评级（）先进制造行业周报：氢能有望加速发展，各环节测试设备或将率先受益
发布时间： 2022年04月05日
作者： xn2oyhja
栏目：行业研报
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报告名称 ：先进制造行业周报：氢能有望加速发展，各环节测试设备或将率先受益
评级 ：增持
行业：
行业报告：先进制造行业周报
2022年4月2日
氢能有望加速发展，各环节测试设备或将率先受益
| 行业评级：增持 | 分析师：邹润芳 证券执业证书号：S0640521040001 |
研究助理：朱祖跃
证券执业证书号：S0640121070054
研究助理：孙玉浩
证券执业证书号：S0640120030010
研究助理：唐保威
证券执业证书号：S0640121040023
| 中航证券研究所发布 | 证券研究报告 | 请务必阅读正文后的免责条款部分 |
中航先进制造——投资观点
| ◼核心个股组合：协鑫能科、双良节能、西子洁能、联赢激光、奥特维、罗博特科、高测股份、科创新源、百利科技、至纯科技、先导智能、杭可科 技、星云股份、天宜上佳、迈为股份、航锦科技、禾望电气、华自科技、科威尔、雪迪龙等。 ◼本周专题研究：氢能的制造、应用涉及诸多电化学反应，对反应环境及运行环境的稳定性要求较高，带动测试系统的旺盛需求。制氢端PEM市场化 应用加速进行，电解槽测试设备需求旺盛；用氢端燃料电池可靠性要求较高，预计2025年测试设备市场规模超20亿元。下游需求快速增加的背景 下，交期和性价比使得国产氢能测试设备厂商加速赶超，据TrendBank数据，2021H1我国燃料电池测试设备企业国内厂商市占率约70%，其中群 翌能源、科威尔合计市占率超过50%。投资方面，重点推荐布局燃料电池测试设备，并从实验室走向生产线的科威尔；具备从燃料电池制造到测试 设备一体化布局能力的先导智能。 ◼重点跟踪行业： ◼锂电设备，全球产能周期共振，预计2025年需求超千亿元，国内设备公司优势明显，全面看好具备技术、产品和规模优势的一二线龙头； ◼光伏设备，设备迭代升级推动产业链降本，HJT渗透率快速提升，同时光伏原材料价格下降有望刺激下游需求，看好电池片、组件设备龙头； ◼换电，2025 年换电站运营空间有望达到1357.55 亿元，换电站运营是换电领域市场空间最大的环节，看好换电站运营企业； ◼储能，储能是构建新型电网的必备基础，政策利好落地，发电、用户侧推动行业景气度提升，看好电池、逆变器、集成等环节龙头公司； ◼半导体设备，预计2030年行业需求达1400亿美元，中国大陆占比提高但国产化率仍低，看好平台型公司和国产替代有望快速突破的环节； ◼自动化，下游应用领域广泛的工业耗材，市场规模在400亿左右，预计2026年达557亿元，看好受益于集中度提高和进口替代的行业龙头； ◼氢能源，绿氢符合碳中和要求，光伏和风电快速发展为光伏制氢和风电制氢奠定基础，看好具备绿氢产业链一体化优势的龙头公司； ◼工程机械，强者恒强，建议关注行业龙头，看好具备产品、规模和成本优势的整机和零部件公司。 |
本周专题研究：双碳目标下，政策持续推动氢能产业快速发展
| ◼双碳目标下，政策持续推动氢能产业快速发展。氢能来源丰富、应用广泛，具有绿色低碳的特点，是全球公认能源转型发展的重要载体之一，也 是实现双碳目标的重要途经。据中国氢能联盟预测，2030年我国氢气需求量将达到3500万吨，在终端能源体系中占比5%；到2050年，需求量将 接近6000万吨，在终端能源体系中占比10%。 ◼2020年以来中央及地方频繁出台氢能相关规划、实施方案等政策文件，加快氢能产业化进程。据《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》， 目标到2025年，我国燃料电池车保有量约5万辆，可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，氢能产业步入快速发展阶段。 ◼氢能的制造、应用涉及诸多电化学反应，对反应环境及运行环境的稳定性要求较高，带动测试系统的旺盛需求。 |
| 图表1：氢能与其他能源折算系数（按热值） | 图表2：我国氢气年需求量和氢能占终端比重预测 | ||||||||||
| 能源名称 | 热值 | 折算系数 | 6000 5000 4000 | 12% | |||||||
| 氢 | 120.00 MJ/kg | 1.0 | 10% | ||||||||
| 8% | |||||||||||
| 标准煤 | 29.29 MJ/kg | 4.1 | 3000 | 6% | |||||||
