氫能重點產業(yè)鏈介紹

氫能重點產業(yè)鏈介紹第一章：氫能產業(yè)鏈上游氫能：來源廣泛的二次能源圖1：氫能優(yōu)勢與應用場景無碳排、無污染交通運輸領域：氫燃料電池汽車01020304氫氣燃燒過程無碳排放、無污染物產生交通運輸業(yè)排放占全球碳排放量的1/3。燃料電池車具有零排放、續(xù)航里程長等特點，是交運行業(yè)減碳的最佳選擇熱值高建筑領域：分布式熱-電聯(lián)供系統(tǒng)氫氣供燃料電池發(fā)電，燃料電池發(fā)電產生熱量用于供暖與熱水供應氫氣是常見燃料中熱值最高的（143kJ/g），是石油的約3倍，煤炭的4.5倍安全性好儲能領域：氫儲能參與電網(wǎng)輔助氫儲能系統(tǒng)耦合風光等可再生能源參與電網(wǎng)削峰填谷、調峰調頻等作用氫氣在發(fā)生泄露后極易擴散，爆炸下限濃度高于汽油和天然氣應用場景豐富工業(yè)領域：氫能煉鋼利用氫氣的高還原性，代替焦炭作為高爐還原劑，以避免鋼鐵生產中的碳排放4氫能產業(yè)鏈圖2：氫能產業(yè)鏈概覽上游中游（部分）下游制氫氫儲運氫加注燃料電池動力系統(tǒng)燃料電池應用化石能源制氫煤制氫燃料電池電堆催化劑汽車船舶天然氣制氫石油類燃料制氫工業(yè)副產氫焦爐氣質子交換膜氣體擴散層雙極板交通軌道交通叉車高壓氣氫低溫液氫固態(tài)儲氫密封圈分布式電力系統(tǒng)家庭熱電聯(lián)產備用電源氯堿副產氣丙烷脫氫副產氣乙烷裂解副產氣電解水制氫太陽能發(fā)電風能發(fā)電緊固件固定式應用系統(tǒng)其他主要部件空壓機加氫站氫氣循環(huán)泵增濕器便攜電源無人機軍用航天儲氣瓶艦艇動力系統(tǒng)備用電力系統(tǒng)火箭發(fā)動機水力發(fā)電生物質發(fā)電核電散熱器DC/DC泵與閥件等5我國氫能產業(yè)具備長期發(fā)展?jié)摿Ω鶕?jù)中國氫能聯(lián)盟的預測，在2030年碳達峰愿景下，我國氫氣的年需求量預期達到3,715萬噸，在終端能源消費中占比約為5%；可再生氫產量約為500萬噸，部署電解槽裝機約80GW。在2060年碳中和愿景下，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中占比約為20%。其中，工業(yè)領域用氫占比仍然最大，約7,794萬噸，占氫總需求量60%；交通運輸領域用氫4,051萬噸，建筑領域用氫585萬噸，發(fā)電與電網(wǎng)平衡用氫600萬噸。圖3：我國氫氣年產量以及未來預期（萬噸）圖4：2060年我國氫氣各領域用量展望1400012000100008000發(fā)電與電網(wǎng)平衡13030建筑領域4%9690交通運輸工業(yè)6000400020000527631%60%3715334220202030E2040E2050E2060E6制氫——路徑及成本比較?

當前全球氫氣年產能約7000萬噸，我國氫氣產能約3342萬噸；國外市場以天然氣制氫為主，占比約為75%；我國以煤制氫為主，占60%以上。?

全球可再生能源制氫占比極小，卻是降低燃料電池汽車全生命周期碳排放量的主要途徑，因此正在得到全球范圍的大力推動。我國堿性水電解制氫技術較為成熟，應用比較廣泛，但存在單體制氫能力較小、電流密度小、占地面積大等問題。質子交換膜電解制氫技術國內外均處于研發(fā)和小量應用階段，我國質子交換膜制氫技術在設備成本、催化劑技術、質子交換膜本身等方面與國際先進水平差距較大。因此，短期以成熟的堿性水電解制氫技術為主，中長期為堿性、質子交換膜等多種制氫方式并存。其他制氫方式包括生物質制氫、光解水制氫、核能制氫等，但目前仍處于實驗研發(fā)階段，尚無規(guī)模化應用。表1：不同制氫技術路線對比技術路線優(yōu)勢劣勢規(guī)模

（立方米/小時）碳排放（kgCO

/kgH

)22煤氣化化石原料制氫產量高，成本低，技術成熟工藝流程長，碳排放量大天然氣重整焦爐煤氣氯堿副產氫1000~1000005000~1000002000~100000相比煤制氫初次投資更小，能耗更低工業(yè)副產氫電解水制氫建設地點受制于原料供應能耗高，制氫成本高<52000~1000050~10000烷烴脫氫合成氨醇常規(guī)電設備簡單，運行穩(wěn)定10~2000可再生能源豐富，可顯著降低成本不穩(wěn)定性帶來的頻繁啟停、負荷變動問題可再生電7制氫——化石能源制氫是我國目前主要氫源?

2019年，我國氫氣主要來源于化石能源制氫（煤制氫、天然氣制氫）；其中，煤制氫與產量達到2,124噸，占我國氫能產量的63.54%，天然氣制氫產量為460萬噸，占我國氫能產量的14%，而電解水制氫產量僅約為50萬噸。?

煤制氫技術路線穩(wěn)定高效，制備工藝成熟，也是成本最低的制氫方式，經(jīng)測算，在原料煤價格在800元/噸時，制氫成本約為12.64元/kg。?

天然氣制氫技術中，蒸汽重整制氫較為成熟，是國外主流的制氫方式，經(jīng)測算，在天然氣價格為2.5元/Nm3時，天然氣制氫的成本約為12.79/kg，其中天然氣原料成本占據(jù)總成本的70%以上。圖5：2019年我國氫氣來源表2：化石能源制氫成本構成比較化石能源制氫煤制氫6.72天然氣制氫9.39電解水制氫化石原料費用（元/kg）氧氣原料費用（元/kg）輔助材料費用（元/kg）燃料動力消耗（元/kg）直接工資（元/kg）工業(yè)副產氫2.350.000.480.160.772.06天然氣制氫0.130.13煤制氫制造費用（元/kg）1.510.73財務及管理費（元/kg）氫氣制備成本（元/kg）0.670.3212.6412.79制氫——工業(yè)副產氫亟待有效利用?

我國工業(yè)副產氫資源豐富，可作為我國氫能發(fā)展初期的過渡性氫源。化石能源制氫過程碳排放巨大，而在工業(yè)副產物中提取氫氣既可減少碳排，又可以提高資源利用率與經(jīng)濟效益。目前我國排空的工業(yè)副產氫產量約為450萬噸，可供97萬輛氫燃料公交車全年運營。其中，PDH以及乙烷裂解副產氫約為30萬噸，主要分布在華東及沿海地區(qū)；氯堿副產氫約為33萬噸，主要分布在新疆、山東、內蒙古、上海、河北等省市；焦爐煤氣副產氫約為271萬噸，主要分布在華北、華中地區(qū)；合成氨醇等副產氫約為118萬噸，主要分布在山東、陜西、河南等省份。圖6：我國工業(yè)副產氫地域分布表3：我國工業(yè)副產氫概況副產氫產量（萬噸）氫氣出廠價格可供公交車數(shù)量（萬輛）(元/kg）焦爐煤氣氯堿化工烷烴脫氫合成氨醇271339.3-14.913.4-20.214-20.258.97.1306.511814.6-22.425.6制氫——電解水制氫代表未來主流技術?

電解水制氫主要有堿性電解（AWE）、質子交換膜（PEM）電解、固體氧化物（SOEC）電解這三種技術路線。堿性電解水制氫技術路線成熟，設備造價低，更具經(jīng)濟性。PEM電解水由于具有良好的對可再生能源發(fā)電波動的適應性以及更高的能量轉化效率，目前已成為主流的電解水技術。根據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，2015-2019年間，全球新增電解槽裝機中，PEM電解槽裝機容量占比超過80%。表4：電解水技術路線對比堿液電解水（AWE)30%KOH石棉膜<0.8質子交換膜電解(PEMEC)固體氧化物電解（SOEC）電解質隔膜質子交換膜1-4固體氧化物1-10電流密度/(A.cm-2)電耗（kW.h.N-1.m-3）工作溫度/℃產氫純度4.5-5.53.7-4.52.6-3.670-9070-80700-1000>99.99%85-100%啟停不便，產物僅水蒸氣穩(wěn)定電源>99.8%>99.99%75-90%能量效率60-75%操作特征快速啟停，產氣需要脫堿穩(wěn)定電源快速啟停，產物僅水蒸氣穩(wěn)定或波動電源強電能質量要求動態(tài)響應能力電解槽壽命較強較弱12000h10000h—可維護性技術成熟度特點強堿腐蝕強，運維成本高充分產業(yè)化無腐蝕性介質，運維成本低初步產業(yè)化—研發(fā)期技術成熟，成本低良好的可再生能源適應性轉化效率較高制氫——電解水制氫成本分析?

