燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈潛在規(guī)模測(cè)算及核心標(biāo)的梳理
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-19 11:48
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我們判斷，未來(lái)燃料電池車用系統(tǒng)在我國(guó)將主要應(yīng)用在商用車領(lǐng)域?；谳^常見(jiàn)的“電電混合”方案——30kw燃料電池系統(tǒng)搭配40kwh鋰電，我們?cè)谀戤a(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)這3種情景下，對(duì)燃料電池車的成本進(jìn)行詳細(xì)拆解。
主要結(jié)論：1）目前一套燃料電池系統(tǒng)售價(jià)大約在60萬(wàn)左右，小型物流車整車成本約80萬(wàn)元，其中電堆成本超過(guò)一半，氣體循環(huán)系統(tǒng)占總成本的20％。2）年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)時(shí)：電堆和氣體循環(huán)系統(tǒng)成本可大幅下降，整車成本可降至30萬(wàn)元以下，其中電堆成本將降至10萬(wàn)元以下。3） 年產(chǎn)50萬(wàn)臺(tái)時(shí)：電堆與氣體循環(huán)系統(tǒng)總成本將降至不足整車成本的1/3，合計(jì)成本不超過(guò)5萬(wàn)元。車用燃料電池系統(tǒng)各環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間測(cè)算與核心國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈?zhǔn)崂碥囉萌剂想姵卦谡麄€(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條中，我國(guó)已掌握大部分零部件的核心技術(shù)，各環(huán)節(jié)均有不少優(yōu)質(zhì)企業(yè)，但仍缺乏量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。目前我國(guó)企業(yè)較為擅長(zhǎng)的環(huán)節(jié)包括：系統(tǒng)集成、質(zhì)子交換膜、催化劑、儲(chǔ)氫瓶。而根據(jù)我們行業(yè)空間測(cè)算，價(jià)值量較高的環(huán)節(jié)包括：系統(tǒng)集成、電堆、膜電極、儲(chǔ)氫瓶和氫氣供應(yīng)。
根據(jù)我們梳理，優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈企業(yè)包含：1）車企方面，上汽、濰柴、宇通等在燃料電池車領(lǐng)域布局較為深入。2）電堆核心部件方面，也有不少領(lǐng)先企業(yè)：東岳集團(tuán)質(zhì)子交換膜技術(shù)成熟，美錦能源參股的鴻基在膜電極領(lǐng)域較為領(lǐng)先，貴研鉑業(yè)具備生產(chǎn)催化劑能力。3）誠(chéng)然國(guó)產(chǎn)氣體循環(huán)設(shè)備仍有進(jìn)步空間，但成本優(yōu)勢(shì)顯著，不少企業(yè)已選用國(guó)產(chǎn)空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵和儲(chǔ)氫瓶。4）隨著保有量的提升、燃料電池車性能的提升，對(duì)氫氣需求的增長(zhǎng)也十分顯著。加氫站設(shè)備企業(yè)厚普股份、具備制氫能力的鴻達(dá)興業(yè)、濱化股份等也將大有可為。投資建議： 我們認(rèn)為2019年將成為燃料電池汽車商業(yè)化元年，行業(yè)產(chǎn)銷量將在2020年超過(guò)1萬(wàn)輛。板塊投資將從主題投資轉(zhuǎn)向基本面驅(qū)動(dòng)，因此在本文中我們對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成本拆分及規(guī)模量化測(cè)算，為投資者提供更具價(jià)值的結(jié)論。
