安信证券:政策与技术助推 燃料电池商业化大幕开启

2019-04-12 21:17作者:admin来源:未知>次阅读

  氢燃料电池产业沙龙纪要【安信电新】

  电新邓永康团队 电新邓永康团队 今天

  政策与技术助推,燃料电池商业化大幕开启

  01

  安信电新观点

  1、燃料电池序幕开启,市场关注度空前高涨:两会期间,众多参会代表多次提及发展氢燃料电池产业的提案、建议等,主要包括战略地位提升、加大技 术研发投入、补贴政策和完善基础实施等,市场关注度空前高涨。2018 年 8 月份,潍柴动力对巴拉德进行约 1.63 亿美元的股权投资,将持有其 19.9%股 权,成为巴拉德第一大股东。同时潍柴宣布 2021 年前为商用车提供至少 2000 套燃料电池模组,这是全球历史上规模最大的商用车燃料电池汽车部署计划。 另外 2019 年有望开始实施“十城千辆”推广计划,国内燃料电池汽车产业化 大幕逐渐拉开。

  2、兼具高能量密度与零排放特性,氢燃料电池市场潜力巨大:氢燃料电池通过 氢气和氧气电化学反应产生电能(核心部件为双极板、电解质、扩散层、催 化剂),具有极高的能量密度并兼具零排放特点,无疑是市场所追求的最具潜 力能源利用方式,2018 年预计总体出货量可达 803MW。燃料电池的特殊优势 使其在燃料电池汽车、无人机、IDC、通信设备等领域潜力巨大。根据富士 经济预测,未来十年燃料电池市场空间将达到 3400 亿元以上。

  3、政策力挺燃料电池技术,多方下游应用进程加速:国家补贴政策给予燃料 电池车高补贴且 2020 年前不退坡,ZEV、碳税等经济手段的出台都为燃料电 池最大的潜在市场——新能源汽车市场形成有力推动。此外,燃料电池的一 系列特性使其在通信、军用等领域有着巨大的应用空间,政府也出台了相关 政策给予指引。市场需求、政策双驱动,多项应用领域有望同步发展。

  4、技术引进、投资并购助力燃料电池产业化进程加速:我国现阶段燃料电池 车产业技术滞后于国外先进公司。2016 年,国鸿氢能和大洋电机引进 Ballard 燃料电池核心部件(PEMFC 电池系统)技术并达成股权、制造等项目合作; 2018 年潍柴动力对巴拉德进行股权投资,成为其第一大股东,同时在成立合 资企业,众多的合作进展极大地促进中国商用车燃料电池汽车产业的发展。

  5、成本快速下降,促进产业发展。国外技术的不断突破,让我们看到了氢燃 料电池成本下降路径。重整法制氢成本已可媲美燃油(约合 1.25 美元/kg)、 电池系统成本 2015 年约 53 美元/kW,2020 年有望下降至 40 美元/kW,同时 我国废氢的利用将使使用成本进一步降低。

  6、投资建议:我们建议从燃料电池产业链的角度关注投资标的:①氢生产: 华昌化工;②质子交换膜:东岳集团(港股)、雄韬股份、长城电工、南都电源、新大洲控股;③双极板:安泰科技;④氢气存贮装置:富瑞特装;⑤催化剂:贵研铂业;⑥空气压缩机:雪人股份;⑦整车企业:上汽集团、福田 汽车、宇通客车。

  风险提示:氢燃料电池车推广不及预期、政策变化风险。

  02

  专家观点

  燃料电池行业的技术方向及商业前景与路径

  燃料电池和纯电动的区别应该不用强调说明了,就是纯电技术加上燃料电池作为车载装置。目前,纯电动车续航里程和充电时间面临一些较难突破的问题,燃料电池可以作为很好的互补解决方案。燃料电池车的驾驶习惯和传统车差不多,此外它也是纯电驱动的范畴,跟前期国家推广纯电驱动的路线是相吻合的。

  有人说氢能是最为洁净的能源,燃料电池可以作为新能源汽车的终极选择,实际上燃料电池和纯电动不是对立的关系,而是互补的关系。短途、轻载以纯电动为主,长途、重载以燃料电池为主。锂电是储存装置,它的充电过程是一个化学过程,这个就决定了速度一定是慢的。燃料电池加氢是一个物理搬运过程所以速度是快的。

