燃料电池行业上市公司（燃料电池行业研究及投资策略报告）

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1、燃料电池简介

1.1 燃料电池的结构和原理

1.2 燃料电池汽车的结构

燃料电池汽车（FCV）是一种主要以氢为燃料，利用车载燃料电池装置产生的电力作 为续航动力，辅以传统电池作为瞬间大功率发电的新型动力汽车。燃料电池汽车的结 构与纯电动汽车和混动汽车的结构大致相似，也有纯电和混动之分，不同点在于汽车 的电池，目前常见的燃料电池汽车主要以氢气为燃料。

以丰田Mirai(2016款)为例，FCV的动力系统主要包括控制器、电动机、氢燃料电池及 升压转换器、储氢罐和镍氢电池等。丰田Mirai实际有两套电池组，分别位于车身中 部和行李箱下方，前者负责使氢气和氧气在催化剂作用下产生电能驱动汽车行驶，后 者可以储存电，负责为车内电气设备供电以保障低速时的纯电运用。此外，Mirai续 航里程最高可达650公里左右，完成单次氢燃料补给仅需3分钟左右。

1.3 燃料电池汽车的优缺点

目前丰田、本田等车企在燃料电池汽车领域已取得初步成果，也具备了和纯电动车竞 争的能力，未来配套产业链氢能技术的发展、加氢站的布局都会与燃料电池汽车商业 化发展紧密相关。

燃料电池汽车比传统燃油汽车和纯电动车具有更低的能耗，并且能源清洁环保，无排 放无噪音。并且相较于纯电动车来说，加氢速度快，用车成本较低且无电池报废污染 问题。但是当下燃料电池汽车的劣势也非常明显，加氢站数量较少导致加氢不便，并 且技术不够锂电池技术成熟，当下燃料电池汽车的整车性能仍落后于同价位的纯电 动汽车。但是随着加氢站的不断布局和技术的不断革新，加上形成规模经济带来的成 本下降的边际效应，未来氢燃料电池将会是替代纯电动汽车的优先选择。

2、国内外燃料电池发展现状及技术比较

2.1 全球燃料电池出货量稳步增长，下游交通运输领域高速发展

2.1.1 全球燃料电池出货量及结构

2018年全球燃料电池出货量按件计7.5万台，同比增长5%；装机容量达到了803.1MW， 同比增长22%。其中以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为主，2018年出货量（按功率计） 达到了589.1MW，同比增长26%，占燃料电池总出货量的73%。

从全球各地区燃料电池的出货情况来看，欧洲、北美和亚洲地区占主导地位，其中亚 洲的燃料电池出货量（按件计）为5.5万件，占比高达74%；但按照功率计，亚洲出货 量只有343.3MW，而北美地区出货量为415MW，占比51%，说明北美地区燃料电池平均 功率要大于亚洲地区的燃料电池平均功率。

从燃料电池的下游应用来看，主要以固定式燃料电池（家用、发电）和交通用燃料电 池（燃料电池汽车）为主。其中固定式燃料电池近几年发展较为缓慢，而交通用燃料 电池，尤其是燃料电池汽车增长较快，2018年出货量为563MW，同比增加29%

2.1.2 全球燃料电池专利技术分布

从燃料电池领域专利总量上来看，美国、日本领先全球，中国、欧洲分别位居 第三第四，表明美国和日本在燃料电池领域的研究在全球范围内遥遥领先，中国位处第二梯队。自2000年起，在中国政策的大力推广下，燃料电池领域研究发展迅速，年 申请专利数快速增长，2018年中国专利申请量达到4842件，同比增长13.93%，年申请 量远超美日欧等国家和地区。

从专利申请人来看，燃料电池的研究主要以车企为主，丰田以4401件相关专利领先全 球所有企业，其中专利多家日本、美国和韩国的企业进入专利申请量前十的排名，侧 面反映了三国企业在燃料电池技术方面的领先程度。国内仅中国科学院大连化学物 理研究所上榜，尽管近年来中国专利申请数急速增加，但由于起步较美国和日本晚， 目前国内企业在燃料电池领域的研究的深度和广度暂时未达到世界领先水平。

根据燃料电池各细分领域的专利研究情况来看，主要以燃料电池集成、电极、氢等大类研究为主，占比分别达到了24.96%、11.14%和4.44%。其中成本比重较大的催化剂 也受到了广泛的关注，对催化剂单独的专利研究数量达到了3579件，占比4.37%。

