特斯拉引爆新能源市場，燃料電池迎來新機遇

原標題：特斯拉引爆新能源市場，燃料電池迎來新機遇 | 睿獸分析 來源：創業邦

出品：創業邦研究中心

作者：王搏

當前，馬斯克和Model3純電動汽車正處于輿論的風口，特斯拉中國工廠的投產和補貼后29.905萬元的售價讓本就吸引眼球的新能源汽車市場再次火熱。特斯拉的股價也持續創出新高，首次超過1000億美元，成為市值僅次于豐田的全球第二大汽車公司。輿論認為Model3就如同手機中的iPhone4，將徹底改變汽車行業，開啟智能化汽車時代。

而在另一方面，同為新能源汽車的燃料電池汽車，依靠技術的進步成本逐步下降，讓其商業化前景成為可能。日本作為在此領域的領先者在不斷做出創新，其他國家也制定了雄心勃勃的氫能源計劃。我們本篇就要帶您認識燃料電池及其在新能源汽車的應用，并探討其商業化前景和投資機會。

Part.1

燃料電池的原理和特性

18世紀初，英國人哈姆戴維首次描述了燃料電池的概念，1839年，英國的科學家威廉·格羅夫真正制作出了第一塊燃料電池。20世紀50年代，英國劍橋大學教授培根在實驗室用高壓氫試制成功燃料電池。20世紀70年代，美國成功地將燃料電池應用于航天飛船輔助電源上，成為第一個實現氫燃料電池技術應用的國家。

20世紀90年代，各國相繼開展燃料電池在新能源汽車上的應用研究，然而因成本問題，氫能源技術的商業化進展緩慢。直到2014年日本燃料電池技術的突破，推出第一代氫燃料電池汽車Mirai，其續航里程接近500公里，加氫只需3-5分鐘，價格在補貼前約46萬元人民幣。氫燃料電池作為真正的清潔能源再次被各國重視起來，各國都相繼出臺了氫能源規劃。日前，豐田的第二代Mirai已正式推出，續航里程增加至644km，預計年底上市。

第二代豐田Mirai（來源：豐田官網）

氫能源燃料電池與鋰電池作為儲能裝置不同，氫燃料電池是氫氣與氧氣（空氣）通過非燃燒的電化學反應直接將化學能轉化為電能和熱能的裝置，其反應產物只有水，具有能量轉化效率高、清潔無污染等優點。容易混淆的是，燃料電池是發電裝置而非儲能裝置，燃料電池沒有儲能功能，本質上是一臺發電機。

根據電解質的不同，燃料電池一般分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)等五大類。其中，質子交換膜燃料電池（PEMFC）運行溫度低于120℃，啟動時間短，結構簡單，適用于汽車等交通工具，出貨數量與出貨規模絕對領先，是目前應用前景最廣闊的燃料電池技術，不過因為需要使用鉑（Pt）作為催化劑，存在成本較高的缺點。

質子交換膜燃料電池結構單元主要由膜電極組件和雙極板構成，其中膜電極組件是由質子交換膜、催化劑與氣體擴散層組合而成的，為反應發生場所；雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板，其主要作用是通過流場給膜電極組件輸送反應氣體，同時收集和傳導電流并排出反應產生的水和熱。

氫能具有儲量豐富、清潔高效（質量能量密度極高）、安全環保等特點，其零碳排放且唯一的產物是水，是優質的二次能源。相比純電動汽車而言，氫燃料電池汽車在載重、加氫時間和續航方面優勢明顯。但氫能源燃料電池汽車比純電動鋰電池汽車系統結構復雜，技術成熟度不足，其面臨的成本、儲存、運輸等問題也同樣明顯。

還有個問題值得探討，燃料電池與純電動作為兩種不同的新能源路線，二者是否存在對立關系？我們認為，兩者之間的關系是互補而不是競爭。

（1）典型的燃料電池汽車，必然是混合動力車，一般都要配備一套完整的電池+電機系統。可以看到，在豐田Mirai燃料電池汽車中也必須配備驅動電池和電機系統。

豐田Mirai燃料電池系統（來源：豐田官網）

（2）應用場景各有所長：燃料電池適用于長途場景（續航能力強）、固定線路場景（對加氫站依賴低）的中重載貨車或客車等商用車，或者是大型乘用車，純電動更適用于中短途乘用車。同時，燃料電池也可以作為純電動車增程用途。因此兩者并不存在直接的競爭關系。

