20160901-兴业证券-电气设备行业深度研究报告_清洁高效看氢能_强者恒强先布局_72页_6mb

报告摘要

燃料电池汽车产业分析总结

核心内容

燃料电池汽车作为新能源汽车的重要发展方向，因其高效率、环保性和用户友好性受到广泛关注。当前，燃料电池已进入工业化生产阶段，具备大规模推广的前提条件。其主要优势包括：

高效环保：燃料电池的能量转换效率可达40%-60%，远高于传统内燃机。且其唯一副产品为水，污染极低。
用户友好：燃料电池车的加氢时间短，与加油习惯相近，用户接受度较高。
技术成熟：燃料电池系统已实现与混合动力技术的结合，形成高效的混动系统，提升了整体性能。
政策支持：我国将燃料电池纳入新能源汽车长期发展规划，出台多项支持政策，推动其产业化进程。

主要观点

燃料电池技术发展：燃料电池车已从概念车发展为量产车型，如丰田Mirai、本田Clarity等。我国也在推进燃料电池汽车的产业化，如宇通客车、福田汽车等。
技术瓶颈与突破方向：当前燃料电池成本较高，主要受催化剂（如铂）价格影响。技术发展将集中在降低铂用量、开发非铂催化剂及提升燃料电池系统整体效率。
产业链布局：重点推荐催化剂（如贵研铂业）、混合动力系统设计生产商（如大洋电机）等中游企业，同时关注储氢罐生产商（如富瑞特装）和基础设施建设相关企业。
政策驱动发展：我国对燃料电池的支持政策逐步完善，包括财政补贴、税收减免等，为产业发展提供了有力支撑。
成本与经济性：随着技术进步和政策支持，燃料电池车成本有望逐步下降，经济性接近燃油车。

关键信息

燃料电池技术

燃料电池通过氢气与氧气的化学反应产生电能，其原理是电解水的逆向反应。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是当前重点发展的类型，工作温度低，适用于汽车领域。
电解质膜主要为Nafion膜，具有良好的质子电导率和化学稳定性，但成本较高。
膜电极组（MEA）是燃料电池的核心部件，决定了其性能。
双极板是燃料电池系统的主要组成部分，材料选择需兼顾导电性、导热性、机械强度等性能指标。

燃料电池车发展

燃料电池车的续航里程可达650公里，远超纯电动车。
充氢时间与加油时间相近，约3分钟即可完成。
燃料电池车的推广面临成本高、加氢站建设滞后等挑战。
混合动力系统可有效提升燃料电池的效率，是当前主要推广模式。

产业链与企业

重点公司：大洋电机、贵研铂业、富瑞特装、科力远。
投资建议：推荐燃料电池组核心零部件中游产业，包括催化剂和混合动力系统设计生产商。
企业布局：丰田、本田、现代、奔驰、宝马、通用等国际车企均在研发燃料电池技术，我国车企也在积极跟进。

政策支持

我国燃料电池发展纳入“三纵三横”总体路线，制定《中国制造2025》等政策，明确2025年燃料电池车实现区域小规模运行，2030年实现大批量应用。
国家对燃料电池车提供财政补贴，不同车型的补贴标准不同，且地方政府也有配套政策。

技术与市场挑战

技术挑战：燃料电池寿命、成本、铂用量等问题仍需解决。
市场挑战：加氢站建设滞后，氢燃料供应不足，公众接受度待提升。
未来趋势：随着技术进步和政策支持，燃料电池车的经济性和实用性将逐步提高，有望成为新能源汽车的重要发展方向。

结构与性能

燃料电池系统由多个部件组成，包括燃料电池堆、高压储氢罐、电机、动力控制单元等。
高压储氢罐采用碳纤维和凯夫拉材料，安全性高。
燃料电池车在加速性能、续航里程等方面表现优异，但在成本和基础设施建设方面仍有不足。

国内外对比

国内燃料电池车在寿命、性能等方面与国外仍有差距，需持续研发。
国内车企如上汽、北汽、福田等已推出燃料电池车型，技术逐步提升。
国际品牌如丰田、本田、现代等在燃料电池车领域领先，具有较高的市场接受度和推广能力。

