本文是中國銀河證券電子行業(yè)首席分析師王莉于2016年6月份路演燃料電池汽車的一份路演紀(jì)要原稿，轉(zhuǎn)載請(qǐng)務(wù)必注明來自銀河證券王莉。
王莉團(tuán)隊(duì)的深度報(bào)告《燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈深度研究：政策為帆，“氫”心起航-20160527》在線下載鏈接如下：
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首先想和大家分享的是兩個(gè)方面的變化，正是基于這兩方面的變化我們才發(fā)布了燃料電池的相關(guān)報(bào)告并開始推薦，第一方面是來自于政策方面的變化，即政策邊際改善的機(jī)會(huì)。第二方面是傳統(tǒng)車廠在燃料電池汽車方面的布局，量產(chǎn)車型在快速增多。我們認(rèn)為這是兩個(gè)最核心的變化因素。下面我將對(duì)以上兩方面做詳細(xì)說明。
下面解讀一下什么是燃料電池。簡單來說，鋰電池通過正極鋰化合物、負(fù)極的碳，配合六氟磷酸鋰電解液進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)發(fā)電，燃料電池則是通過電化學(xué)反應(yīng)，將常見可燃?xì)怏w和液體如氫氣、甲烷、天然氣、沼氣、乙醇、甲醇等燃料，通過催化劑提取能量，無需燃燒。
燃料電池技術(shù)積累來源于電子化學(xué)品、基礎(chǔ)化學(xué)等科目，已經(jīng)脫離了原有產(chǎn)業(yè)靠工序、物理研究，而是靠化學(xué)和新材料來堆砌的新產(chǎn)業(yè)的技術(shù)。燃料電池相對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃燒方式的好處是清潔環(huán)保屬性明確，氫氣電化學(xué)反應(yīng)不產(chǎn)生碳，能力密度高，能效轉(zhuǎn)換率可達(dá)60-80%，內(nèi)燃機(jī)只能達(dá)到30%左右。
燃料電池在很多領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用。比如早期的航空航天動(dòng)力應(yīng)用，最早將燃料電池作為航空航天主要能源方式的可追溯到上世紀(jì)50年代美國NASA的阿波羅登月計(jì)劃，后來燃料電池逐步由航空航天、邊遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)電等領(lǐng)域向商用領(lǐng)域過渡，目前占比最大的應(yīng)用之一是是發(fā)電或輔助備用電源發(fā)電，例如美國很多數(shù)據(jù)中心將燃料電池作為備用電能使用。
除了發(fā)電及備用電源發(fā)電之外外，燃料電池還可用于汽車工業(yè)，如巴拉德和豐田公司的乘用車方面的運(yùn)用，或運(yùn)用于叉車等專業(yè)工程機(jī)械領(lǐng)域，另外還有大巴方面運(yùn)用的嘗試。除此之外無人機(jī)、移動(dòng)裝置電源、筆記本等鋰電池可用領(lǐng)域原則上燃料電池都可以運(yùn)用，但超小型裝置上燃料電池優(yōu)勢(shì)并不明顯，所以目前發(fā)電和動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多。
燃料電池汽車也是電動(dòng)車的一種。只是動(dòng)力系統(tǒng)從我們熟知的鋰電池等換成了燃料電池。
