燃料电池产业链潜在规模测算及核心标的梳理

我们判断，未来燃料电池车用系统在我国将主要应用在商用车领域。基于较常见的“电电混合”方案——30kw燃料电池系统搭配40kwh锂电，我们在年产1,000台、5万台和50万台这3种情景下，对燃料电池车的成本进行详细拆解。

 

主要结论：1）目前一套燃料电池系统售价大约在60万左右，小型物流车整车成本约80万元，其中电堆成本超过一半，气体循环系统占总成本的20％。2）年产5万台时：电堆和气体循环系统成本可大幅下降，整车成本可降至30万元以下，其中电堆成本将降至10万元以下。3） 年产50万台时：电堆与气体循环系统总成本将降至不足整车成本的1/3，合计成本不超过5万元。车用燃料电池系统各环节市场空间测算与核心国产供应链梳理车用燃料电池在整个产业链条中，我国已掌握大部分零部件的核心技术，各环节均有不少优质企业，但仍缺乏量产经验。目前我国企业较为擅长的环节包括：系统集成、质子交换膜、催化剂、储氢瓶。而根据我们行业空间测算，价值量较高的环节包括：系统集成、电堆、膜电极、储氢瓶和氢气供应。

 

根据我们梳理，优质国产供应链企业包含：1）车企方面，上汽、潍柴、宇通等在燃料电池车领域布局较为深入。2）电堆核心部件方面，也有不少领先企业：东岳集团质子交换膜技术成熟，美锦能源参股的鸿基在膜电极领域较为领先，贵研铂业具备生产催化剂能力。3）诚然国产气体循环设备仍有进步空间，但成本优势显著，不少企业已选用国产空压机、氢气循环泵和储氢瓶。4）随着保有量的提升、燃料电池车性能的提升，对氢气需求的增长也十分显著。加氢站设备企业厚普股份、具备制氢能力的鸿达兴业、滨化股份等也将大有可为。投资建议：　　我们认为2019年将成为燃料电池汽车商业化元年，行业产销量将在2020年超过1万辆。板块投资将从主题投资转向基本面驱动，因此在本文中我们对产业链的各个环节进行成本拆分及规模量化测算，为投资者提供更具价值的结论。

 

测算结果显示，电堆和膜电极等核心零部件价值量最大，此外，考虑到燃料电池车的推广对加氢站依赖极大，加氢预计是整个产业链最先启动的环节，建议关注：1）关键零部件领域的美锦能源、东岳集团、潍柴动力、雄韬股份；2）前端氢能源环节的厚普股份、鸿达兴业、滨化股份；3）其它环节的雪人股份、科恒股份、蠡湖股份等。

 

风险提示：政策推广力度不及预期；国内技术进步不及预期；国内企业量产进度不及预期。正文

 

1. 燃料电池商用车成本拆解

 

我们判断，未来燃料电池车用系统在我国将主要应用在商用车领域。根据中汽协数据，2018年我国燃料电池车总销量达1,527辆，均为商用车；且从财政部等多部委发布的补贴政策来看，我国也是对燃料电池商用车补贴也明显多于燃料电池乘用车，而两者成本相差并不大，可见政策也是倾向于引导燃料电池在商用车领域的应用。　　

 

 

基于这个最常见的方案，我们对燃料电池商用车成本进行详细拆解，并对各环节市场空间进行测算。

 

车用燃料电池系统主要包括两大块：

 

1）最核心的燃料电池反应电堆：主要由膜电极加极板构成，而膜电极主要由催化剂、气体扩散层（碳纸）、质子交换膜组成；

 

2）气体循环系统：主要作用就是过滤空气，保证反应过程中的压强稳定，控制氢气与空气流量、流速，以延长电堆使用寿命。主要包含空压机、氢气循环泵、储氢瓶等。

 

 

根据我们测算，目前年产1,000套阶段，国内一套30kw的系统的总售价大约在60.5万左右，也就是说燃料电池系统每千瓦的售价大约在1.5万元-2.5万元。而国内系统集成商销售的系统一般不包括空压机、储氢瓶和锂电这几个价值量相对较高的部件。

 

由于目前整个行业销量太低，核心部件的采购价格浮动非常之大，整个行业降成本的核心还在于提高销量。因此，我们以我国燃料电池商用车的年产量作为变量，进行情景分析。分别讨论年产1,000台、5万台和50万台这3种情景下，一套使用30kw燃料电池电堆加40千瓦时锂电的燃料电池商用车的成本。

 

 

核心假设：

 

