王莉团队的深度报告《燃料电池汽车全产业链深度研究：政策为帆，“氢”心起航-20160527》在线下载链接如下： http://note.youdao.com/yws/public/redirect/share?id=7a9baf4269ffd7cec44072fe4f6ce9ac&type=false 1燃料电池行业迎来两个变化——催化剂首先想和大家分享的是两个方面的变化，正是基于这两方面的变化我们才发布了燃料电池的相关报告并开始推荐，第一方面是来自于政策方面的变化，即政策边际改善的机会。第二方面是传统车厂在燃料电池汽车方面的布局，量产车型在快速增多。我们认为这是两个最核心的变化因素。下面我将对以上两方面做详细说明。
2什么是燃料电池？
下面解读一下什么是燃料电池。简单来说，锂电池通过正极锂化合物、负极的碳，配合六氟磷酸锂电解液进行循环反应发电，燃料电池则是通过电化学反应，将常见可燃气体和液体如氢气、甲烷、天然气、沼气、乙醇、甲醇等燃料，通过催化剂提取能量，无需燃烧。 燃料电池技术积累来源于电子化学品、基础化学等科目，已经脱离了原有产业靠工序、物理研究，而是靠化学和新材料来堆砌的新产业的技术。燃料电池相对内燃机燃烧方式的好处是清洁环保属性明确，氢气电化学反应不产生碳，能力密度高，能效转换率可达60-80%，内燃机只能达到30%左右。 燃料电池在很多领域已经开始应用。比如早期的航空航天动力应用，最早将燃料电池作为航空航天主要能源方式的可追溯到上世纪50年代美国NASA的阿波罗登月计划，后来燃料电池逐步由航空航天、边远地区发电等领域向商用领域过渡，目前占比最大的应用之一是是发电或辅助备用电源发电，例如美国很多数据中心将燃料电池作为备用电能使用。 3什么是燃料电池汽车？
燃料电池汽车也是电动车的一种。只是动力系统从我们熟知的锂电池等换成了燃料电池。 电动汽车用电池经历了三代的发展，从早期的铅酸电池到现在大热的锂离子电池，再到燃料电池，技术持续进步，电池性能也在不断优化。目前广泛应用于燃料电池汽车的是质子交换膜燃料电池PEMFC （也叫氢燃料电池），它以纯氢为燃料，具备能量转换效率高、噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等性能优势。 燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。 4燃料电池汽车的优势
我们可以看到燃料电池汽车具备一些典型优势，它续航里程高，充一次5公斤的氢气可以跑650公里，稍差一点的现代途胜可以跑500公里以上，远超锂电池汽车。 燃料电池汽车加氢迅速，几分钟可以完成，而锂电池则需要充电45分钟到1小时的时间。 燃料电池汽车及系统自重很轻，可以设计成流线型跑车和SUV形态。 燃料电池汽车清洁环保，氢燃料没有碳排放问题，排出的主要是水。在2009年哥本哈根全球气候大会后，各国均制定了自己的碳排放目标，随着各国对于清洁环保的意识提升，燃料电池成为了碳排放重要技术指标和维度。 下图对比了燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车的优点和缺点。 5燃料电池的劣势和市场的担忧有哪些？真的贵吗？真的危险吗？我们看到对于燃料电池的担忧主要有一下几个方面：燃料电池汽车价格偏贵，最便宜的汽车是丰田14年底推出的一款，不考虑政府补贴的话，需要40万元左右，氢气是可燃气体，相对危险，另外加氢不会像电站那样方便？ （1）价格 首先来看价格。 一次购置成本。丰田汽车可以优化到没有政府补贴的情况下售价40万，加上日本政府补贴的话不到30万元，流线型跑车形态很漂亮，这个价格并不贵。而且我们的判断是未来2-3年成本还有大几万的优化空间，单车20-30万的售价并不难接受。 日常使用成本方面，中美制氢价格低廉，美国可用天然气重整制氢，成本很低；中国的主流制氢是使用石油石化过程副产氢分离，分离会产生一定的成本，另外有些厂家在用硼氢化钠提取氢，综合成本比电解水要便宜。无论是天然气重整制氢、化学燃料制氢哪种方式都可以通过扩大生产规模进行成本优化。对应到汽车每公里的成本大概是不到一毛钱跑一公里，比2.0T燃油车一公里8毛到一块钱便宜，比锂电池一公里几分钱的成本要贵一些。 日本制氢成本是全世界最高的地区之一，因为日本的化石燃料少，所以一般使用电解水制氢，折合每公里4-5毛钱，依旧比燃油车使用成本低，所以日常加氢成本并不高。 当行业达到例如几千万辆汽车的规模化量的市场，目前还很难估计和想象，原则上来说储能是有的，问题是怎样进一步优化成本。无论如何，目前来看，价格已经不是最大的问题。
