高景氣產(chǎn)業(yè)專題：碳中和背景下的能源革命-20210531-中信證券-39正式版

高景氣產(chǎn)業(yè)專題碳中和背景下的能源革命劉易中信證券研究部首席主題策略分析師2021年5月31日核心觀點碳中和下的能源安全，起筆能源革命新篇章“30·60碳達峰碳中和”背景下，能源安全首當其沖，而解決能源安全問題的根本之道在于推進以光伏、氫能為代表的可再生能源本土化、多元化發(fā)展；中短期看光伏，中長期看氫能。光伏：平價元年擴需求，支架儲能待掘金光伏平價時代來臨，碳中和目標支撐光伏裝機量高增長，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力；光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利；光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)。氫能：產(chǎn)業(yè)化拐點將至，氫能蓄勢待發(fā)氫能定位能源革命中重要角色，儲氫、燃料電池為核心突破方向；儲氫：關鍵設備國產(chǎn)化亟待突破，液氫存儲技術(shù)未來可期；氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解耦，上游技術(shù)突破進行時。1產(chǎn)業(yè)投資全景圖能源革命投資全景圖路徑產(chǎn)業(yè)鏈焊帶逆變器硅料玻璃銀漿匯流箱硅棒或硅錠邊框光伏光伏支架光伏電站接線盒光伏組件背板線纜EVA催化劑雙極板上游材料質(zhì)子交換膜膜電極氫能氣體擴散層密封層燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈電堆燃料電池系統(tǒng)中游集成供氣系統(tǒng)交通運輸固定式發(fā)電設備便攜式電源下游應用資料來源：中信證券研究部

儲能方式電池組電池管理系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)儲能變流器電化學儲能系統(tǒng)儲氫瓶集成瓶閥儲氫系統(tǒng)控制器泄壓排氫裝置儲氫系統(tǒng)

中短期中長期2CONTENTS目錄碳中和下的能源安全，起筆能源革命新篇章光伏：平價元年擴需求，支架儲能待掘金氫能：產(chǎn)業(yè)化拐點將至，氫能蓄勢待發(fā)31.碳中和下的能源安全，起筆能源革命新篇章2030碳達峰，2060碳中和中短期看光伏，中長期看氫能41.12030碳達峰，2060碳中和供應安全：2019年原油、天然氣進口占比分別達約70%、40%，對外依存度極高。生態(tài)環(huán)境安全：2019年我國化石能源消費比重約84.7%，占一次性能源消費比重較高。解決能源安全問題的根本之道在于推進以光伏、氫能為代表的可再生能源本土化、多元化發(fā)展。我國能源安全戰(zhàn)略強調(diào)“四個革命，一個合作”能源安全戰(zhàn)略 詳情推動能源消費革命，抑制不合理能源消費 堅持節(jié)能優(yōu)先方針，完善能源消費總量管理，強化能耗強度控制。堅定調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動形成綠色低碳交通運輸體系。培育節(jié)約能源和使用綠色能源的生產(chǎn)生活方式，加快形成能源節(jié)約型社會。推動能源供給革命，建立多元供應體系 堅持綠色發(fā)展導向，大力推進化石能源清潔高效利用，優(yōu)先發(fā)展可再生能源，安全有序發(fā)展核電，加快提升非化石能源在能源供應中的比重。大力提升油氣勘探開發(fā)力度，推動油氣增儲上產(chǎn)。推進煤電油氣產(chǎn)供儲銷體系建設，完善能源輸送網(wǎng)絡和儲存設施。推動能源技術(shù)革命，帶動產(chǎn)業(yè)升級深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建綠色能源技術(shù)創(chuàng)新體系，全面提升能源科技和裝備水平。加強能源領域基礎研究以及共性技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。著力推動數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)與能源清潔高效開發(fā)利用技術(shù)的融合創(chuàng)新。推動能源體制革命，打通能源發(fā)展快車道 推進能源價格改革，形成主要由市場決定能源價格的機制。