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海外优势显着,燃料电池行业2019年中分析报告

摘要 【解构燃料电池产业链:海外优势显着
国产加速突围】绑定下游优质客户的企业一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能;长期内:掌握核心技术的企业将通过国产化进一步降本,并在全球竞争中掌握主动权。
摘要:

(温馨提示:文末有下载方式)

产业链概况: 产业化将近,上游是核心

报告综述:

商用车需求拉动产业链发展,细分领域市场空间广阔

我国燃料电池行业采用“以商带乘”的发展路径,商用车是下游需求的主要拉动领域,2019
年前 5 个月产销量同比增速近 480%,目前渗透率低于 1%,预计到 2021
年我国销量可突破万辆,将迅速带动上游产业链发展与加氢站等配套设施的建
设。根据燃料汽车保有量规划,测算得各细分领域市场规模:燃料电池系统于 2020
年的市场空间约为 24 亿元,2025 年市场空间约为 77 亿元;燃料电池电堆于2020
年的市场空间约为 14 亿元,2025 年市场空间约为 35
亿元;上游膜电极市场空间在2020 年约为 6 亿元,2025 年约为 13
亿元。处于该领域的企业值得关注。

国产产业链与海外差距较大,上游核心零部件亟待突破

燃料电池产业化应用将近,产业链发展机会巨大。国内燃料电池商用车及乘用车性能相比国外有较大差距,但在政府大力补贴下,下游车企将带动产业链中上游
蓬勃发展;中游电堆市场偏系统集成,国内企业容易切入,发展起步较快,国产电
堆的性能仍有较大提升空间;而膜电极等上游核心零部件技术门槛最高,国产化程
度低,仍大量依赖进口,具备核心技术的膜电极厂商有望在未来核心零部件国产化
进程中发挥重要作用;国内加氢站发展相对滞后,建设数量居全球第四,加氢站发
展已步入加速阶段,我国计划于 2020 年建成 100 座,2025 年建成 300
座,配套应 用设施的建设将给相关企业带来较大业绩弹性。

区域性、集群性发展特征明显,短期看好具有区位优势及大客户优势的企业,
长期看技术突破

燃料电池行业呈现区域集群发展的特点,由地方政府和产业链优势企业共同推
动,地方政策是重要的产业发展变量,7 大主要省市政府规划 2020
年燃料电池车保 有量累计达 14600
辆,超出国家总体目标;华东与华南产业集群的技术和市场优势
更突出,可重点关注其中的核心企业。短期内,绑定下游优质客户的企业一方面享
受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证
机会,提升产品性能;长期内,掌握核心技术的企业将通过国产化进一步降本,并
在全球竞争中掌握主动权。

上游:技术含量高,膜电极成为核心突破口。当前,催化剂、质子交换膜、气体扩散层和金属双极板国内仅能少量生产,几乎被国外所垄断,亟待技术突破。

报告内容:

中游:国家大力推进燃料电池新能源车形势下,多家系统集成商涌现,起步快。

1. 政策加码,万辆销量节点可期

1.1 商用车率先起量,市场增长态势良好

我国燃料电池行业采用“以商带乘”的发展路径,短期内主要集中在商用车应用领域。一方面,目前
我国装车的燃料电池发动机的体积比功率密度与国外先进水平仍存差距,客车、物流车等商用车对燃料电
池堆体积的敏感性较低,且我国在燃料电池商用车技术开发上积累更多,优先发展商用车更具优势。另一
方面,我国加氢配套设施建设有待完善,客车及专用车运行线路固定且更为统一,便于进行区域性规划并
实现集中加氢。因此,我国燃料电池下游应用市场由商用车率先起量。

政策持续利好下,我国燃料电池商用车增速迅猛,发展空间大。2018
年,我国燃料电池商用车产销量 达 1527 辆,同上年增长
120.05%,在全国商用车销量中渗透率仅为 0.03%,市场潜力巨大。分车型看,客
车是 2018 年拉动燃料电池汽车产销增长的主力,占比 91%。 2019 年 1-5
月,在全国汽车产销量共同下滑
13%的低迷形势下,燃料电池车依然保持迅猛的增长态势,产量和销量分别达553
和 545 辆,同比增长 476.00%和
479.80%,远高于新能源车的整体产销量同比增速46.00%和 41.50%。

国家重视并看好燃料电池行业未来发展,氢能产业规划目标明确,万辆销量的“关卡突破”节点可期。

我国发布《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》,将燃料电池汽车的保有量增长划分为三个阶段:
近期(2016-2020 年),我国加氢站达100 座,燃料电池车辆达 1
万辆;中期(2020-2030 年),加氢站数 量达 1000座,燃料电池车辆达
200万辆;远期(2030-2050 年),燃料电池车数量达 1000万辆。根据我
国当前商用车所装载燃料电池约 10000小时的寿命水平,每日约
10-12小时的运行时间,折合约 3 年的寿 命年限;又依据我国燃料电池商用车企于
2020 年及以后达到 8 年寿命要求的发展规划,并参考我国锂电
池动力汽车近十年间的增长速度,我们对未来几年内燃料电池汽车保有量及产销量进行测算,并依据2018
年新能源车中客车与货车的相对比例进行拆分。我们预设在2025
年之前,我国燃料电池车仍以商用车为主导,并由测算结果判断,认为2021
年燃料电池车有望突破万辆销量关卡,到2025 年,我国燃料电池车 保有量将达
10.5 万辆左右,产销量约为4 万辆水平。

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1.2 相较锂电池,四大性能优势助力燃料电池领先于商用车市场

从材料性能方面看,在交通应用领域,燃料电池相较于锂电池具备三大优势:1)能量密度优势:锂离
子电池能量密度有限,且无法兼具高能量和高功率两方面的行车需求,以特斯拉电动汽车为例,Tesla
Model S 的锂离子电池系统能量密度为156 Wh/Kg,功率密度为 0.16
KW/Kg;而燃料电池的能量密度取决于加氢
量,能达到远高于锂离子电池水平(理论能量密度为锂电池的 120
倍),且能兼备高能量和高密度需求,以 丰田燃料电池车为例,Toyota Mirai
的PEMFC 燃料电池系统能量密度超过 350Wh/Kg,功率密度达 2.0
KW/Kg。2)充气速度优势:燃料电池汽车加氢属于直接加注燃料的物理过程,时间仅需约
3-5 分钟,而锂
电池汽车的充电是电化学反应过程,在大功率直流快充时需要至少 30 分钟充满
80%,而在更常见的慢充 场景下需要 6-8
小时的充电时间。3)环保优势:氢气为清洁能源,燃料产物为氧气和水,能达到零碳排放,
是未来清洁能源的一大发展方向。

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从使用场景方面看,燃料电池汽车的一大优势在于长途重载场景,在商用车或乘用车续驶里程超过200
公里或 500
公里后,燃料电池成本比锂电池更低
。锂电池的能量载体是电池正负极材料,在增加储能容量
的同时需要增加活性物质和隔膜、电解液等非活性物质,因此整车质量随之大幅增加,百公里电耗迅速上
升,通过增加电量以增功率或续驶里程的边际收益递减。而燃料电池的能量载体是氢气,只需增加储氢量
即可增加储能容量,整车质量增加小,百公里氢耗基本不变,通过增加储氢量以增加功率或续航里程的边
际收益递增。因此,燃料电池在长途、重载的商用车应用场景下更具优势。

1.3 燃料汽车销量保证下,细分领域市场空间巨大

1.3.1 燃料电池系统及电堆市场空间测算 燃料电池系统售价预测

为测算系统市场空间,首先对燃料电池系统未来售价进行预测。考虑到我国新能源汽车推荐目录中占
比最大的系统功率为 30KW,参考当前我国 30KW 燃料电池车约 40
万/套的燃料电池系统价格,估算当前 售价为 1.3
万元/KW。同时假设燃料电池系统售价与其成本的下降幅度大致相同,并假设售价降速递减,
依照 IEA的测算结果,2018年、2030 年和 2050
年的燃料电池系统单位成本分别约为 179 美元/KW、54 美元/KW 和 40
美元/KW,按比例估算得 2025 年、2030 年、2050 年功率为30KW 的燃料电
池系统售价约为 18.82 万元/套、12.07 万元/套和 8.94 万元/套。

