1中泰证券研究所专业｜领先｜深度｜诚信｜证券研究报告｜2022.12.12小氢瓶承载大产业，政策东风已至——车载储氢瓶行业深度报告暨碳纤维行业系列报告中泰证券新材料&建材首席分析师孙颖博士执业证书编号：S0740519070002Email：sunying@r.qlzq.com.cn中泰证券新材料&建材分析师：韩宇执业证书编号：S0740522040003Email：hanyu@zts.com.cn2投资观点一、燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至双碳背景下，氢能在我国有广阔应用前景。2019年以来国家顶层设计密集出台，2022年3月《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》出台，产业发展政策东风已至。燃料电池汽车是未来氢能应用的核心，也是政策推广支持重点，未来将呈现出与纯电动汽车互补发展的产业格局。二、氢能重卡渗透率提升推动车载储氢瓶需求快速增长基于续航里程长、载重能力强以及低温启动性能好等特点，燃料电池汽车发展早期在固定路线、中长途运输以及高载重三类场景中相较于纯电动车有明显比较优势。公路运输占交通运输碳排放的86.76%，而重卡碳排放占公路运输碳排放的54%，降低重卡排放是交通运输业减碳的重中之重。两方面因素下，中长途重载商用车将成为燃料电池汽车发展的重点方向。根据中国氢能联盟测算，燃料电池重卡和长途汽车有较大概率在2025年前实现相对于纯电动汽车的成本优势，在政策补贴的推动之下，氢能重卡渗透率将加速提升。III型及IV型储氢瓶是车载储氢瓶的主流解决方案，氢能重卡携带储氢瓶数量多、容量大，氢能重卡渗透率提升将推动车载储氢瓶需求快速增长。三、规模提升+技术突破+原材料降价，车载储氢瓶降本路径清晰车载储能系统成本主要集中在燃料电池和储氢瓶，储氢瓶降本对燃料电池汽车成本的降低至关重要。具体降本路径有：1）规模化生产带来成本明显下降；2）作为车载储氢瓶主材的碳纤维在国产替代进程中价格中枢有望下降；3）IV型瓶质量更轻、成本更低、储氢密度更高、寿命更长，我国对IV型瓶技术的突破也将显著降低储氢瓶成本。总的看，车载储氢瓶降本路径清晰。四、测算中国2025年车载储氢瓶市场规模48亿，碳纤维需求7313吨假设：1）燃料电池客车和乘用车销量在2022年国补开始落地后稳步增长；2）燃料电池货车，尤其是重卡，是“以奖代补”政策支持的重点方向，预计在燃料电池整体销量中保持较高占比，2022年放量后在2022-2025年间依然保持较高销量增速；3）随着规模效应发挥、IV型瓶技术突破以及原材料降价，预计单车所用储氢瓶数量在2025年减少，并且价格由于成本降低预计出现明显下降；4）2022-2025的单瓶碳纤维用量分别为33、34、35、35千克。五、行业重点公司我国储氢瓶市场处于发展早期，进入者增多导致集中度趋于降低，且行业头部企业尚未实现盈利。目前已实现储氢瓶规模化应用的有国富氢能、中材科技、京城股份等，金博股份也在IV型瓶上积极探索。六、风险提示氢燃料电池汽车补贴政策落地不及预期；IV型瓶技术突破进度不及预期；储氢瓶用碳纤维价格出现超预期上涨；供需测算偏差等。rQpMrQoOvNrPpOoRnQnNxP7N8Q7NoMqQtRpNfQnMsQfQoPsRbRmNpRwMrQsMwMtOzR3目录CONTENTS规模提升+技术突破+原材料降价，降本路径清晰氢能重卡渗透率提升推动车载储氢瓶需求快速增长231燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至测算25年车载储氢瓶市场规模48亿，碳纤维需求7313吨4行业重点公司54CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所1燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至5顶层设计出台，氢能在我国能源结构中占比将不断提升20世纪开始，全球碳排放量快速增长，由1900年的19.5亿吨，大幅提升到2021年的371.2亿吨。结构上来看，1950年欧洲和美国占全球碳排放量的85%。之后以中国、印度为代表的发展中国家在全球碳排放中的占比快速提升，2021年欧洲和美国在全球碳排放总量中的占比已下降至不足三分之一。图表：全球碳排放量总量及分地区占比变化情况资料来源：OurWorldinData、中泰证券研究所6顶层设计出台，氢能在我国能源结构中占比将不断提升减碳目前已经在全球范围达成共识。截止2022年4月全球已有136个国家制定了碳中和目标。联合国预计在本世纪中叶，全球将实现碳中和。中国提“3060”目标，分三阶段走向碳中和。