1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明汽车强于大市强于大市维持2022年03月08日（评级）分析师于特SAC执业证书编号：S1110521050003联系人庞博氢能及燃料电池专题研究（1）：——氢能及燃料电池产业链综述行业专题研究在双碳的大背景下，氢能及燃料电池产业链的未来发展潜力大。上游氢能源行业符合能源转型需求，下游新能源汽车市场规模增长迅速，产业链上下游均为有良好前景的蓝海市场，从而有望共同驱动氢能与燃料电池行业向好发展。氢能及燃料电池的产业链长、产值大。根据中国氢能联盟的预计，2020年至2025年间，中国氢能产业产值将达1万亿元，2026年至2035年产值达到5万亿元。2021年以来，在国家层面上有关氢能和燃料电池相关的政策持续加码，推进氢能及燃料电池的推广和应用。氢能产业链的上游主要是制氢、储能、运氢、加氢。氢能供应体系，以实现绿色经济高效便捷的氢能供应体系为目标，中国将在氢的制储运加各环节逐渐突破。①制氢：化石能源制氢为目前主流，电解水制氢最具潜力；②储氢：高压气储氢为主流，先进储氢技术待突破；③运氢：与储氢方式紧密相关，气态储运、液氢储运、氢载体储运和固态储运等不同运气方式适宜不同应用场景；④加氢：加氢站为重要基础设施，到2025年我国加氢站的建设目标为至少1000座，2020-2025年的CAGR达53%。氢能产业链的中游主要是氢燃料电池及系统。随着国产化进程的加速以及规模效应，燃料电池成本有望持续下降。氢燃料电池具有发电效率高、环境污染少等优点。燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%，远高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比。近年来，伴随优秀国产燃料电池产业链企业的崛起，核心材料和关键部件国产化水平持续提升，燃料电池的价格快速下降。根据GGII在2021年初的分析，2020年我国燃料电池系统和电堆的价格已经实现30%-50%幅度的下调，2021年燃料电池电堆及系统有望继续降价30%左右。氢燃料电池汽车将成为下游应用市场发展的突破口。氢能源汽车行业起步较晚，现阶段该行业已完成了初期导入，有望加速进入提速发展阶段。中国氢能在交通领域的应用遵循氢燃料电池商用车先发展，氢燃料电池乘用车后发展的特点。参照《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的发展规划，2020-2030年，氢燃料电池汽车的保有量的增长空间达十年百倍。现阶段燃料电池成本较高，其推广应用依赖政策和补贴。但根据车百智库的测算，燃料电池车辆的成本将随着技术的进步和产业的成熟而下降，2030-2050年，其生命周期成本将在物流车、客车、重卡和乘用车领域逐步超过纯电动的车型。投资建议：我们认为，氢能及燃料电池产业链上游氢能源行业符合我国能源转型需求，下游新能源汽车市场规模增长迅速，产业链上下游均为有良好前景的蓝海市场。在双碳的大背景下，氢能及燃料电池产业链的未来发展潜力大。根据发展规划测算，2020-2035年，氢燃料电池汽车的保有量的增长空间有望达十年百倍。（1）建议关注：布局氢燃料电池系统及关键零部件，具备技术领先优势的零部件企业【捷氢科技（拟科创板上市）、亿华通、潍柴动力、威孚高科、泛亚微透】等；（2）建议关注：布局氢燃料电池整车研发与应用，掌握核心技术的整车企业【宇通客车、上汽集团、长城汽车、长安汽车、广汽集团】等。风险提示：氢能源行业技术发展不及预期、氢能源行业相关政策不及预期、技术路线存在更新换代风险、配套基础设施建设不及预期摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明oPrMpPzRsRmRvMpPpQnOnOaQ8Q6MpNoOnPoMlOpPmPjMmMzQ6MrQmRwMtQrQxNmMxO目录1、氢能及燃料电池产业链总体情况2、上游：制氢、储氢、运氢、加氢3、中游：氢燃料电池及系统3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4、下游：氢燃料电池的应用35、主要标的梳理6、投资建议7、风险提示氢能及燃料电池产业链总体情况14请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1.1发展动力：双碳背景下，上下游共同驱动•氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展发展的理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择，其产业链较长，能够带动上下游产业共同发展，为经济增长提供强劲动力。•氢能的发展具有重要意义：①推动能源结构转型，保障能源安全；②降低碳以及污染物排放；③带动产业链发展，促进经济增长。天风汽车团队资料来源：普华永道《氢能源行业前景分析与洞察》、天风证券研究所图：氢气的属性5能源类型热值折算系数氢120.00MJ/kg1标准煤29.29MJ/kg4.1天然气46.03MJ/kg2.6电3.60MJ/kWh33.3石油41.84MJ/kg2.9资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所表：氢与其他能源折算系数（按热值）1.1发展动力：双碳背景下，上下游共同驱动•氢能及燃料电池产业链的上游氢能源行业符合能源转型需求。➢根据国际能源署预测，到2070年，全球对氢气的需求预计将从2019年的7000万吨增长7倍达5.2亿吨。随着化石燃料燃料的减少，叠加氢气低碳化生产因素，全球能源行业和工业加工领域有望在2070年实现碳中和。➢我国的能源结构则自2005年起发生较大改变，原油和煤炭消费量占比较高但总体呈下降趋势；清洁能源占比逐年稳步提升。伴随着能源结构逐步转型，氢能源作为清洁能源将具备良好的发展前景。天风汽车团队资料来源：国际能源署、普华永道《氢能源行业前景分析与洞察》、天风证券研究所（注1：合成氨生产系指航运行业的燃料生产；用于工业氨生产的氢气包括在工业类别中）图：可持续发展情景下全球各行业对氢气的需求（百万吨）6资料来源：Choice、头豹研究院、天风证券研究所图：中国能源消费量占比情况1.1发展动力：双碳背景下，上下游共同驱动•氢能及燃料电池产业链的下游氢燃料电池和氢燃料电池汽车行业发展迅速，前景向好。➢我国氢燃料电池行业发展迅速，市场自2015年以来实现较快增长。根据头豹研究院测算，到2024年中国氢燃料电池行业按装机量计算的市场规模达到1383MW，CAGR达61%。➢参照SAE《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对氢燃料电池制定的发展规划，到2020/2025/2030年，氢燃料电池汽车的保有量将分别达到8000-10000辆/5万-10万辆规模/80万-100万辆，保有量规划有十年百倍的增长。天风汽车团队图：中国氢燃料电池行业市场规模（按装机量计，单位MW）7资料来源：头豹研究院、天风证券研究所资料来源：中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图2.0》、天风证券研究所图：我国氢燃料电池汽车保有量发展目标（单位：万辆）1.1发展动力：双碳背景下，上下游共同驱动•总体而言，在双碳的大背景下，氢能及燃料电池产业链的未来发展潜力大。•上游氢能源行业符合能源转型需求，下游新能源汽车市场规模增长迅速，产业链上下游均为有良好前景的蓝海市场，从而有望共同驱动氢能与燃料电池行业向好发展。天风汽车团队图：氢能与燃料电池产业链发展动力分析8资料来源：头豹研究院、天风证券研究所上游：能源行业下游：整车制造行业氢能源传统能源•清洁能源•可循环使用•产业链有待完善•环境污染•不可循环使用•能源结构转型传统能源将逐步向清洁能源转型燃油动力汽车氢燃料电池汽车•环境污染•保有量大•面临行业变革•新能源汽车•保有量较小•补贴政策新能源汽车市场占有率将稳步提升1.2发展历程：上世纪50年代起步，十三五期间步入快车道•中国的氢能与燃料电池研究始于上世纪50年代。20世纪80年代以来，相继启动了863计划和973计划，加速以研究为基础的技术商业化项目，氢能和燃料电池均被纳入其中。•“十三五”期间，氢能与燃料电池开始步入快车道。2016年以来相继发布《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2025》等顶层规划。2019年两会期间，氢能首次写入政府工作报告。2020年4月，氢能被写入《中华人民共和国能源法》（征求意见稿）。