车载储氢瓶行业深度报告暨碳纤维行业系列报告：小氢瓶承载大产业，政策东风已至

中泰证券研究所专业｜领先｜深度｜诚信 ｜证券研究报告｜ 小氢瓶承载大产业，政策东风已至 ——车载储氢瓶行业深度报告暨碳纤维行业系列报告 2022.12.12 中泰证券新材料&建材首席分析师孙颖博士执业证书编号：S0740519070002Email：sunying@r.qlzq.com.cn 中泰证券新材料&建材分析师：韩宇执业证书编号：S0740522040003Email：hanyu@zts.com.cn 1 投资观点 一、燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至 双碳背景下，氢能在我国有广阔应用前景。2019年以来国家顶层设计密集出台，2022年3月《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》出台，产业发展政策东风已至。燃料电池汽车是未来氢能应用的核心，也是政策推广支持重点，未来将呈现出与纯电动汽车互补发展的产业格局。 二、氢能重卡渗透率提升推动车载储氢瓶需求快速增长 基于续航里程长、载重能力强以及低温启动性能好等特点，燃料电池汽车发展早期在固定路线、中长途运输以及高载重三类场景中相较于纯电动车有明显比较优势。公路运输占交通运输碳排放的86.76%，而重卡碳排放占公路运输碳排放的54%，降低重卡排放是交通运输业减碳的重中之重。两方面因素下，中长途重载商用车将成为燃料电池汽车发展的重点方向。根据中国氢能联盟测算，燃料电池重卡和长途汽车有较大概率在2025年前实现相对于纯电动汽车的成本优势，在政策补贴的推动之下，氢能重卡渗透率将 加速提升。III型及IV型储氢瓶是车载储氢瓶的主流解决方案，氢能重卡携带储氢瓶数量多、容量大，氢能重卡渗透率提升将推动车载储氢瓶需求快速增长。 三、规模提升+技术突破+原材料降价，车载储氢瓶降本路径清晰 车载储能系统成本主要集中在燃料电池和储氢瓶，储氢瓶降本对燃料电池汽车成本的降低至关重要。具体降本路径有：1）规模化生产带来成本明显下降；2）作为车载储氢瓶主材的碳纤维在国产替代进程中价格中枢有望下降；3）IV型瓶质量更轻、成本更低、储氢密度更高、寿命更长，我国对IV型瓶技术的突破也将显著降低储氢瓶成本。总的看，车载储氢瓶降本路径清晰。 四、测算中国2025年车载储氢瓶市场规模48亿，碳纤维需求7313吨 假设：1）燃料电池客车和乘用车销量在2022年国补开始落地后稳步增长；2）燃料电池货车，尤其是重卡，是“以奖代补”政策支持的重点方向，预计在燃料电池整体销量中保持较高占比，2022年放量后在2022-2025年间依然保持较高销量增速；3）随着规模效应发挥、IV型瓶技术突破以及原材料降价，预计单车所用储氢瓶数量在2025年减少，并且价格由于成本降低预计出现明显下 降；4）2022-2025的单瓶碳纤维用量分别为33、34、35、35千克。 �、行业重点公司 我国储氢瓶市场处于发展早期，进入者增多导致集中度趋于降低，且行业头部企业尚未实现盈利。目前已实现储氢瓶规模化应用的有国富氢能、中材科技、京城股份等，金博股份也在IV型瓶上积极探索。 六、风险提示 氢燃料电池汽车补贴政策落地不及预期；IV型瓶技术突破进度不及预期；储氢瓶用碳纤维价格出现超预期上涨；供需测算偏差等2。 目录 CONTENTS 1 燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至 2 3 4 氢能重卡渗透率提升推动车载储氢瓶需求快速增长规模提升+技术突破+原材料降价，降本路径清晰 测算25年车载储氢瓶市场规模48亿，碳纤维需求7313吨 5 行业重点公司 NTS 所 目 CONTE ONTENTS 中泰 录 1燃料电池汽车发展前景广阔，政策东风已至 ｜领先｜深度 20世纪开始，全球碳排放量快速增长，由1900年的19.5亿吨，大幅提升到2021年的371.2亿吨。结构上来看，1950年欧洲和美国占全球碳排放量的85%。之后以中国、印度为代表的发展中国家在全球碳排放中的占比快速提升，2021年欧洲和美国在全球碳排放总量中的占比已下降至不足三分之一。 图表：全球碳排放量总量及分地区占比变化情况 资料来源：OurWorldinData、中泰证券研究所 顶层设计出台，氢能在我国能源结构中占比将不断提升 图表：部分已作出承诺的G20国家碳达峰、碳中和目标 减碳目前已经在全球范围达成共识。截止2022年4月全球已有 136个国家制定了碳中和目标。联合国预计在本世纪中叶，全 球将实现碳中和。 中国提“3060”目标，分三阶段走向碳中和。 图表：中国将分三阶段实现2060碳中和目标 资料来源：21世纪经济报道、中泰证券研究所 资料来源：EmissionGapReport2021、中泰证券研究所 氢能是性能优越的新能源：1）燃烧热值高：每千克氢燃烧后的热量是汽油的3倍，是酒精的3.9倍，是焦炭的4.5倍；2）环保无污染：燃烧产物仅为水；3）来源丰富：有电解水、化石能源重整、工业副产等多种制取方式；4）应用广泛：应用在 交通、工业、建筑、电力等领域。 双碳背景下，氢能在我国有广阔应用前景。我国是目前全球最大的制氢国，未来煤制氢+CCS（碳捕捉与封存技术）、光伏 +风电可再生能源弃电制氢等手段有望提供大规模、稳定、环保低碳和低成本的氢源供给，同时氢能产业链包含制取-储运-应用等多个环节，涉及能源、化工、建筑、交通等多个行业，对经济有较大拉动作用。根据中国氢能联盟预计，2030年我国氢气需求量为3500万吨，在终端能源体系中占比5%，2050年将进一步上升至10%。 图表：氢能产业链示意图 2019年以来国家顶层设计密集出台，氢能产业进发展新阶段。2019年氢能发展相关表述首次出现在政府工作报告中，之后 国家层面支持政策密集出台。2020年9月五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，重点将对燃料电池汽 车的购置补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，目前已形成了北京、上海、广州、河南和河北五个示范城市群。2022年3月《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》出台，明确提出了氢能发展各阶段的目标，对氢能在国家能源体系中的重要地位予以肯定，我国氢能发展有了国家层面的顶层设计规划。 