2.2 日本：商业化进程领先全球，明确提出建设氢能社会

2.2.1 政策环境

日本是全球发展燃料电池最积极的国家，由于资源的限制和地理环境的制约，日本非 常重视可再生能源，因此氢能被定位为未来核心二次能源，明确提出建设氢能社会的 目标.自2002年开始，日本积极推动家用燃料电池（热电联供系统）和燃料电池汽车 的发展，在政府补贴方面主要分为三个发展阶段。家用热电联供系统的补贴从示范项 目开始，2005年落实到装置费用的补贴，2009年开始对安装热电联供系统的个人或者 企业补贴减免10%-20%的费用，日本政府在2009-2012年期间对燃料电池汽车研发企业 开始补贴，第二阶段开始对加氢站进行投资补贴，最高可获得相当于投资成本50%的 政府资金补贴；自2015年起开始对燃料汽车购买者提供至少200万日元的补贴，三个 补贴阶段推动了日本燃料电池汽车商业化发展。

2.2.2 燃料电池市场现状与发展规划

日本燃料电池商业化在全球范围内处于领先地位，加氢站基础设施最为完善，超过 110座，并且丰田燃料电池汽车的性能与推广数量居世界前列，家用燃料电池热电联 产系统数量超过30万套。

截止至2018年，日本燃料电池乘用车的保有量为2926台，价格与电动车相差约300万 日元；2019年，日本氢能/燃料电池战略协会更新了《燃料电池战略发展路线图》， 计划到2025年，燃料电池乘用车保有量达到20万辆，并且价格降低至与电动车持平， 氢燃料电池系统的价格由目前的2万日元/千瓦降至0.5万日元/千瓦，储氢系统的价 格由70万日元降至30万日元。2030年燃料电池乘用车的保有量达到80万辆；2018年日 本的燃料电池商用车保有量为18台，计划2020年达到100台，2030年达到1200台，另 外在2020-2025年期间实现燃料电池商用车价格减半，由目前的1.05亿日元降至5250 万日元，到2030年开发出无人驾驶公交车。

家庭用分布式热电联产系统（CHP），通过利用一次能源发电，并利用发电过程中产 生的余热供应暖水和热水，整体能源效率可达90%以上。截止至2018年，ENE-FARM 部署量达 27.4万套，其中PEMFC售价为94万日元/台，SOFC售价为119万日元/台，日本 计划2020年部署140万台家用燃料电池热电联产，届时全面取消补贴，预期 PEMFCCHP售价为80万日元/台，SOFC-CHP售价为100万日元/台；2030年530万台家用燃料电 池投入使用。

日本是全球加氢站最多的国家，截止至2018年，日本已经建成100座加氢站。计划到 2025年建成320座加氢站，2030年增至900座。除此之外，到2025年，加氢站建设和运 行费用应大幅下降，建设费由目前的3.5亿日元下降至2亿日元，运行费用由目前的 3400万日元/年降至1500万日元/年。

2.3 美国：氢能布局时间长，车辆保有量最高

2.3.1 政策环境

美国对氢能源的关注要追溯到1973年的石油能源危机时期，美国成立国际氢能源组 织，由于其能源自给项目的失败，于是开始赞助氢能源的研究。迄今，美国形成了较 为完整的氢能的国家法律、政策和科研计划体系，引导能源体系向氢能经济的过渡。 美国加州是燃料电池汽车推广最成熟的地区，美国已于2017年底终止了对燃料电池 汽车的补贴，但是加州政府仍提供燃料电池汽车5000美元的补助，坚定推动燃料电池 发展。

2.3.2 燃料电池市场现状与发展规划

在过去十年中美国能源部每年对氢能和燃料电池的资助约1亿-2.8亿美元，自2017年 以来每年约有1.5亿美元。根据2019年11月6日FCHEA发布的《美国氢能经济路线图》， 到2022年底，美国所有细分市场的氢气市场总量将达到1200万吨，在美国FCEV保有量 约5万辆，以及物料搬运领域实现5万辆FCEV物料搬运工具车。目前美国的氢气市场约 为1100万吨，到2025年，各种应用的氢总需求量将达到1300万吨，实现12.5万辆FCEV 物料搬运工具车，在美国道路上可行驶多达20万辆轻、中、重型FCEV，完成早期的氢 能源经济规模化。