2020年9月21日，五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》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核定并拨付奖励资金，鼓励并引导氢能及燃料电池技术研发。目前政府累计支持氢能与燃料电池的研发投入已超20亿元。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所图：中国氢能及燃料电池研究历程91950s1970s1990199520002005201020152020燃料电池的研究始于中科院大连化学物理研究所航空航天工业促进了氢能与燃料电池的研究八五期间，长春应化所展开质子交换膜燃料电池实验；中科院大连化学物理研究所、清华大学等开始对固体氧化物燃料电池技术进行研究九五期间，聚焦质子交换膜燃料电池技术路线，对燃料电池系统与材料开展研究十五期间，863计划，同济大学与大连化物所牵头开展燃料电池汽车研究；清华大学、浙江大学开展研究质子交换膜和储氢技术十一五期间，863、973计划，设立开展制氢和储氢及燃料电池组件材料技术研究十二五期间，建设燃料电池技术创新平台,拓宽小型燃料电池应用领域和燃料电池电动汽车示范运营十三五期间，国家科技部召开氢能与燃料电池技术科学与技术研讨会，着重部署燃料电池开发工作，以及燃料电池汽车及其关键技术的开发约0.4亿约12亿约3.5亿约1.6亿约5亿1.3政策规划：国内持续加码，全球政策共振•2021年以来，在国家层面上有关氢能和燃料电池相关的政策持续加码，推进氢能及燃料电池的推广和应用。与此同时，各地方政府也陆续发布政策支持氢能产业的发展。截至2020年10月，我国有23个省、市、自治区，40个城市及地区已发布氢能相关的发展战略或规划。资料来源：发改委、科技部、工信部、国家能源局、国务院等政府网站、天风证券研究所表：2021年国家层面的氢能相关政策10时间单位政策名称主要内容2021年1月发改委《西部地区鼓励类产业目录（2020年本）》贵州省加快氢加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道和加氢站建设。陕西省加快风电、光伏、氢能、地热等新能源及相关装置制造产业；内蒙古自治区加快氢加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道和加氢站建设2021年2月国务院《加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》坚持节能优先，完善能源消费总量和强度双控制度。加强新能源汽车充换电、加氢等配套基础设施建设。2021年2月科技部《关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》拟围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统及“氢进万家”综合示范4个技术方向，启动19个指南任务2021年3月全国人民代表大会《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》在类脑智能、量子信息、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。2021年3月国家能源局《清洁能源消纳情况综合监管工作方案》促进清洁能源消纳2021年4月国家能源局《2021年能源工作指导意见》1.结合氢能、储能和数字化与能源融合发展等新兴领域、产业发展亟需的重要领域，研究增设若干创新平台。2.开展氢能产业试点示范，探索多种技术发展路线和应用路径。3.深化中欧智慧能源、氢能、风电、储能等能源技术创新合作，推动一批合作示范项目落地实施。2021年6月工信部《2021年汽车标准化工作要点》聚焦燃料电池电动汽车使用环节，推动燃料电池电动汽车能耗及续驶里程、低温冷启动、动力性能、车载氢系统、加氢枪等标准制修订。2021年6月国家能源局《关于组织开展“十四五”第一批国家能源研发创新平台认定工作的通知》围绕以新能源为主体的新型电力系统、新型储能、氢能与燃料电池、碳捕集利用与封存（CCUS）、能源系统数字化智能化、能源系统安全等重点领域，开展国家能源研发创新平台的认定工作。2021年7月工信部《对十三届全国人大四次会议第5736号建议的答复》鼓励发展零碳排放氢气发动机；积极配合相关部门制定氢能发展战略，研究推动将氢气内燃机纳入其中予以支持。天风汽车团队1.3政策规划：国内持续加码，全球政策共振•氢能已经成为国际议程的新焦点，已有多个国家制定全面的国家氢能战略。全球各国陆续推出政策支持氢能的产业发展，其中，欧洲、美国、中国、日本和韩国等经济和科技较为领先的国家已规划了明确的发展目标，发展路线清晰，政策力度较强。全球各国有关氢能发展战略的政策同频共振，有望推动产业链快速发展和应用成熟。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、FTI、天风证券研究所图：全球发布氢能战略和发展路线图的国家111.4产业链条：产业链长，产值大，重要环节多•氢能及燃料电池的产业链长、产值大。根据中国氢能联盟的预计，2020年至2025年间，中国氢能产业产值将达1万亿元，2026年至2035年产值达到5万亿元。•在氢能及燃料电池的产业链上，氢燃料电池上游氢气制储运加环节规模化发展、电堆核心组件本土化批量化生产以及下游商用车辆应用等均是现阶段值得重点关注的重要环节。天风汽车团队资料来源：头豹研究院、天风证券研究所图：氢能及燃料电池产业链12水煤炭天然气石油氢气加氢站氢燃料电池系统系统配件电堆催化剂质子交换膜碳布/碳网双极板膜电极气体循环系统电控系统热管理系统数据采集系统商用车乘用车特种车船舶固定式电源便携式电源电解水制氢化石能源制氢化石能源制氢工业副产氢储氢运氢加氢集成集成应用1.4产业链条：产业链长，产值大，重要环节多天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所表：国内外氢能产业链代表性企业13国内国外制氢制氢国家能源集团、中石化、中石油、宝武、河钢、浦江气体、京辉气体林德、法液空、空气产品公司（AP）制氢装备（电解水）中船718所、苏州竞立、天津大陆、淳华氢能挪威NEL、西门子、Hydrogenics储运氢高压气态储运装备（含车载）中材科技、中集安瑞科、斯林达、巨化、富瑞氢能、北京科泰克、天海工业美国Lincoln、挪威Hexagon、韩国ILJIN、日本JFE液氢储运装备液氢储罐：四川空分、南京晨光液化装置：航天101所；中科富海液氢储罐：俄罗斯JSC深冷机械制造、美国chart公司、日本岩谷液化装置：林德、法液空、AP固态储运装备有研集团法国麦克菲加氢站加氢站项目中石化、国家能源集团、河钢、舜华、氢枫、安泰科技林德、法液空、AP加氢站装备加氢机：国家能源集团、舜华、海德利森、华气厚普、正星压缩机：北京京城、北京天高、江苏恒久机械加氢机：AP、林德压缩机：美国PDC、Hydro-pac、德国hofer液氢泵：林德、ACD燃料电池汽车整车上汽大通、北汽福田、中通客车、宇通、上海申龙、飞驰丰田、现代、通用、USHybrid、Kenworth、尼古拉燃料电池系统重塑、亿华通、捷氢科技、潍柴、清能殷股份、东方氢能、国电投氢能公司丰田、现代、UTCPower、IntelligentEnergy燃料电池电堆广东国鸿、上海神力、捷氢科技、新源动力、清能股份、爱德曼、上海氢晨、未势能源、氢噗、攀业股份、锋源新创、骥翀氢能丰田、现代、巴拉德、hydrogenics、PowerCell空压机石家庄金士顿、海德韦尔、伯肯节能、势加透博、雪人股份、德燃动力、潍坊富源瑞典OPCON、美国UQM、美国盖瑞特氢气循环泵山东东德美国park膜电极广东国鸿、鸿基创能、擎动科技、武汉理工、上海唐峰、亿氢科技3M、英国庄信万丰、Gore、日本东丽、Kolon、巴拉德碳纸通用氢能德国SGL、日本东丽、日本JSR、巴拉德质子交换膜东岳、东材科技、汉丞新材料、中科氢能Gore、科慕催化剂济平新能源、贵研铂业、中科科创、中自环保日本田中、英国庄信万丰、比利时优美科发电固体氢化物燃料电池系统国家能源集团、新奥股份BloomEnergy氢燃料有轨电车中车青岛四方机车法国阿尔斯通上游：制氢、储氢、运氢、加氢214请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2.1制氢：化石能源制氢为目前主流，电解水制氢最具潜力•我国是世界第一产氢大国，2019年全国氢气产量约2000万吨，但主要用作工业原料而非能源。•氢的制取产业主要有三种较为成熟的技术路线：一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢，三是电解水制氢。