请务必阅读正文之后的重要声明部分、方兴未艾，大有可为-氢能及燃料电池系列报告（二）：燃料电池篇氢能及燃料电池证券研究报告/行业深度报告2022年2月7日[Table_Title]评级：增持（首次）分析师：陈晨执业证书编号：S0740518070011Email：chenchen@r.qlzq.com.cn[Table_Profit]基本状况上市公司数62行业总市值(百万元)1,183,891行业流通市值(百万元)1,055,133[Table_QuotePic]行业-市场走势对比公司持有该股票比例[Table_Report]相关报告[Table_Finance]重点公司基本状况简称股价(元)EPSPEPB评级201920202021E2022E201920202021E2022E美锦能源13.750.220.160.570.66638624215.04买入亿华通2031.21-0.320.982.73168-634207745.89未评级备注股价为2月7日收盘价，亿华通为wind一致预期报告摘要氢能应用环节及市场空间的概况。对于氢能的制取、储存、运输、加氢等环节研究，详见上一篇报告《氢能及燃料电池系列报告（一）之氢能篇：氢风徐来，海阔天空》，本报告将主要探讨氢能的应用，尤其是燃料电池车。氢能可广泛应用于交通运输、工业、电力、建筑等领域，2050/60年氢能预计将在国内能源体系中占比10%/20%，届时氢能产业市场将突破10万亿以上。由于燃料电池实现氢能的移动化、轻量化和大规模普及，燃料电池将是氢能产业发展的抓手。燃料电池车具有独特优势，有望迎来爆发式的增长。燃料电池主要原理就是通过电化学反应将阳极的氢气和阴极的氧气（或空气）的化学能转换为电能。燃料电池汽车相比电动车在低温性能、加注时间、续航里程等方面具有无法比拟的优势，这些优势决定着燃料电池车在商用车等领域具有极具竞争力的优势。2021年全国燃料电池汽车产量为1790辆，销售量为1596辆，同比分别增加49%和35%，预估2021年底国内燃料电池汽车保有量约为1万辆。“以奖代补”新政有望加快燃料电池核心零部件的国产化进程，随着5大示范城市群率先落地，十四五期间燃料电池车及加氢站有望迎来大面积推广。2025年我国氢燃料电池汽车保有量将达到10万辆左右，加氢站1000座，2030年燃料电池汽车将达到100万辆左右，加氢站5000座。燃料电池车主要产业环节及技术路线分析。当前最主流的燃料电池是质子交换膜燃料电池技术。燃料电池核心组件是电堆，其由膜电极组件（质子交换膜、催化剂和气体扩散层）和双极板组成，其他核心辅件包括空压机和氢气循环泵等。我国燃料电池在整车、系统和电堆方面均有一定布局，但零部件方面的相关企业仍然较少，尤其是质子交换膜、炭纸、催化剂、空压机、氢气循环泵等关键材料和部件仍依赖进口，随着国内政策持续大力支持，国内企业在氢能领域不断发力，有望追赶或超越国际领先水平。膜电极（MEA）：CCM为当前膜电极主流技术，有序化膜电极可能是未来发展方向。质子交换膜（PEM）：全氟质子交换膜为当前主流，高温膜、碱性膜、复合膜成为未来发展方向。当前美国杜邦的Nafion膜目前处于霸主地位，国产化产品刚起步。催化剂（CL）：降低Pt含量成为未来发展趋势，国内市场还未实现商业化生产。气体扩散层（GDL）：全球GDL还未形成大规模批量生产，碳纸为目前主流产品。双极板：石墨双极板已实现国产规模化，金属双极板有待批量生产。国内主要集中于提升金属双极板抗腐蚀性，以及降低复合双极板生产成本。辅助系统之空压机：离心式空压机综合性能较好，为未来发展方向。辅助系统之氢能循环泵：氢气再循环模式减少了氢气浪费，降低了波动，成为目前最主流的模式。-30.00%-20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%燃料电池指数沪深300请务必阅读正文之后的重要声明部分-2-行业深度报告燃料电池车的降本空间大。目前燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%，燃料电池整车降本空间关键看这两大系统。根据车百智库测算，商用车燃料电池系统的价格至2025/2035/2050年分别降至3500/1000/500元/KW（2020年为10000元/KW），相对2020年分别下降65%、90%和95%，商用车储氢系统价格至2025/2035/2050年分别降至3500/2000/1200元/kg（2020年为5000元/kg），相对2020年分别下降30%、60%和76%。根据测算，氢燃料电池客车到2030年其全生命周期的TCO优于纯电动车；氢燃料电池物流车将于2025-2030年间TCO成本经济性优于纯电动车型；氢燃料电池重卡将于2030年左右TCO成本经济性超过纯电动车型；氢燃料电池乘用车将于2040年后达到同等续航能力的纯电动车型相当的全生命周期成本经济性。燃料电池产业链相关标的梳理。膜电极领域：国内典型企业如鸿基创能、武汉理工氢电、捷氢科技、擎动科技、道氏技术（300409.sz）、东岳硅材（300821.sz）、科力远（600478.sh）和威孚高科（000581.sz）等。质子交换膜领域：主要包括东岳集团（0189.hk）、武汉理工新能源等。催化剂领域：主要包括贵研铂业（600459.sh）、中自科技（688737.sh）、武汉喜马拉雅等。气体扩散层领域：主要包括通用氢能、江苏天鸟、上海河森电气等。双极板领域：国内石墨板相对成熟，主要企业包括国鸿氢能、中钢天源（002057.sz）、鑫能石墨等；金属板发展迅猛，主要企业包括上汽捷氢、新源动力、上海治臻、安泰科技（000969.sz）等；复合材料板主要包括新源动力、武汉喜马拉雅等。电堆领域：国内电堆产业发展相对领先，已经形成了国鸿氢能、新源动力、捷氢科技、神力科技、明天氢能等一批知名企业。燃料电池系统领域：以亿华通（688339.sh）等为代表，国内已产生一批以生产/控股燃料电池系统企业为主的上市公司，如美锦能源（000723.sz）、雄韬股份（002733.sz）、雪人股份（002639.sz）、大洋电机（002249.sz）、腾龙股份（603158.sh）、全柴动力（600218.sh）、重塑股份等。燃料电池整车领域：以上汽集团（600104.SH）、福田汽车（600166.SH）、宇通客车（600066.SH）、东风汽车（600006.SH）、中通客车（000957.SZ）、金龙汽车（600686.SH）、中国重汽（000951.SZ）、飞驰汽车等为代表。辅助系统之空压机领域：雪人股份（002639.sz）、金通灵（300091.sz）、势加透博、金士顿、汉钟精机（002158.sz）、冰轮环境（000811.sz）等；辅助系统之氢气供给系统：东德实业、雪人股份（002639.sz）、艾尔科技、瑞驱科技等。风险提示：（1）技术突破速度不及预期风险。（2）政策补贴力度下降风险。（3）用氢成本居高不下的风险。（4）研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。pOpQnNoPsRpQpOqQpPrOyR6M9RaQtRoOnPnPiNnNoMiNrQpMaQpOrPuOoNoRwMmPxO请务必阅读正文之后的重要声明部分-3-行业深度报告内容目录氢能应用：燃料电池产业方兴未艾，国产企业将大有可为.................................-5-氢能应用环节及市场空间的概况..................................................................-5-燃料电池车具有独特优势，有望迎来爆发式的增长....................................-6-燃料电池车主要产业环节及技术路线分析.................................................-12-燃料电池车的降本空间大..........................................................................-24-燃料电池产业链相关标的梳理...........................................................................-26-风险提示............................................................................................................-30-图表目录图表1：氢能有望在交通运输、工业、电力、建筑等领域大显身手...................-5-图表2：测算2060年氢能应用领域占比.............................................................-5-图表3：中国氢能及燃料电池产业总体目标.......................................................-6-图表4：燃料电池简要工作原理示意图...............................................................-6-图表5：车用燃料电池产业链示意图...................................................................