燃料电池汽车商业化进程持续推进，预计中国市场规模约为 3500亿元
1)日本、美国、欧洲、韩国和中国是燃料电池汽车发展的推动者，纷纷推出 燃料电池汽车支持政策，各国根据自身能源发展情况，针对各个阶段提出了 燃料电池产量、燃料电池汽车规划、加氢站建设数量等具体目标。2)各国的 燃料电池商业化进程已有突破，龙头车企已推出多款燃料电池汽车，产品性 能有所提升，2013~2017年全球燃料电池乘用车累计销量 6475 辆，其中 2017 年销量为3260辆，同比增长 41%;从地区分布看，燃料电池乘用车销售主 要集中于北美和亚洲，销量占比分别为 53%和 38%。3)龙头车企继续加大 燃料电池汽车布局，已有多家国内外车企公布产品布局和销量规划，并采用 与其他龙头车企、产业链上下游公司合作的方式推进燃料电池汽车研发和商 业化。4)根据中、日、韩政府相继提出的截至2030年燃料电池汽车的规划， 我们测算出到 2030 年全球燃料电池汽车累计销量为 1030 万辆，市场规模超 过 36000 亿元，其中中国市场规模约为 3500 亿元。
降低成本、提高寿命是燃料电池的发展方向
全球燃料电池出货量保持增长趋势，预计 2018 年燃料电池总出货量为 7.43 万个，对应功率规模为803.1MW，其中用于交通运输用途的出货量为 562.6MW，占比达到 70.1%，交通运输用途成为燃料电池增长主力。燃料电 池是燃料电池汽车的心脏，因此必须提高燃料电池寿命，并降低其成本，为 此降低催化剂中 Pt 的含量或开发非 Pt 催化剂是未来发展方向。
燃料电池汽车需提升技术、降低成本、完善产业链
1)从整个产业链条看，燃料电池汽车的推广和应用涉及面广，无论对车辆本 身还是对氢的制备、储运、应用等，都有较高要求，目前燃料电池汽车产业 链尚不完善，尽管中国与美日等国家的技术差距逐步缩小，但长期发展仍需 统筹兼顾。2)燃料电池汽车具有续航里程长、充能时间短等优势，但中国要 达到商业化仍存痛点:其一是关键技术不成熟、未实现国产化，其二是制氢、 储氢、运氢、加氢站产业链发展和基础设施配套尚不完善。
投资逻辑与推荐标的
燃料电池汽车续航里程长、充能时间短的优势明显，已经成为各国和龙头车 企接下来产业化发展的重点方向之一，提早并深入布局产业链的公司将受益 于产业发展，给予燃料电池汽车行业“看好”评级，推荐潍柴动力(000338)、 雄韬股份(002733)、雪人股份(002639)、长城汽车(601633)。
近年来，能源安全问题和环保压力愈发凸显，全球各国都在大力推动新能源汽车 发展。纯电动汽车和插电混动汽车因技术相对简单而获得了快速发展，燃料电池 汽车相较于纯电动汽车，具有续驶里程更高、加氢速度快等特点，但技术难度高， 已经成为各国和龙头车企接下来产业化发展的重点方向之一。
1.1 各国的燃料电池汽车商业化进程已有突破
全球燃料电池汽车销量仍处于极低水平，主要集中于北美和亚洲。根据 Information Trends 数据，2013 年~2017 年全球燃料电池乘用车累计销量6475辆，仍处于极低水平，其中 2017 年销量为 3260 辆，同比增长41%;从地区分 布看，燃料电池乘用车销售主要集中于北美和亚洲，销量占比分别为 53%和 38%。
1.1.1 日本:前瞻性布局，燃料电池汽车技术领先
日本长期以来对燃料电池提供大力的政策支持。囿于能源压力，日本一直致力于 清洁和可持续能源的开发利用，在燃料电池汽车的开发推广上不遗余力:从 2009 年开始，日本政府便通过购置补贴、免费加氢、放宽行业标准、制定长期规划等 手段，鼓励燃料电池产业的发展。以经产省为代表的日本政府高度重视并持续开 展燃料电池汽车和氢能开发，在过去 30 年时间内先后投入上千亿日元用于燃料 电池汽车和氢能的基础科学研究、技术攻关和示范推广。
日本燃料电池汽车技术领先。目前日本燃料电池出货量和装机规模占全球 60%以 上，氢燃料电池领域的专利数目遥遥领先于其他国家，其专利数目超过 1500 个， 在燃料电池汽车开发和商业化上取得了世界领先的成果:2008 年丰田和本田先后 推出燃料电池汽车 FCHV-adv 和 FCX Clarity;2014 年 12 月丰田推出世界上第 一款真正实现商业化大量销售的燃料电池汽车——Mirai，这是燃料电池汽车产业 的里程碑式产品，Mirai 续航里程达 502km，储氢重量为5kg，而加氢时间仅需 3 分钟，功率密度达3.1kW/L，百公里加速为 9.6s，补贴后售价约26万元人民币; 随后本田于 2015 年 10 月推出首款正式销售的燃料电池汽车Clarity Fuel Cell， 续航里程达 589km，百公里加速为 8.8s，其他性能与Miral不相上下。日本的燃 料电池汽车技术已居于世界前列。