燃料电池电堆成本占比下降路径测算

根据美国能源部预测,在年产量 1
万辆以内阶段,供气系统成本下降空间较大,可下降50%,之后到 2030
年实现成本下降 60%;电堆的成本下降在长期内实现,至2030 年可下降
70%。又依据 DOE 数据,当前燃料电池系统中电堆成本占比
67%,综上可测算得电堆成本占比的变化路径。2020 年, 电堆成本占比约为
55%;到2025 年,电堆成本占比降为 33%

燃料电池系统及电堆市场空间测算

依据上文对我国燃料电池车产销量的测算结果,结合燃料电池系统售价变化路径,可测算得我国燃料电池系统于2020
年的市场空间约为 24 亿元,2025 年市场空间约为 77 亿元。
依据燃料电池系统的市场空间测算结果,扣除毛利润之后按成本构成进行分拆,得到电堆的市场规模。

其中毛利率参考锂电池行业龙头宁德时代近五年的毛利率变化情况并调整,假定其毛利率在
2025 年以内 随量产的实现而增长。测算结果为我国燃料电池电堆于2020
年的市场空间约为 14 亿元,2025 年市场空间 约为 35 亿元。

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1.3.2 上游零部件市场空间测算

根据 DOE 发布的研究数据,燃料电池年产量分别为 1000 个、10 万个、50
万个时,上游零部件的成本
占比将发生明显的相应变化,其中催化剂、双极板由于较弱的规模效应,成本占比逐渐提高。

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根据上文测算所得的电堆市场规模,扣除毛利润,并按照燃料电池年产量 1000
个、10 万个、50
万个进行阶段划分,可算得各上游材料在三阶段的市场空间。其中,燃料电池年产量达到10
万个水平约发生 在 2026-2027
年之间。测算结果显示,上游膜电极市场空间在2020 年约为 6
亿元,2025 年约为 13 亿元。

下游:以商带乘,短期内以商用车为主。

2. 产业链分析:产业化将近,上游是核心

我国燃料电池行业已处于应用示范阶段,扶持政策加码,产业化将近,产业链发展机会巨大。燃料电
池产业链可分为三个环节:上游材料,中游集成与下游应用。

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2.1 下游:“以商带乘”促发展,部分性能待改进

我国燃料电池下游以商用车为切入点,采用“以商带乘”的发展路径。同时,我国采用以混合动力车
带动全燃料电池车的产业化思
路,以最终实现全功率燃料电池车的商业推广。在政策规划及补贴利好下,
我国燃料电池车产销量增长加速,市场空间广阔。

2.1.1 国内外对比:功率密度等核心指标有改进空间

国外整车企业已在 2015
年实现量产,而国内车企仍处于性能改进和小规模示范阶段。

我国燃料电池乘用车在动力性、续驶里程等基本性能指标方面与国外的车型基本相当。但由于国外开
始采用 70MPa
车载储氢系统,一次加注的续驶里程大大提高。从动力系统的基本配置来看,国外燃料电
池发动机的功率输出能力基本在
80~100kW,相比国内高出很多,而且具有很高的质量比功率和体积比功 率指标。

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我国燃料电池商用车在加速时间、最高车速等动力性指标方面与国外的车型基本相当,最高车速80km/h
居多,0~50km/h 加速时间在20s 左右。续驶里程适中,一般在250~400km
之间,氢耗指标有 一定优势,储氢瓶的最高压力均为35 MPa。

2.1.2 海外多款车型上市,国内乘用车企业飞速发展

海外已有多款燃料电池乘用车上市。目前海外已经上市的燃料电池汽车包括丰田Mirai
燃料电池汽车、 本田 Clarity 燃料电池汽车、现代 ix 35
燃料电池版。美国通用、戴姆勒、宝马、大众等车企也涉足燃料 电池车。

国家政策利好下,商用车的广泛应用推动我国乘用车市场的普及。我国燃料电池下游车企中,上汽集
团和长城汽车的进展较为领先。上汽集团于 2016 年首次推出荣威950
燃料电池车,并在 2017 年交付 50
辆,目前已将燃料电池汽车产业化提上日程。长城汽车近年也在积极布局氢能源产业:与北京亿华通合作
研发氢能源电池乘用车;成立氢能技术中心进行前瞻研究;作为首家中国车企加入了国际氢能委员会,旨
在促进氢能技术在全球能源转型;入股加氢站企业布局基础建设,收购德国加氢站运营商H2M;控股上
燃动力,从而具有完整的车用燃料电池系统集成开发和量产的能力。

2.2 中游:国内外厂商发展模式有别,龙头企业显著

中游集成的燃料电池系统由两部分构成:电堆和供气系统。其中电堆由上游材料组成,供气系统则包
括储氢罐、空压机、加湿器和氢气循环泵,其中空压机技术要求较高,国内产量小。目前在国家大力推进
燃料电池新能源车的形势下,我国的中游企业发展起步较快,涌现出多家系统集成厂商。

国内外厂商发展模式有别,龙头企业显著。国外乘用车厂商大多自行开发电堆,例如丰田、本田、现
代等。少数厂商采用合作伙伴电堆来开发发动机,例如奥迪(采用加拿大巴拉德定制开发的电堆)和奔驰(采用奔驰与福田的合资公司
AFCC 的电堆)。国外燃料电池电堆知名企业以Ballard 和 Hydrogenics 为 代表。

我国生产燃料电池电堆及上游材料的企业正在逐渐起步,目前的发展模式主要有三种:1)纯自主研
发,以武汉理工新能源、新源动力、上海神力等企业为代表;2)“技术引进+自主研发”双线并行,以亿华
通为代表;3)通过技术授权、中外合资、对外采购等方式引进海外技术,以国鸿氢能、潍柴动力、大洋电
机等企业为代表。

新源动力 2001
年依托中科院大连化物所质子交换膜燃料电池技术发起成立。采用的是金属板和复合板的技术路线,研发的燃料电池电堆模块目前已经成功应用于我国的燃料电池汽车。2016
年起,开始燃料 电池产品商业化批量供货,至今已经实现累计装车600
余辆,累计运行里程超过 1000 万公里。上海神力 成立于 1998
年,是中国第一家专业的燃料电池电堆研发生产企业,目前两家都建成了燃料电池电堆中试
线,正处于从小批量到产业化转化的关键阶段。

国鸿氢能是氢能源布局平台,2016 年 5
月旗下国鸿氢能动力科技公司与巴拉德签署协议,引进 9SSL
电堆生产技术,根据协议规定,在 2017-2021
年,国鸿氢能成为国内膜电极组建的唯一供应商,2021 年之
后,国内其他公司才被允许直接使用巴拉德的产品及技术。同时向巴拉德公司支付0.2
亿美元获得技术转 让专有权,出资 90%成立合资公司国鸿巴拉德,与巴拉德签订
0.15 亿美元的交易合同以部署 300 辆燃料电 池客车,并在未来 5
年内向巴拉德采购最低价值为 1.5
亿美元的膜电极。国鸿氢能的电堆主要由国鸿巴拉
德公司负责生产,技术颇为成熟。国鸿在云浮建立了2
万台年产能的全球最大电堆生产线,产品的寿命达 1 万 5
千小时以上,基本满足商业车使用要求,且实现批量化生产,2018 年出货量大约
3000 多台,装车 超过 2000 辆,国内市场占有率为
70%~80%,快速成长为国内电堆的龙头企业。