图表：部分已作出承诺的G20国家碳达峰、碳中和目标资料来源：EmissionGapReport2021、中泰证券研究所图表：中国将分三阶段实现2060碳中和目标资料来源：21世纪经济报道、中泰证券研究所7氢能是性能优越的新能源：1）燃烧热值高：每千克氢燃烧后的热量是汽油的3倍，是酒精的3.9倍，是焦炭的4.5倍；2）环保无污染：燃烧产物仅为水；3）来源丰富：有电解水、化石能源重整、工业副产等多种制取方式；4）应用广泛：应用在交通、工业、建筑、电力等领域。双碳背景下，氢能在我国有广阔应用前景。我国是目前全球最大的制氢国，未来煤制氢+CCS（碳捕捉与封存技术）、光伏+风电可再生能源弃电制氢等手段有望提供大规模、稳定、环保低碳和低成本的氢源供给，同时氢能产业链包含制取-储运-应用等多个环节，涉及能源、化工、建筑、交通等多个行业，对经济有较大拉动作用。根据中国氢能联盟预计，2030年我国氢气需求量为3500万吨，在终端能源体系中占比5%，2050年将进一步上升至10%。资料来源：财联社、智慧芽-《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》、中泰证券研究所顶层设计出台，氢能在我国能源结构中占比将不断提升图表：氢能产业链示意图82019年以来国家顶层设计密集出台，氢能产业进发展新阶段。2019年氢能发展相关表述首次出现在政府工作报告中，之后国家层面支持政策密集出台。2020年9月五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，重点将对燃料电池汽车的购置补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，目前已形成了北京、上海、广州、河南和河北五个示范城市群。2022年3月《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》出台，明确提出了氢能发展各阶段的目标，对氢能在国家能源体系中的重要地位予以肯定，我国氢能发展有了国家层面的顶层设计规划。资料来源：各政府网站，中泰证券研究所图表：国家层面出台的关于氢能发展的重要政策顶层设计出台，氢能在我国能源结构中占比将不断提升时间发布单位文件名称主要内容2019年3月国务院《2019年政府工作报告》提出“推进充电、加氢等设施建设”2020年9月财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局《关于开展燃料电池示范应用的通知》将对燃料电池汽车的购置补贴政策，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，形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。2020年10月国务院办公厅《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》力争经过15年的持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平，质量品牌具备较强国际竞争力。纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，燃料电池汽车实现商业化应用，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，充换电服务网络便捷高效，氢燃料供给体系建设稳步推进，有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。2021年3月十三届全国人大四次会议《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、基因技术、未来网络、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。2022年3月国家发展改革委、国家能源局《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。提出了氢能产业发展各阶段目标：到2025年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。到2035年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。9燃料电池是利用氢和氧直接经过电化学反应而产生电能的装置，具有能量转换效率高、污染少、噪音轻、装置大小灵活、方便移动等优秀性能，是氢能开发利用技术的核心。质子交换膜燃料电池是国内外技术主流。