日本品牌在燃料电池汽车销售上一骑绝尘，加氢站保有量位居世界第一。根据 Information Trends 数据，2013 年~2017 年全球售出的 6475 辆氢燃料电池乘用 车中，丰田 Mirai销量占比为 76%，本田 Clarity Fuel Cell 销量占比为 13%。日 本的加氢站保有量位居世界第一，截至2018年底日本拥有 96 座公共加氢站。
燃料电池汽车推动日本迈入氢能社会。2017 年 12 月日本经济产业省发布了《氢 能基本战略》，明确设定了中期(2030 年)、长期(2050 年)的的氢能发展目标， 即到 2030 年实现氢燃料发电商业化，发电成本控制在 17 日元/千瓦时，形成年 均30万吨氢燃料供给能力。燃料电池汽车保有量 2020 年要达到 4 万台，2025 年要达到 20 万台，2030 年要达到 80 万台。加氢站部署规模:2020 年要达 160 个，2025 年要达到320个，2030 年要增加到 900 个，到 2050 年逐步替代加油 站。到 2050 年，氢燃料发电成本进一步降至12日元/千瓦时，年均氢燃料供应 量达到 500-1000 万吨，燃料电池汽车全面普及，燃油汽车全面停售，以推进日 本迈入氢能社会。
1.1.2 美国:注重降本增效发展成熟产业，成为车企除本土外 首选上市地
美国对能源变革重要性的理解较为深入，产业发展思路相对成熟。这导致其自 1990 年起制定推动氢能源产业发展的种种政策时，保持着从政策评估、商业化前 景预测，到方案制定、技术研发，再到示范推广的成熟产业发展思路。美国政府 为支持燃料电池汽车的发展，对燃料电池在内的新能源公司提供资金支持和税收 减免，其中，对于燃料电池和任何氢能基础设施建设实施 30%-50%的税收抵免。 2012 年，美国联邦政府向能源部(DOE)拨款 63 亿美元用于清洁能源的研究开 发示范。2015年底，美国能源局向国会提交了《2015 年美国燃料电池和氢能技 术发展报告》，肯定了未来氢能市场的发展潜力，大力投资发展先进氢能与燃料电 池技术。美国仅2016年内就有 10 个州颁布相关政策，支持燃料电池产品逐步 投入市场，包括氢燃料电池汽车税收减免，在工厂、居民区等地安装部署燃料电 池发电系统等。
美国成为车企除本土外首选上市地，本土车企研发推进中。美国政府对燃料电池 汽车大力支持的态度使其成为各大车企的燃料电池汽车的首选上市地(除本土 外)，丰田 Miral、本田 Clarity Fuel Cell、现代 ix35 FCV、现代 NEXO 都已在美 国上市。而对于美国本土车企，正在研发推进中:通用早在1966年就推出世界 首辆燃料电池汽车 Electrovan，但仅为 NASA 登月服务;此后曾于 2007 年发布 HydroGen 4，但并未商业化销售;2017 年通用展示了公司正在开发的燃料电池 汽车平台 SURUS，可用作移动和应急发电设备、货物运输，还可以供军队使用。
根据 Marketlines 数据，2018 年美国燃料电池汽车销量2368辆，同比小增 3%，其中 Mirai 销量为1700辆，占比达到 71.79%。美国加氢站保有量居世界第三， 截至 2018 年底美国拥有 42 座公共加氢站，主要集中在加利福尼亚和东北部城市。
1.1.3 欧洲:新能源汽车开启商业化，德国引领加氢站建设
欧洲对燃料电池发展的鼓励政策更为具体细致。欧洲凭借强健的政策支持以及深 入人心的环保意识，在强调市场化运作的基调下，逐步打造起趋于完善的氢能和 燃料电池产业链，在燃料电池汽车推广层面取得了举世瞩目的成就。欧盟 2008 年出台了燃料电池与氢联合行动计划项目(FCH-JU)，2008-2013 年共投入9.4亿元欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展;2011 年又启动 “H2movesScandinavi”和欧洲城市清洁氢能项目(CHIC)，出台 CPT 项目，投 入 1.23 亿欧元建设77个加氢站，并针对 15 个已有加氢站的国家，实现国与国 之间的互通互联。
新能源乘用车开启商业化之路。欧洲研发燃料电池汽车的车企主要是奔驰和大 众:2011 年奔驰推出首款燃料电池汽车 B 级 F-Cell，采用其研制的第三代燃料电 池电堆，但未量产销售;2016 年奥迪发布了氢燃料电池概念车h-tron quattro， 目前尚未量产;2017 年奔驰推出其首款量产燃料电池汽车 GLC F-Cell，并于 2018 年 11 月在德交付给首批客户用作服务租赁，此款车型是氢燃料电池和插电式混 合车，燃料电池续航里程为 436km，内置的动力电池续航里程为 49km。
