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发表于 2021-04-08 19:54:11 东方财富Android版
知名十二家氢能上市公司核心技术及创新能力分析

氢能热风吹遍神州

氢能是一种绿色、高效的二次能源,可以同时满足资源、环境和可持续发展的要求,被誉为21世纪最理想的清洁能源。随着《巴黎气候协定》的推进,发展氢能成为全球主要经济体的共识,欧盟、日本、韩国等纷纷出台相应政策,将氢能作为能源竞争的主战场和实现碳排放目标的关键路径。

政策扶持决定着早期氢能产业发展速度。2020年有20个国家或联盟制定了《国家氢能战略》。十四五规划确立了“碳中和、碳达峰”的目标,在这一目标的驱使下,使新能源在市场上受到新一轮追捧,其中氢能成为关注的重点之一。根据各省份“十四五”期间涉及氢能的规划,目前至少已经有23个省份(包括省份下城市)提出了氢能布局,计划打造氢能产业集群。

近年来,中国大力推动氢能产业的发展,截至2020年12月底,已累计建成118座加氢站。目前,中国已初步形成京津冀、长三角、珠三角、华中、西北、西南、东北7个氢能产业集群,在示范运营区域运行的各类汽车近4000辆,燃料电池商用车产销和商业示范应用的规模位居国际前列。


潍柴动力(000338)

其新能源业务实现燃料电池、混合动力、纯电动三大动力总成产品的全面布局和产业化。开发 50kW~140kW多款燃料电池发动机,效率达到 62%,寿命超过 2万小时,达到行业领先水平,实现批量配套,万套级产能的燃料电池系统及零部件工厂建成投产。2020年研发人员为5485人,研发投入8294万元,占营收比例的4.2%。

潍柴的快速发展得到了社会各界的充分肯定,先后荣获“自主创新典型企业”“国家创新型企业”等荣誉称号,潍柴动力“重型商用车动力总成关键技术及应用”项目荣获2018年国家科技进步一等奖。

潍柴动力在燃料电池领域的研发主要依托于加拿大的巴拉德公司,其电堆的核心技术也来源于此,其本土化开发主要集中在配套设施,如空压机和配套组装等。

潍柴动力在燃料电池方向的布局属于多点开花,总计申请量为633件,其核心在于燃料电池空压机,以 CN110729503A(用于切换氢燃料电池空压机模式的方法及系统有效)和CN110416577A(燃料电池空气回路、抽气装置控制方法及控制器)等专利为核心,形成燃料电池空压机领域的专利池,共计16件,其中包括11项发明与5项实用新型专利

此外,潍柴动力在2018年5月与英国锡里斯动力控股有限公司(Ceres Power)签署战略合作协议,将在固态氧化物燃料电池领域展开全面合作,并于2021年1月正式上马募集130亿元资金用于固体氧化物燃料电池的开发和生产。在这个合作中潍柴动力提供的主要为电池控制、启动、冷却、热回收等方向,其专利并未涉及核心的电堆,其相关专利有4件。

点评:潍柴动力目前的技术统合了巴拉德、博世和锡里斯等国外燃料电池领域的顶尖企业,加上国内的各家子公司,其研发能力非常强,在国内的燃料电池领域属于创新能力最强的梯队。


厚普股份(300471)

厚普清洁能源股份有限公司成立于2005年1月7日,是清洁能源整体解决方案服务商。于2019年度被评为中国新能源产业最具创新力企业,2021年2月获得中国新能源产业创新基地称号。其研发团队超过300人,拥有授权专利373件。

厚普股份的主要研发方向集中在加氢方向,包括加氢站、加氢设备及控制系统等。其氢能方向专利共计35件,其中发明专利8件,实用新型专利25件,外观设计2件。其中核心专利为加氢设备的设计和控制系统。

根据厚普股份2020年9月披露,目前公司在氢能源业务方面的主要业务为氢气加注设备及加氢站等成套设备的研发、生产和集成,未涉及氢燃料电池业务,且2020年上半年公司氢能业务营业收入不足公司总营业收入的2%。

点评:厚普股份主要重心仍在放在传统的液化气加注领域,对于氢能领域属于提前布局,并未投入太多精力进行研发,创新能力中等。


亿华通(688339)

亿华通已形成以自主氢燃料电池发动机为核心,包括双极板、电堆、整车控制器、智能DC/DC、氢系统、测试设备、燃料电池实验室全套解决方案等在内的纵向一体化产品与服务体系。建立在核心自主知识产权基础上的全新一代氢燃料电池发动机,提前完成国家燃料电池系统技术目标,达到国际先进水平。

