▌燃料電池清潔高效，應(yīng)用廣泛
燃料電池:高效的“發(fā)電”裝置燃料電池(FuelCell)是一種非燃燒過(guò)程的電化學(xué)能轉(zhuǎn)換裝置，將氫氣(等燃料)和氧氣的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為電能。工作原理:H2在陽(yáng)極催化劑作用下被氧化成H+和e-，H+通過(guò)質(zhì)子交換膜達(dá)到正極，與O2在陰極反應(yīng)生成水，e-通過(guò)外電路達(dá)到陰極，連續(xù)不斷的反應(yīng)就產(chǎn)生了電流。與傳統(tǒng)電池最大不同之處:燃料電池是發(fā)電設(shè)備而不是儲(chǔ)能設(shè)備。
燃料電池:性能優(yōu)異，內(nèi)燃機(jī)的“替代者燃料安全性:氫氣>天然氣、石油氫氣無(wú)毒無(wú)害，反應(yīng)物為水，綠色清潔熱值:氫氣≈3倍汽油≈100倍鋰電池密度小，高壓氫氣泄露燃燒時(shí)形成向上火炬，不向周?chē)鷶U(kuò)散氫氣燃燒限范圍廣，爆炸限較高，在空氣中會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸
性能媲美內(nèi)燃機(jī):能量轉(zhuǎn)化效率50%-70%、功率密度3.1Kw/L，是內(nèi)燃機(jī)的替代者。性能優(yōu)于鋰電池:能量密度可達(dá)500Wh/kg;只需3-5分鐘便可完成加氫，5kg氫氣行駛500km;循環(huán)壽命4000次以上。
燃料電池分類(lèi)
▌燃料電池加速發(fā)展，開(kāi)啟商業(yè)化進(jìn)程全球市場(chǎng):燃料電池進(jìn)入快速增長(zhǎng)期2017年全球燃料電池出貨7.3萬(wàn)套(+15%)，對(duì)應(yīng)規(guī)模670MW(+30%)。2012-17年累計(jì)出貨37.3萬(wàn)套，CAGR=10%;累計(jì)規(guī)模2511MW，CAGR=32%。單套燃料電池平均容量持續(xù)提升:1)結(jié)構(gòu)變化，2)技術(shù)提升。
全球市場(chǎng):PEMFC市場(chǎng)空間最大PEMFC在所有技術(shù)路線中出貨規(guī)模占比最高，SOFC增長(zhǎng)較快。按臺(tái)套:2017年P(guān)EMFC銷(xiāo)量4.55萬(wàn)套(+2.2%)，占比63%。按功率:2017年P(guān)EMFC出貨487MW(+43%)，占比73%。
燃料電池汽車(chē):成為燃料電池增長(zhǎng)主力預(yù)計(jì)交通運(yùn)輸設(shè)備燃料電池將成為增長(zhǎng)主力。交通運(yùn)輸領(lǐng)域數(shù)量增長(zhǎng)67%，容量占比68%。PEMFC約80%下游應(yīng)用來(lái)自交通運(yùn)輸領(lǐng)域，其中乘用車(chē)占比約70%
燃料電池汽車(chē):開(kāi)啟商業(yè)化進(jìn)程領(lǐng)先車(chē)企積極搶占燃料電池汽車(chē)先機(jī)，加速推進(jìn)燃料電池汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程。

日本富士經(jīng)濟(jì):2025年全球燃料電池市場(chǎng)3281億元。便攜式燃料電池:20億元;固定式燃料電池:1419億元;交通運(yùn)輸設(shè)備燃料電池:1842億元。InformationTrends:燃料電池汽車(chē)將在2020年后進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。

各國(guó)市場(chǎng):燃料電池支持政策陸續(xù)出臺(tái)中國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲政策支持力度最大，持續(xù)加大研發(fā)投入。
各國(guó)市場(chǎng):亞美歐引領(lǐng)全球燃料電池發(fā)展2017年，亞洲、北美、歐洲和其他地區(qū)燃料電池系統(tǒng)銷(xiāo)量分別為5.7萬(wàn)、1萬(wàn)、0.5萬(wàn)和0.1萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)規(guī)模分別為303、326、39和2MW。日本、德國(guó)、美國(guó)引領(lǐng)全球燃料電池研發(fā)與應(yīng)用;日本累計(jì)占比達(dá)60%。
日本市場(chǎng):家用燃料電池規(guī)?？焖俜帕咳毡?014年發(fā)布《氫燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》:第一階段(2025年前):擴(kuò)大氫能使用范圍，20年和30年分別達(dá)140萬(wàn)套和530萬(wàn)套;第二階段(2020-30年):全面推廣氫能，將購(gòu)氫價(jià)格降至30日元/m3;第三階段(2040年起):全面實(shí)現(xiàn)零排放的制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫。日本燃料電池規(guī)模占全球60%，主要應(yīng)用于家用分布式、汽車(chē)領(lǐng)域。家用分布式:家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供計(jì)劃(ENE-FARM)，以SOFC和PEMFC為主。2005-09年安裝3300套，2009年開(kāi)始商業(yè)化推廣;2017年底累計(jì)安裝25萬(wàn)套。日本市場(chǎng):燃料電池汽車(chē)技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯汽車(chē)領(lǐng)域:2017年底累計(jì)銷(xiāo)量約2500輛，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)4萬(wàn)輛，2025年將達(dá)20萬(wàn)輛。豐田燃料電池汽車(chē)Mirai性能優(yōu)異，能量密度350Wh/Kg、功率密度3.1Kw/L，售價(jià)約26萬(wàn)元，補(bǔ)貼前約39萬(wàn)元，與純電動(dòng)汽車(chē)差不多，運(yùn)營(yíng)成本稍高于純電動(dòng)汽車(chē)。2017年Mirai全球銷(xiāo)量2682輛(同比+32%)，對(duì)應(yīng)PEMFC約305MW;美國(guó)1838輛(210MW)，日本766輛(87MW)，歐洲78輛(9MW)。Mirai于2018年開(kāi)始量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2020年總產(chǎn)量達(dá)3萬(wàn)輛。
日本市場(chǎng):前瞻布局燃料電池汽車(chē)加氫站