到2030年，氢需求量将突破1700万吨，在美国道路上有530万辆FCEV，在物料搬运中 有30万辆FCEV搬运工具，在全美范围内有5600个加氢站。加氢站随着制氢成本的降低 和基础设施的到位，制氢解决方案可以竞争。氢经济吸引着投资来发展和扩大规模。

到2030年，年度投资估计为80亿美元。2050年，美国氢气行业的总收入每年可能达到 7500亿美元，其中包括6300万吨的氢气需求以及包括FCEV在内的所有设备。

2.4 欧洲：产业链完备、技术领先，大力推广氢能实现减排目标

2.4.1 政策环境

欧盟把燃料电池和氢能源技术发展成为能源领域的一项战略高新技术，使欧盟在燃 料电池和氢能源技术处于世界领先地位。高新技术的研究和发展以及新型能源市场 的建立，其主要目的都是为了更好地应对能源和气候变化的挑战，帮助欧盟实现其 2020年的减排目标。

欧洲国家合作发展氢能，其中德国领头，稳步推进燃料电池商业化和氢能基础设施齐 发展。德国在2016年通过了kfW433补助法案，对满足性能要求的0.25kW-5kW的燃料电 池CHP装置补贴6825-28200欧元，政府与产业资本合力推动，产业进入商业化探索期。

2.4.2 燃料电池市场现状与发展规划

目前，欧洲注重基础设施建设，交通应用开启示范运营，燃料电池发电初具规模，欧 洲氢能远期规划宏大，氢能为能源体系重要组成。

燃料电池汽车：欧洲现拥有1000辆左右的燃料电池乘用车，计划到2030年，达到370 万辆燃料电池乘用车、50万辆燃料电池轻型商用车、4.5万辆燃料电池卡车/公交车和 570辆燃料电池列车的保有量，实现每22辆乘用车或12辆商用车就有1辆燃料电池汽 车的目标；预计2050年达到4500万辆燃料电池乘用车、650万辆轻型商用车、25万辆 燃料电池公交车、170万辆燃料电池卡车、5500辆燃料电池列车的保有量。

热电联产系统：目前欧洲已部署约1万套家用燃料电池热电联产系统（CHP），计划到 2040年部署超过250万套CHP装置。

加氢站：欧洲注重基础设施建设，加氢站布局较早，现有163座加氢站。预计2025年 加氢站数量达到750座，2030年达到3700座，2035年8500座，2040年实现15000座加氢 站。

2.5 中国：发展路径清晰明确，首先布局商用车和加氢站

2.5.1 政策环境

中国燃料电池产业目前情况与2011-2012年的锂电池相似，政策自上而下进行扶持， 技术达到产业化条件，开启产业链国产化进程，企业布局脚步加快。中国对于燃料电 池发展的支持处于循序渐进的状态。自2001年起确立了“863计划电动汽车重大专项” 项目，确定了三纵三横战略，以纯电动、混动和燃料电池汽车为三纵，以多能源动力 总成控制、驱动电机和动力蓄电池为三横。随着燃料电池产业发展逐渐成熟，中国在 燃料电池领域的规划纲要和战略定调已经出现苗头，支持力度逐渐加大，政策从产业 规划、发展路线、补贴扶持和税收优惠等全方位支持燃料电池产业发展。

2016年11月29日，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《能源技术革命创 新行动计划（2016-2030年）》、《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》、 《中国制造等》提出系统推进燃料电池汽车研发和产业化，将氢能发展列为重点，推 进加氢站建设，目标在2020年实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。

政府大力支持产业发展，宁波、武汉、张家港、佛山等地的地方政府也不断出台扶持 政策，推动地方氢能发展，燃料电池主要发展地广东、广州、佛山、上海、武汉和深 圳的地补均可达到国补的1倍。

2019年，财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委近日印发《关于进一步 完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》明确，根据新能源汽车规模效益、成 本下降等因素以及补贴政策退坡退出的规定，降低新能源乘用车、新能源客车、新能 源货车补贴标准，促进产业优胜劣汰，防止市场大起大落。