推進“放管服”改革，加強規(guī)劃和政策引導，健全行業(yè)監(jiān)管體系。全方位加強國際合作，實現(xiàn)開放條件下能推動共建“一帶一路”能源綠色可持續(xù)發(fā)展，促進能源基礎設施互聯(lián)互通。暢通能源國際貿(mào)易、促進能源投資便利化，共同構(gòu)建能源國際源安全合作新格局，維護全球能源市場穩(wěn)定和共同安全。資料來源：《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書（國務院新聞辦）、中信證券研究部51.2中短期看光伏，中長期看氫能從技術(shù)水平看，光伏各環(huán)節(jié)技術(shù)已經(jīng)成熟，可實現(xiàn)全面平價；但當前國內(nèi)氫能制備、儲運和應用均不完善。從儲能的功率和存儲時間看，電池是中小功率、短周期，氫是大規(guī)模、長周期的載體，所以電池儲能和氫能兩個必須組合才能構(gòu)成一個總的儲能業(yè)態(tài)。電池和氫能性能各有特點，應用互補性強資料來源：北極星儲能網(wǎng)61.2中短期看光伏，中長期看氫能氫燃料汽車作為氫能的應用之一，目前商業(yè)模式和技術(shù)儲備仍在積極探索之中。氫氣作為工業(yè)領域的燃料，還原劑以及儲能載體仍未大規(guī)模普及。未來隨著氫能應用技術(shù)的成熟和大規(guī)模應用，瓶頸技術(shù)的突破，利用氫能的經(jīng)濟型問題有望得到解決。氫能仍處于萌芽狀態(tài)資料來源：OFweek，CPIA，中信證券研究部72.光伏：平價元年擴需求，支架儲能待掘金光伏平價時代來臨，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利III.光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)82.1光伏平價時代來臨，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力平價時代來臨，碳中和目標支撐光伏裝機量高增長隨著各國可再生能源規(guī)劃的戰(zhàn)略地位上升，預計光伏新增裝機量有望進一步提速。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，樂觀情形下預計2021-2025年全球光伏新增裝機量為170/225/270/300/330GW；國內(nèi)新增裝機量為65/75/90/100/110GW，對應2021-2015年CAGR分別為18%、14%。保守情形下，全球新增裝機量預計為150/180/210/240/270GW，國內(nèi)新增裝機量預計為55/60/70/80/90GW，對應2021-2015年CAGR分別為16%、13%。全球光伏裝機規(guī)模預計加速擴大（單位：GW） 國內(nèi)裝機規(guī)模預計維持高增長（單位：GW）資料來源：CPIA（含預測），中信證券研究部 資料來源：CPIA（含預測），中信證券研究部92.1光伏平價時代來臨，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力光伏成為中國著名產(chǎn)業(yè)之一從裝機量來看，我國光伏發(fā)電新增裝機連續(xù)6年全球第一，累計裝機規(guī)模連續(xù)4年位居全球第一。從市場份額角度來看，國內(nèi)光伏主輔材、組件及逆變器領域在全球范圍內(nèi)產(chǎn)能及產(chǎn)量市場份額領先優(yōu)勢明顯。中國光伏各環(huán)節(jié)產(chǎn)銷量在全球市場份額較大多晶硅硅片電池片組件全球產(chǎn)能67.5萬噸185.3GW210.9GW218.7GW中國產(chǎn)能在全球產(chǎn)能占比69%93.70%77.70%69.20%全球產(chǎn)量50.8萬噸138.3GW140.1GW138.2GW中國產(chǎn)量在全球產(chǎn)量占比67.30%97.40%78.70%71.30%資料來源：CPIA，中信證券研究部102.1光伏平價時代來臨，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力產(chǎn)業(yè)鏈格局：主輔材格局清晰穩(wěn)定，支架、儲能環(huán)節(jié)更具爆發(fā)潛力主輔材（硅料、光伏玻璃、膠膜）、中游制造（硅片、電池片、組件）、逆變器等環(huán)節(jié)競爭格局穩(wěn)定。目前跟蹤支架全球國產(chǎn)占比不足10%，伴隨著國內(nèi)跟蹤支架市場逐步起步，國內(nèi)領先企業(yè)具備爆發(fā)的潛質(zhì)。