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氫能源汽車研究報告 mwgxq

來源: http://xueqiu.com/8760978207/33137464

題記：混合動力是短期目標，純電動車是中期目標，而氫燃料電池是新能源汽車的終極目標。

一、什麽是氫能源汽車
氫能源有兩大類使用方法。第一類被稱為“熱化學”方法，即燃燒。另一類被稱為“電化學”方法。氫燃料電池技術則屬於後者，被認為是利用氫能、解決未來人類能源危機的終極方案。

氫燃料電池發電的基本原理是電解水的逆反應，燃料電池的產物是電和水。具體反應過程為：電池陽極上的氫在催化劑作用下分解為質子和電子，帶陽電荷的質子穿過隔膜到達陰極，帶陰電荷的電子則在外部電路運行，從而產生電能。在陰極上的氧離子在催化劑作用下和電子、質子化合反應成水。電池組通過像這樣大量串聯的燃料電池，就可以產生足夠的電能來驅動汽車。

氫燃料電池與普通電池的區別主要在於：幹電池、蓄電池是一種儲能裝置，是把電能貯存起來，需要時再釋放出來；而氫燃料電池嚴格地說是一種發電裝置，像發電廠一樣，是把化學能直接轉化為電能的電化學發電裝置。

氫內燃車和氫燃料電池車不同。氫內燃車是傳統汽油內氫燃料汽車氫燃料汽車燃機車的帶小量改動的版本。氫內燃直接燃燒氫，不使用其他燃料，產生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數英里，很快便沒能量。另一方面，各色各樣的方法正在研究以減少耗用的空間，例如用液態氫或氫化物。

    氫能源的優勢：

1)      無汙染

燃料電池對環境無汙染。它是通過電化學反應，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式－－最典型的傳統後備電源方案。燃燒會釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等汙染物。如上所述，燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的（光伏電池板、風能發電等），整個循環就是徹底的不產生有害物質排放的過程。

2)      無噪聲

燃料電池運行安靜，噪聲大約只有55dB，相當於人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合於室內安裝，或是在室外對噪聲有限制的地方。

3)      高效率

燃料電池的發電效率可以達到50%以上，這是由燃料電池的轉換性質決定的，直接將化學能轉換為電能，不需要經過熱能和機械能（發電機）的中間變換。

氫能源汽車相對其它汽車的優勢：

氫能源汽車行駛里程，是絕大多數電動汽車的三倍；補充氫能源只需幾分鐘，不像電動汽車動輒數小時的充電時間。而且氫能源科技可以應用於長途巴士、重型卡車和其他大型交通工具等電動汽車望而卻步的領域。相較於特斯拉，氫能源汽車對行業的顛覆能力毫不遜色。

比較（有些參數待補充）：


二、氫能源汽車相關政策法規
世界各國都從政策上鼓勵燃料電池汽車的開發，包括美國、日本、歐盟各國、德國、瑞典。我國政府也非常重視燃料電池技術，在“863計劃”中，已經將燃料電池技術的開發作為重點項目。“十三五”電動汽車科技規劃特別部署發展燃料電池汽車，計劃在關鍵基礎器件、燃料電池系統、基礎設施與示範三個方面加大研發和投入力度，在未來幾年要攻克薄金屬雙極板表面改性技術、車用燃料電池耐久性技術、推進加氫站建設和燃料電池汽車示範運行等多項工作。

混合動力是短期目標，純電動車是中期目標，而氫燃料電池是新能源汽車的終極目標。

結論：國家產業政策支持。

三、氫能源汽車發展現狀
氫能源汽車推廣過程中的問題
氫能源有諸多其他燃料所沒有的優點，而且國內外在開發氫能源的研究領域也取得了一定成果，從表面看，我們似乎找到了一種完美無缺的解決能源危機的途徑，然而，它並不是我們看到的那麽完美，氫能源的研究也絕不是一朝一夕的工作，科學家和技術工作者們在長期的研究和實踐當中總結了一下幾點原因，這些也是為什麽氫能源至今還沒有得到廣泛的應用的原因。

