證券研究報告應用場景多點開花，燃料電池前景廣闊——氫能產業鏈全景圖（下）：應用篇平安證券研究所綠色能源與前瞻性產業研究團隊2023年9月13日皮秀證券投資咨詢資格S1060517070004 郵箱pixiu809@pingan.com.cn張之堯一般證券業務資格S1060122070042 郵箱zhangzhiyao757@pingan.com.cn 2要點總結※?氫能：零碳可持續的理想能源，下游應用潛力巨大。氫能是一種優質的二次能源，具備清潔零碳、可再生的優勢。從應用端節能減排的角度來看，氫能可在多種場景替代汽油、柴油、天然氣等能源，促進工業、交通等領域深度脫碳；從供給側能源安全的角度來看，氫能夠以水為原料、使用風電、光伏作為清潔電源制取，是優質可再生能源，推廣潛力巨大。?氫能有望廣泛用于工業、交通、電力和建筑四大場景。目前氫能應用領域以工業為主，長期在交通、電力領域發展空間廣闊。（1）工業：合成氨等傳統化工領域，氫氣作為原材料，存量需求龐大，綠氫存在滲透空間；未來氫冶金、工業供熱等新領域有望帶來巨大的增量用氫需求。（2）交通：交通是氫能最具潛力的賽道，產業鏈長，潛在的產業規模龐大。目前氫能交通應用以氫燃料電池汽車為主，未來也有望推廣到船舶、航空等高載重、續航要求高的場景。（3）電力：氫能電力系統發展階段尚早，儲能、發電等方向均值得期待。（4）建筑：氫能有望通過燃料電池熱電聯供、天然氣摻氫等方式，部分替代建筑供熱、燃氣中的化石燃料，推動節能減排。?燃料電池市場空間廣闊，國內產業鏈正不斷完善。─市場概況：燃料電池是使用氫氣發電的裝置，是氫能應用的關鍵設備。Frost&Sullivan預計，全國燃料電池系統市場規模到2030年有望突破千億元。目前PE MFC是氫燃料電池的主流技術路線。PEMFC系統由電堆和輔助系統（BOP）構成，其中電堆是核心部分，成本占比近60%，我們估計2026年國內電堆市場規模有望超百億元。電堆核心部件包括膜電極和雙極板，關鍵材料包括催化劑、質子交換膜、氣體擴散層等，各部件、材料環節均存在一定的技術壁壘。─商業模式：PEMFC系統產業鏈長，細分環節多，但現階段市場整體規模不大，因此國內主流參與者大多以燃料電池系統的形式整體對外供貨，自主掌握電堆等核心環節技術，并通過自研或外購等方式逐步掌握關鍵材料、部件自給能力。─市場展望：國內PEMFC產業鏈正不斷完善，部分企業產品指標已達國際水平，且產品降本趨勢明顯。燃料電池產品的降本增效持續推進，下游應用的經濟性有望逐步顯現，打開市場空間。?投資建議：氫能下游應用多點開花，燃料電池前景廣闊。燃料電池是氫能應用的關鍵設備，產業鏈逐步完善。建議關注燃料電池系統龍頭億華通，全面布局燃料電池產業鏈的雄韜股份，深耕汽車產業鏈、積極布局PEMFC和SOFC的濰柴動力，掌握燃料電池空壓機和循環泵核心技術的雪人股份。?風險提示：（1）氫能應用推廣不及預期的風險。（2）國內企業技術突破不及預期的風險。（3）國際市場環境發生變化的風險。 nPsRtRqNnOtPnQoNmQqNtQtP8OcM6MpNqQoMnOlOqQzQfQoPsRaQoPrRxNmPsMMYrMqQ3?濰柴動力?華清能源?佛燃能源?新奧股份氫能應用端參與者全景圖※氫供應端：制氫、儲運、加注燃料電池產業鏈?華昌化工?隆基綠能?陽光電源?華電重工?美錦能源?國家電投?中國石油?東華能源?國富氫能制氫?中材科技?中集安瑞科?雪人股份?石化機械儲運交通資料來源：各公司官網、公告，平安證券研究所?冰輪環境?厚普股份?國富氫能?富瑞特裝加注?寶武鋼鐵?亞聯高科?中集安瑞科?上海氫能建筑?京能電力?國家電投電力物流車?東風汽車?福田汽車?中國重汽?宇通客車?中通客車?中植新能源?上汽集團?長城汽車?長安汽車客車乘用車SOFC系統?浙江氫邦?寧波索福人?華清能源?佛山索弗克SOFC電堆及配件?鴻基創能?擎動科技?重塑科技?唐鋒能源電堆?神力科技?國鴻氫能?上海弘楓?治臻新能源雙極板?重塑科技?億華通?捷氫科技?鴻力氫動?國鴻氫能?東方氫能?