測(cè)算結(jié)果顯示，電堆和膜電極等核心零部件價(jià)值量最大，此外，考慮到燃料電池車的推廣對(duì)加氫站依賴極大，加氫預(yù)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈最先啟動(dòng)的環(huán)節(jié)，建議關(guān)注：1）關(guān)鍵零部件領(lǐng)域的美錦能源、東岳集團(tuán)、濰柴動(dòng)力、雄韜股份；2）前端氫能源環(huán)節(jié)的厚普股份、鴻達(dá)興業(yè)、濱化股份；3）其它環(huán)節(jié)的雪人股份、科恒股份、蠡湖股份等。
風(fēng)險(xiǎn)提示：政策推廣力度不及預(yù)期；國(guó)內(nèi)技術(shù)進(jìn)步不及預(yù)期；國(guó)內(nèi)企業(yè)量產(chǎn)進(jìn)度不及預(yù)期。正文
1. 燃料電池商用車成本拆解
我們判斷，未來(lái)燃料電池車用系統(tǒng)在我國(guó)將主要應(yīng)用在商用車領(lǐng)域。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)燃料電池車總銷量達(dá)1,527輛，均為商用車；且從財(cái)政部等多部委發(fā)布的補(bǔ)貼政策來(lái)看，我國(guó)也是對(duì)燃料電池商用車補(bǔ)貼也明顯多于燃料電池乘用車，而兩者成本相差并不大，可見(jiàn)政策也是傾向于引導(dǎo)燃料電池在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用?！ ?/div>
基于這個(gè)最常見(jiàn)的方案，我們對(duì)燃料電池商用車成本進(jìn)行詳細(xì)拆解，并對(duì)各環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算。
車用燃料電池系統(tǒng)主要包括兩大塊：
1）最核心的燃料電池反應(yīng)電堆：主要由膜電極加極板構(gòu)成，而膜電極主要由催化劑、氣體擴(kuò)散層（碳紙）、質(zhì)子交換膜組成；
2）氣體循環(huán)系統(tǒng)：主要作用就是過(guò)濾空氣，保證反應(yīng)過(guò)程中的壓強(qiáng)穩(wěn)定，控制氫氣與空氣流量、流速，以延長(zhǎng)電堆使用壽命。主要包含空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵、儲(chǔ)氫瓶等。
根據(jù)我們測(cè)算，目前年產(chǎn)1,000套階段，國(guó)內(nèi)一套30kw的系統(tǒng)的總售價(jià)大約在60.5萬(wàn)左右，也就是說(shuō)燃料電池系統(tǒng)每千瓦的售價(jià)大約在1.5萬(wàn)元-2.5萬(wàn)元。而國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商銷售的系統(tǒng)一般不包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氫瓶和鋰電這幾個(gè)價(jià)值量相對(duì)較高的部件。
由于目前整個(gè)行業(yè)銷量太低，核心部件的采購(gòu)價(jià)格浮動(dòng)非常之大，整個(gè)行業(yè)降成本的核心還在于提高銷量。因此，我們以我國(guó)燃料電池商用車的年產(chǎn)量作為變量，進(jìn)行情景分析。分別討論年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)這3種情景下，一套使用30kw燃料電池電堆加40千瓦時(shí)鋰電的燃料電池商用車的成本。
核心假設(shè)：
1）電堆核心部件隨著量產(chǎn)后制造工藝成熟，制造費(fèi)用將大幅下降，價(jià)也格將大幅下降；
2）未來(lái)大部分商用車仍將采用30kw燃料電池電堆加40千瓦時(shí)鋰電的動(dòng)力解決方案；
3）其他零部件主要包含電機(jī)電控、鋰電池，價(jià)格與電動(dòng)車所用相當(dāng)；
4）氣體循環(huán)系統(tǒng)部件完全采用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。
完全量產(chǎn)后，質(zhì)子交換膜、催化劑、極板等電堆核心部件成本將大幅下降，根據(jù)我們測(cè)算：
1）年產(chǎn)1,000臺(tái)：小型物流車整車成本大約在80萬(wàn)元左右，其中電堆成本超過(guò)一半，氣體循環(huán)系統(tǒng)成本約占總成本的20％。
2）年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)：電堆和氣體循環(huán)系統(tǒng)成本可大幅下降，整車成本可降至30萬(wàn)元以下，其中電堆成本將降至10萬(wàn)元以下。