在燃料电池商用车方面，欧洲也不断推进研发示范。欧洲的燃料电池客车示范计划(HYFLEET-CUTE)于 2003~2010 年在 10 个城市示范运行了30辆第一代戴姆勒燃料电池客车，累计运行 130 万英里。在此基础上，欧洲燃料电池客车示范 项目(CHIC)又于 2003~2010 年在 5 个城市开展了 26 辆第二代燃料电池公共汽车示范运行，目标是实现燃料电池汽车性能达到目前燃油汽车的标准。
德国引领加氢站建设，建设速度加快。截至 2018 年底，欧洲已有 19 个国家建立 了加氢站，其中德国数量最多，引领加氢站建设。2018 年全球新增 48 座加氢站， 其中德国新增17座，截至 2018 年底德国拥有 60 座公共加氢站，保有量仅次于 日本;另外 38 个特定地点的加氢站已在规划中。荷兰、法国等国家的加氢站扩 张也在持续推进。
欧洲将继续加大对氢能及燃料电池的投入。2019 年 2 月 11 日，燃料电池和氢能 联合组织(FCH JU)发布“欧洲氢能路线图”，该路线图提出了欧洲氢能未来 30 年的发展规划，报告指出，氢能的使用将带来巨大的社会经济和环境效益。 到 2030 年，氢的预计部署将为欧盟公司的燃料和相关设备创造约 1300 亿欧元的 产业;到 2050 年达到 8200 亿欧元。氢能将为欧盟工业创造一个本地市场，作为 在全球氢能经济中竞争的跳板。2030年的出口潜力估计将达到 700 亿欧元，净 出口额将达到 500 亿欧元。
1.1.4 韩国:现代推出新车型，加氢站建设速度加快
韩国积极推进新能源产业发展。韩国和日本相似，能源压力较大，强调清洁能源 的利用。在 2008 年开始实施“低碳绿色增长战略”，其中对燃料电池研发项目投资 金额约合 16 亿 3800 万元。2010 年又实施“百万绿色家庭”项目，推广家用燃料电 池系统，计划在 2020 年前安装 10 万套 1kw 的燃料电池系统，安装补贴在 2010-2011 年之前达到 80%。2012 年政府投入预算总额达到 185 亿韩元建设氢 城市示范项目。
现代已推出商业化燃料电池汽车。2013 年，现代推出世界上第一辆量产版氢燃 料电池汽车——现代 ix35 FCV，续航里程426km，储氢重量 5.64kg，在性能上 不及 Miral，ix35 FCV 分别于2014年 4 月、6 月在韩国本土和美国南加州上市， 但销量低迷;2018 年现代推出最新一代燃料电池汽车NEXO，续航里程 612km， 储氢重量6.3kg，百公里加速为 9.8s，已在韩国、美国和欧洲上市销售，根据Marklines统计已售出 796 辆。
新车型推出+加氢站扩张，或推动汽车销量增长。韩国燃料电池汽车销量较低， 2016 和 2017 年仅两位数销量，2018 年现代推出的 NEXO 拉动销量增长至744辆(含 ix35 FCV)。截至 2018 年底韩国有 14 座加氢站，规划中的加氢站有27座，而在 2014 年仅 1 座加氢站，加氢站的扩张或推动燃料电池汽车销量增长。
韩国把氢能产业定为三大战略投资领域之一。韩国的目标是到 2030 年，力争在 氢动力汽车和燃料电池领域占据全球市场份额第一的位置。氢动力汽车将在2019 年普及 4000 辆，到 2022 年普及 8.1 万辆，2030 年普及 180 万辆，此后普及数量将逐渐扩大至数百万辆。
2019 年 1 月，韩国政府发布“氢能经济发展路线图”，旨在大力发展氢能产业，以 引领全球氢燃料电池汽车和燃料电池市场发展。根据该路线图，韩国政府计划到2040 年氢燃料电池汽车累计产量由目前的 2000 余辆增至 620 万辆，氢燃料电池 汽车加氢站从现有的 14 个增至 1200 个。如果该路线图顺利得到落实，到 2040 年可创造出 43 万亿韩元(约合2592 亿元人民币)的年附加值。
在氢燃料电池汽车方面，韩国政府计划到2040 年分阶段生产 620 万辆氢燃料电 池汽车。为此，政府将争取到 2019 年年底前在韩国国内普及 4000 辆以上氢燃料 电池汽车，到 2025 年打造年产量达 10 万辆的生产体系。在燃料电池方面，韩国 政府争取到 2040 年把燃料电池产量扩大至 15GW。加氢站方面，目前韩国国内 有 14 座加氢站，到 2022 年将增加到 310 座，2040 年增至 1200 座。
