据国内各地方政府规划,我们预计2025年氢燃料电池汽车保有量达10万,2030年保有量达100万辆。据我们测算,燃料电池重卡降本46%可与电动车平价,降本36%可与柴油车平价。降本关键路径是电堆核心部件和材料的自主可控,包括:膜电极的催化剂、质子交换膜、气体扩散层;双极板;空压机;氧气循环泵。21年随着政策落地,国内外厂商积极扩产,具备多场景示范经验、研发投入能力强、产品性能不断完善提升的企业有望胜出。
示范城市及补贴政策落地,燃料电池产业发展进入快车道
根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量3715万吨,在终端能源消费中占比约为5%,氢能在交通领域/发电等领域的应用有望快速发展。据国内各地方政府规划,我们预计25年氢燃料电池汽车保有量达10万,30年保有量达100万辆,2022-2025年CAGR=83.1%,2026-2030年CAGR=48.5%。政策补贴向重载长续航氢能车偏移,氢能重卡21年销量779辆,同比增长42倍,若氢燃料电池车全面替代重卡、环卫、公交、大巴,每年潜在市场空间可达180.8万辆。
降本路径:电堆核心部件和材料的自主可控
我们以18吨燃料电池重卡、燃油重卡、电动重卡为例进行全生命周期经济性分析,不考虑补贴,在全生命周期内,燃料电池重卡降本46%可与电动车平价,降本36%可与柴油车平价。降低电堆成本技术方向包括:1. 膜电极:初步达到产业化标准,核心材料的国产化尤为关键:1)催化剂:铂载量减少是降低电堆成本的关键;2)质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内已经具备量产能力;3)气体扩散层:目前全部依赖进口,国内企业在技术层面已经可以对标国际先进产品,规模化生产可期;2. 双极板:石墨双极板技术较为成熟,基本已实现国产化,但耐久性和工程化有待验证;3. 空压机:已实现全功率段国产化,目前国产化率接近100%;4. 氢气循环泵:20年后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代。
竞争格局:国内外厂商积极扩产能,打好示范期突围赛
2019年至2021年期间燃料电池电堆的TOP3集中度从84%降低到58%,尤其是21年随着政策落地,丰田、现代等国外领先企业、国内大型国有企业国电投氢能、民营领先企业亿华通、国鸿氢能、上海重塑等都积极跑步入局,进行产能建设和上车示范。我们认为示范期内市场竞争有望进一步加剧,有利于技术的进步和产业发展,系统产品朝着更大功率和更高功率密度发展,具备多场景示范经验、研发投入能力强,产品性能不断完善提升的企业有望胜出。
风险提示:产业政策不及预期;未来经济增速不达预期;原材料价格大幅波动;国际贸易摩擦加剧限制产业发展。
“十四五”构建“大氢能”图景,燃料电池先行
氢能是国家能源安全,节能减排的优选方案
氢能将成为能源安全的重要组成部分。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量3715万吨,在终端能源消费中占比约为5%;2060年13030万吨,在终端能源消费中占比约为22%。国际能源署预测,到2070年全球对氢气的需求将达到5.2亿吨。世界能源理事会预计,到2050年氢能在全球终端能源消费量占比25%。





相同里程下一辆重卡的二氧化碳排放量约为一辆乘用车的十倍,氢能物流车/乘用车/重卡预计单车年碳减排量达9.8t/2.1t/187.6t,提高重卡的新能源转化率是商用车发展的重头戏。


示范城市群探索多元应用场景,政策精准补贴
“3+2”示范城市群格局形成,探索多元应用场景,交通领域是氢能产业应用的先导部分。2021年9月,我国首批三个燃料电池汽车示范城市群落地,分别由北京市、上海市和广东省佛山市牵头。2021年12月28日,河南、河北两大燃料电池汽车示范城市群正式启动。全国“3+2”燃料电池汽车示范格局形成,合计共47座城市。国家发改委能源研究所环境中心主任熊华文提出:“交通领域是氢能产业应用的先导部分,十四五期间,氢能将探索走多元化的应用之路,在工业、建筑等领域进行探索,构建“大氢能”图景。


