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核心技術(shù)逐步攻克 燃料電池啟動(dòng)在即
1. 政策持續(xù)支持,,燃料電池商業(yè)化元年即將到來(lái)
當(dāng)前國(guó)內(nèi)燃料電池的基礎(chǔ)研究與海外的差距在縮小,,大部分零部件已能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn),,車用燃料電池系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用元年即將到來(lái),,產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會(huì)挖掘正當(dāng)時(shí),。
1.1. 燃料電池與鋰電池路線互補(bǔ),,共同打造綠色交通
自新能源汽車行業(yè)發(fā)展伊始,,動(dòng)力鋰電路線or燃料電池路線就備受爭(zhēng)議,。而我們?cè)凇秾幍聲r(shí)代(SZ300750,84.46,,2.48%,,模擬買入):改變全球十萬(wàn)億汽車供應(yīng)鏈格局的大國(guó)重器》報(bào)告中就層明確提出,“我們認(rèn)為,,未來(lái)鋰電與燃料電池也不會(huì)是替代關(guān)系,,而是互補(bǔ)關(guān)系,燃料電池更適合需要跑長(zhǎng)途的大車增程使用,。”中國(guó)新能源(SH600617,,4.99,2.04%,,模擬買入)汽車*歐陽(yáng)明高院士在2018年6月的電動(dòng)汽車百人會(huì)上也明確提出“鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī),,氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。”
燃料電池車銷量基數(shù)較低,,潛力可期,。國(guó)內(nèi)燃料電池相比之下,國(guó)內(nèi)車用鋰離子電池的商業(yè)化進(jìn)程已全球領(lǐng)xian,,車用燃料電池技術(shù)也在不斷趕超,。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2018年我國(guó)燃料電池車總銷量達(dá)1,527輛,,均為商用車,,而新能源汽車總銷量達(dá)125.6萬(wàn)輛,即燃料電池車的新能源汽車占比僅0.12%,。即使燃料電池在國(guó)內(nèi)僅替代傳統(tǒng)商用車,,空間也十分可觀。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),,我國(guó)2018年商用車銷量達(dá)到了437.1萬(wàn)輛,,即燃料電池商用車的滲透率僅0.03%。
1.2.?政策全方位支持,,補(bǔ)貼未見(jiàn)退坡
我國(guó)對(duì)燃料電池發(fā)展政策方面的支持由來(lái)已久,。2015年5月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《中國(guó)制造2025》,強(qiáng)調(diào)了要大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展,,燃料電池汽車屬于七大領(lǐng)域之一,,繼續(xù)支持電動(dòng)汽車、燃料電池汽車發(fā)展,,并明確要求到2020年要生產(chǎn)1000輛左右的燃料電池汽車,,并進(jìn)行示范運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)多項(xiàng)政策扶持下,各研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)積極加大對(duì)燃料電池的研發(fā),。
表1
國(guó)內(nèi)燃料電池政策統(tǒng)計(jì)資料來(lái)源:財(cái)政部,,天風(fēng)證券(SH601162,,7.97,,6.98%,模擬買入)研究所
2.國(guó)內(nèi)燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善
質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用為廣泛,。按電解質(zhì)種類劃分,,燃料電池主要可分為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)磷酸鹽型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC),、固體氧化物型燃料電池(SOFC),。質(zhì)子交換膜燃料電池得益于工作溫度低,并且體積小,、發(fā)電單元模塊化,,可靠性高,因此組裝和維修都很方便,,目前研究和應(yīng)用為廣泛,。根據(jù)The Fuel Cell Industry Review的統(tǒng)計(jì),2014-2017年質(zhì)子交換膜電池出貨量一直遠(yuǎn)超其他類型的燃料電池,,預(yù)計(jì)2018年出貨量占比達(dá)57%,。目前車用燃料電池也基本走質(zhì)子交換膜路線,因此本文針對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的討論也圍繞質(zhì)子交換膜電池展開(kāi),。