化石能源制氢为我国目前主流的制氢方式，而基于可再生能源的电解水制氢方案的碳排放最低。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所（注：全球数据口径为HydrogenFromRenewablePower2017；国内口径1为清华大学；国内口径2为中国标准化研究院）表：全国与中国氢气生产结构现状15制氢原料及方式全球国内-统计口径1国内-统计口径2化石能源制氢煤制氢18%43%62%天然气重整制氢48%16%19%石油制氢30%13%合计18%工业副产提纯制氢焦炉煤气、氯碱尾气等\28%电解水制氢4%微量1%其他方式产氢生物质、光催化等\微量微量图：不同制氢技术的碳排放量资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所（注：神华鄂尔多斯煤制氢全生命周期碳排放强度约为29.02kgCO2/kgH2，煤制氢+CCS全生命周期碳排放强度约为13.99kgCO2/kgH2。市电电解水制氢碳排放强度按照当前中国区域电力的平均碳强度计算）2.1制氢：化石能源制氢为目前主流，电解水制氢最具潜力•化石能源制氢：传统制氢工业中以煤、天然气等化石能源为原料，制氢过程产生CO2排放，制得氢气中普遍含有硫、磷等危害燃料电池的杂质，对提纯及碳捕获有较高的要求。•工业副产制氢：焦炉煤气、氯碱尾气等工业副产提纯制氢，能够避免尾气中的氢气浪费，实现氢气的高效利用，但从长远看无法作为大规模集中化的氢能供应来源。•电解水制氢：纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，被认为是未来最具发展潜力的绿色氢能供应方式。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所表：主要制氢路径及优缺点对比16制氢方式原料原料价格制氢成本优点缺点适用范围化石能源制氢煤550元/吨9元/kg技术成熟储量有限，制氢过程存在碳排放问题，需提纯及去除杂质合成氨、合成甲醇、石油炼制天然气3元/立方米27元/kg技术成熟电解水制氢电、水商电0.8元/kWh谷电0.3元/kWh弃电0.1元/kWh48元/kg23元/kg14元/kg工艺过程简单，制氢过程不存在碳排放尚未实现规模化应用，成本较高结合可再生能源制氢；电子、有色金属冶炼等对气体纯度及杂质含量有特殊要求化工过程副产氢焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻烃利用等\10-16元/kg成本低须提纯及杂质去除，无法作为大规模集中化的氢能供应源合成氨、石油炼制生物质制氢农作物、藻类等原料\\成本低氢含量较低\核能制氢水\\合理利用核能发电废热技术不成熟\光催化制氢水\\原料丰富技术不成熟\2.1制氢：煤制氢技术路线•煤制氢是当前中国大规模稳定制取廉价工业氢气的主要途径。➢传统煤制氢采用固定床、流化床、气流床等工艺，合成气中CO2、CO等体积分数高达45%-70%，碳排放高，不满足低碳化的制氢路径，且含有硫化物等腐蚀性气体。➢近年来，新型煤气化制氢技术不断发展。超临界水煤气化技术，利用超临界水（温度≥374℃，压力≥22.1MPa）作为均相反应媒介，具有气化效率高、氢气组分高、污染少等优点，但目前尚未产业化。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、航天长征化学工程股份有限公司、天风证券研究所图：煤制氢产能适应性特点17图：煤制氢成本随煤炭价格变化趋势资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、未势能源、天风证券研究所2.1制氢：天然气制氢技术路线•蒸汽重整制氢（SMR）在天然气制氢技术中发展较为成熟、应用较为广泛。➢天然气制氢中天然气原料成本占比达70%-90%。➢天然气制氢生产过程需要将原料气的含硫量降到1ppm以下，以防止重整催化器中毒。➢中国天然气资源供给有限且含硫量较高，预处理工艺复杂，因此国内天然气制氢的经济性远低于国外。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、未势能源、天风证券研究所图：天然气制氢成本变化趋势182.1制氢：工业副产制氢技术路线•工业副产氢指在生产化工产品的同时得到的氢气，主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用（丙烷脱氢、乙烷裂解）、合成氨合成甲醇等工业的副产氢。➢从工业副产氢的放空量上来看，供应潜力可达450万吨/年，能够支持超过97万辆公交客车的全年运营。➢但目前工业副产氢基本为各企业自产自用，实际可利用情况还需与企业相互协调和平衡；且存在地域性分布差异的特点，如PDH及乙烷裂解项目主要分布在华东及沿海地区，氯碱厂主要分布在新疆、山东、内蒙古、上海、河北等省市，焦化厂主要在华北、华东等地区，而合成氨醇企业主要在山东、山西、河南等省份。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所（注：计算依据为车辆氢耗7kg/100km、日均行驶200km、年出勤率90%）表：中国工业副产氢制氢的供应潜力19图：中国工业副产氢制氢的综合成本（元/Nm3）资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所制氢工艺现有年制氢潜力/万吨可供应公交车数量/万辆轻烃利用副产氢306.5氯碱副产氢337.1焦炉煤气副产氢27158.9合成氨合成甲醇等副产氢11825.6合计45097.62.1制氢：电解水制氢技术路线•电解水制氢目前有碱性电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、固体氧化物电解（SOEC）三类。➢ALK电解：已实现大规模工业应用，国内关键设备主要性能指标均接近国际先进水平；设备成本较低，单槽电解制氢产量较大，易适用于电网电解制氢；➢PEM电解：国内较国际先进水平差距较大，体现在技术成熟度、装置规模、使用寿命、经济性等方面；运行灵活性和反应效率较高，能够以最低功率保持待机模式，与波动性和随机性较大的风电和光伏具有良好的匹配性；➢SOEC电解：电耗低于ALK和PEM，尚未广泛商业化，国内仅在实验室规模上完成验证示范；需要高温环境，适合产生高温、高压蒸汽的光热发电系统。➢电解水制氢的氢气全口径成本约50元/kg，制氢环节成本占比约44%，储运环节约24%，加注环节约32%。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所（注：测算边界为500kg/d的固定式35MPa加氢站、负荷率80%；20MPa长管拖车200km运输距离）图：电解水制氢的全口径成本202.2储氢：高压气储氢为主流，先进储氢技术待突破•储氢方式可分为：压缩气态储氢、低温液态储氢、液氨/甲醇储氢、吸附储能（氢化物/LOHC）等。➢压缩液态储氢：技术难度低、初始投资成本低，目前在国内外广泛应用。➢低温液态储氢：在国外应用较多，国内以航空领域为主，民用领域尚未规模推广。➢液氨/甲醇储氢和吸附储能（氢化物/LOHC）：国外已有产品和项目，国内产业化极少。•总体而言，国内氢的储运技术在能效性、安全性上尚未完全解决。目前普遍采用高压气氢储运方式，储氢密度低、压缩能耗高且储氢罐安全设计冗余带来的材料成本较高。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、世界银行、中国工业气体工业协会、中化石油勘探开发公司、天风证券研究所表：不同储氢方式的对比21储氢方式压缩气态储氢低温液态储氢液氨/甲醇储气氢化物/LOHC吸附储氢技术原理将氢气压缩于高压容器中，储氢密度与储存压力、储存容器类型相关低温(20K)条件下对氢气进行液化利用液氨、甲醇等液体材料在特定条件下与氢气反应生成稳定化合物，并通过改变反应条件实现氢的释放利用金属合金、碳质材料、有机液体材料、金属框架物等对氢的吸附储氢和释放的可逆反应实现优点技术成熟、充放氢速率可调体积储氢密度高、液态氢纯度高储氢密度高、安全性较好、储运方便安全性高、储存压力低、运输方便缺点体积储氢密度低、容器耐压要求高液化过程能耗高、容器绝热性能要求高、成本高涉及化学反应、技术操作复杂、含杂质气体、往返效率相对较低普遍存在价格高、寿命短或者储存、释放条件苛刻等问题技术成熟度发展成熟，广泛应用于车用氢能领域国外约70%使用液氢运输，安全运输问题验证充分距离商业化大规模使用尚远大多数处于研发试验阶段国内技术水平关键零部件仍依赖进口，储氢密度较国外低民用技术处于起步阶段，与国外先进水平存在差距处于攻克研发阶段与国际先进水平存在较大差距2.2储氢：高压气储氢为主流，先进储氢技术待突破•高压储氢主要利用气瓶作为储存容器，对于储气瓶，全球呈现出从I型储氢瓶到IV型储氢瓶的技术发展趋势。