根据电解液不同，燃料电池可被分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）以及熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。基于较低的工作温度、较短的启动时间以及对氧化剂较低的要求（空气即可作为氧化剂），PEMFC技术路线发展最为成熟，根据E4tech，2016-2020年质子交换膜燃料电池在全球燃料电池出货占比中不断提升，预计在2021年达到86.39%。资料来源：捷氢科技招股书，中泰证券研究所图表：燃料电池工作原理示意图燃料电池是氢能利用的核心，交通运输是应用前沿资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》，中泰证券研究所图表：不同燃料电池性能情况对比燃料电池类型电解液运行温度催化剂主要优势主要劣势应用领域PEMFC质子交换膜50-100摄氏度铂金启动快、工作温度低、可用空气作氧化剂对CO敏感、需要将反应物加湿汽车、便携式电源AFC碱性电解液90-100摄氏度镍/银启动快、工作温度低需要氧作为催化剂航空航天、军事PAFC磷酸150-200摄氏度铂金对二氧化碳不敏感对一氧化碳敏感、启动较慢分布式发电SOFC固体氧化物650-1000摄氏度LaMnO3/LaCoO3可用空气作氧化剂、能量效率较高工作温度较高大型分布式发电、便携式电源MCFC熔融碳酸盐600-700摄氏度镍可用空气作氧化剂、能量效率较高工作温度较高大型分布式发电10燃料电池广泛用于交通、固定发电、便携式电池以及航天领域，其中燃料电池汽车应用规模最大。全球范围看，根据E4tech，2016-2020年交通运输领域的燃料电池出货量占燃料电池整体出货量的比例不断提升，并预计在2021年达到84.94%。从国内专利申请趋势上看，截至2021年交通运输领域的燃料电池专利总申请量达15369件，占到总专利申请量的71.05%。资料来源：E4tech，中泰证券研究所图表：全球燃料电池分应用领域出货情况（单位：MW）资料来源：财联社、智慧芽-《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》，中泰证券研究所图表：中国氢燃料电池系统在各应用领域的专利申请量及变化燃料电池是氢能利用的核心，交通运输是应用前沿11我国新能源乘用车发展以纯电汽车为主导。自2012年《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》发布以来，纯电汽车发展取得巨大成就，乘用车新车销量中纯电汽车渗透率不断提升，22年9月已达到31.8%，纯电动汽车在乘用车市场上已进入政策和市场共驱增长阶段。根据《新能源汽车发展规划2021-2035》，我国新能源汽车发展坚持纯电驱动战略取向，力争到2035年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。氢燃料电池汽车发展将与纯电汽车形成互补发展格局。氢燃料电池汽车具有零排放、高效率、长续航、大载重、加注快等显著优势，根据《新能源汽车发展规划2021-2035》，目标要在15年间使得燃料电池汽车实现商业化应用，氢燃料供给体系建设稳步推进。根据《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》，我国要逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。资料来源：乘联会，中泰证券研究所图表：纯电汽车在乘用车新车销量中的占比不断提升燃料电池汽车将与纯电汽车互补发展，前景广阔资料来源：wind，中泰证券研究所图表：2014-2021我国乘用车和商用车产量占比变化情况12燃料电池汽车示范应用城市群呈“3+2”格局。目前国内已形成北京、上海、广东、河南和河北五大示范城市群，根据《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，中央财政将用“以奖代补”的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，补贴分燃料电池汽车推广应用和氢能供应两个领域，补贴上限分别为15000分和2000分，原则上1积分约奖励10万元，超额完成示范任务的，超额完成部分予以额外奖励，额外奖励资金上限不超过应获得资金的10%。资料来源：政府网站，中泰证券研究所图表：五大示范城市群氢能产业发展目标情况燃料电池汽车将与纯电汽车互补发展，前景广阔13CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所2氢能重卡渗透率提升推动车载储氢瓶需求快速增长14储氢四种技术路线中高压气态储氢瓶商业化程度高。