1.1.5 中国:尚处于发展初期，燃料电池商用车成为突破口
中国政府大力支持新能源发展。我国对于燃料电池的政策扶持和财政补贴起源已 久，早在 2001 年 9 月，启动的“863 电动汽车重大科技专项计划”就提出，国 家拨款 8.8 亿，确定了以“三纵三横”为核心的电动汽车专项矩阵式研发体系， 其中包含了对燃料电池汽车和燃料电池系统的研发。近年来，随着氢燃料电池技 术的突破、新能源汽车的快速发展，以及国家对清洁能源的日益重视。我国开始加大对氢燃料电池领域的规划和支持力度，政策出台也越来越集中。尤其是《中 国制造 2025》提出实现燃料电池汽车的运行规模进一步扩大，达到 1000 辆的运 行规模，到 2025 年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。更是将发展氢燃料电池的发展提升到了战略高度。
中国燃料电池乘用车尚处于试验验证阶段，商用车成为突破口。中国出台了新能源汽车补贴政策，且在电动汽车补贴退坡的情况下，燃料电池汽车补贴不退坡，表明对燃料电池汽车的大力支持，但中国的燃料电池汽车发展速度仍较慢。目前中国燃料电池乘用车仅有概念车，上汽集团曾于2015年 4 月推出首款国产燃料 电池乘用车荣威 750FCV，于 2017 年推出荣威950FCV，但都未量产。中国燃 料电池商用车经过多年研发已进入商业化阶段，多家车企推出了燃料电池商用车 产品，2017 年《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中仅有 3 款专用车、19 款 客车入榜，而2018年增至 26 款专用车、60 款客车，专用车、客车车型数分别是2017年的 8.67、3.16 倍，其中东风汽车、宇通客车、申龙客车分别凭借19、 14、12 辆的入榜量成为前三车企。2018 年中国燃料电池汽车产销均完成1527辆，包括 1418 辆燃料电池客车以及 109 辆燃料电池货车。
燃料电池汽车研发取得一定突破，基础设施建设尚待完善。国内氢燃料电池汽车 研发经过多年发展已有一定突破，一方面是续航里程有所提高;另一方面，则是 整车制造成本有所下降。在基础设施建设方面，截至 2018 年，中国共有25座建 成的加氢站(其中 3 座已拆除)，另有多座在建，但多数仅供示范车辆加注使用，暂未实现全商业化运营。
燃料电池汽车推动力度加强。2016 年工信部组织制定的《节能与新能源汽车技 术路线图》明确提出:2020 年实现 5000 辆级规模在特定地区公共服务用车领域 的示范应用，建成 100座加氢站;2025 年实现 5 万辆规模的应用，建成300座加氢站;2030 年实现百万辆氢燃料电池汽车的商业化应用，建成 1000 座加氢站。 2017 年，上海市在国内率先发布了《上海市燃料电池汽车发展规划》，明确提 出:2020 年建设加氢站5~10 座，示范运行规模达到3000辆;2025 年建成加 氢站 50 座，乘用车推广不少于2万辆、其它特种车辆推广不少于 1 万辆。
1.2 龙头车企加大燃料电池汽车布局
龙头车企已推出多款燃料电池汽车，产品性能有所提升。自现代 ix35 FCV 上市开启燃料电池汽车的商业化进程以来，已有5款燃料电池乘用车实现量产上市，在此期间也有多家车企推出了燃料电池概念车，包括奥迪和上汽。对比这些车型 的性能，在续航里程、百公里加速、电机功率等方面都有不同程度的提升，例如 对比现代旗下的两款车型 ix35 FCV 和 NEXO Blue，NEXO Blue 的续航里程、百公里加速、电机功率分别提升了 44%、22%、22%，百公里氢耗下降了 33%。
龙头车企加大燃料电池汽车布局。目前已有多家国际汽车巨头公布产品布局和销 量规划，其中丰田提出到 2020 年燃料电池车年销量扩大至 3 万辆以上，到2050年燃料电池汽车和纯电动汽车占总销量的三成;现代提出在2020年之前推出 2 款氢燃料电池车型(已实现)，计划在2030年新建两座工厂，生产 50 万辆燃料 电池电动汽车和 70 万套燃料电池系统。
部分国内车企将燃料电池汽车纳入发展规划。据相关资料显示，目前国内具备燃 料电池汽车生产资质的企业有 13 家:宇通客车、福田汽车、上汽集团、上汽大 通、申龙客车、中植汽车、金龙客车、东风、飞驰客车、奥新、南京金龙、青年 汽车、蜀都客车。目前仅 7家车企发布了发展规划，尚属少数，不过上汽大通、五洲龙等车企的燃料电池商用车已进入示范运营阶段，后续量产可期。
