氢能源系列专题：核心技术逐步攻克 燃料电池启动在即

1. 政策持续支持，燃料电池商业化元年即将到来

当前国内燃料电池的基础研究与海外的差距在缩小，大部分零部件已能实现国产，车用燃料电池系统的商业化应用元年即将到来，产业链投资机会挖掘正当时。

1.1. 燃料电池与锂电池路线互补，共同打造绿色交通

自新能源汽车行业发展伊始，动力锂电路线or燃料电池路线就备受争议。而我们在《宁德时代：改变全球十万亿汽车供应链格局的大国重器》报告中就层明确提出，“我们认为，未来锂电与燃料电池也不会是替代关系，而是互补关系，燃料电池更适合需要跑长途的大车增程使用。”中国新能源汽车泰斗欧阳明高院士在2018年6月的电动汽车百人会上也明确提出“锂离子电池系统更适合替代汽油机，氢燃料电池系统更适合替代柴油机。”

燃料电池车销量基数较低，潜力可期。国内燃料电池相比之下，国内车用锂离子电池的商业化进程已全球领先，车用燃料电池技术也在不断赶超。根据中汽协数据，2018年我国燃料电池车总销量达1,527辆，均为商用车，而新能源汽车总销量达125.6万辆，即燃料电池车的新能源汽车占比仅0.12%。即使燃料电池在国内仅替代传统商用车，空间也十分可观。根据中汽协数据，我国2018年商用车销量达到了437.1万辆，即燃料电池商用车的渗透率仅0.03%。

1.2.政策全方位支持，补贴未见退坡

我国对燃料电池发展政策方面的支持由来已久。2015年5月国务院发布的《中国制造2025》，强调了要大力推动重点领域突破发展，燃料电池汽车属于七大领域之一，继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，并明确要求到2020年要生产1000辆左右的燃料电池汽车，并进行示范运行。在国内多项政策扶持下，各研发机构和企业积极加大对燃料电池的研发。

表1 国内燃料电池政策统计

资料来源：国家发改委，国家能源局，财政部，交通部，中国证券报，天风证券研究所

根据财政部多部委发布的新能源汽车补贴政策，与电动车补贴逐年退坡相比，燃料电池车补贴一直维持不变，且国补与地补比例高达1:1。

表2 燃料电池汽车国补

资料来源：财政部，天风证券研究所

2.国内燃料电池车产业链日趋完善

质子交换膜燃料电池应用最为广泛。按电解质种类划分，燃料电池主要可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）磷酸盐型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)。质子交换膜燃料电池得益于工作温度低，并且体积小、发电单元模块化，可靠性高，因此组装和维修都很方便，目前研究和应用最为广泛。根据The Fuel Cell Industry Review的统计，2014-2017年质子交换膜电池出货量一直远超其他类型的燃料电池，预计2018年出货量占比达57%。目前车用燃料电池也基本走质子交换膜路线，因此本文针对燃料电池产业链的讨论也围绕质子交换膜电池展开。

表3 2014-2018年按种类全球燃料电池出货量（千组）

资料来源：The Fuel Cell Industry Review 2018，天风证券研究所

表4 2014-2018年按种类全球燃料电池出货量（兆瓦）

资料来源：The Fuel Cell Industry Review 2018，天风证券研究所

燃料电池系统产业链较之锂电更为复杂。一方面基础设施建设更为复杂：除了加氢站建设外，还需考虑氢气来源于运输问题；另一方面，燃料电池本质上区别于锂电，一个是发电装置，一个是储能装置，燃料电池除反应电堆外需要更多的辅助部件来配合工作。

燃料电池系统主要部件包括：电堆、空压机、加湿器、氢气循环泵、高压氢瓶等。燃料电池单体串联组成电堆，电堆是化学反应的场所，是燃料电池的核心。然而，想要通过燃料电池驱动负载并获得有竞争力的功率，不仅需要依靠优秀供气系统，也需要整合整车控制系统、辅助电源系统以及驱动电机与控制系统。

图1 燃料电池汽车动力系统组成示意图

资料来源：天风证券研究所整理

2.1. 燃料电池单体核心部件

和锂电池类似，燃料电池单体需要堆叠组合成电堆，再通过DC/DC升压去驱动电机。而电池单体主要由膜电极、双极极板组成。而膜电极是燃料电池核心之核心，主要由催化剂、气体扩散层（碳纸）、质子交换膜组成。