储氢目前有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢以及固态材料储氢四种方式，其中高压气态储氢基于充放氢速度快、储氢耗能低、成本低和技术成熟等优点，成为目前率先商业化应用的储氢技术。III型及IV型瓶是车载储氢瓶主流解决方案。目前已经商业化的高压储氢瓶分I型、II型、III型及IV型四种，I型和II型主要材料为钢，主要用在加氢站中作固定式储氢之用，III型及IV型瓶皆为碳纤维缠绕，使得工作压力大幅提升，是车载储氢的主流解决方案。资料来源：氢能之家公众号，中泰证券研究所图表：四种储氢技术方案优劣势对比高压气态储氢瓶为车载储氢主流解决方案资料来源：财联社、智慧芽-《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》，中泰证券研究所图表：储氢瓶分类、主要技术指标及应用场景储氢方法说明优点缺点高压气态储氢在氢气临界温度以上，通过高压压缩的方式来进行氢气储存技术成熟、充放氢气速度快、成本低、能耗低体积储氢密度低、安全性能较差有机液态储氢通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应来进行氢气储存储氢密度高、储存、运输、维护保养安全方便、可多次循环利用成本高、操作条件苛刻、有发生副反应的可能固态材料储氢利用氢气与储氢材料之间发生物理或者化学变化从而转化为固溶体或者氢化物的形式来进行氢气储存体积储氢密度高、安全、不需高压容器、可提高纯度氢质量储氢密度低、成本高、吸放氢有温度要求低温液态储氢将纯氢冷却到-253℃使之液化，然后充装到高真空多层绝热的燃料罐中进行氢气储存体积储氢密度高、液态氢纯度高液态过程耗能大、易挥发、成本高类型Ⅰ型瓶Ⅱ型瓶Ⅲ型瓶Ⅳ型瓶材质铬钼钢钢质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30-7030-70应用情况加氢站等固定式储氢应用国内车载国际车载工作压力（MP）17.5-2026.3-3015高压气态储氢瓶是车载储氢系统的核心部件，成本占比超过50%。相较于传统内燃机汽车和纯电动汽车，燃料电池汽车最核心的专用部件为燃料电池系统和车载储氢系统。车载储氢系统是燃料电池汽车的能量存储单元，用于为电堆的电化学反应储存和提供氢气。车载高压供氢系统主要由储氢瓶组、管阀件、压力/温度传感器和控制系统等部分组成，根据国富氢能招股书，车载储氢瓶占车载高压供氢系统成本的50%以上。图表：燃料电池汽车结构示意图资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》、中泰证券研究所图表：车载储氢系统结构图资料来源：燃料电池干货公众号、中泰证券研究所高压气态储氢瓶为车载储氢主流解决方案16车载储氢瓶需求主要取决于应用车型及储氢瓶类型。车载储氢瓶需求主要取决于所应用的车型以及储氢瓶的压力，前者决定了所需的总储氢量，后者决定了在总储氢量一定的情况下所需的储氢瓶数量。根据GGII，目前客车常配置单套6~8瓶组，单瓶140L或165L的储氢系统；轻、中卡多配置单套2~4瓶组，单瓶140L、165L或260L的储氢系统；12吨~18吨中、重卡多配置6~8支165L/210L储氢系统；31吨~49吨重卡多配置6~8支210L车载储氢系统。车载储氢短中期向IV型70MPa储氢瓶，长期向液氢存储方案升级。目前我国车载储氢瓶主要为35MPaIII型瓶为主，IV型70MPa储氢瓶尚未实现技术突破，但已是国外主流应用方案，由于IV型瓶可实现更低的成本和更长的寿命，将向IV型进行升级，IV型瓶的突破将帮助降低车载氢气瓶数量。长期来看，液氢由于具备更高的能量密度，是更高效的车载储氢方案。资料来源：罗兰贝格-《中国氢燃料电池重卡行业发展白皮书》，中泰证券研究所图表：车载储氢技术升级路线高压气态储氢瓶为车载储氢主流解决方案17燃料电池汽车发展早期在固定路线、中长途运输以及高载重三类场景相较于纯电动车有明显比较优势。燃料电池汽车相较于纯电车具备更高的功率和能量密度，从而续航里程和载重能力更高，适合用作中长途运输，但由于产业发展初期制氢、储运氢投资成本较大，因而在固定线路投资布局补能基础设施投入产出比更高，同时燃料电池加氢补能时间短、低温启动性能好，续驶里程受温度影响小，因而环境适应能力更强。总的看，基于燃料电池汽车自身优势要素考虑，运输路线较为固定的中长途重载商用车将成为燃料电池汽车发展的重点方向。2019年我国交通运输领域碳排放占整体排放的10%左右，其中公路运输占交通运输碳排放的86.76%，而重卡碳排放又是公路运输碳排放的大头，占到了54%，降低重卡排放是交通运输业减碳的重中之重。