国补补贴采取“以奖代补”方式精准补贴,按照示范城市群任务目标完成情况给予奖励。示范城市群奖励为期4年,各年度奖励比例为20年/21年/22年/23年:1.3/1.2/1.1/0.9,可近似看作21年、22年奖励在前一年基础上退坡10%,23年奖励退坡20%。财政部分别在燃料电池汽车推广应用和氢能供应两个领域给予示范城市群补贴,原则上1积分约奖励10万元。示范城市群中上海补贴政策已经落地,其余示范城市群政策有望逐步落地。


补贴政策鼓励续航里程高、功率大的商用车型,以上海地区31吨以上重卡车型为例,国补+地补超过100万,补贴后车辆购置成本与燃油车持平。根据最新积分奖励政策,针对功率大于75kW的燃料电池车,给予更高的积分和补贴支持。纳入奖励车辆的纯氢续驶里程应不低于300km,对于31吨以上的重型货车以及矿山、机场等场内运输车辆,续驶里程可放宽至200km。这有利于诸如矿用卡车、机场摆渡车等场内运输车型应用。车型上,轻中型货车(<12吨)和中小型客车(<10m)奖励金额最低,大型客车和重型货车补贴力度更高,在重型货车中,12-25吨、25-31吨和31吨以上3档,各档奖励金额呈阶梯式上升。根据香橙会研究院,目前31吨氢能重卡售价为150万左右,补贴超过100万,补贴后购置成本与一辆相近规格的柴油重卡拖车已大体持平。

氢能车进入规模示范阶段,2025年保有量有望达到10万辆
25年10万辆,30年100万辆的目标有望实现。中国氢能联盟预测2025年中国氢燃料电池汽车保有量10万辆,2030年保有量100万辆,截至2021年,国内燃料电池汽车保有量为8938辆,2022-2025年CAGR=83.1%,2026-2030年CAGR=48.5%,根据复合增速,我们预计2025年中国燃料电池汽车销量为4.6万辆,2030年为37万辆。根据示范城市群的示范目标,2025年合计为3.3万辆,考虑其他非示范氢能规划持续落地,我们预计2025年中国氢燃料电池汽车10万辆的保有量目标有望实现。


纯电动车的续航里程和补能时间仍不理想,长期看燃料电池更适合长途载重运输。由于技术局限,纯电动车的续航里程和补能时间仍不理想,即便采用换电模式减少充电时间,也只能在换电站辐射的作业半径内进行运输工作,提升续航里程将面临载重量的降低。相较于纯电,氢燃料电池有能量密度更高、自重低、加注快、耐低温等优点,这决定了氢燃料电池车天然适用于固定路线、中长途干线和高载重的场景中。
若氢燃料电池在商用车全面推广,每年潜在市场空间超过180万辆/年。根据中汽协数据,2020年国内重卡、市政环卫车、公交车和大巴车销量分别为162.3万辆、6.9万辆、6.6万辆和5万辆,若氢燃料电池车全面替代原有重卡、环卫、公交、大巴等燃油车,潜在市场需求合计180.8万辆/年。

降本目标:补贴前全生命周期降本46%可与电车平价
长途、大功率应用场景下,燃料电池系统优势明显


氢能在交通领域的应用将逐步向长续航、大载重的场景过渡。根据氢蓝时代常务副总裁曹桂军在2021势银氢能与燃料电池产业年会上发表的《燃料电池系统开发与多场景应用》的主题演讲,预计2025年燃料电池系统主要额定功率为130~180kW,燃料电池系统最大额定功率将大于180kW,氢能在交通领域的应用将逐步向长续航、大载重的场景过渡。