電解水制氫成本一般包括設備成本、能源成本（電力）、原料費用（水）以及其他運營費用。與化石能源制氫和工業(yè)副產氫相比，堿性和PEM制氫技術在生產運行成本與設備投資成本上均較為昂貴。隨著未來可再生能源發(fā)電平價上網(wǎng)，尤其是對局部區(qū)域棄風棄光的充分利用，可再生能源電價有望持續(xù)降低。?

以目前的電解水平，當可再生能源電價降至0.2元/kWh時，電解水制氫成本將接近于化石原來制氫成本。同時，隨著制氫項目的規(guī)模化發(fā)展、關鍵核心技術的國產化突破、電解槽能耗和投資成本的下降以及碳稅等政策的引導下，電解制氫技術在降低成本方面極具發(fā)展?jié)摿?。?：電解水制氫成本構成圖7：電解水成本（元/kg）隨電價（元/kWh）變動走勢圖堿性電解PEM電解堿性電解水4.8PEM電解水16.86050403020100電解槽折舊費用（元/kg）土建與設備安裝費用（元/kg）人工與運維費用（元/kg）電費（元/kg）0.40.62.32.333.630.2單位成本（元/kg）41.149.90.10.20.30.40.50.6表6：制氫業(yè)務相關上市公司梳理上市公司代碼涉及業(yè)務公司總投資14億元建設全球最大規(guī)模的太陽能電解水制氫儲能及綜合應用示范項目，主要包括新建20,000Nm3/h堿性電解槽電解水制氫裝置（合計年產氫氣1.6億Nm3/年）及配套公輔設施，制取綠氫用于化工生產。寶豐能源600989.SH美錦能源東華能源中國石化000723.SZ002221.SZ600028.SH公司采用焦爐煤氣制氫，可實現(xiàn)低成本高效大規(guī)模制氫。公司目前擁有PDH產能198萬噸/年，副產5.6萬噸/年氫氣。預計到2030年，公司將形成年產超900萬噸PDH、800萬噸PP、氫氣產能45萬噸公司氫氣年產能力超390萬噸，占全國氫氣產量的11%左右公司現(xiàn)運營焦化規(guī)模1210萬噸/年，預計2025年達到3000萬噸/年，2030年達到6000萬噸/年；旭陽集團現(xiàn)有氫資源26.6億方/年，預計2025年氫資源超過65億方/年，2030年氫資源超過130億方/年。中國旭陽集團1907.HK公司二期項目可生產合成氣（氫氣、一氧化碳），裝置合成氣生產能力總計為110000立方/小時，在氫氣制取方面，每年可生產氫氣達20萬噸華昌化工鴻達興業(yè)金能科技002274.SZ002002.SZ603113.SH公司目前擁有100萬噸氯堿產能，副產氫氣可達2.5萬噸/年。公司建設90萬噸/年丙烷脫氫與8×6萬噸/年綠色炭黑循環(huán)利用項目、6.5億立方/年清潔氫能源項目，公司每年可副產氫氣4.1萬噸。衛(wèi)星化學濱化股份002648.SZ601678.SH公司全資子公司浙江衛(wèi)星能源已建成年產90萬噸丙烷脫氫制丙烯裝置，可副產氫氣3萬噸/年。公司與北京億華通共同出資設立了山東濱華氫能源有限公司，主要業(yè)務方向是為氫燃料電池汽車加氫站提供氫氣，目前公司副產氫氣1.7萬噸/年。12——?

氫儲存的方式有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。目前高壓氣態(tài)儲運氫技術相對成熟，是我國現(xiàn)階段主要的儲運方式。?

氣氫通常以20MPa鋼制氫瓶儲存，并通過長管拖車運輸，適用于短距離、小規(guī)模輸運。管道輸氫是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離運輸?shù)闹匾绞?，但建設成本較大，目前我國僅有100km管道建設。據(jù)《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》預測，2030年我國氫氣管道有望達到3000km。?

液態(tài)儲氫是指在標準大氣壓下，將氫氣冷卻至零下252.72攝氏度液化儲存在特制的高度真空的絕熱容器中，常溫常壓下液氫的密度為氣氫的845倍，適用于距離較遠、運輸量較大的場合，但裝置投資較大，能耗較高。?

固態(tài)儲運是以金屬氫化物、化學氫化物或納米材料等作為儲氫載體，通過化學吸附和物理吸附的方式實現(xiàn)氫的存儲。固態(tài)儲氫具有儲氫密度高、安全性好、氫氣純度高等優(yōu)勢。但技術復雜，成本高，尚無規(guī)?；褂?。表7：不同氫儲運方式比較儲運方式運輸工具壓力（Mpa）載氫量（kg/車）

體積儲氫密度（kg/m3）

質量儲氫密度（wt%）能耗（kwh/kg）經(jīng)濟距離（km）長管拖車20300-400－14.53.2641.1-1-1.3氣態(tài)儲運管道1-40.640.215液態(tài)儲運固體儲運液氫槽罐車貨車4500141.5300-4005010-13.3儲氫運氫——三種形式的結合應用前景?

對于高壓氣態(tài)運氫運輸，當運輸距離為50km時，運輸成本為3.6元/kg，隨著距離的增加長管拖車運輸成本大幅上升，當運輸距離為500km時，氫氣的運輸成本達到29.4元/kg。因此，長管拖車只適合短距離運輸（小于200km）。?

液氫槽罐車運氫成本對距離不敏感，當加氫站距離氫源點50-500km時，運輸價格在10.4-11.0元/kg范圍內，這是由于液氫成本主要來源于液化過程中的耗電費用，僅與載氫量有關，而與距離無關。因此，液氫罐車在長距離運輸下更具成本優(yōu)勢。?

管道運氫成本主要來源于與輸送距離正相關的管材折舊及維護費用，當輸送距離為100km時，運氫成本僅為0.5元/kg。但管道運氫成本很大程度上受到需求端的影響，在當前加氫站尚未普及、站點較為分散的情況下，管道運氫的成本優(yōu)勢并不明顯。但隨著氫能產業(yè)逐步發(fā)展，氫氣管網(wǎng)終將成為低成本運氫方式的最佳選擇。圖8：不同輸氫方式在不同運輸距離下的成本對比（元/kg）運氫成本測算基本假設長管拖車價格100萬/臺430kg20MPa氣氫液氫管道滿載時氫氣質量（20MPa）折舊年限40.035.030.025.020.015.010.05.0氣氫10年33.6壓縮過程耗電槽罐車價格1kWh/kg350萬/臺4300kg29.411.0滿載時氫氣質量折舊年限液氫19.210年16.0液化過程耗電建設成本15kWh/kg617萬/km10.04萬噸/年20年10.911.110.43.610.510.610.7輸氫能力6.90.51009.00.9氣氫管道1.72.12.4折舊年限1.30.3500.0壓縮過程耗電0.2kWh/kg200300400500600運輸距離（km）數(shù)據(jù)來源：《氫能供應鏈成本分析及建議》，國信證券經(jīng)濟研究所測算；注：長管拖車或液氫槽罐車百公里耗油25L，柴油價格7元/L，電價0.6元/kWh，過路費用0.6元/km，保養(yǎng)費用為0.3元/km，每車配備兩名司機，裝卸氫過程各需一名操作人員，人工費用為10萬元/年；管道輸氫建設成本基于濟源-洛陽氫氣管道項目測算。14儲氫運氫——液氫關鍵技術與設備國產化是核心?

長期以來，受制于換熱器、絕熱器等設備，以及民用標準的缺乏，國內液氫主要用于航天和軍工領域，民用液氫推進緩慢，氫液化設備也主要由美國空氣產品、普萊克斯、德國林德等廠商提供。而目前日本、美國已將液氫罐車作為加氫站運氫的重要方式之一。?

隨著近兩年國內氫能興起，民用液氫領域現(xiàn)已匯聚了中科富海、航天101所、國富氫能、鴻達興業(yè)等一批機構和企業(yè)，在相關技術上屢獲重大突破；同時國家已發(fā)布液氫生產、貯存和運輸?shù)膰覙藴?，這使液氫民用有標可依，實現(xiàn)了我國液氫產業(yè)民用領域標準零突破，為液氫進入市場化發(fā)展提供重要支撐。在國家政策支持下，燃料電池汽車示范推廣提速。表8：近期我國液氫項目進展時間相關規(guī)劃2021年2月上海重塑、佛燃能源、國富氫能、泰極動力簽署協(xié)議在佛山合作推進“液氫儲氫加氫站項目2021年4月由財政部支持，中國科學院理化技術研究所承擔的“液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制”項目通過驗收及成果鑒定，相關技術已達到國際領先水平。2021年6月2021年6月2021年7月2021年9月2021年9月呼和浩特首個萬噸級綠色液氫能源項目-空氣產品久泰高效氫能綜合利用示范項目正式簽約北京航天試驗技術研究所成功完成國內首例車載液氫瓶火燒試驗，實現(xiàn)了液氫儲存領域的突破。航天六院101所作為國內液氫領域的中堅力量，于甘肅定西市開展液氫工廠項目的建設。清華聯(lián)手北汽福田的全球首輛35噸級、49噸級分布式驅動液氫燃料電池重型商用車成功問世，順利通過綜合測試。河北建投集團與承德市政府、中國航天科技集團氫能工程研發(fā)中心簽署共同推進國家級能源創(chuàng)新平臺合作框架協(xié)議15儲氫運氫——加氫站?