-7-图表6：燃料电池汽车与纯电动车、燃油车对比................................................-8-图表7：2017-2021H各地区燃料电池电动汽车存量（单位：千辆）..................-9-图表8：2017-2021H各细分市场燃料电池汽车存量（单位：千辆）..................-9-图表9：燃料电池汽车示范应用补贴政策.........................................................-10-图表10：2018年国补政策与2020年“以奖代补”政策对比...........................-10-图表11：示范城市群整车及加氢站推广目标统计.............................................-11-图表12：2018-2021年燃料电池汽车产销量情况（辆）..................................-12-图表13：主要燃料电池技术路线比较...............................................................-13-图表14：国内外部分电堆生产厂家..................................................................-14-图表15：膜电极技术分类..............................................................................-15-图表16：国内外部分膜电极生产厂家..............................................................-15-图表17：质子交换膜分类及对比...................................................................-16-图表18：国内外部分质子交换膜生产商..........................................................-17-图表19：催化剂未来发展方向.......................................................................-18-图表20：国内外部分催化剂生产厂家............................................................-18-图表21：GDL分类及对比...............................................................................-19-图表22：常用双极板种类及对比...................................................................-20-图表23：空压机分类......................................................................................-21-请务必阅读正文之后的重要声明部分-4-行业深度报告图表24：空压机要求说明..............................................................................-21-图表25：国内外部分空压机生产厂家............................................................-22-图表26：氢气再循环实现方式.......................................................................-22-图表27：国内外质子交换膜燃料电池系统技术指标对比..................................-23-图表28：氢燃料电池整车成本构成情况..........................................................-24-图表29：1000套电堆生产成本结构................................................................-24-图表30：50万套电堆生产成本结构..................................................................-24-图表31：商用车燃料电池系统与储氢系统的价格下降.....................................-25-图表32：氢燃料电池客车的TCO成本经济性趋势.............................................-25-图表33：氢燃料电池客车的技术性能发展趋势................................................-25-图表34：氢燃料电池物流车的TCO成本经济性趋势.........................................-26-图表35：氢燃料电池物流车的技术性能发展趋势.............................................-26-图表36：氢燃料电池重卡的TCO成本经济性趋势.............................................-26-图表37：氢燃料电池重卡的技术性能发展趋势................................................-26-图表38：氢燃料电池重卡的TCO成本经济性趋势.............................................-26-图表39：氢燃料电池重卡的技术性能发展趋势................................................-26-图表40：国内膜电极领域相关企业...................................................................-27-图表41：国内质子交换膜领域相关企业...........................................................-27-图表42：国内催化剂领域相关企业...................................................................-27-图表43：国内气体扩散层领域相关企业...........................................................-27-图表44：国内双极板领域相关企业...................................................................-28-图表45：国内电堆领域相关企业......................................................................-28-图表46：国内燃料电池系统领域相关企业........................................................-29-图表47：国内燃料电池整车相关企业...............................................................-29-图表48：国内空压机领域相关企业...................................................................-30-图表49：国内氢气供给系统领域相关企业........................................................-30-请务必阅读正文之后的重要声明部分-5-行业深度报告氢能应用：燃料电池产业方兴未艾，国产企业将大有可为氢能应用环节及市场空间的概况对于氢能的制取、储存、运输、加氢等环节研究，详见上一篇专题报告《氢能及燃料电池系列报告（一）之氢能篇：氢风徐来，海阔天空》，本篇将主要探讨氢能的应用，主要是燃料电池车产业链的应用。双碳目标下，国内氢能源具有巨大的发展空间，氢能将主要应用于交通运输、工业、电力、建筑等领域。在“碳达峰碳中和”（3060）的目标导向下，氢能作为一种最清洁无碳的二次能源，凭借着来源丰富、灵活高效、应用场景广泛等优点，在全球都迎来了巨大的发展机遇。氢能作为脱碳最有效手段，原料和燃料属性皆具备，有望在交通运输（燃料电池车等）、工业领域（冶金、化工等）、建筑领域（供热取暖等）、电力（电网平衡等）等四大领域大显身手。根据中国氢能联盟测算，至2060年，我国氢气的年需求量将达到1.3亿吨左右（2019年约为2500万吨），可减排二氧化碳18亿吨，约占当前国内二氧化碳总排放量19%，其中工业领域用氢约7794万吨，占总用氢量约60%，交通运输领域用氢4051万吨，占比约为31%，发电与电网平衡用氢600万吨，占比约为5%，建筑领域用氢585万吨，占比约为4%。