解构燃料电池产业链:海外优势显着 国产加速突围

    来源: 广证恒生 作者:佚名

    摘要: 摘要 【解构燃料电池产业链:海外优势显着国产加速突围】绑定下游优质客户的企业一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能;长期内:掌握核心技术的企

      摘要 【解构燃料电池产业链:海外优势显着 国产加速突围】绑定下游优质客户的企业一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能;长期内:掌握核心技术的企业将通过国产化进一步降本,并在全球竞争中掌握主动权。(广证恒生)   摘要:

      产业链概况: 产业化将近,上游是核心

      上游:技术含量高,膜电极成为核心突破口。当前,催化剂、质子交换膜、气体扩散层和金属双极板国内仅能少量生产,几乎被国外所垄断,亟待技术突破。

      中游:国家大力推进燃料电池新能源车形势下,多家系统集成商涌现,起步快。

      下游:以商带乘,短期内以商用车为主。

      供应链配套关系:海外优势显着,国内亟待突破

      1。 海外龙头供应链:美日韩供应商三分天下,短期内国产分羹难

      日韩系车企:供应链相对封闭,集团内部自研自给为主。丰田通过投资持股,构建内部供应体系;本田自主研发为主;现代设立子公司自产膜电极。

      欧美系车企:供应链相对开放,互为合作对象。奥迪与现代共享专利,与巴拉德合作研发电堆;奔驰由集团或旗下子公司自主供应,东岳集团是其质子交换膜供应商;通用与本田联合制造燃料电池系统。

      海外电堆厂商:掌握核心技术,内外部共同配套。巴拉德掌握上游核心技术,零部件内外部配套兼具;普拉格供应商多元,两家中国企业进入其供应链:武汉理工新能源与安泰环境。

      2。 国内商用车供应链:中游系统蓬勃发展,上游部件国产进程加速

      下游商用车补贴推广下,中游系统厂商蓬勃发展。《新能源车推荐目录》共有来自21家车企的93款燃料电池车型上榜,提供配套的国内中游厂商达32家。亿华通与国鸿重塑配套车型数领先,分别为20款和14款,占比21.5%和15.1%。

      “剥洋葱”模式下,上游关键技术正在争取突破。我国燃料电池行业采用“剥洋葱模式”,沿“系统→发动机→电堆→膜电极→质子交换膜、催化剂”的路径逐步实现技术突破。当前应用于运行车型上的电堆及零部件国产化程度偏低,增强自主研发,提高电堆比功率和寿命,加快规模化,是产业当下关键。

      国内企业突围路径:三种技术来源+两类布局模式

      三种技术来源:1)纯自主研发:以武汉理工新能源、新源动力、上海神力、江苏清能为代表;2)“技术引进+自主研发”双线并行:以亿华通为代表;3)以技术授权、中外合资、对外采购等方式引进海外技术:以国鸿氢能、【潍柴动力(000338)股吧】为代表。

      两类产业链布局模式:1)全产业链布局:纵向拓展,实现供应链控制、规模扩张和联动效应;2)深耕细分领域:持续提升产品性能构建优势。

      未来看点:绑定下游优质客户或掌握核心技术的企业有望崛起

      短期内:绑定下游优质客户的企业一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能;长期内:掌握核心技术的企业将通过国产化进一步降本,并在全球竞争中掌握主动权。

      重点关注标的:国鸿氢能、亿华通(834613)、江苏清能(872589)、【雄韬股份(002733)股吧】(002733)、武汉理工新能源、南科燃料电池

      风险提示:行业发展情况不达预期、政策推进存在较大不确定性

        1。 产业链概况:产业化将近,上游是核心

      我国燃料电池行业已处于应用示范阶段,扶持政策加码,产业化将近,产业链发展机会巨大。燃料电池产业链可分为三个环节:上游材料,中游集成与下游应用。

        1.1上游:技术含量高,膜电极成为核心突破口

      上游材料主要包括膜电极、双极板和密封层。其中,膜电极由催化剂、质子交换膜和气体扩散层三种组分构成。膜电极是燃料电池电化学反应最重要的基本单元,它的结构设计和制备工艺技术是燃料电池的关键技术,决定了电池的工作性能。当前,石墨双极板和密封层已实现国产化,但用于乘用车的金属双极板、催化剂、质子交换膜和气体扩散层仅能少量生产,几乎被国外所垄断,是上游发展的核心突破口。

