新能源汽车行业报告：氢燃料电池中下游投资机会（25页）

行业报告下载 2019年07月05日 12:37 230 管理员

主流乘用车企在氢燃料电池的进展：日韩技术领先，美国是最大消费国，我国上汽和长城先发布局。燃料电池乘用车已经开始走下展台，进入到消费者可选车型中。目前量产状态车型以海外为主，且日韩车企布局更为积极。丰田、本田、现代均已实现车辆量产，2018 年全球销量分别为 2,393/1,155/887 辆，丰田 Mirai 始终占据着最畅销车型的位置。从国别来看，美国成为最大消费国，约有 60%氢燃料电池乘用车在美国销售，见图表 3-4。从车企的布局来看，除了已经走向量产的日韩车企，德系车企亦进行了大量的技术储备，其中奔驰 GLC F-cell 技术已经达到量产状态，但受制于过高的价格，目前 GLC F-cell 仅交付给政府/企业客户；大众、奥迪、宝马也发布了众多概念车型。美国企业中通用汽车选择了和本田合作开发，而福特与克莱斯勒则布局较少。详见图表 5。我国车企对燃料电池技术保持密切的关注，其中上汽集团和长城汽车的进展较为领先。上汽乘用车荣威 950 燃料电池车于 2016 年推出，并在 2017 年交付 50 辆；孵化于上汽集团的上海捷氢，具有完整的乘用车、商用车燃料电池系统研发设计和交付能力。长城汽车近年也在氢燃料赛道上频频发力：成立了氢能技术中心进行前瞻研究，一期建设投资约 4.7 亿元，二期投资约 9,200 万元，包括主体综合实验中心、液态加氢站、制氢和液化区；公司作为首家中国车企加入了国际氢能委员会，旨在促进氢能技术在全球能源转型；入股加氢站企业布局基础建设，与德国 H2M 签署谅解备忘录，增资入股约 5%股份；控股上燃动力，从而具有完整的车用燃料电池系统集成开发和量产的能力，见图表 6-7。

燃料电池商用车在中国更易落地。氢燃料更高的质量能量密度使得商用车对燃料电池接受程度更高。2018 年保险口径全国燃料电池商用车上牌量为 833 辆，占新能源商用车上牌比例约为 0.53%，且从车型大小来看，在中大型车辆中渗透率更高，见图表 8-9。

基于锂电的商用车随着里程增加，边际效用递减。对商用车而言，储能系统（锂电、氢罐）质量约轻，意味着就可以分配更多的载重给货物，提升运营效率。而伴随着里程数增加，锂电池储能系统的质量增加显著高于氢燃料电池储氢系统。特别在商用车领域现在只能使用能量密度更低的磷酸铁锂电池，使得经济性的边际效用更低，如图表 10-12。

商用车电气化需要考虑生产资料属性。商用车属于生产资料，尽可能拉长商用车的运输时长，可以提升运输量从而优化生产效益，公路货运车辆有时候配备 2 名驾驶员，而减少车辆停靠就是具体体现。目前 200kWh 的磷酸铁锂电池在 380V 电源下的充电时长约在4-5 小时左右，而加注压缩氢气的时间往往小于 15 分钟。因此从运输效率的角度考虑，我们认为锂电池并不适合在商用车落地。

少量加氢站可以满足商用车应用要求。新能源乘用车区域分布较广，且行驶路径具有较高的不确定性，伴随新能源乘用车迅速发展，配套充电桩需要在选址、数量和营运等多维度下寻找最优解，前期往往需要全国范围内大范围铺设充电桩，见图表 13。而商用车往往车群密集，行驶路径固定，初期少部分加氢站就可以满足区域内营运需求。

燃料电池系统及核心零部件：膜电极与电堆仍存在较高技术壁垒。在众多燃料电池技术路线中，基于质子交换膜技术的燃料电池得益于高能量和功率密度、快速启动能力、适宜的工作温度等优点，比较适合车辆与家用发电，见图表 15。质子交换膜燃料电池一般有五层结构，最中间是质子交换膜（PEM）、也就是实际起到单向传输质子并且隔离两端反应物的关键部件；质子交换膜两侧涂覆有催化材料，决定了电堆的电性能和寿命；气体扩散层（GDL）将氢气和氧气均匀的分布至催化材料表面，并起到汇集电流、支撑催化层和排除副产物的作用。质子交换膜、催化剂与气体扩散层一起，形成了膜电极组件（MEA）。膜电极组件的两侧加上起到机械支撑、提供气体通道、提供冷却液通道的双极板（Bipolar plate），组成了一个完整的燃料电池单体电芯，见图表 16。多个单体可以组成燃料电池电堆。

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