证券研究报告 应用场景多点开花，燃料电池前景广阔 ——氢能产业链全景图（下）：应用篇 平安证券研究所 绿色能源与前瞻性产业研究团队 皮 秀 证券投资咨询资格 S1060517070004 邮箱 pixiu809@pingan.com.cn 张之尧 一般证券业务资格 S1060122070042 邮箱 zhangzhiyao757@pingan.com.cn 2023年9月13日 ※ 要点总结    氢能：零碳可持续的理想能源，下游应用潜力巨大。氢能是一种优质的二次能源，具备清洁零碳、可再生的优势。从应用端节能减排 的角度来看，氢能可在多种场景替代汽油、柴油、天然气等能源，促进工业、交通等领域深度脱碳；从供给侧能源安全的角度来看， 氢能够以水为原料、使用风电、光伏作为清洁电源制取，是优质可再生能源，推广潜力巨大。 氢能有望广泛用于工业、交通、电力和建筑四大场景。目前氢能应用领域以工业为主，长期在交通、电力领域发展空间广阔。（1）工 业：合成氨等传统化工领域，氢气作为原材料，存量需求庞大，绿氢存在渗透空间；未来氢冶金、工业供热等新领域有望带来巨大的 增量用氢需求。（2）交通：交通是氢能最具潜力的赛道，产业链长，潜在的产业规模庞大。目前氢能交通应用以氢燃料电池汽车为主， 未来也有望推广到船舶、航空等高载重、续航要求高的场景。（3）电力：氢能电力系统发展阶段尚早，储能、发电等方向均值得期待。 （4）建筑：氢能有望通过燃料电池热电联供、天然气掺氢等方式，部分替代建筑供热、燃气中的化石燃料，推动节能减排。 燃料电池市场空间广阔，国内产业链正不断完善。 ─ ─ ─   市场概况：燃料电池是使用氢气发电的装置，是氢能应用的关键设备。Frost&Sullivan预计，全国燃料电池系统市场规模到2030年 有望突破千亿元。目前PEMFC是氢燃料电池的主流技术路线。PEMFC系统由电堆和辅助系统（BOP）构成，其中电堆是核心部分， 成本占比近60%，我们估计2026年国内电堆市场规模有望超百亿元。电堆核心部件包括膜电极和双极板，关键材料包括催化剂、 质子交换膜、气体扩散层等，各部件、材料环节均存在一定的技术壁垒。 商业模式：PEMFC系统产业链长，细分环节多，但现阶段市场整体规模不大，因此国内主流参与者大多以燃料电池系统的形式整 体对外供货，自主掌握电堆等核心环节技术，并通过自研或外购等方式逐步掌握关键材料、部件自给能力。 市场展望：国内PEMFC产业链正不断完善，部分企业产品指标已达国际水平，且产品降本趋势明显。燃料电池产品的降本增效持 续推进，下游应用的经济性有望逐步显现，打开市场空间。 投资建议：氢能下游应用多点开花，燃料电池前景广阔。燃料电池是氢能应用的关键设备，产业链逐步完善。建议关注燃料电池系统 龙头亿华通，全面布局燃料电池产业链的雄韬股份，深耕汽车产业链、积极布局PEMFC和SOFC的潍柴动力，掌握燃料电池空压机和循 环泵核心技术的雪人股份。 风险提示：（1）氢能应用推广不及预期的风险。（2）国内企业技术突破不及预期的风险。（3）国际市场环境发生变化的风险。 2 ※ 氢能应用端参与者全景图 燃料电池产业链 氢供应端：制氢、储运、加注 制氢 •华电重工 •美锦能源 •国家电投 •华昌化工 •隆基绿能 •阳光电源 储运 •中材科技 •雪人股份 •中集安瑞科 •石化机械 •中国石油 •东华能源 •国富氢能 加注 •冰轮环境 •国富氢能 •厚普股份 •富瑞特装 膜电极 •鸿基创能 •擎动科技 PEMFC系统 •重塑科技 •唐锋能源 双极板 • 神力科技 • 国鸿氢能 • 上海弘枫 • 治臻新能源 电堆 电堆 • 神力科技 • 氢晨科技 • 安泰科技 • 捷氢科技 空压机 交通 物流车 下 游 应 用 •东风汽车 工业 •福田汽车 •中国重汽 建筑 客车 •宇通客车 •中通客车 •中植新能源 乘用车 •上汽集团 •长城汽车 •宝武钢铁 •亚联高科 •长安汽车 资料来源：各公司官网、公告，平安证券研究所 •中集安瑞科 •上海氢能 电力 •京能电力 •国家电投 • 大洋电机 • 金士顿科技 • 雪人股份 • 东德实业 循环部件 增湿器 • 东德实业 • 英嘉动力 • 同优科技 • 魔方氢能源 SOFC电堆及配件 • 浙江氢邦 • 华清能源 • 宁波索福人 • 佛山索弗克 BOP • • • • • • • • • • • • • 重塑科技 亿华通 捷氢科技 鸿力氢动 国鸿氢能 东方氢能 国氢科技 潍柴动力 雄韬股份 上海杰宁 未势能源 华昌能源 爱德曼 SOFC系统 • 潍柴动力 • 佛燃能源 • 华清能源 • 新奥股份 注：橙色字体标注为非上市公司 3 CONTENT 目录 一、氢能：零碳可持续的理想能源 二、氢能的四大应用场景 三、燃料电池产业链简介 四、投资要点与风险提示 1.1 能源安全和节能减排两大因素驱动一、二次能源的革新 • 按能源的基本形态分类，能源可分为一次能源和二次能源。  氢能在能源体系中的位置 一次能源，即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如 能源构成 煤、石油、天然气、水能等；二次能源指由一次能源加工 转换而成的能源产品，如电力、煤气、汽油、氢能等。