  燃料电池工作原理就是电解水的热反应。大家可能对燃料电池的安全性和使用习惯有一定的疑惑,觉得氢气比较危险。实际上,氢气在开放的情况下是比较安全的,如果在密闭情况下不做有效的检测防范措施则是比较危险的。图示了一项燃料电池车和燃油车的起火试验,当它着火之后因为氢气质量比较轻,经过一段时间之后氢气逃逸的速度比较快,但汽油密度比较重,燃油车被完全燃烧掉,而燃料电池车还处于比较完整的状态。

  燃料电池车跟传统车比较接近,主机厂基本上把原来混合动力或者发动机的团队组成燃料电池的研发团队。图示了2012-2013年间通用燃料电池发动机,功率80kW,跟电池结成在一起,完整的发动机装在前面,这种安装方式和使用方式跟传统车非常类似。图示可以看出燃料电池系统包含几块:燃料电池堆、空气系统、氢气系统、水热管理系统、控制系统等。

  接下来,我从几个方向讲讲氢燃料电池车的发展情况。

  一、燃料电池国内外政策及规划。

  目前,国外已经把燃料电池作为未来产业元素,这是地球乃至宇宙含量最高的元素。氢能最大的好处可以作为能源载体,把其他的能源网络给串起来。国内弃电比较多,电也不太好存储,可以将这些弃电用来制氢,氢又可以方便转化。比较大的能源公司已经开始把氢作为未来发展方向之一,国内几个大的电池企业和中石油、中石化也开始朝着这个方向发展了。

  从中国来说,为什么做燃料电池?氢能源作为能源多元化,可以弥补纯电动目前存在的困境未来一到两年纯电动发展可能会有一些困难,续航里程、充电的时间、充电的难度等等。另外还有石油污染、碳排放的压力等等。这些因素使得今年两会之后,可以看到不论是产业界还是资本界把燃料电池作为非常热门的议题来讨论。

  从现在来看,燃料电池的发展路线基本上国内外都在做。美国、欧盟、韩国都已经有非常清晰的氢燃料电池发展规划,基本都是在2020-2040年之间,虽然每个地方发展的时间点不一样,但是过程都比较清晰了。发达国家这此年的产业投入比国内多,从几十亿美元到上百亿美元不等,还未包括企业自己投的。丰田已经投了接近百亿美金,2012年3月我去通用研发中心的时候,他们在燃料电池汽车上投资也超过20亿美金。

  国内从2001年一直到2015年之前一直有国家科技项目在支撑,但主机厂只有上汽在做,产业发展的速度没有国外快。2015年以后发展速度上来了,一方面是2014年丰田的燃料电池车量产了,2015-2016年现代和本田也推出量产车型;另一方面我们国家的中长期规划密集出台,细化的支持政策也出台了。节能与新能源汽车技术路线中明确到2025年燃料电池汽车达到10万辆规模,到2030年达到百万辆规模。2017年7月,中国汽车技术研究中心发布《中国燃料电池汽车发展路线图》,明确了我国氢能产业的近、中、远期发展目标与任务:2020年行业总产值达到3000亿元,2030年产业产值突破1万亿。

  二、燃料电池汽车国内外的发展状态与预期

  海外燃料电池车产品技术成熟,已经进入市场发展期。到2017年底,全球燃料电池汽车总计售出6475辆,2017年新增注册量3260辆。销售地区来看,全球的燃料电池汽车(乘用车)是以北美和欧洲地区为主,北美地区的燃料电池汽车销量大约占到全球总量的40%左右;其次为丹麦,占比约28%;而作为全球燃料电池汽车主要产地的日本其销量仅占25%左右。

  海外车厂对燃料电池车已经有了20多年研究。奔驰从1994年开始,2017年奔驰GLC F-CELL正式亮相,最大续航里程可达437km,最高时速160km/小时;2018年10月,GLC F-CELL在德国正式上市销售。大众从1999年开始研发燃料电池车,2017年推出了SportVariant HyMotion。美国通用则早在1967年就在做研发,2008年推出凯迪拉克Provoq。丰田从90年代末就开始进行研发, 2014年Miria量产车型。

  日本燃料电池产业现在已经有几千万的规模,这种状态和当初丰田在90年代推广混合动力非常类似。2015年丰田Miria上市发售后,在日本订单超过3000辆,在美国约2000辆的订单,远超公司预期。目前,丰田和本田的燃料电池车售价在20-30万之间,已经跟豪华车已经非常接近了。整体来看,2020年日本燃料电池车将进入量产阶段,2025年和2030年将分别达到20万和80万辆的规模。