表3
2014-2018年按種類全球燃料電池出貨量(千組)
資料來(lái)源:The Fuel Cell Industry Review 2018,,天風(fēng)證券研究所
表4
2014-2018年按種類全球燃料電池出貨量(兆瓦)
資料來(lái)源:The Fuel Cell Industry Review 2018,天風(fēng)證券研究所
燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈較之鋰電更為復(fù)雜,。一方面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)更為復(fù)雜:除了加氫站建設(shè)外,,還需考慮氫氣來(lái)源于運(yùn)輸問(wèn)題;另一方面,,燃料電池本質(zhì)上區(qū)別于鋰電,一個(gè)是發(fā)電裝置,,一個(gè)是儲(chǔ)能裝置,,燃料電池除反應(yīng)電堆外需要更多的輔助部件來(lái)配合工作。
燃料電池系統(tǒng)主要部件包括:電堆,、空壓機(jī),、加濕器、氫氣循環(huán)泵,、高壓氫瓶等,。燃料電池單體串聯(lián)組成電堆,電堆是化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所,是燃料電池的核心,。然而,,想要通過(guò)燃料電池驅(qū)動(dòng)負(fù)載并獲得有競(jìng)爭(zhēng)力的功率,不僅需要依靠供氣系統(tǒng),,也需要整合整車控制系統(tǒng),、輔助電源系統(tǒng)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)。
圖1
燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)組成示意圖
資料來(lái)源:天風(fēng)證券研究所整理
2.1. 燃料電池單體核心部件
和鋰電池類似,,燃料電池單體需要堆疊組合成電堆,,再通過(guò)DC/DC升壓去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而電池單體主要由膜電極,、雙極極板組成,。而膜電極是燃料電池核心之核心,主要由催化劑,、氣體擴(kuò)散層(碳紙),、質(zhì)子交換膜組成。
催化劑:常用的商用催化劑是Pt/C,。由于鉑的價(jià)格高,,催化劑成為電堆中成本高的部件之一。目前國(guó)內(nèi)外研究通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、使用合金材料等方式來(lái)降低鉑的用量,。貴研鉑業(yè)(SH600459,14.42,,0.21%,,模擬買入)在Pt/C制備上已具備較為成熟的技術(shù)。
碳紙:加工后成為氣體疏散層,。國(guó)內(nèi)在碳纖維領(lǐng)域的研究與海外仍有差距,,目前國(guó)內(nèi)外企業(yè)主要采購(gòu)日本東麗、巴拉德,。
質(zhì)子交換膜:核心作用為傳導(dǎo)質(zhì)子,,隔絕兩極。目前主流使用全氟材料,,與氯堿行業(yè)所使用的交換膜類似,,技術(shù)難度較低,目前國(guó)內(nèi)已具備較好制備的技術(shù),,且成本下降空間較大,。國(guó)外供應(yīng)商:杜邦、戈?duì)?、陶氏?M,、旭化成,;國(guó)內(nèi)供應(yīng)商:東岳集團(tuán)。
雙極板:主要用于氫氣和氧氣的分隔與傳導(dǎo),,并收集電流,。目前主流路線有石墨極板、金屬極板,、復(fù)合板這三種,。其中,石墨板和金屬極板較為常見(jiàn),。金屬極板制造方便且體積小,,但存在腐蝕問(wèn)題,,影響電堆壽命,。
2.2. 車用燃料電池系統(tǒng)部件
除電堆外,車用燃料電池系統(tǒng)中還需裝備空壓機(jī),、輔助電源系統(tǒng)(鋰電或鉛酸電池),、儲(chǔ)氫瓶、氫氣循環(huán)泵及電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)等,。
空壓機(jī):用于空氣進(jìn)氣端控制進(jìn)氣壓強(qiáng)與速度,,對(duì)壓力波動(dòng)有較之傳統(tǒng)空壓機(jī)有更嚴(yán)格的要求。目前來(lái)看,,空壓機(jī)價(jià)格較高,,有較大降成本空間,主要由離心式和雙螺桿兩條技術(shù)路線,。國(guó)內(nèi)參與空壓機(jī)環(huán)節(jié)的企業(yè)主要包括雪人股份(SZ002639,,8.42,3.82%,,模擬買入)與廣順新能源,。
輔助電源系統(tǒng):一般來(lái)說(shuō),燃料電池車上也需要配備儲(chǔ)能電池用于輔助工作,,包括啟動(dòng),、加速、制動(dòng)時(shí)輔助電堆工作,。
儲(chǔ)氫瓶:主要為碳纖維瓶,。儲(chǔ)氫瓶的技術(shù)難度相對(duì)較低,國(guó)內(nèi)有較多企業(yè)具備制造儲(chǔ)氫瓶的實(shí)力,,包括:中材科技(SZ002080,,11.20,9.38%,,模擬買入),、富瑞特裝(SZ300228,,5.86,2.99%,,模擬買入)等,。