1、環保問題　　

一般人認為，以氫燃料為動力的汽車只會產生水，事實也的確是這樣，那為什麽說氫燃料汽車並不環保呢？環球能源網認為，我們必須從其生產原料上來分析，由於技術水平並不先進，以及考慮到成本等的問題，世界上很多國家的氫燃料的生產並不是以水為原料，而是以天然氣作為生產原料，先前講到了，如果要電解水取得氫氣，那需要很大的能量消耗，而且要生產出能量值與普通汽油燃料相當的氫燃料，我們就需要大量的水資源，水同樣也是我們這個星球稀缺的資源，因為我們這里講到的水是淡水，而不是海水。而天然氣的貯存方式相對成熟得多，而且我們可以用並不算多的天然氣生產出能量值與普通汽油燃料相當氫燃料。因此，作為氫燃料生產商來說，為了降低生產成本，他們寧願選擇天然氣。問題就出在這里，天然氣也屬於化石能源的範疇，那麽使用它就必定會產生大量的二氧化碳，從這個層面上來講，我們的氫能汽車並不環保。

2、經濟成本問題

如今我們很多的加油站都是以提供化石燃料為主，而沒有單獨提供氫能燃料的場所，如果我們要利用起的加油站，那麽就必須修建大量的輸送管道，而且這樣做的前提是，氫能汽車的數量一定要達到一個合適的規模，數量過少的話，那修建輸送管道的成本就顯得有點高了。而如今，我們只能從一些新能源展會上才能看到氫燃料電池汽車的身影，大街上主要行駛的還是普通汽油驅動的汽車，即便是在巴西這樣的新能源汽車大國，其80%以上的汽車使用的也是乙醇，而非氫燃料電池。因此在可以預見的將來，我們還很難將氫燃料電池汽車推廣出去，至少在工藝上我們還不過關。

3、節能降耗問題

我們研究氫能源，最根本的就是要解決能源匱乏的大問題，但是如果為了獲得氫能源要以消耗更多的其他能量為代價，未免有些得不償失，舍本逐末。一般情況下，我們要獲得氫，都會從水里分解出來，這就需要用到電，需要將交流電轉化成直流電，這過程將使得氫分子中的能連損失2%-3%，接下來我們開始電解水，在此過程中能效只能達到70%，其余30%的能量被消耗掉。經過上述兩個過程，我們獲得了氫氣，但是由於是氣體，因此其體積非常大，這個就需要我們用10000磅/平方英寸的大氣壓強對氫氣進行壓縮處理，這個過程又將耗能15%，即便是經過了這一系列處理，同等質量的氫燃料所包含的能量值也只有普通汽油燃料的20%所有，並且要貯存這些氫燃料需要很大的存儲設備。此外，為了保持氫燃料電池的穩定，我們還要將溫度控制在零下253度，這一過程再次耗能30%-40%。在運輸過程中，由於我們很難保持零下253度的恒溫，因此我們還將損失10%的能量，而在氫燃料被註入汽車前，我們又損失了大約50%的能量，最終我們還將損失10%的能量，因為氫能汽車的能效只有90%。綜合上述所有的過程，我們要驅動一輛氫能汽車的能耗高達80%！

“氫燃料電池代價太大”
1.一般情況下，我們要獲得氫，都會從水里分解出來，這就需要用到電，需要將交流電轉化成直流電，這過程將使得氫分子中的能連損失2%-3%
　　2.接下來我們開始電解水，在此過程中能效只能達到70%，其余30%的能量被消耗掉。
　　3.經過上述兩個過程，我們獲得了氫氣，但是由於是氣體，因此其體積非常大，這個就需要我們用10000磅/平方英寸的大氣壓強對氫氣進行壓縮處理，這個過程又將耗能15%，即便是經過了這一系列處理，同等質量的氫燃料所包含的能量值也只有普通汽油燃料的20%所有，並且要貯存這些氫燃料需要很大的存儲設備。此外，為了保持氫燃料電池的穩定，我們還要將溫度控制在零下253度，這一過程再次耗能30%-40%。
　　4.在運輸過程中，由於我們很難保持零下253度的恒溫，因此我們還將損失10%的能量。
　　5.而在氫燃料被註入汽車前，我們又損失了大約50%的能量。
　　6.最終我們還將損失10%的能量，因為氫能汽車的能效只有90%。
　　綜合上述所有的過程，我們要驅動一輛氫能汽車的能耗高達80%，從節能降耗的角度來看，氫能汽車不達標。