2.3 上游:以膜电极为核心,国产化起步

上游材料主要包括膜电极、双极板和密封层。其中,膜电极由催化剂、质子交换膜和气体扩散层三种组分构成。

2.3.1 膜电极是核心部件,国内外差距仍显著

膜电极是燃料电池电堆最核心的部件。膜电极是燃料电池电化学反应最重要的基本单元,它的结构设
计和制备工艺技术是燃料电池的关键技术,决定了电池的工作性能。从成本结构来看,膜电极在燃料电池
电堆成本中占有
60%以上的比重,其国产化程度与规模化生产是燃料电池降成本的突破点。

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国产膜电极与国外差距明显。膜电极是燃料电池中技术门槛最高的一环。当前,石墨双极板和密封层已实现国产化,但用于乘用车的金属双极板、催化剂、质子交换膜和气体扩散层仅能少量生产,几乎被国
外所垄断,国内外技术差距较大。

膜电极的性能可通过体积功率密度、额定电流、燃料电池催化剂铂含量、燃料电池车载工况寿命、质子交换膜厚度等指标来判定:
体积功率密度是指燃料电池能输出最大的功率除以整个燃料电池系统的体积,我国燃料电池体积功率

密度与国外差距明显。
铂作为燃料电池的催化剂,可以催化氢气和氧气的反应,以帮助将燃料气通过反应转化为电能,由于铂对于燃料电池的重要性以及其自身昂贵的价格(约
200 元/克),因此燃料汽车铂载量对于整车的价格影响
重大,国内燃料电池铂载量约为0.5-0.8g/kw,国外可以达到
0.3-0.5g/kw,我国在铂载量上仍有很大改进空 间。

质子交换膜是燃料电池的关键组件之一,其电导率直接影响燃料电池的电池性能。质子交换膜的厚度决
定其质子电导率大小,我国生产的产品与国外先进水平仍有差距。

2.3.2 行业格局:国产化进程加速,国企规模化生产可期

膜电极国产化进程加速。国内企业膜电极的供应商分为两类:一类是以丰田和巴拉德为代表的、自给
自足的燃料电池企业;另一类是专业膜电极供应商,国外龙头企业为有3M、JohnsonMatthey、Gored
等,国内以武汉新能源和鸿基创能为代表,其他企业如昆山桑莱特、南京东焱氢能、苏州擎动等企业也参与了
膜电极的研发。

武汉理工新能源已实现规模化量产,年产量达到 12
万片,建成的自动化膜电极生产线产能达到 2 万

平米/年。其在全球有超过 100 名客户,产品大部分出口到美国的 Plug Power
公司,产品质量已得到国内外 广泛认可。

鸿基创能同样在膜电极领域处于领先地位。公司签订的国际新型膜电极产业化合作项目于
2019 年 3 月全面竣工。该项目产品的功率密度达到
1.2W/cm2,是膜电极国产化进程的重大突破,有效填补了中国高
能量密度膜电极制造的空白。预计该项目产能达到 10
万平米/年,初始年产值可达 6-10 亿元,2020 年有望 实现大规模产业化。

苏州擎动动力科技于2019 年2
月宣布其自主研发的国内首套“卷对卷直接涂布法”膜电极生产线正式
投产,该生产线可年产膜电极100 万片,预计产值达3 亿以上。

2.4 配套:加氢站建设滞后于国际水平,看好未来发展

加氢站是支撑燃料电池汽车产业发展必不可少的基石。燃料电池汽车的发展和商业化离不开加氢站基
础设施的建设。若没有完善的加氢站基础设施布局,则很难支撑起燃料电池车应用规模的扩大,因此加氢
站的建设是产业发展的关键因素。

2.4.1 我国数量未足,建设提速

加氢站正逐步实现全球布局。根据 H2stations.org
发布的第十一次全球加氢站年度评估报告,2018 年 全球加氢站新增 48
座。截止到 2018 年底,全球加氢站数目达到 369 座。分地区来看:欧洲152
座,亚洲 136 座,北美 78 座。在全部 369 座加氢站中,有 273
座对外开放,可以像任何传统的零售站一样使用;其
余的站点则为封闭用户群提供服务,比如公共汽车或车队用户。

分国家来看:日本、德国和美国位居前三位,中国排名第四。各国在短期内将要部署更多的加氢站计
划,新加氢站数目也在平稳增长。全球新增加氢站计划较大的有德国、荷兰、法国、加拿大、韩国、中国。

国内加氢站数量少,建设布局待完善。由于认识、安全、审批等多方面原因,与西方国家相比,中国

的加氢站布局和建设仍处于缓慢起步阶段。截至 2019 年 3
月,我国已投产的加氢站为 23 座,从地域分布
来看,主要集中在广东、江苏、上海、湖北、河北等地,并未实现全国范围的覆盖。未来加氢站的建设数
量及地域分布还有待完善。

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近年来加氢站建设提速。2016 年初,国内仅有北京永丰、上海安亭和郑州宇通 3
座正在运营的加氢站。近 2 年政府大力推进加氢站项目建设,分别于 2017 年和
2018 年新增 5 家和 10 家。截至 2018 年 12 月,中国共有 25
座建成的加氢站,另有多座在建,但多数仅供示范车辆加注使用,暂
未实现全商业化运营。此外,全国各地很多城市的加氢站也都在建设/规划中,明年预计将达到100
座左右。 加氢站建设提速将给氢燃料电池产业发展带来保障。

政策红利驱动各省市加快建设规划。2016
年工信部组织制定的《节能与新能源汽车技术路线图》中指出,到2030
年中国加氢站数量将超过 1000
座。在政策红利驱动下,各地方政府加快了氢能产业布局,并
在加氢站建设方面做出了明确的数量规划。

建设成本阻碍发展,油氢合建站有望降成本。国内加氢气站稀缺的主要原因有二:一是建设加氢站所需的关键部件大多依靠进口,二是由于建设用地、行政审批等原因,其建设成本较高。2016
年南海首次与中石化、中石油合作,在现有加油站基础上合建加氢加油站。从成本上看,新建一个加氢站需要成本至少1000
万元以上,而在加油站基础上增设一个加氢装置只要 500
万元。油氢合建站的创新模式,不仅大大节
约了加氢站的土地建设成本,在人力成本与周边配套设施上也有很强的协同性,为加氢站发展扫除阻碍。

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2.4.2 行业格局:老势力稳步发展,新势力异军突起

舜华新能源从 2004
年起就开展氢能技术研发及推广,也是最早开始布局加氢站建设及加氢设备的企
业。其参与的加氢站接近20 座,其中 17 座固定加氢站,深度参与的有 14
座。公司通过建立合资公司的
形式,在氢能源产业链的上下游积极进行布局,加快产品、技术、服务和品牌的渗透,为车载供氢系统和
加氢站业务的发展打造坚实基础。

富瑞氢能是一家专注于氢能基础设施的装备制造公司。2016
年由富瑞特装与程寒松教授合资成立,旨
在推进有机液态储氢技术的商业化,但由于当时市场和技术都不成熟,产业化不顺利,于2017
年 3 月正 式从合资公司退出。虽然当前全球已有 16
座液态加氢站,但国内仍以高压储氢加氢站建设为主流,富瑞
氢能填补了我国在液态储氢加氢站领域的空白。2018年 6
月,由富瑞氢能发起,联合同创伟业基金、海天
气体成立合资公司江苏氢源天创,致力于大型民用商业化氢液化工厂的投资建设和运营,以及液氢的物流
运输和液氢加氢站的建设运营。目前富瑞氢能
8.5吨/天氢液化工厂项目仍在陕西建设中,一旦落地成功,
有望成为国内液氢领域第一个大型商业化示范项目。