目前國內已建成運營的加氫站設計最大氫氣加注容量通常為

500kg/天或者1000kg/天。?

2021年3月投入使用的北京大興氫能科技園加氫站項目是目前全球規(guī)模最大的加氫站，最大加注量達4800Kg/天；可為日均600輛燃料電池物流車提供服務。?

除去土地成本外，建設一座35MP、日加氫500kg的固定式加氫站的平均投資在1500萬元左右。未來幾年，隨著設備生產規(guī)模擴大以及關鍵設備如壓縮機、加氫機的國產化，壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)以及加氫系統(tǒng)的成本將明顯下降，國內加氫站建站成本有望下降超過20%。表9：外供高壓氣氫加氫站建設成本（最大加氫量500kg/天）圖9：外供高壓氣氫加氫站成本結構項目成本（萬元）備注其他建成前所需壓縮機,

13%壓縮機儲氫瓶20340HP活塞式壓縮機250kg儲能能力費用,20%278218加氫系統(tǒng)35/70Mpa雙壓力35/70Mpa雙壓力儲氫瓶,

18%冷卻系統(tǒng)113395其他系統(tǒng)成本閥門、管路、材料、連接設備等其他系統(tǒng)成本,調試費、設計施工費、工程管理費用、項目申請所產生費用等其他前期費用總計30626%加氫系統(tǒng),

14%冷卻系統(tǒng),

7%1511數(shù)據(jù)來源：《Joint

AgencyStaff

Report

onAssembly

Bill8:Assessment

ofTimeandCost

Needed

toAttain

100Hydrogen

RefuelingStationsinCalifornia

》，GGII，國信證券經(jīng)濟研究所整理數(shù)據(jù)來源：《Joint

AgencyStaff

Report

onAssembly

Bill8:Assessment

ofTimeandCost

Needed

toAttain

100Hydrogen

RefuelingStationsinCalifornia

》，GGII，國信證券經(jīng)濟研究所整理表10：加氫儲氫業(yè)務相關上市公司梳理上市公司代碼涉及業(yè)務美錦能源000723.SZ旗下已投運8座加氫站，并在計劃在“十四五”期間規(guī)劃建設100座加氫站。公司籌劃在福州市長樂區(qū)建設一座固定式加氫站。加氫站一期規(guī)模為500kg/d；二期擬增加70MPa儲氫和加氫設備，可達到1000kg/d的供氫能力雪人股份雄韜股份002639.SZ002733.SZ002002.SZ600028.SH601857.SH300471.SZ目前公司參與建設及投入運營的加氫站有三座，分別于大同、武漢、陽泉目前公司已備案建設8座加氫站，其中3座已經(jīng)投入運營。加氫站建設鴻達興業(yè)中國石化中國石油厚普股份十四五”期間將規(guī)劃建設1000座加氫站，預計今年新發(fā)展加氫站數(shù)量將達100座。公司已經(jīng)有兩座加氫站建成投運，六座加氫站正在建設中公司在加氫站建設方面已具備批量交付的能力。加氫設備儲氫瓶雪人股份002639.SZ公司具備加氫站核心設備制造能力：可設計與制造加氫站、氫氣壓縮機組、氫氣冷卻機組等設備深冷股份京城股份300540.SZ600860.SH公司已擁有氫液化、氫儲運及加注等前端技術儲備，并已注冊氫液化裝置相關專利。公司下屬的天海工業(yè)公司推出具有完全自主知識產權的新一代車載儲氫IV型瓶，目前已建成一條柔性化IV型瓶生產線。公司自主研發(fā)的III型35MPa車載儲氫系統(tǒng)正與相關方深度合作，產品近期將搭載成渝氫走廊項目進行示范運行；公司自主研發(fā)的IV型70MPa小容積車載儲氫瓶正在搭載整車臺架進行相關性能驗證。亞普股份603013.SH中集安瑞科中材科技3899.HK公司通過旗下附屬公司中集氫能科技與Hexagon

PurusHK達成合營協(xié)議，成立高壓儲氫瓶合營公司和供氫系統(tǒng)合營公司公司現(xiàn)具備1-2萬只35Mpa高壓儲氫瓶產能。002080.SZ第二章：氫產業(yè)鏈中游（燃料電池動力系統(tǒng)）?

在政策的支持下，2016-2020年我國氫燃料電池汽車產量逐年提升；2020年受疫情影響，行業(yè)產量下滑至1199輛。截止2020年底，我國氫燃料電池汽車保有量為7352輛，進入商業(yè)化初期。?

2020年，燃料電池商用車價格約為200萬/輛，隨著燃料電池系統(tǒng)生產規(guī)?；c燃料電池電堆核心零部件國產化，在2025年燃料電池汽車保有量達到5-10萬輛的預期下，我們預計燃料電池汽車銷售價格將以每年10%的幅度下降。圖10：我國氫燃料電池汽車保有量（輛）圖11：我國氫燃料電池汽車年產量（輛）800035003000250020007352301870006000500040003000200010000617516192018343820181500100050001247201711992020191120176296392016201920202016201919氫燃料電池汽車結構?

氫燃料電池汽車的核心為燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)，其結構主要包括燃料電池發(fā)動機、車載儲氫系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。其中，燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)主要由燃料電池電堆、氫氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、發(fā)動機控制器等構成。?

供氫系統(tǒng)將氫從氫氣罐輸送到燃料電池電堆；由空氣過濾器、空氣壓縮機和加濕器組成的供氣系統(tǒng)為燃料電池堆提供氧氣；水熱管理系統(tǒng)采用獨立的水和冷卻劑回路來消除廢熱和反應產物（水）。燃料電池系統(tǒng)產生的電力通過動力控制單元驅動電動機，從而驅動車輛行駛，輔助電池則在需要時提供額外的電力。圖12：氫燃料電池汽車結構示意圖圖13：氫燃料電池汽車組成成本占比：氫循環(huán)系統(tǒng)

4%燃料電池電堆

62%熱管理系統(tǒng)

6%增濕器

7%?

燃料電池是一種將燃料所具有的化學能直接轉換成電能的裝置，基本原理是氫氣進入燃料電池的陽極，在催化劑的作用下分解成氫質子和電子，形成的氫質子穿過質子交換膜達到燃料電池陰極，在催化劑作用下與氧氣結合生成水，電子則通過外部電路到達燃料電池陰極形成電流。?

由于該過程不受卡諾循環(huán)效應的限制，因此理論效率可達90%以上，具有很高的理論經(jīng)濟性。不同于鉛酸、鋰電等儲能電池，燃料電池類似于“發(fā)電機”，其在將化學能轉化為電能的過程中產生的大部分是水，且整個過程不存在機械傳動部件，因此沒有有害氣體排放與噪聲污染。?

2019年年產量規(guī)模達到百臺以上的企業(yè)有四家，即上海神力、大連新源動力、江蘇清能、廣東國鴻。國際燃料電池堆企業(yè)已經(jīng)進入中國市場，擁有較大的市場份額。加拿大巴拉德（Ballard）公司、水吉能（Hydrogenics）公司，日本豐田公司，瑞典PowerCell公司等，以產品銷售、技術許可、合資建廠等方式在燃料電池堆輸出總量上達到1400多臺，占2019年國內電池堆總量的46.7%，其中僅巴拉德一家就出貨1370臺，占據(jù)進口電池堆的97%。圖14：燃料電池工作原理圖表11：不同類型汽車對比氫燃料電池車電動車鋰電池電化學反應電燃油車內燃機燃燒動力來源反應方式反應放能反應效率燃料電池發(fā)動機電化學反應電熱60%-20-30%高能量密度與安全性難兼容安全性較燃油車與電動車高爆燃與爆炸危險-18℃以下需潤滑油、低溫性能-30℃可以啟動-20℃可啟動輔助點火裝置加注時間續(xù)航里程3min1-8h3min>500km300km500km燃料電池電堆：關鍵材料與核心零部件國產化為降本關鍵?