国家高度重视加氢站，正式期补贴或向加氢环节倾斜。2014年四部委出台加氢站建设 补贴方案，对每日加注能力达到200kg的站点奖励400万元，在2015年底有效期结束。 2019年3月5日“推动加氢设施建设”首次写入政府工作报告， 3月26日四部委发布《关 于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，提出地方补贴需支持加氢 基础设施。

2.5.2 燃料电池市场现状与发展规划

目前我国的燃料电池汽车发展路径清晰、明确，主要通过前期的商用车发展，规模 化降低燃料电池和氢气成本，同时带动加氢站配套设施建设，后续再拓展到燃料电 池乘用车的发展。2019年，我国燃料电池产业进入规模发展的快车道，上半年完成 产销1170辆和1102辆，同比增长7.2倍和7.8倍。

我国现已投入运营车辆超过1452辆，其中公交车607辆左右，物流车约756辆，轻型 客车89辆。根据2016年制定的《节能与新能源汽车技术路线图》提出，2020年实现 5000辆级规模的燃料电池汽车，2025年实现5万辆，2030年实现百万辆燃料电池汽车 的商业化应用。加氢站方面提出要在2020年建成100座，2025年建成300座，2030年 建成1500座加氢站。

多个地方政府也在大力支持氢燃料电池汽车发展，上海是我国燃料电池汽车技术研 发、产业化的先行者，北京和佛山也制定了明确的发展规划。

综合来看，目前在燃料电池商业化应用方面，日本领先全球，政策方面侧重于加氢站 的基础设施建设，在推广期间对加氢站的补贴高达50%，高于美国补贴力度最大时30% 和国内目前加氢站约27%的补贴比例，这也是日本加氢站数量领先全球的原因之一。

美国在燃料电池领域发展早，商业化进程稍落后于日本，但乘用车保有率最高，但随 着近几年来除加州外燃料电池汽车和加氢站补贴力度的下降，美国燃料电池乘用车 及加氢站数量增速或将放缓；

欧洲全面推进燃料电池汽车、热电联产系统和加氢站基础设施建设，其中德国政策扶 持力度最大，德国交通部于2019年前投资2.5亿欧元（约18亿人民币），用于氢燃料 电池汽车研发和推广，并实现规模化生产，并且计划投资14亿欧元推进燃料电池技术 创新。

相比之下，国内燃料电池政策本着推动商用车发展带动燃料电池商业化的发展路径， 并且开始着重于加氢站的建设。坚持对燃料电池汽车尤其是商用车进行补贴，对大中 型客车和重型客车补贴高达50万元，补贴力度远超日美欧的对燃料电池汽车的补贴 力度，推广效果明显，2019年上半年燃料电池商用车产销同比增长720%和780%，未来 继续看好国内商用车的发展。

3、燃料电池产业链及细分领域核心企业

燃料电池产业链方面，上游主要是构成燃料电池电堆的零部件：膜电极（质子交换膜、 催化剂、气体扩散层）、双极板等，以及氢气系统的零部件：空压机、增湿器、氢循 环泵、储氢瓶等；中游是整个燃料电池动力系统的组装；下游主要包括由固定发电、 交通运输以及包含军事、航天在内的特殊领域。氢能作为配套的产业链，主要包括制 氢、储运氢和加氢站。

3.1 燃料电池产业链上游：国内零部件技术水平达到初步产业化要求

3.1.1 燃料电池电堆

电堆是燃料电池最关键的部分，由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将双极板 与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢， 即构成燃料电池电堆。目前国内燃料电池电堆正在逐步起步，企业数量不断增长，并 且通过自主研发和技术引进已实现量产。

目前燃料电池电堆的生产规模较小，成本较高，目前成本在70美元/kW左右。膜电极 是燃料电池的成本核心，量产有助于成本下降。电堆中最核心的组成部分是膜电极组 件，占据电堆成本的65%以上。未来随着鸿基创能的量产规模逐步扩大，膜电极（质 子交换膜 催化剂 气体扩散层）在电堆成本中的占比有望从70%（年产1000套电堆） 下降至57%（年产50万套电堆）。DOE预计，到2020年，铂金属用量由0.16降低到 0.125g/kW，双极板成本从7美元/kW降低到3美元/kW，50万台批量成产成本将在2020 年下降到40美元/kW，最终目标将会实现30美元/kW。