各地方政府在政策端持續(xù)加碼“光伏+儲能”項目，引導光伏項目按5%-20%的比例配置儲能，有望帶動儲能裝機快速增長。光伏產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)相較光伏其余領域，光伏跟蹤支架國產(chǎn)化提升空間較大資料來源：中信證券研究部 資料來源：CPIA，中信證券研究部112.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利跟蹤支架系統(tǒng)組成較為復雜，技術(shù)壁壘較高按能否跟蹤太陽轉(zhuǎn)動區(qū)分，光伏支架可分為固定支架及跟蹤支架兩類產(chǎn)品。固定支架以機械結(jié)構(gòu)為主，技術(shù)門檻相對較低，對應的優(yōu)點為穩(wěn)定性較強，初期投入成本較低。跟蹤支架構(gòu)成包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（可旋轉(zhuǎn)支架）、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（通訊控制箱、傳感器、云平臺、電控箱等部件）三大系統(tǒng)，控制系統(tǒng)涉及算法優(yōu)化設計。跟蹤支架系統(tǒng)組成較為復雜，技術(shù)壁壘較高資料來源：中信博招股說明書，中信證券研究部122.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利跟蹤支架可有效提高發(fā)電效率、降低度電成本跟蹤支架可根據(jù)光照情況進行自動調(diào)整組件方向，可減少組件與太陽直射光之間的夾角，獲取更多的太陽輻照，從而有效提高光伏電站發(fā)電量。按旋轉(zhuǎn)支架數(shù)量劃分，跟蹤支架可細分為單軸及雙軸跟蹤支架，雙軸跟蹤支架理論發(fā)電量增厚效益更高，但受制于成本因素，目前單軸跟蹤支架為市場主流選擇。利用“單軸跟蹤+雙面組件”的組合可在全球93.1%區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最低度電成本區(qū)域雙面-固定（美分/度）雙面-單軸（美分/度）雙面-雙軸（美分/度）中國（Zhongba)2.8±(0.4)2.4±(0.4)3.1±(0.6)美國（Yuma)4.5±(0.6)3.9±(0.5)4.6±(0.8)日本（Mine)4.7±(0.6)4.3±(0.6)5.1±(0.8)德國（Dornstetten)6.2±(0.8)5.6±(0.7)6.5±(1.0)印度（Kavalanahalli)4.7±(0.8)4.1±(0.7)5.4±(1.1)意大利（SanBiagioPlatani)4.8±(0.7)4.2±(0.6)5.2±(0.9)英國（Liskeard)7.6±(0.9)6.8±(0.8)7.9±(1.2)澳大利亞（St.GeorgeRanges)5.9±(0.7)5.0±(0.6)5.6±(0.8)法國（Meyreuil)5.4±(0.6)4.7±(0.6)5.4±(0.8)韓國（UiseongCounty）5.3±(0.7)4.8±(0.6)5.7±(1.0)資料來源：SERIS，中信證券研究部132.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利影響跟蹤支架接受度的因素環(huán)境因素：在緯度低、太陽直射比高的地方，跟蹤支架接受度更高。成本因素：在系統(tǒng)成本高、度電價格低的地方，跟蹤支架接受度更高。中國作為光伏產(chǎn)業(yè)大國，跟蹤支架2019年滲透率僅16%，主要原因：國內(nèi)系統(tǒng)成本較低；前幾年國內(nèi)光伏度電補貼水平較高，跟蹤支架技術(shù)不夠成熟，穩(wěn)定性和可靠性不高，性價比不足。2019年美國光伏跟蹤支架滲透率2019年中國光伏跟蹤支架滲透率資料來源：Array招股說明書，CPIA，中信證券研究部 資料來源：Array招股說明書，CPIA，中信證券研究部142.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利過去“得美國市場得天下”，未來新興市場將快速崛起過去，美國市場資源優(yōu)越，技術(shù)成熟，稅收優(yōu)惠制度完善，成為了跟蹤支架的主要應用市場，占比超過一半，這也導致美國本土龍頭NEXTracker和ATI穩(wěn)居全球前二，份額優(yōu)勢明顯；未來，一方面中東、非洲、拉美等新興市場裝機占比會有所提高；另一方面這些市場光照資源好、緯度低、土地充沛，也較適合跟蹤支架的應用。