➢目前最为成熟且成本较低的技术是钢制氢瓶和钢制压力容器，如目前工业中广泛采用20MPa钢制氢瓶，并可与45MPa钢制氢瓶、98MPa钢带缠绕式压力容器进行组合应用于加氢站，但钢制氢气瓶重量大，并不适宜汽车用。➢目前车用高压储氢瓶的国际主流技术通过以铝合金/塑料作为内胆，外层则用碳纤维进行包覆（即III型、IV型瓶），提升氢瓶的结构强度并尽可能减轻整体质量。国外氢燃料电池汽车已经广泛使用70MPa碳纤维缠绕IV型瓶；目前我国车载储氢方式大多为35MPa碳纤维缠绕III型瓶，70MPa碳纤维缠绕III型瓶也已少量用于国产汽车中。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所表：高压气瓶的性能及特征22资料来源：凤凰网、天风证券研究所图：丰田Mirai汽车中的两储气瓶系统类型I型II型III型IV型材质铬钼钢钢制内胆纤维环向缠绕铝内胆纤维全缠绕塑料内胆纤维全缠绕工作压力Mpa17.5-2026.3-3030-7030-70应用情况加氢站等固定式储氢应用国内车载国际车载2.3运氢：与储氢方式紧密相关，适宜不同应用场景•运输方式与储氢的技术方案紧密相关。目前国际上主要氢气储运技术包括气态储运（长管拖车、管道）、液氢储运、氢载体储运和固态储运。在实际应用中，可根据运输距离和运输规模，选择最经济的储运氢技术。➢气态储运氢环节涉及的核心技术装备主要有长管拖车用高压管束储氢瓶与管道。➢低温液态储运氢涉及的核心技术装备主要有氢液化装置与液氢储罐。➢有机液体储运氢涉及的核心技术装备主要有供热脱氢装置。•现阶段，中国普遍采用20MPa气态高压储氢与集束管车运输的方式。随着用氢规模扩大、运输距离增长，提高气氢运输压力或采用液氢槽车、输氢管道等方案才能满足高效经济的要求。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所表：不同储运氢技术对比23储运方式运输工具单车载氢量运输密度能耗kWh/kg能耗Wt%适宜场景气态储运20MPa长管拖车300kg~1%1~1.33%~4%城市内配送管道连续输送—0.31%国际、跨城市与城市内配送液氢储运液氢槽罐车4000kg~10%12~2035%~60%国际、规模化、长距离有机液体储运槽罐车2000kg~5.7%15~2044%~60%固体储运货车2000kg~2.5%14~1842%~54%2.4加氢：加氢站为重要基础设施，到2025年规划CAGR达53%•加氢站是是氢燃料电池产业化、商业化的重要基础设施。通过将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气。•加氢站主要由制氢系统、压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统等部分组成。从站外运达或站内制取纯化后的高纯氢气，通过氢气压缩系统压缩至一定压力，加压后的氢气储存在固定式高压容器中。当需要加注氢气时，氢气在加氢站固定高压容器与车载储氢容器之间的高压差的作用下，通过加注系统快速充装至车载储氢容器。•加氢站按站内氢气储存形态来分，可以分为气氢加氢站、液氢加氢站；按氢气来源分类，可以分为外供氢加氢站和内制氢加氢站；按建设形式来分，可以分为固定式加氢站、撬装式加氢站和移动式加氢站。目前，我国加氢站主要为高压氢气储存加氢站。天风汽车团队资料来源：前瞻产业研究院、天风证券研究所图：加氢站工作原理24液氢直接加注工业产氢燃料电力液氢储藏压缩式储藏站内制氢汽化器压缩机蓄压器燃料电池汽车液氢运输高压氢运输燃气/液化石油气/煤油/甲醇市电/风光电加注图：我国加氢站前期建设成本占比情况资料来源：华经产业研究院、天风证券研究所2.4加氢：加氢站为重要基础设施，到2025年规划CAGR达53%•根据EVTank统计，截至2020年底，中国累计建成118座加氢站，在建/拟建为167座；•根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》相关规划，到2025年，我国加氢站的建设目标为至少1000座，2020-2025年的CAGR达53%；到2035年加氢站的建设目标为至少5000座，2020-2035年的CAGR达28%。天风汽车团队资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所图：我国加氢站和燃料电池汽车示范运行情况252.5上游各环节的关键技术现状天风汽车团队表：氢能及燃料电池技术装备国产化情况26资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所氢能产业链关键技术装备国产化情况制氢电解水制氢ALK电解水制氢装备我国已实现国产化率约95%，氢气阀门与仪表尚依赖进口。但国产化的核心电解槽部件中，隔膜和电极技术水平与国外有差距，导致电流密度与能效较国外有差距，但国内成本优势明显SPE电解水制氢装备国产化率约80%，核心部件电解槽尚未完全实现国产化，尤其是质子交换膜主要依赖进口，虽然国内具备质子交换膜的生产能力，但膜树脂、膜溶液等原材料多为进口。国内SPE电解水装备实现小规模商业化应用，但设备成本高昂储运氢气态储运长管拖车用储氢瓶在储氢容器基础材料方面，罐体材料实现了国产化，但是高性能碳纤维材料被日本和美国垄断；在储氢容器生产工艺方面，碳纤维缠绕设备与高压罐体加工设备仍需进口。整体国产化率约50%左右天然气管道管道材料国产化，但是在管道掺氢方面处于小规模示范，材料和应用灶具适应性等研究尚未系统开展纯氢管道国内运营3个项目，运营长度100多公里。管道材料国产化，但缺乏长距离管道运行经验以及高性能临氢材料开发液氢储运氢气液化装置氢透平膨胀机、低温阀门等核心设备依赖进口液氢储罐国外液氢容器一般采用球形，国内的均为圆柱形，因此蒸发率高于国外水平。液氢储罐制造技术与装备与国外有差距有机液体储运供热脱氢装置小规模示范研究加氢站加氢机核心零部件如加氢枪、调压阀、截止阀、流量计、氢气检测器、传感器国内已有相关产品，但一致性和耐久性尚需持续验证，市场以进口部件为主，国内仅做系统集成与加注软件控制技术，设备成本居高不下压缩机核心部件如压缩机机头、膜片尚依赖进口，国内主要通过采购PDC等国外企业机头在国内进行系统集成，国产化率约30%左右，性能上尤其是可靠性方面较国外有较大差距液氢泵处于样机研制阶段2.5上游各环节的关键技术现状天风汽车团队表：氢能及燃料电池关键技术指标27资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所氢能产业链关键技术装备关键技术指标国内国外制氢电解水制氢ALK电解水制氢装备电流密度0.3A@1.84V0.4A@1.8V成本$200~300/kW$380~450/kWPEM电解水制氢装备电流密度1.5A@1.92V2A@1.8V成本$1500/kW$1800/kW储运氢高压气态储运长管拖车用储氢瓶系统储氢密度1%4-6%储氢瓶型号1型3/4型液氢储运氢气液化装置液化能耗15-20kWh/KgH210-13kWh/KgH2液氢储罐日蒸发率0.50%0.30%容积300m3>1000m3有机液体储运供热脱氢装置脱氢能耗16-20kWh/kgH220kWh/kgH2加氢站加氢机预冷能耗-2.6kWh/kg压缩机能耗-1.5kWh/kg2.6发展趋势：绿色经济高效便捷为目标，上游各环节逐渐突破天风汽车团队图：中国氢能供应体系的发展路径28资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所•氢能供应体系，以实现绿色经济高效便捷的氢能供应体系为目标，中国将在氢的制储运加各环节逐渐突破。•氢气的终端价格降低需依靠上游产业链制氢、储运、加氢各环节的整合，寻找更绿色经济的氢气来源、采用更高效的氢气制取方式和更安全的氢气运输渠道。•从长远看，随着用氢需求的扩大，结合可再生能源的分布式制氢加氢一体站、经济高效的集中式制氢、液氢等多种储运路径并行的方案将会是主要的发展方向。中游：氢燃料电池及系统329请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3.1氢燃料电池系统的原理与构成•氢燃料电池是通过氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。•只有燃料电池本体还不能工作，燃料电池必须有一套相应的辅助系统构成燃料电池系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。