氫燃料電池再迎突破 氫能源電池將更具成本效益

近期，香港科技大學(xué)化學(xué)與生物工程系邵敏華教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種新的氫燃料電池，不僅大大降低生產(chǎn)成本，而且在電池的耐久性方面也創(chuàng)下了歷史最高紀(jì)錄，為全球更廣泛地應(yīng)用綠色能源鋪平了道路。東吳證券表示，氫能是中國(guó)由高碳能源向低碳化、最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)碳化能源的第三次能源革命中重要的能源載體。交通領(lǐng)域是氫能需求的主要增量來(lái)源，也是實(shí)現(xiàn)氫能向其他領(lǐng)域大規(guī)模拓展的突破口，氫燃料電池汽車(chē)是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)氫能在交通領(lǐng)域推廣和應(yīng)用的切入點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

氫能雖然一種清潔高效的能源，但由于技術(shù)限制，直到今天其發(fā)展仍然不溫不火。多年以來(lái)，氫燃料電池依賴(lài)昂貴的鉑金作為催化劑，因此生產(chǎn)成本高企，其商業(yè)化道路也十分艱難。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量累計(jì)352.1萬(wàn)輛。其中純電動(dòng)車(chē)賣(mài)出291.6萬(wàn)輛，混動(dòng)汽車(chē)賣(mài)出60.3萬(wàn)輛，而氫燃料電池汽車(chē)僅賣(mài)出0.2萬(wàn)輛。

如今香港邵敏華教授團(tuán)隊(duì)減少了80%的鉑金使用比例，氫能源電池將更具成本效益。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種由原子分散的 Pt 和 Fe 單原子和 Pt-Fe 合金納米粒子組成的混合電催化劑。其 Pt 質(zhì)量活性是燃料電池中商業(yè) Pt / C 的 3.7 倍。更重要的是，陰極中 Pt 負(fù)載量低的燃料電池(0.015 mg Pt  cm -2) 依然具有出色的耐久性，在 100000 次循環(huán)后還可以保持 97% 的活性，并且在 0.6V 下超過(guò) 200 小時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的電流下降。

氫燃料電池系統(tǒng)由電堆與進(jìn)氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供氫系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等構(gòu)成，其中雙極板作為氫燃料電池電堆的重要組成部件，其功能主要是保證氣體在電極表面的流動(dòng)，將反應(yīng)氣體輸送至膜電極，收集電流和熱量，同時(shí)排出電池反應(yīng)中生成的水。一般而言，在電堆成本構(gòu)成中，金屬雙極板可占42%。

我國(guó)燃料電池汽車(chē)行業(yè)處在商業(yè)化初期階段，2019年、2020年、2021年我國(guó)市場(chǎng)銷(xiāo)售的燃料電池汽車(chē)總數(shù)分別是2737、1177、1586輛，市場(chǎng)規(guī)模較小且采用燃料電池系統(tǒng)的商用車(chē)制造商集中度高。2020年前五大燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商以燃料電池系統(tǒng)總銷(xiāo)售功率輸出計(jì)的總市場(chǎng)份額達(dá)到93.2%。 億華通招股說(shuō)明書(shū)預(yù)計(jì)2035年中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)值將達(dá)到5萬(wàn)億元人民幣，交通運(yùn)輸領(lǐng)域氫氣需求量將由2020年不足1%增至2050年40%左右。灼識(shí)預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)燃料電池系統(tǒng)銷(xiāo)量將達(dá)到51200套，5年CAGR達(dá)94.8%。2025年我國(guó)燃料電池系統(tǒng)成本將降至2200元/KW，相比2020年下降63.3%。

現(xiàn)階段我國(guó)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及電堆獨(dú)立供應(yīng)商主要分為三類(lèi)，一類(lèi)是較早從事燃料電池行業(yè)且具備自主核心技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商，以新源動(dòng)力、億華通、弗爾賽為代表;另一類(lèi)是近年來(lái)興起的以國(guó)際技術(shù)引進(jìn)與合作見(jiàn)長(zhǎng)、具備一定批量化生產(chǎn)能力的供應(yīng)商，以上海重塑、國(guó)鴻氫能為代表;此外還有一系列上市公司通過(guò)投資、產(chǎn)業(yè)鏈合作與技術(shù)引進(jìn)等方式不斷拓展燃料電池相關(guān)業(yè)務(wù)，以大洋電機(jī)、雄韜股份為代表。

