电力设备与新能源行业深度报告:政策力推技术并进,燃料电池蓄势待发_36页_3mb
报告摘要
氢燃料电池行业深度报告总结
核心内容
本报告分析了氢燃料电池汽车在电力设备与新能源行业的前景,指出其在续航、载重、能源快速补给等方面相较于锂电池汽车具有显著优势。氢燃料电池汽车的发展受到政策支持和技术进步的双重推动,预计未来将实现规模化应用,推动行业增长。
主要观点
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氢燃料电池汽车的优势
- 续航里程:氢燃料电池汽车续航里程超过500公里,远高于锂电池汽车的普遍150-250公里范围。
- 补能时间:氢燃料电池汽车加氢仅需3-5分钟,与燃油车相当,远快于锂电池汽车的1小时以上。
- 安全性:氢气泄露后扩散迅速,难以达到爆炸浓度,安全性较高。
- 低温性能:氢燃料电池可在-30~-40℃范围内启动,且70秒内即可达到100%功率,优于锂电池汽车的低温性能。
- 应用领域:氢燃料电池汽车适用于长途运输、重型载重等场景,与锂电池形成优势互补。
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政策支持与补贴
- 氢燃料电池汽车首次进入政府工作报告,补贴政策持续加码。
- 2019年补贴过渡期内,乘用车、轻型商用车和大中型商用车的补贴上限分别为16、24、40万元/辆,过渡期后地补全面转向加氢等基础设施建设。
- 到2020年,计划实现燃料电池车辆1万辆、加氢站100座,行业总产值3000亿元。
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产业链发展
- 氢气产储运:氢气储运成本是影响售价的主要因素,氯碱副产氢成本低廉,风光等新能源发展可提供低价电力用于电解水制氢。
- 电堆:电堆是燃料电池动力系统的核心,国内企业已实现国产化,且寿命可达到15000小时。
- 膜电极:膜电极成本占比超过燃料电池系统50%,国内企业已实现部分产品出口,且正在研发低铂、无铂催化剂。
- 催化剂:Pt催化剂是目前最优选择,但成本高。国内外在催化剂研发方面存在差距,国内主要依赖大连物化所和贵研铂业。
- 气体扩散层:气体扩散层已实现国产化,且具备出口能力,材料性能与国际接轨。
- 双极板:双极板材料正向金属化发展,国内企业已实现金属双极板的量产。
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基础设施与成本优化
- 加氢站建设成本高,但补贴力度大,占比至少19%。
- 产业初期,加氢站等基础设施增速将快于终端汽车和中游动力系统。
- 未来随着技术进步,氢燃料电池汽车成本将不断下降,最终实现平价化。
关键信息
- 氢燃料电池汽车:氢燃料电池汽车在续航、载重和补能效率方面优于锂电池汽车,适合长途运输和重型载重。
- 政策支持:国家政策持续支持氢燃料电池汽车发展,补贴力度较大,2019年氢燃料电池汽车补贴强度依然较高。
- 产业链国产化:氢燃料电池产业链各环节正在加速国产化进程,尤其在电堆、膜电极和气体扩散层等领域。
- 技术突破:催化剂、气体扩散层、双极板等核心技术正在不断突破,未来有望实现低成本、高效率。
- 基础设施建设:加氢站等基础设施是氢燃料电池汽车推广的关键,补贴政策将加速其建设。
- 成本下降趋势:燃料电池系统成本将随着技术进步和规模化生产而下降,预计2020年每千瓦成本降至40美元,未来目标为30美元。
投资建议
- 短期:关注加氢站等基础设施配套的快速崛起。
- 中期:关注中上游材料环节技术进步带来的超额收益。
- 长期:关注成本不断优化实现经济性,最终实现氢燃料电池汽车的平价化。
- 推荐标的:
- 金灵通:在氢气产储运环节有显著优势,具备成本优化潜力。