        1.2中游:系统集成企业起步较快

      中游集成的燃料电池系统由两部分构成:电堆和供气系统。其中电堆由上游材料组成,供气系统则包括储氢罐、空压机、加湿器和氢气循环泵,其中空压机技术要求较高,国内产量小。目前在国家大力推进燃料电池新能源车的形势下,我国的中游企业发展起步较快,涌现出多家系统集成厂商。

      1.3下游:以商带乘,以混动车带动燃料电池车的产业化思路

      我国燃料电池下游以商用车为切入点,采用“以商带乘”的发展路径。目前,我国装车的燃料电池发动机的体积比功率密度仍低于国外先进水平。公共汽车、大客车、物流车等商用车对燃料电池堆体积的敏感性较低,且我国在燃料电池商用车技术开发上积累更多。同时客车及专用车运行线路固定,便于弥补目前加氢设施的不完善。以燃料电池商用车的应用带动氢能基础设施的建设,也将为燃料电池乘用车的普及做好准备,从而更容易扩大市场,实现产业化。

      同时,我国采用以混合动力车带动全燃料电池车的产业化思路,以最终实现全功率燃料电池车的商业推广。在政策规划及补贴利好下,我国燃料电池车产销量增长加速,市场空间广阔。

        海外已有多款燃料电池乘用车上市。目前海外已经上市的燃料电池汽车包括丰田Mirai 燃料电池汽车、本田 Clarity 燃料电池汽车、现代 ix 35 燃料电池版。美国通用、戴姆勒、宝马、大众等车企也涉足燃料电池车。

      国外主要汽车公司大都已经完成了燃料电池电动汽车的基本性能研发阶段,解决了若干关键技术问题,其整车性能、可靠性、寿命和环境适应性等各方面均已达到了和传统汽车相媲美的水平。随着这些发达国家的燃料电池汽车技术趋于成熟,其研究重点也逐渐集中到提高燃料电池功率密度、延长燃料电池寿命、提升燃料电池系统低温启动性能、降低燃料电池系统成本、大规模建设加氢基础设施、推广商业化的示范等方面。

        2。 供应链配套关系:海外优势显着,国内亟待突破

      2.1海外龙头供应链:美日韩供应商三分天下,短期内国产分羹难

      2.1.1海外乘用车企:垂直闭环或强强合作,提高供应链控制力

      2.1.1.1日韩系:供应链相对封闭,以集团内部自研自给为主

      (1)丰田:投资持股,构建集团内供应体系

      以强大的自给供应链体系和精益化生产而闻名全球的日本老牌车企丰田,在其燃料电池车的供应链布局上延续一贯作风,即通过投资持股,将核心零部件交由集团持股子公司开发,构建牢牢把控的内部供应网络。

      目前,丰田燃料电池车Mirai绝大部分零部件供应商来自日本本土,超过75%的核心零部件由丰田集团旗下公司供应,包括丰田纺织、丰田工业公司、电装、爱信精机、捷太格特、爱三工业、科特拉等;其余供应商也大多出自丰田汽车背靠的三井财团旗下,如东丽、三井化工。外国供应商仅有美国的杜邦和戈尔(其生产线位于日本国内的冈山市),分别为其供应GORE-SELECT PEM和Nafion系列质子交换膜。

        丰田集团旗下的零部件供应商历史悠久,具备相关的技术基础积累,为Mirai开发的产品性能优势突出。

      空压机和氢气循环泵方面,丰田工业公司(Toyota Industries)的产品优势主要体现在:1)其为Mirai开发的六叶螺旋罗茨式空压机通过在高低负荷间调节气体压力,实现效率提升,与丰田2008年FCHV-adv款燃料电池汽车相比,效率提高14%-20%;2)其开发的氢气循环泵提高了燃料利用率并优化了水管理,使得Mirai取消了加湿器,这在全球尚属首次。

        气体扩散层方面,三井财团旗下的东丽(Toray)株式会社凭借产品的高耐久性、高气体传质性取胜。它为Mirai燃料电池系统开发气体扩散层,主要产品包括PAN 系碳素纤维、PAN 系碳素纤维织物和TGP-H 系列。当前,日本东丽与另外两家国际生产商德国 SGL、加拿大巴拉德共同垄断了燃料电池气体扩散层的世界市场。