由 一次能源 自然获取 加工转换 二次能源 于人类现阶段面临严峻的能源危机和环境问题，一次能源 和二次能源领域的革新势在必行。 • 自然界现成存在 的能源 一次能源加工转换而成的 能源产品 分 类 可再生：水能、风能、太阳 能、核能等 不可再生：煤、石油、天然 气等 过程性能源：主要为电能 含能体能源：柴油、汽油、 电池中储存化学能的物质、 氢能等 痛 点 核心问题：对不可再生能源 的依赖可能导致能源危机； 其它重要考量：开采和应用 对环境的影响、可获得性、 安全性、供能稳定性等 核心问题：燃料燃烧是碳排 放的主要来源 其它重要考量：成本、能量 密度、应用的便捷性等 发 展 趋 势 煤/石油等传统不可再生能源 →风 、 光等安全、清洁的可 再生能源 柴油、汽油等碳排放高的能 源储用方式→锂电、氢能等 零碳高效的能源储用方式 可再生性是一次能源面临的重大问题。现阶段，我们应用 的能源以不可再生的化石能源为主，未来面临枯竭的危机， 因此开发风电、光伏等可再生能源尤为重要。 • 定 义 二次能源的革新是解决碳排放问题的关键。二次能源是联 系一次能源和能源用户的中间纽带，但汽油等能源在燃烧 过程中会产生二氧化碳和污染物质。解决能源应用的碳排 放问题，就需要开发优质的含能体能源，如锂电和氢能。 资料来源：科普中国，平安证券研究所 5 1.1 氢能是一种优势突出、前景广阔的二次能源 • 氢能的开发和应用对促进节能减排、保障能源  安全具有战略意义。 质 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；通过燃料电池可实现综合 转化效率90%以上。 VS汽油、  从应用端节能减排的角度来看，氢能是一 柴油 种优质的二次能源，可以作为汽油、柴油 等能源的替代，与锂动力电池形成互补。  从供给侧能源安全的角度来看，氢能够以 氢能的优势 应用端：清洁、高 效、便利 水为原料制取，储量丰富，且理论上可循 清洁零碳：氢的燃烧或电化学反应终产物只有水， 没有传统能源使用中产生的污染物和碳排放。 汽车领域： • 续 航能力强：丰田Mirai2021款氢燃料电池车续 航可达850km；Tesla Model X官方续航536km VS锂电 • 加注快捷：氢向车载气瓶中加注迅速，类似汽 油加注的方式，与动力电池充电相比快捷得多。 环制取；同时，使用风电、光伏电解水制 氢可以解决弃风弃光的消纳问题，从而进 一步推动风电、光伏等可再生一次能源的 应用。 储能领域： • 与锂电池储能相比，理论上可以实现长周期、 大规模储能，以及跨区域的调度输送 来源广泛：氢元素在自然界中存量很高，可以水为 原料制取，原料丰富且可循环使用。 供给端：来源广， 承接弃风弃光 承接弃风弃光：使用风电、光伏电解水制氢可以解 决弃风弃光的消纳问题，推动风电、光伏的应用。 资料来源：太平洋汽车，Tesla官网，平安证券研究所 6 1.2 氢能产业链主要包括制氢、储运、加注和下游应用四个环节  氢能产业链全景图 制氢 储运 加注 电解水制氢 高压气氢 加氢站设备 电解槽 质子交换膜 III/IV型瓶 催化剂 化石重整 燃料电池系统 质子交换膜 压缩机 碳纤维材料 电极材料 应用 催化剂 膜电极 气体扩散层 电堆 加注设备 双极板 液氢 液化装置 液氢储罐 CCUS设备 其它部件 冷却设备 空压机 燃料电池系统 循环泵 站控系统、管 道及阀门 交通运输 工业副产氢 固态储氢 下游 应用 丙烷脱氢(PDH)工 艺包 提纯相关设备 （PSA/深冷） 储氢瓶组 有机液体储氢 电力（储能） 工业脱碳 建筑（热电联供） 资料来源：GGII，中国氢能产业发展报告2022，平安证券研究所 7 1.2 供需现状：全球氢气产能以灰氢为主，下游主要作为化工原料使用 • 目前全球氢气生产以化石燃料制氢（灰氢）为主，清 洁制氢存在替代空间。  2021年全球氢气总产量9400万吨，其中化石燃 料制氢占80%以上，清洁制氢（电解水制氢/化  全 球氢气生产结构（2021年） 化石燃料+CCUS, 0.7% 化工副产 石油制氢, 氢, 18% 0.7%  电解水制氢, 1.5% 电解水制 氢, 0.04% 化工副产氢, 21.2% 石燃料制氢+CCUS）占比不到1%。  目前我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3300 煤制氢, 19% 万吨，制氢规模全球领先，以化石燃料制氢为 我国氢气生产结构 （ 2019年，已为最新） 天然气 重整制 氢, 13.8% 天然气制 氢, 62% 煤制氢, 63.5% 主（近80%）。 • 氢作为能源应用的普及程度不高，现阶段主要作为化 工原料使用。  2021年，全球氢气需求超过9400万吨。我国是 全球最大的氢气消费国，需求量约2800万吨，  2021年 全球氢气需求类型分 布 （百万吨，%） 其它（建筑、发电 等）, 0.01, 0%  交通运输, 0.03, 0% 占全球的30%。  分应用来看，氢气在全球范围内和我国均主要 用于化工（合成氨/合成甲醇）和炼油，作为能 工业-合成氨, 35 ,