车企采用合作方式推进燃料电池汽车研发和商业化。车企的合作对象主要有两 种:其一是其他龙头车企，宝马和丰田、通用和本田、现代和奥迪等先后展开了 合作，共同开发燃料电池系统、储氢技术、燃料电池关键组件等，加速推进燃料 电池汽车商业化进程。其二是产业链上下游公司，如奥迪与巴拉德在燃料电池系 统上展开合作，并于2018年 6 月宣布就目前的科技解决方案合同延长 3.5 年的 合同期限;长城汽车收购上燃料动力 51%股权，布局燃料电池驱动技术;福田汽车与亿华通联合研制燃料电池客车，并拟间接认购亿华通部分股权。
1.3 燃料电池汽车行业空间广阔
根据中、日、韩政府相继提出的截至 2030 年燃料电池汽车的规划，同时我们预 计欧洲、美国 2030 年燃料电池汽车数量分别达到 360 万辆和 300 万辆，测算出 到 2030年全球燃料电池汽车累计销量为 1030 万辆，市场规模超过 36000 亿元， 其中中国市场规模约为 3500 亿元。
燃料电池汽车产业链涉及氢能供应和燃料电池汽车两方面内容:氢能供应包括氢 气从生产、储存、运输到加注、使用的全过程;燃料电池汽车包括车载储氢系 统、燃料电池系统、电驱动系统、整车控制系统和辅助储能装置等新元素。从整 个产业链条看，燃料电池汽车的推广和应用涉及面广，无论对车辆本身还是对氢 的制备、储运、应用等，都有较高要求。
2.1 统筹发展制氢加氢产业是燃料电池汽车推广的基础
类似于燃油汽车的采油-炼油-运油-加油站产业链和电动汽车的发电-电力输配-充电桩产业链，燃料电池汽车有制氢-储氢-运氢-加氢站产业链。
制氢:制氢是将存在于天然或合成的化合物中的氢元素，通过化学的过程转化为 氢气，主要包括煤气化制氢、水电解制氢、天然气重整气制氢、甲醇裂解制氢等 工艺。全球来看，目前主要的制氢原料 96%以上来源于传统能源的化学重整(48% 来自天然气重整、30%来自醇类重整，18%来自焦炉煤气)，4%左右来源于电解 水。对比几种主要制氢技术的成本，煤气化制氢的成本最低为 1.67 美元/千克， 而电解水制氢成本最高约为5.2美元/千克。
技术进步和规模效应推动电解水制氢。虽然目前水电解制氢成本远高于石化燃 料，但用化石燃料制取氢气不可持续，不能解决能源和环境的根本矛盾。并且碳 排放量高，煤气化制氢二氧化碳排放量高达193kg/GJ，天然气重整制氢也有 69kg/GJ，对环境不友好。而电解水制氢是可持续和低污染的，这种方法的二氧 化碳排放最高不超过 30kg/GJ，远低于煤气化制氢和天然气重整制氢。
电解水制氢成本主要来源于电价、固定资产投资、生产运维，其中电价是造成电 解水成本高的主要原因，因而电价的下降必将带来氢气成本的大幅下降。同时技 术发展、规模化效应，都会使氢气成本下降。我国可再生能源丰富，每年弃水弃 风的电量都可以用于电解水。我国拥有水电资源 3.78 亿千瓦，年发电量达到 2800 亿千瓦时。我国风力资源也非常丰富，可利用风能约2.53亿千瓦时。但风电由于 其不稳定的特性，较难上网，因此每年弃风限电的电量规模庞大。如果将这部分 能源充分利用起来，有利于电解水制氢的发展。
目前，国内制氢产业有待进一步发展，专门的氢气制造企业数量不多。从地区分 布来看，国内氢气制造业在东部沿海地区发展较快，内陆地区缓慢。制氢企业的 分布同样有明显的地域特征。目前，国内制氢企业东部沿海多内陆少，其中以北京市、山东省、江苏省、上海市、广东省最为集中，占全国制氢总量超 60%。
储氢:氢气具有极高的质量能量密度，但体积能量密度却很低，使用过程中必须 通过压缩的形式进行储存，因此其储存装置必须满足耐高压、高强度和气密性要 求。氢的存储主要包括高压气态储存、固态氢化物储存、低温液氢储存等方式， 相应的，其运输方式主要包括车船运输和管道运输等。
车载储氢方面，目前日本和欧美等国家燃料电池汽车上装载的储氢罐，承受压力 均为 70MPa。基于此储氢技术，燃料电池汽车的续驶里程已达到传统汽车水平， 且加氢时间在 5 分钟之内。
加氢站:在氢能应用层面，加氢站及其他基础设施的建设是未来发展的重点。截至2018年底，全球共有 369 座加氢站。其中欧洲 152 座，亚洲136座，北美78 座。但在全部 369 座加氢站中，仅273座为公共加氢站，可供所有人使用。其余加油站则保留给封闭用户群，并供应公共汽车或车队车辆。
目前一个新的加氢站的建设成本在 200-500 万美元左右。日本建设一座中型加氢 站的投资在 500~550 万美元;在美国需要 280~350 万美元。与国外相比，在国 内建立一座加氢站具有成本方面的优势，国内建设一座加氢站(35Mpa)的投资在 200~250 万美元之间。随着加氢站建设数量的增多，势必出现规模效应，加氢 站的建设成本将有效下降。