需盡快提高市場滲透率
美國汽車行業研究機構認為，能否及時、快速提高新能源汽車在全美汽車行業中的市場滲透率，對於美國新能源汽車行業發展有著不言而喻的重要意義。

從目前來看，美國國內電動車銷量呈上升趨勢，其中純電動車對此的貢獻較大。數據顯示，2012年美國國內電動車銷量為5.3萬輛，其中純電動車銷售14687輛，僅為全年汽車銷量的0.1%；在美政府一系列減稅支持與車企的促銷活動的刺激下，該數據在2013年有了明顯改善，2013年美國電動汽車銷售總量為9.6萬輛，其中純電動車銷售量為4.8萬輛，是2012年的3倍多。

從全球市場看，2012年美國電動汽車的年銷量已經突破45萬輛，占整個乘用車市場的3%。其中，混合動力汽車銷量達40萬輛，占整個電動汽車銷量的90%，與2010年相比增長了42%，其中插電式混合動力汽車實現全年3萬輛的銷售，同比增長近3倍。

行業分析人士指出，雖然美國新能源汽車的市場滲透率仍有待進一步提高，但投資者已經開始需要將目光“發散”到其他相關的產業和區域市場中。

數據顯示，預計2020年全球新能源汽車滲透率將超過20%，總體銷量達到2000萬輛（包括HEV），新能源汽車的滲透對於電池、電機和功率電子、鋰礦等部分將產生巨大拉動。

氫能源汽車的技術瓶頸
為了解決推廣氫能汽車過程中遇到的問題，我們首先需要解決三個技術問題：

1、大量制取廉價氫氣的方法。傳統的電解方法價格昂貴，且耗費其他資源，無法推廣。

2、解決氫氣的安全儲運問題。

3、解決汽車所需的高性能、廉價的氫供給系統。目前常見的供給系統有三種，氣管定時噴射式、低壓缸內噴射式和高壓缸內噴射式。隨著儲氫材料的研究進展，可以為氫能汽車開辟全新的途徑。而最近，科學家們研制的高效率氫燃料電池，更減小了氫氣損失和熱量散失。

氫能源目前最大的問題是儲運成本高於汽油4倍，而氫的燃燒效率又比石油高一倍，如與傳統汽車相比，燃料電池車能量轉化效率高達60-80%，是內燃機的2至3倍。所以目前只要將氫的成本降低一倍，就能讓氫動力應用處於經濟性許可範圍內了。

四、氫能源汽車發展前景
本世紀最有前途的綠色能源有兩種：一種是氫能，另一種是受控核聚變能。而這兩種能源都與氫元素息息相關。

氫是一種極為優越的新能源，其主要優點有：

ü  燃燒熱值高，每千克氫燃燒後的熱量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

ü  燃燒的產物是水，是世界上最幹凈的能源。

ü  資源豐富，氫氣可以由水制取，而水是地球上最為豐富的資源，演義了自然物質循環利用、持續發展的經典過程。

ü  適用範圍廣，氫燃料電池既可用於汽車、飛機、宇宙飛船、可發電，又可用於分布式電源等其他場合，如可以代替煤氣、暖氣、電力管線而走進家庭生活。

氫能源的提煉成本跟汽油大致相當，這為它替代石油改變未來世界格局提供了經濟價值基礎。氫能源目前最大的問題是儲運成本高於汽油4倍，而氫的燃燒效率又比石油高一倍，如與傳統汽車相比，燃料電池車能量轉化效率高達60-80%，是內燃機的2至3倍。所以目前只要將氫的成本降低一倍，就能讓氫動力應用處於經濟性許可範圍內了。目前，德國通過電解水利用可回收能源制造氫；日本對氫技術提出了雄心勃勃的計劃,到2020年投資預算將達到40億美元；冰島和殼牌石油,戴姆勒—克萊斯勒汽車公司以及挪威水力發電建立了獨特的合作聯盟,發起全球第一個氫經濟計劃,在今後40年內用氫能源取代石油；美國能源部制定了“氫能源”計劃，提出到2010年使燃料電池汽車占整個汽車市場的25%。

