氫燃料電池產業沙龍紀要【安信電新】

　　電新鄧永康團隊 電新鄧永康團隊 今天

　　政策與技術助推，燃料電池商業化大幕開啟

　　01

　　安信電新觀點

　　1、燃料電池序幕開啟，市場關注度空前高漲：兩會期間，眾多參會代表多次提及發展氫燃料電池產業的提案、建議等，主要包括戰略地位提升、加大技 術研發投入、補貼政策和完善基礎實施等，市場關注度空前高漲。2018 年 8 月份，濰柴動力對巴拉德進行約 1.63 億美元的股權投資，將持有其 19.9%股 權，成為巴拉德第一大股東。同時濰柴宣布 2021 年前為商用車提供至少 2000 套燃料電池模組，這是全球歷史上規模最大的商用車燃料電池汽車部署計劃。 另外 2019 年有望開始實施“十城千輛”推廣計劃，國內燃料電池汽車產業化 大幕逐漸拉開。

　　2、兼具高能量密度與零排放特性，氫燃料電池市場潛力巨大：氫燃料電池通過 氫氣和氧氣電化學反應產生電能（核心部件為雙極板、電解質、擴散層、催 化劑），具有極高的能量密度并兼具零排放特點，無疑是市場所追求的最具潛 力能源利用方式，2018 年預計總體出貨量可達 803MW。燃料電池的特殊優勢 使其在燃料電池汽車、無人機、IDC、通信設備等領域潛力巨大。根據富士 經濟預測，未來十年燃料電池市場空間將達到 3400 億元以上。

　　3、政策力挺燃料電池技術，多方下游應用進程加速：國家補貼政策給予燃料 電池車高補貼且 2020 年前不退坡，ZEV、碳稅等經濟手段的出臺都為燃料電 池最大的潛在市場——新能源汽車市場形成有力推動。此外，燃料電池的一 系列特性使其在通信、軍用等領域有著巨大的應用空間，政府也出臺了相關 政策給予指引。市場需求、政策雙驅動，多項應用領域有望同步發展。

　　4、技術引進、投資并購助力燃料電池產業化進程加速：我國現階段燃料電池 車產業技術滯后于國外先進公司。2016 年，國鴻氫能和大洋電機引進 Ballard 燃料電池核心部件（PEMFC 電池系統）技術并達成股權、制造等項目合作； 2018 年濰柴動力對巴拉德進行股權投資，成為其第一大股東，同時在成立合 資企業，眾多的合作進展極大地促進中國商用車燃料電池汽車產業的發展。

　　5、成本快速下降，促進產業發展。國外技術的不斷突破，讓我們看到了氫燃 料電池成本下降路徑。重整法制氫成本已可媲美燃油（約合 1.25 美元/kg）、 電池系統成本 2015 年約 53 美元/kW，2020 年有望下降至 40 美元/kW，同時 我國廢氫的利用將使使用成本進一步降低。

　　6、投資建議：我們建議從燃料電池產業鏈的角度關注投資標的：①氫生產： 華昌化工；②質子交換膜：東岳集團（港股）、雄韜股份、長城電工、南都電源、新大洲控股；③雙極板：安泰科技；④氫氣存貯裝置：富瑞特裝；⑤催化劑：貴研鉑業；⑥空氣壓縮機：雪人股份；⑦整車企業：上汽集團、福田 汽車、宇通客車。

　　風險提示：氫燃料電池車推廣不及預期、政策變化風險。

　　02

　　專家觀點

　　燃料電池行業的技術方向及商業前景與路徑

　　燃料電池和純電動的區別應該不用強調說明了，就是純電技術加上燃料電池作為車載裝置。目前，純電動車續航里程和充電時間面臨一些較難突破的問題，燃料電池可以作為很好的互補解決方案。燃料電池車的駕駛習慣和傳統車差不多，此外它也是純電驅動的范疇，跟前期國家推廣純電驅動的路線是相吻合的。

　　有人說氫能是最為潔凈的能源，燃料電池可以作為新能源汽車的終極選擇，實際上燃料電池和純電動不是對立的關系，而是互補的關系。短途、輕載以純電動為主，長途、重載以燃料電池為主。鋰電是儲存裝置，它的充電過程是一個化學過程，這個就決定了速度一定是慢的。燃料電池加氫是一個物理搬運過程所以速度是快的。

　　燃料電池工作原理就是電解水的熱反應。大家可能對燃料電池的安全性和使用習慣有一定的疑惑，覺得氫氣比較危險。實際上，氫氣在開放的情況下是比較安全的，如果在密閉情況下不做有效的檢測防范措施則是比較危險的。圖示了一項燃料電池車和燃油車的起火試驗，當它著火之后因為氫氣質量比較輕，經過一段時間之后氫氣逃逸的速度比較快，但汽油密度比較重，燃油車被完全燃燒掉，而燃料電池車還處于比較完整的狀態。