图表1：氢能有望在交通运输、工业、电力、建筑等领域大显身手图表2：测算2060年氢能应用领域占比来源：中泰证券研究所来源：中国氢能联盟、中泰证券研究所燃料电池将是氢能产业发展的抓手，2050年氢能产业预计将会是10万亿以上级别市场。燃料电池装臵有助于实现氢能的移动化、轻量化和大规模普及，可广泛应用在交通、工业、建筑、军事等场景，因此燃料电池成为氢能产业发展的抓手。根据中国氢能联盟编制的《中国氢能及燃料电池产业白皮书》，截至2019年，氢能在我国能源体系中占比仅为2.7%，预计到2050年提升至10%，2060年提升至20%，氢气需求量也将分别达到6000万吨、1.3亿吨。2050年加氢站建设达到1万座，燃料电池车产量达到500万辆/年，固定式电源将达到2万座，燃料电池系统产能达到550万套/年，产业规模将达到12万亿元级别。氢能应用环节交通运输工业领域建筑领域电力领域燃料电池等冶金、化工等供热取暖等电网平衡等工业领域,60%交通运输,31%电力行业,5%建筑领域,4%请务必阅读正文之后的重要声明部分-6-行业深度报告图表3：中国氢能及燃料电池产业总体目标来源：中国氢能联盟、中泰证券研究所燃料电池车具有独特优势，有望迎来爆发式的增长燃料电池发动机系统的构成。与锂电池作为储能装臵不同，燃料电池是一种非燃烧过程的能量转换装臵，通过电化学反应将阳极的氢气和阴极的氧气（或空气）的化学能转换为电能。燃料电池核心组件是电堆，主要有膜电极组件和双极板组成，其中膜电极组件包括质子交换膜、催化剂和气体扩散层，为反应发生场所，双极板是带流道的金属或石墨薄板，其主要作用是通过流场给膜电极组件输送反应气体，同时收集和传导电流并排出反应产生的水和热。燃料电池电堆配套氢气供给系统、氧气供给系统、发动机控制器、发动机附件等，构成了燃料电池发动机，再辅之以直流电压变换器（DC/DC）、车载储氢系统等，就构成了燃料电池发动机系统，系统为燃料电池车辆提供核心动力来源。燃料电池具体工作过程如下：（1）反应气体在气体扩散层内扩散；（2）反应气体在催化层内被催化剂吸附后被离解；（3）阳极反应生产的氢离子穿过质子交换膜到达阴极与氧气反应生产水，而电子通过外电路到达阴极生产电。图表4：燃料电池简要工作原理示意图来源：亿华通招股说明书，中泰证券研究所产业目标近期目标中期目标远期目标2019年2020-2025年2026-2035年2036-2050年氢能源比例（%）2.70%4%5.90%10%产业产值（亿元）30001000050000120000加氢站（座）23200150010000燃料电池车（万辆/年）0.25130500固定式电源/电站（座）2001000500020000燃料电池系统（万套/年）16150550请务必阅读正文之后的重要声明部分-7-行业深度报告燃料电池汽车相比电动车在低温性能、加注时间、续航里程等方面具有强劲的竞争优势。随着碳排放压力的日益增大，交通运输领域主要用锂电池、燃料电池等新能源产品替代传统燃油发动机以缓解碳排放带来的环境压力。燃料电动车相比锂电池车，在低温性能方面（-30℃低温自启动），加注时间方面（商用车15分钟）和续航里程方面（>500km）具有非常强劲的竞争优势，这些优势决定着燃料电池车在商用车等领域具备极具竞争力的优势。图表5：车用燃料电池产业链示意图来源：亿华通招股说明书，中泰证券研究所请务必阅读正文之后的重要声明部分-8-行业深度报告图表6：燃料电池汽车与纯电动车、燃油车对比指标燃料电池汽车纯电动汽车燃油车动力系统燃料电池发动机锂电池内燃机燃料/热值氢气，143MJ/kg-汽油，约44MJ/kg反应方式非燃烧电化学反应（发电装置消耗燃料过程）非燃烧电化学反应（储能装置可逆充放过程）燃烧反应放能电、热电热（通过燃烧汽油释放高温使气缸内空气剧烈膨胀推动活塞机械做工）反应残余电、热、H2O电热（通过）、CO2、CO、H2O、SO2等反应效率≥50%-30-40%安全性主要来自氢燃料的储存高能量密度与安全性难以兼容-低温性能-30℃低温自启动-40℃低温存储常规锂电池在-20°C以下低温环境无法充电，且里程损失可能达到约30%-18°C以下需要配置高性能汽油机润滑油、进气道低温预热装置和高能辅助点火装置并执行相应冷启动作业等资源约束铂金供应充分、膜电极中铂金用量不断减少三元电池钴资源短缺、全球仅少数国家可开发经济可用的锂资源-环境保护工业副产氢、天然气重整制氢可减少碳排放；可再生能源制氢可实现零排放污染部分转移到上游排放CO2、CO、SO2等温室气体及污染物整车加注时间（商用车）15分钟2-8小时10分钟整车续航里程（商用车）>500km≈260km500km动力系统成本高低低运营燃料成本氢源富集地区具备较强经济性具备较强经济性受石油价格波动影响商业化程度商业化初期相对成熟完全成熟应用领域中长距离、重载运输中短距离运输普适加注基础设施稀缺重点城市覆盖普及来源：亿华通招股说明书，中泰证券研究所请务必阅读正文之后的重要声明部分-9-行业深度报告纵观全球，近年来中国燃料电池汽车产业后来居上，发展迅猛。燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场。根据国际能源署（IEA）的统计，截至2021上半年末，全球合计有燃料电池车保有量4.3万辆，其中韩国、美国、中国、日本、欧洲、其他地区等分别有1.46万辆、1.11万辆、0.84万辆、0.56万辆、0.31万辆及0.03万辆，占比分别为34%、26%、20%、13%、7%和1%。可以观察到，2017年以来中国燃料电池产业后来居上，从2017年末50辆增长到2021上半年末的8440辆，不到四年时间增长了168倍。2020年全球存量的燃料电池车合计3.48万辆，其中乘用车2.6万辆、公交车0.57万辆、商用车0.32万辆，占比分别为75%/16%/9%，当前全球范围来看，燃料电池车以乘用车为主。图表7：2017-2021H各地区燃料电池电动汽车存量（单位：千辆）图表8：2017-2021H各细分市场燃料电池汽车存量（单位：千辆）来源：IEA，中泰证券研究所来源：IEA，中泰证券研究所国内“以奖代补”新政，每个城市群最高可获得18.7亿元补贴。2020年9月财政部、工信部、科技部、发改委、能源局等五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，将对燃料电池汽车的购臵补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。示范期暂定为四年，示范期间将采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励。根据文件，每个示范城市群最高可获得17亿补贴（超额完成可额外再+10%），奖励资金由地方和企业统筹用于燃料电池汽车关键核心技术产业化，人才引进及团队建设，以及新车型、新技术的示范应用等。通过2018年国补政策与2020年“以奖代补”政策对比发现，新政策将有助于加快燃料电池核心零部件环节的国产化进程。新政策在主要性能指标方面要求明显提升，同时补贴的侧重点（从下游主机厂转向上游核心零部件及关键材料企业）、补贴的直接获得对象（从主机厂转向牵头城市主导）、直接受益对象（不仅是主机厂，地方政策还可以直接补贴到零部件和材料企业）等都有较大变化，新政策将有助于加快燃料电池核心零部件环节的国产化进程。0.051.796.188.448.440510152025303540455020172018201920202021/6/30美国韩国日本中国欧盟其他05101520253035402017201820192020乘用车公交车商用车全部请务必阅读正文之后的重要声明部分-10-行业深度报告图表9：燃料电池汽车示范应用补贴政策来源：各部委、中泰证券研究所图表10：2018年国补政策与2020年“以奖代补”政策对比来源：高工氢能、中泰证券研究所5大示范城市群率先落地，十四五期间燃料电池车及加氢站有望迎来大面积推广。截至2021年末，首批燃料电池汽车五个城市群名单全部发布，分别为京津冀示范城市群（北京牵头）、上海示范城市群（上海牵头）、广东省示范城市群（佛山牵头）、河南省示范城市群（郑州牵头）和河北省示范城市群（张家口牵头），行业进入落地实施阶段，根据披露统计，“十四五”期间五大城市群车辆推广目标预计分别为1.63、1.65、1.56、2.45、1.79万辆，加氢站推广目标分别为136、140、120、172、174座。领域关键指标城市群示范目标奖励积分标准补贴上限（分）燃料电池汽车推广应用推广应用车辆技术和数量1.示范期间，电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统等领域取得突破并实现产业化。车辆推广规模应超过1000辆。2.燃料电池系统的额定功率不小于50kW，且与驱动电机的额定功率比值不低于50%。3.燃料电池汽车所采用的燃料电池启动温度不高于-30℃。4.燃料电池乘用车所采用的燃料电池堆额定功率密度不低于3.0kW/L，系统额定功率密度不低于400W/kg；燃料电池商用车所采用的燃料电池堆额定功率密度不低于2.5kW/L，系统额定功率密度不低于300W/kg。5.燃料电池汽车纯氢续驶里程不低于300公里。对最大设计总质量31吨（含）以上的货运车辆，以及矿山、机场等场内运输车辆，经认定后可放宽至不低于200公里。6.燃料电池乘用车生产企业应提供不低于8年或12万公里(以先到者为准，下同)的质保，商用车生产企业应提供不低于5年或20万公里的质保。7.平均单车累计用氢运行里程超过3万公里。8.鼓励探索70MPa等燃料电池汽车示范运行。