因此，我們認為跟蹤支架的應用地區(qū)趨勢也將呈現(xiàn)和光伏裝機一樣，從早期歐美為主逐步過渡到全球市場的多點開花。2016-2019年全球跟蹤支架市場份額資料來源：Array招股說明書，CPIA，中信證券研究部152.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利中信博跟蹤支架產(chǎn)品和海外龍頭的對比項目NEXTrackerArrayTechnologies中信博產(chǎn)品線獨立驅(qū)動型聯(lián)排驅(qū)動型獨立驅(qū)動型、聯(lián)排驅(qū)動型跟蹤范圍±60°或±50°標準±52°（±62°可選）±60°跟蹤控制精度±2°±2°±2°驅(qū)動形式多點同步驅(qū)動（非平行）多排單點驅(qū)動多點平行同步驅(qū)動單機搭載普通組件最高值112-120塊100塊120塊控制系統(tǒng)供電方案獨立組件給蓄電池充電，蓄電池供交流供電直流組串供電，電池備用電優(yōu)勢：對于地形復雜，散射比例高優(yōu)勢：對逆跟蹤、散射光、雙面及疊片組優(yōu)勢：對于地形復雜，散射比例高、應用雙面組件的項目，發(fā)量項目的發(fā)電量增益為2%-6%；件進行了優(yōu)化；人工智能技術(shù)應用增益最高達6%；劣勢：陰天采用統(tǒng)一放平，非最佳劣勢：無法很好地解決地形起伏地影響；劣勢：數(shù)據(jù)量大，對配套處理器輻射角度。陰天采用統(tǒng)一放平，非最佳輻射角度。要求較高。安裝便捷性安裝便捷性較高，省事省力一般用戶粘性與習慣境外客戶對其技術(shù)方案和運維方式的認可度和接受度較高。一般中信博跟蹤支架和海外龍頭的成本對比光伏支架產(chǎn)品合計跟蹤支架ArraySoltec中信博中信博年份20192018201920182019201820192018銷售總量（MW）61372407290915155330439617221498銷售單價（$/w）0.1060.1210.0980.0880.0610.0660.0970.099單位成本（$/w）0.0810.1160.0750.0720.0460.0520.0720.076毛利率23.58%4.13%23.47%18.18%24.18%20.55%25.75%23.42%資料來源：中信博招股說明書，中信證券研究部162.2光伏支架：享受跟蹤支架滲透率提升及國產(chǎn)化替代雙重紅利國內(nèi)領先企業(yè)有望享受“全球市場國產(chǎn)替代+國內(nèi)市場份額集中度”提升雙重紅利隨著技術(shù)進步，平價時代來臨背景下催生的光伏電站精細化管理需求，采用跟蹤支架成為提高光伏電站收益的重要措施之一。海外市場跟蹤支架滲透率較高，我國2019年滲透率僅16%，提升潛力巨大。全球跟蹤支架CR4約62%，國產(chǎn)占比提升潛力較大。跟蹤支架迎來快速增長期，預計2023年市場空間達535億。

跟蹤支架迎來快速增長期20192020E2021E2022E2023E全球光伏新增裝機（GW）117127159189236YOY9%25%19%25%地面電站占比60%60%59%59%58%地面電站新增裝機（GW）707694112137非地面電站占比（包括：戶40%40%41%41%42%用、工商業(yè)分布式等）非地面電站新增裝機（GW）4751657799跟蹤支架滲透率（地面電站）51%59%65%69%71%跟蹤支架新增裝機量（GW）3645617797固定支架新增裝機量（GW）818298112139跟蹤支架單價（元/w）0.680.640.600.570.55固定支架單價（元/w）0.300.290.280.270.26跟蹤支架市場空間（億元）243288366439535YOY18%27%20%22%固定支架市場空間（億元）244238274303361YOY-2%15%10%19%合計市場空間（億元）487526640741895YOY8%22%16%21%17資料來源：CPIA，GTM，中信博招股說明書，中信證券研究部預測2.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)儲能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的關鍵支撐技術(shù)根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，2020年全國平均棄光率2%，光伏消納問題較為突出的西北地區(qū)棄光率達4.8%。