燃料電池電堆可謂氫能源車的心臟，燃料電池電堆主要由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、雙極板，以及其他結構件如密封件、端板和集流板等組成。燃料電池電堆成本占據(jù)燃料電池系統(tǒng)成本60%以上，因此降低電堆成本是燃料電池汽車商業(yè)化的關鍵。膜電極與其兩側的雙極板則組成燃料電池的基本單元?

相比國外燃料電池電堆，國內電堆在核心材料缺乏與關鍵技術方面仍存在短板，也是燃料電池電堆成本居高不下的主要原因。如膜電極層三大關鍵材料鉑催化劑、質子交換膜、碳紙主要依賴進口，國產材料尚無法滿足高性能燃料電池電堆使用需求。圖15：燃料電池電堆組成質子交換膜（成本占比16%）氣體擴散層（成本占比12%）作用：傳遞在陽極形成的氫離子至陰極，同時隔離氫氣與氧氣商用產品：全氟磺酸質子交換膜關鍵材料：全氟磺酸樹脂作用：為氣體提供輸送通道、支撐催化層、穩(wěn)定電極結構、傳電和傳熱等功能商用產品：碳紙關鍵材料：碳纖維集流板作用：收集電流支撐板作用：控制組裝接觸壓力雙極板

成本占比23%作用：支撐機械結構、均勻分配氣體、排水、導熱、導電商用產品：石墨板、金屬板關鍵材料：石墨粉/碳粉、不銹鋼/鈦合金催化劑

成本占比36%作用：分解氫氣和氧氣并促進其結合生成水，同時產生電流商用產品：Pt/C催化劑關鍵材料：鉑金—?

膜電極（MEA）由質子交換膜、催化層和氣體擴散層組成，是燃料電池發(fā)電的關鍵核心部件，同時也是多相物質傳輸和電化學反應的場所，決定了燃料電池的性能、壽命和成本。主要性能指標包括單位表面積的輸出功率（功率密度）、貴金屬用量（單位功率輸出的鉑用量）、壽命和成本。膜電極生產目前采用的是第二代生產技術——催化劑涂膜（CCM）技術，具有卷對卷（Roll-to-Roll）連續(xù)化高速生產能力。國際上，日、美、歐、加拿大等國家和地區(qū)憑借多年技術積累，在膜電極的基礎研究和制備技術上一直處于領先地位。目前，國際上最先進的膜電極商業(yè)化產品的功率密度在1.4~1.5W/cm2范圍內，國內量產膜電極的功率密度為1.0~1.2W/cm2。?

國外膜電極供應商及豐田、本田等乘用車企業(yè)都已具備膜電極批量自動化生產線，單線年產能在數(shù)千平方米到萬平方米級。由于國產膜電極的設計與制造缺陷較多，產出的膜電極的功率密度、耐久性和貴金屬鉑使用載量等技術參數(shù)都有待于進一步提升，所采用的關鍵組件材料大都還依賴進口。圖16：燃料電池膜電極表12：國內質子交換膜主要企業(yè)分布企業(yè)發(fā)展概況公司已建成目前國內產能最大的自主化膜電極生產線，年產能達30萬平方米，當前CCM良品率達到了99.9%，膜電極也達到99%。鴻基創(chuàng)能武漢理工氫電捷氫科技公司已經(jīng)實現(xiàn)卷對卷生產，每分鐘能生產2-5米，累計銷量突破170萬片公司實現(xiàn)膜電極產線全自動化，線速度達到5m/min，年產能將達到500萬片。公司建設國內首條“卷對卷”直接涂布法膜電極生產線，設計產能達100萬片擎動科技膜電極關鍵材料—質子交換膜?

全球從事質子膜研究的主要有美國科慕、陶氏、3M公司、戈爾公司，比利時索爾維（Solvay）公司，日本旭硝子玻璃（Asahi

Glass）、旭化成（AsahiKASEI），以及我國的東岳氫能、泛亞微透等十余家公司。其中，美國戈爾公司在增強膜方面具有知識產權優(yōu)勢，目前應用最為廣泛的是戈爾公司的Nafion系列膜（GORE-SELECT?PEM），目前全球市場占有率超過90%，每年出貨量達幾十萬平米，豐田MIRAI、現(xiàn)代NEXO和本田CLARITY等都采用戈爾產品。?

東岳氫能具有完整的全氟磺酸樹脂產業(yè)鏈，是繼戈爾、科慕兩家外國企業(yè)之后國內市場占比最大的企業(yè)，具有從原料、中間體、單體、聚合物膜全產業(yè)鏈，同時建成全國唯一全氟酸質子膜樹脂合成生產線，目前實現(xiàn)量產并批量供貨，但在產品可靠性、壽命、規(guī)?；a及應用經(jīng)驗方面還需提高。表13：不同種類質子交換膜對比表14：國內外質子交換膜（全氟磺酸膜）指標對比及主要企業(yè)性能指標國內國外類型材料工作溫度（℃）優(yōu)點缺點產能（m2/年）~500001000000?化學穩(wěn)定性強?需增濕、水管理系統(tǒng)???較高的力學強度

?

對雜質氣體耐受差壽命較長

氫氣純度要求高高離子傳導特性

?

價格昂貴低溫質子交換膜

全氟磺酸樹脂~80?溶脹率2%~5%>302%>30強度(MPa)??無需增濕對雜質氣體耐受力高???機械強度低有腐蝕性使用壽命短磷酸摻雜聚苯綜合耐久性（h)成膜聚合物當量質量（EW）>6000>6000700~1100高溫質子交換膜100-200并咪唑?可降低鉑擔載量700~1100—?

在燃料電池中，催化劑起到分解氫氣和氧氣進行電化學反應產生電流的作用。目前商用催化劑為鉑碳催化劑，而稀有金屬鉑的高成本是燃料電池商業(yè)化的主要阻礙之一。國外催化劑用量已實現(xiàn)<0.2g/kW，而我國催化劑用量普遍處于0.3-0.4g/kW的水平。因此低鉑和非鉑催化劑的開發(fā)成為降低燃料電池成本的關鍵。?

催化劑需要平衡成本與耐久性兩方面的需求，新型高穩(wěn)定、高活性鉑或非鉑催化劑是研究熱點。鉑合金催化劑取得很大進展，如鉑鈷、鉑鎳等正在得到實際應用；非鉑催化劑性能與穩(wěn)定性還有待提升。近年來，鉑鈷等合金催化劑也實現(xiàn)了商業(yè)化并逐漸取代鉑碳廣泛用于燃料電池產品中，如豐田Mirai。日本田中貴金屬（Tanaka

Kikinzoku

Kogyo）、英國莊信萬豐（Johnson

Matthey）和比利時優(yōu)美科（Umicore）是全球最大的幾家燃料電池催化劑供應商，催化劑制備技術處于絕對領先地位，已經(jīng)能夠實現(xiàn)批量化生產（大于10kg/批次），而且性能穩(wěn)定，可靠性高。國內催化劑廠商包括貴研鉑業(yè)、中自科技、武漢喜馬拉雅以及上海濟平新能源等也從事相關產品研發(fā)。表15：燃料電池催化劑技術對比表16：國內燃料電池催化劑企業(yè)介紹種類特點公司名稱種類活性高；但鉑用量大，價格昂貴，易腐蝕鉑催化劑Pt/C公司具備燃料電池催化劑相關技術,目前處于實驗室階段。Pt基合金催化劑Pt基核殼結構催化劑Pt單原子催化劑過渡金屬氮化物過渡金屬碳化物M-N-C貴研鉑業(yè)低鉑用量，鉑利用率高；穩(wěn)定性低，一致性差低鉑催化劑公司基于對貴金屬催化材料的技術積累，成功開發(fā)出氫燃料電池電催化劑，但尚處于小試階段，尚未進行批量生產。價格低，穩(wěn)定性強，抗中毒能力強；活性較低，一致性差中自科技非鉑催化劑膜電極關鍵材料—氣體擴散層?

氣體擴散層（GDL）層位于氣體流場層和催化層之間，由碳紙和防水劑聚四氟乙烯材料構成，以滿足高導電性、高強度、高孔隙度、耐腐蝕、結構致密且表面平整等特點，起到支撐膜電極、收集電流、傳導氣體、管控反應水（氣）及熱等重要作用。?

國外有日本東麗（Toray）及三菱（Mitsubishi）、德國西格里（SGL）和科德寶（Feudenberg）、美國AvCarb，韓國JNTG等制造廠商，都已實現(xiàn)氣體擴散層的規(guī)?；a，且都有多款適應不同應用場景的產品銷售。?

目前我國氣體擴散層技術還在進行探索，碳紙類材料的實驗室技術可對標國際部分先進產品水平，但在實現(xiàn)產品規(guī)?；a方面還有一定差距。國內知名的氣體擴散層企業(yè)主要有臺灣碳能、通用氫能、江蘇氫電、江蘇清能、上海河森電氣等。?

