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1、深度解析：氢能产业链全景梳理氢能：“21世纪的终极能源”运氢加氢站网络化分布是氢燃料电池技术大规模商用化的基 本保障，而解决加氢站网络化分布的关键是解决氢气运 输问题。氢气在常温常压下为气态，密度仅为0.0899千克/立方米。 作为易燃气体，它属于I类危险品（非燃料），与空气混 合能形成爆炸性混合物，遇热即发生爆炸，因此对运输 安全要求较高。目前氢气的输运方式主要有气态运输、液态输运和固体 输运三种方式。我国氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制 氢地附近（小于200公里）布局，氢能储运以高压气态 方式为主。加氢站产业发展基础设施先行，加氢站和氢气作为燃料电池车 产业重要的原料及基础设施
2、，是氢能源产业上游制氢和 下游用户的联系枢纽，其布局和建设是燃料电池汽车商 业化发展的突破口。加氢站的建设数量和普及程度，在 很大程度上决定了氢燃料电池汽车的产业化进程，而低 价制氢和运输也是氢燃料电池汽车进一步普及推广的关 键环节，决定了行驶成本的经济性与否。自从1999年5月全球第一座加氢站在德国慕尼黑机场建 成以来，各国相继推动加氢站建设。截至2020年11月21 H,全球主要氢能国家和地区共建成加氢站458座， 另有255座在建或拟建的加氢站。我国加氢站建设进度 逐步加快，截止2020年底，加氢站建成128座。同时， 中石汕、中石化、国家能源集团等二十余家大型央企纷纷跨界发展氢能产业。
3、加氢站技术路线图:外供氢工业产氢液氢运辕高压氢运输压缩氢储藏站内制氢燃料城市燃气 液化石油气 煤油甲醇电力商业电力 太阳能 风电站内制氢并精制加氢站的营运方式：我国大部分采用外供高压氢气从加 氢站的营运模式来看，能否盈利主要取决于运营成本（氢 气的价格）、投资额（设备）、加氢站运行负荷（燃料 电池汽车保有量）。从目前国内外加氢站的运营情况来 看，目前供氢的方式主要分为两种：站内制氢和外供氢 气。站内制氢主要是水电解制氢，该技术已经相当成熟并且在欧洲大多数加氢站获得应用；而外供氢气则是大 规模的利用天然气重整制氢或者钢厂、化工厂副产氢气, 在净化之后使用高压氧气瓶集束拖车运输至加氢站。中 国加氢
4、站氢源绝大部分来自于外供高压氢气。典型的外 供氢的高压气氢加氢站投资组成中，除去土建及，设备 费用占据最大比例，主要是压缩机、储氢瓶、加氢和冷 却系统，由于国内缺乏成熟量产的加氢站设备厂商，进 口设备推高了加氢站建设成本。由于燃料电池汽车还没 有实现大规模运营，目前加氢站建设成本和运营成本远 远高于传统加油站、加气站。从全球范围内来看，政府 和整车企业是加氢站建设的主体，政府补贴的幅度均超 过50%。外供高压氢加氢站建设成本构成：加氢站国产化 逐步开启 虽然中国所生产的加氢站设备各项技术指标仍有欠缺， 但是目前国产化己经开启，业内企业在各领域均推出自 主产品。厚普股份提供加氢站成套设备，覆盖设
5、计到部 件研发、生产，成套设备集成、加氢站安装调试和售后 服务；中集安瑞科2021年1月7日中标国家能源集团 70MPa加氢站项目；鸿达兴业已在务，已在内蒙古建设运 营我国第一座民用液氢加工厂；嘉化能源副产氢提纯、 运输、加氢站一体化运营企业、国投聚力合作。央企布 局氢能产业链：产业领域重点布局勺储运零售终端建设和运营中国石化、氢能产业链及氢能装备国家能源身氢燃料电池及其核心部件国家电投、终端应用燃料电池汽车、列车、氢冶金东风集团、资料来源：石油和化学工业规划院氢能产业链：燃料电池端从氢能实际应用来看，氢燃料电池汽车是氢能高效利用 的最有效途径，当前我国己布局了较为完整的氢能产业 链。氢能燃料