截至 2018 年12月，中国共有 25 座建成的加氢站(其中 3 座已拆除)，主要分 布在经济比较发达、有汽车产业基础的地区，以及地方政府有意愿实施新旧动能 转换的地区。目前 80%的加氢站集中在广东、上海、江苏、湖北、辽宁五个省 份地区。
统筹发展制氢加氢产业是燃料电池汽车推广的基础。欧美日韩发达国家均是把制 氢、加氢站建设放在了战略发展、区位优先发展、集中优势发展位置。集中国家 力量发展氢能产业并做示范推广，从而确保氢能燃料电池产业应用推广的基础建 设得以配套。
目前我国加氢站建设主体众多，缺乏国家统筹和政策配套措施。加氢站是公共事 业范畴，目前项目选址、规划管理、安全运营缺乏监督与管理。另外加氢站投资巨大，同时也要集中规模化科学管理，以降低建设运营成本和安全运行。
2.2 国内燃料电池产业链趋于完善，国内外技术差距逐 步缩小
2.2.1 燃料电池:降低成本、提高寿命是发展方向
燃料电池是燃料电池汽车的心脏，其重要性等同于燃油汽车的发动机、电动汽车 的动力电池。燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发 电装置，其发电原理与原电池或二次电池相似，电解质隔膜两侧分别发生氢氧化 反应与氧还原反应，电子通过外电路作功，反应产物为水。
燃料电池单电池包括膜电极组件(MEA)、双极板及密封元件等。膜电极组件是 电化学反应的核心部件，由阴阳极、多孔气体扩散电极和电解质隔膜组成。额定 工作条件下，一节单电池工作电压仅为0.7V左右，实际应用时为满足一定的功 率需求，通常由数百节单电池组成燃料电池电堆或模块。因此，与其他化学电源 一样，燃料电池电堆单电池间的均一性非常重要。
质子交换膜燃料电池应用最多，出货量占比达73.35%。按电解质分类，燃料电 池一般包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电 池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。 其中，质子交换膜燃料电池因具有工作温度较低、启动时间快、操作条件温和等 特点，成为应用最广的燃料电池，E4tech 基于 2018 年 1 月~10 月的数据，预计 2018 年质子交换膜燃料电池出货量为589.1MW，占比高达 73.35%。
燃料电池充氢速度快、氢气热值高且安全性高，但动力系统复杂、寿命较短且技 术尚不成熟。对比发动机、三元动力电池和燃料电池这三种动力装置，从燃料工 作方式看，燃料电池与发动机类似，其燃料是在电池外携带的，而动力电池的活 性物质则封装在电池内部，燃料电池所用的氢气可以像燃油汽车的汽油一样充装， 仅需要几分钟时间;从动力系统组成看，三元电池较简单，而发动机和燃料电池 的动力系统较为复杂，需要多个系统配合共同发挥作用，其中燃料电池发电系统 除燃料电池电堆外，还包括燃料供应子系统、氧化剂供应子系统、水热管理子系统及电管理与控制子系统等;从热值看，氢气的热值很高，是汽油的 3 倍多，能 量密度也远高于三元电池;从安全性看，发动机和燃料电池的安全性都高于三元 电池;但燃料电池的使用寿命相对较短，同时现在技术尚不成熟，离商业化还有较长的路要走。
全球燃料电池出货量保持增长，交通运输用途成为燃料电池增长主力。全球燃料 电池出货量基本保持增长趋势(2014 年同比下降或由于数据源不同)，E4tech 基 于 2018 年 1 月~10 月的数据，预计2018年燃料电池总出货量为 7.43 万个，对 应功率规模为 803.1MW，其中用于交通运输用途的出货量为 562.6MW，同比增 长 29.13%，占比达到 70.1%;而按系统数量看，用于交通运输用途的燃料电池 出货量占比也逐步提高，交通运输用途已成为燃料电池增长的主力。
成本仍是燃料电池商业化的主要挑战。根据美国能源部(DOE)数据，近十年燃 料电池成本下降了 60%，燃料电池系统年产量水平为 50 万个/年、10 万个/年和 1 千个/年的单位成本在 2017 年分别为 45 美元/kW、50 美元/kW 和 180 美元/kW， 而用于燃料电池汽车的燃料电池系统单位成本则达到 230 美元/kW(年产量水平 为 1 千个/年)，目前大部分燃料电池生产企业的年产量尚未能达到 10 万个/年， 因此成本仍然处于高水平。美国能源部制定的目标是到2025年燃料电池系统的 单位成本下降至 40 美元/kW(年产量水平为 50 万个/年)，最终下降至 30 美元/kW; 而我国的目标则是到2030年系统成本低于 200 元/kW。