•燃料电池具有发电效率高、环境污染少等优点。由于燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制，因而能量转化效率高。燃料电池系统的燃料-电能的转换效率一般在45%～60%，高于汽车发动机的热效率，也高于火力发电和核电的约30%～40%的效率。天风汽车团队资料来源：汽车商业评论、天风证券研究所图：氢燃料电池和锂电池的原理对比30图：氢-空燃料电池系统的典型架构资料来源：捷氢科技、AI汽车网、天风证券研究所3.1氢燃料电池系统的原理与构成•根据电池所采用电解质分类，燃料电池可分为七类：碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、阴离子交换燃料电池（AEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）。其中适用于氢燃料电池汽车的主要是质子交换膜燃料电池。天风汽车团队资料来源：衣宝廉等《氢燃料电池》、天风证券研究所表：燃料电池的分类及技术状态31类型电解质导电离子工作温度/℃燃料氧化剂技术状态可能的应用领域碱性燃料电池AFCKOHOH-50~200纯氢纯氧1~100kW，高度发展，高效航天、特殊地面应用质子交换膜燃料电池PEMFC质子交换膜H+室温~100氢气、重整气空气几百千瓦，高度发展，商业化初期电动车、潜艇、移动电源、固定电站阴离子交换燃料电池AEMFC阴离子交换膜OH-室温~80氢气空气约几千瓦，发展中备用电源、移动电源直接甲醇燃料电池DMFC质子交换膜H+室温~100甲醇等空气1kW~几十千瓦，小规模应用微型移动电源磷酸燃料电池PAFCH3PO4H+100~200重整气空气1~2000kW，高度发展，成本高特殊需求，区域供电熔融碳酸盐燃料电池MCFC（Li,K）2CO3CO32-650~700净化煤气、天然气、重整气空气250~2000kW，示范阶段，需延长寿命区域性供电固体氧化物燃料电池SOFC氧化钇、稳定的氧化锆O2-900~1000净化煤气、天然气空气1~200kW，电池结构，廉价制备技术区域性供电、联合循环发电3.2氢燃料电池系统的关键部件：膜电极•膜电极（MembraneElectrodeAssembly,MEA）是燃料电池发电的关键核心部件。膜电极由质子交换膜（PEM）、膜两侧的催化层（CL）和气体扩散层（GDL）组成，燃料电池的电化学反应发生在膜电极中。•MEA的结构设计和制备工艺技术是燃料电池研究的关键技术，它决定了燃料电池的工作性能。高性能的膜电极需要具备以下特征：①能够最大限度减小气体的传输阻力，即最大限度发挥单位面积和单位质量的催化剂的反应活性；②形成良好的离子通道，降低离子传输的阻力；③形成良好的电子通道；④气体扩散电极应该保证良好的机械强度及导热性；⑤膜具有高的质子传导性，有很好的化学稳定性和热稳定性及抗水解性。天风汽车团队资料来源：ofweek、天风证券研究所图：膜电极结构示意图32图：未势能源膜电极产品资料来源：未势能源官网、天风证券研究所3.2氢燃料电池系统的关键部件：膜电极•质子交换膜最大的功能是传递质子，同时隔离燃料与氧化剂。目前常见的膜材料是全氟磺酸质子交换膜，代表厂家Gore公司的GoreSelect增强型质子交换膜、杜邦公司的Nafion系列、Solvay公司的Aquivion系列，还有美国Dow、日本Aciplex以及Flemion系列膜。国内主要的膜材料公司有山东东岳化工、江苏科润以及汉丞新材料等。•催化剂主要控制电极上氢和氧的反应过程，是影响电池活化极化的主要因素。目前氢燃料电池的催化剂主要为三个大类：铂（Pt）催化剂、低铂催化剂和非铂催化剂。Pt作为催化剂可以吸附氢气分子促成离解，是目前商用的首选；但Pt稀缺性强，我国储量也不丰富，减少铂基催化剂用量是降低燃料电池系统商用成本的重要途径。•气体扩散层的主要作用是支撑催化层，传递反应气体与产物，并传导电流。基材通常为多孔导电的材质，如炭纸、炭布，且用PTFE等进行憎水处理构成气体通道。目前市场上商业化的气体扩散层基材供应商主要包括日本Toray、德国SGL与Freudenberg、加拿大Ballard等，国内目前无批量商业化产品，研发单位有中南大学和江苏天鸟等。天风汽车团队资料来源：高工锂电、天风证券研究所图：丰田Mirai中的质子交换膜33图：Pt/C催化剂TEM照片资料来源：高工锂电、天风证券研究所图：气体扩散层使用的碳纤维纸资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心、天风证券研究所3.2氢燃料电池系统的关键部件：双极板•双极板（Bipolarplate，以下简称BPP）是燃料电池的一种核心零部件，主要作用为支撑MEA、提供氢气、氧气和冷却液流体通道并分隔氢气和氧气、收集电子、传导热量。目前常见的BPP材料有石墨、复合材料和金属。丰田Mirai、本田Clarity和现代NEXO等乘用车均采用金属双极板，而商用车一般采用石墨双极板。➢石墨是热和电的良导体，耐腐蚀，密度较低。人造石墨机加工制造BPP设计灵活、迭代周期短，但柔韧性差。柔性石墨基材可以模压成型、柔韧性好，但金属和非金属杂原子杂质含量高，需要提纯。➢高分子复合物的密度小，通过不同的加工工艺能被浇铸成复杂形状。但树脂类材料导电性能较差，用于BPP制造需要添加导电物质，可以选用石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等。➢金属材料具有机械强度高、体相电导和热导优良，容易制成薄板并冲压加工成型的特点，但是其大规模应用还需要实现大面积流场冲压制作高精度流道、材料表面能在燃料电池操作条件下具有高耐腐蚀能力和低界面接触电阻。天风汽车团队资料来源：燃料电池发动机工程技术研究中心、天风证券研究所图：金属双极板（左）、石墨双极板（中）和复合双极板（右）343.2氢燃料电池系统的关键部件：空压机•空压机在做功过程中，效率、进出压缩比是性能的重要指标。目前燃料电池系统使用的空压机主要包括离心式空压机、罗茨式空压机和螺杆式空压机，其中离心式空压机是主要的发展方向。•使用在燃料电池上，空压机需要具备以下特性：①无油；②小型化及轻量化；③低噪声；④动态响应快；⑤控制系统响应快；⑥材料要求高，需要低成本、稳定的摩擦性能和耐磨性的涂层和材料。•从国产化率方面来说，空压机是燃料电池关键部件中国产化程度较高的一款。据势银（TrendBank）统计，相对于其它产品而言，空压机已经较早的实现了全功率段国产化，目前国产化率接近100%。国内主要供应商有势加透博、金士顿科技、东德实业、德燃动力、雪人股份、广顺新能源、稳力科技、汉钟精机等企业。天风汽车团队资料来源：衣宝廉等《氢燃料电池》、天风证券研究所表：不同类型空压机的特点35类型涡轮增压器罗茨鼓风机螺杆式压缩机压比约3.023效率/%约75（压缩机）约65（涡轮机）50~60约65特点优势：震动噪声体积、重量优势：寿命劣势：震动噪声压比体积、重量优势：压比劣势：震动噪声体积、重量3.2氢燃料电池系统的关键部件：氢循环装置•氢循环模块是氢燃料电池发动机的关键技术之一，对于燃料电池发动机来说，氢气是否能高效循环反应，是动力能否顺畅输出的关键。•现阶段氢循环产品主要有氢气循环泵、氢气引射器等产品。系统厂家根据各自产品的设计需求，有单纯采用氢循环泵的，也有部分厂家采用氢气引射器，还有部分系统供应商并未采用氢气循环系统。2020年国内氢循环系统有引射器和氢循环泵两种产品，其中氢循环泵是主流，引射器使用量有所增长。•按照技术路线的不同，国内企业涉足氢气循环泵的有东德实业、瑞驱电动、雪人股份、汉钟精机、南方德尔、济南思明特、浙江恒友等；而涉足引射器的公司则主要有鸾鸟电气、浙江宏昇、未势能源等企业。天风汽车团队资料来源：高工氢电、天风证券研究所图：丰田Mirai氢循环泵与电堆位置关系36图：未势能源发布的95kW燃料电池发动机全功率引射器资料来源：高工氢电、未势能源、天风证券研究所丰田MIRAI3.3氢燃料电池的关键技术现状天风汽车团队表：氢燃料电池技术装备国产化情况37资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、章桐《中国燃料电池汽车产业链的现状及发展》、天风证券研究所关键零部件国内主要生产商发展现状电堆广东国鸿、捷氢科技、未势能源、上海神力、氢璞创能、弗尔赛、明天氢能、新源动力、清能股份、爱德曼、上海氢晨、攀业股份、锋源新创、骥翀氢能产品性能达到国际平均水平，但在比功率及耐久性方面有待提升。已经实现车应用，自主研发与技术引进并举，自主研发企业向产业化迈进，技术引进企业可实现规模化生产。