20160714-华创证券-机械设备行业深度研究：氢能源系列报告之二：氢燃料电池车动力系统成本解析_19页_1mb

燃料电池车动力系统成本解析报告总结

核心内容

本报告聚焦于氢燃料电池车动力系统的成本结构及产业前景，重点分析了燃料电池堆与辅助系统的成本构成、技术瓶颈及国内相关企业的参与情况。

主要观点

1. 燃料电池车进入新风口
   随着全球能源结构转型和环保要求的提升，燃料电池车正迎来产业化加速期。其具备与燃油车相当的续航里程，且充氢时间仅需几分钟，性能优于特斯拉的锂电池电动车。随着技术成熟和政策支持，燃料电池车有望实现高速成长。

2. 燃料电池堆是核心部件，成本占比高达50%
   燃料电池堆是燃料电池车动力系统的核心，其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）是最适合车用的技术。催化剂（铂金）成本占比高达60%，是造成燃料电池堆成本高的主要原因。质子膜技术含量高，也占据较大成本。

3. 储氢和供气系统是重要子系统，目前国外垄断
   储氢系统目前主流为70Mpa碳纤维钢瓶，其技术掌握在日本和美国。供气系统中，涡旋式和螺杆式空压机是主流技术，目前由国外企业主导，国内技术尚不成熟。

4. 成本下降路径依赖技术突破和规模化
   燃料电池车成本高主要由于产量小、系统复杂度高和材料昂贵。技术突破和规模化生产是降低成本的主要途径。根据美国能源部测算，产量扩大十倍可使整车成本下降23%；电堆技术突破可使成本下降23%；两者叠加可使成本下降45%。

关键信息

燃料电池车优势

• 续航里程：与燃油车相当，远高于锂电池电动车。
• 充氢时间：仅需几分钟，优于锂电池电动车的充电时间。
• 性能：效率高，且氢气作为清洁能源，环境友好。

燃料电池系统结构

• 燃料电池堆：包括膜电极组件（MEA）、双极板、密封件等。
• 辅助系统：包括储氢系统、供气系统（空压机）、增湿器、氢气回流泵等。

燃料电池堆成本构成

• 催化剂：铂金占总成本的60%。
• 质子膜：技术含量高，成本占比大。
• 扩散层：影响反应效率和成本。

储氢系统

• 主流技术：70Mpa碳纤维钢瓶。
• 技术瓶颈：核心技术掌握在日本和美国，国内技术仍需突破。
• 储氢罐结构：IV型储氢罐采用复合材料，具有高储氢密度，但成本较高。

供气系统

• 主流技术：涡旋式和螺杆式空压机。
• 技术优势：涡旋式空压机在瑞士技术领先，而螺杆式空压机由美国、日本、加拿大等国家主导。
• 国内现状：仅有广东一家企业在进行燃料电池专用涡旋式空压机的开发，技术尚不成熟。

氢气回流泵与增湿器

• 氢气回流泵：用于提高氢气利用率，目前主要依赖国外产品。
• 增湿器：用于维持质子交换膜的湿润状态，目前尚未有国内企业能独立生产。

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行业前景

• 技术突破：通过简化系统、提高催化剂利用率等手段，有望大幅降低燃料电池堆成本。
• 规模化生产：随着燃料电池车的量产，其成本将显著下降。
• 政策支持：各国政府对氢能源汽车的支持，有助于推动产业发展。

附注

• 分析师：李佳（S0360514110001）
• 联系方式：电话：021-31758488；邮箱：lijia@hcyjs.com
• 机构销售通讯录：包含北京、广深、上海等机构销售部联系方式。
• 投资评级：推荐、中性、回避等评级标准，用于评估行业及个股表现。

图表目录

• 图表1：燃料电池车优势显著
• 图表2：全球燃料电池车增长迅速（台）
• 图表3：乘用车型燃料电池车占比最大
• 图表4：燃料电池动力系统主要部件
• 图表5：燃料电池动力系统的主要结构
• 图表6：燃料电池系统成本组成
• 图表7：燃料电池系统成本下降曲线
• 图表8：第一枚燃料电池的原型
• 图表9：燃料电池结构示意图
• 图表10：燃料电池种类比较
• 图表11：PEMFC正逐渐淘汰市场上其他燃料电池
• 图表12：质子交换膜燃料电池的构成
• 图表13：伦敦现货铂价格（$/troz）
• 图表14：铂催化剂用量减少电堆成本下降
• 图表15：国际燃料电池相关供应商
• 图表16：燃料电池原材料供应商
• 图表17：燃料电池方面的中游系统集成商
• 图表18：燃料电池辅助系统成本分析
• 图表19：储氢钢瓶发展
• 图表20：70MPa车载储氢瓶结构图
• 图表21：目前70MPa储氢罐技术主要掌握在美日
• 图表22：主流无油涡旋式压缩机供应商
• 图表23：主流无油螺杆式压缩机供应商
• 图表24：氢气循环泵和加湿器国内外对比
• 图表25：燃料电池轿车成本测算