公用事业煤炭环保行业氢能与燃料电池产业前沿系列三小小气瓶大大学问20190709光大证券

敬请参阅最后一页特别声明-1-证券研究报告2019年7月9日公用事业、煤炭、环保小小气瓶，大大学问——氢能与燃料电池产业前沿系列三行业深度◆车载储氢技术是决定未来氢能交通领域大规模应用的重点。氢能的使用主要包括氢的生产、储存和运输、应用等方面，而决定氢能应用关键的是安全、高效的氢能储运技术。氢气储存技术滞后限制了氢能源在各类交通工具上大规模应用，车载储氢技术的改进是未来氢燃料电池车发展重点突破环节。诸多技术路线中，高压气态储氢最成熟、成本最低，未来大规模推广需要储氢瓶工艺提升。◆国内气瓶制造工艺发展潜力巨大，未来将向Ⅳ型、70MPa气态氢过渡。国内企业采用III型（金属内胆纤维全缠绕气瓶）储氢密度为3.9％，而IV型（非金属内胆纤维全缠绕气瓶）的储氢密度可以达到5.5％。IV型具有低成本、小重容、轻量化的优势。国内在35MPaIII型瓶有成熟产品，但是35MPa气瓶的续航里程上对比纯电动车没有优势，需采用70MPaIII型在燃料电池乘用车上才有续航里程的优势。◆高端碳纤维材料进口依赖，国产化率未来有望提升。氢气瓶的核心技术，除了金属阀门及各类传感器之外，主要是外层高效、低成本碳纤维及缠绕成型。氢气瓶的外层缠绕，会对碳纤维及其复合材料产生革命性影响。目前，日本、美国等国家对高端碳纤维技术形成垄断，国内储氢瓶厂商需要进口，导致储氢瓶生产成本短期难以大幅下降。随着国内技术的不断突破及产业集中度的提高，进口依赖问题有望逐步缓解。◆国内气瓶厂加快进入储氢瓶市场，碳纤维材料或是突破口。车载储氢大规模推广依赖于高压储氢瓶及碳纤维，该细分领域目前处于发展初期，相关技术、法规仍未成熟。（1）国内70MPa高压储氢瓶还未真正装车上路，领先企业正在研发或已具备量产70MPaIII型瓶能力，并开始配合车企展开上车实验。这些企业拥有多年气瓶研发生产经验，同时瞄准未来氢瓶广阔市场。（2）碳纤维作为储氢瓶核心材料之一，技术被日本、美国垄断。国内大多数碳纤维企业所提供产品以中低端碳纤维为主，无法大规模提供高性能碳纤维。随着碳纤维行业集中度提升和龙头企业新生产线投放，高端产品研发能力将逐步改善。◆投资建议：我们认为，现阶段二级市场的投资机会将更多地以主题投资的方式呈现，应关注具有气瓶研发经验、技术优势的高压容器公司，以及聚焦高端碳纤维品类、市场率领先的碳纤维龙头。投资方面建议关注：京城股份、富瑞特装、中材科技、光威复材、中简科技。◆风险分析：70MPaIV型瓶法规标准出台时间存在不确定性；70MPaIII型瓶量产及大规模市场推广进度不及预期；高端碳纤维研发进展缓慢，短期无法彻底摆脱对进口原料依赖，导致氢瓶生产成本较高。分析师殷中枢(执业证书编号：S0930518040004)[e-mail]王威(执业证书编号：S0930517030001)[e-mail]行业与上证指数对比图资料来源：Wind相关研报弃风弃光，化电为氢——氢能与燃料电池产业前沿系列二············································2019-06-06氢能时代，点煤成金——氢能与燃料电池产业前沿系列一············································2019-06-05-30%-20%-10%0%10%05-1808-1811-1802-19公用事业沪深3002019-07-09公用事业、煤炭、环保敬请参阅最后一页特别声明-2-证券研究报告投资聚焦研究背景氢能的使用主要包括氢的生产、储存和运输、应用等方面，而决定氢能应用关键的是安全高效的氢能储运技术。氢燃料电池车需要满足高效、安全、低成本等要求。氢气储存技术滞后限制了氢能源在各类交通工具上大规模应用，车载储氢技术的改进是未来氢燃料电池车发展的重点突破环节。本篇我们主要从车载储氢环节，通过国际比较的方式，对储氢瓶及其核心原料碳纤维进行讨论和分析。我们的创新点（1）详细分析了国际主流的车载储氢方式，认为高压气态储氢是未来国内主要储氢模式；（2）对于储氢瓶，我们认为目前III型气瓶及35MPa气态氢未来将向IV型、70MPa气态氢过渡；（3）对于储氢瓶原料碳纤维，我们认为当前对外依存度过高，高端碳纤维技术被日、美垄断，储氢瓶等压力容器制造成本短期难以大幅下降。投资观点车载储氢的大规模推广依赖于高压储氢瓶及碳纤维，该细分领域目前处于发展初期，相关技术、法规仍未成熟。（1）国内70MPa高压储氢瓶还未真正装车上路，领先企业正在研发或已具备量产70MPaIII型瓶能力，并开始配合车企展开上车实验。这些企业拥有多年气瓶研发生产经验，同时瞄准未来氢瓶的广阔市场。（2）碳纤维作为储氢瓶核心材料之一，技术被日本、美国垄断。国内大多数碳纤维企业所提供产品以中低端碳纤维为主，无法大规模提供高性能碳纤维。随着碳纤维行业集中度提升和龙头企业新生产线投放，高端产品研发能力将逐步改善。我们认为，现阶段二级市场的投资机会将更多地以主题投资的方式呈现，应关注具有气瓶研发经验、技术优势的高压容器公司，以及聚焦高端碳纤维品类、市场率领先的碳纤维龙头。投资方面建议关注：专业气瓶生产企业京城股份、富瑞特装、中材科技；高端碳纤维生产商光威复材、中简科技。