電動(dòng)汽車用電池經(jīng)歷了三代的發(fā)展，從早期的鉛酸電池到現(xiàn)在大熱的鋰離子電池，再到燃料電池，技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，電池性能也在不斷優(yōu)化。目前廣泛應(yīng)用于燃料電池汽車的是質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC （也叫氫燃料電池），它以純氫為燃料，具備能量轉(zhuǎn)換效率高、噪音低、無污染、壽命長、啟動(dòng)迅速、比功率大和輸出功率可隨時(shí)調(diào)整等性能優(yōu)勢(shì)。
燃料電池汽車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車前進(jìn)。
我們可以看到燃料電池汽車具備一些典型優(yōu)勢(shì)，它續(xù)航里程高，充一次5公斤的氫氣可以跑650公里，稍差一點(diǎn)的現(xiàn)代途勝可以跑500公里以上，遠(yuǎn)超鋰電池汽車。
燃料電池汽車加氫迅速，幾分鐘可以完成，而鋰電池則需要充電45分鐘到1小時(shí)的時(shí)間。
燃料電池汽車及系統(tǒng)自重很輕，可以設(shè)計(jì)成流線型跑車和SUV形態(tài)。
燃料電池汽車清潔環(huán)保，氫燃料沒有碳排放問題，排出的主要是水。在2009年哥本哈根全球氣候大會(huì)后，各國均制定了自己的碳排放目標(biāo)，隨著各國對(duì)于清潔環(huán)保的意識(shí)提升，燃料電池成為了碳排放重要技術(shù)指標(biāo)和維度。
下圖對(duì)比了燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
我們看到對(duì)于燃料電池的擔(dān)憂主要有一下幾個(gè)方面：燃料電池汽車價(jià)格偏貴，最便宜的汽車是豐田14年底推出的一款，不考慮政府補(bǔ)貼的話，需要40萬元左右，氫氣是可燃?xì)怏w，相對(duì)危險(xiǎn)，另外加氫不會(huì)像電站那樣方便？
（1）價(jià)格
首先來看價(jià)格。
一次購置成本。豐田汽車可以優(yōu)化到?jīng)]有政府補(bǔ)貼的情況下售價(jià)40萬，加上日本政府補(bǔ)貼的話不到30萬元，流線型跑車形態(tài)很漂亮，這個(gè)價(jià)格并不貴。而且我們的判斷是未來2-3年成本還有大幾萬的優(yōu)化空間，單車20-30萬的售價(jià)并不難接受。
日常使用成本方面，中美制氫價(jià)格低廉，美國可用天然氣重整制氫，成本很低；中國的主流制氫是使用石油石化過程副產(chǎn)氫分離，分離會(huì)產(chǎn)生一定的成本，另外有些廠家在用硼氫化鈉提取氫，綜合成本比電解水要便宜。無論是天然氣重整制氫、化學(xué)燃料制氫哪種方式都可以通過擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行成本優(yōu)化。對(duì)應(yīng)到汽車每公里的成本大概是不到一毛錢跑一公里，比2.0T燃油車一公里8毛到一塊錢便宜，比鋰電池一公里幾分錢的成本要貴一些。
日本制氫成本是全世界最高的地區(qū)之一，因?yàn)槿毡镜幕剂仙伲砸话闶褂秒娊馑茪洌酆厦抗?-5毛錢，依舊比燃油車使用成本低，所以日常加氫成本并不高。
當(dāng)行業(yè)達(dá)到例如幾千萬輛汽車的規(guī)模化量的市場(chǎng)，目前還很難估計(jì)和想象，原則上來說儲(chǔ)能是有的，問題是怎樣進(jìn)一步優(yōu)化成本。無論如何，目前來看，價(jià)格已經(jīng)不是最大的問題。
（2）安全
在技術(shù)優(yōu)化后，安全問題其實(shí)并不是問題。很多人從安全性來考慮認(rèn)為，汽車上帶一個(gè)氫瓶感覺很危險(xiǎn)，事實(shí)上是，目前很多出租車和公交車也使用天然氣供能。就目前工藝來說，氫瓶是使用鋼瓶來儲(chǔ)存，豐田使用特制的碳纖維，這種材質(zhì)的特點(diǎn)是輕量且更加安全防撞擊，現(xiàn)有的多項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，車載儲(chǔ)氫的安全已經(jīng)不構(gòu)成問題。