氣體擴散層的成本主要由加工費主導，若規(guī)?；a將會帶來大幅的成本削減。根據(jù)Strategic

Analysis數(shù)據(jù)，當生產規(guī)模從1000套提升到50萬套時，成本會從$2,661/套降到$102/套，因此批量化生產是實現(xiàn)氣體擴散層降本的關鍵。圖17：氣體擴散層（左）與碳紙（右）表17：國內碳紙與國際同類產品比較性能指標國內78.7227882.22.1730.2國外78空隙率（%）透氣率[m3/(m2˙h˙kPa)]石墨化度（%）電阻率（×103Ω˙m)拉伸強度（N˙cm）188366.55.8850?

雙極板是燃料電池電堆的核心結構件，起到支撐機械結構、均勻分配氣體、排水、導熱、

導電的作用，其性能優(yōu)劣將直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。雙極板可分為石墨雙極板、金屬雙極板和復合雙極板。?

石墨雙極板具有質量輕、穩(wěn)定性強和耐腐蝕性高等特點，但機械性能較差；金屬雙極板具有機械性能強、厚度薄、阻氣性好等特點，但易被腐蝕，壽命較短。復合雙極板則兼具石墨板和金屬板的優(yōu)點，但制備工藝繁雜，成本較高。表18：不同種類雙極板對比雙極板類型一般制法優(yōu)點缺點????厚度較大機械性能差，組裝難度大石墨化時間長???質量輕耐腐蝕性好導電性好石墨板利用碳粉或石墨粉混合石墨化樹脂制備機械加工難，成本高????超薄???易腐蝕，壽命低裝配精度要求高密度大，較重導電導熱性能好機械性能高阻氣性好金屬板復合板不銹鋼、鈦合金、鋁合金等直接加工而成???制備工藝繁雜成本高熱塑熱塑或熱固性樹脂料混合石墨粉、增強纖維等形成預制料，并固化、石墨化后成型??機械性能好耐腐蝕性高雙極板?

石墨雙極板電池堆技術代表性國外企業(yè)有加拿大巴拉德和氫能公司。石墨雙極板技術最為成熟，基本已實現(xiàn)國產化，但耐久性和工程化有待驗證。國內石墨雙極板技術近年來發(fā)展十分迅速，技術水平與國外相當，但厚度通常在2mm以上。復合膜壓碳板在國外已突破0.8mm薄板技術，具備與金屬板同樣的體積功率密度。目前，國內在薄碳板開發(fā)方面，除國鴻有來自加拿大巴拉德公司的授權技術外，其他復合膜壓碳板尚處于研制開發(fā)階段。?

金屬板（鈦或者不銹鋼等）較石墨板更利于實現(xiàn)小型化，從而有利于提高燃料電池電堆的功率密度，表面改性的多涂層結構是金屬雙極板的主要發(fā)展方向，國內部分企業(yè)已實現(xiàn)金屬板小規(guī)模量產。表19：國內外雙極板企業(yè)圖18：國內外金屬雙極板主要指標對比雙極板類型國外企業(yè)國內企業(yè)主要指標國外國內美國POCO、SHF公司；日本FujikuraRubber公司、KyushuRefractories公司；英國Bac2公司；加拿大Ballard公司國鴻氫能、中鋼天源、鑫能石墨、神州碳制品、滬江科技、聯(lián)強碳素、喜麗碳素、弘楓實業(yè)、弘俊實業(yè)、信遠工業(yè)單序沖壓成型工藝，存在應力集中現(xiàn)象石墨板金屬板精細化加工工藝板材成形均勻瑞典Cellimpact公司；德國Dana公司、Grabener公司、美國treadstone公司安泰科技、上汽捷氫、新源動力、上海治臻微流道深寬比武漢理工大學、武漢喜馬拉雅、愛德曼公司、新源動力、中科院大連化物所復合材料板

英國Porvair公司、美國ORNL公司制備碳膜速度（s/片）25（豐田Mirai）150~200?

空氣循環(huán)系統(tǒng)的關鍵部件為空壓機，也為燃料電池陰極供氣系統(tǒng)重要部件，通過對進堆空氣進行增壓，為電堆提供適量適壓的氧氣。空氣壓縮機的性能對燃料電池系統(tǒng)的效率、緊湊性和水平衡特性等有著重要影響。燃料電池系統(tǒng)用空壓機主要有離心式、羅茨式、螺桿式三種類型。隨著燃料電池系統(tǒng)功率的快速上升趨勢，離心式空壓機在效率、噪音、體積、無油、功率密度等方面具有良好的綜合效果，已逐漸成為市場上的主流選擇。?

從國產化率方面來說，空壓機是燃料電池關鍵部件中國產化程度較高的一款。據(jù)勢銀（TrendBank）統(tǒng)計，相對于其它輔助系統(tǒng)產品而言，空壓機已經(jīng)較早的實現(xiàn)了全功率段國產化，目前國產化率接近100%。表20：國內外空壓機企業(yè)以及國內企業(yè)詳細介紹相關企業(yè)國外國內美國蓋瑞特公司、美國UQM公司、丹麥Rotrex公司、日本豐田自動織機公司、德國利勃海爾公司、德國博世公司、英國Aeristech公司等雪人股份公司燃料電池空氣壓縮機產品先后得到國際眾多整車企業(yè)的認可，具備高效、小型化、輕量化、無油、可靠性高、操作范圍寬的特點。金通靈公司年產1萬臺的氫燃料電池空壓機生產線預計明年3月份開始投產，未來有望實現(xiàn)5萬臺/年的空壓機產能。勢加透博公司于2019年9月建成第一條專業(yè)批產中試線，目前已有數(shù)十家簽約客戶，主要分布在商用車/乘用車、重卡/機車/船舶等領域。公司于2019

年實現(xiàn)氫燃料電池空壓機批量化上車，并在2020年實現(xiàn)出貨量翻倍增長。目前公司擁有燃料電池空壓機產能3000-5000臺/年，同時公司正在擴張產能，新建工廠一期產能達到5萬臺/年。金士頓科技穩(wěn)力科技公司已完成幾十款燃料電池無油離心空壓機和工業(yè)領域空壓機產品開發(fā)，其中4款燃料電池空壓機和2款工業(yè)空壓機已達批量制造階段。氫氣供給系統(tǒng)?

氫氣循環(huán)系統(tǒng)的作用是將電堆未反應的氫氣再次循環(huán)到電堆的氫氣入口，從而提升氫氣的利用率及涉氫安全，同時將電堆內部電化學反應生成的水也循環(huán)至燃料電池堆的入口，改善電堆濕潤水平和提高水管理能力。氫氣循環(huán)系統(tǒng)分為主動循環(huán)和被動循環(huán)兩種形式，主動循環(huán)形式的關鍵部件是氫氣循環(huán)泵，被動循環(huán)形式的關鍵部件是氫氣引射器。?

2020年我國氫循環(huán)系統(tǒng)市場逐步實現(xiàn)國產替代，普旭基本退出國內市場（2019年國內循環(huán)泵主要由普旭供應）。2020年國內氫循環(huán)系統(tǒng)有引射器和氫氣循環(huán)泵兩種產品，其中引射器的使用量約占氫循環(huán)系統(tǒng)出貨量的11%。2020年國內氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模預計為0.41億元，同比下降63%，下降原因是出貨量減少和氫循環(huán)泵價格下降（2019年普旭供應價格約為3萬元/臺，目前國產氫循環(huán)泵價格在1-2萬元之間）。表21：氫氣循環(huán)關鍵部件對比表22：氫氣循環(huán)泵國內外企業(yè)介紹類型特點公司相關介紹德國普旭為全球氫氣循環(huán)泵供應龍頭。2020年前，普旭占據(jù)了國內約90%的市場份額。國外德國普旭東德實業(yè)雪人股份艾爾科技瑞驅科技??響應速度快工作區(qū)間范圍廣,

且可以根據(jù)燃料電池工作狀況進行主動調節(jié)。氫氣循環(huán)泵氫氣引射器公司是冰輪集團旗下冰輪海卓氫能技術研究院的孵化公司，是國內唯一一家在試驗臺架真正用氫氣帶載運行10000多小時的廠家。公司在氫燃料電池核心零部件（空壓機、氫氣循環(huán)泵）及液氫、加氫設備方面進行技術積累以及技術布局。國內???結構簡單噪聲低公司擁有氫循環(huán)泵、控制閥等多項專利技術。2020年4月，艾爾科技研制的爪式氫氣循環(huán)泵，實現(xiàn)了批量生產和銷售。無額外功耗公司為上汽集團打造的新一批生產的氫氣循環(huán)泵下線，首次實現(xiàn)氫氣循環(huán)泵的國產化和量產化。?

高壓氣態(tài)儲氫容器主要分為純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內膽纖維纏繞瓶(III型)及塑料內膽纖維纏繞瓶(IV型)4個類型。I型、II型儲氫密度低、安全性能差，難以滿足車載儲氫密度要求。而憑借提高安全性、減輕重量、提高質量儲氫密度等優(yōu)勢，III型、IV型瓶的車載應用已經(jīng)較為廣泛。?

