20191114-光大证券-氢能与燃料电池产业前沿系列五：电堆：师夷长技，方可制夷_35页_3mb

电力设备新能源、汽车和汽车零部件：电堆分析总结

核心内容

燃料电池电堆是燃料电池车的核心动力系统，其性能与成本直接影响整车的推广与应用。当前，燃料电池车的生产规模普遍不高，因此规模效应是当前主要的降本方式。随着产量的增加，燃料电池系统及电堆成本将显著下降，其中电堆成本占比逐渐降低。在技术层面，电极催化剂、双极板材料、质子交换膜及气体扩散层是影响电堆成本的关键因素。

主要观点

• 规模效应主导降本：在1000套/年产量时，燃料电池系统成本为215美元/kW，电堆成本为153美元/kW；当产量增至1万套/年时，系统成本降至93美元/kW，电堆成本降至53美元/kW，分别下降57%和65%。至50万套/年时，系统成本和电堆成本分别降至53美元/kW和27美元/kW。
• 铂需求增长：随着燃料电池车数量增加，铂需求将显著增长。2020-2030年间，预计铂净需求增量分别为0.212吨、0.960吨和10.50吨。铂负载量将随技术进步逐步下降。
• 双极板与催化剂技术：双极板材料成本主要由制造和涂层成本决定，金属双极板具备高导电性、导热性和低生产成本的优势，但需涂层保护以应对腐蚀。催化剂技术的进步对降低铂负载量至关重要，目前国内技术正在不断追赶国际先进水平。
• 质子交换膜与气体扩散层：质子交换膜在低温下具有较高的质子传导率，但高温下易降解。气体扩散层材料（碳纸和碳布）在不同操作条件下表现不同，大规模生产是降低成本的重要方式。
• 国产化进程：国内燃料电池产业链尚处于早期，关键材料如电极催化剂、双极板、质子交换膜及气体扩散层与国外存在差距，但政策推动下，国产化进程有望加快，从而降低整体成本并提升产业链竞争力。

关键信息

成本构成与规模效应

铂净需求增量测算

国内外燃料电池技术对比

国内燃料电池车发展计划

• 2020年：燃料电池车数量达到5000辆；
• 2025年：达到5万辆；
• 2030年：达到100万辆；
• 商用车与乘用车比例：预计为4:1；
• 电堆功率：乘用车约为100kW，商用车约为120kW。

投资聚焦

关注的电堆组件供应商

• 双极板：上海弘枫、上海弘竣（石墨双极板）；上海冶臻新能源（金属双极板）；
• 催化剂：贵研铂业（与上汽集团合作）；武汉喜马拉雅（与清华大学合作）；
• 质子交换膜：东岳集团（与福特、奔驰合作）；
• 气体扩散层：上海河森（碳纸和碳布）。

关注的电堆制造商

• 潍柴巴拉德（潍柴动力）；
• 神力科技（国内燃料电池技术研发与产业化先行企业）；
• 新源动力（国内领先的燃料电池电堆和系统企业）。

风险分析

• 核心技术自主化不足：电堆关键材料与技术的国产化进程可能不及预期，影响产业链整体竞争力；
• 产业化能力不足：部分组件或技术发展受限，生产成本偏高；
• 燃料电池车发展速度不及预期：可能影响整个产业链的商业化进程。

投资建议

• 关注具备规模化生产能力和核心技术突破的电堆组件供应商和电堆制造商；
• 关注国内企业在催化剂、质子交换膜、气体扩散层等关键材料上的进展；
• 重视燃料电池产业链的政策支持和国产化进程。

技术路径与重点发展领域

• 燃料电池关键材料技术：包括电极催化剂、质子交换膜、气体扩散层等；
• 系统集成与控制技术：提高系统效率和稳定性；
• 动力系统开发技术：提升电堆性能和降低成本；
• 燃料电池汽车的设计与集成技术：推动整车发展；
• 提高功率密度与耐久性：提升燃料电池车的性能；
• 降低成本：通过规模效应和技术突破实现；
• 提高载氢安全：保障燃料电池车的安全运行。

发展重点

• 新型燃料电池核心材料；
• 先进燃料电池电堆；
• 关键辅助系统零部件技术；
• 高性能燃料电池系统；
• 混合型燃料电池动力系统；
• 制氢、运氢、储氢及加氢基础设施。

总结

燃料电池电堆是燃料电池车发展的核心，其降本主要依赖于规模效应和技术突破。当前，国内在电堆关键材料与技术方面仍与国际先进水平存在差距，但政策支持与产业推动正加速国产化进程。随着生产规模扩大，电堆成本将显著下降，但关键材料如铂、石墨及金属双极板的供应仍需加强。在技术层面，催化剂、双极板、质子交换膜和气体扩散层是主要研究方向。未来，随着技术进步和生产规模化，燃料电池车有望实现商业化应用，成为新能源汽车的重要组成部分。