氢枫能源成立于 2016 年 5
月,虽成立时间较短,但其核心团队均出自国内外知名气体公司,实力不
容小觑。公司的发展战略是用薄利抢占市场,目前已在上海、如皋、张家港、十堰、中山、佛山、聊城、
武汉等城市布局加氢站,截至 2018 年底,已经完成 6 座自建站、4
座承建站的建设,目前仍有若干在建项
目进行中。公司同时布局上游产氢供氢、储氢行业与下游加氢站运营管理平台,成功实现整个加氢站产业
链闭环。

供应链配套关系:海外优势显着,国内亟待突破

3. 投资策略:看好具备地域优势及掌握核心技术的 企业

3.1 区域集群+地方政府政策扶持助力发展

3.1.1 当前行业呈现区域集群特点,区域协同性发展优势明显

目前,我国燃料电池行业呈现出较强的区域性特点,在具备能源、技术、市场等优势的区域内,由地
方政府和产业链各环节企业共同推动,优先集中发展起来,从氢能制储配套、上游零部件研发生产,到下
游整车应用,形成了一系列燃料电池产业集群,包括京津冀、华东、华中、华南、西南、东北、西北等地
区。其中,发展势头最为强劲的四大集群区域分别为京津冀集群、华东集群、华中集群和华南集群。

四大产业集群的形成与其能源储备和氢能生产能力、技术人才资源、落地应用场景等各方面优势息息
相关
。例如,河北、湖北、山东面临新旧经济动能转换;山西有丰富的煤炭资源,便于“煤制氢”,同时面
临资源型地区经济转型;长三角、珠三角一直是高新企业聚集地;华北、华东和中南地区则是货运集聚地,
燃料电池商用车落地的可行性较强。在此基础上,几大集群内部的燃料电池企业、科研机构、加氢设备及
地方政府形成较为稳定的合作关系,成为短期内我国燃料电池行业发展的主要模式。位于产业链区域集群
的企业,无论在技术领域还是市场推广都具备相当大的优势。

3.1.2 地方政府政策助力,推动企业发展

地方政府纷纷出台燃料电池行业发展具体规划,明确燃料电池市场推广的阶段性目标,政策力度大,
对未来预期乐观。截至 2019 年 5
月份,上海、苏州、宁波、武汉、佛山以及山东、山西等主要省市发布关于燃料电池汽车保有量、行业产能规划等一系列量化发展目标,行业市场空间拓展路径进一步明晰。其中,
在燃料电池车保有量方面,7
大主要省市的地方规划累计规模已超出国家总体规划。地方政府的扶持政策
进一步保证该区域内燃料电池企业的发展前景。

3.2 短期内,绑定下游优质客户的企业成长机会大

从我国燃料电池行业现状看,一方面,通过规模化量产以降低工艺成本是行业进一步发展的关键;另
一方面,不同于海外的市场化模式,国内燃料电池商用车刚起步,受政策和政府补贴影响更大,燃料电池
供应商企业与政府和新能源整车厂商的关系资源显得更为重要。

借鉴我国动力锂电池的发展历程,我国动力电池车的产业化极大地推动了锂电池企业的技术进步和销
量提升,与下游车企的配套是锂电池企业获得市场认可并放量崛起的重要因素。2013年以前,全球动力电
池市场被日韩巨头垄断,宁德时代正是凭借为宝马供货、与宇通签署排他性战略协议而获得市场认可,随
后成为北汽最大的电芯供应商,并与上汽、长安、东风等自主车企绑定资本合作关系,由此拉动电池产销
量在 2013-2015 年的快速增长并走上龙头地位。

3.3 长期应关注产业链中掌握核心技术的企业

3.3.1 当前产业链布局模式:全产业链布局 VS 深耕细分领域

从产业链布局看,我国燃料电池企业主要采取两类模式,一是全产业链布局,往产业链上下游拓展,
实现规模扩张和联动效应;二是深耕细分领域,持续提升产品性能构建优势。

目前我国燃料电池龙头企业多采取全产业链布局模式,究其原因有二,一是我国燃料电池产业仍处起
步阶段,产业链配套不完整,加之燃料电池产业上下游依赖性极强,上游材料直接决定中游系统的核心性
能,下游及加氢配套设施扼制中上游的量产进程,故企业通过纵向拓展来完善产业链以带动自身主业发展;
二是全产业链布局下企业有望迅速扩大规模,并降低交易成本,实现更大利润空间。当前,美锦能源、雄
韬股份、潍柴动力等企业的全产业链布局较为突出。

深耕细分领域的布局模式则见于少数专注生产上游材料的企业:其中一类为研发能力强,持续投入以
求突破细分领域瓶颈而形成竞争力的企业,如十余年专注研发膜电极的武汉理工新能源;另一类企业在其
他主营业务上积累了优势,将其应用到燃料电池产业中与之协同的某一细分环节,如专注做质子交换膜的
东岳集团,它主营聚四氟乙烯高分子材料和环保制冷剂,是亚洲规模最大的氟硅材料生产基地、中国氟硅
行业的龙头企业,借助业务协同优势进入质子交换膜领域,并自 2013
年为奔驰、福特联合开发供应。由
于细分领域空间相对较小,过硬的技术和产品性能才是此类企业的核心竞争力。

3.3.2 长期看,掌握核心技术的企业占据优势地位

参照海外电堆龙头企业巴拉德的国际地位,产业链上掌握核心技术的企业将具备更高的话语权和议价
能力。作为全球少有的掌握膜电极制备和生产技术的企业,巴拉德通过技术转让授权、销售燃料电池模块
和膜电极等,自 2013 年以来从中国至少获得 4.4
亿美元收入,其中技术授权收入占 1.68 亿美元,同一技
术多家授权,且不包括核心膜电极技术。巴拉德正是通过锁定核心部件技术,并加大下一代技术研发,凭
借技术优势构建壁垒,充分掌握市场导入权。

从我国燃料电池行业现状看,短期内我国以市场换技术、以规模换成本,依靠技术引进快速推进产业
化,吸引更多企业进入,后期发展则需靠自主技术进步来推动,通过国产化进一步降本,在全球竞争中掌
握主动权,摆脱受制于人的局面。该路径也可从我国锂电池上游四大组件的自主化发展历程中得到体现:
从全面依赖海外进口,到通过自主攻关,突破日韩龙头的垄断,达到全球产量与质量前列,迫使日韩产品
失势,价格大幅下跌。由此,我们认为在长期内掌握核心技术的燃料电池企业,终将脱颖而出,占据优势
地位。

4. 关注公司:略

……

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(报告来源:广证恒生;分析师:司伟、于栋)

1。 海外龙头供应链:美日韩供应商三分天下,短期内国产分羹难

日韩系车企:供应链相对封闭,集团内部自研自给为主。丰田通过投资持股,构建内部供应体系;本田自主研发为主;现代设立子公司自产膜电极。

欧美系车企:供应链相对开放,互为合作对象。奥迪与现代共享专利,与巴拉德合作研发电堆;奔驰由集团或旗下子公司自主供应,东岳集团是其质子交换膜供应商;通用与本田联合制造燃料电池系统。

海外电堆厂商:掌握核心技术,内外部共同配套。巴拉德掌握上游核心技术,零部件内外部配套兼具;普拉格供应商多元,两家中国企业进入其供应链:武汉理工新能源与安泰环境。

2。 国内商用车供应链:中游系统蓬勃发展,上游部件国产进程加速

下游商用车补贴推广下,中游系统厂商蓬勃发展。《新能源车推荐目录》共有来自21家车企的93款燃料电池车型上榜,提供配套的国内中游厂商达32家。亿华通与国鸿重塑配套车型数领先,分别为20款和14款,占比21.5%和15.1%。

“剥洋葱”模式下,上游关键技术正在争取突破。我国燃料电池行业采用“剥洋葱模式”,沿“系统→发动机→电堆→膜电极→质子交换膜、催化剂”的路径逐步实现技术突破。当前应用于运行车型上的电堆及零部件国产化程度偏低,增强自主研发,提高电堆比功率和寿命,加快规模化,是产业当下关键。