　　燃料電池車跟傳統車比較接近，主機廠基本上把原來混合動力或者發動機的團隊組成燃料電池的研發團隊。圖示了2012-2013年間通用燃料電池發動機，功率80kW，跟電池結成在一起，完整的發動機裝在前面，這種安裝方式和使用方式跟傳統車非常類似。圖示可以看出燃料電池系統包含幾塊：燃料電池堆、空氣系統、氫氣系統、水熱管理系統、控制系統等。

　　接下來，我從幾個方向講講氫燃料電池車的發展情況。

　　一、燃料電池國內外政策及規劃。

　　目前，國外已經把燃料電池作為未來產業元素，這是地球乃至宇宙含量最高的元素。氫能最大的好處可以作為能源載體，把其他的能源網絡給串起來。國內棄電比較多，電也不太好存儲，可以將這些棄電用來制氫，氫又可以方便轉化。比較大的能源公司已經開始把氫作為未來發展方向之一，國內幾個大的電池企業和中石油、中石化也開始朝著這個方向發展了。

　　從中國來說，為什么做燃料電池？氫能源作為能源多元化，可以彌補純電動目前存在的困境未來一到兩年純電動發展可能會有一些困難，續航里程、充電的時間、充電的難度等等。另外還有石油污染、碳排放的壓力等等。這些因素使得今年兩會之后，可以看到不論是產業界還是資本界把燃料電池作為非常熱門的議題來討論。

　　從現在來看，燃料電池的發展路線基本上國內外都在做。美國、歐盟、韓國都已經有非常清晰的氫燃料電池發展規劃，基本都是在2020-2040年之間，雖然每個地方發展的時間點不一樣，但是過程都比較清晰了。發達國家這此年的產業投入比國內多，從幾十億美元到上百億美元不等，還未包括企業自己投的。豐田已經投了接近百億美金，2012年3月我去通用研發中心的時候，他們在燃料電池汽車上投資也超過20億美金。

　　國內從2001年一直到2015年之前一直有國家科技項目在支撐，但主機廠只有上汽在做，產業發展的速度沒有國外快。2015年以后發展速度上來了，一方面是2014年豐田的燃料電池車量產了，2015-2016年現代和本田也推出量產車型；另一方面我們國家的中長期規劃密集出臺，細化的支持政策也出臺了。節能與新能源汽車技術路線中明確到2025年燃料電池汽車達到10萬輛規模，到2030年達到百萬輛規模。2017年7月，中國汽車技術研究中心發布《中國燃料電池汽車發展路線圖》，明確了我國氫能產業的近、中、遠期發展目標與任務：2020年行業總產值達到3000億元，2030年產業產值突破1萬億。

　　二、燃料電池汽車國內外的發展狀態與預期

　　海外燃料電池車產品技術成熟，已經進入市場發展期。到2017年底，全球燃料電池汽車總計售出6475輛，2017年新增注冊量3260輛。銷售地區來看，全球的燃料電池汽車（乘用車）是以北美和歐洲地區為主，北美地區的燃料電池汽車銷量大約占到全球總量的40%左右；其次為丹麥，占比約28%；而作為全球燃料電池汽車主要產地的日本其銷量僅占25%左右。

　　海外車廠對燃料電池車已經有了20多年研究。奔馳從1994年開始，2017年奔馳GLC F-CELL正式亮相，最大續航里程可達437km，最高時速160km/小時；2018年10月，GLC F-CELL在德國正式上市銷售。大眾從1999年開始研發燃料電池車，2017年推出了SportVariant HyMotion。美國通用則早在1967年就在做研發，2008年推出凱迪拉克Provoq。豐田從90年代末就開始進行研發， 2014年Miria量產車型。

　　日本燃料電池產業現在已經有幾千萬的規模，這種狀態和當初豐田在90年代推廣混合動力非常類似。2015年豐田Miria上市發售后，在日本訂單超過3000輛，在美國約2000輛的訂單，遠超公司預期。目前，豐田和本田的燃料電池車售價在20-30萬之間，已經跟豪華車已經非常接近了。整體來看，2020年日本燃料電池車將進入量產階段，2025年和2030年將分別達到20萬和80萬輛的規模。