3）年產(chǎn)50萬(wàn)臺(tái)：電堆與氣體循環(huán)系統(tǒng)總成本將降至不足整車成本的1/3，合計(jì)成本不超過(guò)5萬(wàn)元。
2.國(guó)內(nèi)燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善
車用燃料電池在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條中，我國(guó)已掌握大部分零部件的核心技術(shù)，但不少企業(yè)缺乏產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。大部分國(guó)內(nèi)企業(yè)過(guò)去以采購(gòu)海外原材料，國(guó)內(nèi)組裝、系統(tǒng)集成的模式在做。隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累、國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的完善，國(guó)產(chǎn)化部件的使用率也在增加。根據(jù)我們行業(yè)空間測(cè)算，價(jià)值量較高的環(huán)節(jié)包括：系統(tǒng)集成、電堆、膜電極、儲(chǔ)氫瓶和氫氣供應(yīng)。
2.1.燃料電池系統(tǒng)
由于集成了電堆與氣體循環(huán)系統(tǒng)，價(jià)值量最高，行業(yè)空間也最大。目前國(guó)內(nèi)布局這一環(huán)節(jié)的企業(yè)也最多，比較有代表性的企業(yè)包括億華通和重塑科技。由于燃料電池系統(tǒng)集成的工作基本上等同于動(dòng)力總成，因此，國(guó)內(nèi)不少整車企業(yè)在這一方面也有布局，包括上汽、濰柴、宇通、福田等。
2.2.電堆
電堆為燃料電池系統(tǒng)最為核心的部分，國(guó)內(nèi)電堆目前主要依賴進(jìn)口，自主研發(fā)電堆的機(jī)構(gòu)雖然較多，但是能夠作出成熟產(chǎn)品的鳳毛麟角。目前國(guó)內(nèi)電堆走在前列的包含：上汽、神力。
從市場(chǎng)空間來(lái)看，目前年產(chǎn)1,000時(shí)，國(guó)內(nèi)電堆行業(yè)規(guī)模約4.5億；年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)時(shí)，規(guī)模約33億；年產(chǎn)50萬(wàn)臺(tái)時(shí)，規(guī)模約105億。上市公司中，濰柴動(dòng)力和大洋電機(jī)通過(guò)與巴拉德的戰(zhàn)略合作布局較為領(lǐng)先，濰柴除購(gòu)買巴拉德股權(quán)外，也購(gòu)買其產(chǎn)品專利，且也組建了專門的團(tuán)隊(duì)從事燃料電池的研究。此外，雪人股份參股Hydrogenics，也間接參與電堆環(huán)節(jié)。然而，電堆環(huán)節(jié)最純正的標(biāo)的還是巴拉德（BLDP.O）與Hydrogenics（HYGS.O），國(guó)內(nèi)電堆目前主要從這兩家采購(gòu)。尤其是巴拉德與國(guó)內(nèi)的廣東國(guó)鴻合資在國(guó)內(nèi)建廠，國(guó)鴻從巴拉德采購(gòu)膜電極回國(guó)組裝。另外雄韜股份、雪人股份、全柴動(dòng)力也在電堆領(lǐng)域有所布局。
2.3.質(zhì)子交換膜
目前質(zhì)子交換膜單價(jià)極高，同時(shí)，其降成本空間也非常之大，當(dāng)未來(lái)能夠達(dá)到足夠量之后，其價(jià)格也極有可能與當(dāng)前鋰電隔膜價(jià)格相當(dāng)。
根據(jù)我們的行業(yè)空間測(cè)算，當(dāng)前該環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間月1.3億元，未來(lái)年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，行業(yè)空間分別約為10億和25億。國(guó)內(nèi)質(zhì)子交換膜環(huán)節(jié)的核心標(biāo)的為東岳集團(tuán)（0189.HK），公司目前已有量產(chǎn)產(chǎn)線，只待行業(yè)放量。根據(jù)Wind，截止3月14日收盤，該公司PE TTM僅4.4倍左右。另外科恒股份已對(duì)外供應(yīng)膜電極的涂覆設(shè)備，也是為數(shù)不多正式對(duì)外供應(yīng)設(shè)備的企業(yè)之一，建議關(guān)注。