6、电池产业是电池产业中具有战略性、前瞻 性的一项绿色储能技术，代表着未来新能源的发展方向, 具有良好的发展前景。燃料电池的能量密度高，可达0. 5-1. OkWh/kg,特别适合重载车。电堆与氢罐是分开的, 提高了发动机的安全性，电堆不易产生爆炸。氢燃料电 池车在续驶里程、加氢时间、驾驶舒适性均可与燃油车 接近。当前氢能产业链已初具雏形，且燃料电池系统性 能已满足商业化需求，但大规模商业化应用依然受经济 性及实用性制约。燃料电池端包括其上游核心材料，如 双极板、膜电极及密封层等环节；中游主要为燃料电池 系统集成，包括电堆及供气系统等；下游主要为燃料电 池的应用场景，目前重点应用方向为交通领域的燃
7、料电 池汽车。燃料电池上游：核心材料目前在燃料电池系统、电堆环节，国产企业巳经实现产 品批量供应，随着膜电极国产化的逐步深入，燃料电池 产业链己经基本实现国产化。但产业链中质子交换膜、 碳纸等材料环节仍处于研发或小批量试制阶段，持续引 导国产化推进，实现技术独立可控对成本下降意义重大。 催化剂催化剂是膜电极的关键材料之一，在降低催化剂 成本的方面，目前有两条路径，一条是降低伯的使用量, 另一条则是研发非伯催化剂，两者都己有所进展。在工 业化生产方面，日本、英国、比利时等国外供应商的催 化剂制备技术处于绝对的领先地位，己经能够实现批量 化生产（10公斤/批次），而且性能稳定，可靠性高。 国内目前
8、儿乎没有产业化催化剂制造企业，催化剂产品 也比较单一。该领域参与厂商主要有贵研伯业等。质子 交换膜质子交换膜是一种固态电解质膜，其作用是隔离 燃料与氧化剂、传递质子（H+）。该环节主要厂商包括 东岳集团和腾龙股份等。气体扩散层气体扩散层位于流场和催化层之间，其作用 是支撑催化层、稳定电极结构，具有质/热/电的传导功 能。国外大多数制造厂商都已实现气体扩散层的规模化生 产，且都有多款适应不同应用场景的产品销售，包括日 国际能源转型一直沿着从高碳到低碳、从低密度到高密 度的路径进行，而被誉为“21世纪的终极能源”的氢气是 目前公认的最为理想的能量载体和清洁能源提供者。氢能是一种清洁、高效、安全、可
9、持续的二次能源，可 通过多种途径获取。且符合我国碳减排大战略，同时有 利于解决我国能源安全问题，是我国能源革命的重要媒 介。本东丽、德国SGL和加拿大AVCarb等。国内气体扩散层还处于初级碳微孔层的制备阶段。双极 板双极板是燃料电池的阴极板和阳极板，其作用是传导 电子、分配反应气并带走生成水。燃料电池常采用的双 极板材料包括石墨碳板、复合双极板、金属双极板三大 类，由于车辆空间限制（尤其是乘用车），要求燃料电 池具有较高的功率密度。因此相对较薄的金属双极板有更好的应用前景。国内石 墨双极板技术近年来发展迅速，技术水平与国外相当， 但厚度通常在2nun以上。复合膜压碳板在国外已突破 0. 8m
10、m薄板技术，具备与金属板同样的体积功率密度。目 前国内薄碳板开发方面，国鸿有来自于加拿大巴拉德公 司的授权技术。纯国产复合膜压碳板处于研制开发阶段, 预计2021年limn薄板开始批量生产。安泰科技在气体扩 散层和双极板这两个环节均有涉及。对比国内外燃料电 池电堆，国内电堆在核心材料与关键技术方面仍存在短 板，也是造成燃料电池电堆成本居高不下的主要原因， 其中膜电极层三大关键材料P/t催化剂、质子交换膜、 碳纸主要依赖进口，国产材料尚无法满足高性能燃料电 池电堆使用需求；集流体双极板方面，石墨双极板经过多年开发己以国外技术水平相当，但低成本、轻薄的金 属双板开发仍为空白。燃料电池中游：燃料电池