　　燃料電池車國內市場剛剛起步，技術不成熟，缺乏關鍵部件，以商用車為主。國內主要是2000年左右科技部新能源汽車推廣的時候，依托同濟、清華、大連化物所等幾個科研機構做燃料電池車的推廣示范運營，后面上汽加入進來了。同濟大學主要做轎車，清華主要做客車。08年奧運會和2010年世博會都有一些示范運營。上汽從08年發布基于550的功能樣車到到2015年發布950，一共經歷了四代車型。到2017年一共有100輛的銷售。客車主面發布了上汽大通V80。2018年一汽發布了一汽紅旗FCEV H5。國內推廣主要以商用車為主，目前最大的困難主要就是關鍵零部件還沒有像國外形成那么大的規模和體系。

　　衣衣寶廉院士是燃料電池界唯一的院士，從60年代開始做燃料電池。他認為我們國內燃料電池車產業發布面臨的挑戰主要有：1）電堆低溫存儲與啟動問題；2）加速研發并降低電池系統的空壓機，氫循環系統和高壓儲氫瓶成本，進而降低電池系統成本；3）加速制定燃料電池大巴車，各種專用車用的燃料電池系統安全標準，為大規模示范運行奠定基礎；4）加強各種燃料電池車的安全實驗。

　　在燃料電池技術領域，我國已經掌握了諸如電催化劑、質子交換膜、雙極板材料等關鍵技術，與國外先進水平保持同步。但在關鍵零部件規模生產和電堆批量組裝及相關性能指標，我國還落后于世界先進國家。其中：1）壓縮機目前處于開發設計的初期階段，而且沒有將電機及其控制器進行集成設計和優化的能力，可靠性和耐久性得不到保證；2）氫循環裝置尚沒有廠家進行類似產品的研發。

　　三、燃料電池系統和關鍵零部件

　　介紹一下具體燃料電池系統和關鍵零部件的技術狀態。燃料電池系統內部主要關鍵零部件包含電堆、空壓機、水泵、供氫裝置、空氣系統等等，結構上比純電動復雜一些。燃料電池主要發電裝置就是電堆，往下細分有質子交換膜、催化劑等等這些部件。光有電堆也不能工作，需要一些輔助裝置如空壓機、供氫裝置、各種泵和冷卻系統等等。從成本構成來說，電堆占到整個系統的50%，其他輔助系統大概占50%左右，細分之后在電堆里面催化劑占40%左右。輔助系統里面空壓機供氫系統占40%左右，其他還有控制系統、氫氣循環裝置等等。

　　四、加氫站

　　截止到2017年底，全球正在運行的加氫站達到328座。其中歐洲139座，亞洲118座，北美68座（美國39座）加氫站建設在加速，預計到2020年全球加氫站保有量計劃超過435座，2025年超1000座，2030年超3000座。

　　國內到2018年左右是17座，另外有45座在建/規劃。從位置上可以看到主要集中在長三角地帶、珠三角地帶和北京。2016年10月，中國汽車工程學會《節能與新能源汽車技術路線圖》發布，到2020、2025、2030年，加氫站數量將分別超100座、300座和1000座。最近看好像加氫站的建設速度比這個規劃的節奏要快，去年下半年到今年上半年燃料電池車產業發展的速度明顯變快了。

　　五、燃料電池在其他領域的應用

　　燃料電池放在一個大范圍可以認為是基于氫能的經濟應用，主要是發電裝置，不一定在車用條件下，其他環境也可以。現在車里面用得多，主要是因為在國內和海外在燃料電池車應用方面推得比較多，也有很多補貼支持政策。除了車用，還在可以在軌道交通、船用、無人機、分布式發電都可以用。

　　青島四方在做燃料電池有軌電車的開發，2017年3月在廣東佛山建設全國首條氫能源有軌電車線路，全長17.4公里，首期工程共8列氫能源有規電車，每列車模塊數量為3個，定員載客量285人，最高運時速70公里。無人機領域，2017年12月優雷特研發的全球首架氫燃料電池傾轉旋翼無人機成功首飛，固定翼模式下可飛行6小時，多旋翼模式下可懸停2小時，垂直起降狀態下最大巡航速度22m/s，固定翼模式下平飛速度120km/h。

　　熱電聯供方面，日本和韓國做得比較多。2009年，日本政府通過ENE FARM項目在民用住宅領域推廣和部署燃料電池熱電聯產系統，到2016年底共安裝燃料電池系統超過19萬套。ENE FARM項目目標在2020年在全日本部署140萬套家用燃料電池系統，2030年達到530萬套家用燃料電池系統。