（3）加氫站
這部分是我想重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的，我認(rèn)為，燃料電池汽車推廣的最大的障礙是加氫站等基礎(chǔ)配套設(shè)施配套不夠。
日本、美國加州、德國在政策扶持下已經(jīng)建立了大量的加氫站，加氫更加方便。目前加氫站和加油站類似，都需要政府推動(dòng)，建設(shè)成本是目前加油站的2-3倍，日常維護(hù)成本很高。
豐田在美國加州和日本本地建立了很多太陽能加氫站，太陽能加氫是最理想的模式，可循環(huán)制氫，有太陽能、水就會(huì)有氫氣，雖然目前的功率還不便用于主加氫應(yīng)用，但可以解決最后一公里的里程焦慮問題。此種路徑如果能夠解決功率轉(zhuǎn)換率的問題，將會(huì)成為各個(gè)國家追求的目標(biāo)。
另外豐田配套的實(shí)時(shí)加氫車也會(huì)使加氫更加方便。
從我們國家目前情況來看，最值得關(guān)心的問題是氫能戰(zhàn)略的重要性究竟如何，氫能如果定了，燃料電池是必備的用氫技術(shù)，加氫站也將不會(huì)成為任何阻礙。
燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)最重要的部件：燃料電池、電機(jī)、儲(chǔ)氫罐、輔助電源（混合驅(qū)動(dòng)必需）。
電機(jī)系統(tǒng)目前是釹鐵硼永磁直流電機(jī)運(yùn)用最為廣泛，輔助電源用于瞬間啟動(dòng)以及對(duì)能量進(jìn)行回收，使其更加節(jié)能。
成本來說，整車制造成本約12萬，扣除整車制造，主要成本是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，其中成本占比最大的是燃料電池，約70-80%，電機(jī)占比約10-15%，儲(chǔ)氫罐約占8-10%，輔助電源是占比最低的一項(xiàng)，但很重要，目前量產(chǎn)的車型都會(huì)裝有輔助電源，是混合驅(qū)動(dòng)必需的裝置。
綜上，最重要的部分是車載燃料電池。電池由燃料電池堆構(gòu)成，電池堆則是由一片片電池片構(gòu)成，有點(diǎn)像夾層餅干，每片電池片最核心的部分是支撐電池片的附著版，氫燃料電池的電解質(zhì)膜主要用質(zhì)子交換膜。在上面我們用催化劑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，催化層是發(fā)生電化反應(yīng)的場(chǎng)所，是電極的核心部分，電化學(xué)反應(yīng)需要催化劑。另外就是燃料擴(kuò)散、導(dǎo)流的雙極板。這三個(gè)組件是燃料電池系統(tǒng)最重要的三個(gè)部分，按成本序列來看，質(zhì)子交換膜成本最大，質(zhì)子交換膜單車成本約5-6萬，催化劑部分如果使用質(zhì)子交換膜，則必須使用鉑金，單車成本約2-3萬，雙極板是大幾千元。
質(zhì)子交換膜成本高和鉑貴金催化劑用量大是燃料電池成本居高不下的重要原因。我們認(rèn)為如果未來貴金屬催化劑負(fù)載量能夠大幅降低，或者能被其他成本更低的催化劑取代，8萬元的成本構(gòu)成則可以被優(yōu)化。質(zhì)子交換膜雖然目前被杜邦化學(xué)壟斷，仍需時(shí)間破解替代，但單電池用膜越來越少、成本降低是未來趨勢(shì)。催化劑技術(shù)則不斷有新潮流涌現(xiàn)，例如中科院以及上海交大等研究機(jī)構(gòu)都各有新研究出現(xiàn)。