膜电极鸿基创能、武汉理工新能源、新源动力、苏州擎动、清能股份、唐锋能源、广东国鸿、上海唐峰、亿氢科技可实现量产，处于国际领先水平质子交换膜东岳集团、武汉理工新能源、大连化物所、东材科技、汉丞新材料、中科氢能性能有待提高，尚不能形成稳定产品，核心材料依赖进口催化剂大连化物所、武汉喜马拉雅、贵研铂业、平新能源、中科科创、中自环保小批量生产，关键材料仍依赖进口，量产技术亟待i突破气体扩散层上海河森、中南大学、通用氢能小规模生产，性能尚待验证双极板石墨：上海弘枫、鑫能石墨金属及复合材料：武汉理工新能源、新源动力、大连化物所、爱德曼氢能源、上海治臻石墨双极板实现国产化，金属双极板开始国产化并小批量应用燃料电池系统重塑科技、亿华通、德燃动力、新源动力、捷氢科技、潍柴、清能殷股份、东方氢能、国电投氢能公司可实现量产，性能可满足装车要求空压机德燃动力、广顺、东德实业、石家庄金士顿、海德韦尔、伯肯节能、势加透博、雪人股份、潍坊富源具备小规模生产能力，可靠性与寿命需要进一步验证氢气循环泵德燃动力、思明特、山东东德小批量生产，较依赖进口DC/DC大洋电机、欣锐科技、中车时代电动国产化尚不成熟加湿器伊腾迪新能源小批量生产，较依赖进口储氢瓶斯林达、富瑞特装、天海35MpaIII型瓶可实现量产应用，已开展针对70MPaIV型瓶研究3.3氢燃料电池的关键技术现状天风汽车团队38表：氢燃料电池关键技术指标资料来源：中国氢能联盟《中国氢能及燃料电池产业手册（2020）》、天风证券研究所氢能产业链关键技术装备关键技术指标国内国外燃料电池系统质子交换膜燃料电池系统效率55%-60%60%额定功率80-100kW90kW寿命乘用车：>5000h商用车：10000h乘用车：>5000h商用车：20000h比功率600W/kg780W/L600W/kg（2015年水平）641W/L（2015年水平）固体氢化物燃料电池最大功率20kW250kW发电效率51%-52%50-62%运行寿命->40000h3.4发展趋势：技术突破与规模效应双轮驱动，推动成本下降•燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%，远高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比。氢燃料电池成本结构中，占比最高的为燃料电堆，成本达30%；而燃料电堆中成本占比最高的为催化剂，占比达36%，系因燃料电堆催化剂主要为铂金属，成本高昂。•近年来，伴随优秀国产燃料电池产业链企业的崛起，核心材料和关键部件国产化水平持续提升，燃料电池的价格快速下降。根据GGII在2021年初的分析，2020年我国燃料电池系统和电堆的价格已经实现20%-50%幅度的下调，2021年燃料电池电堆及系统有望继续降价30%左右。随着国产化进程的加速以及规模效应，燃料电池成本下降的趋势有望持续。天风汽车团队资料来源：产业信息网、天风证券研究所图：氢燃料电池系统的成本构成39资料来源：产业信息网、天风证券研究所图：燃料电池电堆的成本构成3.4发展趋势：技术突破与规模效应双轮驱动，推动成本下降•技术突破：燃料电池系统及储氢技术关键技术和材料的突破，可降低综合成本，对产品技术路径的发展起到决定性的作用。•规模效应：规模化生产、技术成熟度提高可驱动燃料电池系统及储氢系统价格下降，其成本与量产规模、关键部件国产化率等因素密切相关。•随着燃料电池技术性能的提升，耐久性与寿命提高，燃料电池下游应用的全生命周期成本也将得到极大程度的改善。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所图：中国燃料电池系统及储氢系统价格下降潜力（以商用车为例）40下游：氢燃料电池的应用441请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4.1应用场景：固定能源目前市场最大，交通领域为主要突破口•燃料电池主要有三大类应用场景：固定电源、交通运输和便携式电源。➢交通动力应用是目前关注度最高的燃料电池应用领域。交通运输市场包括为乘用车、巴士、客车、叉车及其他以燃料电池作为动力的车辆提供的燃料电池，例如特种车辆、物料搬运设备和越野车辆的辅助供电装置等。➢便携式电源包括笔记本电脑、手机、收音机及其他需要电源的移动设备。燃料电池的能量密度通常是可充电电池的5到10倍，已有DMFC和PEMFC被应用为军用单兵电源和移动充电装置上。成本、稳定性和寿命将是燃料电池应用于便巧式移动电源的所需要解决的技术问题。➢固定电源应用是目前最大的市场。固定电源市场包括所有的在固定位置运行的作为主电源、备用电源或者热电联产的燃料电池，比如分布式发电及余热供热等。固定燃料电池被用于商业、工业及住宅主要和备份能发电。天风汽车团队资料来源：氢启未来、FuelCellToday、天风证券研究所图：燃料电池的典型应用场景42交通运输技术路线：PEMFC便携式电源技术路线：PEMFC、DMFC固定电源技术路线：SOFC、MCFC、PEMFC、PAFC4.1应用场景：固定能源目前市场最大，交通领域为主要突破口•交通运输领域将成为氢能和燃料电池下游应用市场发展的突破口，并逐渐向储能、工业、建筑领域拓展。•根据《中国氢能发展报告2020》测算，氢燃料电池商用车将率先实现产业化的应用与运行，除了政策的激励效应之外，氢燃料电池客车、物流车、重卡等车型将在2030年前取得与纯电动车型相当的全生命周期经济性。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所图：中国氢能应用体系发展路径434.2氢燃料电池汽车：组成结构•燃料电池车一般主要由以下部分组成：燃料电池电堆、储氢罐、驱动电机、动力电池、电力电子控制器、DC/DC、热管理（冷却）系统、变速器等。燃料电池车核心部件为燃料电池电堆，而大量的零部件与纯电动汽车相类似。•由于动力电池和燃料电池电堆配置的差异，不同厂家的燃料电池车结构也存在区别。有的主要以燃料电池电堆作为主动力输出源；有的则以电池作为主动力输出源，燃料电池电堆起增程器的作用。天风汽车团队资料来源：畅合能源官网、天风证券研究所图：燃料电池车的组成结构444.2氢燃料电池汽车：工作原理•氢气与氧气在燃料电池电堆中进行反应，释放的能量转化为电能。燃料电池电堆与电池一起协同工作，为电机提供电能，而电机则作为动力源为车辆提供动力，驱动车辆行驶。•对于动力电池来说，其本身即为能量源；而燃料电池能量源则为氢气，目前主要通过高压储氢罐储存。天风汽车团队资料来源：畅合能源官网、天风证券研究所图：燃料电池车的工作原理454.2氢燃料电池汽车：工作模式•从工作模式上看，燃料电池车主要有燃料电池模式、辅助模式、充电模式和能量回收模式四种。➢燃料电池模式：电机全部功率由燃料电池供应。➢辅助模式：燃料电池和动力电池一起对电机输出功率。➢充电模式：燃料电池发出的电量为电池充电。➢能量回收模式：电机制动回收能量充入动力电池。天风汽车团队资料来源：畅合能源官网、天风证券研究所图：燃料电池的工作模式464.2氢燃料电池汽车：商用车先行，乘用车市场化进程加快•中国氢能在交通领域的应用遵循氢燃料电池商用车先发展，氢燃料电池乘用车后发展的特点。当前氢燃料电池汽车的主要示范应用集中在物流、客车等领域。•过去的十多年里，在产业补贴和国家支持政策等措施激励下，中国氢燃料电池客车、物流车等商用车的应用已经领先于其他氢燃料电池汽车。未来的20-30年，随着质子交换膜燃料电池的技术突破与规模效应带来的成本下降，氢燃料电池重卡、乘用车等车型的市场化进程将加快。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、新能源汽车国家检测与管理平台、天风证券研究所图：截至2019年底我国氢燃料电池汽车运行情况47资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所图：全国氢燃料电池车企分布情况（不完全统计）4.2氢燃料电池汽车：商用车先行，乘用车市场化进程加快•在乘用车领域，国际厂商布局和量产应用较早。目前已到量产阶段的燃料电池乘用车主要包括现代NEXOBlue、丰田Mirai、本田Clarity等。•近年来，我国燃料电池乘用车的市场得到初步发展。目前上汽大通EUNIQ7、北汽EU7FC、广汽AionLXFC等车型已量产或计划上市。天风汽车团队资料来源：汽车之家、天风证券研究所图：氢燃料电池乘用车48现代NEXOBlue丰田Mirai本田Clarity上汽大通EUNIQ7北汽EU7FC广汽AionLXFC4.2氢燃料电池汽车：国内主机厂布局，逐步掌握核心技术•国内主机产纷纷布局氢燃料电池汽车，逐步掌握核心技术。目前国内多个汽车品牌已参与到氢燃料电池汽车的研发生产中，不同企业也逐渐形成了差异化的核心技术。如上汽捷氢自主研发的燃料电池电堆/系统、长城未势能源的氢柠技术、福田汽车的第四代氢燃料核心技术等。