高安全性、輕量化和高儲氫密度是車載儲氫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。氫瓶的壓力等級從35MPa提高到70MPa將使得質量儲氫密度達到4.5%以上，如果采用大容積Ⅳ型瓶，質量儲氫密度將進一步提升到5.5%以上。在重載商用車領域，采用大容積單瓶車載液氫系統(tǒng)，質量儲氫密度將超過6.5%；采用深冷高壓儲氫技術可能會進一步提升系統(tǒng)儲氫密度。因此，從35MPa向70MPa、從Ⅲ型瓶向Ⅳ型瓶、從常溫向低溫和從小容積向大容積，是未來車載儲氫系統(tǒng)的發(fā)展方向。國外IV型瓶技術成熟，已開始大量使用，而我國IV型瓶面臨工藝落后、碳纖維性能差、標準缺失等問題，尚處于研發(fā)階段。近期，我國IV型瓶相關項目投資增多，中集安瑞科、京城股份、亞普股份、科泰克都在布局IV型瓶項目，佛吉亞、Hexagon等國外企業(yè)也對中國IV型儲氫瓶市場加快開拓。表23：不同類型高壓氣態(tài)儲氫瓶對比I型瓶純鋼制金屬17.5-200.9-1.315II型瓶鋼制內膽，纖維環(huán)向纏繞26.3-30III型瓶IV型瓶材料鋁內膽，纖維全纏繞塑料內膽，纖維全纏繞工作壓力（MPa）產品容量比（kg/L）使用壽命（年）儲氫密度30-70>700.6-0.950.35-10.3-0.81515-2015-2014.28-17.23低14.28-17.23中等40.448.8成本高高車載使用情況發(fā)展情況否是是國內外技術成熟國外技術成熟，國內較為成熟國外技術成熟，國內研制極端國外：Hexagon、佛吉亞、Quantum、通用、豐田、Dynetek科泰克、中材科技、天海工業(yè)、富瑞特裝、斯林達車載儲氣瓶生產企業(yè)無法用于車載儲氫系統(tǒng)國內:亞普股份、中集安瑞科、京城股份車載儲氫瓶?

車載儲氫成本主要受規(guī)模、碳纖維關鍵材料、高壓管閥件等影響，目前35MPa車載氫瓶的成本為6000元/kg。未來隨著車輛規(guī)模的擴大，碳纖維關鍵材料和高壓管閥件的國產化，成本有望大幅降低（60%以上）。深冷高壓等新技術經(jīng)過充分的技術驗證后，有可能在提升儲氫密度、降低成本方面發(fā)揮重要作用。?

目前在車載高壓儲氫瓶領域，國內外存在較大差距。我國III型瓶技術較為成熟，其中35MPa已被廣泛應用于氫燃料的電池車，70MPa剛開始推廣，但加工高壓氫氣瓶所使用的關鍵材料碳纖維則大多依賴于進口。目前工業(yè)上標準氫氣的壓縮鋼瓶氣壓一般為35MPa大氣壓，相當于22.9kg/m3的氫氣密度；在70MPa下，氫氣密度可達到39.6kg/m3。圖19：IV型儲氫瓶結構表24：國內主要儲氫瓶生產企業(yè)介紹公司相關業(yè)務中材科技科泰克公司現(xiàn)具備1-2萬只35Mpa高壓儲氫瓶產能公司是國內III型氣瓶主要生產企業(yè)，也是車用氫氣瓶和車載氫系統(tǒng)的主要供應商。斯林達公司為國內70MPa車用儲氫瓶技術代表，是國內第一家獲得Ⅳ型儲氫瓶制造許可的工廠。公司自主研發(fā)的III型35MPa車載儲氫系統(tǒng)正與相關方深度合作，產品將搭載成渝氫走廊項目進行示范運行；公司自主研發(fā)的IV型70MPa小容積車載儲氫瓶正在搭載整車臺架進行相關性能驗證。亞普股份公司下屬的天海工業(yè)公司推出具有完全自主知識產權的新一代車載儲氫IV型瓶，目前已建成一條柔性化IV型瓶生產線京城股份公司通過旗下附屬公司中集氫能科技與Hexagon

Purus

公司達成合營協(xié)議，成立高壓儲氫瓶合營公司和供氫系統(tǒng)合營公司中集安瑞科資料來源：Wind，公司官網(wǎng)?

國內燃料市場目前市場區(qū)域性訂單多，同時批量供貨的競爭者開始增多，市場競爭開始由一向多發(fā)展，市場集中度逐年下降，2020年CR5為64%，較2019年降低14%，預計2-3年內仍會下降。?

2020年，膜電極、雙極板、燃料電池電堆、氫氣循環(huán)泵、空壓機等核心材料和關鍵部件價格均有明顯下降，同比2019年降幅在20%-50%。其中，燃料電池電堆、空壓機價格接近腰斬；膜電極實現(xiàn)20%-30%降價；氫氣循環(huán)泵價格從3萬元降到1-2萬元/臺，國產氫氣循環(huán)泵相比進口產品可便宜70%以上。?

國鴻氫能、氫璞創(chuàng)能、雄韜股份（旗下雄韜氫瑞）紛紛公布電堆大批量價格。得益于核心材料和關鍵部件的國產化進程加速，2020年我國燃料電池系統(tǒng)和電堆的價格已經(jīng)實現(xiàn)30%-50%幅度的下調。未來幾年，隨著國產核心零部件的規(guī)?；约案偁幖觿?，未來幾年電堆售價有望按照每年25%-30%的速度下降。圖20：2019年（左）與2020年（右）我國燃料電池市場份額分布圖21：國內部分燃料電池電堆生產廠商報價國內企業(yè)國鴻氫能電堆報價行業(yè)指導價：2999元/kW戰(zhàn)略合作價：1999元/kW愛德曼,重塑股份,16%其他,22%500臺以上：1699元/kW100臺以上：1999元/kW不足100臺：2499元/kW29%其他,36%億華通,新源動力,氫璞創(chuàng)能雄韜氫瑞15%8%清能股份,億華通,16%16%國鴻重塑,合作伙伴：1999元/kW（200臺起）上海電驅動,12%9%濰柴動力,10%廣東探索,鉆石合作伙伴：1599元/kW（2000臺起）黑金合作伙伴：1199元/kW（1000臺起）11%交通領域應用成本下降空間?

燃料電池系統(tǒng)及儲氫系統(tǒng)關鍵技術和材料的突破，以及規(guī)?；a是燃料電池系統(tǒng)及儲氣系統(tǒng)價格下降的兩大驅動因素，其成本與量化規(guī)模、關鍵部件國產化率等因素密切相關。隨著燃料電池技術性能的提升，耐久性與壽命提高，燃料電池下游應用的全生命周期成本將得到極大程度的改善。?