儲能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的關鍵支撐技術(shù)。核心作用在于彌補一般光伏發(fā)電系統(tǒng)中所缺失的“儲-放”的功能，緩解光伏大規(guī)模接入電網(wǎng)帶來的波動性，同時減少光伏棄電比率，提高電能利用率。2020年全國平均棄光率約2%西藏、青海、新疆等地棄光率仍較高資料來源：國家能源局，中信證券研究部 資料來源：國家能源局，中信證券研究部182.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)從儲能的技術(shù)路徑來看，電化學儲能占據(jù)未來制高點抽水蓄能是當前最為成熟的電力儲能技術(shù)，根據(jù)CNSA數(shù)據(jù)，目前占全球儲能累計裝機規(guī)模的90%以上。但受地理選址和建設施工的局限，抽水蓄能未來發(fā)展空間有限。隨著成本持續(xù)下降、商業(yè)化應用日益成熟，電化學儲能技術(shù)優(yōu)勢愈發(fā)明顯，逐漸成為儲能新增裝機的主流。電化學儲能占比較低，提升空間較大資料來源：CNSA，中信證券研究部192.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)光伏等可再生能源并網(wǎng)將成為我國電化學儲能市場未來重要增長動力2018年中國電化學儲能項目在電力系統(tǒng)的新增裝機規(guī)模為0.7GW，同比增長465%。從應用分布上看，我國集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比僅10.7%，與全球25.2%的占比仍存一定差距。占比較低的核心原因在于國內(nèi)可再生能源儲能商業(yè)模式尚未完全打通，儲能收益（調(diào)峰補償收益+棄電儲能收益）無法覆蓋系統(tǒng)建設成本。2018年全球集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比約25.2% 2018年國內(nèi)集中式可再生能源并網(wǎng)儲能占比僅10.7%資料來源：CNSA，中信證券研究部 資料來源：CNSA，中信證券研究部202.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)光伏儲能容量需求空間巨大預計國內(nèi)市場未來3年新增光伏儲能容量需求可達17.55GWh，存量改造長期將釋放更大空間。預計未來三年新增光伏儲能容量需求達17.55GWh年份國內(nèi)光伏新增裝機量儲能配置比例功率配比儲能裝機功率充電時長儲能容量（單位：GW）（單位：GW）（單位：h）（單位：GWh）2021E5520%15%1.6523.302022E6530%15%2.9325.852023E7040%15%4.2028.40資料來源：中信證券研究部預測預計20%配置比例下，長期存量改造配置需求達15.12GWh2020年累計光伏裝機量儲能配置比例功率配比儲能裝機功率儲能時長儲能容量（單位：GW）（單位：GW）（單位：h）（單位：GWh）5%15%1.8923.7825210%15%3.7827.5615%15%5.67211.3420%15%7.56215.12資料來源：CPIA，中信證券研究部測算212.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)電池組、BMS、PCS為電化學儲能系統(tǒng)三大核心環(huán)節(jié)電化學儲能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括儲能系設備提供商、儲能系統(tǒng)集成商及安裝商。完整的電化學儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲能變流器（PCS）以及其他電氣設備構(gòu)成。從成本構(gòu)成的角度來看，電池組、PCS、BMS和EMS分別占比67%、10%、9%和2%。儲能電池系統(tǒng)由電池組、BMS、EMS及PCS構(gòu)成電池組是儲能系統(tǒng)最主要的成本構(gòu)成部分資料來源：派能科技招股書 資料來源：高工鋰電官網(wǎng)，中信證券研究部222.3光伏儲能：政策引導按比例配置，平價時代下裝機規(guī)模有望爆發(fā)競爭格局初步顯現(xiàn)，鋰電池龍頭及逆變器龍頭憑借技術(shù)、渠道優(yōu)勢占據(jù)先機細分領域來看，儲能電池組及BMS與鋰電池技術(shù)同源，行業(yè)內(nèi)鋰電大廠憑借技術(shù)及產(chǎn)能優(yōu)勢將布局順勢延伸至電網(wǎng)側(cè)。