博时基金2019-07-09公用事业、煤炭、环保敬请参阅最后一页特别声明-3-证券研究报告目录1、车载储氢技术多元化，高压气态储氢是主流路径......................................................................41.1、车载储氢技术是燃料电池重点突破环节..................................................................................................41.2、高压气态车载储氢已达可使用状态.........................................................................................................51.3、其他车载储氢方式尚不成熟....................................................................................................................92、高压气态储氢应用依赖于车载氢瓶技术..................................................................................112.1、我国气瓶制造技术与国际存在一定差距................................................................................................112.2、国内以III型气瓶为主，未来需向IV型过渡.........................................................................................132.3、国内以35MPa气态氢为主，未来需向70MPa过渡............................................................................153、高端碳纤维是制造储氢瓶的核心材料......................................................................................163.1、储氢瓶等压力容器是碳纤维主要下游需求之一.....................................................................................163.2、高端碳纤维制造产业被美、日垄断.......................................................................................................193.3、我国碳纤维对外依存度超过70%，产能集中度逐步提高.....................................................................204、投资建议.................................................................................................................................224.1、气瓶制造企业加速高压储氢瓶研发.......................................................................................................224.2、国内高端碳纤维产品研发能力逐步提升................................................................................................245、风险分析.................................................................................................................................252019-07-09公用事业、煤炭、环保敬请参阅最后一页特别声明-4-证券研究报告1、车载储氢技术多元化，高压气态储氢是主流路径1.1、车载储氢技术是燃料电池重点突破环节氢能的使用主要包括氢的生产、储存和运输、应用等方面，而决定氢能应用关键的是安全高效的氢能储运技术。氢燃料电池车需要满足高效、安全、低成本等要求。氢气储存技术滞后限制了氢能源在各类交通工具上大规模应用，车载储氢技术的改进是未来氢燃料电池车发展的重点突破环节。图1：燃料电池车解剖图资料来源：齐鲁壹点为了达到性能要求，众多研究机构对车载储氢技术提出了新标准，其中美国能源部（DOE）公布的标准最具权威性——质量储氢密度为7.5％，体积储氢密度为70g/L，操作温度为40~60℃。目前，氢燃料电池车车载储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、高压低温液态储氢、金属氢化物储氢及有机液体储氢等。35MPa气态储氢主要应用于商用车，如城市公交车、物流车、团体班车；70MPa气态储氢应用于乘用车；液态储氢主要应用于军事领域，民用推广需要技术突破。（1）从技术成熟方面分析，高压气态储氢最成熟、成本最低，是现阶段主要应用的储氢技术，在行驶里程、行驶速度及加注时间等方面均能与柴汽油车相媲美，但如果对氢燃料电池汽车有更高要求时，该技术不适用；（2）从质量储氢密度分析，液态储氢、有机液体储氢的质量储氢密度最高，能达到DOE的标准，但两种技术均存在成本高等问题，且操作、安全性等较之气态储氢要差；（3）从成本方面分析，液态储氢、金属氢化物储氢及有机液体储氢成本均较高，目前不适合推广。2019-07-09公用事业、煤炭、环保敬请参阅最后一页特别声明-5-证券研究报告表1：不同氢气储运技术应用领域储氢方式质量储氢密度（wt%）体积储氢密度（g/L）优点缺点应用领域高压气态储氢4.0-5.739技术成熟，成本低质量储氢密度低车用、化工、运输低温液态储氢5.770质量储氢密度高易挥发，成本高航天、电子、运输金属氢化物储氢2-4.550安全，操作条件易实现成本