2.2.2 质子交换膜:燃料电池的核心元件
质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心元件，以全氟磺酸膜为主，目前国产化进程提速。质子交换膜目前主流趋势是全氟磺酸增强型复合膜，质子交换膜逐渐趋于薄型化，由几十微米降低到十几微米，降低质子传递的欧姆极化，以达到更高的性能。开发低铂、高反应效率的CCM型薄催化层膜电极是目前质 子交换膜燃料电池开发的重要技术方向。
国外企业有美国的 Gore、科慕、3M、日本的旭化成等，国内能够批量化供应只 有山东东岳，山东东岳的产品已经进入了奔驰的供应链体系。
2.2.3 催化剂:研发低铂或非铂催化剂是降低成本的有效途径
降低催化剂中铂的含量或开发非铂催化剂是未来发展方向。催化剂是燃料电池的关键材料之一，在质子交换膜燃料电池系统的成本中，电堆成本占比最高，达60%左右，其是燃料电池的电能来源;而在电堆的成本构成中，催化剂的成本占比最高，在50万个/年的年产量水平下高达 41%。因此，降低催化剂的成本是降 低燃料电池成本的关键，而目前常用的商用催化剂是 Pt/C，尽管 Pt 用量已从 10 年前 0.8~1.0 gPt·kW-1 降至现在的 0.3~0.5 gPt·kW-1，但含量仍较高;Pt 催化剂 除了受成本与资源制约外，也存在稳定性问题，燃料电池在车辆运行工况下，Pt 催化剂会发生衰减。因此，降低催化剂中 Pt 的含量或研究新型高稳定、高活性的 低 Pt 或非 Pt 催化剂，以降低催化剂的成本并提高燃料电池的寿命是燃料电池的未来发展方向。
燃料电池催化剂的国外生产商主要有英国 Johnson Matthery、德国 BASF、日本 Tanaka、日本日清纺、比利时 Umicore 等;国内有贵研铂业、武汉喜马拉雅、中 科中创、苏州擎动动力、昆山桑莱特等。
2.2.4 扩散层:国内生产依旧受制于技术瓶颈
扩散层主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道、支撑催化剂。扩 散层由基底层和微孔层组成，其中基底层材料大多是多孔碳纸或碳布，微孔层通 常由导电炭黑和憎水剂构成。扩散层规模化生产将会带来大幅的成本削减。 DOE 数据显示，2017 年每生产 10 万套质子交换膜燃料电池系统成本50美元 /kW，其中扩散层占比 9%;每生产50万套质子交换膜燃料电池系统成本 45 美元 /kW，其中扩散层占比6%。
目前全球碳纸/碳布生产厂家较少，供应商主要为日本东丽、德国西格里(SGL)集 团、日本 JSR、加拿大 Ballard、台湾碳能等。东丽占据较大的市场份额，我国对 碳纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学等高校。中国大陆气体扩散层量 产技术还是空白，主要原因是气体扩散层的石墨化工序需要 2000°C以上的高温， 但高温炉技术尚未掌握。
2.2.5 膜电极:降低成本、增加使用寿命是技术方向
燃料电池单体内部最重要的部件就是膜电极，它是燃料电池发电的关键核心部 件，决定了电堆性能、寿命和成本的上限。膜电极由质子交换膜、催化剂和扩散 层组成，其与其两侧的双极板组成了燃料电池的基本单元。在实际应用中将多个 单电池组合成为燃料电池电堆以满足不同大小功率输出的需要。
膜电极在成本和寿命方面有严格的要求，降低铂的使用量可以大幅降低成本，但 燃料电池的反应效率也会大大减少。催化层不均匀涂布到膜上，超过几千小时后 会发生漏气的情况，减少燃料电池的寿命。
膜电极的主要制造商是 3M，杜邦(Chemours)，GORE，庄信万丰，Ballard， Greenerity 等。3M 是市场占有率最高20%的公司，其次是杜邦(Chemours) 占有 16%的市场份额。
国内膜电极供应商主要是武汉理工新能源，其产品主要供应美国 PlugPower 公 司。大连新源的膜电极产品主要是为上汽的发动机配套。国产膜电极性能与国际 水平接近，但专业特性上如铂载量等性能与国际水平还有一定差距。
2.2.6 双极板:石墨、金属各有所需
双极板是质子交换膜燃料电池除了质子交换膜以外的另一个核心组成部分，占整 个燃料电池 60%的重量和 20%的成本，起到收集传导电流、分隔氧化剂和还原 剂以及支撑电池等作用，其性能优劣直接影响电池的输出功率和使用寿命。
双极板材料目前主要是石墨双极板和金属双极板，丰田 Mirai、本田 Clarity 和现 代 NEXO等乘用车均采用金属双极板，而商用车一般采用石墨双极板。由于燃 料电池特殊的工作环境，要求双极板除具有高导电性，强耐蚀性和疏水性，同时 还要具有高的机械强度、高的阻气能力和低成本、易加工等特性。
