▌燃料电池清洁高效，应用广泛

　　燃料电池:高效的“发电”装置

　　燃料电池(FuelCell)是一种非燃烧过程的电化学能转换装置，将氢气(等燃料)和氧气的化学能连续不断地转换为电能。

　　工作原理:H2在阳极催化剂作用下被氧化成H+和e-，H+通过质子交换膜达到正极，与O2在阴极反应生成水，e-通过外电路达到阴极，连续不断的反应就产生了电流。

　　与传统电池最大不同之处:燃料电池是发电设备而不是储能设备。

　　燃料电池:性能优异，内燃机的“替代者

　　燃料安全性:氢气>天然气、石油

　　氢气无毒无害，反应物为水，绿色清洁

　　热值:氢气≈3倍汽油≈100倍锂电池

　　密度小，高压氢气泄露燃烧时形成向上火炬，不向周围扩散

　　氢气燃烧限范围广，爆炸限较高，在空气中会发生燃烧或爆炸

　　性能媲美内燃机:

　　能量转化效率50%-70%、功率密度3.1Kw/L，是内燃机的替代者。性能优于锂电池:

　　能量密度可达500Wh/kg;

　　只需3-5分钟便可完成加氢，5kg氢气行驶500km;

　　循环寿命4000次以上。

　　燃料电池分类

　　▌燃料电池加速发展，开启商业化进程

　　全球市场:燃料电池进入快速增长期

　　2017年全球燃料电池出货7.3万套(+15%)，对应规模670MW(+30%)。

　　2012-17年累计出货37.3万套，CAGR=10%;累计规模2511MW，CAGR=32%。

　　单套燃料电池平均容量持续提升:1)结构变化，2)技术提升。

　　全球市场:PEMFC市场空间最大

　　PEMFC在所有技术路线中出货规模占比最高，SOFC增长较快。

　　按台套:2017年PEMFC销量4.55万套(+2.2%)，占比63%。

　　按功率:2017年PEMFC出货487MW(+43%)，占比73%。

　　燃料电池汽车:成为燃料电池增长主力

　　预计交通运输设备燃料电池将成为增长主力。

　　交通运输领域数量增长67%，容量占比68%。

　　PEMFC约80%下游应用来自交通运输领域，其中乘用车占比约70%

　　燃料电池汽车:开启商业化进程

　　领先车企积极抢占燃料电池汽车先机，加速推进燃料电池汽车大规模商业化进程。

　　日本富士经济:2025年全球燃料电池市场3281亿元。

　　便携式燃料电池:20亿元;

　　固定式燃料电池:1419亿元;

　　交通运输设备燃料电池:1842亿元。

　　InformationTrends:燃料电池汽车将在2020年后进入高速增长期。

　　各国市场:燃料电池支持政策陆188比分直播网续出台

　　中国、日本、美国、欧洲政策支持力度最大，持续加大研发投入。

　　各国市场:亚美欧引领全球燃料电池发展

　　2017年，亚洲、北美、欧洲和其他地区燃料电池系统销量分别为5.7万、1万、0.5万和0.1万台，对应规模分别为303、326、39和2MW。

　　日本、德国、美国引领全球燃料电池研发与应用;日本累计占比达60%。

　　日本市场:家用燃料电池规模快速放量

　　日本2014年发布《氢燃料电池战略发展路线图》:

　　第一阶段(2025年前):扩大氢能使用范围，20年和30年分别达140万套和530万套;

　　第二阶段(2020-30年):全面推广氢能，将购氢价格降至30日元/m3;

　　第三阶段(2040年起):全面实现零排放的制氢、运氢、储氢。

　　日本燃料电池规模占全球60%，主要应用于家用分布式、汽车领域。

　　家用分布式:家用燃料电池热电联供计划(ENE-FARM)，以SOFC和PEMFC为主。

　　2005-09年安装3300套，2009年开始商业化推广;2017年底累计安装25万套。

　　日本市场:燃料电池汽车技术优势明显

　　汽车领域:2017年底累计销量约2500辆，预计2020年将达4万辆，2025年将达20万辆。

　　丰田燃料电池汽车Mirai性能优异，能量密度350Wh/Kg、功率密度3.1Kw/L，售价约26万元，补贴前约39万元，与纯电动汽车差不多，运营成本稍高于纯电动汽车。

　　2017年Mirai全球销量2682辆(同比+32%)，对应PEMFC约305MW;美国1838辆(210MW)，日本766辆(87MW)，欧洲78辆(9MW)。

　　Mirai于2018年开始量产，预计2020年总产量达3万辆。

　　日本市场:前瞻布局燃料电池汽车加氢站

　　美国市场:加州大力支持燃料电池汽车发展

　　美国政府对于燃料电池和氢能基础设施实施30%-50%的税收抵免;

　　2014年足球分析7月，8州签署“零排放车辆合作协议”，目标20年域内330万辆机动车尾气零排放。2018年5月累计销售燃料电池乘用车4819辆，多个客车运营项目规模加大推广。

　　欧洲市场:稳步推进燃料电池汽车整体规划

　　欧盟2008年出台燃料电池与氢联合行动计划项目(FCH-JU)，2011年启动“H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能项目(CHIC)。