氫氣循環(huán)泵:主要用于提升在電堆反應(yīng)過(guò)程中氫氣使用效率,保障電堆壓強(qiáng),,以延長(zhǎng)整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的使用壽命,。目前國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域缺乏代表性企業(yè)。
表5
國(guó)內(nèi)燃料電池系統(tǒng)代表性企業(yè)資料來(lái)源:Wind,,天風(fēng)證券研究所
綜上,,在整個(gè)燃料電池系統(tǒng)中,大多數(shù)核心零部件我國(guó)已掌握核心技術(shù),,具備量產(chǎn)的實(shí)力,,燃料電池車的商業(yè)化基礎(chǔ)已現(xiàn)雛形。
3.投資建議:中國(guó)市場(chǎng)+中國(guó)制造,,氫燃料電池大有可為
國(guó)內(nèi)車用燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈初步完備,,政策持續(xù)扶持力度不減,商業(yè)化元年即將到來(lái),。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)與積累,,我國(guó)在質(zhì)子交換膜、催化劑,、雙極板,、車用燃料電池控制系統(tǒng)、儲(chǔ)氫瓶等領(lǐng)域都已經(jīng)具備yi流的制造企業(yè),,其他關(guān)鍵零部件領(lǐng)域也初步具備量產(chǎn)實(shí)力,。加上一直以來(lái)政策的大力支持,越來(lái)越多燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中的企業(yè)具備與全球di一梯隊(duì)燃料電池企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力,。
當(dāng)前燃料電池車基數(shù)低,,而商用車運(yùn)營(yíng)模式日趨成熟,具備高增長(zhǎng)潛力,。中國(guó)汽車市場(chǎng)的潛力有目共睹,,海外燃料電池企業(yè)也積極尋求與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作,拓展中國(guó)市場(chǎng)的機(jī)會(huì),。根據(jù)巴拉德(BLDP.O)的官wang披露,,早在2016年7月,巴拉德就與國(guó)內(nèi)企業(yè)廣東國(guó)鴻簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,,為國(guó)內(nèi)商用車供應(yīng)燃料電池,。2018年8月,巴拉德又再度于官wang披露與濰柴的合作,。我們預(yù)計(jì),,巴拉德與濰柴的合作將加速燃料電池系統(tǒng)在重卡,、船舶等領(lǐng)域替代柴油機(jī)。根據(jù)中國(guó)證券報(bào)報(bào)道的2019年即將執(zhí)行的“十城千輛”計(jì)劃,,將加速燃料電池商用車運(yùn)營(yíng)模式的成熟,。
“中國(guó)市場(chǎng)”+“中國(guó)制造”,燃料電池成本下降空間超乎想象,。由于行業(yè)整體出貨量仍然較低,,整體制造成本、設(shè)備折舊與研發(fā)費(fèi)用偏高導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的售價(jià)居高不下,。我們認(rèn)為,,隨著中國(guó)市場(chǎng)的打開(kāi)與國(guó)內(nèi)企業(yè)量產(chǎn)能力的提升,不久后車用燃料電池系統(tǒng)成本將與近5年的動(dòng)力電池一樣,,經(jīng)歷成本快速下降的過(guò)程,。根據(jù)DOE測(cè)算,當(dāng)燃料電池產(chǎn)量能夠達(dá)到年產(chǎn)1,000套時(shí),,燃料電池系統(tǒng)成本可降至180美金/kw,。
在標(biāo)的的選擇上,,1)優(yōu)先關(guān)注掌握核心技術(shù)并具備量產(chǎn)能力的企業(yè),;2)關(guān)注我國(guó)目前較為成熟的燃料電池系統(tǒng)環(huán)節(jié);3)燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)或領(lǐng)xian于整車銷售,,建議關(guān)注制氫環(huán)節(jié),。建議關(guān)注標(biāo)的:雄韜股份(SZ002733,20.26,,6.30%,,模擬買入)(電堆、膜電極,、系統(tǒng)),、雪人股份(空壓機(jī),參股Hydrogenics),、富瑞特裝(制氫),、貴研鉑業(yè)(催化劑)、美錦能源(SZ000723,,5.00,,6.61%,模擬買入)(膜電極,、整車),、濰柴動(dòng)力(SZ000338,9.72,,8.60%,,模擬買入)(參股巴拉德),。
風(fēng)險(xiǎn)提示:政策推廣力度不及預(yù)期;國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)步不及預(yù)期,;國(guó)內(nèi)企業(yè)量產(chǎn)進(jìn)度不及預(yù)期,。