| 天然气 | 46.03 MJ/kg | 2.6 | 2000 | 4% | |||||||
| 电 | 3.60 MJ/kg | 33.3 | 1000 0 | 2% | |||||||
| 石油 | 41.84 MJ/kg | 2.9 | 0% | ||||||||
| 2020 | 2025 | 2030 | 2035 | 2040 | 2045 | 2050 | |||||
| 氢气年需求（吨） | 氢能占终端比重(右轴） | ||||||||||
| 资料来源：中国氢能产业发展报告（2020），中国氢能联盟，中航证券研究所 | |||||||||||
| 3 | |||||||||||
本周专题研究：制氢端PEM市场化应用加速进行，电解槽测试设备需求旺盛
| ◼PEM制氢技术电流密度高、转换效率高、运行灵活，市场化应用加速进行。电解水制氢纯度等级高，杂质气体少，易与可再生能源结合，是未来 主要的制氢方式，据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020）》预计，电解水制氢占比将从2020年的不足2%提升至2030年的10%，进而 带动电解设备及相关测试设备的旺盛需求。从技术路径来看，电解水制氢技术主要分为AWE（碱性电解水制氢）、PEM（质子交换膜电解水制 氢）、AEM（固体聚合物阴离子交换膜电解水制氢）、SOE（固体氧化物电解水制氢）四种，其中PEM技术电流密度高、电解槽体积小、运行灵 活、利于快速变载，与风电、光伏具有良好的匹配性，是企业重点布局的主流技术。 ◼PEM电解槽测试涉及纯水电导率、实时伏安特性、寿命、产气效率、动态响应等各项指标的监控，是保证电解槽稳定运行的重要途经。 |
图表3：电解水制氢技术对比
| 电解质隔膜 | 电流密度 电耗/效率 （???? · ????????−????）（???????? ⋅ ℎ ⋅ ????−1⋅ ????−3） | 工作温度 | 工作压力 /bar | 产氢纯度（运行时间，h）寿命 （美元 ⋅ ????????−1） 成本 (???? ⋅ ????3⋅ ℎ−1） 操作特征 单机规模 | 可维护性 | 环保性 | 技术成熟度 | ||||||
| /℃ | |||||||||||||
| 碱性电解 | KOH石棉膜 | <0.8 | 4.5~5.5 /60~75% | 60~90 | 1~30 | ≥99.8% 60000-90000 | 500~1400 | ≤1500 | 需控制压 差，产氢 需脱碱 | 强碱腐蚀性强，后期运维复杂，成本高 | 石棉膜有危害 充分产业化 | ||
| AWE | |||||||||||||
| 质子交换膜 | 质子交换膜 | 1~4 | 4.0~5.0/70~90% | 室温~80 | 30~80 ≥99.99% 30000-60000 | 1100~1800 | ≤250 | 快速启停， | 无腐蚀介质，各 部件成本高，运 维成本低 | 无污染 | 初步商业化 | ||
| PEM | 仅水蒸气 | ||||||||||||
| 阴离子交换 | 阴离子交换 | 1~2 | / | ≤60 | / | ≥99.99% | / | / | / | 快速启停， | 无腐蚀介质，实 | 无污染 | 实验室阶段 |
| 验室阶段，尚无 | |||||||||||||
| 膜电解AEM | 膜 | 仅水蒸气 | |||||||||||
| 运维需求 | |||||||||||||
| 固体氧化物 | 固体氧化物 | 0.2~0.4 | 85~100% | 700~1000 | 1 | / | 10000-30000 | 2800~5600 | / | 启停不便， | 无腐蚀介质，运 | / | 初步示范阶段 |
| 电解SOE | 仅水蒸气 | 维简单，成本低 | |||||||||||
| 资料来源：科威尔官网，中航证券研究所 | 4 | ||||||||||||
本周专题研究：用氢端燃料电池可靠性要求较高，预计2025年测试设备市场规模超20亿元
| ◼用氢端燃料电池可靠性要求较高，预计2025年测试设备市场规模超20亿元。随下游需求快速爆发，燃料电池行业需求也开始多元化、具体化，应用企业更多地开始关注燃料电池各子系统的性能（如质子交换膜、气体扩散层）、电池阻抗分析和量产产线的活化测试等，从而从各个环节、各个维度对燃料电池的可靠性进行把控，加速产业化进度，相关测试装备需求增加。目前燃料电池测试设备主要包括燃料电池发动机测试系统、燃料电池电堆测试系统、燃料电池零部件测试设备、车载储氢系统测试设备等。据TrendBank势银研究数据，2021H1我国燃料电池测试设备市 场规模约10亿元，预计2025年市场规模超20亿元。 |
