天然气重整技术可依托天然气基础设施建设发展，因而在站内制氢加氢站中应用最多，欧洲内制氢加氢站主要采用这两种制氢方式。（2）根据氢气存储方 式的不同，可分为高压气氢站和液氢站。全球约 30%的加氢站为液氢储运加氢站，主要分布 在美国和日本，我国目前全部为高压气氢站，主要为 35Mpa。相比气氢储运，液氢储运加氢站占地面积更小，存储量更大，但是建设难度也相对更大，适合大规模加氢需求。高压氢气站按压力分，有 35Mpa 和 70Mpa 两种。70Mpa 压缩密度高，等量氢气经 70Mpa 压缩后的体积 比 35Mpa 小，但造价昂贵，运营费用高。

我国目前最便宜的制氢来源是煤炭重整制氢，工业副产氢来源充足，氢源不是限制燃料电池的因素。我们判断，在未来较长一段时间内，以煤炭重整制氢、工业副产氢源为主。目 前工业上制氢有三种较为成熟的技术路线：

（1）以煤炭、天然气等化石能源重整制氢。以煤为原料制氢是目前成本最低的制氢方式， 煤占制氢总成本的约 50%，每小时产能为 54 万方合成器的装置在原料煤（600 大卡，含碳量 80%以上）价格 600 元/吨的情况下，制取氢气成本约 8.85 元/kg。以天然气为原料制氢是国外 主流的制氢方式，天然气占制氢总成本的 70%以上。

（2）以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢。目前工业副产氢气的 提纯成本在 0.3-0.6 元/公斤，考虑副产气体成本后，综合制氢成本约 10-16 元/公斤。目前仅烧 碱副产的氢气就足够 1500+个日加氢规模为 500kg 的加氢站使用（截止 2019H1，国内加氢站 约 25 个左右），氢气来源充足。我国是全球最大的焦炭生产国，每吨焦炭可产生焦炉煤气约 350-450立方米，焦炉煤气中氢气含量约为 54%-59%。我国烧碱年产量基本稳定在 3000 万-3500 万吨之间，副产氢气 75-87.5 万吨，其中约 60%的氢气被配套聚氯乙烯和盐酸利用，剩余约 28 万-34 万吨。甲醇及合成氨工业、丙烷脱氢（PDH）项目的合成气含氢量在 60%-95%之间。我 国甲醇产能 8351 万吨/年，甲醇驰放气有上百亿立方，其中氢气数十亿立方米。我国合成氨产 能约 1.5 亿吨/年，每吨合成氨将产生 150-250 立方米的驰放气，可回收氢气约 100 万吨/年。 截止 2018 年底，我国已建和在建的 PDH 项目 17 个，副产含氢约 37 万吨/年。

（3）电解水制氢。目前电解水制氢技术主要有碱性水电解槽（AE）、质子交换膜水电解 槽（PEM）和固体氧化物水电解槽（SOE），其中碱性水电解槽技术最为成熟，生产成本在电 解水路线下最低，国内单台最大产气量为 1000m³ /h；质子交换膜电解槽流程简单，能效较高， 国内单台最大产气量为 50 m³ /h，但催化剂昂贵，成本高；固体氧化物水电解槽采用水蒸气电解，高温下工作，能效最高，但尚在实验室阶段。电解水法的主要成本在于电价，因其单位能耗较高（4-5 千瓦时/立方氢气），一般认为当电价低于 0.3 元/千瓦时时，电解水法的成本接 近煤炭或天然气重整制氢。

油氢混合站是未来加氢站发展的方向，目前中石油、中石化已经开始进行相关的研究和试验工作。油氢混合站是指在现有的加油站、加气站的基础上，加入加氢功能设施，使站内有加油、加气、加氢等多种功能，可以减少前期投入的成本、减少新增场地需求、缩短建设时间等问题。根据《加氢站技术规范（国标 GB50516-2010）》，加氢站可以单站建设，但需要重新选址、投入成本高，也可以与加油站、加气站一同建设，但需符合相关国家标准和规定。中石油、中石化已经开始积极探索油氢混合站的可行性。2019 年 7 月 1 日，国内首座油氢合 建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成，日供氢能力为 500 千克。