资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》，中泰证券研究所长途重载商用车将成燃料电池汽车应用的前哨站和主战场图表：温度对电池续航里程的影响（以雷诺ZOEZ.E.40为样本）温度续航里程（公里）-15207-5225527215283图表：燃料电池汽车与纯电汽车的性能比较资料来源：罗兰贝格-《中国氢燃料电池重卡行业发展白皮书》，中泰证券研究所使用寿命氢燃料当前使用寿命无法满足商用车要求功率密度表现能量密度表现续航能力~3万小时1.5-2万小时200-300公里（标配：300-400KWH电量）氢燃料当前在中途更具有差异化优势，且氢燃料为开放系统，续航还能进一步增长纯电由于当前单位成本更低，虽然续航较短，但对于城市内公交、物流车、环卫车等适用性好3-4KW/L（电堆）1-1.5KW/L纯电动汽车（BEV）燃料电池汽车（FCEV）>500Wh/kg~400公里（配备：110KW氢燃料系统+100KWH锂电）>35兆帕8标准气罐：~400公里>70兆帕8标准气罐：600-700公里液氢储罐：~1000公里氢燃料电池更能适应大载重量，锂电池自重大，影响重卡载重量~170Wh/kg（磷酸铁锂电池）备注18我国政策补贴向重型货车倾斜。《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》中规定我国对氢燃料电池汽车的支持政策是“以奖代补”，其中奖励积分标准明显向重型车辆倾斜，规定“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。”。补贴政策向氢燃料电池汽车优势场景倾斜的背景下，根据罗兰贝格测算，31吨以上的重型货车补贴上限涨幅可达36.5%，而其他车型补贴上限皆有所下降。政策驱动下，燃料电池专用车重型化趋势明显。我国燃料电池汽车产业目前处在发展初期，至2022年6月累计保有量为10172辆。从销量水平上看，产业界对补贴政策调整的预期导致从2020年4月开始，燃料电池汽车在市场供需端皆处于观望状态，销量受到影响，2021年8月份示范城市群逐步落地后，燃料电池汽车销量开始明显反弹。根据香橙会研究院数据，从销量结构上看，燃料电池专用车占2021年燃料电池汽车总销量的44.13%，2018-2021年燃料电池专用车9吨及以上的大吨位车占比不断提升。资料来源：罗兰贝格-《中国氢燃料电池重卡行业发展白皮书》，中泰证券研究所图表：分车型燃料电池汽车补贴上限变化情况（单位：万元）图表：近年我国燃料电池专用车吨位结构走势资料来源：香橙会研究院，中泰证券研究所长途重载商用车将成燃料电池汽车应用的前哨站和主战场19中重卡在2025年前有望实现相较于电动车和燃油车的TCO（总拥有成本）平价。汽车的总拥有成本=车辆购置成本+能源使用成本+维修养护成本+车辆报废残值，是衡量汽车经济性的核心指标。根据国际氢能理事会的研究，在乘用车、卡车以及公共汽车三类使用场景下对比燃料电池汽车、纯电动汽车、内燃机车的TCO，结论是燃料电池重卡和长途汽车有较大概率在2025年前实现相对于纯电动汽车的成本优势。从成本角度而言，长途重载商用车也是燃料电池汽车应用的重点发展方向。资料来源：《Pathtohydrogencompetitiveness》，中泰证券研究所图表：乘用车的TCO变化轨迹图表：卡车的TCO变化轨迹图表：公共汽车的TCO变化轨迹单位：美元/公里长途重载商用车将成燃料电池汽车应用的前哨站和主战场20CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所3规模提升+技术突破+原材料降价，车载储氢瓶降本路径清晰21包含储氢罐、燃料电池系统、电池三部分内容的车载储能系统成本是燃料电池汽车购买成本的重要构成，相较于美国和欧洲，我国燃料电池系统、车载储氢系统等燃料电池汽车技术和规模仍处在早期发展阶段，燃料电池汽车购买成本虽整体小于美国和欧洲，但储能系统占购买成本的比例高达50%左右，远高于海外。储能系统成本主要集中在燃料电池和储氢瓶，储氢瓶降本对燃料电池汽车购买成本的降低至关重要。资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》，中泰证券研究所车载储氢瓶降本对燃料电池汽车商用至关重要图表：燃料电池车、纯电动车以及燃油车的购买成本构成图表：2019年中美欧燃料电池汽车购买成本构成对比资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》，中泰证券研究所22规模化生产将大幅降低储氢瓶生产成本。根据美国汽车研究理事会（USCAR）的测算，高压储氢瓶和车载氢系统生产成本与生产规模之间存在明显的负相关关系，当气瓶生产规模由1万套提高到50万套时，氢气瓶成本会下降20%。