國氫科技?濰柴動力?雄韜股份?上海杰寧?未勢能源?華昌能源?愛德曼?神力科技?氫晨科技?安泰科技?捷氫科技電堆?大洋電機?金士頓科技?雪人股份?東德實業?東德實業?英嘉動力循環部件?同優科技?魔方氫能源增濕器空壓機膜電極BOP下游應用PEMFC系統工業注：橙色字體標注為非上市公司 CONTENT目錄一、氫能：零碳可持續的理想能源四、投資要點與風險提示三、燃料電池產業鏈簡介二、氫能的四大應用場景 5能源安全和節能減排兩大因素驅動一、二次能源的革新1.1?按能源的基本形態分類，能源可分為一次能源和二次能源。一次能源，即天然能源，指在自然界現成存在的能源，如煤、石油、天然氣、水能等；二次能源指由一次能源加工轉換而成的能源產品，如電力、煤氣、汽油、氫能等。由于人類現階段面臨嚴峻的能源危機和環境問題，一次能源和二次能源領域的革新勢在必行。?可再生性是一次能源面臨的重大問題?，F階段，我們應用的能源以不可再生的化石能源為主，未來面臨枯竭的危機，因此開發風電、光伏等可再生能源尤為重要。?二次能源的革新是解決碳排放問題的關鍵。二次能源是聯系一次能源和能源用戶的中間紐帶，但汽油等能源在燃燒過程中會產生二氧化碳和污染物質。解決能源應用的碳排放問題，就需要開發優質的含能體能源，如鋰電和氫能。資料來源：科普中國，平安證券研究所?氫能在能源體系中的位置自然界現成存在的能源二次能源一次能源能源構成自然獲取加工轉換一次能源加工轉換而成的能源產品定義分類可再生：水能、風能、太陽能、核能等不可再生：煤、石油、天然氣等過程性能源：主要為電能含能體能源：柴油、汽油、電池中儲存化學能的物質、氫能等痛點發展趨勢核心問題：對不可再生能源的依賴可能導致能源危機；其它重要考量：開采和應用對環境的影響、可獲得性、安全性、供能穩定性等核心問題：燃料燃燒是碳排放的主要來源其它重要考量：成本、能量密度、應用的便捷性等煤/石油等傳統不可再生能源→風、光等安全、清潔的可再生能源柴油、汽油等碳排放高的能源儲用方式→鋰電、氫能等零碳高效的能源儲用方式 6氫能是一種優勢突出、前景廣闊的二次能源1.1?氫能的開發和應用對促進節能減排、保障能源安全具有戰略意義。?從應用端節能減排的角度來看，氫能是一種優質的二次能源，可以作為汽油、柴油等能源的替代，與鋰動力電池形成互補。?從供給側能源安全的角度來看，氫能夠以水為原料制取，儲量豐富，且理論上可循環制??；同時，使用風電、光伏電解水制氫可以解決棄風棄光的消納問題，從而進一步推動風電、光伏等可再生一次能源的應用。資料來源：太平洋汽車，Tes la官網，平安證券研究所?氫能的優勢質量能量密度高：142MJ/kg，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍；通過燃料電池可實現綜合轉化效率90%以上。清潔零碳：氫的燃燒或電化學反應終產物只有水，沒有傳統能源使用中產生的污染物和碳排放。儲能領域：?與鋰電池儲能相比，理論上可以實現長周期、大規模儲能，以及跨區域的調度輸送汽車領域：?續航能力強：豐田Mirai2021款氫燃料電池車續航可達850km；Tesla Model X官方續航536km?加注快捷：氫向車載氣瓶中加注迅速，類似汽油加注的方式，與動力電池充電相比快捷得多。應用端：清潔、高效、便利供給端：來源廣，承接棄風棄光VS汽油、柴油VS鋰電承接棄風棄光：使用風電、光伏電解水制氫可以解決棄風棄光的消納問題，推動風電、光伏的應用。來源廣泛：氫元素在自然界中存量很高，可以水為原料制取，原料豐富且可循環使用。 7氫能產業鏈主要包括制氫、儲運、加注和下游應用四個環節1.2資料來源：GGII，中國氫能產業發展報告2022，平安證券研究所?