经济性决定因素:购置成本、氢耗及氢气价格
燃料电池汽车成本包括车辆购置成本和使用成本,燃料电池汽车的燃料经济性决定了使用成本,它与两个因素直接相关:百公里氢耗量和氢气价格。
《中国氢能产业发展报告2020》对车用燃料电池系统提出的成本目标:
1)系统成本:2025/2035/2050年商用车燃料电池系统成本目标为3500/1000/ 500元/KW。以2020年为基数,2025/2050年分别下降30%/80%;
2)系统功率:2025年燃料电池重卡、客车、物流车的系统功率分别为150/100/55kW,2050年分别为300/200 /100kW;
3)百公里耗氢:2025年燃料电池重卡、客车、物流车分别为8.5 /5.5/2.5 kg/100km;2050年分别为6/3.5 /1.5 kg/100km。以2020年为基数,氢耗2025/2050年分别下降17~23%/45%~50%;
4)氢气成本:2025年为20元/ kg,2035年为10元/ kg,以2020年为基数,氢耗2025/2035年分别下降43%/71%。
2017年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》提出的降本要求更高:
1)燃料电池系统:商用车燃料电池系统成本2020/2025/2030年分别为5000/2000/600元/kW,以2020年为基数,2025/2030年分别下降60%/88%;乘用车燃料电池系统成本2020/2025/2030年分别为1500 /800 /200元/kW,以2020年为基数,2025/2030年分别下降46%/86.7%;
2)储氢系统成本:2020/2025/2030年分别为3000//2000/1800元/kg,以2020年为基数,2025/2030年分别下降33%/40%。




以18吨重卡车型为例降本空间测算:燃料电池车VS柴油车VS纯电车
基于中国、美国和日本的成本预测数据,根据车用燃料电池系统动力匹配的特点,分析燃料电池与纯电动卡车(18t)的成本差异。根据上海捷氢2021年9月发表的论文《基于 TCO 分析氢气价格对燃料电池重卡经济性的影响》,我们选取载重18t的一汽解放J6L4×2厢式运输车,车辆使用场景为车队营运重卡,该运输车需要满足日均500km以上的长途运输需求,使用时间为5年完成100万公里。结论如下:
1)购置成本:燃油重卡价格约20万,补贴前纯电重卡约71.6万,补贴后为67.6万,补贴前燃料电池重卡约96.9万,补贴后为16.8万。补贴前氢能车的购置成本分别高过燃油重卡80%,高于纯电重卡35%。
2)运营成本:燃油重卡柴油费用为1.61元/公里,电动车电费为0.88元/公里,补贴前燃料电池重卡能源使用成本为2.01元/公里,补贴后燃料电池重卡氢气费用为1.58元/公里,低于柴油重卡的运营成本。补贴后氢能车的燃料成本低于燃油重卡,高于纯电重卡80%。
3)全生命周期成本来看,补贴前,燃料电池重卡全生命周期成本高出燃油重卡36%,高出纯电重卡46%。补贴后,燃料电池汽车全生命周期的成本与低于柴油重卡,略高于纯电重卡7%。

如果2025年和2030年氢燃料电池汽车性能及成本的达到《节能与新能源汽车技术路线图》规划目标,则18吨重卡全生命周期成本2025年为255.86万,2030年为179.71万,分别比2021年燃油重卡成本低22.79%和45%,比2021年纯电动重卡低5%和31%。

需要注意的是:类似车型的情况下,燃料电池汽车的续驶里程主要取决于氢系统的储氢量,纯电动汽车的续驶里程主要取决于电池的容量,锂电池应用于重型车辆时,锂电池的自重不可忽略,根据高工锂电的数据,我们以一辆续航里程200公里的30吨纯电动卡车为例,锂离子电池容量约为400kWh,使用300Wh/kg的锂离子电池,电池自重高达1.3吨,如果续驶里程提高到800-1000公里,电池自重将高达6吨以上;而30吨的燃料电池卡车百公里氢耗约为10kg,使用储氢密度在5.7%的70MPa储氢系统,续驶里程为1000公里时燃料电池系统与储氢系统重量的总和仅2吨左右。
降本路径:国产化推动规模化
目标:2025年掌握关键技术,2030年完全实现关键技术的自主可控
根据《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》发展目标:到2025年,基本掌握关键技术,实现PEMFC电动汽车规模化推广应用,建设1~100kW级PEMFC分布式发电示范项目;到2030年完全掌握核心关键技术,建立完备的产业链,实现大规模推广应用;到2050年实现普及应用。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是现阶段国内外主流应用技术。燃料电池通过电化学反应直接发电,不受卡诺循环限制,没有机械传动损失,理论发电效率远高于内燃机。质子交换膜燃料电池凭借启动时间短、操作温度低、结构紧凑、功率密度高的优点成为燃料电池汽车迈入商业化进程的首选。