图表4：燃料电池测试设备企业主要产品分类
| 产品 | 具体介绍 |
| 燃料电池发动机测试系统 主要用于燃料电池发动机系统的研发测试、常规性能检测、可 靠性测试等 | |
| 燃料电池电堆测试系统 | 主要用于电堆产品的研发及性能测试，包括对单电池、短堆、整堆及模块测试 |
| 燃料电池零部件测试设备 | 包括DCDC测试系统、空压机测试设备、循环泵测试设备 |
| 车载储氢系统测试设备 | 主要是检测储氢瓶的耐久、氢气泄露、氢气释放等常规性能 |
图表5：国内燃料电池测试设备市场规模（亿元）
资料来源：TrendBank，中航证券研究所 5
本周专题研究：随氢能产业化进程加快，国内自主品牌逐渐实现赶超
| ◼我国氢能测试装备过去由国外厂商主导，随氢能产业化进程加快，国内自主品牌逐渐实现赶超。下游需求快速增加的背景下，交期和性价比使得 国产氢能测试设备厂商更加具有竞争力，Greenlight、Feulcon、AVL等以往占据国内主要市场份额的国外检测设备企业开始逐渐淡出中、小功 率燃料电池的检测市场，群翌能源、科威尔、锐格新能源等国内企业占据过半份额。据TrendBank势银研究数据，2021H1我国燃料电池测试设 备企业数量近20家，市占率约70%，其中群翌能源、科威尔合计市占率超过50%。 |
| 图表6：氢能测试装备主要企业及产品布局 | 图表7：2021H1国内燃料电池测试设备企业市占率情况 |
| Greenlight Fuelcon 大连锐格群翌能源致茂电子 科威尔 先导智能 | |||||||||
| 燃料电池电堆 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||
| 燃料电池发动机 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |||
| 燃料电池DC/DC | √ | √ | √ | √ | |||||
| 测试系统 | |||||||||
| 电解槽测试 | √ | ||||||||
| 活化测试 | 在研 | √ | |||||||
| 资料来源：科威尔招股书，各公司官网，中航证券研究所 | 6 | ||||||||
本周专题研究：科威尔具备全栈测试能力，先导智能实现从氢能制造到测试的一体化布局
| ◼科威尔在氢能测试领域具有从微观到系统到产线的全栈测试能力。科威尔自2016年底开始布局燃料电池测试领域，在燃料电池发动机测试系统、电堆测试系统、燃料电池BOP测试系统以及氢气、空气路子系统测试解决方案的基础上，不断扩充产品线，新增单池测试、短堆测试（从而具备 单片电池到200kW的测试能力）、电解槽测试，同时储备材料级测试系统、活化测试系统、固体氧化物燃料电池电堆测试系统等产品。2021H1 公司燃料电池测试装备营收0.24亿元，同比增长43.44%。 ◼先导智能立足锂电设备，迈向平台型非标设备公司。先导智能于2018年进军氢能装备领域，为燃料电池整线提供解决方案，主要产品包括PEM电 解槽制氢设备、膜电极生产、双极板生产、电堆及系统生产线、电堆测试平台等单机装备和产线，实现了从燃料电池制造到测试的一体化布局。 |
图表8：科威尔氢燃料电池测试装备情况 图表9：先导智能氢能设备情况
| 分类 | 产品 | 产品特点 | 示意图 |
| FCTS-M系列燃料电 | 大功率测试台支持被测发动 | ||
| 机功率向下兼容，多支路设 | |||
| 池发动机测试系统 | |||
| 计提高氢气流量检测精度 | |||
| “用氢” | FCTS-S系列燃料电 池电堆测试系统 | 氢浓度检测、绝缘阻抗检 | |
| 测、单体电压巡检、安全 | |||
| PLC | |||
| 燃料电池氢气循环泵 | 主要用于燃料电池氢气循环 泵的性能测试、耐久测试、功能测试及验证。 | ||
| 测试系统 | |||
| “制氢” HETS-PWE-S系列电 解槽测试系统 | 可用于PEM电解槽短堆的 | ||
| 各项电化学性能测试及关键 | |||
| 部件性能验证。 | |||
| 分类 | 产品 | 示意图 |
| MEA生产线 | 膜电极成品检测设备 | |
| 极板生产线 | 双极板成品检测设备 | |
| 电堆组装线 | 电堆组装线 | |
| 系统组装线 | 系统组装线 | |
| 燃料电池测试平台 | 燃料电池活化&测试平台 |
资料来源：科威尔官网，先导智能官网，中航证券研究所 7
重点跟踪行业：光伏、储能、锂电