我國做的怎么樣？
我國在燃料電池汽車領(lǐng)域有一定積累，整車廠商此前就有不少在做燃料電池汽車，例如上汽集團(tuán)、宇通客車、福田、安凱、金龍都在研發(fā)，在世博會(huì)、奧運(yùn)會(huì)它們都有相關(guān)車型推出。燃料電池技術(shù)和系統(tǒng)方面，我國研發(fā)比較好的中科院旗下的大連化物所，同濟(jì)大學(xué)、上海交大等都有一定的積累。但核心部件比較難突破，因?yàn)榧夹g(shù)均被國外壟斷。
從燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈條受益排序來看。
第一，氫能一定是本地化的。只要扶持氫能源，無論是制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫，從氫能角度來說受益的確定性都是最大的。華昌化工擁有最大產(chǎn)能的硼氫化鈉用于制氫，如果行業(yè)得到扶持應(yīng)該最先受益。
第二是整車，豐田專利開放會(huì)使整車最先受益。例如上汽集團(tuán)、宇通客車、福田、安凱、金龍均有相關(guān)研發(fā)和車型準(zhǔn)備。
第三才是燃料電池系統(tǒng)。國內(nèi)目前做的最好的是大連新源動(dòng)力，依托于大連化物所，上海神力依托于同濟(jì)大學(xué)。大連新源動(dòng)力的主要參股方是上汽集團(tuán)和長城電工、南都電源、新大洲，上海神力的控股方是江蘇陽光。
第四是核心配件。同濟(jì)科技和上海神力共同成立了一家子公司中科同力，用于研究質(zhì)子交換膜，因?yàn)榇瞬糠值募夹g(shù)最難突破。鉑金催化劑較難突破，未來我們可以看到新型催化劑廠商出現(xiàn)。
輔助電源部分是動(dòng)力系統(tǒng)重要的部件之一，未來主力趨勢(shì)是超級(jí)電容器，它的壽命長，啟動(dòng)快，瞬間完成充放電。江海股份應(yīng)該是超級(jí)電容器的龍頭公司，我們之前有深度報(bào)告推薦。
最后，說一下為什么把三環(huán)集團(tuán)也加到了這個(gè)報(bào)告里。三環(huán)集團(tuán)是我們非常看好的一個(gè)長線品種，公司路線是采用固體氧化物的燃料電池，首先隔膜不用質(zhì)子交換膜，而是采用陶瓷片，其次它的催化劑可以使用普通金屬，不需使用鉑金，最后，電池不僅僅可以燒氫氣，天然氣、甲烷等傳統(tǒng)可燃?xì)怏w均可燃燒，這種路線原本用于分布式發(fā)電。如果未來通過把隔膜板越做越薄，重量、厚度都得到了解決和改善。反應(yīng)溫度如果能從此前的1000度降到100-200度，我們認(rèn)為放在車上也是有可能的。這家公司目前重點(diǎn)仍為分布式發(fā)電，燃料電池業(yè)務(wù)是是給美國布魯姆能源提供核心隔膜板，但公司已經(jīng)具備了燃料電池電堆的核心技術(shù)。
問答環(huán)節(jié)
問題1：能不能評(píng)價(jià)一下珠海銀隆的電池方向，他們的能量密度也大幅度超過燃料電池。
答：珠海銀隆應(yīng)該是鋰電池技術(shù)路線，格力收購的公司。質(zhì)地不錯(cuò)，能量密度部分沒有具體了解，我們估計(jì)公司應(yīng)該是通過電池的拼裝加上電源管理系統(tǒng)來提升單車?yán)m(xù)航里程，但應(yīng)該不是能量密度的概念。氫燃料電池在同等體積下應(yīng)該優(yōu)于鋰電池。
問題2：太陽能加氫站具體一些是什么情況？國際國內(nèi)發(fā)展如何？
答：太陽能加氫站目前難度最高，主力研發(fā)方是日本豐田，其他廠商需要時(shí)間。國內(nèi)太陽能加氫站的技術(shù)差一些，常規(guī)加氫站和常規(guī)加油站很像，常規(guī)加氫站依賴政策扶持。
問題3：燃料電池受溫度影響大嗎？在零下三十度表現(xiàn)如何？