国内外电堆企业可分为三类：第三方电堆企业、系统企业、全产业链布局的车企或其 他企业。目前国外燃料电池电堆技术领先的企业有日本：丰田、本田；韩国：现代、 斗山；美国：Plug Power、通用汽车；欧洲：SFC、奔驰、宝马、PowerCell、 IntelligentEnergy等。其中丰田Mirai燃料电池电堆最大输出功率达到了114kW，由 370片单电池串联组成，单电池厚度1.34mm。欧洲PowerCell 电堆产品主要是S2和S3 两款，其中S2产品功率覆盖5-35kW，S3产品功率可达到125kW。

国内领先的企业有：国鸿氢能、潍柴动力、新源动力、神力科技、氢璞创能等。国鸿 氢能是全球最大的燃料电池电堆生产商之一，企业引进巴拉德9ssl电堆技术，电堆额 定功率为3.8~30kW，设计寿命1.2万小时，实际9ssl电堆运营时长超出3万hr。目前公 司电堆年产能20000台，位居全球首位，2018年国鸿氢能电堆国内市占率达到70%；2018 年潍柴动力收购Ballard19.9%股权，获得Ballard LCS电堆技术在中国的独家生产和模块组装授权，同时，双方已就4.0kW/L及以上未来技术的合作框架达成一致；新源 动力自主研发的第三代薄金属双极板PEMFC电堆HYSTK-70，额定功率达到70kW，峰值 功率达85kW，电堆体积功率密度突破3.3 kW/L。

目前国际燃料电池电堆行业以Ballard、国鸿氢能为首，2018年Ballard电堆业务实现 营收6.47亿元，国鸿氢能电堆业务实现营收4.21亿元。松下、丰田和本田在电堆行业 中位于第二梯队，CR5市占率超过75%。2018年国鸿氢能在国内市占率达到70%，国内 电堆行业由国鸿氢能和新源动力领先，国鸿氢能电堆技术引进自国际电堆巨头 Ballard，新源动力自主研发的电堆体积功率密度突破3.3 kW/L，电堆技术均已处于 世界领先地位。

3.1.2 膜电极

PEMFC的核心组件就是膜电极（MEA），膜电极由质子交换膜、催化剂和气体扩散层三 个部分组成。当前MEA在性能和产能方面可以初步满足商业化需求，现阶段性能初步 满足产业使用。生产MEA的企业分为两类：具备批量产业化能力的专业企业和全产业 链布局的车企或其他企业。前者以国外的3M、GORE和国内的鸿基创能为代表，后者以 国外的丰田、本田、现代和国内的雄韬股份为代表。

MEA生产工艺瞄准低铂和高功率密度，有序化膜电极工艺是未来发展趋势。膜电极技 术经历了三代发展，大体上可以分为热压法、CCM（catalyst coating membrane）法 和有序化膜电极三种类型。目前大部分厂商选择第二代CCM三合一膜电极技术，有序 化膜电极是当下工艺发展趋势。有序化膜电极可以达到高效三相传输、高Pt利用率、 高耐久性，是了PEMFC领域的研究热点，也是下一代膜电极制备技术的主攻方向。

鸿基创能为国内首家膜电极产业化企业，填补国内空白。其CCM和膜电极产品具备在 各种极端工况条件下运行的能力，不仅具有功率密度高、寿命长、成本低等特点，还 有良好的抗反极能力，在电流强度为1.5A/cm2时，功率密度大于1W/cm2，最高可达到 1.4W/cm2。雄韬股份分别持有苏州擎动和武汉理工的16.68%和51%的股份，苏州擎动 的膜电极卷对卷涂布产线于2019年2月23日正式投产，其车用膜电极V1.4的额定输出 功率为0.8W，并且能够达到1A/cm2只有14mV的输出损失。武汉理工新能源由深圳市雄 韬股份与武汉理工大学共同发起成立，基于二代CCM技术生产膜电极，功率密度最高 达到了1.4W/cm2，Pt用量低至0.3mg/cm2。目前已完成6000平米洁净厂房装修，并建成 了自动化程度更高的膜电极生产线，膜电极产能达到2万平米/年，最终设计产能将达 到10万平米/年。

目前来看，国内膜电极逐步向国产化迈进，武汉理工新能源生产的膜电极性能接近全 球最先进水平，批量出口欧美，据美国杜邦公司最新统计，武汉理工新能源公司的市 场占有率达全球第六，仅次于美国戈尔、3M等5家公司，但铂载量方面仍有不少差距， 表明我国对燃料电池催化剂的研究落后于国外。