催化劑、質子交換膜、碳紙的國產化、電堆功率密度的提升、空壓機及氫氣循環(huán)泵的國產化，部件標準化模具開發(fā)、IV型儲氫瓶應用等是成本下降的主要迭代因素。圖22：我國燃料電池系統(tǒng)及儲氫系統(tǒng)價格下降潛力燃料電池系統(tǒng)價格（元/kW)儲氫系統(tǒng)價格（元/kg）120001000080006000400020000100005000350035002000120010005002020202520352050表25：燃料電池業(yè)務相關上市公司梳理上市公司代碼涉及業(yè)務公司形成以自主氫燃料電池發(fā)動機為核心，包括雙極板、電堆、整車控制器、智能DC/DC、氫系統(tǒng)、測試設備、燃料電池實驗室全套解決方案等在內的縱向一體化產品與服務體系億華通688339.SH美錦能源雄韜股份000723.SZ002733.SZ公司參股的廣東國鴻氫能科技有限公司生產燃料電池電堆及燃料電池動力系統(tǒng)總成。公司投資燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)集成的浙江氫途科技，并于全資成立了雄韜氫雄，該公司現(xiàn)已成長為雄韜股份旗下自有的燃料電池全產業(yè)鏈一體化平臺公司在重慶市兩江新區(qū)投資設立燃料電池發(fā)動機及其核心零部件制造項目，項目總投資為45.5億元，通過三期建設，達到年產10萬套燃料電池發(fā)動機及電堆等核心部件的產能，雪人股份002639.SZ600218.SH燃料電池系統(tǒng)公司控股子公司元雋氫能源主要從事氫燃料電池核心零部件及系統(tǒng)模塊的自主研發(fā)，聚焦于氫燃料電池的新材料、膜電極、電堆及其系統(tǒng)的研發(fā)、生產與銷售全柴動力濰柴動力公司與巴拉德合資成立濰柴巴拉德氫能科技有限公司（濰柴51%股份），主要從事下一代質子交換膜燃料電池以及客車、商用車、叉車的下一代燃料電池模組研發(fā)、生產、2020年，濰柴全面啟動燃料電池產業(yè)園建設項目，建成了兩萬套級產能的燃料電池發(fā)動機及電堆生產線，是目前全球最大的氫燃料電池發(fā)動機制造基地。000338.SZ大洋電機氫燃料電池業(yè)務主要產品包括氫燃料電池發(fā)動機核心零部件、氫燃料電池發(fā)動機（自主研發(fā)氫燃料電池控制器）和氫燃料電池動力總成系統(tǒng)等，具備3000套氫燃料電池系統(tǒng)的生產能力。大洋電機騰龍股份002249.SZ603158.SH公司為新源動力第一大股東，新源動力是中國第一家致力于燃料電池產業(yè)化的公司，主要從事氫燃料電池膜電極、電堆模塊、系統(tǒng)及相關測試設備的設計開發(fā)、生產制造和技術服務。燃料電池業(yè)務相關上市公司梳理上市公司代碼涉及業(yè)務公司持有鴻基創(chuàng)能22.5%股份。鴻基創(chuàng)能是國內首家實現(xiàn)氫燃料電池膜電極規(guī)模化生產的企業(yè)，初始年產值達6-10億元，第一期工程膜電極年設計產能為30萬平方米。美錦能源002723.SZ雪人股份貴研鉑業(yè)金通靈002639.SZ600459.SH300091.SZ公司燃料電池空壓機（雙螺桿空壓機）實現(xiàn)量產公司與上汽合作研發(fā)燃料電池催化劑公司正與瑞士合作研發(fā)氫燃料電池用空氣壓縮機的工作公司正在積極發(fā)展氫燃料電池業(yè)務，并在氫燃料電池相關的催化劑、雙極板、氣體擴散層、膜電極等關鍵材料和零部件方面開展工作。安泰科技科力遠000969.SZ600478.SH公司旗下先進儲能材料國家工程研究中心已開始布局氫能燃料電池領域的研究，優(yōu)先以其核心關鍵材料“膜電極”及“催化劑”技術展開預研工作燃料電池核心零部件公司成立氫能事業(yè)部，啟動氫能研發(fā)中心二期建設，加快500萬片石墨雙極板、200萬片金屬雙極板、400萬片膜電極、相關輔助關鍵零部件國內基地小批能力的建設，持續(xù)提升氫能項目等新業(yè)務發(fā)展。威孚高科000581.SZ道氏技術漢鐘精機冰輪環(huán)境300409.SZ002158.SZ000811.SZ公司合資設立廣東道氏云杉氫能源科技有限公司，從事氫燃料電池膜電極等材料的研制和銷售公司已研發(fā)出應用于燃料電池產業(yè)的空氣壓縮機產品公司參與研發(fā)的氫燃料電池氫氣循環(huán)泵填補了國內空白，整體性能達到國際先進水平。公司目前持有山東東岳未來氫能材料股份有限公司5.46%股權。東岳未來氫能150萬平米燃料電池膜一期項目已經(jīng)在2020年年底正式投產東岳硅材300821.SZ36第三章：氫能關鍵裝備市場展望全球主要經(jīng)濟體氫能產業(yè)規(guī)劃匯總——生產端表26：各國氫能生產與應用規(guī)劃20202025203020352050?氫氣產量3342萬噸??電解槽裝機規(guī)模10GW左右??全國氫氣產量3715萬噸電解槽裝機>35GW?

2040年氫氣產量5276萬噸?

2040年電解槽裝機>200GW低碳排放制氫；????氫氣產量9690萬噸電解槽裝機>500GW零碳排放制氫工業(yè)副產氫提純?yōu)橹?，綠氫試點運營中國歐盟????高壓氣氫運輸為主液氫運輸作為主動脈；高壓氣態(tài)儲運作為毛細血管固定式發(fā)電裝置產能2萬臺套/年，燃料電池系統(tǒng)產能550萬臺套/年?電解槽40GW，年產綠氫1000萬噸；過剩可再生能源大規(guī)模制氫；??可再生制氫裝機大規(guī)模部署；??年產氫氣980萬噸；電解槽6GW，年產綠氫100萬噸??全部氫能生產中1/3為超低碳制氫；電解槽1GW，綠氫占比1.4%；占能源需求的1/4大規(guī)模氫氣發(fā)電示范項目??電解槽成本300美元/kW;運行壽命8萬小時，轉換效率65%。美國日本占能源需求的14%；?氫輸配成本2美元/kg?

30萬噸氫氣；?

500-1000萬噸氫氣；?低壓、高壓發(fā)電成本分別為25日元/kWh，17日元/kWh?4000噸氫氣??制氫成本3美元/kg??成本2美元/kg發(fā)電成本17日元/kWh發(fā)電成本12日元/kWh資料來源：《歐盟氫能戰(zhàn)略》，美國《氫能計劃發(fā)展規(guī)劃》、日本《氫能利用進度表》《氫能基本戰(zhàn)略》，《中國氫能產業(yè)發(fā)展報告2020》全球主要經(jīng)濟體氫能產業(yè)規(guī)劃匯總——應用端20202025203020352050???加氫站數(shù)量2000座；終端年銷售價格30元/kg;燃料電池汽車保有量100萬輛：客車滲透率25%???加氫站數(shù)量12000座；終端年銷售價格20元/kg；燃料電池車保有量3000萬輛：客車滲透率40%?燃料電池汽車保有量10萬輛：客車滲透率5%，物流車滲透率<5%重卡滲透率0.2%??投運和在建加氫站130座以上；氫燃料電池汽車投運3712輛客車、物流車、重卡等車型取得全生命周期經(jīng)濟性中國歐盟物流車滲透率>5%物流車滲透率10%乘用車滲透率<1%重卡滲透率15%乘用車滲透率2%重卡滲透率75%乘用車滲透率12%?370萬輛乘用車；50萬輛輕型商用車；4.5萬輛卡車和公共汽車，570萬輛列車（替代柴油列車）7%替代建筑用天然氣，200萬戶供暖?32%替代建筑用天然氣，1000萬+戶供暖?年用5600萬噸；工業(yè)領域全面氫能替代。??從化工擴展到其他領域??氫氣煉鐵大規(guī)模可行性測試??加氫站1000座?????燃料電池裝機382MW燃料電池乘用車累計銷量8413輛燃料電池叉車3萬輛燃料電池大巴42輛在運加氫站42座，在建18座，年底100座車載儲氫系統(tǒng)一定標準下達到8美元/千瓦時；儲氫罐用高強度碳纖維成本13美元/kg電力與工業(yè)用氫成本1美元/kg交通部門用氫成本2美元/kg美國加氫站200座???重卡用質子交換膜燃料電池系統(tǒng)80美元/kW。??燃料電池裝機245MW家用燃料電池發(fā)電/供暖裝置140萬戶?家用燃料電池發(fā)電/供暖裝置530??加氫站320座；燃料電池轎車20萬輛，與混動價格相當；氫燃料電池公交車價格減半至0.525億日元/輛（約合345萬元）萬戶；???替代居民能源系統(tǒng)；全面替代加油站全面替代傳統(tǒng)交通系統(tǒng)????建設加氫站900座??燃料電池汽車1200萬輛燃料電池叉車1萬輛日本韓國????建設加氫站160座燃料電池汽車保有量80萬輛燃料電池公交車1200輛燃料電池叉車500輛燃料電池乘用車3500輛燃料電池公交車100輛燃料電池叉車50輛???燃料電池裝機408MW，全球占比40%投運加氫站34座??2040年氫燃料電池累計620萬輛加氫站1200個；?22年建設運營100座加氫站生產端市場前景——電解槽?

電解槽是制備綠氫的關鍵設備，其技術路線、性能、成本是影響綠氫市場走勢的重要因素，目前質子交換膜（PEM）電解水和堿性電解水技術目前已經(jīng)商業(yè)化推廣的條件，未來具備較強的商業(yè)價值。?

堿性電解槽成本較低，經(jīng)濟性較好，我國堿性電解水制氫代表企業(yè)有中船重工718所、考克利爾競立、天津市大陸制氫設備有限公司等，近期陽光電源、協(xié)鑫集團等光伏企業(yè)也紛紛布局堿性電解水制氫設備項目。?

隨著可再生能源制氫項目的增多，PEM電解水制氫進展迅速，國內聚焦PEM制氫設備的公司及科研機構主要有中國船舶718所、中科院大化所、山東賽克賽斯、高成綠能、淳華氫能、深圳綠航等。?