  燃料电池车国内市场刚刚起步,技术不成熟,缺乏关键部件,以商用车为主。国内主要是2000年左右科技部新能源汽车推广的时候,依托同济、清华、大连化物所等几个科研机构做燃料电池车的推广示范运营,后面上汽加入进来了。同济大学主要做轿车,清华主要做客车。08年奥运会和2010年世博会都有一些示范运营。上汽从08年发布基于550的功能样车到到2015年发布950,一共经历了四代车型。到2017年一共有100辆的销售。客车主面发布了上汽大通V80。2018年一汽发布了一汽红旗FCEV H5。国内推广主要以商用车为主,目前最大的困难主要就是关键零部件还没有像国外形成那么大的规模和体系。

  衣衣宝廉院士是燃料电池界唯一的院士,从60年代开始做燃料电池。他认为我们国内燃料电池车产业发布面临的挑战主要有:1)电堆低温存储与启动问题;2)加速研发并降低电池系统的空压机,氢循环系统和高压储氢瓶成本,进而降低电池系统成本;3)加速制定燃料电池大巴车,各种专用车用的燃料电池系统安全标准,为大规模示范运行奠定基础;4)加强各种燃料电池车的安全实验。

  在燃料电池技术领域,我国已经掌握了诸如电催化剂、质子交换膜、双极板材料等关键技术,与国外先进水平保持同步。但在关键零部件规模生产和电堆批量组装及相关性能指标,我国还落后于世界先进国家。其中:1)压缩机目前处于开发设计的初期阶段,而且没有将电机及其控制器进行集成设计和优化的能力,可靠性和耐久性得不到保证;2)氢循环装置尚没有厂家进行类似产品的研发。

  三、燃料电池系统和关键零部件

  介绍一下具体燃料电池系统和关键零部件的技术状态。燃料电池系统内部主要关键零部件包含电堆、空压机、水泵、供氢装置、空气系统等等,结构上比纯电动复杂一些。燃料电池主要发电装置就是电堆,往下细分有质子交换膜、催化剂等等这些部件。光有电堆也不能工作,需要一些辅助装置如空压机、供氢装置、各种泵和冷却系统等等。从成本构成来说,电堆占到整个系统的50%,其他辅助系统大概占50%左右,细分之后在电堆里面催化剂占40%左右。辅助系统里面空压机供氢系统占40%左右,其他还有控制系统、氢气循环装置等等。

  四、加氢站

  截止到2017年底,全球正在运行的加氢站达到328座。其中欧洲139座,亚洲118座,北美68座(美国39座)加氢站建设在加速,预计到2020年全球加氢站保有量计划超过435座,2025年超1000座,2030年超3000座。

  国内到2018年左右是17座,另外有45座在建/规划。从位置上可以看到主要集中在长三角地带、珠三角地带和北京。2016年10月,中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技术路线图》发布,到2020、2025、2030年,加氢站数量将分别超100座、300座和1000座。最近看好像加氢站的建设速度比这个规划的节奏要快,去年下半年到今年上半年燃料电池车产业发展的速度明显变快了。

  五、燃料电池在其他领域的应用

  燃料电池放在一个大范围可以认为是基于氢能的经济应用,主要是发电装置,不一定在车用条件下,其他环境也可以。现在车里面用得多,主要是因为在国内和海外在燃料电池车应用方面推得比较多,也有很多补贴支持政策。除了车用,还在可以在轨道交通、船用、无人机、分布式发电都可以用。

  青岛四方在做燃料电池有轨电车的开发,2017年3月在广东佛山建设全国首条氢能源有轨电车线路,全长17.4公里,首期工程共8列氢能源有规电车,每列车模块数量为3个,定员载客量285人,最高运时速70公里。无人机领域,2017年12月优雷特研发的全球首架氢燃料电池倾转旋翼无人机成功首飞,固定翼模式下可飞行6小时,多旋翼模式下可悬停2小时,垂直起降状态下最大巡航速度22m/s,固定翼模式下平飞速度120km/h。

  热电联供方面,日本和韩国做得比较多。2009年,日本政府通过ENE FARM项目在民用住宅领域推广和部署燃料电池热电联产系统,到2016年底共安装燃料电池系统超过19万套。ENE FARM项目目标在2020年在全日本部署140万套家用燃料电池系统,2030年达到530万套家用燃料电池系统。

