燃料电池市场升温，推动产业链纵深发展

作为能够不间断提供稳定电力的绿色能源,燃料电池的首次应用就在美国国家航空暨太空总署1960年代的太空任务当中,为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。从此以后,燃料电池就开始被广泛使用在工业、住屋、交通等方面,作为基本或后备供电装置。

图表 1 燃料电池应用举例

氢燃料电池和锂电池对比应用优势明显

由于技术成熟度高、产业链布局相对容易、成本较低等因素,锂电池是目前新能源领域主流的技术路线。但国外一些企业一直看好氢燃料电池技术,如丰田从90年代至今一直致力于氢燃料电池的开发,目前已成功发售氢燃料电池乘用车、货车、卡车、叉车等产品,截至2017年12月丰田Mirai全球共计销售5300辆。出于锂电池安全性和柴油叉车尾气的问题,欧美物流行业已大规模使用燃料电池叉车,虽然初次购买燃料电池叉车成本会高于普通叉车,但据美国国家可再生能源实验室统计,2013年锂电池叉车每年运营成本为1.97万美元/辆,燃料电池叉车仅为1.78万美元/辆,比锂电池叉车低10%。燃料电池目前在中国的发展主要受到技术门槛高、产业链布局投资高昂的影响,在市场推广上较国外相比较为缓慢。

图表 2 氢燃料电池和锂电池优劣势对比

燃料电池企业布局区域性特征明显,聚集效应日益凸显

从燃料电池动力系统、电堆及零部件地区分布来看,燃料电池产业分布集中度较高,主要集中在北京、长三角和珠三角地区。这些地区经济发展水平高,具备发展燃料电池技术的实力。并且高校密集,为燃料电池的发展提供了技术支撑。我国一些主要氢燃料示范项目如北京奥运会燃料电池示范项目、上海世博园示范运营项目、深圳大运会示范项目也是相关地区燃料电池产业的发展的契机。随着目前我国燃料电池产业布局逐渐拉开帷幕,预计未来行业布局将逐步向中东部地区扩散。

图表 3 燃料电池动力系统、电堆及部件企业地区分布

燃料电池企业技术来源以校企合作的科技成果转化为主

早期燃料电池企业的发展大多依托高校,如清华大学、同济大学和大连理工大学,这些学校所属的地理位置与行业聚集区域分布一致。这些企业大多采用自主研发的路线,经过多年的积淀,如新源动力、亿华通已经可以代表中国燃料电池企业的最高水准,亿华通的燃料电池发动机已经配套到了宇通、福田等燃料电池客车中。

在走自主研发技术路线的企业中,也有一些属于归国技术人员创办的企业,如2010年成立的氢璞创能的核心技术人员均来自国外著名燃料电池企业,其公司生产的燃料电池电堆产品已被应用到了东风特汽、中植、五洲龙等汽车中。

此外,中外合资燃料电池企业也具有很强的市场竞争力,由爱德曼、百应能源提供的燃料电池都已被引入了主流车企。由于燃料电池技术壁垒高,一般企业通过自主研发的形式难以进入该领域,近年,如江苏索尔、双登集团、雄韬股份、南都等电池类企业,以及大洋机电、雪人股份等机电类企业通过技术引进、投资入股等方式布局燃料电池产业链。

图表 4 我国主要燃料电池企业技术来源

燃料电池企业产业链不断纵深发展,突围核心技术垄断

上海神力、新源动力、上海攀业等都是我国较早开展燃料电池电堆研发和生产的企业,上海燃料电池和亿华通主要关注燃料电池动力系统研发,上海燃料电池主要针对轿车市场,亿华通主要针对客车市场,上汽集团也一直从事燃料电池轿车开发。从下表可以看出,燃料电池企业产业布局主要围绕燃料电池电堆或者动力系统展开,与国外燃料电池企业相比,制氢、储运环节较少涉及。

图表 5 我国主要燃料电池企业产品类型

燃料电池资本市场热度升温:2017年氢燃料电池投资项目超1000亿元

2015年我国发布《中国制造2025》,正式将发展氢燃料电池的发展提升到了战略高度。随后各地方政府也纷纷发布了燃料电池战略规划和补贴政策。在国家政策的驱动下,越来越多的企业开始关注燃料电池的研发。据清华大学核能与新能源技术研究院教授、国际氢能协会副主席、中国首个国家973氢能项目首席科学家毛宗强统计,仅2017年氢燃料电池投资项目就达1000多亿,投资项目涵盖燃料电池发动机、膜电极、电堆等整个燃料电池产业链。新能源动力电池各细分领域2017年动态不断。

2018年,围绕燃料电池及上下游越来越多的企业展开布局,参与企业既有国内上市公司转型自建、兼并购,又有外资且在华布局,与各地地方政府、经开区等通过签订合作协议,作为后续氢燃料产业化的试点,加快燃料电池汽车在各地区的示范运行,从而推动国内氢燃料产业链成熟。

图表 6 2018-2022年国内氢能源企业部分拟在建项目

燃料电池应用前景广阔,2022年中国车用氢燃料电池市场规模将超过700MW

根据国家相关产业政策的规划,燃料电池汽车的规模化和自上而下进行系统化的正面设计开发,并且结合氢能基础设施网络的构建,将带动燃料电池技术的进步。参照国家已经发布的《科技与产业发展战略》,我国氢燃料电池汽车阶段性发展目标如下:到2020年,实现氢燃料电池汽车技术规模化示范运行,示范车辆达到5000辆。到2025年,实现氢燃料电池汽车技术的推广应用,商用车达到万辆规模,乘用车规模达到4万辆。到2030年,实现氢燃料电池汽车的大规模推广应用,氢燃料电池汽车产销规模达到50万辆,氢气来源50%为清洁能源。根据OFweek产业研究院预测,到2022年中国车用氢燃料电池市场需求将超过700MW。

图表 7 2018-2022年中国车用氢燃料电池市场需求分析及预测(单位:MW)

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