我国已经初步实现了PEMFC全产业链的国产化,逐步发展到产业规模持续扩张、基础设施逐步完善的产业化初期阶段。2017 年以来,国内燃料电池系统核心技术取得显著进步,初步掌握了整车、动力系统与关键部件的关键技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台,实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。

我国领先企业的电堆技术参数已经和国际先进企业接近。截至2021年底,以巴拉德、本田、丰田为首的国际先进企业最大功率在130~140kW,我国清能股份的VLS II Pro电堆的最大功率可以达到165kW,根据清能股份总经理张弛在2021势银氢能与燃料电池产业年会上发表的题为《大功率燃料电池电堆的商业化》的主题演讲,清能股份已经在2021年实现了170kW电堆的批量化应用,预计将在2022年一季度推出250kW电堆,截至2021年底150kW以上电堆出货量将超过400套,其中出口近100套,我国领先企业的电堆技术参数已经和国际先进企业接近。

电堆国产化率及技术指标提升,开发大功率系统难度降低。根据氢蓝时代动力科技有限公司常务副总裁曹桂军在2021势银氢能与燃料电池产业年会上发表的《燃料电池系统开发与多场景应用》的主题演讲,电堆的国产化率和技术指标快速提升。其中,单堆功率从45~60kW提升至150~200kW;电堆功率密度从2.5kW/L提升至4~4.5kW/L;关键零部件国产化率从50%提升至90~98%;系统集成度从300W/kg提升至450W/kg;环境适应性普遍提高,一般可达到-30℃冷启动;基础材料不断突破,产业化加速,系统成本下降趋势明显,电堆价格可低于2000/kW,系统成本可低于5000/kW。

电堆:初步实现产业化条件,国产化
2021年电堆成本约占燃料电池系统成本65%。膜电极主要包括催化剂、质子交换膜以及气体扩散层,占电堆成本的75%左右,其中催化剂占电堆的36%,双极板占电堆的23%,质子交换膜占电堆的16%。


膜电极:初步达到产业化标准,关键材料国产化推进带动成本下行
膜电极是燃料电池的核心部件,直接决定了氢燃料电池的功率密度、耐久性和使用寿命。膜电极承担燃料电池内的多相物质传输(包括液态水、氢气、氧气、质子和电子传输),通过电化学反应将燃料氢气的化学能转换成电能,直接决定了氢燃料电池的功率密度、耐久性和使用寿命。具备高效多相传输能力的膜电极,能减少电堆系统的辅机消耗,从而降低电堆成本,提高电堆系统可靠性。

国内企业膜电极主要参数已经与国际先进水平接近,部分参数可以超过国外先进水平。目前,国内已经有一批可以独立研发、生产膜电极的企业,从产品性能来看,主要性能参数方面与国际水平接近,如部分领先企业功率密度可达到1.4W/c㎡,耐久可达20000小时以上。国内领先膜电极企业鸿基创能、武汉理工新能源、擎动科技膜电极产品功率密度均超过1W/c㎡,鸿基创能达到1.4W/c㎡,测试使用寿命超过1~2万小时,已基本满足产业化应用需求。21年后国内膜电极企业扩产速度加快,双面直接涂布技术和膜电极一体成型技术正在成为主流。

国产膜电极成本优势明显,并有望持续下降。国产化MEA产品规模化应用增强供应商议价能力,大批量采购情况下上游原材料成本有望大幅下降,同时规模效应摊薄高昂的设备投入,带动MEA成本下行。

膜电极关键材料-催化剂:低铂/高活性铂/非铂
催化剂起到分解氢气和氧气进行电化学反应产生电流的作用。目前商用催化剂为铂碳催化剂,稀有金属铂的高成本是燃料电池商业化的主要阻碍之一。催化剂研发重点是新型制备技术、载体及接触界面改性。


降低铂载量是降低燃料电池电堆成本的重要途径。根据势银能链,国际领先企业目前单位功率的铂载量从十年前的0.8~1.0g/kW降低到0.1~0.4g/kW,铂催化剂用量的终极目标是小于0.05g/kW,即铂金属消耗量与传统内燃机尾气净化器铂金属用量持平甚至略低。目前,国外催化剂用量已实现<0.2g/kW,而我国催化剂用量普遍处于1.1g/kW的水平。