国内企业突围路径:三种技术来源+两类布局模式

三种技术来源:1)纯自主研发:以武汉理工新能源、新源动力、上海神力、江苏清能为代表;2)“技术引进+自主研发”双线并行:以亿华通为代表;3)以技术授权、中外合资、对外采购等方式引进海外技术:以国鸿氢能、为代表。

两类产业链布局模式:1)全产业链布局:纵向拓展,实现供应链控制、规模扩张和联动效应;2)深耕细分领域:持续提升产品性能构建优势。

未来看点:绑定下游优质客户或掌握核心技术的企业有望崛起

短期内:绑定下游优质客户的企业一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能;长期内:掌握核心技术的企业将通过国产化进一步降本,并在全球竞争中掌握主动权。

重点关注标的:国鸿氢能、亿华通、、武汉理工新能源、南科燃料电池

风险提示:行业发展情况不达预期、政策推进存在较大不确定性

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1。 产业链概况:产业化将近,上游是核心

我国燃料电池行业已处于应用示范阶段,扶持政策加码,产业化将近,产业链发展机会巨大。燃料电池产业链可分为三个环节:上游材料,中游集成与下游应用。

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1.1上游:技术含量高,膜电极成为核心突破口

上游材料主要包括膜电极、双极板和密封层。其中,膜电极由催化剂、质子交换膜和气体扩散层三种组分构成。膜电极是燃料电池电化学反应最重要的基本单元,它的结构设计和制备工艺技术是燃料电池的关键技术,决定了电池的工作性能。当前,石墨双极板和密封层已实现国产化,但用于乘用车的金属双极板、催化剂、质子交换膜和气体扩散层仅能少量生产,几乎被国外所垄断,是上游发展的核心突破口。

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1.2中游:系统集成企业起步较快

中游集成的燃料电池系统由两部分构成:电堆和供气系统。其中电堆由上游材料组成,供气系统则包括储氢罐、空压机、加湿器和氢气循环泵,其中空压机技术要求较高,国内产量小。目前在国家大力推进燃料电池新能源车的形势下,我国的中游企业发展起步较快,涌现出多家系统集成厂商。

1.3下游:以商带乘,以混动车带动燃料电池车的产业化思路

我国燃料电池下游以商用车为切入点,采用“以商带乘”的发展路径。目前,我国装车的燃料电池发动机的体积比功率密度仍低于国外先进水平。公共汽车、大客车、物流车等商用车对燃料电池堆体积的敏感性较低,且我国在燃料电池商用车技术开发上积累更多。同时客车及专用车运行线路固定,便于弥补目前加氢设施的不完善。以燃料电池商用车的应用带动氢能基础设施的建设,也将为燃料电池乘用车的普及做好准备,从而更容易扩大市场,实现产业化。

同时,我国采用以混合动力车带动全燃料电池车的产业化思路,以最终实现全功率燃料电池车的商业推广。在政策规划及补贴利好下,我国燃料电池车产销量增长加速,市场空间广阔。

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海外已有多款燃料电池乘用车上市。目前海外已经上市的燃料电池汽车包括丰田Mirai
燃料电池汽车、本田 Clarity 燃料电池汽车、现代 ix 35
燃料电池版。美国通用、戴姆勒、宝马、大众等车企也涉足燃料电池车。

国外主要汽车公司大都已经完成了燃料电池电动汽车的基本性能研发阶段,解决了若干关键技术问题,其整车性能、可靠性、寿命和环境适应性等各方面均已达到了和传统汽车相媲美的水平。随着这些发达国家的燃料电池汽车技术趋于成熟,其研究重点也逐渐集中到提高燃料电池功率密度、延长燃料电池寿命、提升燃料电池系统低温启动性能、降低燃料电池系统成本、大规模建设加氢基础设施、推广商业化的示范等方面。

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2。 供应链配套关系:海外优势显着,国内亟待突破

2.1海外龙头供应链:美日韩供应商三分天下,短期内国产分羹难

2.1.1海外乘用车企:垂直闭环或强强合作,提高供应链控制力

2.1.1.1日韩系:供应链相对封闭,以集团内部自研自给为主

丰田:投资持股,构建集团内供应体系

以强大的自给供应链体系和精益化生产而闻名全球的日本老牌车企丰田,在其燃料电池车的供应链布局上延续一贯作风,即通过投资持股,将核心零部件交由集团持股子公司开发,构建牢牢把控的内部供应网络。

目前,丰田燃料电池车Mirai绝大部分零部件供应商来自日本本土,超过75%的核心零部件由丰田集团旗下公司供应,包括丰田纺织、丰田工业公司、电装、爱信精机、捷太格特、爱三工业、科特拉等;其余供应商也大多出自丰田汽车背靠的三井财团旗下,如东丽、三井化工。外国供应商仅有美国的杜邦和戈尔,分别为其供应GORE-SELECT
PEM和Nafion系列质子交换膜。

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丰田集团旗下的零部件供应商历史悠久,具备相关的技术基础积累,为Mirai开发的产品性能优势突出。

空压机和氢气循环泵方面,丰田工业公司的产品优势主要体现在:1)其为Mirai开发的六叶螺旋罗茨式空压机通过在高低负荷间调节气体压力,实现效率提升,与丰田2008年FCHV-adv款燃料电池汽车相比,效率提高14%-20%;2)其开发的氢气循环泵提高了燃料利用率并优化了水管理,使得Mirai取消了加湿器,这在全球尚属首次。

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气体扩散层方面,三井财团旗下的东丽株式会社凭借产品的高耐久性、高气体传质性取胜。它为Mirai燃料电池系统开发气体扩散层,主要产品包括PAN
系碳素纤维、PAN 系碳素纤维织物和TGP-H
系列。当前,日本东丽与另外两家国际生产商德国
SGL、加拿大巴拉德共同垄断了燃料电池气体扩散层的世界市场。

催化剂方面,科特拉株式会社采用均一涂抹技术,能提高铂均一涂抹氧气的反应效率,从而与常规催化剂相比,电压提高近40%。

而丰田的四家质子交换膜外部供应商:美国杜邦、戈尔、日本旭化成和日本旭硝子均为国际领先的主流厂商,其代表产品Nafion系列、ePTFE膜、Aciplex膜和Flemion膜都最早于20世纪60-80年代便开始投产。其中,杜邦凭借其质子电导率高、化学稳定好的优势,市场份额一度接近95%;而戈尔膜被全球领先的燃料电池车企应用于量产车型,丰田MIRAI、本田CLARIFY、现代NEXO、上汽FCV系列等均包括在列。

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在上中游的产能建设上,丰田为实现其在2020年燃料电池车年产3万辆、比2017年的3000辆产能翻十倍的目标,已于2018年在其总部附近的本社工厂和下山工厂建设新产线,分别生产燃料电池电堆和储氢罐,预计2020年前后上线。即便丰田燃料电池车销量长期内更进一步释放,不排除纳入部分非本土供应商的可能,但预计短期内丰田燃料电池车仍将维持一体化的封闭供应体系,以集团内部供应商为主要支撑。

本田:自主研发为主,与部分供应商合作

同为日本车企,本田燃料电池车也以自主研发供应为主,辅以与部分供应商合作开发燃料电池系统。

本田的燃料电池系统经历了“进口巴拉德→巴拉德+自主研发两款版本并行推出→纯自主研发”的历程。它从1996年开始研究和开发燃料电池车,并设立燃料电池动力开发部门。1999年,本田的首款FCX-V1型号燃料电池车使用来自巴拉德的固体聚合物燃料电池。2000年,
FCX-V3车型推出了两个版本,其中一个版本使用巴拉德的燃料电池,另一版则采用自主研发的燃料电池。之后推出的车型中,燃料电池皆为自主研发。2017年,本田Clarity
Fuel
Cell研发团队通过减少30%的电池单体数量并增加1.5倍的单体输出功率,实现了将整个燃料电池动力系统封装进发动机舱的首创。