  六、国内各地方政府产业规划与产业政策

  最后介绍下国内各个地方政府的产业规划和政策。2018年5月总理到日本丰田访问回国之后,从能源局到工信部、科技部都开始对燃料电池进行调研、梳理,开始更加重视了。

  18年10月份在国际氢能大会上,前科技部长万钢做了一个主题演讲。11月份,全国政协双周会,致公党主席万钢向中央建议将氢能作为能源管理而非危化品处理,还提出燃料电池车补贴至2025年继续给予。12月份,他在《人民日报》又发表了一篇文章,也是要把现在的政策往燃料电池方向倾斜。

  2018年下半年新能源论坛,实际上也是半官方的,科技部、工信部、财政部、副市长级的官员都出席了,这个会上对对燃料电池方面都有一些具体的说法,工信部明确要在国内选择有意愿的地方政府选择一些区域进行燃料电池推广。目前,国内有30多个城市发布了FCV产业政策,全国已建成十多个氢能产业园区。跟加氢站一样,基本上集中长三角、珠三角和北京这几个区域。比如:如皋2016年出台政策2018年达到几十亿的产业规模,广东佛山要达到几百亿的产业规模,张家口有冬奥会的规划,此外还有浙江台州、安徽六安、武汉、河北霸州、河南新乡、辽宁等地都有发展规划。按照宣称的数来讲,加起来也有几千亿规模了,肯定有水价,但我们也可以看到产业规模上来了。

  七、产业的投资布局情况

  2017~2018年中国氢燃料电池产业链累计投资金额2446.46亿元,其中氢燃料电池汽车相关投资额约有1086亿元,约占总投资额的一半。国内几大电力企业,神化、国电投都开始氢能源方面的布局。氢气的制备可以利用电力行业,弃电的成本几厘钱一度,如果用这种废电制备的成本非常低。中石油中石化也在进入,他们掌握后端资源,国内有十万座左右的加油站。2018年1月,中石化云浮新兴二环路西加油加氢站启动建设;2018年10月,中石化与亿华通在推动京津冀等地加氢站建设问题上达成共识并签订《战略合作框架协议》。

  03

  互动交流环节

  提问:电堆成本下降的情况?

  专家:主要看量,最近有一些小批量报价,大概在1.5-2万元/kW,这是目前报价的状态,每家略有不同。从行业发展来看,现在燃料电池技术状态和推广状态相当于09年左右纯电动十城千辆推广的阶段。按照大巴来说,比亚迪当时一辆车是320万,宇通一辆车是290万,实际上现在燃料电池推广比那个时候成本低很多了。

  提问:国外主要是巴拉德这种第三方在做,车厂现在的情况呢?

  专家:在国外巴拉德确实做的比较早,现阶段国外用巴拉德已经很少。主机厂基本上是自己的渠道,巴拉德在国外推广量已经不多了,在国内影响大是因为进来比较早一些。从现阶段来看国内也有几家在做了,比如新源动力等。国外也有好几家进来了,我还不太方便说。2019年年底汽车行业几家大的国际燃料电池供应商,在燃料电池、电堆方方面面的产品开始逐步发布,他们储备都在10年以上,比如说博世把投入几十亿欧元的锂电池团队砍掉了,往氢燃料这个方向走。

  提问:储氢有气态、液态、金属储氢多种方式,未来哪种技术会是方向?

  专家:肯定是高压氢态储氢为主,这是全球惟一跨过商业化门槛的储氢方式。液态不太现实,不管从成本、车载条件下的效率各方面考虑都不太现实,国外主机厂发布的量产车型都是高压加氢,在车载条件下综合效果还是高压最好。。金属储氢太重,保温非常麻烦,有机储氢使用过程非常麻烦。

  提问:燃料电池电堆系统未来成本能不能快速下降?

  专家:这是肯定的。大家都说燃料电池贵,我理解是前期研发成本、投入成本比较贵,因为量少。燃料电池整车系统可以延用原来传统汽车,这部分成本可以降下来的。电堆里最贵的是铂,从材料成本角度来说也没有什么价格高的地方,因为铂的回收比锂成熟可靠多了。铂的回收效率可以达到98%-99%,技术非常成熟。现在的问题是用量还没有降下来,如果用量能降下来,成本就会快速下降,这有待于技术上的突破。到某个阶段,通过技术进步一下子铂的用量降低了,膜的成本也降低了,电堆的系统成本就能快速下降。

  提问:能不能介绍下车企在这方面的情况?

  专家:车企里面宇通、福田,飞驰相对量比较多一点。中车、安凯、中通等等都在做。从上目录的情况来看,东风有17款(15款物流车)、宇通有10款客车、中通有8款客车、飞驰和福田都有7款,其他的基本都是2到3款。

  提问:燃料电池车到多少量能够形成产业化?