天风汽车团队资料来源：wind、长城汽车官网、宇通客车官网、天风证券研究所表：国内主机厂在氢燃料电池技术方面的布局和规划49厂商主要布局上汽集团公司将以推进捷氢科技分拆上市为契机，加快氢能和氢燃料电池的产业化和商业化进程，持续提升核心技术能力和市场竞争力。上汽集团所属捷氢科技自研的燃料电池系统技术性能已可比肩全球领先水平，相关技术均已率先实现产品化落地，预计2021-2022年，捷氢科技自主燃料电池电堆/系统的供货量将超过4000台/套。长城汽车2021年3月，长城未势能源发布氢能战略，建立国际级“研—制—储—运—加—应用”一体化供应链生态，随之发布了国际领先的车规级“氢动力系统”全场景解决方案—氢柠技术。未来，未势能源将围绕已掌握的氢燃料电池核心技术，打造具有国际竞争力的产品：高性能膜电极、高功率密度电堆、高效率燃料电池发动机、高压车载储氢瓶、高集成度瓶阀等，致力于为客户提供高性价比的氢燃料电池技术解决方案。广汽集团广汽研究院将氢能及燃料电池电池汽车作为战略发展方向，多年来致力于与此相关的研发工作。广汽首款氢燃料电池车AIONLXFuelCell是一款基于广汽集团GEP2.0平台开发的氢燃料电池汽车，自主开发了燃料电池系统和车载储氢系统，达到国内领先、国际先进水平，目前于如祺出行平台示范运营。同时，广汽自主研发的首款氢气发动机已点火成功。长安汽车目前，长安汽车在纯电动、混合动力、燃料电池等方面累计突破并掌握了364项核心技术，未来将继续深化“香格里拉”计划，加速低碳发展。基于方舟和CHN两大架构，打造EPA0、EPA1和EPA2三大平台。未来五年将推出26款全新智能电动汽车，同时加大清洁能源应用，推动传统制造向绿色智造转变，发展氢能产业。宇通客车公司的燃料电池客车技术专利主要包括燃料电池车辆、燃料电池混合动力系统能量管理、燃料电池系统和车载氢系统等方面，保障公司客车产品在经济性、续驶里程等方面持续领先，目前已开发63/65/80kW燃料电池系统，规划开发110/120kW燃料电池系统，通过配置差异化，满足不同使用场景下的客户需求。福田汽车福田欧辉氢燃料客车搭载了第四代氢燃料核心技术，包括快速冷启动，单次加氢时间缩短，续航里程提升等。公司重视氢能源发展，包括氢燃料汽车的技术开发、市场开拓、人才培养，在制氢、加氢、用氢、燃料电池整车开发方面均有布局，面向不同应用场景规划布局氢燃料商用车全系列车型，涵盖客车、轻卡、中卡、重卡等不同的产品。未来公司将以开放的姿态，链合产业链，构建“氢能生态圈”，打造氢燃料电池汽车产业发展高地，持续引领行业创新发展。4.2氢燃料电池汽车：正处于导入阶段，保有量空间达十年百倍•氢能源汽车与电动汽车因同属新能源汽车赛道，或具有较高发展共性。电动汽车已经完成了由导入到提速并最终放量的完整市场发展阶段。氢能源汽车行业起步较晚，现阶段该行业已经在“十城千辆”及以奖代补政策下完成了初期导入，有望加速进入提速发展阶段。•参照中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图2.0》制定的发展规划，到2020/2025/2030年，氢燃料电池汽车的保有量将分别达到8000-10000辆/5万-10万辆规模/80万-100万辆，保有量的增长空间达十年百倍。天风汽车团队资料来源：GGII、中国汽车工业协会、Choice、头豹研究院、天风证券研究所图：电动汽车与氢能源汽车行业发展趋势对比50图：我国氢燃料电池汽车阶段性发展目标及里程碑资料来源：中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图2.0》、天风证券研究所导入阶段“十城千辆”政策提速阶段补贴政策落地放量阶段补贴缩紧市场化运作2009-20122012-20152015-至今产业化发展空白期导入阶段“十城千辆”政策补贴政策落地纯电动汽车燃料电池汽车4.2氢燃料电池汽车：目前依赖政策补贴，长期降本空间广阔•现阶段燃料电池成本较高，其推广应用依赖政策和补贴。根据车百智库的测算，燃料电池车辆的成本将随着技术的进步和产业的成熟而下降，2030-2050年，其生命周期成本将在物流车、客车、重卡和乘用车领域逐步超过纯电动的车型。天风汽车团队资料来源：车百智库《中国氢能发展报告2020》、天风证券研究所图：氢燃料电池与纯电动客车、物流车、重卡和乘用车成本对比51主要标的梳理552请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明5.1标的梳理天风汽车团队资料来源：wind、天风证券研究所图：氢能与燃料电池产业链主要相关标的53制氢储运加氢氢燃料电池系统整车膜电极质子交换膜催化剂气体扩散层双极板空压机氢循环泵设备000723.SZ美锦能源600989.SH宝丰能源601678.SH滨化股份002221.SZ东华能源600273.SH嘉化能源601857.SH中国石油600028.SH中国石化601012.SH隆基股份300274.SZ阳光电源002002.SZ鸿达兴业605090.SH九丰能源002648.SZ卫星化学603113.SH金能科技002274.SZ华昌化工600691.SH阳煤化工0451.HK协鑫新能源1907.HK中国旭阳集团600860.SH京城股份603013.SH亚普股份002080.SZ中材科技300423.SZ昇辉科技600458.SH时代新材3899.HK中集安瑞科002564.SZ天沃科技002002.SZ鸿达兴业300228.SZ富瑞特装600501.SH航天晨光000969.SZ安泰科技000723.SZ美锦能源002639.SZ雪人股份002002.SZ鸿达兴业601857.SH中国石油600028.SH中国石化002221.SZ东华能源600273.SH嘉化能源000969.SZ安泰科技300471.SZ厚普股份300540.SZ深冷股份600066.SH宇通客车000957.SZ中通客车600166.SH福田汽车600104.SH上汽集团601633.SH长城汽车000625.SZ长安汽车601238.SH广汽集团002249.SZ大洋电机000338.SZ潍柴动力002639.SZ雪人股份000723.SZ美锦能源600875.SH东方电气600218.SH全柴动力电堆688339.SH亿华通-U603158.SH腾龙股份300014.SZ亿纬锂能603158.SH腾龙股份002639.SZ雪人股份300409.SZ道氏技术000723.SZ美锦能源600478.SH科力远000581.SZ威孚高科601208.SH东材科技688386.SH泛亚微透0189.HK东岳集团600459.SH贵研铂业603906.SH龙蟠科技600478.SH科力远000969.SZ安泰科技002057.SZ中钢天源000581.SZ威孚高科000969.SZ安泰科技002639.SZ雪人股份002158.SZ汉钟精机300441.SZ鲍斯股份000811.SZ冰轮环境300091.SZ金通灵002639.SZ雪人股份000811.SZ冰轮环境688529.SH豪森股份300340.SZ科恒股份5.2相关标的：亿华通-U（688339.SH）•亿华通专注于氢燃料电池发动机研发及产业化，截至2021年9月底，燃料电池系统配套车型位居行业第一。公司成立于2012年，是中国燃料电池系统研发与产业化的先行者，并于2016年开始量产，拥有涉及、研发、制造燃料电池系统包括核心零部件燃料电池电堆的能力，目前燃料电池系统产品型号覆盖30-240kW。•公司通过不断垂直整合产业链，提升竞争力。2015年收购上海神力科技，拓展燃料电池电堆技术；2019年成立上海亿氢科技，从事薄膜电极组的研发和制造；2021年联合丰田汽车成立华丰燃料电池有限公司。•公司下游客户丰富，与头部主机厂建立稳固的合作关系。自2016起，公司已经累计向超过19家中国商用车制造商提供超过2000套燃料电池系统，公司与北汽福田、宇通客车、吉利商用车等建立了长期稳定的合作关系。2022年公司与丰田、北汽福田合作开发的燃料电池客车被指定为冬奥会的赛事交通服务用车。天风汽车团队资料来源：亿华通官网、天风证券研究所图：公司的120kW燃料电池电堆产品54图：公司营业收入、归母净利润和销售毛利率（单位：亿元）资料来源：wind、天风证券研究所5.2相关标的：潍柴动力（000338.SZ）•潍柴动力是中国综合实力最强的汽车及装备制造产业集团之一。公司始终坚持产品经营+资本运营双轮驱动的运营策略，目前已构筑起动力总成（发动机、变速箱、车桥）、整车整机、液压控制、智能物流等产业板块协同发展的格局，主要产品包括全系列发动机、重型汽车、轻微型车、工程机械、液压产品、汽车电子及零部件等。•从燃料电池到重卡、客车、物流车、商务车等，公司已完成燃料电池核心部件、动力系统及整车全产业链平台部署。2018年，公司成为加拿大燃料电池供应商巴拉德动力系统的第一大股东。