　　六、國內各地方政府產業規劃與產業政策

　　最后介紹下國內各個地方政府的產業規劃和政策。2018年5月總理到日本豐田訪問回國之后，從能源局到工信部、科技部都開始對燃料電池進行調研、梳理，開始更加重視了。

　　18年10月份在國際氫能大會上，前科技部長萬鋼做了一個主題演講。11月份，全國政協雙周會，致公黨主席萬鋼向中央建議將氫能作為能源管理而非危化品處理，還提出燃料電池車補貼至2025年繼續給予。12月份，他在《人民日報》又發表了一篇文章，也是要把現在的政策往燃料電池方向傾斜。

　　2018年下半年新能源論壇，實際上也是半官方的，科技部、工信部、財政部、副市長級的官員都出席了，這個會上對對燃料電池方面都有一些具體的說法，工信部明確要在國內選擇有意愿的地方政府選擇一些區域進行燃料電池推廣。目前，國內有30多個城市發布了FCV產業政策，全國已建成十多個氫能產業園區。跟加氫站一樣，基本上集中長三角、珠三角和北京這幾個區域。比如：如皋2016年出臺政策2018年達到幾十億的產業規模，廣東佛山要達到幾百億的產業規模，張家口有冬奧會的規劃，此外還有浙江臺州、安徽六安、武漢、河北霸州、河南新鄉、遼寧等地都有發展規劃。按照宣稱的數來講，加起來也有幾千億規模了，肯定有水價，但我們也可以看到產業規模上來了。

　　七、產業的投資布局情況

　　2017~2018年中國氫燃料電池產業鏈累計投資金額2446.46億元，其中氫燃料電池汽車相關投資額約有1086億元，約占總投資額的一半。國內幾大電力企業，神化、國電投都開始氫能源方面的布局。氫氣的制備可以利用電力行業，棄電的成本幾厘錢一度，如果用這種廢電制備的成本非常低。中石油中石化也在進入，他們掌握后端資源，國內有十萬座左右的加油站。2018年1月，中石化云浮新興二環路西加油加氫站啟動建設；2018年10月，中石化與億華通在推動京津冀等地加氫站建設問題上達成共識并簽訂《戰略合作框架協議》。

　　03

　　互動交流環節

　　提問：電堆成本下降的情況？

　　專家：主要看量，最近有一些小批量報價，大概在1.5-2萬元/kW，這是目前報價的狀態，每家略有不同。從行業發展來看，現在燃料電池技術狀態和推廣狀態相當于09年左右純電動十城千輛推廣的階段。按照大巴來說，比亞迪當時一輛車是320萬，宇通一輛車是290萬，實際上現在燃料電池推廣比那個時候成本低很多了。

　　提問：國外主要是巴拉德這種第三方在做，車廠現在的情況呢？

　　專家：在國外巴拉德確實做的比較早，現階段國外用巴拉德已經很少。主機廠基本上是自己的渠道，巴拉德在國外推廣量已經不多了，在國內影響大是因為進來比較早一些。從現階段來看國內也有幾家在做了，比如新源動力等。國外也有好幾家進來了，我還不太方便說。2019年年底汽車行業幾家大的國際燃料電池供應商，在燃料電池、電堆方方面面的產品開始逐步發布，他們儲備都在10年以上，比如說博世把投入幾十億歐元的鋰電池團隊砍掉了，往氫燃料這個方向走。

　　提問：儲氫有氣態、液態、金屬儲氫多種方式，未來哪種技術會是方向？

　　專家：肯定是高壓氫態儲氫為主，這是全球惟一跨過商業化門檻的儲氫方式。液態不太現實，不管從成本、車載條件下的效率各方面考慮都不太現實，國外主機廠發布的量產車型都是高壓加氫，在車載條件下綜合效果還是高壓最好。。金屬儲氫太重，保溫非常麻煩，有機儲氫使用過程非常麻煩。

　　提問：燃料電池電堆系統未來成本能不能快速下降？

　　專家：這是肯定的。大家都說燃料電池貴，我理解是前期研發成本、投入成本比較貴，因為量少。燃料電池整車系統可以延用原來傳統汽車，這部分成本可以降下來的。電堆里最貴的是鉑，從材料成本角度來說也沒有什么價格高的地方，因為鉑的回收比鋰成熟可靠多了。鉑的回收效率可以達到98%-99%，技術非常成熟。現在的問題是用量還沒有降下來，如果用量能降下來，成本就會快速下降，這有待于技術上的突破。到某個階段，通過技術進步一下子鉑的用量降低了，膜的成本也降低了，電堆的系統成本就能快速下降。

　　提問：能不能介紹下車企在這方面的情況？

　　專家：車企里面宇通、福田，飛馳相對量比較多一點。中車、安凱、中通等等都在做。從上目錄的情況來看，東風有17款（15款物流車）、宇通有10款客車、中通有8款客車、飛馳和福田都有7款，其他的基本都是2到3款。

