來源：金融界上市公司研究院
作者：王漢星
談及新能源汽車的動力系統，人們往往會第一時間想到鋰電池，而事實上在傳統內燃機與鋰電池爭奪汽車動力市場的同時，燃料電池的競爭力也不容忽視。本周以濰柴動力為代表的氫燃料概念上市公司走強，將市場的目光再次引向「氫鋰路線之爭」，氫燃料電池作為新能源汽車的另一選項，其發展現狀、瓶頸、以及未來究竟如何？
燃料電池尚處發展初期 成本問題制約產業化進程
通常所說的燃料電池指的是氫燃料電池，因其最具代表性。與鋰電池作為儲能裝置不同，氫燃料電池是一種非燃燒過程的能量轉換裝置，通過電化學反應將陽極的氫氣和陰極的氧氣的化學能轉化為電能。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並排出反應產生的水和熱。
簡單來說，氫燃料電池的工作原理可以近似認為是電解水的逆過程。從應用上來看，氫燃料電池主要用在長距離、大型交通工具領域，目前在商業化程度以及成本管控方面還不及純電動汽車產業那樣成熟。但從節能環保角度來看，氫燃料電池的反應殘留為電、熱和水，因此在理論上，氫能源是非常理想的清潔能源。
製圖：金融界上市公司研究院
從上圖可以很清晰地看出，目前我國的燃料電池汽車還處在發展的初級階段，銷量在新能源汽車中佔比極小，根據中汽協數據顯示，2019年我國燃料電池汽車銷量也僅有2737輛，與動輒100多萬的新能源汽車銷量相比差距明顯。
那麼市場為什麼看好氫燃料電池的發展前景？其主要原因有二，首先，由高碳向低碳、由低密度向高密度的發展路徑是目前國際能源轉型的主流趨勢。氫能源本身無毒無害、反應殘留物為水、且熱量密度高的特性使其成為「碳中和」主旋律之下最為理想的清潔能源之一。其次，從國內的角度來看，我國具有全球最大規模的氫資源，根據民生證券研報數據顯示，全球主要人工制氫原料的96％以上都來源於傳統化石資源的熱化學重整，僅有4％左右來源於電解水。從地域分布上看，亞太地區的氫氣產能最大，而我國是目前氫氣產能最大的國家，也是氫氣生產分布最廣的國家。目前國際制氫年產量6300萬噸左右，我國每年產氫約2200萬噸，佔世界氫產量的三分之一，是世界第一產氫大國。
綜上所述，氫燃料電池在我國有著優質的發展土壤，但仍然蘊含著一些產業發展瓶頸，其中最為顯著的是購置成本高、基礎設施缺乏以及使用成本較高等問題。這裡應注意到，成本問題是研究新能源成長空間時被反覆提到的關鍵點，成本降不下來，對傳統能源替代的基礎就不復存在。電解水產生氫氣的原理看似十分簡單，但實驗室級別的制氫與工業級別的量產有著本質的區別，工業的蒸汽重整（Steam Reforming）制氫法需要大量的熱量消耗，效率偏低。與此同時，制氫的過程也會對環境產生一定的汙染，加之氫氣在儲存、遠距離運輸上的成本需求，導致氫能源的使用成本遠高於電能。因此，當前氫燃料電池的產業化還需要一定的研發周期。
「新舊」能源應是互補關係 燃料電池國產替代空間較大
在A股燃料電池板塊中，我們選取傳統重卡龍頭濰柴動力與新晉科創板的億華通兩家較有代表性的氫燃料電池概念上市公司來看國內相關廠商的競爭格局。濰柴動力在本周三A+H股大漲，股價創下歷史新高，該股的大幅上漲也是帶動氫燃料電池話題熱度的主要原因之一。
濰柴動力雖是重卡領域的龍頭，但在燃料電池領域的布局上也走在國內上市公司前列。2016 年，濰柴動力戰略投資國內氫燃料電池領先企業弗爾賽；2017年與博世籤署戰略合作框架協議，共同合作開發生產氫燃料電池及相關部件；2019年12月完成對德國ARADEX的戰略收購；2020年3月31日，濰柴動力2萬臺氫燃料電池發動機工廠正式投產。截至2020 年上半年，已在濟南、濰坊、聊城三地推廣220輛氫燃料電池公交車。
2020年12月，濰柴動力曾發布A股股票定增預案，預案顯示擬募集資金不超過130億元人民幣，募投項目中包含氫燃料電池及關鍵零部件產業化項目、固態氧化物燃料電池及關鍵零部件產業化項目、以及燃料電池動力總成核心零部件研發及製造能力建設項目，總投入金額超過37億元。
濰柴動力董事長譚旭光曾表示：發展新能源車並不是要完全取代柴油車，而是應用在適合採用新能源車輛的工況中。比如城市公交、港口牽引車等，推廣新能源車輛，使其與柴油車搭配工作，能夠兼顧經濟效益與社會環保。並預測未來20-30年，氫將成為能源結構的重要組成部分，但市佔率不會超過10％。
億華通主要從事氫燃料電池發動機系統研發及產業化，2019年度，億華通共計實現燃料電池發動機系統銷售498套，實現主營業務收入5.49億元，在國內率先開啟了氫燃料電池發動機批量商業化的進程。2020年8月10日，億華通在上交所科創板掛牌上市，上市首日漲幅超過140％，被譽為氫燃料電池第一股。
2017年、2018年及2019年，全國燃料電池汽車銷量分別為1275、1527、2737輛，億華通分別銷售燃料電池發動機系統192、303、498套，產品終端用戶包括北京公共運輸控股（集團）有限公司、張家口市公共運輸集團有限公司、鄭州市公共運輸總公司、張家港市港城公共運輸有限公司、上海奉賢巴士公共運輸有限公司等多家公交公司及整車運營廠商。截至 2019年末，根據現行有效的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，目前被納入目錄的燃料電池商用車型共185款，配套億華通燃料電池發動機系統的商用車車型共計37款，佔比為 20.00％，位居行業第一位且大幅領先。
製圖：金融界上市公司研究院 數據來源：億華通招股說明書
此外，億華通對於國內燃料電池的發展現狀在招股書中表示，日本、美國等國家在氫能與燃料電池領域歷經數十年的發展，技術發展階段與產業化程度整體領先我國。億華通產品現階段技術水平與氫能發達國家還存在一定的差距。氫燃料電池發動機系統國內市場供應鏈基礎較為薄弱，尚未形成較為成熟的零部件供應體系。當前國內企業仍需要攻克基礎材料、核心技術和關鍵部件難關，尤其是膜電極等關鍵部件的產業化。