（2）安全 在技术优化后，安全问题其实并不是问题。很多人从安全性来考虑认为，汽车上带一个氢瓶感觉很危险，事实上是，目前很多出租车和公交车也使用天然气供能。就目前工艺来说，氢瓶是使用钢瓶来储存，丰田使用特制的碳纤维，这种材质的特点是轻量且更加安全防撞击，现有的多项数据显示，车载储氢的安全已经不构成问题。
（3）加氢站 这部分是我想重点强调的，我认为，燃料电池汽车推广的最大的障碍是加氢站等基础配套设施配套不够。 日本、美国加州、德国在政策扶持下已经建立了大量的加氢站，加氢更加方便。目前加氢站和加油站类似，都需要政府推动，建设成本是目前加油站的2-3倍，日常维护成本很高。 丰田在美国加州和日本本地建立了很多太阳能加氢站，太阳能加氢是最理想的模式，可循环制氢，有太阳能、水就会有氢气，虽然目前的功率还不便用于主加氢应用，但可以解决最后一公里的里程焦虑问题。此种路径如果能够解决功率转换率的问题，将会成为各个国家追求的目标。 另外丰田配套的实时加氢车也会使加氢更加方便。 从我们国家目前情况来看，最值得关心的问题是氢能战略的重要性究竟如何，氢能如果定了，燃料电池是必备的用氢技术，加氢站也将不会成为任何阻碍。 6燃料电池汽车产业链主要构成
燃料电池汽车动力系统最重要的部件：燃料电池、电机、储氢罐、辅助电源（混合驱动必需）。 电机系统目前是钕铁硼永磁直流电机运用最为广泛，辅助电源用于瞬间启动以及对能量进行回收，使其更加节能。 成本来说，整车制造成本约12万，扣除整车制造，主要成本是燃料电池动力系统，其中成本占比最大的是燃料电池，约70-80%，电机占比约10-15%，储氢罐约占8-10%，辅助电源是占比最低的一项，但很重要，目前量产的车型都会装有辅助电源，是混合驱动必需的装置。 综上，最重要的部分是车载燃料电池。电池由燃料电池堆构成，电池堆则是由一片片电池片构成，有点像夹层饼干，每片电池片最核心的部分是支撑电池片的附着版，氢燃料电池的电解质膜主要用质子交换膜。在上面我们用催化剂进行电化学反应，催化层是发生电化反应的场所，是电极的核心部分，电化学反应需要催化剂。另外就是燃料扩散、导流的双极板。这三个组件是燃料电池系统最重要的三个部分，按成本序列来看，质子交换膜成本最大，质子交换膜单车成本约5-6万，催化剂部分如果使用质子交换膜，则必须使用铂金，单车成本约2-3万，双极板是大几千元。 质子交换膜成本高和铂贵金催化剂用量大是燃料电池成本居高不下的重要原因。我们认为如果未来贵金属催化剂负载量能够大幅降低，或者能被其他成本更低的催化剂取代，8万元的成本构成则可以被优化。质子交换膜虽然目前被杜邦化学垄断，仍需时间破解替代，但单电池用膜越来越少、成本降低是未来趋势。催化剂技术则不断有新潮流涌现，例如中科院以及上海交大等研究机构都各有新研究出现。 我国做的怎么样？ 我国在燃料电池汽车领域有一定积累，整车厂商此前就有不少在做燃料电池汽车，例如上汽集团、宇通客车、福田、安凯、金龙都在研发，在世博会、奥运会它们都有相关车型推出。燃料电池技术和系统方面，我国研发比较好的中科院旗下的大连化物所，同济大学、上海交大等都有一定的积累。但核心部件比较难突破，因为技术均被国外垄断。
7燃料电池汽车产业链A股受益排序
从燃料电池汽车产业链条受益排序来看。 第一，氢能一定是本地化的。只要扶持氢能源，无论是制氢、储氢、运氢，从氢能角度来说受益的确定性都是最大的。华昌化工拥有最大产能的硼氢化钠用于制氢，如果行业得到扶持应该最先受益。 第二是整车，丰田专利开放会使整车最先受益。例如上汽集团、宇通客车、福田、安凯、金龙均有相关研发和车型准备。 第三才是燃料电池系统。国内目前做的最好的是大连新源动力，依托于大连化物所，上海神力依托于同济大学。大连新源动力的主要参股方是上汽集团和长城电工、南都电源、新大洲，上海神力的控股方是江苏阳光。 第四是核心配件。