11、电堆从成本端来看，系统中最核心的部分是燃料电池电堆和 空压机，根据DOE对80KW系统的成本测算，在年产50万套的规模化条件下，电堆己占据燃料电池系统约一半 成本，可以说是燃料电池心脏，而空压机占比超过四分 之一，这两部分也是降低燃料电池系统综合成本的关键。 燃料电池系统成本构成：传感器其他水循环- 3%_3%4%氢绡环9%热管理一11%空压机26%装配3岑双根松12%其他4%资料来源：DOE,国联证券燃料电池电堆主要厂商包括亿华 通、腾龙股份、大洋电机、雄韬股份、潍柴力。氢气循 环系统厂商方面，雪人股份是空压机的主要供应商、汉 钟精机自主研发螺杆空气压缩机。但由于产业规模尚小, 同时MEA等
12、部件国产化时点较晚，造成目前除了系统、 电堆龙头企业外，大部分国产化产品尚未能形成大规模, 长周期应用，政策扶持期将提供国产部件的规模化应用 及技术提升的空间。氢能及燃料电池产业链梳理示意：上游：零部件制造中游：动力总成空压机电机膨胀机空气循环系统-霍尼韦尔（美国）-冰轮环境-雪人股份-汉钟精机上市公司非上市公司 压力流调整元件 氧气泄漏传感器 氯气再循环系统氧气循环系统-普旭（德国）-汉钟精机双极板蜜封圈集流板膜电极汽体扩瞄 质子交换催化剂_JS_中国石化华昌化工金能科技淳华氧能科技公司大陆制装设备公司 TokyoGas （日本）中国氢燃料电池产业发展报告燃料电池堆潍柴动力 大洋电机 大连新
13、源动力 雪人股份长城电工富喘氯能 京城股份 北京天海 斯林达 科泰克提纯林德集团im臭华科技O中泰股份杭砌份O深冷股份1邯郸派瑞华西科技派瑞公司四川亚联 Questair （加食大）巨化装 双唏 镁源动富瑞氧02氢燃料汽车：我国已进入商业化初期中国氢能源及燃料电池产业白皮书指出，交通领域 将是氢能消费的重要突破口，在商用车领域，2030年燃 料电池商用车销量将达到36万辆，占商用车总销量的7%（乐观情景将达到72万辆，占商用车总销量13%） ； 2050 年销量有望达到160万辆，占比37% （乐观情景下销量 300万辆，占比70%以上）。当前我国燃料电池汽车已进入商业化初期，截止2020年
14、底，我国燃料电池汽车保有量7352辆。2020年9月，财 政部、工业和信息化部、科技部等5部门联合发布了关 于开展燃料电池汽车示范应用的通知，明确燃料电池 汽车示范期间，将采取“以奖代补”方式，对入围示范 的城市群按照其目标完成情况给予奖励。在4年补贴扶 持期间，补贴后燃料电池汽车基本实现对标燃油车平价, 刺激市场化整车采购需求，推动产业迈出规模化第一步,进入降本放量的良性循环，加速平价阶段的到来。氢燃料电池车辆的推广应用前景除了取决于整车技术的 先进性、成熟度与成本外，也和包含制氢、储氢、运氢 和加氢站在内的氢能源链发展的完备程度及发展潜力密 切相关。要实现无补贴的燃料电池车商业化，必须大幅 度降低燃料电池发动机的成本和氢气的成本，同时降低 加氢站的建设费用。德勤分析数据显示，中国氢燃料电 池公交车的总成本（TCO,购买成本和运营成本）在2019 年为178美元/百公里，预计到2029年TC0将下降至55 美元/百公里，将低于纯电动公交和燃油公交车的成本。 以目前燃料电池的购车和使用成本来看，除了燃料电池 系统等车辆相关部件成本有较大下降空间外，制氢储氢 环节的技术进步和基础设施的推广也是推广燃料电池汽 车的重要把手。因此，产业发展初期的政策扶持显得尤 为重要，政策扶持下产业进入规模化-降本-开拓市场的 良性内循环，此外，持续的技术进步也将反哺解
