以來(lái)中國(guó)燃料電池技術(shù)、市場(chǎng)進(jìn)展及未來(lái)投資策略分析

以來(lái)中國(guó)燃料電池技術(shù)、市場(chǎng)進(jìn)展及未來(lái)投資策略分析

一、燃料電池技術(shù)與市場(chǎng)進(jìn)展

燃料電池（FuelCell）是一種將外部供應(yīng)的燃料和氧化物中的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能、熱能和其它反應(yīng)產(chǎn)物的發(fā)電裝置。按不同的電解質(zhì)，燃料電池可分為質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池等。其中，電堆是質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的核心部件，主要由單電池由堆棧的方式構(gòu)成。單電池包括雙極板、膜電極、密封圈。膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴(kuò)散層。

膜電極是燃料電池電化學(xué)反應(yīng)最重要的基本單元，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝技術(shù)是燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，決定了電池的工作性能。

膜電極是多相物質(zhì)傳輸和電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，決定了質(zhì)子交換膜燃料電池的性能、壽命和成本。高性能的膜電極應(yīng)具備：1）最大限度地減少氣體傳輸阻力，使得反應(yīng)氣體順利從擴(kuò)散層到催化劑層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)；2）形成良好的離子通道，降低離子傳輸阻力；3）形成良好的電子通道；4）氣體擴(kuò)散層應(yīng)保證良好的機(jī)械強(qiáng)度及導(dǎo)熱性；5）質(zhì)子交換膜具有高質(zhì)子傳導(dǎo)性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及抗水解性。

近年來(lái)，國(guó)家和地方政府出臺(tái)一系列氫能與燃料電池相關(guān)政策與規(guī)劃，中國(guó)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅速。中國(guó)質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極技術(shù)與市場(chǎng)進(jìn)展

（一）、膜電極是核心部件，國(guó)內(nèi)外差距仍顯著

膜電極是燃料電池電堆最核心的部件。膜電極是燃料電池電化學(xué)反應(yīng)最重要的基本單元，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝技術(shù)是燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，決定了電池的工作性能。從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，膜電極在燃料電池電堆成本中占有60%以上的比重，其國(guó)產(chǎn)化程度與規(guī)?；a(chǎn)是燃料電池降成本的突破點(diǎn)。燃料電池系統(tǒng)成本結(jié)構(gòu)拆解

國(guó)產(chǎn)膜電極與國(guó)外差距明顯。膜電極是燃料電池中技術(shù)門檻最高的一環(huán)。當(dāng)前，石墨雙極板和密封層已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但用于乘用車的金屬雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴(kuò)散層僅能少量生產(chǎn)，幾乎被國(guó)外所壟斷，國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距較大。我國(guó)膜電極性能與外國(guó)相比仍存在差距

膜電極的性能可通過(guò)體積功率密度、額定電流、燃料電池催化劑鉑含量、燃料電池車載工況壽命、質(zhì)子交換膜厚度等指標(biāo)來(lái)判定：體積功率密度是指燃料電池能輸出最大的功率除以整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的體積，我國(guó)燃料電池體積功率密度與國(guó)外差距明顯。鉑作為燃料電池的催化劑，可以催化氫氣和氧氣的反應(yīng)，以幫助將燃料氣通過(guò)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，由于鉑對(duì)于燃料電池的重要性以及其自身昂貴的價(jià)格(約200元/克)，因此燃料汽車鉑載量對(duì)于整車的價(jià)格影響重大，國(guó)內(nèi)燃料電池鉑載量約為0.5-0.8g/kw，國(guó)外可以達(dá)到0.3-0.5g/kw，我國(guó)在鉑載量上仍有很大改進(jìn)空間。質(zhì)子交換膜是燃料電池的關(guān)鍵組件之一,其電導(dǎo)率直接影響燃料電池的電池性能。質(zhì)子交

換膜的厚度決定其質(zhì)子電導(dǎo)率大小，我國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品與國(guó)外先進(jìn)水平仍有差距。

（二）、行業(yè)格局：國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速，國(guó)企規(guī)?；a(chǎn)可期

