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电气设备行业氢能源系列专题:燃料电池产业链潜在规模测算及核心标的梳理

燃料电池全面分析系列第二篇,上篇是市场分析,下篇是产业分析。

未来燃料电池车用系统在我国将主要应用在商用车领域。基于较常见的“电电混合”方案——30kw燃料电池系统搭配40kwh锂电,天风证券在年产1000台、5万台和50万台3种情景下,对燃料电池车的成本进行详细拆解,其结论是:①目前一套燃料电池系统售价大约在60万左右,小型物流车整车成本约80万元,其中电堆成本超过一半,气体循环系统占总成本的20%;②年产5万台时,电堆和气体循环系统成本可大幅下降,整车成本可降至30万元以下,其中电堆成本将降至10万元以下;③年产50万台时,电堆与气体循环系统总成本将降至不足整车成本的1/3,合计成本不超过5万元。

天风证券 2019-04-26[] [] []

技术路线

车用燃料电池在整个产业链条中,我国已掌握大部分零部件的核心技术,各环节均有不少优质企业,但仍缺乏量产经验。目前我国企业较为擅长的环节包括:系统集成、质子交换膜、催化剂、储氢瓶。而根据天风证券行业空间测算,价值量较高的环节包括:系统集成、电堆、膜电极、储氢瓶和氢气供应。

燃料电池商用车成本拆解
我们判断,未来燃料电池车用系统在我国将主要应用在商用车领域。基于较常见的“电电混合”方案–30kw燃料电池系统搭配40kwh锂电,我们在年产1,000台、5万台和50万台这3种情景下,对燃料电池车的成本进行详细拆解。
主要结论:
1)目前一套燃料电池系统售价大约在60万左右,小型物流车整车成本约80万元,其中电堆成本超过一半,气体循环系统占总成本的20%。
2)年产5万台时:电堆和气体循环系统成本可大幅下降,整车成本可降至30万元以下,其中电堆成本将降至10万元以下。
3)年产50万台时:电堆与气体循环系统总成本将降至不足整车成本的1/3合计成本不超过5万元。
车用燃料电池系统各环节市场空间测算与核心国产供应链梳理
车用燃料电池在整个产业链条中,我国已掌握大部分零部件的核心技术,各环节均有不少优质企业,但仍缺乏量产经验。目前我国企业较为擅长的环节包括:系统集成、质子交换膜、催化剂、储氢瓶。而根据我们行业空间测算,价值量较高的环节包括:系统集成、电堆、膜电极、储氢瓶和氢气供应。
根据我们梳理,优质国产供应链企业包含:
1)车企方面,上汽、潍柴、宇通等在燃料电池车领域布局较为深入。
2)电堆核心部件方面,也有不少领先企业:东岳集团质子交换膜技术成熟,美锦能源参股的鸿基在膜电极领域较为领先,贵研铂业具备生产催化剂能力。
3)诚然国产气体循环设备仍有进步空间,但成本优势显着,不少企业已选用国产空压机、氢气循环泵和储氢瓶。
4)随着保有量的提升、燃料电池车性能的提升,对氢气需求的增长也十分显着。加氢站设备企业厚普股份、具备制氢能力的鸿达兴业、滨化股份等也将大有可为。
投资建议:
我们认为2019年将成为燃料电池汽车商业化元年,行业产销量将在2020年超过1万辆。板块投资将从主题投资转向基本面驱动,因此在本文中我们对产业链的各个环节进行成本拆分及规模量化测算,为投资者提供更具价值的结论。
测算结果显示,电堆和膜电极等核心零部件价值量最大,此外,考虑到燃料电池车的推广对加氢站依赖极大,加氢预计是整个产业链最先启动的环节建议关注:1)关键零部件领域的美锦能源、东岳集团、潍柴动力、雄韬股份;2)前端氢能源环节的厚普股份、鸿达兴业、滨化股份;3)其它环节的雪人股份、科恒股份、蠡湖股份等。
风险提示:政策推广力度不及预期;国内技术进步不及预期;国内企业量产进度不及预期。

5. 技术原理:氧化还原反应

天风证券挑选出了优质国产供应链企业。车企方面,上汽、潍柴、宇通等在燃料电池车领域布局较为深入。电堆核心部件方面,也有不少领先企业:东岳集团质子交换膜技术成熟,美锦能源参股的鸿基在膜电极领域较为领先,贵研铂业具备生产催化剂能力。随着保有量的提升、燃料电池车性能的提升,对氢气需求的增长也十分显著。加氢站设备企业厚普股份、具备制氢能力的鸿达兴业、滨化股份等也将大有可为。

燃料电池主要由正极、负极、电解质三部分组成,原理是氧化还原反应,反应实质是燃料和氧气发生反应生水或者其他产物。

天风证券认为,2019年将成为燃料电池汽车商业化元年,行业产销量将在2020年超过1万辆。板块投资将从主题投资转向基本面驱动,建议关注:①关键零部件领域的美锦能源(000723.SZ)、潍柴动力(000338.SZ)、雄韬股份(002733.SZ);②前端氢能源环节的厚普股份(300471.SZ)、鸿达兴业(002002.SZ)、滨化股份(601678.SH);③其他环节的雪人股份(002639.SZ)、科恒股份(300340.SZ)、蠡湖股份(300694.SZ)等。

6. 分类:6 大类,PEMFC 质子交换膜为主

根据工作温度、电池内载流子和前端燃料的不同,燃料电池分为以下6 大类。

按照使用温度分类如下

受益交通应用拉动,PEMFC
质子交换膜燃料电池出现跨越式发展,详细数据请关注本公众号(史晨星
shichenxing1)参照上篇市场分析。

PEMFC
质子交换膜燃料电池具有高比功率、可快速启动、无腐蚀性、反应温度低、氧化剂需求低等优势,是当前燃料电池汽车的首选。

AFC碱性燃料电池:成本偏高,主要应用于航天领域

PAFC磷酸燃料电池:效率较低,小型电站应用

MCFC熔融碳酸盐燃料电池:运行温度高,大型电站应用

SOFC固体氧化物燃料电池:运行温度高,未来潜力较大

PEMFC质子交换膜燃料电池:低温运行,主要应用于交通领域

DMFC甲醇燃料电池:运行温度适中,主要应用于消费电子

7. 产业链:上游氢气制备运输储存,中游燃料电池,下游应用

8. 技术路线图:功率密度 > 2kW/kg,耐久性 > 5000h

欧阳老师的《节能与新能源汽车技术路线图》为我国燃料电池汽车的发展指明了方向:电堆的比功率和寿命是主要的技术参数目标,全产业链均有技术创新需求。

实施路径图:系统→发动机→电堆→膜电极→催化剂&质子交换膜

采取“剥洋葱模式”,层层深入,将技术链逐环解耦

第一个层次,研发燃料电池的混合动力系统,发动机外协;

第二个层次,研发了燃料电池发动机,燃料电池的电堆外协;

第三个层次,研发燃料电池电堆,燃料电池膜电极外协;

第四个层次,研发燃料电池膜电极,核心是质子交换膜和催化剂。

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