目前我国铂催化剂以进口为主,国内正起步。日本田中贵金属、英国庄信万丰和比利时优美科是全球较大的几家燃料电池催化剂供应商,催化剂制备技术处于绝对领先地位,已经能够实现批量化生产(大于10kg/批次),而且性能稳定,可靠性高。贵研铂业、武汉喜马拉雅、中科科创、苏州擎动科技、武汉理工新能源等是国内开展催化剂开发的代表企业。

膜电极关键材料-质子交换膜:全氟磺酸膜是主流,国内具备量产能力
质子交换膜是膜电极核心材料,主要功能为传导质子、阻隔气体。质子交换膜在燃料电池的主要功能有两个:一方面为电解质提供离子通道,一方面作为隔膜隔离两级反应气体。此外,质子交换膜还需要对催化剂层起到支撑作用。质子交换膜性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用寿命。
全氟磺酸膜是目前主流质子交换膜方案。全氟磺酸聚合物具有聚四氟乙烯结构,其碳-氟键的键能高,使其力学性能、化学稳定性、热稳定性佳,使用寿命远好于其他膜材料的使用寿命,同时由于分子支链上存在亲水性磺酸基团,具有优秀的离子传导特性。全氟质子交换膜机械强度高,化学稳定性强,能够适应苛刻的电池(电解池)的工作环境,对装置的电化学性能起到不可忽视的重要作用。

全氟磺酸膜产能国外垄断。全氟质子交换膜生产主要集中在海外,主要公司包括美国戈尔、科慕、陶氏和3M公司,比利时索尔维公司,日本旭硝子玻璃、旭化成。根据《2021年中国氢电产业发展蓝皮书(1.0版)》,美国戈尔公司在增强膜方面具有知识产权优势,每年出货量达几十万平米,丰田MIRAI、现代NEXO和本田CLARITY等都采用戈尔产品,国内生产的燃料电池膜电极中,戈尔的增强复合膜市场占比达90%以上。
国产质子膜已实现规模化应用,东岳集团加速国产化进程。根据氢能观察,2019~2020 年,国产的质子交换膜均处于客户送样、测试验证阶段。国内目前少数成功实现质子交换膜商业化量产的企业为东岳集团。东岳已成为继戈尔、科慕两家外国企业之后国内市场占比最大的企业,具有原料、中间体、单体、聚合物膜全产业链,已建成全国唯一全氟酸质子膜树脂合成生产线,实现量产并批量供货。当前产品已经进入奔驰公司的供应链体系,稳定性、可靠性、寿命已经进入规模化验证中。


膜电极关键材料-气体扩散层:技术层面已经对标国际先进产品,规模化生产可期
气体扩散层(GDL)位于气体流场层和催化层之间,由碳纸和防水剂聚四氟乙烯材料构成,以满足高导电性、高强度、高孔隙度、耐腐蚀、结构致密且表面平整等特点,起到支撑膜电极、收集电流、传导气体、管控反应水(气)及热等重要作用。支撑层材料主要是多孔的碳纤维纸、碳纤维织布、碳纤维无纺布、碳黑纸。
我国气体扩散层技术层面已经可以对标国际先进产品,规模化生产可期。国外有日本东丽(Toray)及三菱(Mitsubishi)、德国西格里(SGL)和科德宝(Feudenberg)、美国AvCarb,韩国JNTG等制造厂商,都已实现气体扩散层的规模化生产,且都有多款适应不同场景的产品销售。国内碳纸类材料的实验室技术可对标国际部分先进产品水平,有望逐渐进入到产业化阶段,主要企业有台湾碳能、通用氢能、江苏氢电、江苏清能、上海河森电气等。

双极板:石墨双极板技术成熟,基本已实现国产化,耐久性和工程化有待验证
双极板是燃料电池电堆的核心结构件,起到支撑机械结构、均匀分配气体、排水、导热、 导电的作用。其性能优劣将直接影响电堆的体积、输出功率和寿命。双极板可分为石墨双极板、金属双极板和复合双极板。