风险提示

燃料电池技术研发不达预期的风险。
燃料电池汽车推广不达预期的风险。
财政补贴不达预期的风险。

图表与数据

图1：燃料电池投资逻辑图。
图2：燃料电池原理图。
图3：燃料电池直接将化学能转化为电能。
图4：早期主要进行燃料电池膜的研发。
图5：质子交换膜燃料电池原理。
图6：串联形成燃料电池堆。
图7：燃料电池主要功能部件。
图8：Nafion质子交换膜化学式。
图9：Nafion质子交换膜。
图10：膜电极组。
图11：不同形状的流道。
图12：燃料电池系统。
图13：燃料电池全球出货量。
图14：燃料电池汽车发展历史。
图15：丰田Mirai。
图16：本田Clarity。
图17：雪佛兰Equinox燃料电池版。
图18：雪佛兰Colorado皮卡。
图19：奔驰GLC燃料电池车。
图20：宝马基于i8的燃料电池概念车。
图21：燃料电池汽车工作原理图。
图22：混动系统能量调节图。
图23：燃料电池汽车主要部件。
图24：Mirai燃料电池阴极。
图25：Mirai燃料电池膜电机组。
图26：丰田燃料电池功率提升，质量体积减小。
图27：Mirai高压储氢罐。
图28：Mirai储氢管性能。
图29：Mirai高压储氢罐注重安全性。
图30：Clarity一体化结构。
图31：中国PM2.5污染情况。
图32：北京PM2.5本地来源。
图33：Mirai充气与燃油车加油类似。
图34：国际品牌主要车型续航里程。
图35：国内品牌新能源汽车续航里程。
图36：国内燃料电池车产业化道路。
图37：清华大学开发的燃料电池客车。
图38：“超越三号”氢能燃料电池轿车。
图39：荣威950FuelCell。
图40：中国新能源汽车发展路线。
图41：中国新能源汽车发展路线。
图42：中国对燃料电池车研发的刺激。
图43：日本《氢能/燃料电池战略发展路线图》。
图44：欧洲对燃料电池的支持政策。
图45：制氢方法。
图46：天然气制氢原理。
图47：天然气制氢设备流程。
图48：焦炉气制氢流程。
图49：甲醇制氢原理。
图50：甲醇制氢设备流程。
图51：甲醇价格走势。
图52：甲醇价格走势。
图53：人工模拟光合作用制氢结构示意图。
图54：单光子和双光子分解水机理。
图55：上海安亭加氢站。
图56：北京加氢站。
图57：加氢站建造费用拆分。
图58：碳纳米管和MOF。
图59：LiNH₂ 和 NaAlH₄。
图60：加油站标准化。
图61：加油站便利店。
图62：加油站数量变化趋势。
图63：经过优化的油品运输网络。
图64：加油站卸油流程。
图65：电庄科技位于贵州的一体化互联网充电站。
图66：丰田Mirai比高档EV便宜。
图67：燃料电池车成本拆分。
图68：燃料电池系统成本拆分。
图69：电堆模块成本构成。
图70：丰田发现使铂微粒增大的行为、条件和材料。
图71：双极板80%的成本来自于制造费用。
图72：美国燃料电池系统成本规划。
图73：燃料电池学术会议中的成本规划。
图74：丰田子公司覆盖汽车产业链。
图75：丰田Mirai生产线。
图76：FirstElement Fuel建设的加氢站。
图77：本田Clarity售价766万日元。
图78：本田Clarity续航里程领先。
图79：本田SHS加氢站。
图80：巴拉德燃料电池堆集成和应用。
图81：巴拉德动力模块。
图82：巴拉德营收及毛利率。
图83：巴拉德在华发展迅速。
图84：普拉格能源。
图85：燃料电池物料搬运叉车。
图86：普拉格的客户。
图87：普拉格订单额及增速。
图88：普拉格营收及增速。
图89：燃料电池汽车产业链。
图90：燃料电池汽车产业链相关企业。
图91：贵研铂业贵金属产业链覆盖广。
图92：催化剂业务收入增速和毛利均高。
图93：富瑞特装营收（亿元）及增速。
图94：富瑞特装营收分布占比（%）。

表格与数据

表1：重点发展质子交换膜燃料电池。
表2：杜邦Nafion膜符合使用要求。
表3：双极板材料选用标准。
表4：目前双极板材料对比。
表5：燃料电池的应用。
表6：各大车企均涉足燃料电池车。
表7：能量转换方式转换效率。
表8：燃料电池与火力发电的大气污染比较。
表9：氢燃料电池与锂电池比较。
表10：电动汽车充电时间。
表11：我国代表性燃料电池轿车关键技术进展。
表12：国内外燃料电池发动机的寿命与环境适应性对比。
表13：国内外燃料电池轿车性能对比。
表14：国内外燃料电池客车性能对比。
表15：我国颁布了一系列燃料电池支持政策。
表16：燃料电池汽车推广应用补助标准。
表17：地方政府补贴政策。

总结

燃料电池汽车具有高效、环保、用户友好等优势，是新能源汽车的重要发展方向。尽管目前仍面临成本高、加氢站建设滞后等问题，但随着技术进步和政策支持，其发展前景广阔。我国燃料电池产业虽起步较晚，但已逐步发展，未来有望在2025-2030年实现规模化应用。投资方面，建议关注催化剂、混合动力系统设计及基础设施建设等关键环节。

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