资料来源：美国汽车研究理事会，中泰证券研究所储氢瓶降本路径清晰：规模提升+技术突破+原材料降价图表：储氢瓶生产成本与规模化对应的关系，单位：美元/套项目1万套3万套8万套10万套50万套吹制加工51.3827.620.1619.2717.84退火处理31.411.395.787.745.65湿法缠绕2192.192187.452030.421934.751877.09B固化16.595.164.234.794.34瓶肩泡沫1612.2811.1210.9810.76加压63.9512.096.948.797.31阀座35.6828.925.9125.2124.9液压实验14.928.767.997.527.52填充压注测试52.6821.1717.2314.8614.86储氢瓶成本合计2474.792314.82129.782033.911970.27辅助系统1804.231264.37997.47935.88650.62系统组装10.479.619.59.449.33辅助系统成本合计1814.71273.981006.97945.32659.95车载氢系统总成本4289.493588.783136.752979.232630.22生产规模23车载储氢瓶成本的大头在碳纤维，所用碳纤维型号为T700小丝束。碳纤维增强塑料为车载III型及IV型瓶主承载材料，III型、IV型车载储氢瓶内胆材料分别为金属和高分子聚合物，外部则通过碳纤维增强塑料缠绕加工而来。以容积为125L、压力为70MPa的IV型高压储氢复合材料气瓶为例，碳纤维材料占到总体成本的63%，人工和间接费用等仅占到成本的9%左右。根据国富氢能招股书，其主打的35MPaIII型瓶产品2019-2021年间碳纤维耗用量为28.80kg/瓶、29.09kg/瓶和42.10kg/瓶，即35MPaIII型瓶的平均碳纤维用量为33kg/瓶。单瓶碳纤维用量取决于瓶压及型号，70MPaIII型瓶和IV型瓶的用量更高，据中科院宁波材料所数据，储氢压力由35MPa增至70MPa时，碳纤维用量增加10%左右。碳纤维正处于产能扩张+国产替代的关键时期，碳纤维中期降本可期。龙头企业中复神鹰的民用小丝束产品已成为国内储氢瓶用碳纤维市场的主流，国产碳纤维性能不输海外企业，且成本和价格更低，随着行业产能的进一步提升，碳纤维降价带给储氢瓶成本的降低值得期待。资料来源：中科院宁波材料所，中泰证券研究所；2020年数据图表：70MPa的IV型储氢瓶的成本构成情况图表：丰田Mirai高压储氢瓶构造资料来源：燃料电池干货公众号，中泰证券研究所图表：丰田Mirai高压储氢瓶层压结构资料来源：燃料电池干货公众号，中泰证券研究所储氢瓶降本路径清晰：规模提升+技术突破+原材料降价24IV型瓶是车载储氢瓶升级的明确方向，将带来车载储氢效率的提升和成本的降低。目前我国储氢瓶应用以35MPaIII型瓶为主，主要用于商用车市场，70MPaIII型瓶技术已经突破，少量应用在乘用车中。相较之下，IV型瓶质量更轻、成本更低（根据香橙会研究院数据，以62L-70MpaIV型瓶乘用车产品为例，其产品成本仅为III型瓶的63.43%）、质量储氢密度更高、寿命更长，是车载储氢瓶技术升级的明确方向。目前国内企业对IV型瓶正处于研发阶段，预计未来几年国内应用仍将以III型瓶为主，随着燃料电池汽车推广起量以及国内外企业技术合作的加深，IV型瓶渗透率将逐步提升。资料来源：碳纤维及其复合材料技术公众号，中泰证券研究所图表：四种储氢瓶核心性能指标对比资料来源：碳纤维及其复合材料技术公众号，中泰证券研究所图表：国内外III型、IV型储氢瓶应用现状对比储氢瓶降本路径清晰：规模提升+技术突破+原材料降价25CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所4测算2025年中国车载储氢瓶市场规模可达48亿，碳纤维需求量7313吨26截止2021年，我国燃料电池汽车保有量为8938辆。预计2025年保有量在5-10万辆：1）《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》中提到：到2025年燃料电池汽车保有量5万辆；2）目前已获批的五大氢燃料电池汽车示范城市群到2025年的示范推广目标超3万辆；3）《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划到2025年我国燃料电池汽车保有量达到10万辆，并在2030-2035年间快速达到100万辆；4）示范城市群之外的山西、重庆等也相继推出燃料电池汽车产业发展扶持政策，或将推动燃料电池汽车销量超预期。