      催化剂方面,科特拉(CATALER)株式会社采用均一涂抹技术,能提高铂均一涂抹氧气的反应效率,从而与常规催化剂相比,电压提高近40%。

      而丰田的四家质子交换膜外部供应商:美国杜邦、戈尔、日本旭化成和日本旭硝子均为国际领先的主流厂商,其代表产品Nafion系列、ePTFE膜、Aciplex膜和Flemion膜都最早于20世纪60-80年代便开始投产。其中,杜邦凭借其质子电导率高、化学稳定好的优势,市场份额一度接近95%;而戈尔膜被全球领先的燃料电池车企应用于量产车型,丰田MIRAI、本田CLARIFY、现代NEXO、上汽FCV系列等均包括在列。

        在上中游的产能建设上,丰田为实现其在2020年燃料电池车年产3万辆、比2017年的3000辆产能翻十倍的目标,已于2018年在其总部附近的本社(Honsha)工厂和下山(Shimoyama)工厂建设新产线,分别生产燃料电池电堆和储氢罐,预计2020年前后上线。即便丰田燃料电池车销量长期内更进一步释放,不排除纳入部分非本土供应商的可能,但预计短期内丰田燃料电池车仍将维持一体化的封闭供应体系,以集团内部供应商为主要支撑。

      (2)本田:自主研发为主,与部分供应商合作

      同为日本车企,本田燃料电池车也以自主研发供应为主,辅以与部分供应商合作开发燃料电池系统。

      本田的燃料电池系统经历了“进口巴拉德→巴拉德+自主研发两款版本并行推出→纯自主研发”的历程。它从1996年开始研究和开发燃料电池车,并设立燃料电池动力开发部门。1999年,本田的首款FCX-V1型号燃料电池车使用来自巴拉德的固体聚合物燃料电池(PEFC)。2000年, FCX-V3车型推出了两个版本,其中一个版本使用巴拉德的燃料电池,另一版则采用自主研发的燃料电池。之后推出的车型中,燃料电池皆为自主研发。2017年,本田Clarity Fuel Cell研发团队通过减少30%的电池单体数量并增加1.5倍的单体输出功率,实现了将整个燃料电池动力系统(包括燃料电池堆栈)封装进发动机舱的首创。

      另外,本田有少部分零部件来自外部供应商。其Clarity车型的铂电极催化剂由日本田中贵金属提供,据高工巡回调研统计显示,田中贵金属在燃料电池催化剂市场上拥有全球六成的最大份额,优势源于其30余年长期培育的贵金属催化剂技术及电化学技术,以及产品出色的性能表现和稳定的批量供货。空压机部分产自美国霍尼韦尔(Honeywell),我国企业贝斯特精机、蠡湖股份(生产涡轮增压器)都是霍尼韦尔核心配套组件的供应商。

        (3)现代:成立子公司,自产膜电极

      韩国车企现代集团专门设立子公司,研发自产燃料电池系统的核心零部件。

      现代燃料电池车的膜电极由集团旗下子公司现代摩比斯(Hyundai Mobis)生产。摩比斯是全球首家可在专门工厂生产氢燃料纯电动汽车所需的所有核心配件的公司,目前其工厂的动力总成燃料电池套件模块的年产能为3000台,代表产品为膜电极(MEA)。而膜电极的组分中部分应用了外部供应商的产品,如美国戈尔的质子交换膜和德国SGL西格里集团的气体扩散层。

        2.1.1.2 欧美系:供应链相对开放,互为合作对象

      相比于日韩,欧美的燃料电池车企供应链更加开放。车企之间建立合作,共享厂房或专利,共同开发燃料电池系统以分摊成本,是欧美车企常用的供应模式。

      奥迪与韩国现代签署多年专利交叉许可协议,共享燃料电池车相关专利(包括今后申请的专利)和核心零部件,且共同开发尖端技术,以分担高额研发成本。同时,奥迪的电堆由巴拉德合作研发,合同延期至2022年,预期该合同总价值为6200万-1亿美元。

      奔驰燃料电池车的主要由集团内部或旗下子公司供应。另外,奔驰的部分质子交换膜来自我国山东的企业东岳集团。东岳集团是我国率先实现质子交换膜产业化的企业,在2009年和2012年分别开发出DF988和DF2801高性能全氟磺酸全氟羧酸复合离子膜,产品结构上已与主流的商品膜(杜邦、旭化成、旭硝子)基本相同。

      通用汽车具备自主开发燃料电池电堆的能力。它与本田宣布了联合制造氢燃料电池系统的计划,双方分别出资4250万美元于美国设立合资公司以生产燃料电池及其周边机器。

        2.1.2 海外电堆厂商:掌握核心技术,内外部共同配套

      国际上,除具备自主开放电堆能力的车企之外,供应车用燃料电池电堆的龙头企业主要为加拿大的巴拉德(Ballard)、水吉能(Hydrogenics)和普拉格(Plug)。