美國(guó)市場(chǎng):加州大力支持燃料電池汽車(chē)發(fā)展美國(guó)政府對(duì)于燃料電池和氫能基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施30%-50%的稅收抵免;2014年7月，8州簽署“零排放車(chē)輛合作協(xié)議”，目標(biāo)20年域內(nèi)330萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣零排放。2018年5月累計(jì)銷(xiāo)售燃料電池乘用車(chē)4819輛，多個(gè)客車(chē)運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目規(guī)模加大推廣。

歐洲市場(chǎng):穩(wěn)步推進(jìn)燃料電池汽車(chē)整體規(guī)劃歐盟2008年出臺(tái)燃料電池與氫聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(FCH-JU)，2011年啟動(dòng)“H2movesScandinavi”和歐洲城市清潔氫能項(xiàng)目(CHIC)。2017年建成百余個(gè)加氫站，15國(guó)加氫站互通互聯(lián)。預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)燃料電池商業(yè)化應(yīng)用。奔馳燃料電池汽車(chē):2014年推出B級(jí)F-Cell，2017年又推出GLC級(jí)F-CELL，氫燃料儲(chǔ)量4.4kg，最大續(xù)航里程達(dá)到437km。
▌國(guó)內(nèi)燃料電池尚處起步階段市場(chǎng)逐步啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)外差距較大國(guó)內(nèi)出貨量:2017年出貨16MW(+19%)，全球占比2.4%，5年CAGR=24%。下游應(yīng)用分布:交通運(yùn)輸設(shè)備占74%，便攜式電源占16%，固定式發(fā)電系統(tǒng)占10%。

政策集中出臺(tái)，提供催化動(dòng)力純電動(dòng)汽車(chē)復(fù)盤(pán):前期行情主要受政策催化，市場(chǎng)銷(xiāo)量增強(qiáng)上升動(dòng)力。2012-2015.7:補(bǔ)貼政策始出臺(tái)，開(kāi)啟三年繁榮期。2015.9-2016.6:補(bǔ)貼退坡引起搶裝，騙補(bǔ)調(diào)查終結(jié)行情，行情經(jīng)歷“過(guò)山車(chē)”。2017.1-2017.4:新政調(diào)整補(bǔ)貼車(chē)型，影響產(chǎn)銷(xiāo)，市場(chǎng)持續(xù)下行。2017.6-2017.9:“雙積分”政策超預(yù)期，產(chǎn)銷(xiāo)數(shù)據(jù)推動(dòng)，開(kāi)啟反彈行情。2018.2-2018.4:補(bǔ)貼下調(diào)符合預(yù)期，緩沖期產(chǎn)銷(xiāo)大增，隨創(chuàng)業(yè)板“V”型反轉(zhuǎn)。燃料電池汽車(chē):處于政策集中出臺(tái)前期，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有望隨海外銷(xiāo)售逐步放量。
國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē):106款入選新能源車(chē)推薦目錄2017年第1批至2018年第12批，共21家車(chē)企106款燃料電池汽車(chē)入選?？蛙?chē)占75%，專(zhuān)用車(chē)占25%;東風(fēng)(專(zhuān)用車(chē))、宇通(客車(chē))等入選車(chē)型數(shù)量居前。