氫燃料電池屬于技術(shù)密集型行業(yè)，需較大的研發(fā)投入。目前，雖許多企業(yè)看好氫燃料電池行業(yè)發(fā)展前景而紛紛加入研發(fā)行列，但大都未形成規(guī)模化運(yùn)行，氫燃料電池業(yè)務(wù)營(yíng)收占比很小，其中占比最大的為億華通，億華通氫燃料電池業(yè)務(wù)營(yíng)收不斷增長(zhǎng)，2021年達(dá)6.29億元，實(shí)現(xiàn)毛利率37.83%;該公司2021年研發(fā)投入為1.65億元，占總營(yíng)收的比重達(dá)26.2%，在燃料電池金屬雙極板領(lǐng)域掌握了核心技術(shù);其次是中塑集團(tuán)、科威爾和雄韜股份等。

氫燃料電池系統(tǒng)的成本必然隨著技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而下降，預(yù)計(jì)未來(lái)10年生產(chǎn)成本將降低至目前的50%。中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2035年我國(guó)氫燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)成本將降至當(dāng)前的1/5(約800元/kW)。到2035年氫燃料電池汽車(chē)成本將具有與內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)同等的競(jìng)爭(zhēng)力并基本接近國(guó)外先進(jìn)水平。至2025年中國(guó)氫燃料電池車(chē)保有量達(dá)到5萬(wàn)輛，按1:1配套測(cè)算，未來(lái)僅是氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域就有超百萬(wàn)臺(tái)的潛在增長(zhǎng)空間，氫燃料電池市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上市公司具體名單如下：

制氫儲(chǔ)氫上市公司：和遠(yuǎn)氣體(002971.SZ)、潞安環(huán)能(601699.SH)、中國(guó)石化(600028.SH)、華昌化工(002274.SZ)、富瑞特裝(300228.SZ)、東華能源(002221.SZ)、金能科技(603113.SH)、巨正源(831200)、鴻達(dá)興業(yè)(002002.SZ)、中材科技(002080.SZ)、濱化股份(601678.SH)、北方稀土(600111.SH);

循環(huán)系統(tǒng)上市公司：雪人股份(002639.SZ)、漢鐘精機(jī)(002158.SZ);

電堆及系統(tǒng)上市公司：清源股份(603628.SH);

雙極板上市公司：安泰科技(000969.SZ);

質(zhì)子交換膜上市公司：東岳集團(tuán)(00189)、三環(huán)集團(tuán)(300408.SZ)、同濟(jì)科技(600846.SH)、德威新材(300325.SZ)、百利科技(603959.SH);

電機(jī)及電控系統(tǒng)上市公司：科力爾(002892.SZ)、江蘇雷利(300660.SZ)、通達(dá)動(dòng)力(002576.SZ);

催化劑上市公司：貴研鉑業(yè)(600459.SH)、龍?bào)纯萍?603906.SH);

膜電極上市公司：道氏技術(shù)(300409.SZ);

氫燃料電池制造上市公司：億華通(688339.SH)、濰柴動(dòng)力(000338.SZ)、大洋電機(jī)(002249.SZ)、深冷股份(300540.SZ)、雄韜股份(002733.SZ)、東方電氣(600875.SH)、南都電源(300068.SZ)、美錦能源(000723.SZ)、全柴動(dòng)力(600218.SH)、長(zhǎng)城電工(600192.SH)、上汽集團(tuán)(600104.SH)、蠡湖股份(300694 .SZ)、穗恒運(yùn)(000531.SZ)、越博動(dòng)力(300472.SZ)、騰龍股份(603158.SZ)、先導(dǎo)智能(300450.SZ)、科威爾(688551.SH)、動(dòng)力源(600405.SH)。

相關(guān)概念股：

長(zhǎng)盈精密(300115.SZ)：公司在燃料電池金屬雙極板領(lǐng)域掌握了核心技術(shù)，其在氫燃料電池金屬極板領(lǐng)域正在為國(guó)家重大裝備客戶承接相關(guān)研發(fā)任務(wù)，已基本掌握了氫燃料電池金屬極板的關(guān)鍵技術(shù)，且形成了研發(fā)和生產(chǎn)所需要的設(shè)備配置、工藝條件和相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)的人才團(tuán)隊(duì)，得到部分氫燃料電堆企業(yè)的初步認(rèn)可。

億華通(688339.SH)：是氫燃料電池系統(tǒng)龍一，2020年市占率為34.8%，已與宇通客車(chē)、北汽福田等合作，2021年底，發(fā)布了額定功率達(dá)到240kW的燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品。

雄韜股份(002733.SZ)：子公司雄韜氫瑞擁有華南地區(qū)首條氫燃料電池電堆全自動(dòng)化生產(chǎn)線

雪人股份(002639.SZ)：在氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上已布局兩塊業(yè)務(wù)，一是氫氣制取與加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)相關(guān)設(shè)備，二是氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)集成，包括燃料電池電堆、燃料電池空壓機(jī)及氫氣循環(huán)泵等。

關(guān)鍵詞： 氫燃料電池 氫能源電池 技術(shù)密集型行業(yè) 雄韜股份