      (1)巴拉德:掌握上游核心技术,零部件内外部配套兼具

      巴拉德的主营产品包括燃料电池系统、电堆及技术解决方案。它为重型车辆制造商供应30kW至200kW FCveloCity动力模块,供应FCgen和 FCvelocity燃料电池堆,并提供FCgen-H2PM氢燃料备用电源产品解决方案。

      作为全球少有的具备膜电极生产能力的燃料电池生产商,巴拉德的核心优势在于掌握了膜电极及其组分质子交换膜、气体扩散层等上游材料的制备技术。巴拉德的质子交换膜由其子公司巴拉德先进材料公司供应,该子公司已为巴拉德研发并提供了BAM一代至三代的质子交换膜,性能不逊色于美国杜邦。气体扩散层也由巴拉德自主供应,其中使用的石墨矿来自加拿大供应商信雅达公司,该公司的矿床产出天然石墨,品质远优于合成石墨。

      巴拉德的催化剂和双极板由外部供应商配套。催化剂来自日本的田中贵金属、日清纺株式会社和南非的英美铂金有限公司。英美铂业是全球最大的铂金供应商,2013年,巴拉德引入英美铂业400万美元、2.0%股权的战略投资,在铂催化剂上与其展开合作。2015年,巴拉德引入日清纺株式会社500万美元、1.5%股权的战略投资,与其合作研发应用于PEMFC的非贵金属催化剂,并于2017年推出全球首款使用非贵金属催化的30W商业化电堆FCgen-1040,相比同级别产品铂用量减少80%。此前,日清纺还已为巴拉德供应压缩成型双极板超过 10 年。双极板所需的石墨矿同时也由信雅达公司供应。

        (2)普拉格:供应商多元,纳入两家中国企业

      普拉格自主供应质子交换膜,并通过收购美国膜电极组件和催化剂关键技术的首要开发商AFC,获得自主供应催化剂及金属双极板的能力。2014年以前,巴拉德通过排他性协议成为普拉格叉车的独家电堆供应商,协议到期后巴拉德凭借良好的产品质量,依然是供货核心。

      两家中国企业安泰环境、武汉理工新能源分别为龙头普拉格供应多孔钛气体扩散层和膜电极。安泰环境是安泰科技子公司,承担科技部新能源汽车重大专项子课题“大功率燃料电池电堆技术研究与开发”,主攻研发气体扩散层、金属双极板和膜电极,钛双极板2018年已实现量产。

        综合海外车企和电堆龙头的供应链配套关系,我们发现美、日、韩的中上游供应商凭借绝对优势,占领了大部分的龙头供应链席位,原因主要在于:1)开发早,形成技术壁垒,性能更优更稳定;2)内部配套,更可控,更能满足性能需求;3)已产业化,市场份额高,带来充分的市场验证和客户认可度。

      相比之下,我国大部分企业短期内出口难。可喜的是已有极少数的上游国内企业(东岳集团、安泰环境和武汉理工新能源)在上游细分环节实现初步产业化,并开始进军海外供应链。

      2.2 国内商用车供应链:中游系统蓬勃发展,上游部件国产进程加速

      2.2.1 下游商用车补贴推广下,中游系统厂商蓬勃发展

      从下游车企与中游燃料电池系统生产商的配套关系看,我国燃料电池下游应用主要集中在客车、物流车等商用车领域,在国家政策利好下,伴随着下游整车的示范运行和产销增长,与之配套的国内中游燃料电池系统厂商呈现蓬勃发展之势。在具备补贴资格的2018年第5批至2019年第4批工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,共有来自21家整车车企的93款燃料电池车型上榜,提供配套燃料电池系统的国内中游厂商达到32家。

        从应用车型数量看,配套下游车型数量遥遥领先的系统供应商为北京亿华通,以及广东国鸿氢能与上海重塑合资共建的子公司国鸿重塑,配套车型数分别达20款和14款,占比21.5%和15.1%。亿华通共为目录中8家车企提供系统,配套客户前三甲为北汽福田(5款)、郑州宇通(5款)和上海申龙(3款);国鸿重塑则为6家车企供应系统,配套客户前三甲为飞驰汽车(7款)、北汽福田(2款)和宇通客车(2款)。