资料来源：GGII，中泰证券研究所预计2025年我国燃料电池汽车保有量在5-10万辆图表：五大示范群燃料电池汽车及加氢站推广目标图表：近年我国燃料电池汽车销量变化情况及预测资料来源：wind，中泰证券研究所预测27核心假设：1）燃料电池客车和乘用车销量增长主要受推广示范项目驱动，2022年国补正式落地后放量，后开始稳步增长；2）燃料电池货车，尤其是重卡，是“以奖代补”政策支持的重点方向，预计在燃料电池整体销量中保持较高占比，2022年放量后在2022-2025年间依然保持较高销量增速；3）随着规模效应发挥、IV型瓶技术突破以及原材料降价，单车所用储氢瓶数量在2025年减少，并且价格由于成本降低出现下降；4）参考国富氢能储氢瓶碳纤维单瓶耗用数据，假设2022年单瓶耗用33kg碳纤维，2022-2024随着国内III型储氢瓶由35Mpa向70Mpa升级，单瓶碳纤维耗用量逐渐提升，2025年IV型瓶技术突破带来的单瓶碳纤维用量下降与III型瓶向70Mpa升级带来的单瓶碳纤维用量提升相抵消，2025年单瓶碳纤维耗用量保持不变。资料来源：wind，中泰证券研究所测；注：不考虑系统集成企业的裸瓶备货测算中国2025年高压储氢瓶市场规模可达48亿图表：中国车载储氢瓶市场规模测算表指标代码指标释义2021E2022E2023E2024E2025E销量:新能源乘用车:燃料电池乘用车（辆）A-9300345397456YOY15%15%15%乘用车搭载氢气瓶数量（个/辆）B-33332乘用车车载储氢瓶需求量（个）CC=AB2790010351190913销量:新能源商用车:客车:燃料电池（辆）D-8951164139616752178YOY-22.44%30%20%20%30%客车搭载氢气瓶数量（个/辆）E-88887客车搭载氢气瓶数量（个）FF=DE71609308111701340415247销量:新能源商用车:货车:燃料电池（辆）G-692450090001620027540YOY2371.43%550.29%100%80%70%货车搭载氢气瓶数量（个/辆）H-88887货车搭载氢气瓶数量（个）II=GH55363600072000129600192780燃料电池汽车总销量（辆）JJ=A+D+G15965964107411827230174车载氢气瓶总需求数量（个）KK=C+F+I127234620884205144194208939车载储氢瓶单价（万元/个）L-332.82.62.3车载储氢瓶市场规模（亿元）MM=KL3.813.923.637.548.1车载储氢瓶碳纤维单耗（kg/个）N-33.033.034.035.035.0车载储氢瓶用碳纤维需求量（吨）OO=KN419.91524.92863.05046.87312.9YOY263.18%87.75%76.28%44.90%28CONTENTS目录CCONTENTS专业｜领先｜深度｜诚信中泰证券研究所5行业重点企业介绍29根据GGII，2021年国内市场实现500支级以上车载储氢瓶出货的企业有7家，国富氢能占35.63%份额位居第一，排名第二位的是中材科技。车载储氢瓶市场处于发展早期，行业进入者不断增多，国富氢能之外的第二和第三梯队企业市占份额不断提升，造成行业竞争压力加剧，2019-2021年行业CR3分别为91.21%、82.37%、76.95%，逐年降低。资料来源：GGII，中泰证券研究所储氢瓶市场处于发展早期，进入者增多导致集中度降低图表：2019-2021中国车载储氢瓶市场竞争格局资料来源：GGII，中泰证券研究所图表：2019-2021中国车载储氢瓶市场CR3情况30HexagonPurus是全球领先的IV型储氢瓶、电池组以及车辆集成系统提供商，产品广泛应用于燃料电池汽车和纯电动汽车。HexagonPurus为轻型、中型和重型车辆、公共汽车、地面存储及配送、船运、铁路运输和航空航天提供零排放解決方案。2021年3月，中集安瑞科(CIMCEnric)和HexagonPurus签署协议成立合资公司，内容包括共同开发面向中国和东南亚市场的燃料电池电动汽车车载储氢瓶和供氢系统。根据规划设计，在十年规划中的第一阶段，合资公司的生产线产能将可达到每年约100,000个储氢瓶。资料来源：HexagonPurus官网，中泰证券研究所HexagonPurus：全球领先的IV型瓶和储氢系统生产企业图表：巴拉德与HexagonPurus合作研发的燃料电池卡车资料来源：HexagonPurus公司年报，中泰证券研究所图表：HexagonPurus2019-2021年财务数据情况单位：千瑞典克朗31国富氢能主营包括车载高压供氢系统和加氢站成套设备，2021年分别占公司营收的51.78%和39.46%，根据GGII，国富氢能2019-2021年连续3年位居国内车载储氢系统出货份额第一名，公司主要客户包含中国重汽、厦门金龙、宇通客车等主要商用整车厂和亿华通、上海重塑、上海捷氢等龙头燃料电池系统集成厂商。同样根据GGII，2021年国富氢能加氢站占我国加氢站总保有量的比例为28.40%，位居行业第一，主要合作方包括中国石化、东华能源、嘉化能源等能源集团和三水发展、淄博金路通等地方城市运营平台。