世界各國及企業在研究開發氫和燃料電池汽車技術方面取得了重大進展，預計在未來的5-10年內燃料電池汽車將正式進入市場，電動汽車將可能以20%的速度迅猛發展。

國際上認為氫能將是本世紀汽車最理想的能源，也是人類長遠的戰略能源。因此，氫能源概念股的炒作題材將遠遠勝於光伏和乙醇汽油概念，其取之不盡、用之不竭的優勢決定了氫能源概念股具有無限的想象空間。

歐洲各國正在加大力度推進氫能源汽車項目，荷蘭、丹麥、瑞典、法國、英國與德國已經達成共同開發推廣氫能源汽車的協議，共同建設歐洲氫氣設施網絡，並協調能源傳輸。

汽車廠商都將2015年視為氫燃料電池汽車的市場化元年，計劃各生產1000輛左右。他們還將2020年看作市場啟動年，屆時將大規模生產氫燃料電池汽車。可以預見，在2020年左右，世界將進入氫燃料電池汽車的時代。

結論：市場前景廣闊。

五、氫能源汽車產業鏈及標的分析
中國氫燃料電池產業鏈相關公司
廣發證券在此重點介紹的是PEMFC方向，質子交換膜燃料電池產業鏈的相關公司。

1. 中科同力與同濟科技

中科同力是中國科學院上海有機化學研究所、上海同濟科技實業股份有限公司以及上海神力科技有限公司等共同組建，同濟科技持股36.23%的中科同力，與中科院的研究人員合作，主要致力於研制和生產國產質子膜燃料電池汽車核心部件——質子膜，質子膜燃料電池已經同濟大學研制成功並投放市場，使我國在質子交換膜技術的燃料電池技術方面已經達到世界先進水平。從氫動力車構成來看，燃料電池無疑是核心，造價約占總成本的三分之二，而質子交換膜又是燃料電池的核心。因此，掌握了質子交換膜技術的企業都值得我們重點關註。此外，2003年8月由大股東——同濟大學與上海汽車集團聯合推出了我國首輛燃料電池混合動力轎車“超越一號”，現在該項目已成為國家自然科學基金基礎研究項目、國家“863”高技術研究項目、國家重點科技攻關項目及中國科學院重大項目。作為集團公司的窗口，不排除該項目會註入上市公司中。

2.新源動力（與其相關股東上汽集團、長城電工、南都電源、新大洲）

（新源動力股權結構）

大連新源動力成立於2001 年，由中科院大連化學物理研究所等單位發起設立，主要從事質子交換膜燃料電池及組件的研制生產，被國家相關部委授予“燃料電池及氫源技術國家工程研究中心”，是目前國內燃料電池領域規模最大的企業， 2007 年由新源動力提供燃料電池發動機的首輛“PASSAT－領馭燃料電池轎車”研制成功，2010 年公司為世博燃料電池車提供燃料電池堆。

大連新源動力已實現燃料電池關鍵材料及關鍵部件、電堆組裝的小批量生產，建成可年產5500KW燃料電池堆用關鍵部件的批量生產線，同時在車用燃料電池系統集成安裝、調試、運行等方面擁有優勢地位。A股公司上汽集團600104、長城電工600192、南都電源300068、新大洲000571都是其股東。

3. 東嶽集團

東嶽集團2007 年在香港上市，是中國氟矽行業龍頭企業，公司在新環保、新材料、新能源等領域掌控了大量自主知識權。2008 年東嶽集團公司承擔863 項目“燃料電池高溫質子交換膜制備”課題，根據同濟大學的測試數據，東嶽集團的中溫質子交換膜品質已經接近杜邦的Nafion112 膜；

4. 神力科技

上海神力科技有限公司成立於1998年，目前尚未上市。上海神力科技主營氫質子交換膜燃料電池，是我國燃料電池技術研發和產業化的領先者。已成為具有完全自主知識產權的燃料電池技術並達到國際先進水平。2010年公司作為世博會燃料電池汽車中的燃料電池發動機的主要供應商之一，共為30輛轎車，1輛客車提供了燃料電池發動機動力系統。

其股東為為江蘇陽光集團（參股31.04%）、複星醫藥集團（參股5.23%）。中國科學院上海有機化學研究所、上海同濟科技實業股份有限公司以及上海神力科技有限公司等還共同共同組建了中科同力。
各概念股相關性分析
氫能源汽車概念股：


純電動汽車概念股：

混動汽車概念股：

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