1.2020年度1.3分/辆（标准车，下同），2021年度1.2分/辆，2022年度1.1分/辆，2023年度0.9分/辆。燃料电池系统的额定功率大于80kW的货运车辆，最大设计总质量12-25（含）吨按1.1倍计算，25-31（含）吨按1.3倍计算，31吨以上按1.5倍计算。2.关键零部件产品通过第三方机构的综合测试，每款产品在示范城市群应用不低于500台套，产品实车运行验证超过2万公里，技术水平和可靠性经专家委员会评审通过，给予额外加分。其中：电堆、双极板奖励积分标准0.20分/辆；膜电极、空气压缩机、质子交换膜奖励积分标准0.25分/辆；催化剂、碳纸、氢气循环系统奖励积分标准0.30分/辆。每款关键零部件产品最多额外奖励1500分。在全国范围内，根据关键零部件产品技术、质量和安全水平等因素进行综合评价，每类关键零部件最多给予5款产品加分。15000氢能供应氢能供应及经济性1.车用氢气年产量超过5000吨。鼓励清洁低碳氢气制取，每公斤氢气的二氧化碳排放量小于15公斤。2.车用氢气品质满足《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》（GB/T37244-2018）要求。3.车用氢能价格显著下降，加氢站氢气零售价格不高于35元/公斤。按照车用氢气实际加注量给予积分奖励：1.2020年度7分/百吨，2021年度6分/百吨，2022年度4分/百吨，2023年度3分/百吨。2.成本达标，奖励1分/百吨。3.清洁氢（每公斤氢气的二氧化碳排放量小于5公斤）奖励3分/百吨。4.运输半径<200km，奖励1分/百吨。2000注：（3）重型货车（12吨以上）、大型客车（10米以上）：Y=(p-50)×0.03+1；p≥110时，Y=2.8。3.示范结束后，对超额完成示范任务的，超额完成部分予以额外奖励，按照超额完成的任务量和奖励积分标准进行测算，额外奖励资金上限不超过应获得资金的10%。1.原则上1积分约奖励10万元，示范期间将根据示范进展情况适度调整补贴标准和技术要求。2.燃料电池标准车折算办法。燃料电池汽车按燃料电池系统额定功率（p，单位为kW）折算为标准车，折算系数（Y）为：（1）乘用车：Y=(p-50)×0.03+1；p≥80时，Y=1.9；（2）轻型货车、中型货车、中小型客车：Y=（p-50）×0.02+1；p≥80时，Y=1.6；对比项目/政策时间性能指标/汽车类型商用车乘用车商用车乘用车系统额定功率≥30KW≥10KW≥50KW≥50KW系统额定功率/驱动功率≥30%≥30%≥50%≥50%电池堆额定功率密度--2.5KW/L3.0KW/L系统额定功率密度--300W/kg400W/kg纯氢续航里程--≥300≥300纯电续航里程≥300≥300--燃料电池启动温度--≤-30℃≤-30℃运营里程要求2万公里2万公里3万公里3万公里质保要求--5年/20万公里8年/12万公里2018.02.12政策2020.09.21政策请务必阅读正文之后的重要声明部分-11-行业深度报告图表11：示范城市群整车及加氢站推广目标统计来源：各省市政府网站、中泰证券研究所示范城市群城市2025年整车累计推广数量(辆)2025年加氢站累计建设数量(座)北京1000074天津滨海新区1000（2022年）12唐山300030保定133010滨州淄博100010累计16330136上海1000078苏州300020嘉兴250030淄博100010宁夏宁东2鄂尔多斯、南通累计16500140佛山1000043广州300050深圳100010淄博100010六安6005宁夏宁东2东莞、珠海、福州、中山、阳江、渭南、包头累计15600120郑州市新乡市100010-20开封市安阳市洛阳市焦作市上海市嘉定区350018上海市奉贤区上海市自贸区临港片区150014河北省张家口市250040保定市133010辛集市1001山东烟台市4004淄博市100010潍坊市120012广东省佛山市1100043宁夏回族自治区宁东镇1000累计24530172张家口250040唐山市300030保定市133010邯郸市100012秦皇岛市100012定州市1002辛集市1001雄安新区170012内蒙乌海市525036上海市奉贤区河南郑州市山东淄博市100010聊城市9009福建厦门市累计17880174河南省示范城市群河北省示范城市群京津冀示范城市群上海示范城市群广东省示范城市群请务必阅读正文之后的重要声明部分-12-行业深度报告2025年国内燃料电池汽车保有量有望达到10万辆、加氢站1000座，2030年预计达到100万辆、加氢站5000座。根据中国汽车工业协会统计，2021年全国燃料电池汽车产量为1790辆，销售量为1596辆，同比分别增加49%和35%，结合IEA数据，2021年底国内燃料电池汽车保有量约为1万辆。根据香橙会统计，截至2021年末，我国已建成加氢站191座（不含拆除），其中已运营174座。根据工信部装备工业一司指导，由中国汽车工程学会组织编制的2020年《节能与新能源汽车技术路线图2.0》指出，2025年我国氢燃料电池汽车保有量将达到10万辆左右，加氢站1000座，2030年燃料电池汽车将达到100万辆左右，加氢站5000座。图表12：2018-2021年燃料电池汽车产销量情况（辆）来源：中国汽车工业协会，中泰证券研究所燃料电池车主要产业环节及技术路线分析当前最主流的燃料电池是质子交换膜燃料电池技术。燃料电池技术路线主要包括碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）等几类，从商业用途来看，后三者是最主要的技术路线。其中，质子交换膜燃料电池技术由于具备工作温度低、启动快、比功率高等优势，非常适合用于交通与固定式电源领域，成为现阶段国内外最主流的技术（下文如非特指，燃料电池指的都是质子交换膜PEMFC技术路线）。固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，主要应用在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联产等领域。1,5272,8331,2041,7901,5272,7371,1821,5960500100015002000250030002018201920202021产量：燃料电池汽车销量:燃料电池汽车请务必阅读正文之后的重要声明部分-13-行业深度报告电堆方面：燃料电池发动机核心部件主要包括电堆及其核心部件、辅助系统等，电堆是燃料电池发动机系统的心脏，是燃料电池发动机的动力来源，其主要由膜电极和双极板堆叠而成。国内燃料电池电堆已逐渐起步，目前国内电堆厂商主要分为两种：（1）自主研发类型，以新源动力、神力科技和明天氢能等为代表。（2）引进国外成熟电堆技术，以广东国鸿、南通百应等为代表。整体而言，国内电堆产业发展较好，目前国内主流厂商发布的燃料电池的额定功率可超过100kW。图表13：主要燃料电池技术路线比较类型质子交换膜燃料电池磷酸盐燃料电池碱性燃料电池熔融碳酸盐燃料电池固体氧化物燃料电池英文简称PEMFCPAFCAFCMCFCSOFC电解质水基酸性聚合物膜（全氟硫酸膜等）H3PO4KOH熔融碳酸盐(Li2CO3、KCO3)固体陶瓷（氧化锆、氧化钇等）电荷载体H+H+OH-CO32-O2-工作温度(oC)<100150-21060-220600-700600-1000发电效率(%)40-6045-6060-7050-6050-65催化剂铂铂铂镍陶瓷（钙钛矿）燃料氢气氢气、天然气氢气氢气、天然气、沼气、煤气氢气、天然气、沼气、煤气氧化剂氧气/空气氧气/空气氧气/空气CO2/氧气/空气氧气/空气启动时间几分钟2-4小时几分钟≥10小时≥10小时来源：大连理工大学《燃料电池金属双极板表面改性涂层材料及工艺优化研究》，中泰证券研究所请务必阅读正文之后的重要声明部分-14-行业深度报告地域项目额定电堆功率(KW)功率密度（KW/L)极板类型冷启动温度（摄氏度）寿命（h)国家燃料电池汽车技术路线图2020年目标值703金属板-305000国内国鸿氢能30石墨板12000新源动力1104.2金属板捷氢科技1153.1金属板-30上汽762.2石墨板-30明天氢能743.1金属板中氢科技604金属板空间电源所1203金属板南通百应68石墨板弗尔赛802.5超薄石墨板-30江苏清能120-30上海氢晨1003.3金属板20国外现代1003.1金属板本田1033.1-30丰田1143.1金属板-30来源：上海大学报、化工进展、华经情报网、中泰证券研究所膜电极（MEA）：CCM为当前膜电极主流技术，有序化膜电极可能是未来发展方向。膜电极是PEMFC发生电化学反应的场所，作为为传递电子和质子的介质，为电化学反应提供了紧密接触的场所，其由质子交换膜、催化剂与气体扩散层等组成，是燃料电池电堆的核心部件。膜电极经历三代技术发展，第一代技术为气体扩散电极（GDE），将催化层制备到扩散层上，具有制备工艺简单、技术成熟优点，但存在催化剂利用率低以及催化层和质子膜之间结合性差问题，因此已基本被淘汰。第二代技术为催化剂涂层（CCM），将催化层改为制备到质子交换膜上，与GDE相比，提高了催化剂利用率和耐久性，减少了催化层和质子交换膜之间传输阻力，从而提高了膜电极性能，成为当前膜电极生产的主流技术，但存在反应过程中催化层结构不稳定，寿命有限的不足。第三代有序化膜电极，运用有序化结构，可以减少催化剂和贵金属用量，提高催化层性能，目前该技术处于研发阶段，目前技术被以美国3M公司为代表的国际材料巨头所掌握。