膜電極國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速。國(guó)內(nèi)企業(yè)膜電極的供應(yīng)商分為兩類：一類是以豐田和巴拉德為代表的、自給自足的燃料電池企業(yè)；另一類是專業(yè)膜電極供應(yīng)商，國(guó)外龍頭企業(yè)為有3M、JohnsonMatthey、Gored等，國(guó)內(nèi)以武漢新能源和鴻基創(chuàng)能為代表，其他企業(yè)如昆山桑萊特、南京東焱氫能、蘇州擎動(dòng)等企業(yè)也參與了膜電極的研發(fā)。膜電極研發(fā)單位及其性能

武漢理工新能源已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)到12萬(wàn)片，建成的自動(dòng)化膜電極生產(chǎn)線產(chǎn)能達(dá)到2萬(wàn)平米/年。其在全球有超過(guò)100名客戶，產(chǎn)品大部分出口到美國(guó)的PlugPower公司，產(chǎn)品質(zhì)量已得到國(guó)內(nèi)外廣泛認(rèn)可。鴻基創(chuàng)能同樣在膜電極領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。公司簽訂的國(guó)際新型膜電極產(chǎn)業(yè)化合作項(xiàng)目于2019年3月全面竣工。該項(xiàng)目產(chǎn)品的功率密度達(dá)到1.2W/cm2，是膜電極國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的重大突破，有效填補(bǔ)了中國(guó)高能量密度膜電極制造的空白。預(yù)計(jì)該項(xiàng)目產(chǎn)能達(dá)到10萬(wàn)平米/年，初始年產(chǎn)值可達(dá)6-10億元，2020年有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。蘇州擎動(dòng)動(dòng)力科技于2019年2月宣布其自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首套“卷對(duì)卷直接涂布法”膜電極生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，該生產(chǎn)線可年產(chǎn)膜電極100萬(wàn)片，預(yù)計(jì)產(chǎn)值達(dá)3億以上。

（三）、配套：加氫站建設(shè)滯后于國(guó)際水平，看好未來(lái)發(fā)展

加氫站是支撐燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的基石。燃料電池汽車的發(fā)展和商業(yè)化離不開(kāi)加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。若沒(méi)有完善的加氫站基礎(chǔ)設(shè)施布局，則很難支撐起燃料電池車應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，因此加氫站的建設(shè)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

加氫站正逐步實(shí)現(xiàn)全球布局。2018年全球加氫站新增48座。截止到2018年底，全球加氫站數(shù)目達(dá)到369座。分地區(qū)來(lái)看：歐洲152座，亞洲136座，北美78座。在全部369座加氫站中，有273座對(duì)外開(kāi)放，可以像任何傳統(tǒng)的零售站一樣使用；其余的站點(diǎn)則為封閉用戶群提供服務(wù)，比如公共汽車或車隊(duì)用戶。分國(guó)家來(lái)看：日本、德國(guó)和美國(guó)位居前三位，中國(guó)排名第四。各國(guó)在短期內(nèi)將要部署更多的加氫站計(jì)劃，新加氫站數(shù)目也在平穩(wěn)增長(zhǎng)。全球新增加氫站計(jì)劃較大的有德國(guó)（38座）、荷蘭（17座）、法國(guó)（12座）、加拿大（7座）、韓國(guó)（27座）、中國(guó)（18座）。全球加氫站數(shù)目（分地區(qū)）

全球加氫站數(shù)目（分國(guó)家）

國(guó)內(nèi)加氫站數(shù)量少，建設(shè)布局待完善。由于認(rèn)識(shí)、安全、審批等多方面原因，與西方國(guó)家相比，中國(guó)的加氫站布局和建設(shè)仍處于緩慢起步階段。截至2019年3月，我國(guó)已投產(chǎn)的加氫站為23座，從地域分布來(lái)看，主要集中在廣東、江蘇、上海、湖北、河北等地，并未實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的覆蓋。未來(lái)加氫站的建設(shè)數(shù)量及地域分布還有待完善。全國(guó)各省份加氫站數(shù)目

近年來(lái)加氫站建設(shè)提速。2016年初，國(guó)內(nèi)僅有北京永豐、上海安亭和鄭州宇通3座正在運(yùn)營(yíng)的加氫站。近2年政府大力推進(jìn)加氫站項(xiàng)目建設(shè)，分別于2017年和2018年新增5家和10家。截至2018年12月，中國(guó)共有25座建成的加氫站（其中3座已拆除），另有多座在建，但多數(shù)僅供示范車輛加注使用，暫未實(shí)現(xiàn)全商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。此外，全國(guó)各地很多城市的加氫站也都在建設(shè)/規(guī)劃中，明年預(yù)計(jì)將達(dá)到100座左右。加氫站建設(shè)提速將給氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)保障。國(guó)內(nèi)部分建成運(yùn)營(yíng)加氫站情況