        2.2.2 “剥洋葱”模式下,上游关键技术突围进行时

      从中游系统生产商往上追溯,我们发现目前应用于运行车型上的燃料电池系统,其电堆及核心零部件大部分仍依赖海外进口或海外技术授权生产,国产化程度较低。而国内取得技术突破的产品多仍停留于小范围检测示范阶段。以亿华通和国鸿重塑为例,2018年,亿华通投入整车应用的电堆主要来自巴拉德和水吉能,采购金额占比达13.50%和13.11%。2019年4月,亿华通还与丰田达成合作,将采用丰田供应的FC电堆等零部件,系统化集成后搭载至福田燃料电池客车上。而国鸿重塑供应的系统中采用的电堆和膜电极均来自巴拉德。

        纵观我国燃料电池行业的发展历程,在技术路线上,我国采用“剥洋葱模式”,自下而上,沿着“系统→发动机→电堆→膜电极→质子交换膜、催化剂”的路径,从四个层次逐步推进:1)第一层次:研发燃料电池的混合动力系统,发动机外协;2)第二层次:研发燃料电池发动机,燃料电池电堆外协;3)第三层次:研发燃料电池电堆,燃料电池膜电极外协;4)第四层次:研发燃料电池膜电极和质子交换膜、催化剂等核心材料。当前,从上述燃料电池产业链上企业分布与供应的情况可知,我国正处于第三层次向第四层次推进的阶段,进一步增强电堆、膜电极和核心材料的自主研发生产能力,提高电堆的比功率和寿命,并加快推进国产零部件的规模化应用,是我国燃料电池产业亟待突破的关键。

        3。国内企业突围路径:三种技术来源+两类布局模式

      3.1技术来源:自主研发VS技术引进

      我国生产燃料电池电堆及上游材料的企业正在逐渐起步,目前这类企业的技术来源主要有三种:1)纯自主研发,以武汉理工新能源、新源动力、上海神力等企业为代表;2)“技术引进+自主研发”双线并行,以亿华通为代表;3)通过技术授权、中外合资、对外采购等方式引进海外技术,以国鸿氢能、潍柴动力、大洋电机等企业为代表。

        3.1.1 纯自主研发:形成核心技术竞争力

      我国走自主研发道路的企业以武汉理工新能源、新源动力、上海神力、江苏清能为代表,这类企业的一般特点有:1)进入燃料电池行业早,有较长期和成熟的技术基础积累;2)与高校或研究机构形成“产学研”合作关系,有优秀的技术人才加持,站在高校科研团队技术研发成果的肩膀上,进行开发和生产;3)大多承担国家重点科研课题,研发过程中享受政府科研经费支持。目前,我国企业的自主研发进展加速,与国外差距正收窄。

        以武汉理工新能源为例,它由武汉理工大学于2006年5月投资成立,专注于燃料电池膜电极的研发与生产。

      公司技术及知识产权来自于武汉理工大学,研发部门分为两部分:一是湖北省燃料电池重点实验室,拥有17名研究人员,其中9位为教授或副教授,;二是公司研发人员,公司拥有120多名员工,其中研发人员有30名,主要针对于膜电极产品做研发与生产。

      自2007年开始的持续自主研发为公司带来核心技术优势。公司开发的产品基于二代膜电极制作技术:CCM技术,并正在研发第三代。其优势体现在:1)高功率密度:最高达到1.4W/cm2;2)低成本:铂载量可低至0.3mg/cm2;3)长寿命、低衰减:用于备用电源最长达1.8万小时;4)产品可根据客户需求定制各项参数。由此,武汉理工新能源成为我国少有的打开国际市场的企业,客户分布在美、德、韩、俄等地,包括普拉格的全资子公司、燃料电池系统开发商美国ReliOn公司。

      由此可见,以纯自主研发为技术来源的优势在于,在长期内凭借自主产权形成核心竞争力,国产化降成本的同时,也能提高产品在国际市场上的话语权和议价权;劣势则在于前期投入大,研发风险高,且从实验室成果转化到产业化应用的耗时长。

      3.1.2 “技术引进+自主研发”双线并行:从消化吸收到二次创新

      我国中上游企业发展核心技术的另一种方式是,先引进国外先进技术并投入生产线,以性能稳定良好的产品优先打开市场;同时利用自身研发团队,开发自主产权以逐步摆脱依赖。此类企业的特点为:1)在国内市场已占据一定优势地位,易与国外龙头达成技术合作;2)本身具备较强的研发团队和资源。亿华通是此类企业的代表。