Part.2

燃料電池產業鏈結構

燃料電池產業鏈主要包括上游材料、中游燃料電池系統和下游應用三個環節，產業鏈構成如下圖所示。

（1）上游原料端：氫氣和氧氣是燃料電池的動力來源，其中氧氣比較容易獲得，主要是氫氣的制取、儲運及基礎設施加氫站的建設。

目前，在上游，目前主流的制氫路線中（煤焦化氣化制氫、油氣制氫、氯堿制氫和清潔能源棄電制氫），考慮產量較高、產地距需求地較近、成本較低等因素，煤炭制氫和氯堿制氫是最佳選擇。

在氫氣儲運環節，目前存儲主流是壓縮和液化兩種方案，運輸主要是采用管束車、槽車等交通運輸工具。在產業投資前期，采用壓縮氫氣的方案投入較小，是主流的存儲方案，隨著下游產業規模擴大后，液化方案可以逐步實施，其更加適合長途運輸。

在加氫站環節，目前，我國建成并投入運營的加氫站有45座，其中2019年投入運營的有16座，加氫站建設腳步逐漸加快。日本和德國在2018年底在運營的加氫站共有100座和60座，我國在整體數量和人均數量上都差距較大。

2019年3月26日四部委發布《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，提出地方補貼需支持加氫基礎設施。加氫站規劃方面提出要在2020年建成100座，2025年建成300座，2030年建成1500座。

（2）中游燃料電池系統：主要包括燃料電池電堆、空壓機、水泵、氫泵、儲氫器、加濕器以及部分裝配件，其中電堆是最核心的部分，在燃料電池中成本占比高達60%以上。

電堆又包括雙極板、電解質、催化劑、氣體擴散層等。電堆中除了鉑催化劑外，其他主要材料包括石墨、聚合物膜、鋼等，且近年來單位功率鉑載量隨著技術突破不斷下降，因此長期來看未來燃料電池汽車成本有望接近純電動車。

（3）下游應用：分為固定式（UPS、家用）、交通運輸（新能源汽車）和特殊領域（軍事、航天）等，其中交通運輸（新能源汽車）是最主要的應用方向。

Part.3

燃料電池商業化進展

日本在燃料電池產業占據領先地位，以豐田汽車、本田汽車為代表的日本領先車企早在上世紀90年代就開始研發燃料電池汽車，2014年豐田推出的Mirai和2016年本田推出的Clarity都是技術水平較為先進的燃料電池汽車。政府的大力支持和長期的技術積累保證了日本氫能及燃料電池的技術水平與市場推廣情況均位于世界領先水平。

韓國在燃料電池產業也初具規模，韓國現代2013年就推出了ix35，是全球最早的商業化燃料電池乘用車；2018年，韓國現代推出NEXO，性能較為領先。2018年，韓國氫燃料電池車累計產量不足2000輛，政府計劃到2022年將累計產量提升至8.1萬輛，并使得主要零部件的國產化率達到100%。

國內燃料電池產業起步較晚，北京奧運會有20多輛燃料電池轎車和2輛客車在運行，到上海世博會將近200輛各類燃料電池汽車示范運行，將于2022年舉辦的北京冬奧會，規劃將使用2000輛以上燃料電池汽車。

受益于此，我國燃料電池汽車銷量于2016年開始快速起步，最近3年燃料電池汽車銷量年復合增長率達到55.81%，2019年燃料電池汽車銷量達到2737輛，同比增長79.2%，表明我國燃料電池汽車產業已經從政府主導的技術探索、示范運營階段發展至商業化導入期階段。

在我國燃料電池產業，高校和科研院所是重要的參與者。在北方，主要有清華大學和中科院大連化學物理研究所（簡稱“中科院大化所”），集中于燃料電池電堆等部件的研發。在南方，同濟大學主要集中在燃料電池客車領域的研發。