政策紅利驅(qū)動(dòng)各省市加快建設(shè)規(guī)劃。2016年工信部組織制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中指出，到2030年中國(guó)加氫站數(shù)量將超過(guò)1000座。在政策紅利驅(qū)動(dòng)下，各地方政府加快了氫能產(chǎn)業(yè)布局，并在加氫站建設(shè)方面做出了明確的數(shù)量規(guī)劃。部分省市加氫站建設(shè)規(guī)劃省/市2020

建設(shè)成本阻礙發(fā)展，油氫合建站有望降成本。國(guó)內(nèi)加氫氣站稀缺的主要原因有二：一是建設(shè)加氫站所需的關(guān)鍵部件大多依靠進(jìn)口，二是由于建設(shè)用地、行政審批等原因，其建設(shè)成本較高。2016年南海首次與中石化、中石油合作，在現(xiàn)有加油站基礎(chǔ)上合建加氫加油站。從成本上看，新建一個(gè)加氫站需要成本至少1000萬(wàn)元以上，而在加油站基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)加氫裝置只要500萬(wàn)元。油氫合建站的創(chuàng)新模式，不僅大大節(jié)約了加氫站的土地建設(shè)成本，在人力成本與周邊配套設(shè)施上也有很強(qiáng)的協(xié)同性，為加氫站發(fā)展掃除阻礙。加氫站建設(shè)成本

舜華新能源從2004年起就開(kāi)展氫能技術(shù)研發(fā)及推廣，也是最早開(kāi)始布局加氫站建設(shè)及加氫設(shè)備的企業(yè)。其參與的加氫站接近20座，其中17座固定加氫站，深度參與的有14座。公司通過(guò)建立合資公司的形式，在氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的上下游積極進(jìn)行布局，加快產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)和品牌的滲透，為車載供氫系統(tǒng)和加氫站業(yè)務(wù)的發(fā)展打造堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。富瑞氫能是一家專注于氫能基礎(chǔ)設(shè)施的裝備制造公司。2016年由富瑞特裝與程寒松教授合資成立，旨在推進(jìn)有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)的商業(yè)化，但由于當(dāng)時(shí)市場(chǎng)和技術(shù)都不成熟，產(chǎn)業(yè)化不順利，于2017年3月正式從合資公司退出。雖然當(dāng)前全球已有16座液態(tài)加氫站，但國(guó)內(nèi)仍以高壓儲(chǔ)氫加氫站建設(shè)為主流，富瑞氫能填補(bǔ)了我國(guó)在液態(tài)儲(chǔ)氫加氫站領(lǐng)域的空白。2018年6月，由富瑞氫能發(fā)起，聯(lián)合同創(chuàng)偉業(yè)基金、海天氣體成立合資公司江蘇氫源天創(chuàng)，致力于大型民用商業(yè)化氫液化工廠的投資建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，以及液氫的物流運(yùn)輸和液氫加氫站的建設(shè)運(yùn)營(yíng)。目前富瑞氫能8.5噸/天氫液化工廠項(xiàng)目仍在陜西建設(shè)中，一旦落地成功，有望成為國(guó)內(nèi)液氫領(lǐng)域第一個(gè)大型商業(yè)化示范項(xiàng)目。氫楓能源成立于2016年5月，雖成立時(shí)間較短，但其核心團(tuán)隊(duì)均出自國(guó)內(nèi)外知名氣體公司，實(shí)力不容小覷。公司的發(fā)展戰(zhàn)略是用薄利搶占市場(chǎng)，目前已在上海、如皋、張家港、十堰、中山、佛山、聊城、武漢等城市布局加氫站，截至2018年底，已經(jīng)完成6座自建站、4座承建站的建設(shè)，目前仍有若干在建項(xiàng)目進(jìn)行中。公司同時(shí)布局上游產(chǎn)氫供氫、儲(chǔ)氫行業(yè)與下游加氫站運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)整個(gè)加氫站產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