目前已建成万套级燃料电池发动机生产基地，形成了覆盖燃料电池关键共性技术突破、应用与验证全链条技术创新支撑与自主产业化能力；最新研发的燃料电池堆功率密度达到4.0kW/L，寿命超过30000小时，可实现-30℃无辅热低温启动。天风汽车团队资料来源：潍柴动力官网、天风证券研究所图：公司的200kW重卡用燃料电池发动机产品55图：公司营业收入、归母净利润和销售毛利率（单位：亿元）资料来源：wind、天风证券研究所5.2相关标的：宇通客车（600066.SH）•宇通客车一家集客车产品研发、制造与销售为一体的大型现代化制造企业。公司产品主要服务于公交、客运、旅游、团体、校车及专用出行等细分市场。截至2020年底，宇通累计出口客车超70000辆，累计销售新能源客车140000辆，大中型客车连续多年畅销全球。•公司研发了多项氢燃料电池客车技术，燃料电池公交车产品已实现在郑州、张家口等地的批量推广应用。在氢燃料电池客车技术方面，公司开发了燃料电池动力系统多目标匹配与集成控制技术、大功率高效燃料电池系统和高安全高集成度车载储氢系统、新一代智能化燃料电池客车综合热管理技术、基于大数据的燃料电池系统寿命预测、健康状态评估、零部件故障预警等技术。天风汽车团队资料来源：宇通客车官网、天风证券研究所图：公司的燃料电池客车产品56资料来源：宇通客车官网、天风证券研究所图：公司燃料电池客车上的各项先进设计高强度氢瓶乘客舱无氢管路接头氢系统和电器件有效隔离防静电技术5.2相关标的：上汽集团（600104.SH）&捷氢科技•上汽集团是中国最早开展燃料电池技术研发的汽车企业。2001年启动燃料电池汽车项目。近20年来，累计研发费用超过30亿人民币，截至2020年9月，已获得511份燃料电池领域相关专利，参与制定15项燃料电池国家标准。•2020年，上汽大通的燃料电池MPVEUNIQ7成功上市。根据规划，2020年起，上汽将推动第三代燃料电池技术在重卡、轻卡、大巴等商用车产品的批量化应用，并适时推出全新的燃料电池乘用车产品。到2025年，上汽自主开发的燃料电池系统将实现累计销量超过3万台套，成为国内自主燃料电池系统的领导者。到2030年，上汽将成为具有完整自主知识产权和全球竞争力的燃料电池整车生产企业。•公司旗下的捷氢科技专注于为行业提供燃料电池产品及工程服务。其PROMEP390燃料电池系统，功率、功率密度和低温启动等各项技术指标已比肩以丰田、现代为代表的全球顶尖水平；其燃料电池系统核心部件PROMEM3H完全实现自主设计开发，58个一级零部件全部国产化。2021年12月，捷氢科技启动IPO。天风汽车团队资料来源：捷氢科技官网、天风证券研究所图：捷氢科技自主研发的燃料电池电堆57图：捷氢科技自主研发的燃料电池系统资料来源：捷氢科技官网、天风证券研究所5.2相关标的：长城汽车（601633.SH）&未势能源•2021年3月，长城汽车正式发布氢能战略。规划构建国际级“制—储—运—加—应用”一体化供应链生态，并带来一套国际领先的车规级“氢动力系统”全场景解决方案——氢柠技术。根据规划，到2025年，长城汽车氢燃料电池出货量将剑指全球市场占有率前三，成为全球氢能应用行业的赋能者与领先者。•氢柠技术是长城汽车氢能战略的技术核心。是一套国高性价比的车规级“氢动力系统”全场景解决方案，该系统涵盖了氢燃料电池系统、燃料电池电堆、车载储氢系统及关键零部件。•长城控股集团旗下的未势能源，定位为专注于氢燃料电池技术市场化运营的高科技企业。目前已掌握高性能膜电极、高功率密度电堆、高效率燃料电池发动机、高压车载储氢瓶、高集成度瓶阀等氢燃料电池核心技术。天风汽车团队资料来源：长城汽车官网、天风证券研究所图：长城汽车的全产业链布局氢能战略58图：未势能源的燃料电池发动机产品资料来源：未势能源官网、天风证券研究所投资建议659请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明投资建议•我们认为，氢能及燃料电池产业链上游氢能源行业符合我国能源转型需求，下游新能源汽车市场规模增长迅速，产业链上下游均为有良好前景的蓝海市场。在双碳的大背景下，氢能及燃料电池产业链的未来发展潜力大。根据发展规划测算，2020-2035年，氢燃料电池汽车的保有量的增长空间有望达十年百倍。•（1）建议关注：布局氢燃料电池系统及关键零部件，具备技术领先优势的零部件企业【捷氢科技（拟科创板上市）、亿华通、潍柴动力、威孚高科、泛亚微透】等；•（2）建议关注：布局氢燃料电池整车研发与应用，掌握核心技术的整车企业【宇通客车、上汽集团、长城汽车、长安汽车、广汽集团】等。60天风汽车团队风险提示61请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明风险提示62天风汽车团队•1、氢能源行业技术发展不及预期：氢能源行业相关技术有待进一步发展和成熟，若不及预期可能导致氢能及燃料电池产业链上相关产品的推广应用的速度和渗透率的提升不及预期；•2、氢能源行业相关政策不及预期：氢能源行业相关的推广应用配套政策存在不确定性，若不及预期可能导致氢能及燃料电池产业链上相关产品的推广应用的速度和渗透率的提升不及预期；•3、技术路线存在更新换代风险：由于氢能源相关的技术处于快速发展阶段，产业链上的头部公司可能因为技术路线更新换代而导致竞争优势减弱。•4、配套基础设施建设不及预期：氢能及燃料电池产业链较长，需要上下游同步发力推进应用，若配套基础设施建设不及预期可能影响产业链的发展。63请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明股票投资评级自报告日后的6个月内，相对同期沪深300指数的涨跌幅行业投资评级自报告日后的6个月内，相对同期沪深300指数的涨跌幅买入预期股价相对收益20%以上增持预期股价相对收益10%-20%持有预期股价相对收益-10%-10%卖出预期股价相对收益-10%以下强于大市预期行业指数涨幅5%以上中性预期行业指数涨幅-5%-5%弱于大市预期行业指数涨幅-5%以下投资评级声明类别说明评级体系分析师声明本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，本报告所表述的所有观点均准确地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法。我们所得报酬的任何部分不曾与，不与，也将不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系。一般声明除非另有规定，本报告中的所有材料版权均属天风证券股份有限公司（已获中国证监会许可的证券投资咨询业务资格）及其附属机构（以下统称“天风证券”）。未经天风证券事先书面授权，不得以任何方式修改、发送或者复制本报告及其所包含的材料、内容。所有本报告中使用的商标、服务标识及标记均为天风证券的商标、服务标识及标记。本报告是机密的，仅供我们的客户使用，天风证券不因收件人收到本报告而视其为天风证券的客户。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料，但天风证券对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考，不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，天风证券及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告出具日的观点和判断。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。过往的表现亦不应作为日后表现的预示和担保。在不同时期，天风证券可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。天风证券的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。天风证券没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。天风证券的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。特别声明在法律许可的情况下，天风证券可能会持有本报告中提及公司所发行的证券并进行交易，也可能为这些公司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。因此，投资者应当考虑到天风证券及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突，投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。THANKS64