目前国内加氢站数量少，加氢规模不大，商业化加氢站稀缺，分布集中。截止 2018 年底， 我国共运营 23 座加氢站，占全球的比例为 6.23%。加氢规模在 500kg/日以上的有 9 座，占比 39% ; 建站手续齐备的商业化加氢站 6 座，占比 26%。乘用车方面，国外商用的丰田 Mirai（2014 版）加满氢气需要 5kg，单次续航在 500 公里左右；国内燃料客车配备的氢燃料电池加满氢气 需要 15kg-30kg 之间，每公里需要消耗 6-9kg 氢气。日加氢规模 500kg 的加氢站一天只能供应 100 辆乘用车，或 30 辆客车。我们预计，随着氢燃料电池车数量的增多，加氢站的数量会增 加，同时单站加氢规模也会增加。

目前主要的拦路虎是加氢站前期建设成本高，其中设备成本约占 70%。根据《中国氢能 源及燃料电池产业白皮书》的测算，国内建设一座日加氢能力 500 公斤、加注压力为 35Mpa 的加氢站至少需要 1200 万，相当于传统加油站的 3 倍。按中石化 2019 年 4 月向厚普股份采购 的加氢设备合同来看，单套加氢站设备约 1100 万元。主要设备为加氢机、储氢罐，目前设备的国产率不高，其中加氢机相当于加氢站的大脑，负责实现所有加注功能、压缩机的动作、储氢罐的开关。加氢机的关键技术是控制氢气加注到气瓶过程中发热的程度，主要关注流速、剂量。商业化运营的加氢站还需要考虑设备维护、运营、人工、税收等费用，折合加注成本在13-18 元/公斤。但受规模效应（氢气加注量的增加）、油氢合建等建设方式、设备的国产化等 影响，单位加注成本有下降的空间。

四、下游：客车、物流车领域有望优先受益

（一）客车、物流车优先受益

动力锂电汽车在客车、物流车领域一直做的不好，根本原因在于锂电池的能量密度比较低，且锂电池在低温环境下容量衰减很快（手机在北方的冬天掉电极快也是出于这个原因）。在物流车这样的商用领域，下游客户以电商、快递、运输公司等市场化公司为主，重载、跨省 跨市运营、夜间运营是常态，动力锂电池在这一部分的市场份额一直不高。

燃料电池汽车在动力方面可对标柴油车，所具备的的三个属性：燃料、能量、环保属性，它同时解决了内燃机燃油带来的的污染排放问题和电动汽车的里程焦虑和寿命问题，尤其适用 于高负载、长距离、寒冷的运输场景中。在这些应用场景中，氢燃料电池具备先天的优势。

同时，结合我国动力锂电新能源汽车的发展轨迹看，对于一个处于产业引导初期的事物而言，降低成本走向商业化，取得消费者的价值认同，才是其拥有生命力的根本。储氢站、燃料电池堆及成本是目前横亘在其产业化前面的三座大山。随着技术的迭代，目前的燃料电池系统 和储氢站等高昂的成本问题，有望得以降低。

目前，我国已有少量客车、物流车进入商用阶段。自 2017 年起，一共有 195 辆车辆进入 《新能源车推广目录》，其中客车占 143 款，运输车（物流车）43 款，冷藏车+保温车共计占 7 款。客车领域竞争较为激烈，北汽福田、佛山飞驰、金龙客车、上海申龙、宇通客车、中通 客车均推出超过 15 款的客车；运输车、冷藏车、保温车领域，东风汽车、中通客车两家公司 推出超过 10 款的运输车。

2018-2019 年，我国燃料汽车的销售集中在商用车的客车领域，销量在千辆等级。根据中 国汽车工业协会的数据，2018 年，我国出售了 1362 辆燃料电池车，截止到 2019 年 9 月，当 年出售了 1228 辆，均为客车、物流车，没有乘用车。根据采购中标情况推算，目前氢燃料电 池客车的单价在约 150-300 万左右，按 1500 辆年销量推算，目前燃料电池车市场规模在 20-50 亿元之间。