2.4.催化劑
催化劑目前還是走鉑碳路線，且鉑用量不斷減少，成本下降空間也非常之大。隨著鉑碳催化劑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與用量降低，非鉑催化劑短期來(lái)看意義不大。
根據(jù)我們測(cè)算，在年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)這三種情景下，催化劑的市場(chǎng)規(guī)模分別為1.3、10和35億元。國(guó)內(nèi)貴研鉑業(yè)的已具備催化劑量產(chǎn)能力；另外，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)也有非常成熟的尖端制備工藝。
2.5.碳紙
碳紙的技術(shù)難度還比較高，國(guó)內(nèi)碳纖維的研究相對(duì)較弱，成本下降空間沒(méi)有電堆其他環(huán)節(jié)大。年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)、50萬(wàn)臺(tái)三種情景下的市場(chǎng)規(guī)模分別為1、5、20億元。代表性機(jī)構(gòu)包含中南大學(xué)和臺(tái)灣碳能，未來(lái)科研機(jī)構(gòu)孵化的企業(yè)或能在該領(lǐng)域能夠嶄露頭角，目前還是從日本東麗進(jìn)口為主。
2.6.極板
極板目前有石墨板和金屬?gòu)?fù)合板兩條技術(shù)路線，兩條路線各有優(yōu)缺點(diǎn)。目前豐田mirai走金屬板路線，因?yàn)槌擞密噷?duì)集成度要求高，體積要盡量做小；國(guó)內(nèi)商用車走石墨板路線，一方面目前成本更低，另一方面使用壽命長(zhǎng)，更符合商用車需求。
極板的技術(shù)難點(diǎn)主要在于流道設(shè)計(jì)，對(duì)沖壓工藝、制造精度要求較高。極板制造本身難度不大，國(guó)產(chǎn)化難度不高，但在流道自主設(shè)計(jì)方面還有所欠缺。目前能夠自主生產(chǎn)的企業(yè)包含廣東國(guó)鴻、上海治臻、新源動(dòng)力等。在1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)這三種情景下，極板的市場(chǎng)空間分別為0.75、5和25億元。
2.7. 空壓機(jī)
車用燃料電池系統(tǒng)中的空壓機(jī)與傳統(tǒng)空壓機(jī)最大的區(qū)別在于，燃料電池系統(tǒng)中的空壓機(jī)不能有油，防止污染催化劑。另外，由于整個(gè)反應(yīng)裝置中對(duì)壓力波動(dòng)有嚴(yán)格要求，所以葉片設(shè)計(jì)難度也較高。
目前空壓機(jī)主流有兩條路線：離心式與雙螺桿式。
1）離心式：噪音小、壽命短、工藝復(fù)雜、成本較高，適合乘用車路線；
2）雙螺旋桿式：噪音大、體積大，適用于商用車。
當(dāng)前國(guó)產(chǎn)空壓機(jī)與海外空壓機(jī)技術(shù)差距較大，但勝在價(jià)格優(yōu)惠，不少車用氣體循環(huán)系統(tǒng)中更傾向于用國(guó)產(chǎn)空壓機(jī)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)包含廣順、愛(ài)德曼、重塑科技，上市公司中雪人股份也一直在做相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)。在年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)、50萬(wàn)臺(tái)三種情景下的市場(chǎng)規(guī)模分別為0.3、7.5、25億元。
2.8. 氫氣循環(huán)泵
氫氣循環(huán)泵環(huán)節(jié)目前國(guó)內(nèi)參與的企業(yè)較少，雪人股份還在開(kāi)發(fā)階段。在系統(tǒng)集成中，部分企業(yè)選擇不配備氫氣循環(huán)泵，但未來(lái)從整個(gè)系統(tǒng)的試用壽命和氫氣使用效率低角度考慮，氫氣循環(huán)泵還是必需且重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)、50萬(wàn)臺(tái)三種情景下的氫氣循環(huán)泵市場(chǎng)規(guī)模分別為0.2、4、25億元。
2.9. 儲(chǔ)氫瓶