3.1.3 质子交换膜

质子交换膜主要是作为质子快速传导的通道作用，同时分隔阳极燃料和阴极氧化物， 主要防止氢气（或甲醇）与氧气混合，易发生爆炸，此外质子交换膜还对催化剂层起 到支撑的作用。现在工业上主要使用的是全氟磺酸膜、非全氟化质子交换膜、无氟化 质子交换膜和复合膜。全氟磺酸膜是主流质子交换膜，其力学性能和化学稳定性优异， 寿命长，并且具有优秀的氢离子传导性能。

目前市场上主要生产全氟磺酸膜的企业有GORE、杜邦、陶氏化学、3M、日本旭化成、 旭硝子、Ballard以及国内的东岳集团等。丰田Mirai、本田Clarity和现代ix35均采 用GORE的Select系列膜。东岳集团的DF260膜技术成熟，产品已定型量产，二代规划 产能100万平方米，建成年产50吨燃料电池离子膜所需的全氟磺酸树脂生产装置，可 满足2.5万辆燃料电池汽车的离子膜所需，而武汉理工新能源的复合质子交换膜仍处 于样品测试阶段，其厚度达到了16.8μm。

目前，世界上最广泛被应用的质子交换膜依旧是GORE的select膜。国内新源动力和东 方电气近来推出的燃料电池电堆都采用了国外的GORE-SELECT®质子交换膜，戈尔利 用其增强型质子膜的优异性能很快占领全球市场的85%。总体来看，在燃料电池的质 子交换膜领域，戈尔公司一家独大，国内东岳集团开始崛起，东岳凭借十几年的研发 和经验积累，成为最有希望挑战进口膜的民族企业，但是要打消国内膜电极和电堆厂 商的疑虑，还需要在薄型化和产品的一致性、耐久度上下功夫。

3.1.4 催化剂

燃料电池催化剂能够提高正负极电化学反应速率，缩短反应时间。目前大多数燃料电 池选择稳定性和活性比较高，并且不容易污染的贵金属铂作为催化剂材料，但铂的价 格比较昂贵，所以一般采取铂含量不高的铂基催化剂来控制催化剂的成本，但是目前 的催化剂成本占据电堆成本36%，仍处于较高水平。

国内催化剂的产业化和研究正起步，国外企业处于领先地位，已经能够实现批量化生 产了，并且性能稳定。其中英国Johnson Matthey和日本田中贵金属（本田燃料电池 车Clarity催化剂供应商）是全球铂催化剂的巨头。国内目前催化剂领域研究比较靠 前的主要是贵研铂业和大连化物研究所，其中贵研铂业正与上汽集团合作共同推进 国产催化剂的产业化研究。

3.1.5 气体扩散层

气体扩散层位于流畅和催化层之间，主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供 传输通道，并支撑催化剂。因此，扩散层基底材料的性能将直接影响燃料电池的电池 性能，主要有炭纸、炭纤维布、无纺布和炭黑纸。

目前国内炭纸以进口为主，国外领先企业有日本东丽、加拿大巴拉德、德国SGL等， 其中日本东丽占据市场较大份额，旗下有TGP-H-060、090、120三种厚度的炭纸产品。

国内的炭纸仍处于高校研究阶段，主要集中于中南大学、武汉理工大学等。

3.1.6 双极板

双极板与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供 通道、分隔燃料和氧化物等作用。双极板的材料主要有石墨、金属和复合材料三种， 其中石墨基双极板是目前PEMFC中应用最广泛的材料，并已实现国产化，国内石墨双 极板技术已达到国际一流水平，国内代表企业主要有鑫能石墨、上海弘枫等，其中上 海弘枫产品已实现出口海外。

薄金属双极板的技术难点在于成型和表面处理，但具有更好的导电和热传导性能，同 时金属材料良好的机加工性能会大大降低双极板的加工难度。是未来双极板发展的 主流方向。金属双极板主要供应商有瑞典Cellimpact、美国Dana、德国Grabener、美 国treadstone以及国内的上海治臻，目前上海治臻可以实现双极板国产化、批量化生 产，设计年产量可达50万副，至少可供1500辆以上FCV使用。