（二）乘用车：国际上有量产经验，国内有尝试，需待技术积累成 熟

需等待技术积累到一定的水平后，燃料电池才会逐步渗透到乘用车领域。理论上讲，乘用车的动力系统比商用车更难造，因为商用车动力系统可占据空间更大，对电池各项特征有比 较高的容错性，售后方面也容易集中处理，乘用车则对各方面性能的要求都更高。

国际上有推出量产燃料电池乘用车的经验。国际车企已推出了几款成熟量产的燃料电池车，其中丰田于 2014 年推出的 Mirai 销量超过 1 万辆，且 Mirai 于 2019 年推出第二代产品。 韩国现代途胜 2013 年 2 月，推出 ix35，成为世界上第一辆量产版氢燃料电池汽车；日本丰田 2014 年 12 月，推出全球第一款量产的 Mirai 氢燃料电池汽车，打开氢燃料电池商业化的大门； 本田和奥迪分别宣布将在 2016 年推出其氢燃料电池汽车 Clarity 和 Q6h-tron；福特、奔驰分别 宣布将于 2017 年推出其氢燃料电池汽车 Explorer 和 F-CELL，通用拟于 2020 年前推出雪佛兰 EquinoX 和凯迪拉克 Provoq。

目前国内有少数厂家推出几款乘用车，但均未规模化生产或商用。2015 年，上汽集团推 出第四代采用荣威 950 车型平台的燃料电池车。我们预计，随着国内燃料电池技术的不断成熟、 整车造价成本的降低、配套设施设备的完善，国内车企也将陆续推出燃料电池乘用车车型。

五、相关标的：雄韬股份、雪人股份、亿华通、贵研铂业、 宇通客车、厚普股份

上游主要分为氢源、设备、关键零部件及系统配件；中游为电池商；下游为整车厂。鉴于目前处于产业前期，结合动力锂电在产业前期的驱动力，我们用先发优势去寻找上游及中游的 受益标的，从地域优势、先发优势去寻找下游整车厂的受益标的。

上游的加氢站设备厚普股份（300471.SZ）；核心零部件及系统配件建议关注贵研铂业 （002639.SZ）、雪人股份（002639.SZ）。

中游的电池商建议关注拥有先发优势、布局完善的雄韬股份（002733.SZ）；技术实力领 先的亿华通（A19397.SH，排队科创板中）。

下游整车厂建议关注在燃料电池客车布局领先的宇通客车（600066.SH）。

（一）雄韬股份：铅酸三雄，全方位布局燃料电池

公司是国内三大铅酸电池厂家之一，14 年开始制造锂电池（主要为磷酸铁锂，用在储能方面）。公司主营的铅酸业务虽近年来面临着比较大的环保压力和需求端的抑制，但仍然有10%-15%的毛利空间，且现金流情况不错。2018年，公司实现营收29.56亿元，同比增长11.28%， 其中 22.82 亿元来自铅酸电池，占营业收入比例为 77%，铅酸电池分产品毛利率为 12.76%； 19.33 亿元的收入来自海外，占营业收入比例为 65%，12.68 亿元的销售来自印度、越南及东 南亚国家，6.79 亿元的销售来自欧洲；实现归母净利润 0.94 亿元，同比增加 159.41%；同期 收到销售商品、提供劳务的现金为 30.80 亿元，经营活动产生的现金流净额为 2.59 亿元。

公司在国内氢燃料电池方面投资早、布局全、有成果。公司在氢能产业链上完成制氢、膜电极、燃料电池电堆、燃料电池发动机系统、整车运营等关键环节的卡位布局，主要技术来源是自研、与武汉理工大学合作研发，目前比较成熟的产品为燃料电池发动机、金属双极板，部分燃料电池发动机型号已经具备量产条件。目前公司已有产能为 1000 套/年的燃料电池动力 系统组装线。2018年，公司首次确认来自燃料电池业务的8400万元收入，分产品毛利率达50%。 2019H1，公司确认来自燃料电池的 1200 万收入。