图表14：国内外部分电堆生产厂家请务必阅读正文之后的重要声明部分-15-行业深度报告技术简述应用状态气体扩散电极（GDE）通常采用丝网印刷方法，将催化层制备到扩散层上。该类膜电极制备工艺简单，技术成熟，但也存在两个主要问题。第一，催化剂易通过孔隙嵌入到气体扩散层内部，造成催化剂利用率低；第二，催化剂层与质子交换膜之间结合较差，导致膜电极总体性能不高。已基本淘汰催化剂涂覆膜（CCM）将催化层制备到质子交换膜上，与第一代方法相比，该方法使用质子交换膜的核心材料作为粘结剂，降低了催化层与PEM之间的质子传输阻力，在一定程度上提高了膜电极的性能以及催化剂的利用率和耐久性。但存在反应过程中催化层结构不稳定，寿命有限的缺陷主流技术有序化膜电极当电极呈有序化结构时，大电流密度下的传质阻力将大幅降低，实现高效三相传输，进一步提高燃料电池性能，降低催化剂和贵金属用量，提升催化剂性能。未来研发方向，目前被美国3M公司为代表的国际材料巨头掌握来源：化工进展、中泰证券研究所膜电极厂家关键参数产能其他说明JohnsonMatthey1.8W/cm^2@0.6V400万片/年与BMW、Freudenberg、3M等公司深入合作Toyota0.175g/kW应用于MIRAI二代电堆，电堆功率密度高达5.4KW/L(不计端板）Honda0.12g/kW应用于Honda量产的Clarity燃料电池轿车鸿创基能1.05W/cm^2@1.5A/cm^2;1.46W/cm^2@2.4A/cm^2;0.3mgPt/cm^2（总载量）30万平方米/年（目前投产5万平方米/年）最低售价1.99元/W武汉理工新能源1.4W/cm^20.28mgPt/cm^2（总载量）2万平方米/年近期目标将产能扩大至10万平方米/年擎动科技≥1.2W/cm^2100万片/年2019年2月，建成国内首条“卷对卷”直接涂布法膜电极生产线图表15：膜电极技术分类图表16：国内外部分膜电极生产厂家请务必阅读正文之后的重要声明部分-16-行业深度报告武汉喜马拉雅1.2W/cm^2@0.6V0.4mgPt/cm^2（总载量）100万片/年自制量产催化剂、膜电极供应自家电堆、发动机产品新源动力≥1W/cm^215万kW/年近期将完成扩产采用全自动化的卷对卷的生产线来源：化工进展、中泰证券研究所质子交换膜（PEM）：全氟质子交换膜为当前主流，高温膜、碱性膜、复合膜成为未来发展方向。质子交换膜作用是在反应时只让阳极失去电子的氢离子（质子）透过到达阴极，但阻止电子、氢分子、水分子等通过，类似于检票员的角色。目前，全氟磺酸膜具有机械强度高、化学稳定性强、高湿度下导电率高、质子传导电阻小等优势，为质子交换膜材料主流，但高额的制作成本以及存在高温时易发生化学降解，导致质子传导性变差的缺点。提高质子交换膜的耐高温性以及降低生产成本成为其研发方向，复合膜可通过工艺加工来改变全氟型磺酸膜性质，从而提高其高温耐性；碱性膜可使燃料电池系统的工作环境为碱性，从而使催化剂的选择范围更为广泛，从而使用其他材料来替代昂贵的铂。高温膜、碱性膜以及复合膜为未来发展方向。类型优点缺点结构全氟磺酸膜机械强度高；化学稳定性好；低温时电流密度大，质子传导电阻小；燃料电池条件下的高耐久性（超过60000h)价格高；在高温、无水条件下，性能显著下降氟化主链；侧链上存在磺酸基非全氟磺酸膜价格低廉；工作效率高；可提升电池寿命氧溶解度低；较差的机械性能与化学稳定性；寿命短；常温下性能不及全氟磺酸质子膜氟碳基；碳氢化合物或芳香侧链无氟质子膜性能与Nafion相似，环境污染小，成本低化学稳定性差，无法兼顾高质子传导性和机械性能烃基，通常带有质子导电基团复合膜较好的机械性能，优良的膜内水传动与分布，较低的内阻制备工艺尚待完善来源：上海大学报、塑料化工、中泰证券研究所质子交换膜国内外市场状况：美国杜邦的Nafion膜目前处于霸主地位，国产化产品刚起步。国际市场方面，杜邦的Nafion膜在国际市场的全氟磺酸膜领域占有最大的份额，其膜价格一般在500美元/m2以上，同时国内装配质子交换膜也主要来自杜邦公司。此外，加拿大Ballard公司的BAM膜的实验室寿命已超过4500h，价格仅为Nafion膜的1/10。国内市场方面，我国已实现全氟质子交换膜国产化，但质量与耐久性方面图表17：质子交换膜分类及对比请务必阅读正文之后的重要声明部分-17-行业深度报告与国外还存在差距，东岳已建成500吨/年的生产线，其最新产品DF260膜厚度可达到15微米，在OCV工况下耐久性大于600h。此外，武汉理工新能源所生产的复合质子膜厚度达到16.8微米，已向国外数家研究单位提供测试样品。图表18：国内外部分质子交换膜生产商生产企业产品型号厚度（微米）E.W值（g/mol）性能特征国内DuPontNafion系列膜25—2501100—1200目前市场占有率最高GoreGore—select复合膜改性全氟型磺酸膜，技术处于全球领先地位3MPAIF系列膜主要用于碱性工作环境AsahiGlassFlemion系列膜50—1201000具有较长支链，性能与Nafion膜相当AsahiChemicalAlciplex系列膜25—10001000—1200具有较长支链，性能与Nafion膜相当国外东岳集团DF988、DF280150—150800—1200高性能，适用于高温PEMFC的短链全氟磺酸膜武汉理工新能源复合质子交换膜16.8已向国外数家研究单位提供测试样品来源：材料导报、中泰证券研究所催化剂（CL）：降低Pt含量成为未来发展趋势。膜电极组件中的催化剂，通常为均匀涂覆在质子交换膜上的微小颗粒，这些微小颗粒通常为碳载体和铂颗粒，可将氢气离化成氢离子，使氢离子可以透过质子交换膜与空气中的氧气进行反应。催化剂主要作用于两个反应，阳极氢氧化反应（H2—>2H++H2O,HOR）和阴极氧还原反应（1/2O2+2H+—>H2O,ORR），阳极HOR反应为快速动力学过程，阴极ORR为缓慢动力学过程。目前，贵金属Pt及其合金仍为HOR和ORR最好的催化剂，Pt/C为最常用的商用催化剂，然Pt价格较为昂贵，加之Pt的稀缺性和极低的供应量，可能对燃料电池的发展造成一定障碍，因此降低催化剂中铂含量成为目前催化剂的主要发展方向。国际市场方面，美国的3M公司、Gore公司和E-TEK公司，英国的JohnsonMatthery(庄信万丰)公司，德国的BASF公司，日本的Tanaka(田中贵金属)公司和TKK公司，比利时的Umicore公司等为主要生产商，其中本田FCVClarity燃料电池汽车催化剂Pt含量已将至0.12g/kW，丰田Mirai燃料电池汽车催化剂Pt含量为0.175g/kW。国内市场方面，我国催化剂还未实现商业化生产，贵研铂业和武汉喜马拉雅是领头企业。请务必阅读正文之后的重要声明部分-18-行业深度报告催化剂描述优点示例及说明Pt-M（铂及其金属间化合物）Pt与过渡金属合金催化剂提高稳定性，提升质量比活性，减少Pt用量，提升质量比活性Pt-Co/C,Pt-Fe/C,Pt-Ni/C等Pt核壳利用非Pt材料为支撑核、Pt为表面壳的结构减少Pt用量，提升质量比活性Pt-Pd-Co/C,Pt-Cu-Co/C等Pt单原子层Pt单原子层的核壳结构催化剂减少Pt用量，提高Pt利用率，改善ORR性能非贵金属过渡金属原子簇合物、过渡金属螯化物、过渡金属氮化物与碳化物降低成本Fe/N/C,Co-Mo-N,Co-Mo-S来源：上海大学报、中泰证券研究所生产企业性能特征国外Tanaka建立了稳定的催化剂供应系统，为本田clarity提供铂催化剂JohnsonMattheryPt纯度到达99.5%，拥有全世界最先进的催化剂生产技术国内贵研铂业铂黑：黑色粉末；铂含量：>99.99%；比表面积：27—29m2/g武汉喜马拉雅Pt/C催化剂日产能力达到200g；催化剂粒径2—3nm之间；电化学活性面积可达90m2/g来源：材料导报、中泰证券研究所气体扩散层（GDL）：全球GDL还未形成大规模批量生产，碳纸为目前主流产品。气体扩散层（GDL）在质子交换膜燃料电池起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的重要作用，通常由碳纤维纸、碳纤维编织布、非织造布及炭黑纸等材料构成。由于碳纸质量轻、表面平整、耐腐蚀、孔隙率均匀且强度高，厚度可根据使用要求调整，更适合耐久性燃料电池使用。目前，全球GDL生产厂家较少，受制于市场需求低，且生产成本居高不下，难以形成大批量生产，日本东丽株式会所图表19：催化剂未来发展方向图表20：国内外部分催化剂生产厂家请务必阅读正文之后的重要声明部分-19-行业深度报告在1971年开始涉足碳纤维产品生产，为全球最大碳纤维产品供应商，其他知名产商还包括美国Avcard、德国SGL（西格里）等。国内只有江苏天鸟、通用氢能、上海何森等少数企业涉足研发气体扩散层，且大多处在小批样试产的状态。性能碳纤维纸碳纤维布非织造布碳纸厚度（mm)0.2—0.30.1—10.1—1<0.5密度（g/cm)0.40—0.450.350.35强度（Mpa)16—183000电阻率（Ω/cm)0.02—0.1800.5透气性（%）70—8060—9040—9070来源：上海大学报、中泰证券研究所双极板：石墨双极板已实现国产规模化，金属双极板有待批量生产。燃料电池电堆的核心结构件，通常为正反均带有气体流道的石墨或金属薄板，臵于膜电极两侧，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、输出功率与寿命。