1）电堆核心部件随着量产后制造工艺成熟，制造费用将大幅下降，价也格将大幅下降；

 

2）未来大部分商用车仍将采用30kw燃料电池电堆加40千瓦时锂电的动力解决方案；

 

3）其他零部件主要包含电机电控、锂电池，价格与电动车所用相当；

 

4）气体循环系统部件完全采用国产产品。

 

完全量产后，质子交换膜、催化剂、极板等电堆核心部件成本将大幅下降，根据我们测算：

 

1）年产1,000台：小型物流车整车成本大约在80万元左右，其中电堆成本超过一半，气体循环系统成本约占总成本的20％。

 

2）年产5万台：电堆和气体循环系统成本可大幅下降，整车成本可降至30万元以下，其中电堆成本将降至10万元以下。

 

3）年产50万台：电堆与气体循环系统总成本将降至不足整车成本的1/3，合计成本不超过5万元。

 

2.国内燃料电池车产业链日趋完善

 

车用燃料电池在整个产业链条中，我国已掌握大部分零部件的核心技术，但不少企业缺乏产业化经验。大部分国内企业过去以采购海外原材料，国内组装、系统集成的模式在做。随着生产经验的积累、国内产业链的完善，国产化部件的使用率也在增加。根据我们行业空间测算，价值量较高的环节包括：系统集成、电堆、膜电极、储氢瓶和氢气供应。

 

 

2.1.燃料电池系统

 

由于集成了电堆与气体循环系统，价值量最高，行业空间也最大。目前国内布局这一环节的企业也最多，比较有代表性的企业包括亿华通和重塑科技。由于燃料电池系统集成的工作基本上等同于动力总成，因此，国内不少整车企业在这一方面也有布局，包括上汽、潍柴、宇通、福田等。

 

2.2.电堆

 

电堆为燃料电池系统最为核心的部分，国内电堆目前主要依赖进口，自主研发电堆的机构虽然较多，但是能够作出成熟产品的凤毛麟角。目前国内电堆走在前列的包含：上汽、神力。

 

从市场空间来看，目前年产1,000时，国内电堆行业规模约4.5亿；年产5万台时，规模约33亿；年产50万台时，规模约105亿。上市公司中，潍柴动力和大洋电机通过与巴拉德的战略合作布局较为领先，潍柴除购买巴拉德股权外，也购买其产品专利，且也组建了专门的团队从事燃料电池的研究。此外，雪人股份参股Hydrogenics，也间接参与电堆环节。然而，电堆环节最纯正的标的还是巴拉德（BLDP.O）与Hydrogenics（HYGS.O），国内电堆目前主要从这两家采购。尤其是巴拉德与国内的广东国鸿合资在国内建厂，国鸿从巴拉德采购膜电极回国组装。另外雄韬股份、雪人股份、全柴动力也在电堆领域有所布局。

 

2.3.质子交换膜

 

目前质子交换膜单价极高，同时，其降成本空间也非常之大，当未来能够达到足够量之后，其价格也极有可能与当前锂电隔膜价格相当。

 

根据我们的行业空间测算，当前该环节市场空间月1.3亿元，未来年产5万台和50万台的情景下，行业空间分别约为10亿和25亿。国内质子交换膜环节的核心标的为东岳集团（0189.HK），公司目前已有量产产线，只待行业放量。根据Wind，截止3月14日收盘，该公司PE TTM仅4.4倍左右。另外科恒股份已对外供应膜电极的涂覆设备，也是为数不多正式对外供应设备的企业之一，建议关注。

 

2.4.催化剂

 

催化剂目前还是走铂碳路线，且铂用量不断减少，成本下降空间也非常之大。随着铂碳催化剂的结构优化与用量降低，非铂催化剂短期来看意义不大。

 

根据我们测算，在年产1,000台、5万台和50万台这三种情景下，催化剂的市场规模分别为1.3、10和35亿元。国内贵研铂业的已具备催化剂量产能力；另外，国内研究机构也有非常成熟的尖端制备工艺。

 

2.5.碳纸

 

碳纸的技术难度还比较高，国内碳纤维的研究相对较弱，成本下降空间没有电堆其他环节大。年产1,000台、5万台、50万台三种情景下的市场规模分别为1、5、20亿元。代表性机构包含中南大学和台湾碳能，未来科研机构孵化的企业或能在该领域能够崭露头角，目前还是从日本东丽进口为主。

 

2.6.极板

 