| ◼光伏：1）HJT多项目落地，光伏设备企业技术持续突破，需求与技术共振，推动光伏产业高景气增长。建议关注：迈为股份、捷佳伟创等。2）光伏上游原材料价格或将企稳回落，有望刺激下游环节需求。建议关注：奥特维等。 ◼储能：发电侧和用户侧储能均迎来重磅政策利好，推动储能全面发展。1）发电侧： 8月10日，《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰 能力增加并网规模的通知》出台，首次提出市场化并网，超过保障性并网以外的规模按15%的挂钩比例（4小时以上）配建调峰能力，按照20% 以上挂钩比例进行配建的优先并网，抽水蓄能、电化学储能都被认定为调峰资源，为发电侧储能打开。 2）用户侧全面推行分时电价，峰谷价差 达3到4倍，进一步推动用户侧储能发展。星云股份是国内领先的以锂电池检测系统为核心的智能制造解决方案供应商，与锂电池、储能行业头部 企业进行战略合作并推广储充检一体化储能电站系列产品。科创新源通过液冷板切入新能源汽车和储能赛道，已进入宁德时代供应商体系，随着 下游需求不断提升，未来有望放量增长。 ◼锂电设备：1）国内外政策双击，锂电设备需求量进一步攀升。8月5日，美国拜登总统签署行政命令，设定了2030年零排放汽车销量占新车总销 量50%的目标。叠加国内7月政治局会议提出支持新能源汽车加快发展，赛道高景气度进一步确认，大幅上调锂电设备预计需求量。终端需求旺 盛，主流电池厂纷纷成功融资以及车厂定点订单，驱动电池厂扩产显著加速，宁德时代、三星SDI、SKI等国内外电池厂扩产取得较大进展，行业 景气加速上行。2）CATL再融资582亿元，有利于其维持较高的资本开支强度，加速扩产规划的落地，拉动其核心设备供应商订单快速增长。同 时，CATL快速扩产进一步拉动行业景气上行，进一步确立锂电设备卖方市场的形成。我们判断绑定头部电池厂，具备技术和产品优势的锂电设备 龙头公司将占据更大市场份额：1)规模优势，锂电设备龙头公司能够实现大批量、快速交付，以满足客户需求；2)设备的客户粘性较强；3)电池 技术迭代，跟随客户进行产品升级。建议关注：先导智能、杭可科技、联赢激光、海目星、利元亨、先惠技术、斯莱克等。 |
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重点跟踪行业：工程机械、半导体设备、自动化、碳中和、氢能源
| ◼工程机械：强者恒强，建议关注龙头公司。推荐关注：三一重工、恒立液压、中联重科等。 ◼半导体设备：全球半导体设备市场未来十年翻倍增长，国产替代是一个长期、持续、必然的趋势：1) 根据AMAT业绩会议，预计2030年半导体产 业规模将达到万亿美元，即使按照目前14%的资本密集度，设备需求将达到1400亿美元，而2020年为612亿美元。2) 2020年，中国大陆首次成 为全球半导体设备最大市场。2021Q1，中国大陆出货额为59.6亿美元，环比增长19%，同比增长70%，仅次于韩国。3) 在瓦森纳体系下，中国 半导体设备与材料的安全性亟待提升，而国产化率水平目前仍低。建议关注：中微公司、北方华创、华峰测控、长川科技、精测电子、芯源微、 万业企业、至纯科技等。 ◼自动化：刀具是“工业牙齿”，其性能直接影响工件质量和生产效率。根据中国机床工具工业协会，我国刀具市场规模在400亿元左右，预计到 2026年市场规模将达到557亿元。该市场竞争格局分散，CR5不足10%；且有超1/3市场被国外品牌占据。刀具属于工业耗材，下游应用领域广 泛，存量的市场需求比较稳定，伴随行业集中度提高和进口环节替代，头部企业有望迎来高速成长机遇。建议关注华锐精密、欧科亿。 ◼碳中和：1）换电领域千亿市场规模正在形成；2）全国碳交易系统上线在即，碳交易市场有望量价齐升。建议关注移动换电及碳交易受益标的— —协鑫能科，公司拥有低电价成本，切入移动能源领域具备优势；坐拥2000万碳资产，碳交易有望带来新的业绩增长。 ◼氢能源：绿氢符合碳中和要求，随着光伏和风电快速发展，看好光伏制氢和风电制氢。建议关注：隆基股份、阳明智能、亿华通等。 |
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风险提示
| ◼新技术开发不及预期 ◼海外市场拓展不及预期 ◼海外复苏不及预期、国内需求不及预期 ◼原材料价格波动 ◼零部件供应受阻 ◼产品和技术迭代升级不及预期 ◼客户扩产不及预期 ◼HJT技术进展不及预期。 |
我们设定的上市公司投资评级如下：
我们设定的行业投资评级如下：
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