        亿华通成立于2004年,以优质的政府和高校研究资源为依托,在科技部、北京市政府及清华大学支持下成立,是清华大学节能与新能源汽车工程中心的产业化实体,也是北京清华工业开发研究院长期孵化支持的企业。

      技术来源上,亿华通一方面与海外电堆公司巴拉德、水吉能(Hydrogenics)合作,引进、吸收国外先进技术成果;与全球燃料电池汽车的集大成者丰田汽车合作,在现有石墨板技术路线基础上,形成“石墨板+金属板”双技术路线布局;另一方面与清华大学、武汉理工大学等国内一流院校合作开展技术研究。

      技术成果上,引进海外技术使亿华通开发出耐久性达 8000-10000 小时的HD-Tram-150kw 系统,已应用于有轨电车领域;自主研发使亿华通在燃料电池车用动力系统层面自主开发了空压机、DC/DC直流变换器、 控制系统等关键零部件,并在电堆层面与子公司上海神力合作,开发出采用自主电堆的国产第四代60kW燃料电池发动机,额定功率60kW,峰值功率80kW,与采用进口电堆的同类产品相比,具有效率高、氢气利用率高等优点,整机功率密度达到我国商用车燃料电池系统2020年的技术目标。

      3.1.3 引进海外技术:短期内快速形成产品优势

      从海外引进电堆及核心材料技术,是当前我国燃料电池企业的常见技术来源,主要通过获取技术授权、建立中外合资公司、对外采购、股权投资等方式,代表企业有国鸿氢能、潍柴动力、大洋电机、爱德曼氢能等。这类企业的主要特点为:1)入局燃料电池行业相对较晚,有快速形成产能推出产品或扩展产业链环节的需求;2)具备较强的资金实力。

        以国鸿氢能为例,国鸿从2016年引进巴拉德的技术,支付0.2亿美元获得技术转让专有权,出资90%成立合资公司国鸿巴拉德,与巴拉德签订0.15亿美元的交易合同以部署300辆燃料电池客车,并在未来5年内向巴拉德采购最低价值为1.5亿美元的膜电极。

      引入技术后,国鸿氢能的电堆主要由国鸿巴拉德公司负责生产。国鸿在云浮建立了2万台年产能的全球最大电堆生产线,产品的寿命达1万5千小时以上,基本满足商业车使用要求,且实现批量化生产,2018年出货量大约3000多台,装车超过2000辆,国内市场占有率为70%~80%,快速成长为国内电堆的龙头企业。

      由此可见,以引进海外技术作为技术来源,好处在于短期内形成产能快,容易形成产品性能优势,且稳定性有保障,研发风险低;劣势则在于技术授权或采购成本高,长期来看缺乏自主性,易受供应商牵制。

      3.2产业链布局模式:全产业链布局VS深耕细分领域

      从产业链布局看,我国燃料电池企业主要采取两类模式,一是全产业链布局,往产业链上下游拓展,实现规模扩张和联动效应;二是深耕细分领域,持续提升产品性能构建优势。

      目前我国燃料电池龙头企业多采取全产业链布局模式,究其原因有二,一是我国燃料电池产业仍处起步阶段,产业链配套不完整,加之燃料电池产业上下游依赖性极强,上游材料直接决定中游系统的核心性能,下游及加氢配套设施扼制中上游的量产进程,故企业通过纵向拓展来完善产业链以带动自身主业发展;二是全产业链布局下企业有望迅速扩大规模,并降低交易成本,实现更大利润空间。当前,美锦能源、雄韬股份、潍柴动力等企业的全产业链布局较为突出。

        深耕细分领域的布局模式则见于少数专注生产上游材料的企业:其中一类为研发能力强,持续投入以求突破细分领域瓶颈而形成竞争力的企业,如十余年专注研发膜电极的武汉理工新能源;另一类企业在其他主营业务上积累了优势,将其应用到燃料电池产业中与之协同的某一细分环节,如专注做质子交换膜的东岳集团,它主营聚四氟乙烯高分子材料和环保制冷剂,是亚洲规模最大的氟硅材料生产基地、中国氟硅行业的龙头企业,借助业务协同优势进入质子交换膜领域,并自 2013年为奔驰、福特联合开发供应。由于细分领域空间相对较小,过硬的技术和产品性能才是此类企业的核心竞争力。