3.1.7 空压机

空压机为燃料电池的阴极提供空气，通过对空气的增压会提高燃料电池的输出功率， 20%-30%的燃料电池输出功率将会被用于增压，因此空压机的节能性和高效性非常重 要。空压机主要有螺杆式、涡旋式等，其中螺杆式空压机的优点是压力和流量可以灵 活调整、启动停止方便、安装简单，但是有噪声大、体积大、质量重以及价格高的缺 点，目前美国GM、Plug Power、德国Xcellsis、加拿大Ballard等公司的燃料电池中 都采用了螺杆式空压机。

涡旋式空压机的容积效率高，且压力和气量连续可调，但与离心式空压机相比尺寸和 重量较大，目前日本丰田、美国UTC等公司的燃料电池系统采用涡旋式空压机。离心 式空压机的价格相对便宜,质量和体积功率密度高, 是目前燃料电池用空压机的开发 方向。

目前我国空压机正处于小规模生产走向量产、机械式产业化导入阶段，离心式仍处于研发设计阶段。国外空压机领先企业有：瑞典OPCON、美国UQM、日立和Atlas Copco 等。我国雪人股份收购国际空压机龙头切入空压机市场，公司持有空压机龙头瑞典 OPCON AB公司 17.01%的股权,通过并购基金收购了OPCON 业务核心两大子公司 SRM 和OES 100%股权。

3.2 燃料电池产业链中游：系统走出国门，集成技术占据全球领先地位

燃料电池系统是燃料电动车的核心，在整个燃料电池汽车中，燃料电池系统占整车成 本的65%，一般由电池堆、燃料处理器、空压机和加湿器组成。目前我国燃料电池系 统开始呈现国际竞争力，国内燃料电池系统技术领先的企业有上海重塑、雄韬股份、 亿华通、氢途科技、弗尔塞等。2019年7月，丰田与一汽股份、苏州金龙及上海重塑 达成共识，将在一汽股份、苏州金龙生产及销售的FC大巴上搭载采用丰田FC电堆等零 部件的上海重塑FC系统。这说明了国产燃料电池系统技术已经达到了全球居前的地 位，尤其在商用车方面，国内系统开发企业的经验、技术成熟度以及产品验证方面更 具优势。

在产品性能方面，上海重塑的CAVEN系列产品的额定功率为32/46/80kW，体积比功率 密度达到了0.22kW/L，其中CAVEN7做到了-30℃的冷启动，下游客户主要有一汽解放、 东风、宇通客车、中通客车等，2018年市占率高达50%。雄韬股份的QX45系统的体积 比功率密度高达0.38kW/L，远超国外系统龙头企业巴拉德系统产品的体积比功率密度。

目前燃料电池系统成本占整车成本的比重超过65%，其中燃料电池电堆成本占总成本 的30%，储氢系统成本占比为14%。燃料电池系统目前成本约为4000元人民币/kW，随 着产量提升会逐渐下降，预计2020年下降到2500元/kW，2025年下降到800元/kW，2030 年下降到200元/kW。

3.3 燃料电池产业链下游：整车企业纷纷布局产业链

燃料电池产业链下游主要包括由汽车、船舶、固定式发电、潜艇和航天器等。按照全 球的燃料电池装机情况来看，燃料电池主要用于交通运输当中，按功率计2018年装机 量达到了总燃料电池装机量的70.05%，其次是固定式发电装置，2018年装机量占比为 29.86%。

3.3.1 燃料电池汽车

燃料电池是中国“十五”确定的新能源汽车发展“三纵“技术路线之一，氢燃料电池 系统比较复杂，但氢气的储能密度高，适合大功率、长续航的车辆使用。燃料电池汽 车主要分为乘用车和商用车，目前我国主要通过前期的商用车发展，规模化降低燃料 电池和氢气成本，同时带动加氢站配套设施建设，后续再拓展到燃料电池乘用车的发 展。我国现已投入运营车辆超过1452辆，其中公交车607辆左右，物流车约756辆，轻 型客车89辆。

燃料电池汽车领域竞争一直以日韩车企为主，目前全球燃料电池整车领域中丰田、本 田和现代等企业领跑，传统车企如奔驰等均开始进入燃料电池领域。丰田Mirai使用 的燃料电池电堆最大功率达到了114kW，电堆功率密度为3.1kW/L，百公里加速达到了 9.7s，续航里程为502km，实现了-30℃的低温冷启动。Mirai上市至今，全球已售出超 过9,000辆。