凭借多年来的产品优势,公司先后参与或承担了国家“863计划”“973计划”“国家重点研发计划”中众多燃料电池重大专项课题及联合国开发计划署(UNDP)GEF示范项目,并参与多个世界级重大活动的燃料电池客车示范运营,率先建立起高效、专业的服务团队。

3月29日,亿华通与丰田合作,共投资80亿日元成立合资公司,进行氢燃料电池的开发,电堆技术使用丰田mirai系列的燃料电池,亿华通的技术则主要集中在气体供应、系统集成方面。其专利共计168件,其中62件发明专利,97件实用新型专利及9件外观设计。相关核心专利6件。

此外,亿华通浙江东岳在2019年曾签署战略合作协议,针对质子交换膜的国产化开发进行合作,但后续的落地似乎受到影响,没有进一步的消息传出。

点评:亿华通与丰田的合作才刚刚开始,能从丰田手里淘到多少技术,直接决定十年后亿华通在燃料电池领域的地位。目前来看,在燃料电池最关键的电堆技术中,亿华通还缺少属于自己的专利,在周边的供气、管理系统等方面,亿华通在行业内属于走在最前列的一批。整体创新能力属于中上。


美锦能源(000723)

山西美锦能源股份有限公司成立于1992年,主要从事领域为煤炭行业。其氢能业务布局始见于2017年9月,公告称拟以自有资金出资1亿元人民币对外投资设立美锦氢源,负责氢气制取、加氢站、储运设备、燃料电池、燃料电池汽车、分布式能源等氢能源产业链中的国内外相关技术的引进、开发和已成熟项目的商业化实施等工作。

美锦能源的氢能研发主要依托于旗下的飞驰汽车(现已更名为飞驰科技)、鸿基创能等子公司和佳华利道等合作商,并于2016年成功推出首款燃料电池城市客车,近几年针对固态储氢式燃料电池汽车推出几款新车型。

在研发方面具有较强的实力,获得国内第一批获得氢能源汽车整车资质;国内第一家出口氢能汽车的整车企业;国内第一家自主研发出氢燃料重卡;国内第一个投入试运营的氢能重卡项目;国内第一套氢能汽车维保体系标准的建立者;全球首台固态储氢燃料电池公交车等荣誉。

在燃料电池电堆方面,其技术来源为2020年9月投资的鸿基创能,共拥有15件专利,其中包括11件发明专利、2件实用新型专利及2件国际专利,其中核心专利集中在膜电极制造方面,共5件专利(WO2020/237755A1、CN111244478A等)。

在整车制造方面,其主要技术来源于飞驰科技,共拥有42件专利,包括11件发明专利,20件实用新型专利及11件外观设计专利,其中核心专利6件(CN212473112U、CN111949006A等)。

点评:美锦能源的产业布局是针对全产业链,依托美锦能源晋中新能源项目,上游是利用焦炭产能副产焦炉煤气提取的氢气作为汽车燃料,中游是基于鸿基创能的燃料电池膜电极及电堆技术,下游是飞驰科技的造车和集团投资的加氢站业务。

但是根据2020年4月定募资金的比例来看,总募集资金66亿元,氢能项目分配资金6亿元,约占总资金的9%,这也说明氢能项目在美锦能源整体的重视度并不算特别高。整体来看,其创新能力较高,属于第一梯队。


雪人股份(002639)

福建雪人股份有限公司创建于2000年3月,注册资金为6.7亿元。是一家以压缩机为核心产业,集余热回收发电、新能源、工商业制冷及其成套制冷系统的研发、设计、制造、销售、工程安装、售后服务于一体的高科技企业。

雪人股份在燃料电池领域的布局主要来源于两个方面,其一是根据自有的压缩机进行改进,研发和生产适用于燃料电池的空压机,其二是认购加拿大Hydrogenics公司17.6%的股权,并合作发展燃料电池电堆,水电解制氢和加氢站相关技术。

雪人股份在空压机领域的专利有两件,1件发明专利,1件实用新型专利。而在电堆、制氢和加氢站技术上,则是共享Hydrogenics的技术,其中涉及112件专利,其中加拿大专利92件,美国专利19件,欧洲专利1件。其核心专利共5件。

点评:雪人股份属于跨界进入氢能领域,其切入点也是其核心技术方向都在于空压机的研发改进,而收购Hydrogenics股份也是通过这一方式获得电解水制氢技术和电堆生产技术,但其自研则相对较少。

而且根据2020年4月20日董秘对投资者的回答中,雪人股份的氢能布局仅仅属于闲来落子,对于整体的研发关注度并不高。总体技术创新能力属于中下游水平。


鸿达兴业(002002)