根據(jù)車型設(shè)計(jì)不同，燃料電池車配備的儲(chǔ)氫瓶數(shù)量也會(huì)有所差異。目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶和加氫站按照35MPa的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，而國(guó)外通常采用70MPa的標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)我國(guó)也會(huì)向70MPa，甚至更高壓強(qiáng)方向前進(jìn)。目前國(guó)內(nèi)能夠制造儲(chǔ)氫瓶的企業(yè)非常多，包括中材科技、富瑞氫能等。根據(jù)我們測(cè)算，在年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)、50萬(wàn)臺(tái)三種情景下的儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模分別為0.6、10、50億元。
3. 氫氣需求量測(cè)算
考慮行業(yè)成熟度不同情景下，燃料電池車單位行駛里程所消耗的燃料量、單車年行駛里程有較大差異，我們做出如下假設(shè)：
1）燃料電池車年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，物流車百公里耗氫量分別為2.8kg、2.5kf和2.2kg；
2）燃料電池車年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，物流車年行駛里程分別為1萬(wàn)公里、2.5萬(wàn)公里和5萬(wàn)公里；
3）燃料電池車年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，對(duì)應(yīng)燃料電池商用車保有量分別為2,500臺(tái)、8萬(wàn)臺(tái)和100萬(wàn)臺(tái)；
4）燃料電池車年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，氫氣售價(jià)分別為40元/kg、30元/kg和20元/kg。
根據(jù)以上假設(shè)，可計(jì)算出年產(chǎn)1,000臺(tái)、5萬(wàn)臺(tái)和50萬(wàn)臺(tái)的情景下，氫氣需求量分別為700噸、5萬(wàn)噸和110萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)氫氣總價(jià)值分別為0.28億元、15億元和220億元。根據(jù)我們的測(cè)算結(jié)果，當(dāng)燃料電池車年產(chǎn)在50萬(wàn)臺(tái)左右水平之時(shí)，氫氣的市場(chǎng)空間甚至能夠超越燃料電池系統(tǒng)的行業(yè)規(guī)模。
由于當(dāng)前氫氣的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)有限，燃料電池車的數(shù)量也相對(duì)有限，因此制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫這些前端環(huán)節(jié)還處在比較初期的階段，加氫站的建設(shè)進(jìn)度也相對(duì)較慢，這些因素也制約了燃料電池車的發(fā)展。
4. 投資建議
我們?cè)?月25日的報(bào)告《從“夠用”到“好用”，深度思考電動(dòng)車下一階段投資機(jī)會(huì)》中指出，電動(dòng)汽車已經(jīng)初步解決“能用”問(wèn)題，下一步是解決“好用”。而電動(dòng)車在商用車領(lǐng)域應(yīng)用有著成本高、充電不便、冬季使用體驗(yàn)欠佳等痛點(diǎn)，燃料電池是最有前景的輔助解決方案之一。電動(dòng)車大規(guī)模推廣帶來(lái)的三電技術(shù)進(jìn)步也為燃料電池汽車推廣打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
我們認(rèn)為2019年將成為燃料電池汽車商業(yè)化元年，行業(yè)產(chǎn)銷量將在2020年超過(guò)1萬(wàn)輛。板塊投資將從主題投資轉(zhuǎn)向基本面驅(qū)動(dòng)。因此在本文中我們對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成本拆分及規(guī)模量化測(cè)算，為投資者提供更具價(jià)值的結(jié)論。