2019年1-10月，韩国燃料电池汽车达到了3207辆，现代2019年燃料电池销量或将达到 3666辆，年销量超越丰田位居世界第一，同比增长622%，排名世界第一；而美国、日 本和欧盟分别位列二、三、四位，我国前10月的燃料电池汽车销量仅为1327辆，与 排名前列的国家还存在一定的差距。

而目前我国燃料电池汽车主要以上汽、飞驰、长城、宇通、福田、中通为代表，其中 上汽集团推出的荣威950具备小批量生产能力，燃料电池电堆功率和整车性能与丰田 等国外整车巨头相比，仍有不小差距。飞驰汽车2018年销售111辆燃料电池客车和70 辆燃料电池物流车，成为国内第二大氢燃料电池整车企业，氢燃料电池客车市占率 43%，全国第一，全燃料电池汽车市场占比23%。

我国燃料电池乘用车尚未实现产业化生产，制造成本偏高，补贴后售价约50万元人民 币。而国外的燃料电池乘用车售价已经降低至5.5万-6万美元，考虑政府补贴后的终端售价在35000美元左右。

3.3.2 燃料电池固定式发电

燃料电池在固定式发电领域主要有三种应用，分别是分布式电站、家用热电联供系统 和备用电源。分布式燃料电池电站由于其模块化性能强、可扩展性能好的优势，可以 作为主电网的补充，也可以作为偏远地区的电站独立发电；热电联供系统常用于家庭 和办公楼中，以天然气燃料或结合分布式光伏发电制氢打造零碳建筑；燃料电池应急 备用电源产品能源效率高、环保、相应迅速、占地面积小、寿命长，因此广泛应用在 通信、电力、医疗和公共事业部门。

燃料电池电站目前主要分布在北美、韩国和日本地区，并且日本也大力推广部署EneFarm热电联供系统，现已成功部署27.4万套。而目前我国在分布式电站和热电联供系 统的鼓励政策和产品开发较少，仅辽宁省营口市在2016年投用了热电联供总效率达 到75%的2兆瓦的质子交换膜燃料电池发电系统。在燃料电池备用电源方面，国外已实 现成熟商业化应用，规模达到万套级，国内也已累计实现300多台备用电源产品应用， 功率等级为3-5kW，累计待机超过40000天，运行时间超过4000小时。

3.4 燃料电池产业链上市龙头梳理

1.雄韬股份：电堆 膜电极 系统 整车 加氢站

2.美锦能源：电堆 膜电极 整车 副产氢 加氢站

3.上汽集团：系统 整车 加氢站

4.宇通客车

5.潍柴动力：重卡发动机龙头 电堆 叉车

6.雪人股份：电堆 系统 空压机 氢循环泵 水电解制氢 液化氢 加氢站

7.大洋电机：系统 电堆 零部件 氢气储运 加氢站

8.东方电气：系统 电堆 膜电极

9.道氏技术：膜电极

10.东岳集团：质子交换膜

……

4.投资建议

（1）我国目前非常重视新能源汽车行业的发展，但燃料电池汽车产业化程度不及日 美欧等国家和地区，我国现以燃料电池商用车为主，通过发展商用车带动上中游电堆 零部件、系统集成和氢能成本的下降，以支撑未来乘用车的发展和推广。长期来看， 燃料电池汽车仍将是燃料电池的主要应用，建议关注布局燃料电池全产业链的整车 龙头或者第三方企业。

（2）2019年政府对于新能源汽车行业的政策扶持有所缓和，燃料电池汽车也受到了 补贴退坡的影响，三季度出现了产销停滞的现象，但燃料电池汽车和新能源公交车补 贴政策尚未正式落地，未来有望补贴向上游零部件和加氢站基础设施靠拢，建议关注 上游电池电堆集成、中游系统龙头以及未来有加氢站投入运营的企业。

（3）催化剂、气体扩散层作为电堆的核心部分，成本占比超40%，主要供给来源于国 外，国内催化剂和气体扩散层技术仍处于研发状态，长期来看催化剂和气体扩散层是 降低电堆成本的关键，企业高校联合推动其产业化发展，建议持续关注具有高校或研 究所合作背景的细分龙头企业。

（报告来源：万联证券）

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