催化剂：常用的商用催化剂是Pt/C。由于铂的价格高，催化剂成为电堆中成本最高的部件之一。目前国内外研究通过结构设计、使用合金材料等方式来降低铂的用量。贵研铂业在Pt/C制备上已具备较为成熟的技术。

碳纸：加工后成为气体疏散层。国内在碳纤维领域的研究与海外仍有差距，目前国内外企业主要采购日本东丽、巴拉德。

质子交换膜：核心作用为传导质子，隔绝两极。目前主流使用全氟材料，与氯碱行业所使用的交换膜类似，技术难度较低，目前国内已具备较好制备的技术，且成本下降空间较大。国外优质供应商：杜邦、戈尔、陶氏、3M、旭化成；国内优质供应商：东岳集团。

双极板：主要用于氢气和氧气的分隔与传导，并收集电流。目前主流路线有石墨极板、金属极板、复合板这三种。其中，石墨板和金属极板较为常见。金属极板制造方便且体积小，但存在腐蚀问题，影响电堆寿命。

2.2. 车用燃料电池系统部件

除电堆外，车用燃料电池系统中还需装备空压机、辅助电源系统（锂电或铅酸电池）、储氢瓶、氢气循环泵及电机驱动与控制系统等。

空压机：用于空气进气端控制进气压强与速度，对压力波动有较之传统空压机有更严格的要求。目前来看，空压机价格较高，有较大降成本空间，主要由离心式和双螺杆两条技术路线。国内参与空压机环节的企业主要包括雪人股份与广顺新能源。

辅助电源系统：一般来说，燃料电池车上也需要配备储能电池用于辅助工作，包括启动、加速、制动时辅助电堆工作。

储氢瓶：主要为碳纤维瓶。储氢瓶的技术难度相对较低，国内有较多企业具备制造储氢瓶的实力，包括：中材科技、富瑞特装等。

氢气循环泵：主要用于提升在电堆反应过程中氢气使用效率，保障电堆压强，以延长整个燃料电池系统的使用寿命。目前国内在该领域缺乏代表性企业。

表5 国内燃料电池系统代表性企业

资料来源：Wind，天风证券研究所

综上，在整个燃料电池系统中，大多数核心零部件我国已掌握核心技术，具备量产的实力，燃料电池车的商业化基础已现雏形。

3.中国市场+中国制造，氢燃料电池大有可为

国内车用燃料电池系统产业链初步完备，政策持续扶持力度不减，商业化元年即将到来。经过长时间的研发与积累，我国在质子交换膜、催化剂、双极板、车用燃料电池控制系统、储氢瓶等领域都已经具备一流的制造企业，其他关键零部件领域也初步具备量产实力。加上一直以来政策的大力支持，越来越多燃料电池产业链中的企业具备与全球第一梯队燃料电池企业竞争的实力。

当前燃料电池车基数低，而商用车运营模式日趋成熟，具备高增长潜力。中国汽车市场的潜力有目共睹，海外知名燃料电池企业也积极寻求与国内企业合作，拓展中国市场的机会。根据巴拉德（BLDP.O）的官网披露，早在2016年7月，巴拉德就与国内企业广东国鸿签署战略合作协议，为国内商用车供应燃料电池。2018年8月，巴拉德又再度于官网披露与潍柴的合作。我们预计，巴拉德与潍柴的合作将加速燃料电池系统在重卡、船舶等领域替代柴油机。根据中国证券报报道的2019年即将执行的“十城千辆”计划，将加速燃料电池商用车运营模式的成熟。

“中国市场”+“中国制造”，燃料电池成本下降空间超乎想象。由于行业整体出货量仍然较低，整体制造成本、设备折旧与研发费用偏高导致燃料电池系统的售价居高不下。我们认为，随着中国市场的打开与国内企业量产能力的提升，不久后车用燃料电池系统成本将与近5年的动力电池一样，经历成本快速下降的过程。根据DOE测算，当燃料电池产量能够达到年产1,000套时，燃料电池系统成本可降至180美金/kw。

在标的的选择上，1）优先关注掌握核心技术并具备量产能力的企业；2）关注我国目前较为成熟的燃料电池系统环节；3）燃料电池基础设施建设或领先于整车销售，建议关注制氢环节。建议关注标的：雄韬股份（电堆、膜电极、系统）、雪人股份（空压机，参股Hydrogenics）、富瑞特装（制氢）、贵研铂业（催化剂）、美锦能源（膜电极、整车）、潍柴动力（参股巴拉德）。