公司正在进行非公开增发，预计氢燃料电池产将逐步扩大、产品研发投入进一步增加。2019 年 4 月，公司公告非公开发行股票，募投项目为武汉氢燃料电池动力系统产业化基地建 设、深圳燃料电池产业园项目、深圳电池电堆开发项目，总计金额达 14.15 亿元，8 月证监会 受理，10 月修订预案，基于监管要求和审慎使用资金的目的，募集资金由 14.15 亿元调减到 9.95 亿元，调减幅度为 4.2 亿元，其中用于补充流动资金的金额调减 2.4 亿元，深圳燃料电池 产业园研发项目调减 1.8 亿元。这三个项目预计建设期均为 36 个月，分两批采购设备；预计 T+6 个月完成建筑装修工程；T+1 下半年完成第一批设备购置、安装、调试，同时招聘培训工 人；T+2 第一批设备开始投产；T+3 上半年第一批设备购置、安装、调试；T+4 整个项目达产。 截止 2019Q3，公司非公开增发如果顺利实行，那么未来 4 年雄韬在氢燃料方面的投入资金有 保证、产能扩张有保证。

公司氢燃料电池业务拿下国家电投氢能小组 50 亿元大订单。目前 2019 年 10 月，全资子公司雄韬氢雄与国家电投氢能小组签署氢能源项目战略合作框架协议。双方将在氢能源产业上游领域氢气的制、储、运环节和下游领域燃料电池电动汽车、氢动力船舶等开展全方位合作。另外，雄韬氢雄作为签约方之一，与国家电投氢能工作组等五方合作，签约宜兴清洁能源（氢能）产业园项目，总投资 50 亿元，主要包括 40MW 分散式风电项目、规划建设加氢站和公交 和物流运输示范项目。

（二）雪人股份：发展燃料电池气体循环配件

公司是制冷设备领域的领军企业，主要业务为：（1）传统制冷设备，应用在混领土冷却、 商超、冷链物流等领域；（2）压缩机及系统业务，应用在工业冷冻、商业冷藏、冰雪运动领 域；（3）油气服务业务，主要由公司全资公司佳运油气承担；（4）新能源业务，主要包括空 气压缩机、氢气循环泵、氢燃料电池发动机等。2018 年，公司实现营收 13.03 亿元，过去五年 复合增长率为 16%；实现归母净利润 0.15 亿元。2019H1 公司实现营业收入 6.77 亿元，同比 增长 22.10%；实现归母净利润 0.12 亿元，同比增长 9.36%。

公司在燃料电池方面布局的产品主要为空气压缩机和氢气循环泵。公司持有瑞典 OPCON AB 公司17%的股权，位列第二大股东，并通过并购基金持有 OPCON核心资产 SRM和 OES100%股权。空气循环系统是为燃料电池堆的核心零部件，根据电池输出功率的大小及时调整供气量与供气压力，对燃料电池的能量转化效率起着重大影响作用。目前主流路线主要使用美国 HoneyWell 公司和瑞典 OPCON AB 公司分别提供的涡轮和双螺杆空气循环系统。

2019 年 10 月，公司与厦门金龙合作开发生产的 8.5 米燃料电池城市客车入选了国家工信部《道路机动车辆生产企业及产品公告》新产品目录。目前公司已为金龙、金旅等整车企业配套氢燃料电池发动机,向宇通客车、东风汽车等 21 家企业提供能匹配于氢燃料汽车的核心部件 空气压缩机。