二、燃料電池行業(yè)發(fā)展投資策略分析

（一）、區(qū)域集群+地方政府政策扶持助力發(fā)展

1、當(dāng)前行業(yè)呈現(xiàn)區(qū)域集群特點(diǎn)，區(qū)域協(xié)同性發(fā)展優(yōu)勢(shì)明顯

目前，我國(guó)燃料電池行業(yè)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)，在具備能源、技術(shù)、市場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)的區(qū)域內(nèi)，由地方政府和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)共同推動(dòng)，優(yōu)先集中發(fā)展起來(lái)，從氫能制儲(chǔ)配套、上游零部件研發(fā)生產(chǎn)，到下游整車應(yīng)用，形成了一系列燃料電池產(chǎn)業(yè)集群，包括京津冀、華東、華中、華南、西南、東北、西北等地區(qū)。其中，發(fā)展勢(shì)頭最為強(qiáng)勁的四大集群區(qū)域分別為京津冀集群、華東集群、華中集群和華南集群。我國(guó)燃料電池四大主要產(chǎn)業(yè)集群

四大產(chǎn)業(yè)集群的形成與其能源儲(chǔ)備和氫能生產(chǎn)能力、技術(shù)人才資源、落地應(yīng)用場(chǎng)景等各方面優(yōu)勢(shì)息息相關(guān)。例如，河北、湖北、山東面臨新舊經(jīng)濟(jì)動(dòng)能轉(zhuǎn)換；山西有豐富的煤炭資源，便于“煤制氫”，同時(shí)面臨資源型地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型；長(zhǎng)三角、珠三角一直是高新企業(yè)聚集地；華北、華東和中南地區(qū)則是貨運(yùn)集聚地，燃料電池商用車落地的可行性較強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，幾大集群內(nèi)部的燃料電池企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、加氫設(shè)備及地方政府形成較為穩(wěn)定的合作關(guān)系，成為短期內(nèi)我國(guó)燃料電池行業(yè)發(fā)展的主要模式。位于產(chǎn)業(yè)鏈區(qū)域集群的企業(yè)，無(wú)論在技術(shù)領(lǐng)域還是市場(chǎng)推廣都具備相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

2、地方政府政策助力，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展

地方政府紛紛出臺(tái)燃料電池行業(yè)發(fā)展具體規(guī)劃，明確燃料電池市場(chǎng)推廣的階段性目標(biāo)，政策力度大，對(duì)未來(lái)預(yù)期樂(lè)觀。截至2019年5月份，上海、蘇州、寧波、武漢、佛山以及山東、山西等主要省市發(fā)布關(guān)于燃料電池汽車保有量、行業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃等一系列量化發(fā)展目標(biāo)，行業(yè)市場(chǎng)空間拓展路徑進(jìn)一步明晰。其中，在燃料電池車保有量方面，7大主要省市的地方規(guī)劃累計(jì)規(guī)模已超出國(guó)家總體規(guī)劃。地方政府的扶持政策進(jìn)一步保證該區(qū)域內(nèi)燃料電池企業(yè)的發(fā)展前景。我國(guó)主要省市燃料電池車保有量規(guī)劃省我國(guó)部分省市氫燃料電池產(chǎn)值規(guī)劃

（二）、短期內(nèi)，綁定下游優(yōu)質(zhì)客戶的企業(yè)成長(zhǎng)機(jī)會(huì)大

從我國(guó)燃料電池行業(yè)現(xiàn)狀看，一方面，通過(guò)規(guī)模化量產(chǎn)以降低工藝成本是行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵；另一方面，不同于海外的市場(chǎng)化模式，國(guó)內(nèi)燃料電池商用車剛起步，受政策和政府補(bǔ)貼影響更大，燃料電池供應(yīng)商企業(yè)與政府和新能源整車廠商的關(guān)系資源顯得更為重要。借鑒我國(guó)動(dòng)力鋰電池的發(fā)展歷程，我國(guó)動(dòng)力電池車的產(chǎn)業(yè)化極大地推動(dòng)了鋰電池企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和銷量提升，與下游車企的配套是鋰電池企業(yè)獲得市場(chǎng)認(rèn)可并放量崛起的重要因素。2013年以前，全球動(dòng)力電池市場(chǎng)被日韓巨頭壟斷，寧德時(shí)代正是憑借為寶馬供貨、與宇通簽署排他性戰(zhàn)略協(xié)議而獲得市場(chǎng)認(rèn)可，隨后成為北汽最大的電芯供應(yīng)商，并與上汽、長(zhǎng)安、東風(fēng)等自主車企綁定資本合作關(guān)系，由此拉動(dòng)電池產(chǎn)銷量在2013-2015年的快速增長(zhǎng)并走上龍頭地位。