此后，三所院校紛紛與企業合作，在相關研究領域進行產業落地，落地企業分別為2004年成立的北京億華通科技股份有限公司，專注于氫燃料電池動力系統的研發；2001年成立的新源動力股份有限公司，主攻電堆的研發及產業化；2001年成立的上海燃料電池汽車動力系統有限公司。此后，這三家公司均成為我國燃料電池產業的重要力量。

此外，我們還對國內外燃料電池產業鏈其他相關環節進行了梳理，如下表所示。

Part.4

科創板燃料電池企業億華通

近日，億華通已經申報登陸科創板上市，通過其招股書，我們可以一窺燃料電池產業發展和企業盈利狀況，有助于更好的了解產業發展趨勢。

主營業務

億華通是一家專注于氫燃料電池發動機系統研發及產業化的高新技術企業，主要產品為燃料電池發動機系統和燃料電池電堆，公司致力于成為國際領先的氫燃料電池發動機供應商，率先實現了發動機系統及燃料電池電堆的批量國產化，產品目前主要應用于客車、物流車等商用車型。

公司與國內知名的商用車企業宇通客車、北汽福田、中通客車、蘇州金龍以及申龍客車等建立了深入的合作關系，搭載億華通發動機系統的燃料電池客車先后在北京、張家口、上海、鄭州、蘇州等地上線運營。

2018年度，億華通共計實現燃料電池發動機系統銷售303套，實現主營業務收入36,833.69萬元，在國內率先開啟了氫燃料電池發動機批量商業化的進程。

（1）燃料電池發動機系統

公司發動機產品主要有30KW和60KW系列，如下表所示：

（2）燃料電池電堆

目前搭載億華通發動機系統的燃料電池車輛已在北京、張家口、上海、鄭州等地投入運營。其中，張家口公交公司于2018年7月引進的74輛燃料電池公交車歷經了2018年整個冬季低溫環境，至今累計運營里程已經超過300萬公里，示范運營和推廣效果良好。

公司主營業務收入主要由發動機系統、零部件、系統軟件等構成，具體收入占比如下表所示：

財務分析

根據招股書顯示，億華通2016年至2018年實現營業收入分別為1.38億元、2.01億元和3.68億元，增速分別為153%、45.7%和83.1%；實現扣除非經常性損益的凈利潤分別為1576.30萬元、513.52萬元、1818.12萬元，增速分別為45.5%、-68.8%和260%。從數據來看公司營收增速較快而利潤卻波動較大。

造成凈利潤波動較大的原因主要是費用增長過快。2016年至2018年，公司銷售費用為550.73萬元、988.09萬元、2661.93萬元，2018年增幅為169.4%，遠超過同期營業收入83.1%的增速。管理費用為4023.74萬元、4009.萬元、8132.02萬元，2018年也增長一倍。

從現金流方面看，2016年至2018年，億華通的經營活動現金流量凈額和投資現金流量凈額都為負，而籌資活動現金流凈額為正，顯示企業經營造血能力欠缺，需要通過外部融資維持經營。

公司經營活動現金流較差主要因為應收賬款較多，數據顯示，2016年末至2018年末，公司應收賬款分別為1.02億元、2.88億元、4.19億元，分別占當期營業收入的73.8%、142.9%、113.6%。

公司稱，應收賬款占比較高是由公司所處的新能源汽車產業鏈的特點所決定的，公司主要客戶受補貼結算周期影響導致回款速度較慢。雖然有行業因素，但是后期我們仍需要關注應收賬款能否好轉。

公司融資信息如下表所示：

Part.5

值得關注的未上市企業

燃料電池產業目前還處于商業化導入階段，隨著技術的進步，配套的完善，其商業化前景可期。我們認為其最主要的應用燃料電池汽車將作為純電動汽車的重要補充，尤其在商用車領域占據重要地位。

整個產業鏈中我們認為較有前景的依次為燃料電池商用車企、加氫站、質子交換膜和燃料電池電堆。據此，我們挖掘了值得關注的未上市企業。

新源動力

新源動力是中國第一家致力于燃料電池產業化的股份制企業，集燃料電池科研開發、成果轉化、系統集成、標準制定、人才培養，產業化實踐于一體。新源動力自成立以來，即承擔國家科技部“863”計劃重大專項——車用燃料電池發動機研制課題。