另外,本田有少部分零部件来自外部供应商。其Clarity车型的铂电极催化剂由日本田中贵金属提供,据高工巡回调研统计显示,田中贵金属在燃料电池催化剂市场上拥有全球六成的最大份额,优势源于其30余年长期培育的贵金属催化剂技术及电化学技术,以及产品出色的性能表现和稳定的批量供货。空压机部分产自美国霍尼韦尔,我国企业贝斯特精机、蠡湖股份都是霍尼韦尔核心配套组件的供应商。

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现代:成立子公司,自产膜电极

韩国车企现代集团专门设立子公司,研发自产燃料电池系统的核心零部件。

现代燃料电池车的膜电极由集团旗下子公司现代摩比斯生产。摩比斯是全球首家可在专门工厂生产氢燃料纯电动汽车所需的所有核心配件的公司,目前其工厂的动力总成燃料电池套件模块的年产能为3000台,代表产品为膜电极。而膜电极的组分中部分应用了外部供应商的产品,如美国戈尔的质子交换膜和德国SGL西格里集团的气体扩散层。

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2.1.1.2 欧美系:供应链相对开放,互为合作对象

相比于日韩,欧美的燃料电池车企供应链更加开放。车企之间建立合作,共享厂房或专利,共同开发燃料电池系统以分摊成本,是欧美车企常用的供应模式。

奥迪与韩国现代签署多年专利交叉许可协议,共享燃料电池车相关专利和核心零部件,且共同开发尖端技术,以分担高额研发成本。同时,奥迪的电堆由巴拉德合作研发,合同延期至2022年,预期该合同总价值为6200万-1亿美元。

奔驰燃料电池车的主要由集团内部或旗下子公司供应。另外,奔驰的部分质子交换膜来自我国山东的企业东岳集团。东岳集团是我国率先实现质子交换膜产业化的企业,在2009年和2012年分别开发出DF988和DF2801高性能全氟磺酸全氟羧酸复合离子膜,产品结构上已与主流的商品膜基本相同。

通用汽车具备自主开发燃料电池电堆的能力。它与本田宣布了联合制造氢燃料电池系统的计划,双方分别出资4250万美元于美国设立合资公司以生产燃料电池及其周边机器。

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2.1.2 海外电堆厂商:掌握核心技术,内外部共同配套

国际上,除具备自主开放电堆能力的车企之外,供应车用燃料电池电堆的龙头企业主要为加拿大的巴拉德、水吉能和普拉格。

巴拉德:掌握上游核心技术,零部件内外部配套兼具

巴拉德的主营产品包括燃料电池系统、电堆及技术解决方案。它为重型车辆制造商供应30kW至200kW
FCveloCity动力模块,供应FCgen和
FCvelocity燃料电池堆,并提供FCgen-H2PM氢燃料备用电源产品解决方案。

作为全球少有的具备膜电极生产能力的燃料电池生产商,巴拉德的核心优势在于掌握了膜电极及其组分质子交换膜、气体扩散层等上游材料的制备技术。巴拉德的质子交换膜由其子公司巴拉德先进材料公司供应,该子公司已为巴拉德研发并提供了BAM一代至三代的质子交换膜,性能不逊色于美国杜邦。气体扩散层也由巴拉德自主供应,其中使用的石墨矿来自加拿大供应商信雅达公司,该公司的矿床产出天然石墨,品质远优于合成石墨。

巴拉德的催化剂和双极板由外部供应商配套。催化剂来自日本的田中贵金属、日清纺株式会社和南非的英美铂金有限公司。英美铂业是全球最大的铂金供应商,2013年,巴拉德引入英美铂业400万美元、2.0%股权的战略投资,在铂催化剂上与其展开合作。2015年,巴拉德引入日清纺株式会社500万美元、1.5%股权的战略投资,与其合作研发应用于PEMFC的非贵金属催化剂,并于2017年推出全球首款使用非贵金属催化的30W商业化电堆FCgen-1040,相比同级别产品铂用量减少80%。此前,日清纺还已为巴拉德供应压缩成型双极板超过
10 年。双极板所需的石墨矿同时也由信雅达公司供应。

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普拉格:供应商多元,纳入两家中国企业

普拉格自主供应质子交换膜,并通过收购美国膜电极组件和催化剂关键技术的首要开发商AFC,获得自主供应催化剂及金属双极板的能力。2014年以前,巴拉德通过排他性协议成为普拉格叉车的独家电堆供应商,协议到期后巴拉德凭借良好的产品质量,依然是供货核心。

两家中国企业安泰环境、武汉理工新能源分别为龙头普拉格供应多孔钛气体扩散层和膜电极。安泰环境是安泰科技子公司,承担科技部新能源汽车重大专项子课题“大功率燃料电池电堆技术研究与开发”,主攻研发气体扩散层、金属双极板和膜电极,钛双极板2018年已实现量产。

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综合海外车企和电堆龙头的供应链配套关系,我们发现美、日、韩的中上游供应商凭借绝对优势,占领了大部分的龙头供应链席位,原因主要在于:1)开发早,形成技术壁垒,性能更优更稳定;2)内部配套,更可控,更能满足性能需求;3)已产业化,市场份额高,带来充分的市场验证和客户认可度。

相比之下,我国大部分企业短期内出口难。可喜的是已有极少数的上游国内企业在上游细分环节实现初步产业化,并开始进军海外供应链。

2.2 国内商用车供应链:中游系统蓬勃发展,上游部件国产进程加速

2.2.1 下游商用车补贴推广下,中游系统厂商蓬勃发展

从下游车企与中游燃料电池系统生产商的配套关系看,我国燃料电池下游应用主要集中在客车、物流车等商用车领域,在国家政策利好下,伴随着下游整车的示范运行和产销增长,与之配套的国内中游燃料电池系统厂商呈现蓬勃发展之势。在具备补贴资格的2018年第5批至2019年第4批工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,共有来自21家整车车企的93款燃料电池车型上榜,提供配套燃料电池系统的国内中游厂商达到32家。

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从应用车型数量看,配套下游车型数量遥遥领先的系统供应商为北京亿华通,以及广东国鸿氢能与上海重塑合资共建的子公司国鸿重塑,配套车型数分别达20款和14款,占比21.5%和15.1%。亿华通共为目录中8家车企提供系统,配套客户前三甲为北汽福田;国鸿重塑则为6家车企供应系统,配套客户前三甲为飞驰汽车。

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2.2.2 “剥洋葱”模式下,上游关键技术突围进行时

从中游系统生产商往上追溯,我们发现目前应用于运行车型上的燃料电池系统,其电堆及核心零部件大部分仍依赖海外进口或海外技术授权生产,国产化程度较低。而国内取得技术突破的产品多仍停留于小范围检测示范阶段。以亿华通和国鸿重塑为例,2018年,亿华通投入整车应用的电堆主要来自巴拉德和水吉能,采购金额占比达13.50%和13.11%。2019年4月,亿华通还与丰田达成合作,将采用丰田供应的FC电堆等零部件,系统化集成后搭载至福田燃料电池客车上。而国鸿重塑供应的系统中采用的电堆和膜电极均来自巴拉德。

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纵观我国燃料电池行业的发展历程,在技术路线上,我国采用“剥洋葱模式”,自下而上,沿着“系统→发动机→电堆→膜电极→质子交换膜、催化剂”的路径,从四个层次逐步推进:1)第一层次:研发燃料电池的混合动力系统,发动机外协;2)第二层次:研发燃料电池发动机,燃料电池电堆外协;3)第三层次:研发燃料电池电堆,燃料电池膜电极外协;4)第四层次:研发燃料电池膜电极和质子交换膜、催化剂等核心材料。当前,从上述燃料电池产业链上企业分布与供应的情况可知,我国正处于第三层次向第四层次推进的阶段,进一步增强电堆、膜电极和核心材料的自主研发生产能力,提高电堆的比功率和寿命,并加快推进国产零部件的规模化应用,是我国燃料电池产业亟待突破的关键。