答：這是燃料電池優(yōu)于鋰電池的另一個(gè)屬性。我們鋰電池汽車的續(xù)航指標(biāo)常常是在25度的實(shí)驗(yàn)室溫度測(cè)試，但如果環(huán)境溫度降低可能續(xù)航里程會(huì)減少，比如常規(guī)續(xù)航里程300-400公里，在冬天可能100-200公里，燃料電池沒有這方面的問題，但和鋰電池一樣，都會(huì)隨著使用次數(shù)有壽命上的衰竭。
問題4：燃料電池和鋰電電池兩種能源汽車應(yīng)用的電機(jī)通用么？
答：電機(jī)不完全一樣，不過類似，技術(shù)壁壘還是在燃料電池而不是電機(jī)。
問題5：續(xù)航能力如何？會(huì)超過目前的燃油機(jī)車嗎？
答：豐田加氫一次（5公斤），跑650公里。比鋰電池優(yōu)秀很多。
問題6：政策會(huì)有什么變化啊，具體說說？
答：很多人習(xí)慣于問哪種技術(shù)路線才是最終的大主流趨勢(shì)，我個(gè)人認(rèn)為，只要性能好、價(jià)格便宜、配套方便的，就都有市場(chǎng)空間。現(xiàn)在各類應(yīng)用其實(shí)都出現(xiàn)客戶分層越來越細(xì)化的趨勢(shì)，小而美可能成為一種新常態(tài)。
問題7：曾經(jīng)請(qǐng)教過大連化物所內(nèi)部的人士，他們認(rèn)為大連化物所主導(dǎo)的燃料電池技術(shù)不是那么可靠。
答：目前國內(nèi)研發(fā)時(shí)間最長的是大連化物所，不過國際車廠的技術(shù)來源都是加拿大ballard和豐田。
問題8：有沒有了解電池梯次級(jí)聯(lián)技術(shù)？
答：我印象中這是BMS電源管理系統(tǒng)中的一種技術(shù)，更考驗(yàn)軟件能力。
問題9：江海的超級(jí)電容產(chǎn)品量產(chǎn)到什么程度了？
答：EDLC傳統(tǒng)超級(jí)電容已經(jīng)有一條線量產(chǎn)，主流應(yīng)用是海上風(fēng)電變槳等領(lǐng)域。車載方面，目前ETC高速應(yīng)用有一款用到車上替代了電池。鋰離子超級(jí)電容還沒有大量量產(chǎn)，因?yàn)殡娞荨⑵嚕ㄓ绕涫侵麟娫矗┱J(rèn)證需要時(shí)間。
問題10：比較關(guān)心氫燃料車安全性，目前技術(shù)的安全性？是否具備大規(guī)模推廣條件？
答：以前大家擔(dān)心的安全主要是儲(chǔ)氫罐環(huán)節(jié)，現(xiàn)在無論是高壓鋼瓶還是碳纖維瓶都很安全了。尤其碳纖維瓶我認(rèn)為是面向未來的技術(shù)路線。
問題11：電動(dòng)汽車動(dòng)力電池電芯（磷酸鐵鋰和三元鋰）制造及電池系統(tǒng)研發(fā)制造，這塊前景如何？有什么上市公司在做？
答：純電動(dòng)車來看，我們比較看好三元?jiǎng)恿﹄姵兀壳笆袌?chǎng)預(yù)期不低，或許螺旋上升比較好？參與的公司太多了，我們推薦的橫店東磁也有做。
問題12：氫能幾乎和鋰電池同步出現(xiàn)，當(dāng)年鋰電池的電容和充電樁普及問題足足壓制了鋰電四五年時(shí)間。發(fā)展到今天，為什么鋰電池起來了，而氫能發(fā)展如此之慢？二者是優(yōu)勝劣汰關(guān)系還是技術(shù)原因？
答：最大原因是政策，如果沒補(bǔ)貼， 純電動(dòng)會(huì)這么快嗎？另一個(gè)原因是，燃料電池壁壘更高，技術(shù)優(yōu)化所需要的時(shí)間更長，它基于大量的材料和電子化學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)，需要長期的扎實(shí)研究。
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