公司在燃料電池發動機技術領域取得了多項成果，包括質子交換膜燃料電池發動機系統關鍵材料、關鍵部件、整堆系統各個層面的多項創新成果，擁有自主知識產權專利技術近400件，已初步完成氫燃料電池的產業化布局和15000kW/年的產能建設。

上海燃料電池

上海燃料電池汽車動力系統有限公司成立于2001年，2018年8月31日持有公司51%股權的猛獅科技以6000萬元轉讓其所持股份給長城控股。公司在國家863計劃項目的支持下，通過與同濟大學合作，先后完成了我國第一代至第四代燃料電池轎車動力平臺研發。

公司在燃料電池汽車動力系統平臺集成與匹配、動力系統總成控制、車載電流變與驅動控制、燃料電池發動機系統集成、車載供氫系統集成、車載信息技術與遠程監控、示范運行考核與技術保障等方面形成了自有核心技術。

公司所研發的燃料電池汽車動力總成及動力總成控制器、集成功率控制單元、遠程監控車載模塊等產品分別應用于2008年奧運會20輛燃料電池轎車、2010年上海世博會173輛各型燃料電池汽車、2011年深圳世界大學生運動會60輛燃料電池觀光車開展示范運行。2008年公司獲得國家科學技術進步獎二等獎。

上海重塑

上海重塑能源集團專注于車用燃料電池系統及其核心零部件產品開發和生產，同時向車企提供氫燃料電池系統產品及燃料電池汽車動力系統工程服務。公司已完成兩款燃料電池系統的研發，并分別于2017年和2018年投產。

公司在廣東省云浮市建成國內首座商用車燃料電池系統量產基地，一期產能5000套/年，擴產后產能將達到20000套/年。2019年1月，與佛山市南海區政府簽訂投資協議，聚焦氫燃料電池汽車關鍵技術的研發和產業化基地項目，項目總投資21.6億元。

武漢理工新能源

武漢理工新能源有限公司成立于2006年，公司依托武漢理工大學在材料學科的傳統優勢，以質子交換膜燃料電池關鍵材料和核心組件為基點，致力于燃料電池和燃料電池電動汽車的產業化進程，并擁有多項專利技術。

公司研發中心以湖北省燃料電池重點實驗室及材料復合新技術國家重點實驗室為依托，擁有一流水平的高素質研發團隊、國際先進水平的研發條件及儀器。公司目前主要產品為質子交換膜燃料電池CCM/MEA及燃料電池模塊的開發與應用，武漢理工新能源有限公司的目標是成為中國最大的專業燃料電池膜電極供應商。

明天氫能

安徽明天氫能科技股份有限公司成立于2017年8月，是集合“氫能源研究、推廣、生產”為一體的高科技公司。

公司已經建成了（部分在建）燃料電池系統的研發和制造基地，擁有雙極板、MEA、電堆、壓縮機、氫氣循環裝置和燃料電池系統集成與控制等全產業鏈的關鍵核心技術，致力于通過先進的燃料電池技術為綠色交通、分布式發電、熱電聯供、制氫和加氫站等提供系統解決方案。

氫璞創能

北京氫璞創能科技有限公司成立于2010年，是一家致力于新能源技術市場化的燃料電池系統公司。氫璞創能致力于新能源技術的產業化、市場化，并推動燃料電池技術在通信、汽車、軍工等領域應用。

氫璞創能可實現甲醇、氫氣、天燃氣等多種燃料的燃料電池技術。核心研發團隊成員都在國外長期從事燃料電池產品的研發、設計、集成等工作，掌握甲醇燃料電池產品的核心技術和核心設計工藝，核心團隊具備產品的自主設計能力，并持續地提高設備的性能。

國鴻氫能

廣東國鴻氫能科技有限公司成立于2015年，公司經營范圍包括氫燃料電池、系統控制設備的研發、生產、銷售等。目前的主要產品包括氫燃料電池電堆、系統模組、備用電源、應急電源車以及一些軍用產品和加氫站等。

2016年，國鴻氫能與上海舜華新能源系統有限公司合作建設的首個商業運行加氫站啟用，為周邊地區的氫燃料電汽車運營提供加氫服務。2017年，全國約有1200多輛燃料電池汽車上牌，其中約50%的車輛使用國鴻氫能的燃料電池產品。

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