作为氯碱制氢龙头企业的鸿达兴业,是一家具有70年氯碱生产历史的企业,在2016年设立了内蒙古鸿达氢能源及新材料研究院有限公司,大力发展氯碱制氢,主要从事氢气的综合应用、稀土储氢技术、储氢装备的研究、开发及应用等业务。

近年来,鸿达兴业与北京航天试验技术研究所、日本旭化成株式会社、法国液化空气等相关机构渐次建立战略合作伙伴关系,通过引进国内外先进技术和设备,在氯碱制氢行业不断巩固领先地位,形成了液氢、高纯氢气、超纯氢气等氢气全业态产能,其纯度可达99.9999%以上,并于去年4月鸿达兴业在内蒙古乌海市投资兴建的中国首条民用液氢生产线。

2020年1月,鸿达兴业从日本旭化成株式会社采购的年产40万吨离子交换膜法大型电解装置顺利入场中谷矿业生产基地,并规划建设年产五万吨氢能项目,提高氢能产能。

鸿达兴业及鸿达氢能源针对技术研发的深度并不多,主要依托于鸿达兴业的氯碱工艺,向制氢领域涉足,目标主要是氯碱制氢和液氢方向,目前仅有1件国内发明专利。

点评:鸿达兴业在氢能领域的布局也仅仅属于试探阶段,而且其面世的产品中尚未出现氢能相关产品,目前应该还处于设备调试和工艺摸索阶段,其整体的研发进度相对较慢,创新能力属于中下游。


雄韬股份(002733)

雄韬股份在氢能领域的主要布局是雄韬氢雄,其成立于2017年12月,目前拥有200人规模的研发团队,与同济大学、华南理工大学、太原理工大学武汉理工大学共同组建产学研一体化路线。最早推出氢燃料重型卡车,依托“十城千辆”政策,在大同、武汉、荆门、佛山共计投放135台氢能源公交车作为示范线路,在阳泉投放5辆氢燃料重卡,在上海投放100辆物流车。

雄韬股份在2019年燃料电池收入为1799.75万元,占总收入的2.83%,同年底投入9.95亿元进行燃料电池动力系统的开发和燃料电池发动机的量产,全年产能约400台。并在2020年12月发布了深圳氢瑞A1代燃料电池电堆,采用石墨双极板,额定功率42-84kW,体积功率密度3.5kW/L。

雄韬氢雄在氢能方面共申请50件专利,其中发明专利18件,实用新型22件,外观设计9件,国际专利1件。主要集中在燃料电池发动机、燃料电池电堆领域。其核心专利共6件。

点评:雄韬氢雄的研发更多是通过产学研一体的研发方式,通过与大学及研究所进行合作开发,更多的是借这些大学和研究所的技术储备进行进一步开发,避免出现高校中“不接地气”的创新,其创新能力属于中上游的第二梯队。


全柴动力(600218)

全柴动力的主要业务为柴油发动机,2017年10月创建子公司安徽元隽氢能源研究所有限公司,聚焦于氢燃料电池的新材料、膜电极、电堆及其系统的研发、生产与销售。

全柴动力的研究团队主要来源于上海交通大学的李海滨团队和南开大学的陈军团队,其中李海滨系上海交通大学燃料电池研究所副研究员、日本电化学学会会员,长期致力于纳米膜电解质合成以及新型薄膜燃料电池制备的研究工作。

2003年,李海滨成功开发出首个使用纳米厚玻璃电解质薄膜的燃料电池。2005年,李海滨在日本理化学研究所成功地开发低温等离子处理制备高质子传导玻璃电解质薄膜的新技术。陈军系南开大学化学学院院长、中国可再生能源学会氢能专委会副主任,2017年当选为中国科学院院士,主要从事无机材料与能源化学及高能电池研究。

在元隽氢能源的研发成果中,仅有4件与燃料电池相关,而且涉及的基本属于极板、MEA装配工艺等非核心技术。李海滨团队在燃料电池领域专利布局23件,其中核心专利3件。陈军团队在燃料电池领域专利布局10件,其中核心专利3件。

点评:氢能和燃料电池的研究起步比较早,但一直没有产业化,都集中在中科院及排名前十的985院校手上,其中上海交通大学是最早设立燃料电池研究所的,全柴动力与上海交大和南开大学的联合也是为了这些技术,全柴动力在2019年就拿出了15kw和40kw的燃料电池电堆,不难想象技术肯定是来自大学和研究所,但是如何把这些技术转变成市场能够接受的产品,全柴动力还需要深化创新。


重庆燃气(600917)

2019年4月13日,重庆地大工业技术研究院有限公司(简称“地大工研院”)与重庆燃气集团股份有限公司(简称“重庆燃气”)签订战略合作协议。双方拟成立合资公司,在重庆布局加氢站,服务氢能汽车示范应用与产业创新发展。