车载储氢瓶方面，国富氢能已经实现对35MPa和70MPaIII型储氢瓶组的规模化销售，根据《氢燃料电池汽车车载高压储氢瓶报告》、GGII数据显示，报告期内公司车载储氢瓶市场占有率第一。资料来源：国富氢能招股书，中泰证券研究所国富氢能：氢储运龙头企业，车载储氢系统市占第一图表：国富氢能车载储氢瓶产销情况（单位：个/%）资料来源：国富氢能招股书，中泰证券研究所图表：国富氢能营收和归母净利变化情况单位：亿元32中材科技主营为玻纤及复合材料制品、风电叶片、锂电隔膜以及复合材料高压气瓶等，公司是各个细分业务方向上的龙头企业，玻纤为国内产能第二大、风电叶片市占份额国内第一、锂电隔膜国内产能第三大，公司全资子公司中材科技（苏州）有限公司是亚洲最大的复合材料气瓶制造商。根据势银发布的《2022车载供氢系统产业发展蓝皮书》，中材苏州气瓶年产能70万只，有苏州、成都和九江三大生产基地，其中苏州基地具有年产1500只站用储氢长管生产能力；成都基地主要生产车用压缩天然气气瓶、氢气瓶，具备年产25万只车用压缩天然气气瓶和年产7万只氢气瓶生产能力；九江基地主要生产各类工业气瓶，具备年产40万只生产能力。根据高工氢电，2020年公司氢气瓶市场占有率约25%。资料来源：中材科技公告，中泰证券研究所中材科技：亚洲最大复合材料气瓶制造商图表：中材科技高压气瓶业务产销情况资料来源：中材科技公司债券评级报告，中泰证券研究所图表：中材科技高压气瓶业务收入情况33公司主营气体储运业务，产品包括车用液化天然气(LNG)气瓶，车用压缩天然气(CNG)气瓶，钢质无缝气瓶，钢质焊接气瓶等。核心业务主体为控股子公司天海工业。天海工业积极研发储氢气瓶，其全资子公司北京天海氢能装备有限公司，专业从事铝内胆碳纤维全缠绕气瓶III型复合气瓶、车载供气系统等业务，是国内车载储氢瓶研发和技术领先企业。天海工业研发的35MPaIII型瓶已量产并实现批量应用，70MPaIII型瓶成功应用于2022年冬奥会氢燃料电池客车中。2021年5月公司获得IV型瓶特种设备制造许可证，2022年10月天海工业Ⅳ型瓶成功通过全部型式试验测试。资料来源：wind，中泰证券研究所京城股份：气体储运领先企业，IV型瓶进展顺利图表：京城股份2017-2021年营收和扣非归母净利润情况（单位：亿元）资料来源：氢能联盟公众号，中泰证券研究所图表：天海工业车载储氢系统发展历史34公司是国内碳碳复材的龙头企业，产品主要应用于光伏行业晶硅制造热场系统。公司掌握了先进碳基复合材料低成本制备核心技术，并围绕制备过程中的技术储备和工艺积累积极拓展碳陶制动盘、氢气回收、碳纸、IV型储氢瓶、半导体热场等相关多元化业务。氢能领域拓展方面：1）公司尾气提纯与制氢设施预计2023年年初投产；2）公司IV型储氢瓶已完成初步设计方案，逐步开展试验试制；3）气体扩散层用碳纸方面，公司目前已掌握片状碳纸原纸制备过程中碳纤维的分散关键参数、树脂浸渍工艺的原料选型和制备关键工艺参数、高温碳化和石墨化工艺等，试制产品整体性能与进口碳纸相当，部分性能优于进口产品。资料来源：金博股份公司官网，中泰证券研究所金博股份：碳碳复材龙头，氢能领域积极延伸图表：金博股份研发的储氢瓶资料来源：金博股份公司公告，中泰证券研究所图表：金博股份依托自研制备技术开发新业务35风险提示风险提示氢燃料电池汽车补贴政策落地不及预期：氢燃料电池汽车正处于推广应用发展初期，政策补贴对于销量提升至关重要，如补贴政策落地不及预期，可能导致燃料电池汽车销量不及预期，从而影响车载储氢瓶出货量；IV型瓶技术研发遭遇瓶颈，技术突破进度不及预期：IV型瓶对于车载储氢系统成本降低至关重要，如技术突破进度不及预期，可能导致燃料电池汽车降本进度不及预期；储氢瓶用碳纤维价格出现超预期上涨：碳纤维为车载储氢瓶的主要成本项，如价格出现超预期上涨，可能导致燃料电池汽车降本进度不及预期；燃料电池汽车安全事故导致消费者接受度下滑：燃料电池汽车处于推广应用初期，事故负面新闻影响消费者购买积极性，导致燃料电池汽车渗透率提升不及预期；供需测算偏差：文中对车载储氢瓶市场规模以及碳纤维需求量的测算为预测值，与后续市场真实表现可能出现偏差；使用信息更新不及时等其他风险。36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。本公司力求但不保证这些信息的准确性和完整性，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。事先未经本公司书面授权，任何机构和个人，不得对本报告进行任何形式的翻版、发布、复制、转载、刊登、篡改，且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改。