极板目前有石墨板和金属复合板两条技术路线，两条路线各有优缺点。目前丰田mirai走金属板路线，因为乘用车对集成度要求高，体积要尽量做小；国内商用车走石墨板路线，一方面目前成本更低，另一方面使用寿命长，更符合商用车需求。

 

 

极板的技术难点主要在于流道设计，对冲压工艺、制造精度要求较高。极板制造本身难度不大，国产化难度不高，但在流道自主设计方面还有所欠缺。目前能够自主生产的企业包含广东国鸿、上海治臻、新源动力等。在1,000台、5万台和50万台这三种情景下，极板的市场空间分别为0.75、5和25亿元。

 

2.7. 空压机

 

车用燃料电池系统中的空压机与传统空压机最大的区别在于，燃料电池系统中的空压机不能有油，防止污染催化剂。另外，由于整个反应装置中对压力波动有严格要求，所以叶片设计难度也较高。

 

目前空压机主流有两条路线：离心式与双螺杆式。

 

1）离心式：噪音小、寿命短、工艺复杂、成本较高，适合乘用车路线；

 

2）双螺旋杆式：噪音大、体积大，适用于商用车。

 

当前国产空压机与海外空压机技术差距较大，但胜在价格优惠，不少车用气体循环系统中更倾向于用国产空压机。当前国内代表性企业包含广顺、爱德曼、重塑科技，上市公司中雪人股份也一直在做相关领域的研发。在年产1,000台、5万台、50万台三种情景下的市场规模分别为0.3、7.5、25亿元。

 

2.8. 氢气循环泵

 

氢气循环泵环节目前国内参与的企业较少，雪人股份还在开发阶段。在系统集成中，部分企业选择不配备氢气循环泵，但未来从整个系统的试用寿命和氢气使用效率低角度考虑，氢气循环泵还是必需且重要的一个环节。在年产1,000台、5万台、50万台三种情景下的氢气循环泵市场规模分别为0.2、4、25亿元。

 

2.9. 储氢瓶

 

根据车型设计不同，燃料电池车配备的储氢瓶数量也会有所差异。目前国内储氢瓶和加氢站按照35MPa的标准设计，而国外通常采用70MPa的标准，未来我国也会向70MPa，甚至更高压强方向前进。目前国内能够制造储氢瓶的企业非常多，包括中材科技、富瑞氢能等。根据我们测算，在年产1,000台、5万台、50万台三种情景下的储氢瓶市场规模分别为0.6、10、50亿元。

 

 

3. 氢气需求量测算

 

考虑行业成熟度不同情景下，燃料电池车单位行驶里程所消耗的燃料量、单车年行驶里程有较大差异，我们做出如下假设：

 

1）燃料电池车年产1,000台、5万台和50万台的情景下，物流车百公里耗氢量分别为2.8kg、2.5kf和2.2kg；

 

2）燃料电池车年产1,000台、5万台和50万台的情景下，物流车年行驶里程分别为1万公里、2.5万公里和5万公里；

 

3）燃料电池车年产1,000台、5万台和50万台的情景下，对应燃料电池商用车保有量分别为2,500台、8万台和100万台；

 

4）燃料电池车年产1,000台、5万台和50万台的情景下，氢气售价分别为40元/kg、30元/kg和20元/kg。

 

根据以上假设，可计算出年产1,000台、5万台和50万台的情景下，氢气需求量分别为700吨、5万吨和110万吨，对应氢气总价值分别为0.28亿元、15亿元和220亿元。根据我们的测算结果，当燃料电池车年产在50万台左右水平之时，氢气的市场空间甚至能够超越燃料电池系统的行业规模。

 

 

由于当前氢气的应用场景相对有限，燃料电池车的数量也相对有限，因此制氢、储氢、运氢这些前端环节还处在比较初期的阶段，加氢站的建设进度也相对较慢，这些因素也制约了燃料电池车的发展。

 

4. 投资建议

 

我们在2月25日的报告《从“够用”到“好用”，深度思考电动车下一阶段投资机会》中指出，电动汽车已经初步解决“能用”问题，下一步是解决“好用”。而电动车在商用车领域应用有着成本高、充电不便、冬季使用体验欠佳等痛点，燃料电池是最有前景的辅助解决方案之一。电动车大规模推广带来的三电技术进步也为燃料电池汽车推广打下坚实基础。

 

我们认为2019年将成为燃料电池汽车商业化元年，行业产销量将在2020年超过1万辆。板块投资将从主题投资转向基本面驱动。因此在本文中我们对产业链的各个环节进行成本拆分及规模量化测算，为投资者提供更具价值的结论。