      4。未来看点:绑定下游优质客户或掌握核心技术的企业有望崛起

      4.1 短期内,绑定下游优质客户的企业成长机会大

      从我国燃料电池行业现状看,一方面,通过规模化量产以降低工艺成本是行业进一步发展的关键;另一方面,不同于海外的市场化模式,国内燃料电池商用车刚起步,受政策和政府补贴影响更大,燃料电池供应商企业与政府和新能源整车厂商的关系资源显得更为重要。

      借鉴我国动力锂电池的发展历程,我国动力电池车的产业化极大地推动了锂电池企业的技术进步和销量提升,与下游车企的配套是锂电池企业获得市场认可并放量崛起的重要因素。2013年以前,全球动力电池市场被日韩巨头垄断,宁德时代正是凭借为宝马供货、与宇通签署排他性战略协议而获得市场认可,随后成为北汽最大的电芯供应商,并与上汽、长安、东风等自主车企绑定资本合作关系,由此拉动电池产销量在2013-2015年的快速增长并走上龙头地位。

        故我们判断,短期内绑定下游优质客户的燃料电池企业将一方面享受下游整车的放量红利,实现增量降成本,一方面在实际运行中获得更多市场验证机会,提升产品性能,成长机会大。

      4.2长期看,掌握核心技术的企业占据优势地位

      参照海外电堆龙头企业巴拉德的国际地位,产业链上掌握核心技术的企业将具备更高的话语权和议价能力。作为全球少有的掌握膜电极制备和生产技术的企业,巴拉德通过技术转让授权、销售燃料电池模块和膜电极等,自2013年以来从中国至少获得4.4亿美元收入,其中技术授权收入占1.68亿美元,同一技术多家授权,且不包括核心膜电极技术。巴拉德正是通过锁定核心部件技术,并加大下一代技术研发,凭借技术优势构建壁垒,充分掌握市场导入权。

        从我国燃料电池行业现状看,短期内我国以市场换技术、以规模换成本,依靠技术引进快速推进产业化,吸引更多企业进入,后期发展则需靠自主技术进步来推动,通过国产化进一步降本,在全球竞争中掌握主动权,摆脱受制于人的局面。该路径也可从我国锂电池上游四大组件的自主化发展历程中得到体现:从全面依赖海外进口,到通过自主攻关,突破日韩龙头的垄断,达到全球产量与质量前列,迫使日韩产品失势,价格大幅下跌。由此,我们认为在长期内掌握核心技术的燃料电池企业,终将脱颖而出,占据优势地位。

      5。 重点关注标的简介

      (1)国鸿氢能:国内电堆龙头公司,技术成熟,市占率和产能领先

      广东国鸿氢能科技有限公司成立于2015年,是政府的大力支持下以氢燃料电池为核心产品的高科技企业。公司已建成年产2万台电堆的目前全球产能最大的电堆生产线,正致力于通过规模化生产,使氢燃料电池能广泛应用于车、船、无人机、轨道交通、分布式发电、备用电源等领域,为我国庞大的水、风、光等可再生能源闲置产能和海量工业副产氢提供安全高效的应用方案。

      作为中国氢能产业发展的领军企业,公司与加拿大Ballard公司和上海重塑分别成立合资公司,生产业界领先的电堆和系统模块,并与清华、上海交大、西南交大北京理工、华南理工、上海大学、南方科大、中科院大连化物所等科研院校通过联合实验室等形式结成紧密合作关系,全力推动氢燃料电池及上下游各环节的市场化应用,当前公司在国内市场市占率高达70%-80%,已成为国内最优秀的氢能制储运加用整体解决方案集成服务企业之一。

      (2)亿华通(834613):研发基础深厚,配套下游多家整车企业

      亿华通是我国氢燃料电池新能源汽车行业领先的核心技术(产品)供应商,是从事新能源汽车领域技术研发及应用的国家级高新技术企业。公司依托“学院派”的燃料电池技术研究团队,深耕氢燃料电池领域多年,产品覆盖氢燃料电池发动机及与之配套的DC/DC、整车控制器、氢系统等。

      亿华通先后承担了国家“863计划”中众多燃料电池重大专项课题、联合国开发计划署(UNDP)“中国燃料电池公共汽车商业化示范”等,并先后参与了北京奥运会、上海世博会、新加坡首届青奥会等多个世界级重大活动的燃料电池客车示范运营项目,是中国氢燃料电池发动机先行者和领导者。主要客户为国内各大整车生产企业,包括郑州宇通、北汽福田、上海申龙、中植新能源等国内主流整车厂,为客户提供燃料电池动力系统完整的解决方案。