從國內(nèi)競爭格局來看，2019年國內(nèi)新增投運的電化學儲能項目中，儲能技術(shù)供應商（主要為電池組、BMS）出貨量前三為寧德時代、?；履茉?、國軒高科，其中寧德時代出貨量約386MWh，領先優(yōu)勢較為明顯。2019年國內(nèi)新增投運項目出貨量中寧德時代等處領先地位出貨量排名儲能技術(shù)提供商儲能逆變器儲能系統(tǒng)集成1寧德時代陽光電源陽光電源2?；履茉纯迫A恒盛科陸電子3國軒高科南瑞繼保海博思創(chuàng)4億緯鋰能盛弘電氣庫博能源5猛獅科技科陸電子猛獅科技6南都電源索英電器南都電源7中天科技昆蘭新能源上海電氣國軒8力神上能電氣睿能世紀9圣陽電源許繼智光儲能10比克智光儲能南瑞繼保資料來源：CNESA，中信證券研究部233.氫能：產(chǎn)業(yè)化拐點將至，氫能蓄勢待發(fā)氫能定位能源革命中重要角色，儲氫、燃料電池為核心突破方向儲氫：關鍵設備國產(chǎn)化亟待突破，液氫存儲技術(shù)未來可期III.氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解耦，上游技術(shù)突破進行時243.1氫能定位能源革命中重要角色，儲氫、燃料電池為核心突破方向氫能在全球能源革命中扮演重要角色與傳統(tǒng)化工燃料相比，氫能具有高含能特性、高能源轉(zhuǎn)化效率及碳零排放三大優(yōu)勢。除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，達142KJ/KG，約為汽油的三倍。氫燃料電池在產(chǎn)生電能的過程中不會產(chǎn)生碳排放，可以實現(xiàn)良性循環(huán)。。氫氣燃燒熱值可達142KJ/KG資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部253.1氫能定位能源革命中重要角色，儲氫、燃料電池為核心突破方向氫能在全球能源革命中扮演重要角色氫能在全球能源轉(zhuǎn)型革命中扮演重要角色，燃料電池是其重要應用場景。根據(jù)E4tech數(shù)據(jù)，2019年度全球燃料電池出貨量達1129.6MW，2015年-2019年CAGR達39.52%，其中交通運輸領域需求上升尤為顯著，CAGR達68.13%。。交通領域的應用拉動燃料電池出貨量快速增長資料來源：E4Tech-《TheFuelCellIndustryReview2019》263.1氫能定位能源革命中重要角色，儲氫、燃料電池為核心突破方向產(chǎn)業(yè)鏈梳理：儲氫、燃料電池電堆及核心材料為突破方向從產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的視角出發(fā)，儲氫、燃料電池電堆及其核心材料為重要突破方向。從氫能端來看，氫能源作為理想的新型能源和含能體能源，制約其實用化、規(guī)?；年P鍵在儲氫環(huán)節(jié)。從燃料電池端來看，國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)自下而上發(fā)展的態(tài)勢。氫能產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋氫能端及燃料電池端資料來源：中信證券研究部273.2儲氫：關鍵設備國產(chǎn)化亟待突破，液氫存儲技術(shù)未來可期儲氫技術(shù)為氫氣生產(chǎn)到使用過程中的橋梁儲氫技術(shù)貫穿產(chǎn)業(yè)鏈氫能端至燃料電池端，是控制氫氣成本的重要環(huán)節(jié)。高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)目前應用最為廣泛，核心設備為高壓氣態(tài)儲氫瓶。儲氫瓶根據(jù)其材料不同主要分為四種類型：純鋼制金屬瓶(I型)、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶(III型)和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶(IV型)。目前國內(nèi)35MPaIII型瓶應用已較為成熟I型II型III型IV型鋼制內(nèi)膽鋁制內(nèi)膽塑料內(nèi)膽材料純鋼制金屬瓶外層纏繞玻璃纖外層纏繞CFRP外層纏繞CFRP維復合材料工作壓力17.5～20MPa26.3～30MPa30～70MPa70MPa以上重容比0.9～1.30.6～0.950.35～10.3～0.8（kg/L）壽命15年15年15～20年15～20年成本低中等最高高應用場景固定式固定式車載式車載式資料來源：北京市氫燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，中科院寧波材料所，中信證券研究部