（三）亿华通：国内电池电堆技术领先

公司技术基因强大，产品布局全面，各项技术指标领先全国，与国际水平差距小，目前市占率超过 50%，第三大股东是宇通客车全资子公司。公司于 2012 年成立，15 年挂牌新三板。公司是为了满足高校科技成果转化需要，在科技部、北京市政府、清华大学的支持下诞生。公司产品在技术方面领先于国内同行。公司主营产品为燃料电池单体及电堆、燃料电池发动机、系统配件、压缩气态氢系统、整车控制器等。2018 年公司产品覆盖 30KW~100KW，公司产品 最少加氢时间 3 分钟，可实现 500 公里续航，最低启动温度为-30℃，最低存储温度为-40℃。 公司第三大股东为西藏康瑞盈实投资有限公司，持股比例比例为 5.29%，为宇通客车的全资子 公司。2018 年，公司实现营收 3.68 亿元；实现归母净利润 0.24 亿元。

（四）贵研铂业：对标田中贵金属，燃料电池催化剂标的

公司是国内唯一在贵金属材料领域拥有核心技术体系，全产业链布局的纯正标的。公司主业包括贵金属新材料制造、贵金属资源再生、贵金属商务贸易三大核心业务板块，具体包括贵金属合金材料、化学品、电子浆料、汽车催化剂、工业催化剂、金银及铂族金属二次资源循环利用、贵金属商务贸易和分析检测，生产各类产品涵盖 300 多个品种、4,000 余种规格，产品已广泛应用于汽车、电子信息、国防工业、新能源、石油、化学化工、生物医药、建材、环境 保护等行业。

公司所属贵金属行业在全球属于稀缺资源，尤其是铂族金属在我国属于极度匮乏的资源，发达国家把贵金属二次资源循环利用作为一个重要的产业关键环节加以布局和支持，随着我国成为贵金属工业应用的第一大国。2018 年，公司实现营收 170.74 亿元，过去五年复合增长率 为 19%；实现归母净利润 1.57 亿元，过去 5 年复合增长率为 13%。2019H1 公司实现营业收入 104.54 亿元，同比增长 20.10%；实现归母净利润 1.12 亿元，同比增长 47.77%。

公司在质子交换膜燃料电池催化剂方面已经有五年的研发积累，主要通过产学研合作的方式，跟上海汽车集团合作，共同推动该项技术，虽然目前尚处于研究阶段，但是上市公司里目 前最有机会和最有能力掌握该项技术并进行产业化推广。

（五）宇通客车：发力燃料电池客车

公司为国内新能源客车领军者，市占率约 30%以上。最早在 2009 年推出第一代燃料电池 客车，在燃料电池客车领域研发已经有近十年的积累。截止 2019 年 10 月，在 195 款进入《新 能源汽车推广目录》的燃料客车中，公司占据了 19 款。

（六）厚普股份：从加气站设备到加氢站设备

公司专业从事天然气加气站设备及信息化集成监管系统的公司，主要产品为 CNG 加气站 设备、LNG 加气站成套设备和专项设备、CNG/LNG 信息化集成监管系统，也提供零配件及后 续维修服务。截止 2018 年底，CNG 加气站市场占有率超过 50%。2019 年前三季度，公司实 现营业收入 3.05 亿元，同比增长 17.87%；实现归母净利润 0.03 亿元，同比增长 102.11%。

公司通过与国内外相关机构的合作构建起氢能业务的框架。2017 年起，公司与武汉地质 资源环境工业技术研究院签订战略合作协议，共同推进加氢站关键设备国产化。2018年11月，厚普股份子公司四川厚普卓越氢能科技有限公司与法国液化空气集团签署合作协议，共同在成都设立一家从事加氢站开发、生产及销售的公司。法国液化空气集团是全球最大的工业气体供 应商，目前在全球运营超过 100 多座加氢站。

公司的前期投入已有了收获。2019 年 4 月，公司中标中石化南光(上海)实业有限公司的拓 市项目-氢麟上海项目所需的加氢设备，中标货物为加氢设备，数量两套，中标价格 2220 万元。 2019 年 6 月，公司宣布由公司全资子公司安迪生自主研发且具有完全知识产权的加氢枪现场 通过了 10 余项测试，正式在郑州宇通加氢站投入应用，已在国内多个加氢站分别投入了应用， 成功实现加氢枪的国产替代。

（报告来源：民生证券）

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