      2016年,亿华通新三板正式挂牌(股票代码834613),成为“中国氢能第一股”。亿华通发展迅速,近年来发展获得多项融资,2019年4月成功完成3亿元人民币的新股融资,发展前景广阔。

      (3)江苏清能(872589):自主研发核心材料,国产化能力突出

      江苏清能成立于2011年,2018年在新三板挂牌,公司致力于燃料电池核心材料、电堆及燃料电池系统的研发、生产与销售,主要应用领域为新能源汽车、分布式电源和不间断电源等。

      公司自主研发了催化剂、膜电极、石墨极板、金属极板等核心材料,开发了独特的空气流、自增湿和阳极管理技术,为燃料电池电堆及系统性能提高打下了基础。2018年公司推出了 35kW-60kW 燃料电池电堆产品,以及30kW-50kW车用燃料电池发动机系统产品,并已应用于多个车厂的多款公告车型,全面覆盖了物流车、公路客车、公交车等多种商用车型。2018年公司实现营业收入2970.86万元,同比增长 28.79%,主要得益于公司车用燃料电池系统及电站系统销售的增长。

      2019年,公司为国内某燃料电池物流车配套的将于近期分期交付的100台40kW燃料电池系中,包括七合一膜电极组件、双极板在内的主要电堆核心部件均由江苏清能自主研发;空压机、氢循环泵等系统主要部件均实现了国产化。

      (4)雄韬股份(002733):全产业链布局燃料电池行业

      雄韬股份集电池研发、生产、销售、服务于一体,主要产品包括阀控铅酸电池和锂离子电池,2014年于深交所中小板A股上市。

      雄韬股份将燃料电池作为战略转型的重要选择,成立雄韬氢雄统筹燃料电池业务板块;目前,雄韬氢雄已经完成了在以燃料电池发动机为核心的整个产业链上关键环节的卡位布局,致力于成为全球燃料电池解决方案引领者。公司目前已建成标准实验与检测中心1座,直接投资产业链企业5家,合作产业内研究机构3家,参与多项氢燃料电池整车的研制与公告。同时,雄韬股份已经在低载铂量催化剂、膜电极、铝制氢等各个领域自行投入研发,并取得阶段性成果。

      (5)武汉理工新能源:深耕攻关核心技术,膜电极进入国际龙头普拉格供应链

      武汉理工新能源有限公司成立于2006年,由武汉理工大学产业集团有限公司、武汉理工大科技园股份有限公司、湖北省高新技术发展促进中心和武汉市科技创新投资有限公司共同投资成立。

      公司以质子交换膜燃料电池关键材料和核心组件为基点,致力于燃料电池和燃料电池电动汽车的产业化进程,并拥有多项专利技术。公司研发中心以湖北省燃料电池重点实验室及材料复合新技术国家重点实验室为依托。公司现有人数三十多人,公司目前主要产品为质子交换膜燃料电池CCM/MEA及燃料电池模块的开发与应用,武汉理工新能源有限公司的目标是成为中国最大的专业燃料电池膜电极供应商。公司供应的膜电极销往美、德、韩、俄等10个国家和地区,已进入普拉格供应链。

      (6)南科燃料电池:国际化研发团队,掌握关键技术和自主产权

      深圳市南科燃料电池公司是依托南方科技大学以及香港正道集团建立的一个中外合资科研科技产业化公司,主要业务为燃料电池的研究以及开发与制造。

      公司拥有一支在质子膜燃料电池领域经验丰富、专业专长优势互补的国际化专家团队,综合研究实力达到国际先进水平,成员包括ISO/WG14 组员,曾参与质子交换膜燃料电池的氢气和空气标准制定,对燃料电池核心技术具有独特见解和丰富经验。曾主导并参与多项国内外燃料电池研发公关项目,拥有质子交换膜燃料电池关键材料和部件(如双极板、膜电极、气体扩散层、密封圈)、单电池综合仿真、双极板流场模拟、电堆设计及测试,以及100KW以下电堆的生产制造的关键技术和自主知识产权,发明了一系列有关燃料电池的测试诊断工具,深入研究了燃料电池性能衰减的机理和提高耐久性的方法,在未来更新一代的质子膜燃料电池方面积累了丰富的经验。

      6。风险提示

      行业发展情况不达预期、政策推进存在较大不确定性

      (文章来源:广证恒生)

    关键词:

    燃料电池,研发,技术,企业,供应

    审核:yj115 编辑:yj127

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