- 雄韬股份:全产业链布局,国产化进程加速,具备技术优势。
- 潍柴动力:与国际龙头巴拉德深度合作,有望实现技术弯道超车。
风险提示
- 政策风险:氢燃料电池政策可能不及预期。
- 技术风险:国内技术进步可能不及预期。
- 量产风险:国内企业量产进度可能不及预期。
图表与数据
- 图1:交通领域拉动燃料电池快速增长(MW)
- 图2:2017年燃料电池交通领域应用占比达到66%
- 图3:质子交换膜燃料电池渗透率超过70%
- 图4:不同燃料电池适用领域
- 图5:燃料电池成本下降迅速(美元/kW)
- 图6:氢燃料电池工作原理
- 图7:燃料电池内部加湿和外部加湿系统
- 图8:燃料电池系统组成
- 图9:燃料电池系统成本构成
- 图10:多能互补概念图
- 图11:氢燃料电池汽车动力系统结构图
- 图12:氢燃料电池汽车成本构成
- 图13:我国燃料电池汽车产量(辆)
- 图14:锂电池汽车早期从商用车开始普及
- 图15:电堆组成成分
- 图16:电堆结构图
- 图17:膜电极示意图
- 图18:燃料电池电堆成本构成
- 图19:金属铂价格变化(元/克)
- 图20:催化剂发展方向
- 图21:催化剂2020年技术目标
- 图22:气体扩散层示意图
- 图23:气体扩散层材料
- 图24:丰田车载储氢瓶结构
- 图25:丰田车载储氢瓶参数
- 图26:制氢方法成本比较(元/Nm³)
- 图27:我国主要类型电源装机占比
- 图28:我国主要类型电源发电量占比
- 图29:气氢拖车成本构成
- 图30:气氢拖车单位氢气运输成本(元/吨公里)
- 图31:液氢罐车成本构成
- 图32:液氢罐车单位氢气运输成本(元/吨公里)
- 图33:气氢管道单位氢气运输成本(元/吨公里)
- 图34:三种氢气运输方式对比
- 图35:外供氢加氢站
- 图36:内供氢加氢站
- 图37:截止2017年1月末全球在运营加氢站分布
- 图38:截止2018年末各国建设中加氢站数量统计
- 图39:截止2018年末我国在建及在运营加氢站地域分布
- 图40:加氢站工艺流程
- 图41:200kg日加氢能力加氢站成本分布
- 图42:锂离子电池汽车车桩比的U型发展曲线
表格与数据
- 表1:燃料电池下游应用
- 表2:主要燃料电池类型
- 表3:锂电池和氢燃料电池对比
- 表4:燃料电池产业政策梳理
- 表5:历年燃料电池汽车补贴汇总(万元/辆)
- 表6:国内外燃料电池公交车参数对比
- 表7:巴拉德与国内企业合作
- 表8:国内电堆主流企业
- 表9:燃料电池膜电极制备方法
- 表10:不同厂商全氟磺酸膜基本参数
- 表11:主要质子交换膜类型
- 表12:铂需求量估计
- 表13:扩散材料性能对比
- 表14:台湾碳能科技 GDS090 与 GDL120 碳纸产品规格
- 表15:DOE 双极板性能指标
- 表16:双极板类型与性能对比
- 表17:不同类型空压机性能比较
- 表18:主要类型空压机优缺点对比
- 表19:国内主要空压机生产企业
- 表20:气态储氢、液态储氢和固态储氢的特点比较
- 表21:不同材质储氢瓶性能对比
- 表22:主要公司储氢瓶产品
- 表23:工业制氢方法比较(元/Nm³)
- 表24:氢气需求量估算
- 表25:氢气储运产业结构
- 表26:站内和车载储氢瓶差异对比
- 表27:不同储氢方式经济性比较(美元/GJ)
- 表28:气氢拖车与液氢罐车运输氢气差异对比
- 表29:2018年末国内在建及在运营加氢站情况
- 表30:我国氢能产业基础设施技术发展路线
- 表31:佛山市加氢站建设补贴标准
- 表32:燃料电池产业链国内外公司
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