國內(nèi)以III型瓶為發(fā)展重點，IV型瓶尚處于研發(fā)階段類型國內(nèi)現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀主要企業(yè)III型瓶是我國發(fā)展重點，已開發(fā)35MPa、70MPa兩種類型瓶，技富瑞特裝、術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟，35MPaIII型瓶技術(shù)成熟，中材科技、已廣泛應用。III型車用主要以IV型瓶天海工業(yè)、70MPaIII型瓶的使用標準已經(jīng)在為主科泰克、斯2017年發(fā)布的《車用壓縮氫氣鋁林達內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》中有所規(guī)定，并開始小范圍的使用。處于研發(fā)階段，面臨工藝落后、已研制成功多種型Hexagon、IV型號規(guī)格的纖維全纏Quantum、碳纖維、數(shù)值性能不高、標準缺繞高壓儲氫氣瓶，通用、豐田、失等問題制造技術(shù)較為領先Dynetek資料來源：中科院寧波材料所，中信證券研究部283.2儲氫：關鍵設備國產(chǎn)化亟待突破，液氫存儲技術(shù)未來可期碳纖維復合材料為儲氫瓶核心材料，在III型、IV型瓶中成本占比超75%成本構(gòu)成最大的三項依次為碳纖維復合材料、閥門、調(diào)節(jié)器，分別占比為77%-78%、8%、6%。國內(nèi)大部分高壓儲氣瓶生產(chǎn)企業(yè)所用碳纖維以國外產(chǎn)品為主，全球市場由東麗、東邦、三菱麗陽三家企業(yè)主導。35MPa高壓儲氫IV型瓶中碳纖維材料成本占比約77% 70MPa高壓儲氫IV型瓶中碳纖維材料成本占比約78%資料來源：中科院寧波材料所，中信證券研究部 資料來源：中科院寧波材料所，中信證券研究部293.2儲氫：關鍵設備國產(chǎn)化亟待突破，液氫存儲技術(shù)未來可期低溫液態(tài)儲氫為重點研發(fā)方向，目前主要受制于技術(shù)、成本、政策等因素技術(shù)及成本方面，將氫氣液化的過程中耗能較大，儲氫罐材質(zhì)未達到技術(shù)要求。政策方面，國內(nèi)目前缺乏液氫相關的技術(shù)標準和政策規(guī)范，應用僅限于航天行業(yè)，在民用方面還未實現(xiàn)使用。

目前涉及液氫的民用相關標準及規(guī)范缺失標準號中文名備注GJB2645-1996液氫貯存運輸要求軍用標準GJB2645-XXX液氫包裝貯存運輸要求軍用標準GJB5405-2005液氫安全應用準則軍用標準GJB2427.3-1992航天發(fā)射場推進劑使用規(guī)則：液氫軍用標準GJB71-1985液氫軍用標準GJB71-XXX液體火箭發(fā)動機用氫規(guī)范軍用標準QJ3028-1998液氫加注車通用規(guī)范航天標準QJ3271-2006氫氧發(fā)動機試驗用液氫生產(chǎn)安全規(guī)航天標準程QJ2485-1993低溫液體（液氫、液氧）密度測量航天標準規(guī)范QJ2489-193電容式液氫、液氫密度傳感器通用航天標準技術(shù)條件QJ2298-1992用氫安全技術(shù)規(guī)范航天標準GJB7763.1-2013航天發(fā)射場低溫推進器加注系統(tǒng)設航天標準計規(guī)范第一部分：液氫GB/T24499-2009氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語國標GB/T30719-2014燃料加注系統(tǒng)接口國標GB/T34584-2017加氫站安全技術(shù)規(guī)格國標GB50516-2010加氫站技術(shù)規(guī)范國標30資料來源：北京市氫燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心，中信證券研究部3.3氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解耦，上游技術(shù)突破進行時電堆為整個燃料電池系統(tǒng)的核心部件，膜電極為電堆的核心部件質(zhì)子交換膜燃料電池是燃料電池領域發(fā)展最為成熟的方向。