　　2017年建成百余个加氢站，15国加氢站互通互联。预计2020年实现燃料电池商业化应用。

　　奔驰燃料电池汽车:2014年推出B级F-Cell，2017年又推出GLC级F-CELL，氢燃料储量4.4kg，最大续航里程达到437km。

　　▌国内燃料电池尚处起步阶段

　　市场逐步启动，国内外差距较大

　　国内出货量:2017年出货16MW(+19%)，全球占比2.4%，5年CAGR=24%。

　　下游应用分布:交通运输设备占74%，便携式电源占16%，固定式发电系统占10%。

　　政策集中出台，提供催化动力

　　纯电动汽车复盘:前期行情主要受政策催化，市场销量增强上升动力。

　　2012-2015.7:补贴政策始出台，开启三年繁荣期。

　　2015.9-2016.6:补贴退坡引起抢装，骗补调查终结行情，行情经历“过山车”。

　　2017.1-2017.4:新政调整补贴车型，影响产销，市场持续下行。

　　2017.6-2017.9:“双积分”政策超预期，产销数据推动，开启反弹行情。

　　2018.2-2018.4:补贴下调符合预期，缓冲期产销大增，随创业板“V”型反转。

　　燃料电池汽车:处于政策集中出台前期，国内市场有望随海外销售逐步放量。

　　国内燃料电池汽车:106款入选新能源车推荐目录

　　2017年第1批至2018年第12批，共21家车企106款燃料电池汽车入选。

　　客车占75%，专用车占25%;东风(专用车)、宇通(客车)等入选车型数量居前。

　　国内燃料电池汽车:商用车成为率先突破口

　　商用运营端:线路固定+加气简便+集中采购→国内燃料电池汽车从商用车切入。

　　《节能与新能源汽车技术路线图》对国内燃料电池汽车发展做出详细规划。

　　国内燃料电池发展规划

　　预计国内氢能产业市场规模2030年将达1万亿，2050年将达4万亿。

　　▌产业链日趋完善，市场空间巨大

　　燃料电池产业链

　　上游材料:氢气供应和电池组件生产环节，包括氢气生产及运输、电池双极板、催化剂、质子交换膜、气体扩散层、密封件等领域;

　　中游组装:主要是燃料电池系统的组装环节;

　　下游应用:包括固定式发电装置、交通运输设备和便携式燃料电池三大应用领域厂商。

　　上游:我国燃料电池核心原材料仍处于实验室向产业化过渡初期，技术水平相对落后，缺少自产能力，严重依靠进口国外Ballard、Hydrogenics等公司电堆再进行组装;

　　中游:国内企业多布局于中游系统集成领域，部分企业也向上游材料有所延伸;

　　下游:国内主要是主流车企进行储备和布局。

　　规模效应提升，技术瓶颈突破，成本持续下降

　　燃料电池系统约占汽车成本50%，电堆成本约占系统成本60%。

　　按PEMFC产能50万台/年测算，2017年成本45美元/kW(-15%)，较2006年下降64%，距离DOE的2020年40美元/kW、最终30美元/kW的目标仅有5美元和15美元的距离。

　　降本关键:降低铂等贵金属催化剂用量、提升质子交换膜性价比。

　　降本关键:降低铂等贵金属催化剂用量、提升质子交换膜性价比。铂用量有望持续下降。

　　2017年燃料电池汽车用铂量降至0.2g/kW，10年下降75%-80%，接近传统燃油车。

　　DOE规划2020年左右，铂用量降至0.1g/kW，远期目标降至0.05g/kW，低于传统燃油车，直接带动成本下降20%左右。

　　燃料电池铂催化剂可实现99%的回收利用，进一步控制铂成本、促进产业持续发展。质子交换膜成本居高不下，降本道路仍待探索。

　　将全氟磺酸膜与聚四氟乙烯复合，改善强度和稳定性，降低用量;?开发廉价的低氟或无氟膜，但仍需解决易氧化、易降解等问题。

　　氢能配套设施日趋完善，加氢成本有望大幅下降

　　产氢方法:该环节较为成熟。

　　目前以蒸汽重整为主，低价高效;电解制氢将成为氢气生产的主流技术。

　　储氢:提升储存密度是储氢关键。

　　高压储氢:主流35/70MPa，日本89MPa，国内35MPa。

　　液化储氢:用于大规模储氢。

　　氢气运输:与储存方法有关。

　　2017年全球加氢站共328座，新增约64座;国内外氢气站建设水平与速度相差较大。

　　单个燃料电池加氢站的投资额在1000万-1500万元，属于合理范围，且随着规模起量未来5年建设成本有望下降一半。

　　在加氢环节，目前加氢价格约9美元/kg，是管道氢气价格的4倍左右。压缩、储存和冷却环节成本正快速下降，未来加氢价格目标有望下降到4美元/kg以下。

　　燃料电池市场空间巨大

　　当80kW质子交换膜燃料电池汽车年产量达50万辆，电池系统成本45美元/kW，对应的燃料电池系统市场空间约为18亿美元。

　　电堆、空气供给系统、冷却系统、控制系统、加湿及水分回收、氢气系统和其他系统市场空间分别为10.8亿美元、2.9亿美元、1.3亿美元、0.7亿美元、0.7亿美元、0.9亿美元和0.7亿美元;

　　电堆的核心材料催化剂、双机版、膜、气体扩散层、MEA垫片和其他市场空间分别为4.1亿美元、2.9亿美元、1.4亿美元、0.9亿美元、0.5亿美元和0.9亿美元。

　　随着国内燃料电池行业政策支持及试点项目持续落地，技术进展和产业化推广有望提速。

　　报告来源 (中信证券：弓永峰 ）

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