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3。国内企业突围路径:三种技术来源+两类布局模式

3.1技术来源:自主研发VS技术引进

我国生产燃料电池电堆及上游材料的企业正在逐渐起步,目前这类企业的技术来源主要有三种:1)纯自主研发,以武汉理工新能源、新源动力、上海神力等企业为代表;2)“技术引进+自主研发”双线并行,以亿华通为代表;3)通过技术授权、中外合资、对外采购等方式引进海外技术,以国鸿氢能、潍柴动力、大洋电机等企业为代表。

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3.1.1 纯自主研发:形成核心技术竞争力

我国走自主研发道路的企业以武汉理工新能源、新源动力、上海神力、江苏清能为代表,这类企业的一般特点有:1)进入燃料电池行业早,有较长期和成熟的技术基础积累;2)与高校或研究机构形成“产学研”合作关系,有优秀的技术人才加持,站在高校科研团队技术研发成果的肩膀上,进行开发和生产;3)大多承担国家重点科研课题,研发过程中享受政府科研经费支持。目前,我国企业的自主研发进展加速,与国外差距正收窄。

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以武汉理工新能源为例,它由武汉理工大学于2006年5月投资成立,专注于燃料电池膜电极的研发与生产。

公司技术及知识产权来自于武汉理工大学,研发部门分为两部分:一是湖北省燃料电池重点实验室,拥有17名研究人员,其中9位为教授或副教授,;二是公司研发人员,公司拥有120多名员工,其中研发人员有30名,主要针对于膜电极产品做研发与生产。

自2007年开始的持续自主研发为公司带来核心技术优势。公司开发的产品基于二代膜电极制作技术:CCM技术,并正在研发第三代。其优势体现在:1)高功率密度:最高达到1.4W/cm2;2)低成本:铂载量可低至0.3mg/cm2;3)长寿命、低衰减:用于备用电源最长达1.8万小时;4)产品可根据客户需求定制各项参数。由此,武汉理工新能源成为我国少有的打开国际市场的企业,客户分布在美、德、韩、俄等地,包括普拉格的全资子公司、燃料电池系统开发商美国ReliOn公司。

由此可见,以纯自主研发为技术来源的优势在于,在长期内凭借自主产权形成核心竞争力,国产化降成本的同时,也能提高产品在国际市场上的话语权和议价权;劣势则在于前期投入大,研发风险高,且从实验室成果转化到产业化应用的耗时长。

3.1.2 “技术引进+自主研发”双线并行:从消化吸收到二次创新

我国中上游企业发展核心技术的另一种方式是,先引进国外先进技术并投入生产线,以性能稳定良好的产品优先打开市场;同时利用自身研发团队,开发自主产权以逐步摆脱依赖。此类企业的特点为:1)在国内市场已占据一定优势地位,易与国外龙头达成技术合作;2)本身具备较强的研发团队和资源。亿华通是此类企业的代表。

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亿华通成立于2004年,以优质的政府和高校研究资源为依托,在科技部、北京市政府及清华大学支持下成立,是清华大学节能与新能源汽车工程中心的产业化实体,也是北京清华工业开发研究院长期孵化支持的企业。

技术来源上,亿华通一方面与海外电堆公司巴拉德、水吉能合作,引进、吸收国外先进技术成果;与全球燃料电池汽车的集大成者丰田汽车合作,在现有石墨板技术路线基础上,形成“石墨板+金属板”双技术路线布局;另一方面与清华大学、武汉理工大学等国内一流院校合作开展技术研究。

技术成果上,引进海外技术使亿华通开发出耐久性达 8000-10000
小时的HD-Tram-150kw
系统,已应用于有轨电车领域;自主研发使亿华通在燃料电池车用动力系统层面自主开发了空压机、DC/DC直流变换器、
控制系统等关键零部件,并在电堆层面与子公司上海神力合作,开发出采用自主电堆的国产第四代60kW燃料电池发动机,额定功率60kW,峰值功率80kW,与采用进口电堆的同类产品相比,具有效率高、氢气利用率高等优点,整机功率密度达到我国商用车燃料电池系统2020年的技术目标。

3.1.3 引进海外技术:短期内快速形成产品优势

从海外引进电堆及核心材料技术,是当前我国燃料电池企业的常见技术来源,主要通过获取技术授权、建立中外合资公司、对外采购、股权投资等方式,代表企业有国鸿氢能、潍柴动力、大洋电机、爱德曼氢能等。这类企业的主要特点为:1)入局燃料电池行业相对较晚,有快速形成产能推出产品或扩展产业链环节的需求;2)具备较强的资金实力。

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以国鸿氢能为例,国鸿从2016年引进巴拉德的技术,支付0.2亿美元获得技术转让专有权,出资90%成立合资公司国鸿巴拉德,与巴拉德签订0.15亿美元的交易合同以部署300辆燃料电池客车,并在未来5年内向巴拉德采购最低价值为1.5亿美元的膜电极。

引入技术后,国鸿氢能的电堆主要由国鸿巴拉德公司负责生产。国鸿在云浮建立了2万台年产能的全球最大电堆生产线,产品的寿命达1万5千小时以上,基本满足商业车使用要求,且实现批量化生产,2018年出货量大约3000多台,装车超过2000辆,国内市场占有率为70%~80%,快速成长为国内电堆的龙头企业。

由此可见,以引进海外技术作为技术来源,好处在于短期内形成产能快,容易形成产品性能优势,且稳定性有保障,研发风险低;劣势则在于技术授权或采购成本高,长期来看缺乏自主性,易受供应商牵制。

3.2产业链布局模式:全产业链布局VS深耕细分领域

从产业链布局看,我国燃料电池企业主要采取两类模式,一是全产业链布局,往产业链上下游拓展,实现规模扩张和联动效应;二是深耕细分领域,持续提升产品性能构建优势。

目前我国燃料电池龙头企业多采取全产业链布局模式,究其原因有二,一是我国燃料电池产业仍处起步阶段,产业链配套不完整,加之燃料电池产业上下游依赖性极强,上游材料直接决定中游系统的核心性能,下游及加氢配套设施扼制中上游的量产进程,故企业通过纵向拓展来完善产业链以带动自身主业发展;二是全产业链布局下企业有望迅速扩大规模,并降低交易成本,实现更大利润空间。当前,美锦能源、雄韬股份、潍柴动力等企业的全产业链布局较为突出。

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深耕细分领域的布局模式则见于少数专注生产上游材料的企业:其中一类为研发能力强,持续投入以求突破细分领域瓶颈而形成竞争力的企业,如十余年专注研发膜电极的武汉理工新能源;另一类企业在其他主营业务上积累了优势,将其应用到燃料电池产业中与之协同的某一细分环节,如专注做质子交换膜的东岳集团,它主营聚四氟乙烯高分子材料和环保制冷剂,是亚洲规模最大的氟硅材料生产基地、中国氟硅行业的龙头企业,借助业务协同优势进入质子交换膜领域,并
2013年为奔驰、福特联合开发供应。
由于细分领域空间相对较小,过硬的技术和产品性能才是此类企业的核心竞争力。

4。未来看点:绑定下游优质客户或掌握核心技术的企业有望崛起

4.1 短期内,绑定下游优质客户的企业成长机会大

从我国燃料电池行业现状看,一方面,通过规模化量产以降低工艺成本是行业进一步发展的关键;另一方面,不同于海外的市场化模式,国内燃料电池商用车刚起步,受政策和政府补贴影响更大,燃料电池供应商企业与政府和新能源整车厂商的关系资源显得更为重要。