一般而言，双极板分为石墨双极板、金属双极板和复合材料双极板，石墨为最早用于质子交换膜燃料电池双极板材料，具有高耐腐蚀性、高耐久性，然制作周期长、抗压性差、加工难度大、制作成本高，适用于生产专用车和客车，代表性企业包括巴拉德（Ballard）、水吉能（Hydrogenics）等，目前国内已经实现国产规模化。其中基于薄型的金属双极板具备优秀的力学性能和导电导热性，可使电堆具备更高的体积比功率密度，且成本低廉可进行批量生产，乘用车普遍采用金属双极板。但金属双极板表面易被腐蚀产生铁离子，会使电堆的性能下降，同时表面可能会形成金属钝化膜，增大接触电阻，使用寿命较低，金属双极板表面腐蚀能力是制约电堆寿命的关键。金属双极板主要应用于乘用车领域，代表性企业为丰田汽车等，目前国内尚未实现批量生产。双极板国内研究方向：主要集中于提升金属双极板抗腐蚀性，以及降低复合双极板生产成本。目前，石墨双极板已实现国产化，金属双极板实现小批量生产，但耐久性和可靠性还待后续研究突破。金属双极板作为未来最有可能替代石墨双极板的替代品，一直受制于其易腐蚀特性，目前金属双极板多在表面涂覆耐腐蚀性涂层材料，如贵金属、金属化合物、碳类膜等，来增加金属双极板耐腐蚀性。复合双极板采用树脂混合石墨粉和增强纤维等材料形成预制料，具有石墨板和金属板的双重优点，质量轻且耐腐蚀，但加工较为复杂，生产成本加高，降低其生产成本使其更适合批量化生产，成为未来双极板发展方向之一。图表21：GDL分类及对比请务必阅读正文之后的重要声明部分-20-行业深度报告性能石墨双极板金属双极板复合材料双极板抗压、抗弯强度低高高导电性高非常高中散热性能高中低化学稳定性良差良耐腐蚀性高低高体积大中小质量大大轻加工难易度高低高生产周期长短长成本高低高优点耐久性阻气性强，可批量化生产，较薄适合批量化生产缺点组装困难，厚度大，成本高易腐蚀强度一般，导电性一般，成本高应用领域专用车和客车乘用车处于研发阶段，实际应用情况未见报道国外企业美国POCOTraeadstoneORNLSHFGraftech德国DanaGrabener英国Bac2IntelligentEnergyPorvair日本FujikuraRubberMariKyushuRefractories本田瑞典Cellimpact加拿大Ballard国内企业亿华通上海佑戈大连新源动力上海弘枫上海治臻新能源武汉喜马拉雅杭州鑫能石墨大连新源动力清华大学江阴沪江科技爱德曼氢能源氢璞创能淄博联强碳素材料武汉理工大学上海西格里东海碳素上海喜丽碳素奇瑞汽车安徽明天安泰环境上海交通大学来源：上海大学报、中泰证券研究所图表22：常用双极板种类及对比请务必阅读正文之后的重要声明部分-21-行业深度报告辅助系统之空压机：离心式空压机综合性能较好，为未来发展方向。空气压缩机简称空压机，主要由电机和膨胀机组成，对进入空气进行增压，提高燃料电池的功率密度和效率。空压机作为辅助系统重要组件功耗占辅助系统的80%，约为燃料电池输出功率的20%—30%（来源北极星氢能网），主要分为涡旋式空压机、双螺杆空压机以及离心式空压机三种，其中涡旋式空压机和双螺杆空压机的页片之间产生的摩擦会造成较大噪声，且无法对于排气能量进行回收，离心式空压机具备较好的综合性能，是目前最理想的燃料电池专用空压机类型。项目涡旋式双螺杆式离心式工作范围优优良效率良中优质量比良良优噪声中中优响应速度中优中电机优优中应用单位丰田、UTC雪人股份、Ballard同济大学、势加透博来源：上海大学报、中泰证券研究所空压机特点说明无油防止润滑油污染毒化电堆高效空压机寄生功耗大，影响电池系统的性能小尺寸与低成本有助于燃料电池系统噪声来源之一低噪声空压机是燃料电池系统噪声来源之一良好的动态响应能力空气流量与压力需无缝调整，跟踪输出功率变化喘振在小流量区可以实现燃料电池在小流量高压比工况下高效运行来源：上海大学报、中泰证券研究所图表23：空压机分类图表24：空压机要求说明请务必阅读正文之后的重要声明部分-22-行业深度报告生产厂家产品类型空气质量流量（g/s)额定功率（KW）最大压缩比Honeywell离心式125253Opcon双螺杆1502.9广顺新能源动力离心式120立方米/h6.8福建雪人股份螺杆式1002.8德燃动力系统涡轮式514.61.7来源：电池中国网、中泰证券研究所辅助系统之氢能循环泵：再循环模式是主流。早期，直排模式具备控制简单的优点，然其氢气利用率仅有67%—91%，造成严重的氢气浪费，目前该模式已经淘汰；阳极死端模式通过封住燃料电池发动机的阳极出口，促使氢气可在电堆中停留更长时间，从而促使氢气利用率得到提高，然出口被封易造成积聚水，故需要频繁吹扫，造成氢气出口处气压呈周期波动，从而降低了稳定性，对电池的耐久性和经济性造成影响；氢气再循环模式可使未反应的氢气通过循环送入入口端，减少氢气浪费，且不会出现气压的周期性波动，从而促使燃料电池发动机更加稳定。目前，大部分先进的燃料电池均采用氢气再循环模式。实现方式技术手段优点缺点主要研究单位无泵式利用氢气反应消耗后产生的压差将剩余氢气送回入口端结构简单，成本低，无功耗控制复杂，循环量较小，存在压力波动日本航空天研究所机械泵式利用机械泵将未反应氢气送回入口端控制简单，工作范围宽增加成本和系统复杂度；产生额外功耗及振动噪声丰田、重塑、现代、本田等单引射器利用引射器微反应氢气送回入口端结构简单，成本低，无功耗工作范围窄，稳定性欠佳AVL、西安交通大学等双引射器设臵高压、低压两个引射器，优化单引射器方案一定程度上改善单引射器的缺点增大了成本和系统复杂度美国DTI公司等引射器加循环泵式在引射器理想工作范围之外，使用氢气循环泵实现稳定氢气循环结合了引射器与氢气循环泵的优势增加了成本和系统府再度美国Argonne国家实验室等引射器加旁路喷射器式在低功率工况下利用旁路喷射器进行吹扫一定程度上改善了低功率工况下单引射器增加了成本和系统复杂度本田图表25：国内外部分空压机生产厂家图表26：氢气再循环实现方式请务必阅读正文之后的重要声明部分-23-行业深度报告方案的不足来源：化工进展、中泰证券研究所综合来看，与国外技术相比，我国质子交换膜燃料电池系统在技术指标上仍有一定的差距。具体来说，膜电极、双极板、质子交换膜等已具备国产化的能力，但生产规模偏小；电堆产业发展较好，但辅助系统关键零部件产业发展较为落后，电堆额定功率和体积功率密度相比国外还有一定差距；系统及整车产业发展较好，配套厂家较多且生产规模较大，但大多采用国外进口零部件，对外依赖度较高。在双碳目标下，政策持续支持氢能发展，国内企业在氢能领域不断发力，有望在核心零部件方面不断提升技术水平、不断规模化、不断降成本，有望追赶或超越国际领先水平。图表27：国内外质子交换膜燃料电池系统技术指标对比来源：中国氢能联盟,《氢燃料电池汽车技术及发展综述》，中泰证券研究所领域技术指标国内先进水平国际一流水平额定功率密度40-60KW114KW耐久性5000h>5000h低温性能-20℃-30℃应用情况百台级别（在用）数千台级别膜电极电流密度1.5A/cm2电流密度2.5A/cm2空压机30KW级实车验证100KW级实车验证储氢系统35Mpa储氢系统-III型瓶组70Mpa储氢系统-Ⅳ型瓶组双极板金属双极板-试制阶段；石墨双极板小规模使用缺少耐久性和工程化验证金属双极板技术成熟、完成实车验证；石墨双极板完成实车验证氢循环装置氢气循环泵-技术空白，30KW级引射器-可量产100KW级燃料电池系统用氢气循环泵技术成熟铂载量约0.4g/KW铂载量约0.2g/KW小规模生产产品化生产阶段质子交换膜性能与国际相当，中试阶段产品化生产阶段炭纸/炭布中试阶段产品化生产阶段密封剂国内尚无公开资料和产品产品化批量生产阶段燃料电池电堆体积功率密度3.3kw/L核心零部件关键原材料催化剂<2.7kw/L请务必阅读正文之后的重要声明部分-24-行业深度报告燃料电池车的降本空间大从燃料电池整车成本构成来看，燃料电池系统和储氢系统占比较高。目前燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%，大幅高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比（约40%）。其中燃料电堆、空气供给系统、氢气供给系统、增湿换热、控制系统、储氢系统等占比分别为30%、7%、3%、5%、5%和14%。电堆成本和储氢系统占比最高，其成本下降对燃料电池整车降本具有至关重要的作用。来源：产业信息网、中泰证券研究所膜电极在电堆成本中占比高达70%，因此膜电极成本变动对电堆成本来说非常关键。根据中国电动汽车百人会数据，膜电极（催化剂、质子交换膜、气体扩散层）生产规模从100万片/年扩大至1000万片/年时候，生产成本可下降约43%，占电堆生产成本比例可从70%降至57%。图表29：1000套电堆生产成本结构图表30：50万套电堆生产成本结构来源：产业信息网、中泰证券研究所来源：产业信息网、中泰证券研究所燃料电池系统和储氢系统价格具有极大的成本下降空间。根据中国电动汽车百人会报告显示，随着燃料电池车应用范围的扩大，核心零部件和系统价格规模效应会逐步显现，商用车燃料电池系统的价格至2025/2035/2050年分别降至3500/1000/500元/KW（2020年为10000元/KW），相对2020年分别下降65%、90%和95%，商用车储氢系统燃料电堆,30%储氢系统,14%空气供给,7%氢气供给,3%增湿换热,5%控制系统等,5%电池系统,3%电驱动系统,7%车身,23%其他,3%双极板,16%质子交换膜26%催化剂23%气体扩散层21%双极板质子交换膜催化剂气体扩散层垫圈和框架等其余部分双极板30%质子交换膜8%催化剂43%气体扩散层6%双极板质子交换膜催化剂气体扩散层垫圈和框架等其余部分图表28：氢燃料电池整车成本构成情况请务必阅读正文之后的重要声明部分-25-行业深度报告价格至2025/2035/2050年分别降至3500/2000/1200元/kg（2020年为5000元/kg），相对2020年分别下降30%、60%和76%。