同济科技和上海神力共同成立了一家子公司中科同力，用于研究质子交换膜，因为此部分的技术最难突破。铂金催化剂较难突破，未来我们可以看到新型催化剂厂商出现。 辅助电源部分是动力系统重要的部件之一，未来主力趋势是超级电容器，它的寿命长，启动快，瞬间完成充放电。江海股份应该是超级电容器的龙头公司，我们之前有深度报告推荐。 最后，说一下为什么把三环集团也加到了这个报告里。三环集团是我们非常看好的一个长线品种，公司路线是采用固体氧化物的燃料电池，首先隔膜不用质子交换膜，而是采用陶瓷片，其次它的催化剂可以使用普通金属，不需使用铂金，最后，电池不仅仅可以烧氢气，天然气、甲烷等传统可燃气体均可燃烧，这种路线原本用于分布式发电。如果未来通过把隔膜板越做越薄，重量、厚度都得到了解决和改善。反应温度如果能从此前的1000度降到100-200度，我们认为放在车上也是有可能的。这家公司目前重点仍为分布式发电，燃料电池业务是是给美国布鲁姆能源提供核心隔膜板，但公司已经具备了燃料电池电堆的核心技术。
问答环节
问题1：能不能评价一下珠海银隆的电池方向，他们的能量密度也大幅度超过燃料电池。 答：珠海银隆应该是锂电池技术路线，格力收购的公司。质地不错，能量密度部分没有具体了解，我们估计公司应该是通过电池的拼装加上电源管理系统来提升单车续航里程，但应该不是能量密度的概念。氢燃料电池在同等体积下应该优于锂电池。
问题2：太阳能加氢站具体一些是什么情况？国际国内发展如何？ 答：太阳能加氢站目前难度最高，主力研发方是日本丰田，其他厂商需要时间。国内太阳能加氢站的技术差一些，常规加氢站和常规加油站很像，常规加氢站依赖政策扶持。
问题3：燃料电池受温度影响大吗？在零下三十度表现如何？ 答：这是燃料电池优于锂电池的另一个属性。我们锂电池汽车的续航指标常常是在25度的实验室温度测试，但如果环境温度降低可能续航里程会减少，比如常规续航里程300-400公里，在冬天可能100-200公里，燃料电池没有这方面的问题，但和锂电池一样，都会随着使用次数有寿命上的衰竭。
问题4：燃料电池和锂电电池两种能源汽车应用的电机通用么？ 答：电机不完全一样，不过类似，技术壁垒还是在燃料电池而不是电机。
问题5：续航能力如何？会超过目前的燃油机车吗？ 答：丰田加氢一次（5公斤），跑650公里。比锂电池优秀很多。
问题6：政策会有什么变化啊，具体说说？ 答：很多人习惯于问哪种技术路线才是最终的大主流趋势，我个人认为，只要性能好、价格便宜、配套方便的，就都有市场空间。现在各类应用其实都出现客户分层越来越细化的趋势，小而美可能成为一种新常态。
问题7：曾经请教过大连化物所内部的人士，他们认为大连化物所主导的燃料电池技术不是那么可靠。 答：目前国内研发时间最长的是大连化物所，不过国际车厂的技术来源都是加拿大ballard和丰田。
问题8：有没有了解电池梯次级联技术？ 答：我印象中这是BMS电源管理系统中的一种技术，更考验软件能力。
问题9：江海的超级电容产品量产到什么程度了？ 答：EDLC传统超级电容已经有一条线量产，主流应用是海上风电变桨等领域。车载方面，目前ETC高速应用有一款用到车上替代了电池。锂离子超级电容还没有大量量产，因为电梯、汽车（尤其是主电源）认证需要时间。
问题10：比较关心氢燃料车安全性，目前技术的安全性？是否具备大规模推广条件？ 答：以前大家担心的安全主要是储氢罐环节，现在无论是高压钢瓶还是碳纤维瓶都很安全了。尤其碳纤维瓶我认为是面向未来的技术路线。
问题11：电动汽车动力电池电芯（磷酸铁锂和三元锂）制造及电池系统研发制造，这块前景如何？有什么上市公司在做？ 答：纯电动车来看，我们比较看好三元动力电池，目前市场预期不低，或许螺旋上升比较好？参与的公司太多了，我们推荐的横店东磁也有做。
问题12：氢能几乎和锂电池同步出现，当年锂电池的电容和充电桩普及问题足足压制了锂电四五年时间。发展到今天，为什么锂电池起来了，而氢能发展如此之慢？二者是优胜劣汰关系还是技术原因？ 答：最大原因是政策，如果没补贴， 纯电动会这么快吗？另一个原因是，燃料电池壁垒更高，技术优化所需要的时间更长，它基于大量的材料和电子化学的基础技术，需要长期的扎实研究。
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