图表：国家层面出台的关于氢能发展的重要政策 时间 发布单位 文件名称 主要内容 2019年3月 国务院 《2019年政府工作报告》 提出“推进充电、加氢等设施建设” 2020年9月 财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局 《关于开展燃料电池示范应用的通知》 将对燃料电池汽车的购置补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励，形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。 2020年10月 国务院办公厅 《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》 力争经过15年的持续努力，我国新能源汽车核心技术达到国际先进水平，质量品牌具备较强国际竞争力。纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，燃料电池汽车实现商业化应用，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，充换电服务网络便捷高效，氢燃料供给体系建设稳步推进，有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。 2021年3月 十三届全国人大四次会议 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。 2022年3月 国家发展改革委、国家能源局 《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》 明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。提出了氢能产业发展各阶段目标：到2025年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。到2035年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。 资料来源：各政府网站，中泰证券研究所 燃料电池是利用氢和氧直接经过电化学反应而产生电能的装置，具有能量转换效率高、污染少、噪音轻、装置大小灵活、方便移动等优秀性能，是氢能开发利用技术的核心。 质子交换膜燃料电池是国内外技术主流。根据电解液不同，燃料电池可被分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）以及熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。基于较低的工作温度、较短的启动时间以及对氧化剂较低的要求（空气即可作为氧化剂），PEMFC技术路线发展最为成熟，根据E4tech，2016-2020年质子交换膜燃料电池在全球燃料电池出货占比中不断提升，预计在2021年达到86.39%。 图表：燃料电池工作原理示意图 资料来源：捷氢科技招股书，中泰证券研究所 图表：不同燃料电池性能情况对比 燃料电池类型 电解液 运行温度 催化剂 主要优势 主要劣势 应用领域 PEMFC 质子交换膜 50-100摄氏度 铂金 启动快、工作温度低、可用空气作氧化剂 对CO敏感、需要将反应物加湿 汽车、便携式电源 AFC 碱性电解液 90-100摄氏度 镍/银 启动快、工作温度低 需要氧作为催化剂 航空航天、军事 PAFC 磷酸 150-200摄氏度 铂金 对二氧化碳不敏感 对一氧化碳敏感、启动较慢 分布式发电 SOFC 固体氧化物 650-1000摄氏度 LaMnO3/LaCoO3 可用空气作氧化剂、能量效率较高 工作温度较高 大型分布式发电、便携式电源 MCFC 熔融碳酸盐 600-700摄氏度 镍 可用空气作氧化剂、能量效率较高 工作温度较高 大型分布式发电 资料来源：德勤-《氢能源及燃料电池交通解决方案白皮书》，中泰证券研究所 燃料电池广泛用于交通、固定发电、便携式电池以及航天领域，其中燃料电池汽车应用规模最大。全球范围看，根据E4tech，2016-2020年交通运输领域的燃料电池出货量占燃料电池整体出货量的比例不断提升，并预计在2021年达到84.94%。从国内专利申请趋势上看，截至2021年交通运输领域的燃料电池专利总申请量达15369件，占到总专利申请量的 71.05%。 图表：全球燃料电池分应用领域出货情况（单位：MW）图表：中国氢燃料电池系统在各应用领域的专利申请量及变化 资料来源：E4tech，中泰证券研究所资料来源：财联社、智慧芽-《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》，中泰证券研究所 我国新能源乘用车发展以纯电汽车为主导。自2012年《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》发布以来，纯电汽车发展取得巨大成就，乘用车新车销量中纯电汽车渗透率不断提升，22年9月已达到31.8%，纯电动汽车在乘用车市场上已进入政策和市场共驱增长阶段。根据《新能源汽车发展规划2021-2035》，我国新能源汽车发展坚持纯电驱动战略取向，力争到2035年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。 氢燃料电池汽车发展将与纯电汽车形成互补发展格局。氢燃料电池汽车具有零排放、高效率、长续航、大载重、加注快等显著优势，根据《新能源汽车发展规划2021-2035》，目标要在15年间使得燃料电池汽车实现商业化应用，氢燃料供给体系建设稳步推进。根据《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》，我国要逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。 图表：纯电汽车在乘用车新车销量中的占比不断提升图表：2014-2021我国乘用车和商用车产量占比变化情况 资料来源：乘联会，中泰证券研究所 资料来源：wind，中泰证券研究所 燃料