  专家:汽车行业有说法的,到万辆规模进入产业化。目前不能算规模,超过一万就成规模了,我是这么理解的。

  提问:燃料电池的成本大概会降到什么位置?

  专家:我也很难预估。我们看纯电动,最初的时候8元/Wh,后来降到4元/Wh、3元/Wh,19年要降到1元/kWh;同期伴随着量从原来几百辆、几千辆发展到现在过百万辆。氢燃料的成本下降也会是随着量的提升而快速下降。

  提问:氢能未来是以管网方式还是以运输方式?

  专家:包括万钢的讲话、今年两会车企代表讲话,都强调把氢能管理转化成能源管理,运输方式和成本就会下降。现在天然气已经有管网了,整个氢能使用推广是体系的问题,未来是用管网还是小批量,要看后面推广规模和技术的方式。

  提问:现在加氢站哪些地方推广得比较快一些?

  专家:现阶段氢气比较多的地方好推广,刚才说了珠三角、长三角、京都周围氢气比较丰富。比如,十年前同济大学做项目就估过,整个废氢利用可以保证一万辆出租车使用。这个肯定是相辅相成的,规模小了再看体系、管网运输能不能跟得上。现在好的现象就是中石油、中石化、电力企业、央企都开始参与了,我相信他们利用现有的资源和体系做这个事情。

  提问:氢能运输能利用现有的管道吗?

  专家:这个不太好说,我专业没有偏向于氢能产业整体规划方面。我刚才说了,有这么多央企,把能源体系和氢气从危化品转化为能源管理,氢气运输的问题一定可以跟得上。

  提问:增程式和全功率您怎么看?

  专家:国内做技术路线有两个:一个是增程式的,一个是燃料电池为主的。国外基本上做燃料电池全功率的,丰田110kW左右,美国通用2012年做到80-90kW。正常一辆B级车在高速公路上功率30kW,包括开空调在内,这都是以前做了这么多试验得出的数据。

  当初在国内技术水平上中国提出一个增程式,靠蓄电池高倍率发电补充。国内大部分用10-20度的锂电加上30-50kW的燃料电池,2016年国家拿补贴燃料电池标准就是30kW。这就是看技术的发展,如果成本下来了,用100kW的燃料电池做全功率也可以。两种方式对于车的驾驶来说是一样的。

  提问:国内燃料电池产业现在产业体系如何?

  专家:我个人感觉整个燃料电池国内发展跟国外不一样,国外从90年代末基本上几个大的车企都已经开始研发了,组机厂牵扯整个体系的发展。韩国、日本在零部件产业体系比中国全多了,中国不一样,中国原来是国家的项目,靠科研投入在走,所以工程化、产业化方面比国外要差,导致目前现状产业链比较薄弱。现在真正做零部件和产业比较多,给我感觉来说,一旦风口到了,一个企业就出来了,中国几年做燃料电池系统,整个产业还要再努力。

  提问:技术路线上具体的差异点在什么地方?

  专家:空气系统和氢气系统,一个是供空气里面的氧,一个是供氢气,这是比较重要的两块。国外主机厂,包括通用、本田、丰田、现代、奔驰等等,他们空压机都是用离心式,跟传统涡轮增压类似,把传统涡轮增加变成电驱动的。国内这块做不了,大部分用的是进口。

  提问:国内使用的技术路线和国外不一样会导致什么结果?

  专家:要细化的开展,这种产品的状态才会有问题。比如现在用的双螺杆的空压机,会导致电堆的损害,噪音又比较大。从技术发展路线来说,不是说不能用,一定有它的一些缺陷在里面。

  提问:燃料电池车的推广能不能定点来做?

  专家:我个人觉得这个比较难,中央政府不能说只给哪个省补,不给哪个省补。定点推广方式也不错,可能还是从政府能够支撑的行业或者区域入手更好推进。

  提问:我们利用日本的技术发展氢燃料电池会不会遇到专利问题?

  专家:整体上应该没有太大的冲突,因为已经有一些企业和投资人在和丰田等等接触。从现在行业发展来看,相要拿到国外比较好的技术,一是代价比较高,二是一定会给你一个时间差。比如,现在丰田量产车型拿不到,二代车出来,一代车能够拿到,肯定是有代差的。

新浪声明:新浪网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考,不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。

责任编辑:依然


热门排行

最新文章

Powered by 达人彩票 @2018 RSS地图 html地图