氫能產業鏈全景圖CCUS設備化石重整制氫儲運加注應用工業副產氫電解水制氫丙烷脫氫(PDH)工藝包提純相關設備（PSA/深冷）電解槽質子交換膜電極材料催化劑液氫高壓氣氫III/IV型瓶碳纖維材料液氫儲罐液化裝置有機液體儲氫固態儲氫加氫站設備壓縮機加注設備冷卻設備站控系統、管道及閥門儲氫瓶組燃料電池系統質子交換膜膜電極催化劑雙極板電堆循環泵空壓機氣體擴散層燃料電池系統其它部件電力（儲能）工業脫碳建筑（熱電聯供）交通運輸下游應用 8合成氨, 1080, 32%合成甲醇, 910, 27%煉化與煤化工, 820, 25%工業用熱, 480, 14%交通, 2, 0%其它純氫, 50, 2%?我國氫氣生產結構（2019年，已為最新）天然氣制氫, 62%煤制氫, 19%石油制氫, 0.7%化工副產氫, 18%化石燃料+CCUS, 0.7%電解水制氫, 0.04%?全球氫氣生產結構（2021年）煤制氫, 63.5%天然氣重整制氫, 13.8%化工副產氫, 21.2%電解水制氫, 1.5%供需現狀：全球氫氣產能以灰氫為主，下游主要作為化工原料使用1.2?目前全球氫氣生產以化石燃料制氫（灰氫）為主，清潔制氫存在替代空間。?2021年全球氫氣總產量9400萬噸，其中化石燃料制氫占80%以上，清潔制氫（電解水制氫/化石燃料制氫+CCUS）占比不到1%。?目前我國氫氣產能約4100萬噸/年，產量約3300萬噸，制氫規模全球領先，以化石燃料制氫為主（近80%）。?氫作為能源應用的普及程度不高，現階段主要作為化工原料使用。?2021年，全球氫氣需求超過9400萬噸。我國是全球最大的氫氣消費國，需求量約2800萬噸，占全球的30%。?分應用來看，氫氣在全球范圍內和我國均主要用于化工（合成氨/合成甲醇）和煉油，作為能源的應用程度不高。資料來源：IEA，中國氫能聯盟，平安證券研究所工業-合成氨, 35 , 37%工業-合成甲醇, 15 , 16%工業-鋼鐵, 5 , 5%煉油, 40 , 42%交通運輸, 0.03, 0%其它（建筑、發電等）, 0.01, 0%?我國氫氣主要用于工業合成（2019年，萬噸，%）?2021年全球氫氣需求類型分布（百萬噸，%） 9各國重視氫能的戰略地位，大力推動氫能產業發展1.3資料來源：中國氫能產業發展報告2022，中國氫能聯盟，國際氫能協會，IEA，平安證券研究所美國歐洲日本韓國發展現狀戰略目標中國?燃料電池汽車保有量?加氫站在營量1.27245萬輛座注：“發展現狀”數據除單獨說明外，為截至2022年底數據?燃料電池汽車保有量?加氫站在營量1.5054萬輛座?加氫站在營量176座?到2025、2030年分別建成200、1000座加氫站；?突破大規模、長壽命、高效率、低成本的電解槽技術；?加速重型車燃料電池系統的開發，實現與傳統燃油發動機相當的經濟性。?2020-2024年：?電解槽裝機量6GW?可再生氫能年產量超過100萬噸?2025-2030年：?電解槽裝機量≥40GW?可再生氫能年產量達1000萬噸；?2030-2050年，氫能在能源密集產業（鋼鐵、物流等）大規模應用，氫能在能源結構中占比12%-14%。?燃料電池汽車?加氫站在營量0.82164萬輛座全球累計銷量，豐田Mirai2.19萬輛?燃料電池汽車?加氫站在營量2.94168萬輛座?全球累計銷量，現代NEXO2022.113.24萬輛?2030年：?氫氣供應能力30萬噸/年，成本30日元/Nm3?建成加氫站900座?推廣燃料電池轎車80萬輛?家用熱電聯供燃料電池系統普及率10%。?2050年：?氫氣供應能力500-1000萬噸/年，成本20日元/Nm3?加氫站、燃料電池汽車、?家用熱電聯供燃料電池系統全面替代。?2040年：?氫燃料電池汽車累計產量增至620萬輛?加氫站增至1200個?燃料電池產能擴大至15GW?氫氣價格約為3000韓元/kg。?2025年：?燃料電池車保有量約5 萬輛?可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年?2030年：形成較完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系?2035 年：形成氫能產業體系，構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