图表31：商用车燃料电池系统与储氢系统的价格下降来源：车百智库，中泰证券研究所根据车百智库测算：1、氢燃料电池客车，到2030年，续航里程将达到500KM以上，车辆购臵成本与同等续航里程的纯电动客车相当。氢耗降至5kg/100km以下，氢气销售价格低于40元/kg，其全生命周期的TCO优于纯电动车。（TCO包括购臵成本、维护成本、燃料成本以及残值等四方面）2、氢燃料电池物流车，载荷能力≥3吨、续航里程>400KM的氢燃料电池物流车将于2025-2030年间TCO成本经济性优于纯电动车型。3、氢燃料电池重卡，载荷能力≥35吨、续航里程≥500KM的氢燃料电池物流车将于2030年左右TCO成本经济性超过纯电动车型。4、氢燃料电池乘用车，续航里程在500KM以上的乘用车将于2040年后达到同等续航能力的纯电动车型相当的全生命周期成本经济性。图表32：氢燃料电池客车的TCO成本经济性趋势图表33：氢燃料电池客车的技术性能发展趋势来源：车百智库，中泰证券研究所来源：车百智库，中泰证券研究所1000035001000500500035002000120002000400060008000100001200020202025E2035E2050E燃料电池系统价格（元/kw）储氢系统价格（元/kg）请务必阅读正文之后的重要声明部分-26-行业深度报告图表34：氢燃料电池物流车的TCO成本经济性趋势图表35：氢燃料电池物流车的技术性能发展趋势来源：车百智库，中泰证券研究所来源：车百智库，中泰证券研究所图表36：氢燃料电池重卡的TCO成本经济性趋势图表37：氢燃料电池重卡的技术性能发展趋势来源：车百智库，中泰证券研究所来源：车百智库，中泰证券研究所图表38：氢燃料电池重卡的TCO成本经济性趋势图表39：氢燃料电池重卡的技术性能发展趋势来源：车百智库，中泰证券研究所来源：车百智库，中泰证券研究所燃料电池产业链相关标的梳理请务必阅读正文之后的重要声明部分-27-行业深度报告膜电极领域：国内典型企业如鸿基创能、武汉理工氢电、捷氢科技、擎动科技、道氏技术（300409.sz）、东岳硅材（300821.sz）、科力远（600478.sh）和威孚高科（000581.sz）等。质子交换膜领域：主要包括东岳集团（0189.hk）、武汉理工新能源等。催化剂领域：主要包括贵研铂业（600459.sh）、中自科技（688737.sh）、武汉喜马拉雅等。气体扩散层领域：主要包括通用氢能、江苏天鸟、上海河森电气等。双极板领域：国内石墨板相对成熟，主要企业包括国鸿氢能、中钢天源图表40：国内膜电极领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表41：国内质子交换膜领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表42：国内催化剂领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表43：国内气体扩散层领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所代码公司涉及业务未上市鸿基创能公司已建成目前国内产能最大的自主化膜电极生产线，年设计产能达30万平方米，可满足5万辆车，当前CCM良品率达到了99.9%，膜电极也达到99%。未上市武汉理工氢电公司已经实现卷对卷生产，每分钟能生产2-5米，累计销量突破170万片IPO启动捷氢科技公司实现膜电极产线全自动化，线速度达到5m/min，年产能将达到500万片未上市擎动科技公司建设国内首条“卷对卷”直接涂布法膜电极生产线，设计年产能达100万片300409道氏技术公司合资设立广东道氏云杉氢能源科技有限公司，从事氢燃料电池膜电极等材料的研制和销售。公司参股公司广东泰极动力科技有限公司从事燃料电池膜电极技术开发、咨询、服务、转让及相关产品制造、销售。300821东岳硅材公司目前持有山东东岳未来氢能材料股份有限公司5.46%股权。东岳未来氢能150万平米燃料电池膜一期项目已经在2020年年底正式投产600478科力远公司旗下先进储能材料国家工程研究中心已开始布局氢能燃料电池领域的研究，优先以其核心关键材料“膜电极”及“催化剂”技术展开预研工作000581威孚高科公司规划成立氢能事业部，启动氢能研发中心二期建设，未来将加快500万片石墨双极板、200万片金属双极板、400万片膜电极、相关辅助关键零部件国内基地小批能力的建设，持续提升氢能项目等新业务发展。代码公司涉及业务0189.HK东岳集团已建成500吨/年的生产线，其最新产品DF260膜厚度可达到15微米，在OCV工况下耐久性大于600h未上市武汉理工新能源武汉理工新能源所生产的复合质子膜厚度达到16.8微米，已向国外数家研究单位提供测试样品代码公司涉及业务600459贵研铂业公司具备燃料电池铂碳催化剂相关技术,目前处于实验室阶段。未上市武汉喜马拉雅Pt/C催化剂日产能力达到200g；催化剂粒径2—3nm之间；电化学活性面积可达90m2/g688737中自科技公司基于对贵金属催化材料的技术积累，成功开发出氢燃料电池电催化剂，主要供应下游电堆厂商，但尚处于小试阶段，尚未进行批量生产。代码公司涉及业务未上市通用氢能气体扩散层产能达到10万㎡/年，能实现从碳纸到气体扩散层的完整工艺生产，其产品在给南科燃料试用未上市江苏天鸟碳纸有给国内电堆厂送样未上市上海河森电气具备HCP型号多款炭纸或炭布产品请务必阅读正文之后的重要声明部分-28-行业深度报告（002057.sz）、鑫能石墨等；金属板发展迅猛，主要企业包括上汽捷氢、新源动力、上海治臻、安泰科技（000969.sz）等；复合材料板主要包括新源动力、武汉喜马拉雅等。电堆领域：国内电堆产业发展相对领先，已经形成了国鸿氢能、新源动力、捷氢科技、神力科技、明天氢能等一批知名企业。燃料电池系统领域：以亿华通（688339.sh）等为代表，国内已产生一图表44：国内双极板领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表45：国内电堆领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所代码公司涉及业务石墨板未上市国鸿氢能-002057中钢天源子公司南京研究院与中钢新型合作开发氢燃料电池石墨双极板材料，金属、石墨双极板完成实验室研发未上市鑫能石墨-未上市神州碳制品-未上市沪江科技-未上市淄博联强碳素-未上市上海喜丽碳素-未上市弘枫实业-未上市上海弘骏-未上市宁波信远工业-金属板000969安泰科技公司已实现气体扩散层、金属双极板等关键材料的稳定生产和批量销售，但膜电极尚未量产销售；同时，公司自主研发的氢燃料电池发动机SY062和SY112顺利通过国家机动车产品质量监督检验中心（上海）强制性检验，目前该产品尚处于开发和逐步普及阶段未上市上汽捷氢-未上市新源动力-未上市上海治臻-未上市中氢科技-未上市安徽明天氢能-未上市爱德曼公司-未上市武汉理工大学-未上市上海交通大学-未上市奇瑞汽车-未上市上海佑戈-复合材料板未上市大连新源动力-未上市武汉喜马拉雅-未上市清华大学-未上市氢璞创能-未上市上海西格里东海碳素-代码公司涉及业务未上市国鸿氢能合作加拿大巴拉德公司，目前电堆产能为20000台/年未上市新源动力公司研发的第3代车用质子交换膜燃料电池电堆HYSTK-70，采用金属双极板，稳定输出功率达70kW，电堆功率密度达到3.4kW/L。未上市捷氢科技隶属于上汽集团，P390系统其电堆功率115kW、功率密度3.1kW/L、低温冷启动温度-30℃未上市神力科技亿华通的控股子公司，商用车电堆产品，体积功率密度达到2.2kw/L，FC-HD系列大功率燃料电池模块的额定功率可以达到76kW未上市中氢科技有50kW/60kW金属板液冷电堆，体积功率密度可达4.0kW/L，质量功率密度为3.0kW/kg未上市明天氢能安徽明天氢能依托中科院大连化物所，成功开发出商业化的金属双极板燃料电池电堆，体积功率密度达到3.0kw/L，电堆功率范围覆盖20~100kW未上市江苏清能开发出商用车用95kW燃料电池系统，电堆功率达到120kW，系统95%以上零部件均已实现国产化。834626弗尔赛石墨双极板技术电堆，体积功率密度可达2.5kW/L，电堆产品覆盖3~80kW未上市南通百应石墨双极板电堆，最大功率可以达到60KW未上市上海氢晨已累计开发80kW、100kW、120kW、150kW四款具有自主知识产权的车用燃料电池电堆，实现批量交付，广泛应用于商用车领域，在上海临港打造全自动化电堆生产制造产线，产能达到10000台套/年。未上市空间电源所隶属于中国航天科技集团有限公司第八研究院，金属双极板电堆，可生产额定功率120KW，体积功率密度≥3.0kW/L，额定效率≥55%请务必阅读正文之后的重要声明部分-29-行业深度报告批以生产/控股燃料电池系统企业为主的上市公司，如美锦能源（000723.sz）、雄韬股份（002733.sz）、雪人股份（002639.sz）、大洋电机（002249.sz）、腾龙股份（603158.sh）、全柴动力（600218.sh）、重塑股份等。