按電解質(zhì)不同，燃料電池可分為質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸鹽燃料電池、堿性燃料電池等。燃料電池電堆主要由質(zhì)子交換膜、催化劑、雙極板、氣體擴散層、電堆的平衡器件等構(gòu)成，其中質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層稱為膜電極，是電堆中最重要的部分，成本占整個電堆成本約60%左右。電堆成本占系統(tǒng)總成本約60%全球質(zhì)子交換膜燃料電池出貨量自2015年起快速增長資料來源：美國能源部，中信證券研究部 資料來源：FuelCellToday，中信證券研究部313.3氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解耦，上游技術(shù)突破進行時質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）系統(tǒng)是燃料電池商業(yè)化的主流選擇PEMFC單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成，質(zhì)子交換膜作為傳遞H+的介質(zhì)，只允許H+通過。PEMEC主要包括燃料電池電堆及系統(tǒng)配件，系統(tǒng)配件包括壓縮機、加濕器、氫循環(huán)氣系統(tǒng)，電堆由多個單體電池以串聯(lián)方式組合。單體電池由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層、雙極板以及密封圈構(gòu)成。單體電池由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴散層、雙極板以及密封圈構(gòu)成。質(zhì)子交換膜作為傳遞H+的介質(zhì)，只允許H+通過以質(zhì)子交換膜燃料電池為核心的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：NPTEL，中信證券研究部 資料來源：中信證券研究部323.3氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解耦，上游技術(shù)突破進行時美、日、韓廠商占據(jù)供應鏈主導地位，部分國內(nèi)企業(yè)進入上游電堆部件供應鏈體系從燃料電池整車視角來看，海外氫燃料電池汽車發(fā)展相對較早，其供應鏈配套體系發(fā)展已較為成熟。豐田Mirai年2018-2020銷量分別為2457、2494、1770輛。從上游電堆視角來看，目前全球燃料電池電堆龍頭企業(yè)為巴拉德（Ballard）、普拉格（Plug）及水吉能（Hydrogenics），供應鏈以自主配套及海外巨頭配套供應為主，部分國內(nèi)企業(yè)也進入了其供應鏈體系。豐田Mirai已基本實現(xiàn)本土垂直供應鏈閉環(huán)核心供應商供應零部件備注TOTYOTABOSHOKU豐田紡織空壓機消音器、離子交換器(去離子裝置)、燃料電池堆歧管、雙極板豐田汽車持股39.66%TOYOTAINDUSTRIES豐田工業(yè)公司六葉螺桿羅茨式空壓機、氫氣循環(huán)泵和氫氣循環(huán)泵逆變器豐田汽車持股24.67%DENSO電裝冷卻系統(tǒng)：散熱器、水泵、節(jié)溫器(三通閥)；加氫系統(tǒng)：氫罐、壓力傳感器、豐田汽車持股24.23%，豐田工業(yè)持股8.89%紅外線發(fā)射器AISINGROUP愛信精機空氣閥門模塊和電堆端板豐田汽車持股24.81%，豐田工業(yè)持股7.68%JIEKT捷太格特氫罐閥門和減壓閥豐田汽車持股22.5%AISAN愛三工業(yè)氫氣噴射器豐田汽車持股28.77%，豐田工業(yè)持股7.57%CATALER科特拉催化劑GORE戈爾、Dupont美國杜邦、AsahiKasei旭化成、AsahiGlass質(zhì)子交換膜旭硝子TORAY東麗、日本UBE宇部興產(chǎn)、日本東洋、TKK株式會社氫罐、氣體擴散層TORAY東麗電堆外殼MistsuiChemicals三井化學、SUMITOMORIKO住友理工密封層33資料來源：SERIS，中信證券研究部3.3氫燃料電池：技術(shù)鏈逐層解