20161110-国金证券-燃料电池系列研究之PEMFC：成本下降路径：国产化、规模经济和技术进步_33页_3mb
报告摘要
燃料电池产业链系列报告之四：成本下降路径与商业化前景
核心内容
燃料电池行业正处于快速成长阶段，其成功依赖于技术成熟、政策支持和产业链完善。燃料电池作为新能源技术之一，其商业模式要成功，关键在于在相应使用场景中成本下降到能与传统能源竞争。当前，燃料电池的降本路径主要由材料工艺进步和规模化效应驱动，预计在规模量产后，成本将降低60%以上。
主要观点
- 成本下降因素：燃料电池成本下降主要由规模经济和技术进步驱动。短期内，规模经济是主要推动力，而长期来看，技术进步是成本持续下降的根本原因。
- 商业化瓶颈：关键材料和部件的成本和耐久性是燃料电池实现商业化的基础。提升这些性能是推动行业发展的核心。
- PEMFC优势：质子交换膜燃料电池（PEMFC）在性能和适用性方面具有显著优势，操作温度低、启动速度快，且适用于多种场景，包括交通、备电和移动领域。
- 技术发展路径：通过技术进步，如有序化膜电极、非铂催化剂和复合膜，可以显著降低燃料电池成本和提升性能。
关键信息
成本下降路径
-
电堆：
- MEA成本下降空间大：通过国产化、减量与替代贵金属催化剂等手段，MEA成本将显著下降。
- 双极板成本下降：随着国内金属双极板的大规模使用，成本将大幅降低。
- 碳纸：已具备国产化基础，下一步需实现批量生产。
-
氢气系统：
- 空压机：成本主要由批量生产和国产化加速决定。
- 储氢瓶：70Mpa高压气态储氢技术是当前最优选择，成本有望通过规模化生产大幅降低。
-
其他：
- 催化剂：研究重点在于改性和非铂催化剂，以降低铂用量和成本。
- 质子交换膜：全氟磺酸膜为主流，成本下降空间巨大，国产化进程提速。
- 气体扩散层：国产化已取得初步进展，下一步需建立批量生产设备。
市场与技术目标
- DOE目标：
- 2020年：燃料电池系统成本降至40美元/kW，电堆寿命达5000小时。
- 长期目标：系统成本降至30美元/kW，电堆寿命达8000小时。
- 中国制造2025目标：
- 2020年：燃料电池堆寿命达到5000小时，功率密度超过2.5千瓦/升。
- 2025年：实现批量生产和市场化推广，具备市场竞争力。
氢气来源与成本
- 当前最优选择：气氢拖车和氯碱副产氢，成本和环保性已成熟。
- 未来潜力：液氢罐车和大规模工业制氢将解决燃料电池普及后的能源需求。
- 加氢站投资：单车基础投资约为5万元/车（考虑补贴）。
主要公司与估值
| 公司名称 | 代码 | 环节 | 股价（CNY） | 市值（CNY） | PB | 2015 | PE 2016E | PE 2017E |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 富瑞特装 | 300228.SZ | 上游设备 | 15.8 | 7450.1 | 3.7 | 455.0 | 108.4 | 79.0 |
| 贵研铂业 | 600459.SH | 催化剂 | 28.3 | 7393.5 | 4.1 | 115.6 | 77.1 | 51.6 |
| 大洋电机 | 002249.SZ | 系统 | 9.9 | 23299.3 | 2.8 | 68.3 | 42.8 | 32.8 |
| 南都电源 | 300068.SZ | 系统 | 20.8 | 16273.6 | 5.2 | 80.0 | 45.2 | 31.2 |
| 雪人股份 | 002639.SZ | 上游设备 | 11.8 | 7981.0 | 5.1 | 481.5 | 100.9 | 65.4 |
| 厚普股份 | 300471.SZ | 上游设备 | 50.8 | 7532.6 | 5.0 | 42.7 | 41.7 | 30.2 |
| 雄韬股份 | 002733.SZ | 质子交换膜 | 25.3 | 8850.9 | 7.2 | 66.8 | 53.0 | 38.7 |
| Ballard Power | BLDP | 系统 | 2.1 | 363.2 | 3.2 | N/A | N/A | N/A |
| Plug Power | PLUG | 应用 | 1.3 | 225.6 | 3.2 | N/A | N/A | 13.7 |
| FuelCell Energy | FCEL | 系统 | 3.1 | 102.3 | 1.9 | N/A | N/A | N/A |
| Iwatani | 8088 JP | 上游设备 | 5.5 | 1408.6 | 1.3 | 24.5 | 11.4 | 11.3 |
| JX Holdings | 5020 JP | 供氢 | 3.7 | 9394.6 | 0.7 | N/A | N/A | 7.0 |
图表目录
- 图表1：我国燃料电池车（FCV）各环节降本路线
- 图表2：不同类型的燃料电池及其参数和应用情况比较
- 图表3：不同种类燃料电池按件数统计
- 图表4：不同种类燃料电池以瓦数计(MW)
- 图表5：世界主要公司燃料电池车车型
- 图表6：燃料电池全生命周期成本分解
- 图表7：不同制氢方式和运氢方式配合所得到的氢气成本范围
- 图表8：燃料电池系统成本变化
- 图表9：燃料电池系统组成
- 图表10：燃料电池车成本结构示意图
- 图表11：国外燃料电池系统成本目标及现状
- 图表12：国外燃料电池堆耐久性目标及现状
- 图表13：DOE对燃料电堆耐久性设置的目标
- 图表14：燃料电池技术目标与现状
- 图表15：燃料电池关键材料及零部件国外现状与中国现状对比
- 图表16：PEMFC电堆组成
- 图表17：膜电极目标与现状对比
- 图表18：膜电极发展历程
- 图表19：3M公司有序化膜电极及NSTF催化层形貌
- 图表20：膜电极制备技术未来的主要方向
- 图表21：电催化剂主要研究方向
- 图表22：PdPt核壳催化剂质量比活性与稳定性与商业化催化剂比较
- 图表23：各类质子交换膜优缺点
- 图表24：各种全氟磺酸树脂膜结构及基本参数
- 图表25：东岳集团PFSA制备流程
- 图表26：国产膜与进口商品膜燃料电池性能比较
- 图表27：国内杜邦Nafion膜零售售价情况
- 图表28：电子科大开发的电泳平台
- 图表29：炭纸表面形貌
- 图表30：炭布
- 图表31：不同种类扩散层的性能指标
- 图表32：中外炭纸基本性能参数对比
- 图表33：不同炭纸对原材料的需求
- 图表34：单位炭纸对应原材料价格计算
- 图表35：湿法制炭纸工艺
- 图表36：双极板参数指标
- 图表37：不同材料双极板特点分析
- 图表38：国外金属双极板电堆与国内碳板电堆成本结构对比
- 图表39：美国SHF石墨双极板
- 图表40：德国Dana金属双极板
- 图表41：国产空压机研究进展
- 图表42：主要压缩机供应商
- 图表43：空压机成本降低取决于产量和技术突破
- 图表44：三种储氢方式
- 图表45：70Mpa储氢瓶图示
- 图表46：1992年美国颁布的标准将气瓶按结构和材料划分
- 图表47：不同车用高压氢气瓶存储5kg氢气的重量
- 图表48：70Mpa储氢瓶技术主要掌握在美国和日本厂商手中
- 图表49：储氢瓶成本组成
- 图表50：储氢瓶成本降低来自于原材料、系统集成和批量生产（美国数据）
- 图表51：A股相关标的及估值
- 图表52：海外公司收入及估值
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