借鉴我国动力锂电池的发展历程,我国动力电池车的产业化极大地推动了锂电池企业的技术进步和销量提升,与下游车企的配套是锂电池企业获得市场认可并放量崛起的重要因素。2013年以前,全球动力电池市场被日韩巨头垄断,宁德时代正是凭借为宝马供货、与宇通签署排他性战略协议而获得市场认可,随后成为北汽最大的电芯供应商,并与上汽、长安、东风等自主车企绑定资本合作关系,由此拉动电池产销量在2013-2015年的快速增长并走上龙头地位。

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故我们判断,短期内绑定下游优质客户的燃料电池企业将一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能,成长机会大。

4.2长期看,掌握核心技术的企业占据优势地位

参照海外电堆龙头企业巴拉德的国际地位,产业链上掌握核心技术的企业将具备更高的话语权和议价能力。作为全球少有的掌握膜电极制备和生产技术的企业,巴拉德通过技术转让授权、销售燃料电池模块和膜电极等,自2013年以来从中国至少获得4.4亿美元收入,其中技术授权收入占1.68亿美元,同一技术多家授权,且不包括核心膜电极技术。巴拉德正是通过锁定核心部件技术,并加大下一代技术研发,凭借技术优势构建壁垒,充分掌握市场导入权。

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从我国燃料电池行业现状看,短期内我国以市场换技术、以规模换成本,依靠技术引进快速推进产业化,吸引更多企业进入,后期发展则需靠自主技术进步来推动,通过国产化进一步降本,在全球竞争中掌握主动权,摆脱受制于人的局面。该路径也可从我国锂电池上游四大组件的自主化发展历程中得到体现:从全面依赖海外进口,到通过自主攻关,突破日韩龙头的垄断,达到全球产量与质量前列,迫使日韩产品失势,价格大幅下跌。由此,我们认为在长期内掌握核心技术的燃料电池企业,终将脱颖而出,占据优势地位。

5。 重点关注标的简介

国鸿氢能:国内电堆龙头公司,技术成熟,市占率和产能领先

广东国鸿氢能科技有限公司成立于2015年,是政府的大力支持下以氢燃料电池为核心产品的高科技企业。公司已建成年产2万台电堆的目前全球产能最大的电堆生产线,正致力于通过规模化生产,使氢燃料电池能广泛应用于车、船、无人机、轨道交通、分布式发电、备用电源等领域,为我国庞大的水、风、光等可再生能源闲置产能和海量工业副产氢提供安全高效的应用方案。

作为中国氢能产业发展的领军企业,公司与加拿大Ballard公司和上海重塑分别成立合资公司,生产业界领先的电堆和系统模块,并与清华、上海交大、西南交大北京理工、华南理工、上海大学、南方科大、中科院大连化物所等科研院校通过联合实验室等形式结成紧密合作关系,全力推动氢燃料电池及上下游各环节的市场化应用,当前公司在国内市场市占率高达70%-80%,已成为国内最优秀的氢能制储运加用整体解决方案集成服务企业之一。

:研发基础深厚,配套下游多家整车企业

亿华通是我国氢燃料电池新能源汽车行业领先的核心技术供应商,是从事新能源汽车领域技术研发及应用的国家级高新技术企业。公司依托“学院派”的燃料电池技术研究团队,深耕氢燃料电池领域多年,产品覆盖氢燃料电池发动机及与之配套的DC/DC、整车控制器、氢系统等。

亿华通先后承担了国家“863计划”中众多燃料电池重大专项课题、联合国开发计划署“中国燃料电池公共汽车商业化示范”等,并先后参与了北京奥运会、上海世博会、新加坡首届青奥会等多个世界级重大活动的燃料电池客车示范运营项目,是中国氢燃料电池发动机先行者和领导者。主要客户为国内各大整车生产企业,包括郑州宇通、北汽福田、上海申龙、中植新能源等国内主流整车厂,为客户提供燃料电池动力系统完整的解决方案。

2016年,亿华通新三板正式挂牌,成为“中国氢能第一股”。亿华通发展迅速,近年来发展获得多项融资,2019年4月成功完成3亿元人民币的新股融资,发展前景广阔。

:自主研发核心材料,国产化能力突出

江苏清能成立于2011年,2018年在新三板挂牌,公司致力于燃料电池核心材料、电堆及燃料电池系统的研发、生产与销售,主要应用领域为新能源汽车、分布式电源和不间断电源等。

公司自主研发了催化剂、膜电极、石墨极板、金属极板等核心材料,开发了独特的空气流、自增湿和阳极管理技术,为燃料电池电堆及系统性能提高打下了基础。2018年公司推出了
35kW-60kW
燃料电池电堆产品,以及30kW-50kW车用燃料电池发动机系统产品,并已应用于多个车厂的多款公告车型,全面覆盖了物流车、公路客车、公交车等多种商用车型。2018年公司实现营业收入2970.86万元,同比增长
28.79%,主要得益于公司车用燃料电池系统及电站系统销售的增长。

2019年,公司为国内某燃料电池物流车配套的将于近期分期交付的100台40kW燃料电池系中,包括七合一膜电极组件、双极板在内的主要电堆核心部件均由江苏清能自主研发;空压机、氢循环泵等系统主要部件均实现了国产化。

:全产业链布局燃料电池行业

雄韬股份集电池研发、生产、销售、服务于一体,主要产品包括阀控铅酸电池和锂离子电池,2014年于深交所中小板A股上市。

雄韬股份将燃料电池作为战略转型的重要选择,成立雄韬氢雄统筹燃料电池业务板块;目前,雄韬氢雄已经完成了在以燃料电池发动机为核心的整个产业链上关键环节的卡位布局,致力于成为全球燃料电池解决方案引领者。公司目前已建成标准实验与检测中心1座,直接投资产业链企业5家,合作产业内研究机构3家,参与多项氢燃料电池整车的研制与公告。同时,雄韬股份已经在低载铂量催化剂、膜电极、铝制氢等各个领域自行投入研发,并取得阶段性成果。

武汉理工新能源:深耕攻关核心技术,膜电极进入国际龙头普拉格供应链

武汉理工新能源有限公司成立于2006年,由武汉理工大学产业集团有限公司、武汉理工大科技园股份有限公司、湖北省高新技术发展促进中心和武汉市科技创新投资有限公司共同投资成立。

公司以质子交换膜燃料电池关键材料和核心组件为基点,致力于燃料电池和燃料电池电动汽车的产业化进程,并拥有多项专利技术。公司研发中心以湖北省燃料电池重点实验室及材料复合新技术国家重点实验室为依托。公司现有人数三十多人,公司目前主要产品为质子交换膜燃料电池CCM/MEA及燃料电池模块的开发与应用,武汉理工新能源有限公司的目标是成为中国最大的专业燃料电池膜电极供应商。公司供应的膜电极销往美、德、韩、俄等10个国家和地区,已进入普拉格供应链。

南科燃料电池:国际化研发团队,掌握关键技术和自主产权

深圳市南科燃料电池公司是依托南方科技大学以及香港正道集团建立的一个中外合资科研科技产业化公司,主要业务为燃料电池的研究以及开发与制造。

公司拥有一支在质子膜燃料电池领域经验丰富、专业专长优势互补的国际化专家团队,综合研究实力达到国际先进水平,成员包括ISO/WG14
组员,曾参与质子交换膜燃料电池的氢气和空气标准制定,对燃料电池核心技术具有独特见解和丰富经验。曾主导并参与多项国内外燃料电池研发公关项目,拥有质子交换膜燃料电池关键材料和部件、单电池综合仿真、双极板流场模拟、电堆设计及测试,以及100KW以下电堆的生产制造的关键技术和自主知识产权,发明了一系列有关燃料电池的测试诊断工具,深入研究了燃料电池性能衰减的机理和提高耐久性的方法,在未来更新一代的质子膜燃料电池方面积累了丰富的经验。

6。风险提示

行业发展情况不达预期、政策推进存在较大不确定性

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