故判斷，短期內(nèi)綁定下游優(yōu)質(zhì)客戶的燃料電池企業(yè)將一方面享受下游整車的放量紅利，實(shí)現(xiàn)增量降成本，一方面在實(shí)際運(yùn)行中獲得更多市場(chǎng)驗(yàn)證機(jī)會(huì)，提升產(chǎn)品性能，成長(zhǎng)機(jī)會(huì)大。

（三）、長(zhǎng)期應(yīng)關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈中掌握核心技術(shù)的企業(yè)

1、當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈布局模式：全產(chǎn)業(yè)鏈布局VS深耕細(xì)分領(lǐng)域

從產(chǎn)業(yè)鏈布局看，我國(guó)燃料電池企業(yè)主要采取兩類模式，一是全產(chǎn)業(yè)鏈布局，往產(chǎn)業(yè)鏈上下游拓展，實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張和聯(lián)動(dòng)效應(yīng)；二是深耕細(xì)分領(lǐng)域，持續(xù)提升產(chǎn)品性能構(gòu)建優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)燃料電池龍頭企業(yè)多采取全產(chǎn)業(yè)鏈布局模式，究其原因有二，一是我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)仍處起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈配套不完整，加之燃料電池產(chǎn)業(yè)上下游依賴性極強(qiáng)，上游材料直接決定中游系統(tǒng)的核心性能，下游及加氫配套設(shè)施扼制中上游的量產(chǎn)進(jìn)程，故企業(yè)通過(guò)縱向拓展來(lái)完善產(chǎn)業(yè)鏈以帶動(dòng)自身主業(yè)發(fā)展；二是全產(chǎn)業(yè)鏈布局下企業(yè)有望迅速擴(kuò)大規(guī)模，并降低交易成本，實(shí)現(xiàn)更大利潤(rùn)空間。當(dāng)前，美錦能源、雄韜股份、濰柴動(dòng)力等企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局較為突出。

深耕細(xì)分領(lǐng)域的布局模式則見(jiàn)于少數(shù)專注生產(chǎn)上游材料的企業(yè)：其中一類為研發(fā)能力強(qiáng)，持續(xù)投入以求突破細(xì)分領(lǐng)域瓶頸而形成競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)，如十余年專注研發(fā)膜電極的武漢理工新能源；另一類企業(yè)在其他主營(yíng)業(yè)務(wù)上積累了優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到燃料電池產(chǎn)業(yè)中與之協(xié)同的某一細(xì)分環(huán)節(jié)，如專注做質(zhì)子交換膜的東岳集團(tuán)，它主營(yíng)聚四氟乙烯高分子材料和環(huán)保制冷劑，是亞洲規(guī)模最大的氟硅材料生產(chǎn)基地、中國(guó)氟硅行業(yè)的龍頭企業(yè)，借助業(yè)務(wù)協(xié)同優(yōu)勢(shì)進(jìn)入質(zhì)子交換膜領(lǐng)域，并自2013年為奔馳、福特聯(lián)合開(kāi)發(fā)供應(yīng)。由于細(xì)分領(lǐng)域空間相對(duì)較小，過(guò)硬的技術(shù)和產(chǎn)品性能才是此類企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2、長(zhǎng)期看，掌握核心技術(shù)的企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位

參照海外電堆龍頭企業(yè)巴拉德的國(guó)際地位，產(chǎn)業(yè)鏈上掌握核心技術(shù)的企業(yè)將具備更高的話語(yǔ)權(quán)和議價(jià)能力。作為全球少有的掌握膜電極制備和生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，巴拉德通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓授權(quán)、銷售燃料電池模塊和膜電極等，自2013年以來(lái)從中國(guó)至少獲得4.4億美元收入，其中技術(shù)授權(quán)收入占1.68億美元，同一技術(shù)