　　提問：燃料電池車到多少量能夠形成產業化？

　　專家：汽車行業有說法的，到萬輛規模進入產業化。目前不能算規模，超過一萬就成規模了，我是這么理解的。

　　提問：燃料電池的成本大概會降到什么位置？

　　專家：我也很難預估。我們看純電動，最初的時候8元/Wh，后來降到4元/Wh、3元/Wh，19年要降到1元/kWh；同期伴隨著量從原來幾百輛、幾千輛發展到現在過百萬輛。氫燃料的成本下降也會是隨著量的提升而快速下降。

　　提問：氫能未來是以管網方式還是以運輸方式？

　　專家：包括萬鋼的講話、今年兩會車企代表講話，都強調把氫能管理轉化成能源管理，運輸方式和成本就會下降。現在天然氣已經有管網了，整個氫能使用推廣是體系的問題，未來是用管網還是小批量，要看后面推廣規模和技術的方式。

　　提問：現在加氫站哪些地方推廣得比較快一些？

　　專家：現階段氫氣比較多的地方好推廣，剛才說了珠三角、長三角、京都周圍氫氣比較豐富。比如，十年前同濟大學做項目就估過，整個廢氫利用可以保證一萬輛出租車使用。這個肯定是相輔相成的，規模小了再看體系、管網運輸能不能跟得上。現在好的現象就是中石油、中石化、電力企業、央企都開始參與了，我相信他們利用現有的資源和體系做這個事情。

　　提問：氫能運輸能利用現有的管道嗎？

　　專家：這個不太好說，我專業沒有偏向于氫能產業整體規劃方面。我剛才說了，有這么多央企，把能源體系和氫氣從危化品轉化為能源管理，氫氣運輸的問題一定可以跟得上。

　　提問：增程式和全功率您怎么看？

　　專家：國內做技術路線有兩個：一個是增程式的，一個是燃料電池為主的。國外基本上做燃料電池全功率的，豐田110kW左右，美國通用2012年做到80-90kW。正常一輛B級車在高速公路上功率30kW，包括開空調在內，這都是以前做了這么多試驗得出的數據。

　　當初在國內技術水平上中國提出一個增程式，靠蓄電池高倍率發電補充。國內大部分用10-20度的鋰電加上30-50kW的燃料電池，2016年國家拿補貼燃料電池標準就是30kW。這就是看技術的發展，如果成本下來了，用100kW的燃料電池做全功率也可以。兩種方式對于車的駕駛來說是一樣的。

　　提問：國內燃料電池產業現在產業體系如何？

　　專家：我個人感覺整個燃料電池國內發展跟國外不一樣，國外從90年代末基本上幾個大的車企都已經開始研發了，組機廠牽扯整個體系的發展。韓國、日本在零部件產業體系比中國全多了，中國不一樣，中國原來是國家的項目，靠科研投入在走，所以工程化、產業化方面比國外要差，導致目前現狀產業鏈比較薄弱。現在真正做零部件和產業比較多，給我感覺來說，一旦風口到了，一個企業就出來了，中國幾年做燃料電池系統，整個產業還要再努力。

　　提問：技術路線上具體的差異點在什么地方？

　　專家：空氣系統和氫氣系統，一個是供空氣里面的氧，一個是供氫氣，這是比較重要的兩塊。國外主機廠，包括通用、本田、豐田、現代、奔馳等等，他們空壓機都是用離心式，跟傳統渦輪增壓類似，把傳統渦輪增加變成電驅動的。國內這塊做不了，大部分用的是進口。

　　提問：國內使用的技術路線和國外不一樣會導致什么結果？

　　專家：要細化的開展，這種產品的狀態才會有問題。比如現在用的雙螺桿的空壓機，會導致電堆的損害，噪音又比較大。從技術發展路線來說，不是說不能用，一定有它的一些缺陷在里面。

　　提問：燃料電池車的推廣能不能定點來做？

　　專家：我個人覺得這個比較難，中央政府不能說只給哪個省補，不給哪個省補。定點推廣方式也不錯，可能還是從政府能夠支撐的行業或者區域入手更好推進。

　　提問：我們利用日本的技術發展氫燃料電池會不會遇到專利問題？

　　專家：整體上應該沒有太大的沖突，因為已經有一些企業和投資人在和豐田等等接觸。從現在行業發展來看，相要拿到國外比較好的技術，一是代價比較高，二是一定會給你一個時間差。比如，現在豐田量產車型拿不到，二代車出來，一代車能夠拿到，肯定是有代差的。

責任編輯：依然