石墨基双极板的主流供应商有美国 POCO、美国 SHF、美国 Graftech 等。石墨 双极板已实现国产化，国产厂商主要有上海神力、上海弘枫等公司。国外金属双 极板主要供应商有瑞典 Cellimpact、德国 Dana、德国 Grabener、美国 treadstone 等。国内还处于研发试制阶段，上海佑戈、上海治臻新能源、新源动 力等企业研制出车用燃料电池金属双极板，并尝试在电堆和整车中实际应用。复 合双极板的研发目前还比较少，国内仅有大连新源动力和武汉喜玛拉雅等企业有 所涉及。
2.2.7 电堆:国内尚处于技术验证阶段
燃料电池产业链中游是将上游的材料和部件进行组装，集成到燃料电池系统。
国外乘用车厂大多自行开发电堆，也有少数采用合作伙伴的电堆来开发发动机的 乘用车企业，例如奥迪和奔驰。目前国外可以单独供应车用燃料电池电堆的知名 企业主要有加拿大的 Ballard和 Hydrogenics，欧洲和美国正在运营的燃料电池 公交车绝大多数采用这两家公司的石墨板电堆产品。
国内生产电堆的企业主要有大连新源动力和上海神力，大连新源动力采用的是金 属板和复合板的技术路线，与上汽合作，开发了荣威950乘用车和上汽 V80 客 车。上海神力成立于 1998 年，是中国第一家专业的燃料电池电堆研发生产企 业，目前两家都建成了燃料电池电堆中试线，正处于从小批量到产业化转化的关 键阶段。另外有一些新兴的燃料电池电堆企业，例如弗尔塞、北京氢璞、武汉众 宇等，也开发出燃料电池电堆样机和生产线，正处于验证阶段。
2.3 燃料电池汽车:续航里程长、充能时间短，但仍存劣势
燃料电池产业链下游主要是燃料电池汽车。燃料电池汽车的主流技术为燃料电池 与二次电池“电-电”混合模式，平稳运行时依靠燃料电池提供动力;需要高功率输 出时，燃料电池与二次电池共同供电;在低载或怠速工况燃料电池在提供驱动动 力的同时，给二次电池充电。这种“电-电”混合模式，可使燃料电池输出功率相对 稳定，有利于燃料电池寿命的提升。另外，燃料电池输出电压要通过 DC-DC 变 换器使之与电机匹配。
相较于纯电动汽车，燃料电池汽车具有续航里程长、充能时间短等优势。对比分 析三种汽车的性能，相较于纯电动汽车，燃料电池汽车的续航里程更长、充能时 间明显减少(仅需几分钟);相较于燃油汽车，燃料电池汽车和纯电动汽车的能量 转换效率更高，同时在不考虑制氢运氢和发电的情况下零排放无污染，且使用成 本较低。但是燃料电池汽车的劣势也很明显，目前燃料电池汽车的使用寿命难以 与纯电动汽车和燃油汽车相较，同时由于目前技术尚不成熟，其制造成本高(尤 其是燃料电池系统成本)，实际能量转换效率也不及纯电动汽车;此外氢能源链尚 不完善，使氢气的成本和售价偏高，造成燃料电池汽车的使用成本高于纯电动汽 车，但下降空间也较大。
燃料电池汽车商业化仍存痛点。中国和其他领先国家都出台了支持政策推动燃料 电池汽车发展，但中国的燃料电池乘用车尚未商业化，还存在一些痛点:
关键技术不成熟、未实现国产化。中国的燃料电池汽车核心部件的技术尚不 成熟，落后国外厂商至少 3~4 年的时间，国内燃料电池电堆、进风系统的风 机、升压 DC-DC 等关键材料的生产厂家还不多且多处于研发、少量试运行 阶段，仍需要进口，造成系统成本提高;技术壁垒较低的燃料电池动力系统 集成的国产化程度也不高;空压机、加湿器、氢循环装置等附件系统仍需要 进口;在续航能力、电池寿命等性能方面，与国外存在较大差异。燃料电池 汽车关键部件和关键材料要实现国产化尚有很长一段路。大洋电机、潍柴动 力分别于 2016年、2018 年收购燃料电池领导者巴拉德 9.9%、19.9%的股 份，有利于引进先进技术。
制氢、储氢、运氢、加氢站产业链发展和基础设施配套尚不完善。目前氢产 业链发展尚不完备，例如虽然有燃料制氢、氯碱工业副产品、电解水等制氢 技术，但是燃料制氢不环保且仍需依赖化石能源，后两者需用电解方式、成 本受制于电的成本。氢产业链的不完备以及现阶段氢的使用较少而难以形成 规模效应，造成制氢成本较高。同时，制氢设备、运氢设备、加氢站等基础 设施的不完善也加剧了燃料电池汽车推广和商业化的难度。
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（报告来源：渤海证券；分析师：郑连声 、陈兰芳、滕飞）
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