我們假設2025/2030/2040/2050年國內電解槽累計裝機量將分別達到10/35/200/500GW，時間區(qū)間年均新增電解槽市場規(guī)模分別為38/118/240/400億元。圖23：我國電解槽累計裝機量（GW）圖24：電解槽年新增市場規(guī)模（億元）600PEM市場產值（億元）堿性電解設備市場產值（億元）5004504003503002502001501005050040030020024020016010079160351080303900820252030204020502020-20252025-20302030-20402040-2050資料來源：《中國氫能產業(yè)發(fā)展報告2020》，國信證券經(jīng)濟研究所預測，電解槽折舊年限將隨著技術進步而變化，預測規(guī)模僅供參考。資料來源：《中國氫能產業(yè)發(fā)展報告2020》，國信證券經(jīng)濟研究所預測，電解槽折舊年限將隨著技術進步而變化，預測規(guī)模僅供參考。40?

公司是一家專注于太陽能、風能等可再生能源電源產品研發(fā)、生產、銷售和服務的國家重點高新技術企業(yè)。公司是中國目前較大的光伏逆變器制造商、國內領先的風能變流器企業(yè)，擁有完全自主知識產權。主要產品有光伏逆變器、風能變流器、儲能系統(tǒng)、電動車電機控制器，并致力于提供全球一流的光伏電站解決方案。公司先后承擔多項國家重大科技計劃項目，主持起草了多項國家標準，并取得了多項重要成果和專利。?

陽光電源成立了專門的氫能事業(yè)部，并與中國科學院大連化學物理研究所，以大功率PEM電解制氫裝備的研究開發(fā)為核心，同時在先進PEM電解制氫技術、可再生能源與電解制氫融合、制氫系統(tǒng)優(yōu)化等方面展開合作，目前其已簽訂了光伏制氫示范項目。表28：公司主要財務數(shù)據(jù)2018103.6916.6924.868.102019130.0325.4123.818.932020192.8648.3123.0719.54118.9620.5216.752021H182.1018.2728.047.57營業(yè)總收入（億元）營收YOY（%）毛利率（%）成立氫能事業(yè)部，進軍光伏制氫。公司發(fā)布了單槽功率250kW的電解槽，是國內目前單槽功率最大的PEM電解槽，也是國內首款量產的50標方PEM電解槽歸母凈利潤（億元）凈利潤YOY（%）ROE（%）-20.9511.059.3910.2410.959.2769.687.02ROIC（%）5.83資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟研究所整理41寶豐能源——電解水制氫?

公司位于的寧東國家級能源化工基地核心區(qū)，自2005年成立以來打造了集“煤、焦、氣、甲醇、烯烴、聚乙烯、聚丙烯、精細化工”于一體的高端煤基新材料循環(huán)經(jīng)濟產業(yè)集群。?

公司建設國家級“太陽能電解制氫儲能及應用示范項目”。該項目采用單臺產能

1000

標方/小時的高效堿

性電解槽制氫設備，并配套相應的氫氣壓縮與儲存設備，可年產2.4億標方“綠氫”和1.2億標方“綠氧”。目前已經(jīng)有10臺投入運營，計劃今年年底前全部建成投產。表29：公司主要財務數(shù)據(jù)2018130.526.112019135.683.952020159.2817.3945.1046.2321.5918.7715.822021H1104.6739.1851.59公司為全球最大的太陽能制綠氫企業(yè)，首先實現(xiàn)綠氫生產。綠氫生產帶動化工產業(yè)鏈實現(xiàn)綠色零碳革新和氫燃料交通，在化工行業(yè)內創(chuàng)造了一條技術先進、經(jīng)濟可行的“碳中和”科學路徑綜合效益顯著。營業(yè)總收入（億元）營收YOY（%）毛利率（%）46.9036.9626.4129.3919.2943.9538.022.88歸母凈利潤（億元）凈利潤YOY（%）ROE（%）37.3378.4614.0020.5315.98ROIC（%）11.29資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟研究所整理?

截至2020年底，我國共建成118座加氫站，在建和擬建的加氫站167座。已建成的加氫站中，投入運營101座，待運營17座，投用比例超過85%。據(jù)《中國氫能與燃料電池白皮書》預測，我國加氫站數(shù)量在2035年將達到1500座，在2050年將達到10000座以上。目前，各大央企也在紛紛布局加氫站建設，中石化已經(jīng)規(guī)劃“十四五”期間建成1000座加氫站，打造中國第一氫能公司。?

根據(jù)上海、北京、廣東、山西、山東、江蘇、河北、河南、四川、湖北等十個省份及直轄市明確規(guī)劃，2022/2023/2025年加氫站數(shù)量為420/597/927座，2020-2025的5年CAGR復合增長率為51%。根據(jù)目前加氫站建設成本約1500萬，以及未來加氫站建設成本下降幅度為每年100萬進行測算，2021-2025年加氫站建設累計新增投資約將增加95億元，年均17-22億元。圖25：我國加氫站數(shù)量（座)圖26：加氫站年新增投資（億元）1,0009002592722217608002015105181817700CAGR=51%597600500400300200100042092501180202020212022202320242025202020212022202320242025美錦能源——全產業(yè)鏈?

公司主要經(jīng)營范圍為焦化廠生產、煤礦、煤層氣的開發(fā)、投資、批發(fā)零售焦炭。主要產品為焦炭、煤焦油、煤矸石、粗苯、煤氣、冶金焦等。?

公司在氫能產業(yè)鏈廣泛布局。公司旗下控股子公司飛馳汽車是全國最具規(guī)模的氫燃料電池汽車生產基地，具備新能源客車5000臺/年產能。美錦能源參股了廣東國鴻氫能科技有限公司，主要生產燃料電池電堆及燃料電池動力系統(tǒng)總成。參股鴻基創(chuàng)能科技（廣州）有限公司，使得公司具備了在膜電極關鍵技術上的自主知識產權。同時公司宣布3-5年內規(guī)劃建設100座加氫站（含油氫汽電綜合能源站），目前擁有8座已建成加氫站。表30：公司主要財務數(shù)據(jù)2018151.4723.7729.9717.9771.5524.2220.102019140.90-6.9823.549.562020128.46-8.8321.327.052021H188.93依靠自身制氫優(yōu)勢，已實現(xiàn)全產業(yè)鏈布局。公司擁有儲量豐富的煤炭和煤層氣資源，具備“煤-焦-氣-化”一體化的完整產業(yè)鏈，在氫能產業(yè)鏈廣泛布局，正在形成“產業(yè)鏈+區(qū)域+綜合能源站網(wǎng)絡”的三維格局。營業(yè)總收入（億元）營收YOY（%）毛利率（%）69.5532.93歸母凈利潤（億元）凈利潤YOY（%）ROE（%）12.49-46.8212.5110.26-26.287.751,909.3511.84ROIC（%）7.5210.37資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟研究所整理44?

公司是中國乃至全球能源電力、基礎設施等行業(yè)提供整體解決方案、全產業(yè)鏈服務的綜合性特大型集團公司，經(jīng)營工程建設、勘測設計及咨詢、清潔能源及環(huán)保水務、工業(yè)制造、投資及其他業(yè)務等五大板塊。?

日前公司公告擬出資50億元于北京大興設立全資子公司中能建氫能源發(fā)展有限公司，統(tǒng)籌引領公司氫能業(yè)務發(fā)展，打造公司氫能全產業(yè)鏈和一體化發(fā)展平臺，充分發(fā)揮投資帶動和產業(yè)牽引作用，做強做大公司氫能產業(yè)。成立氫能公司后，公司有望開展氫能前端技術研究，探索氫能商業(yè)模式，全面布局氫能產業(yè)鏈，推進氫能在工業(yè)、建筑、交通等主要終端領域的低碳化應用，并完善“風光儲充換氫”供能體系。表31：公司主要財務數(shù)據(jù)20182,240.34-4.4113.7447.03-9.579.4420192,472.9110.3813.5051.128.7120202,703.289.322021H11,415.4634.0412.19能源巨頭提前卡位氫能全產業(yè)鏈發(fā)展布局。公司圍繞“30·60”系統(tǒng)解決方案“一個中心”和儲能、氫能“兩個基本點”，發(fā)揮全產業(yè)鏈優(yōu)勢，大力開展低碳能源電力業(yè)務，推動能源電力低碳轉型。營業(yè)總收入（億元）營收YOY（%）毛利率（%）13.6546.71-8.647.38歸母凈利潤（億元）凈利潤YOY（%）ROE（%）23.54165.743.409.40ROIC（%）6.005.904.772.20資料來源：Wind，國信證券經(jīng)濟研究所整理45厚普股份——加氫設備?

公司主營清潔能源的高端設備制造及相應的能源工程咨詢、設計、施工，包括但不限于CNG/LNG車用加氣站成套設備、船用天然氣供氣設備、系統(tǒng)及其核心零部件的研發(fā)、生產和集成；井口天然氣凈化及液化處理裝備的研發(fā)、生產和集成；加氫站成套設備、核心部件及系統(tǒng)、充電裝置及分布式能源相關裝備；同時具備了“清潔能源+互聯(lián)網(wǎng)+云計算+大數(shù)據(jù)分