地大工研院由中国地质大学(武汉)与重庆市政府、南岸区政府联合创建,正全力培育氢能汽车产业链。通过新建加氢站、油氢合建站、气氢合建站等形式,建设氢、油、气、电四站合一的项目,快速推动重庆市加氢站的建设布局。

中国地质大学在燃料电池方面的布局主要集中于制氢和储氢领域,其核心是有机材料储氢方向,涉及的相关专利12件,核心专利6件,其中包括2件国际专利。

点评:典型的政府主导研发项目,依托政府与高校合作进行研发成果转化。后续创新能力有待加强提高。


ST猛狮(002684)

广东猛狮电源科技股份有限公司成立于2001年,是一家以研发、生产和销售各类铅蓄电池为主的新能源及节能技术领域高新技术企业。其主营项目为铅酸蓄电池。

已经累计完成十多项国家、省、市级电源技术科研项目,获得多项具有自主知识产权的发明专利和核心专有技术,被广东省科技厅等部门认定为“广东省高新技术企业”、“广东省创新型试点企业”,在行业内具备突出的技术研发优势。

猛狮科技在燃料电池上的投入并不多,2018年6月19日,猛狮科技与美国康奈尔大学能源材料研究中心联合建设的康奈尔大学能源材料研究中心(中国)项目,在美国加州圣克拉拉的深圳湾海外创新中心发布,以燃料电池为研发方向,同时重点引进能源材料相关的科研项目。

猛狮科技在燃料电池技术上的探索主要是针对铂基催化剂领域,是2009年与汕头大学合作研发的Pt-Ru/C型催化剂,核心专利为:CN101826623A一种质子交换膜燃料电池Pt-Ru/C催化剂的制备方法。但关于与康奈尔大学合作的研发成果,目前尚未发现有专利公开,而且也并无产品面世。

点评:猛狮科技在锂电池领域正在高歌猛进,燃料电池仅仅是一步闲棋,具体这步闲棋能有多大作用,还得看燃料电池的风怎么吹。


和远气体(002971)

和远气体股份有限公司创建于2003年,总部位于长阳,是一家致力于各类气体产品的生产与服务、工业尾气回收循环利用,以实现节能环保效应的综合解决方案提供商及运营商。

和远气体进入氢能行业并不意外,作为气体行业的头部企业之一,制氢本来就是在其业务范围内,最近有爆料称已开发出工业尾气回收提纯高纯氢气技术,用于燃料电池领域。然而在其公开的科技成果中并未发现相关专利。

点评:对于这些气体龙头企业来说,进入氢能领域,仅仅是多了一片客户群,对于本身的创新和研发能力并不会受到特别的影响。


东方电气(600875)

东方电气是一个大型能源装备制造企业。公司在水力发电、火力发电、核能发电、燃气发电、风力发电以及太阳能发电方面做得非常好,设备很多指标和参数都已经做到全球第一。

东方电气在氢能领域的布局主要基于旗下子公司东方电气(成都)科技有限公司,曾承接过2项863重大专项、3个国家级和10余个省级重大科研项目,拥有专利339项,国际专利8项,发表SCI论文10篇,拥有了涵盖膜电极、电堆、燃料电池系统和发动机动力总成完全自主知识产权和自主开发能力。

东方电气已经在德阳建成首个撬装式加氢系统,自主研发的四川首套加氢站用高压储氢容器顺利完工,自主研制60-110kw燃料电池发动机,并且通过国家强制检验。

东方电气的主要研究方向在于电池的组装、系统配置及车载运行等方面,其核心专利群为以CN102610838A(燃料电池热管理系统、燃料电池系统及具有该系统的车辆)、CN104795574A(燃料电池的金属双极板、燃料电池)等7件专利为主,260余件专利包围所构筑的专利池。

点评:东方电气属于为数不多的自研、自产、自销式一条龙企业,其研发动力为国家政策导向,其创新能力和工程化能力都属于氢能领域的头把交椅。


前景与展望

我们国家这几年全国各地掀起了一股氢能源热潮,主要应用场景是新能源汽车,在长三角、珠三角和京津冀一带形成了很多产业集群,广东以佛山为代表。

中国石油和化学工业联合会副秘书长庞广廉表示,据国际氢能委员会的统计,到2050年全球氢能占比将接近10%,2050年氢能利用可以贡献全球二氧化碳减排的20%,氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。未来10-20年,全球氢能产业将迎来巨大的变革,也是重大的机遇期。

在这种大环境,企业对于创新能力的追求有所提升,更多的企业都选择与高校或者国外企业进行合作,通过微创新将这些技术完全的市场化,国产化。氢能产业将迎来光明与辉煌前景。

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