电气设备行业主题投资系列之一：政策与技术共振，燃料电池进入导入期-20190325-新时代证券-34页_3mb

政策与技术共振，燃料电池进入导入期

核心内容

燃料电池是一种高效、清洁的发电装置，通过电化学反应将氢气等燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，不经过燃烧过程。相比锂电池，燃料电池具有更高的能源转换效率和更长的续驶里程，是未来新能源汽车的重要发展方向。目前，燃料电池市场正处于导入期，其发展依赖于政策支持和技术创新。

主要观点

• 燃料电池技术路线更为环保：燃料电池在运行过程中主要生成水，几乎不排放有害气体，是控制地球温升的主要能源之一。其能源转换效率可达60%以上，远高于内燃机的30%-35%。
• 燃料电池市场应用场景广泛：主要分为固定电源、交通运输和便携式电源三大类。其中交通运输市场关注度最高，2018年占比达70%。
• 政策支持是燃料电池发展的关键：各国政府通过补贴政策、基础设施建设等手段推动燃料电池产业发展，尤其在欧美日韩表现突出。
• 燃料电池成本仍较高，期待规模效应：2018年80kW燃料电池系统成本为46.66美元/kW，预计2025年降至40美元/kW，最终降至30美元/kW。催化剂和双极片是主要成本构成，Pt用量仍有下降空间。
• 中国燃料电池产业处于导入期：国内技术相对落后，产业规模较小，但政策支持力度持续增强，2018年燃料电池汽车销量同比下降20.5%，但客车销量增长显著。

关键信息

全球燃料电池市场前景

• 2015年全球氢气相关市场规模约为7万亿日元，预计2020年超过10万亿日元，2030年达37万亿日元，2050年可能高达160万亿日元。
• 燃料电池汽车在2020年预计销量达到200万辆，加氢站数量达到1000座。

燃料电池成本与技术

• 燃料电池系统成本结构中，催化剂占41%，双极片占28%，CEM单元成本最高。
• Pt催化剂的用量从10年前的0.8-1.0g/kW降至目前的0.3-0.5g/kW，未来有望进一步降低至0.1g/kW。
• 全氟磺酸膜是目前常用的质子交换膜，具有高质子传导率和化学机械稳定性，但存在微相分离问题。

中国燃料电池发展现状

• 2018年中国燃料电池汽车销量为833辆，同比下降20.5%，但客车销量同比增长262.9%。
• 2018年燃料电池出货量为803.1MW，同比增长21.94%。
• 中国燃料电池产业政策不断加强，2016-2018年补贴力度保持不变，但整体低于锂电池。

产业链与技术发展

• 电堆是燃料电池的核心部分，MEA（膜电极组件）是关键部件。
• 中国燃料电池产业链正在逐步完善，部分企业通过吸收外资技术推动发展，如潍柴动力和大洋电机。
• 储氢方式主要包括高压储氢、液态储氢和储氢材料储氢，其中高压储氢是当前主流。

风险提示

• 技术进步不及预期
• 产业鼓励政策不到位
• 成本下降缓慢

图表目录

• 图1：全球能源结构更替图
• 图2：氢能源的生命周期
• 图3：不同储能载体的容量和放电时间对比
• 图4：燃料电池装机量（1000为单位）
• 图5：燃料电池装机量（MWh）
• 图6：燃料电池工作原理
• 图7：燃料电池运作原理图
• 图8：燃料电池系统构成图
• 图9：传统火力发电总能源转换效率图
• 图10：燃料电池能源转换效率图
• 图11：燃料电池汽车动力链组成
• 图12：燃料电池动力系统车上布局
• 图13：中国燃料电池汽车商业化进程
• 图14：80kW燃料电池系统成本曲线
• 图15：燃料电池系统成本下降趋势
• 图16：2017FCLDV系统成本结构
• 图17：燃料电池堆栈成本结构
• 图18：燃料电池市场应用场景比较
• 图19：燃料电池装机量分布（MW）
• 图20：燃料电池装机量分布（1000个）
• 图21：燃料电池装机量分布（MW）
• 图22：燃料电池装机量分布（1000个）
• 图23：全球氢能源市场规模（万亿日元）
• 图24：2050年燃料电池各领域应用份额
• 图25：美国加氢站分布图
• 图26：日韩加氢站分布图
• 图27：我国燃料电池汽车销售结构（辆）
• 图28：2018年我国各省市燃料电池车型销售结构（辆）
• 图29：2018年我国燃料电池车辆销售地理分布
• 图30：全球制氢原料主要来源
• 图31：日本不同制氢方法的制氢产能比重
• 图32：电解水制氢成本构成
• 图33：主要制氢方法成本对比（美元/千克）
• 图34：电解水制氢成本构成趋势变动（美元/千克）
• 图35：储氢方式汇总
• 图36：氢气运输方式
• 图37：MEA示意图
• 图38：双极板分类及关键技术
• 图39：燃料电池电堆结构
• 图40：空压机
• 图41：膜增湿器
• 图42：焓轮增湿器
• 图43：70MPa车载储氢瓶

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