石墨双极板技术较为成熟,基本已实现国产化,领先企业技术指标提前突破2025年国家目标。国内石墨双极板技术近年来发展十分迅速,基本实现国产化。根据高工氢电的数据,目前包括上海治臻在内的企业生产的国产金属双极板设计寿命已经超过2万小时;嘉裕碳素生产的石墨双极板单面有槽厚度在0.5mm,双面有槽厚度在0.8mm,单组石墨双极板的厚度在1.3mm左右,提前突破了国家制定2025年前单组石墨双极板厚度1.5mm的要求。


国内双极板企业扩产趋势明显,目前全国总产能超过2000万片。国内双极板重点企业扩产趋势明显,2021年3月上海治臻年产千万片级金属极板产线在常熟市投产,这是目前全球最大的一条金属极板产线,根据高工氢电的统计,目前全国燃料电池双极板总产能已超过2000万片/年。根据高工氢电的数据,2021年国内主流双极板企业的出货量都有非常大的增长。金属双极板领域已经出现了单个企业单个客户出货达百万片级别的现象;石墨板市场各家出货也均有较大增长,表现明显的是原万片级出货企业的出货量级达到10万片以上,头部企业的出货了50万片/年以上。

系统部件:技术成熟,国产化程度相对较高
空气压缩机:已实现全功率段国产化,国产化率接近100%
离心式空压机成为主流选择。空气循环系统的关键部件为空压机,也为燃料电池阴极供气系统重要部件,通过对进堆空气进行增压,为电堆提供适量适压的氧气。空气压缩机的性能对燃料电池系统的效率、紧凑性和水平衡特性等有着重要影响。燃料电池系统用空压机主要有离心式、罗茨式、螺杆式三种类型。由于离心式空压机在效率、噪音、体积、无油、功率密度等方面具有良好的综合效果,故随燃料电池系统功率的快速上升,离心式空压机已逐渐成为市场上的主流选择。


氢气循环泵:2020年氢循环系统市场逐步实现国产替代
主动循环形式的氢循环泵成为主流,引射器使用量逐渐增长。氢气循环系统的作用是将电堆未反应的氢气再次循环到电堆的氢气入口,从而提升氢气的利用率及涉氢安全,同时将电堆内部电化学反应生成的水也循环至燃料电池堆的入口,改善电堆湿润水平和提高水管理能力。氢气循环系统分为主动循环和被动循环两种形式,主动循环形式的关键部件是氢气循环泵,被动循环形式的关键部件是氢气引射器。氢循环泵在主动可调节、快响应速度和宽工作区间等方面占有一定优势,成为未来使用主流。根据高工氢电,2020年国内氢循环系统有引射器和氢气循环泵两种产品,其中引射器的使用量约占氢循环系统出货量的11%。
2020年以后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代,国产氢气循环泵技术达到国际领先水平。根据高工氢电,2020年前,普旭占据了国内约90%的市场份额。2020年以后我国氢循环系统市场逐步实现国产替代,普旭基本退出国内市场。上海政飞的DQ30/DQ60在功率、流量、温度范围等方面优于普旭公司产品。


增湿器:材料端技术门槛较高,国产替代任务艰巨
目前我国增湿器仍以进口为主,韩国科隆是行业内龙头公司,主要核心技术壁垒是膜管材料的研发突破。燃料电池电堆在反应过程中,质子交换膜需维持一定的湿度以保证较高的反应效率,因此要求反应介质需携带一定量的水蒸气进入电堆,这一步通常需通过增湿器来实现。沃瑞氢能、鸾鸟电气、同优汽车、魔方新能源等国内企业陆续取得产业化突破,具备一定价格优势,大规模国产替代需要依靠材料技术的长期协同进步。
燃料电池制备工艺复杂,膜电极&双极板设备价值量高
燃料电池电堆生产流程主要包含膜电极组件制备、双极板制备和电堆装配三大环节。具体来看:1)膜电极制备:主要涉及管式炉、搅拌、涂布、贴合、热压和模切设备等;②双极板制备:2)石墨双极板生产涉及模压、浸渍和CNC设备等,金属双极板生产涉及冲压(蚀刻、液压)、清洗、激光焊接和PVD等设备;3)电堆装配过程:主要涉及密封、堆叠、活化和测试等设备。