燃料电池整车领域：以上汽集团（600104.SH）、福田汽车（600166.SH）、宇通客车（600066.SH）、东风汽车（600006.SH）、中通客车（000957.SZ）、金龙汽车（600686.SH）、中国重汽（000951.SZ）、飞驰汽车等为代表。辅助系统之空压机领域：雪人股份（002639.sz）、金通灵（300091.sz）、势加透博、金士顿、汉钟精机（002158.sz）、冰轮环境（000811.sz）等；辅助系统之氢气供给系统：东德实业、雪人股份（002639.sz）、艾尔科技、瑞驱科技等。图表46：国内燃料电池系统领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表47：国内燃料电池整车相关企业来源：wind，中泰证券研究所代码公司涉及业务688339亿华通公司形成以自主氢燃料电池发动机为核心，包括双极板、电堆、整车控制器、智能DC/DC、氢系统、测试设备、燃料电池实验室全套解决方案等在内的纵向一体化产品与服务体系。公司自主研发的国产氢燃料电池系统，采用国产自主研发电堆，性能可与国外主流产品媲美，并在2021年12月向市场发布首个240kW型号，是国内首款额定功率达到240kW的车用燃料电池系统。000723美锦能源公司参股的广东国鸿氢能科技有限公司生产燃料电池电堆及燃料电池动力系统总成。此外，公司还持有膜电极产商鸿基创能22.5%股份002733雄韬股份公司投资燃料电池发动机系统集成的浙江氢途科技，并于全资成立了雄韬氢雄，该公司现已成长为雄韬股份旗下自有的燃料电池全产业链一体化平台002639雪人股份公司在重庆市两江新区投资设立燃料电池发动机及其核心零部件制造项目，项目总投资为45.5亿元，通过三期建设，达到年产10万套燃料电池发动机及电堆等核心部件的产能，此外，公司燃料电池空压机(双螺杆空压机）实现量产。600218全柴动力公司控股子公司元隽氢能源主要从事氢燃料电池核心零部件及系统模块的自主研发，聚焦于氢燃料电池的新材料、膜电极、电堆及其系统的研发、生产。000338潍柴动力公司与巴拉德合资成立潍柴巴拉德氢能科技有限公司（潍柴51%股份），主要从事下一代质子交换膜燃料电池以及客车、商用车、叉车的下一代燃料电池模组研发、生产、2020年，潍柴全面启动燃料电池产业园建设项目，建成了两万套级产能的燃料电池发动机及电堆生产线。002249大洋电机大洋电机氢燃料电池业务主要产品包括氢燃料电池发动机核心零部件、氢燃料电池发动机(自主研发氢燃料电池控制器）和氢燃料电池动力总成系统等，具备3000套氢燃料电池系统的生产能力。公司致力于成为全球氢燃料电池模组、核心零部件及氢能发动机系统的卓越供应商，2017年初与巴拉德签署了燃料电池模块组装框架协议，在国内开始氢燃料电池模组的研发与生产，并于同年开始实现投产及销售。603158腾龙股份公司为新源动力第一大股东，新源动力是中国第一家致力于燃料电池产业化的公司，主要从事氢燃料电池膜电极、电堆模块、系统及相关测试设备的设计开发、生产制造和技术服务。未上市重塑股份公司已开发完成32-56kWCAVEN系列和63-130kWPRISMA镜星系列两代燃料电池系统，产品在额定功率、质量功率密度、电堆额定功率密度、冷启动温度等关键技术指标层面具备突出优势，并在燃料电池电堆、DC/DC、空压机、控制器等核心零部件环节取得突破，逐步实现国产化、产业化。代码公司涉及业务600104.SH上汽集团乘用车+重/轻卡车+客车600166.SH福田汽车客车600066.SH宇通客车客车600006.SH东风汽车轻卡+乘用车000957.SZ中通客车客车+物流车600686.SH金龙汽车客车000338.SZ潍柴动力客车+轻卡000951.SZ中国重汽轻卡+客车未上市飞驰汽车客车、物流车、重卡等请务必阅读正文之后的重要声明部分-30-行业深度报告风险提示（1）技术突破速度不及预期风险。若关键环节的技术迭代和突破速度不及预期，可能会使行业整体成本下降速度放缓，影响行业规模扩张。（2）政策补贴力度下降风险。若政策在各环节的补贴力度下降，可能会影响行业整体的推广速度。（3）用氢成本居高不下的风险。若上游制氢、储氢、加氢等环节未实现明显的成本降低，可能会影响燃料电池车整体的推广进度。（4）研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。图表48：国内空压机领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所图表49：国内氢气供给系统领域相关企业来源：wind，中泰证券研究所代码公司涉及业务002639雪人股份公司燃料电池空气压缩机产品先后得到国际众多整车企业的认可，具备高效、小型化、轻量化、无油、可靠性高、操作范围宽的特点。300091金通灵公司年产1万台的氢燃料电池空压机生产线预计2022年3月份开始投产，目前小批量试生产1000台，相关样机已送达客户试用，未来有望实现5万台/年的空压机产能,未上市势加透博公司于2019年9月建成第一条专业批产中试线，目前已有数十家签约客户，主要分布在商用车/乘用车、重卡/机车/船舶等领域。未上市金士顿科技公司于2019年实现氢燃料电池空压机批量化上车，并在2020年实现出货量翻倍增长。目前公司拥有燃料电池空压机产能3000-5000台/年，同时公司正在扩张产能，新建工厂一期产能达到5万台/年。未上市稳力科技公司已完成几十款燃料电池无油离心空压机和工业领域空压机产品开发，其中4款燃料电池空压机和2款工业空压机已达批量制造阶段。002158汉钟精机公司已研发出应用于燃料电池产业的空气压缩机产品，并已交付样机给下游客户进行测试，目前配合客户验证与产品开发中，同时正加速推进氢回收泵的研发进度000811冰轮环境公司研发的高压加氢压缩机整体性能达到国际先进水平，螺杆氢气输送压缩机填补国内空白，整体性能达到国际先进水平，燃料电池空气压缩机等主要性能指标达到国际先进水平代码公司涉及业务国外德国普旭德国普旭为全球氢气循环泵供应龙头。2020年前，普旭占据了国内约90%的市场份额。未上市东德实业公司是冰轮集团旗下冰轮海卓氢能技术研究院的孵化公司，是国内唯一一家在试验台架真正用氢气带载运行10000多小时的厂家。002639雪人股份公司在氢燃料电池核心零部件（空压机、氢气循环泵）及液氢、加氢设备方面进行技术积累以及技术布局。未上市艾尔科技公司拥有氢循环泵、控制阀等多项专利技术。2020年4月，艾尔科技研制的爪式氢气循环泵，实现了批量生产和销售。未上市瑞驱科技公司为上汽集团打造的新一批生产的氢气循环泵下线，首次实现氢气循环泵的国产化和量产化。请务必阅读正文之后的重要声明部分-31-行业深度报告投资评级说明：评级说明股票评级买入预期未来6~12个月内相对同期基准指数涨幅在15%以上增持预期未来6~12个月内相对同期基准指数涨幅在5%~15%之间持有预期未来6~12个月内相对同期基准指数涨幅在-10%~+5%之间减持预期未来6~12个月内相对同期基准指数跌幅在10%以上行业评级增持预期未来6~12个月内对同期基准指数涨幅在10%以上中性预期未来6~12个月内对同期基准指数涨幅在-10%~+10%之间减持预期未来6~12个月内对同期基准指数跌幅在10%以上备注：评级标准为报告发布日后的6~12个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的相对市场表现。其中A股市场以沪深300指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以摩根士丹利中国指数为基准，美股市场以标普500指数或纳斯达克综合指数为基准（另有说明的除外）。重要声明：中泰证券股份有限公司（以下简称“本公司”）具有中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资格。。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料，反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响。但本公司及其研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断，可能会随时调整。本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告所载的资料、工具、意见、信息及推测只提供给客户作参考之用，不构成任何投资、法律、会计或税务的最终操作建议，本公司不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。市场有风险，投资需谨慎。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者应注意，在法律允许的情况下，本公司及其本公司的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易，并可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。本公司及其本公司的关联机构或个人可能在本报告公开发布之前已经使用或了解其中的信息。本报告版权归“中泰证券股份有限公司”所有。未经事先本公司书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。如引用、刊发，需注明出处为“中泰证券研究所”，且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改。