國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē):商用車(chē)成為率先突破口商用運(yùn)營(yíng)端:線路固定+加氣簡(jiǎn)便+集中采購(gòu)→國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)從商用車(chē)切入?！?a href="http://m.alisonandcharlie.com/jienengjianpai/" target="_blank" class="relatedlink">節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》對(duì)國(guó)內(nèi)燃料電池汽車(chē)發(fā)展做出詳細(xì)規(guī)劃。
國(guó)內(nèi)燃料電池發(fā)展規(guī)劃預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模2030年將達(dá)1萬(wàn)億，2050年將達(dá)4萬(wàn)億。
▌產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，市場(chǎng)空間巨大燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上游材料:氫氣供應(yīng)和電池組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括氫氣生產(chǎn)及運(yùn)輸、電池雙極板、催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、密封件等領(lǐng)域;中游組裝:主要是燃料電池系統(tǒng)的組裝環(huán)節(jié);下游應(yīng)用:包括固定式發(fā)電裝置、交通運(yùn)輸設(shè)備和便攜式燃料電池三大應(yīng)用領(lǐng)域廠商。
上游:我國(guó)燃料電池核心原材料仍處于實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡初期，技術(shù)水平相對(duì)落后，缺少自產(chǎn)能力，嚴(yán)重依靠進(jìn)口國(guó)外Ballard、Hydrogenics等公司電堆再進(jìn)行組裝;中游:國(guó)內(nèi)企業(yè)多布局于中游系統(tǒng)集成領(lǐng)域，部分企業(yè)也向上游材料有所延伸;下游:國(guó)內(nèi)主要是主流車(chē)企進(jìn)行儲(chǔ)備和布局。
規(guī)模效應(yīng)提升，技術(shù)瓶頸突破，成本持續(xù)下降燃料電池系統(tǒng)約占汽車(chē)成本50%，電堆成本約占系統(tǒng)成本60%。
按PEMFC產(chǎn)能50萬(wàn)臺(tái)/年測(cè)算，2017年成本45美元/kW(-15%)，較2006年下降64%，距離DOE的2020年40美元/kW、最終30美元/kW的目標(biāo)僅有5美元和15美元的距離。降本關(guān)鍵:降低鉑等貴金屬催化劑用量、提升質(zhì)子交換膜性?xún)r(jià)比。
降本關(guān)鍵:降低鉑等貴金屬催化劑用量、提升質(zhì)子交換膜性?xún)r(jià)比。鉑用量有望持續(xù)下降。2017年燃料電池汽車(chē)用鉑量降至0.2g/kW，10年下降75%-80%，接近傳統(tǒng)燃油車(chē)。DOE規(guī)劃2020年左右，鉑用量降至0.1g/kW，遠(yuǎn)期目標(biāo)降至0.05g/kW，低于傳統(tǒng)燃油車(chē)，直接帶動(dòng)成本下降20%左右。燃料電池鉑催化劑可實(shí)現(xiàn)99%的回收利用，進(jìn)一步控制鉑成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展。質(zhì)子交換膜成本居高不下，降本道路仍待探索。將全氟磺酸膜與聚四氟乙烯復(fù)合，改善強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低用量;?開(kāi)發(fā)廉價(jià)的低氟或無(wú)氟膜，但仍需解決易氧化、易降解等問(wèn)題。
氫能配套設(shè)施日趨完善，加氫成本有望大幅下降產(chǎn)氫方法:該環(huán)節(jié)較為成熟。目前以蒸汽重整為主，低價(jià)高效;電解制氫將成為氫氣生產(chǎn)的主流技術(shù)。儲(chǔ)氫:提升儲(chǔ)存密度是儲(chǔ)氫關(guān)鍵。高壓儲(chǔ)氫:主流35/70MPa，日本89MPa，國(guó)內(nèi)35MPa。液化儲(chǔ)氫:用于大規(guī)模儲(chǔ)氫。氫氣運(yùn)輸:與儲(chǔ)存方法有關(guān)。
氫能配套設(shè)施日趨完善，加氫成本有望大幅下降2017年全球加氫站共328座，新增約64座;國(guó)內(nèi)外氫氣站建設(shè)水平與速度相差較大。單個(gè)燃料電池加氫站的投資額在1000萬(wàn)-1500萬(wàn)元，屬于合理范圍，且隨著規(guī)模起量未來(lái)5年建設(shè)成本有望下降一半。在加氫環(huán)節(jié)，目前加氫價(jià)格約9美元/kg，是管道氫氣價(jià)格的4倍左右。壓縮、儲(chǔ)存和冷卻環(huán)節(jié)成本正快速下降，未來(lái)加氫價(jià)格目標(biāo)有望下降到4美元/kg以下。


燃料電池市場(chǎng)空間巨大當(dāng)80kW質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)年產(chǎn)量達(dá)50萬(wàn)輛，電池系統(tǒng)成本45美元/kW，對(duì)應(yīng)的燃料電池系統(tǒng)市場(chǎng)空間約為18億美元。電堆、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、加濕及水分回收、氫氣系統(tǒng)和其他系統(tǒng)市場(chǎng)空間分別為10.8億美元、2.9億美元、1.3億美元、0.7億美元、0.7億美元、0.9億美元和0.7億美元;電堆的核心材料催化劑、雙機(jī)版、膜、氣體擴(kuò)散層、MEA墊片和其他市場(chǎng)空間分別為4.1億美元、2.9億美元、1.4億美元、0.9億美元、0.5億美元和0.9億美元。隨著國(guó)內(nèi)燃料電池行業(yè)政策支持及試點(diǎn)項(xiàng)目持續(xù)落地，技術(shù)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化推廣有望提速。報(bào)告來(lái)源 (中信證券：弓永峰 ）