燃料电池与动力电池生产工艺共通性较强,多家锂电设备企业重点布局燃料电池领域。燃料电池与动力电池生产工艺具备较强共通性,根据高工氢电的数据,国内已有多家锂电设备企业重点布局燃料电池领域,例如:1)先导智能于2021M3发布燃料电池智能制造整体解决方案;2)科恒股份的质子交换膜涂布设备已形成批量销售;3)星云股份于2018M8推出首条燃料电池膜电极处理自动装配线等。除了部分锂电设备企业进行横向延伸布局,本土燃料电池市场还涌现出魔方新能源、苏州世椿、隆深机器人等企业。

竞争格局:打好示范期的突围赛
多家厂商入局,市场集中度持续下降
2019~2021年市场集中度维持高位,基于对政策和未来市场前景的良好预期,进入燃料电池系统行业的企业持续增加,市场集中度有下降趋势。2016-2021年6月末累计配套车辆上牌的TOP5分别是上海重塑、亿华通、大洋电机、国鸿氢能(鸿力氢动)、百应能源,TOP3和TOP5市占率分别为51%和66%,集中度较高。新进入企业在示范期间激烈的竞争中能否存活下来,存在较大不确定性。

根据香橙会研究院的统计,2021年亿华通是北京冬奥会最大的受益者,成为2021年度上牌数量最多的燃料电池系统厂商,市场占有率高达29%;海卓动力(青岛)和上海杰宁订单主要来自于本地的氢能重卡示范项目;国鸿氢能(鸿力氢动)系统产品主要配套美锦能源在国内多地区的示范项目;捷氢科技上牌订单较为分散,配套车型囊括重卡、城市客车、客车和乘用车。

国内外厂商积极扩产能
受到燃料电池汽车示范政策落地驱动,国内燃料电池企业开始积极扩产,现代汽车、巴拉德、丰田国外领先企业也积极在华合资建厂。包括博世(中国)、重塑科技、清能股份、国创氢能、国鸿氢能、氢璞创能、新氢动力、未势能源、氢途科技、东方氢能、爱德曼、浙江润丰、中船712所、大洋电机、恒动氢能等。

产品方面,提升系统功率和功率密度
上牌车型平均功率持续提升。高工氢电数据显示,从上牌车型的燃料电池系统功率来看,2019-2021年上牌车型平均功率依次为39.6KW、52.9KW和93.2KW,其中2021年的系统功率水平在国家示范群补贴政策的引导下出现显著提升。
主流厂商系统的功率密度已经远超燃料电池技术发展路线中规划的水平,技术发展速度快于预期。根据高工氢电,这些已达成的技术指标与燃料电池技术发展路线中规划的功率密度350W/kg相比,已经优于该目标1.6倍到2.0倍;在功率密度方面,上海重塑Prisma镜星12+与亿华通G80Pro的质量功率密度为702W/kg、550W/kg,国鸿氢能鸿途G110的质量功率密度达到了 555W/kg。在额定功率方面,上海重塑Prisma镜星12+、上海捷氢PROMEP4H、雄韬股份VISH-130B相关产品达到了130kW,头部企业技术优势明显。

产业链梳理


风险提示
产业政策不及预期。现阶段氢能产业发展受政策驱动较大,若未来国家宏观氢能规划政策出台的时间和发展规模不达预期,可能会影响氢能产业的进一步发展。
宏观经济增速不及预期。机械整体上来看属于中游行业,若未来经济增速不达预期,下游资本开支减少将挤压行业的盈利空间。
原材料价格大幅波动。原材料及零部件成本受多种因素影响,如市场供求、供应商变动、替代材料的可获得性、供应商生产状况的变动及自然灾害等。关键零部件短缺及钢材等原材料价格剧烈波动或对工程机械厂商的生产经营构成一定压力。
国际贸易摩擦加剧限制产业发展。中国先进制造业的崛起进程一定程度上会对美日欧等发达经济体的高端制造业产生冲击,因此在关于知识产权、进出口关税等多种问题上发达经济体与中国之间存在产生纠纷的可能,若此类情况导致国际贸易加剧,我们认为或将对中国先进制造业崛起带来一定的负面影响。
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黄菁伦 S0570522100003
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