【行業分(fēn)析】2022年氫燃料電(diàn)池汽車(chē)行業研究報告
新(xīn)鼎資本 2022-10-12 17:38 發表于北京
1 “以獎代補”政策實施,氫燃料電(diàn)池車(chē)産(chǎn)業化提速
1.1 氫燃料電(diàn)池車(chē)助力道路交通深度脫碳,是氫能(néng)核心增量領域
氫燃料電(diàn)池是将氫氣和氧氣的化學(xué)能(néng)直接轉換成電(diàn)能(néng)的發電(diàn)裝(zhuāng)置,可(kě)實現氫能(néng)的 移動化、輕量化和大規模普及,能(néng)廣泛應用(yòng)于交通、工(gōng)業、建築、軍事等領域。在道 路交通領域中(zhōng),氫能(néng)憑借零污染、可(kě)再生、加氫快、續航足等優勢,被譽為(wèi)車(chē)用(yòng)能(néng)源 的“終極形式”,其中(zhōng)商(shāng)用(yòng)車(chē)又(yòu)是未來氫燃料電(diàn)池在道路交通領域的核心增量。燃料電(diàn)池在交通領域成長(cháng)性最強。從全球來看,燃料電(diàn)池主要運用(yòng)于固定式電(diàn)源、 交通運輸和便攜式電(diàn)源三大類領域。既适用(yòng)于集中(zhōng)發電(diàn),建造大中(zhōng)型電(diàn)站和區(qū)域性分(fēn) 散電(diàn)站,也可(kě)用(yòng)作(zuò)各種規格的分(fēn)散電(diàn)源。交通運輸領域包括為(wèi)乘用(yòng)車(chē)、巴士/客車(chē)、 叉車(chē)以及其他(tā)以燃料電(diàn)池作(zuò)為(wèi)動力的車(chē)輛,目前來看,随着國(guó)家氫能(néng)産(chǎn)業的推進和技(jì ) 術的成熟,交通領域應用(yòng)的商(shāng)業化進程正在加速,且交通運輸領域成長(cháng)性最強。據 E4Tech 數據,2020 年全球交通運輸用(yòng)燃料電(diàn)池出貨量為(wèi) 994MW,近五年 CAGR 達 34.1%,其占全球燃料電(diàn)池出貨量的比例從 2015 年的 38.2%提升至 2020 年的 75.4%,燃料電(diàn)池在交通運輸領域的應用(yòng)保持高速增長(cháng)。
1.2 政策導向明确,“以獎代補”新(xīn)政或為(wèi)氫能(néng)車(chē)行業重要轉折點我國(guó)自“十五”确立了以純電(diàn)動汽車(chē)、混合動力汽車(chē)、燃料電(diàn)池汽車(chē)為(wèi)“三縱”,以 多(duō)能(néng)源動力總成控制系統、驅動電(diàn)機和動力電(diàn)池為(wèi)“三橫”的新(xīn)能(néng)源汽車(chē)“三縱三橫”布 局,燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業即成為(wèi)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)版圖重要組成,在政策端得到不斷支持和完 善。通過梳理(lǐ)近二十年各部委所頒布的燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業政策,從“三縱三橫”到“以獎 代補”,我國(guó)燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業政策配合着國(guó)内燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業實際運行情況,先 後經曆了發展目标确立、技(jì )術路線(xiàn)制定、産(chǎn)業發展規劃,到目前的示範應用(yòng)階段,可(kě) 以說燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業已逐步由基礎布局向市場化、規模化方向發展。“以獎代補”政策實施或為(wèi)氫能(néng)車(chē)行業轉折點。2020 年 9 月五部委聯合發布《關 于開展燃料電(diàn)池汽車(chē)示範應用(yòng)的通知》,該項政策的推出,将取消以往“國(guó)補+地補”的 補貼模式,轉為(wèi)由中(zhōng)央政府将政策獎勵下發給城市示範群所在的地方政府,由地方自 主制定并實施産(chǎn)業發展獎勵政策,因地制宜發展氫燃料電(diàn)池産(chǎn)業,避免了以往“大水 漫灌”式補貼,新(xīn)政将促進上遊技(jì )術突破、驅動下遊應用(yòng)及基礎設施發展,真正惠及 産(chǎn)業鏈上下遊玩家。從政策實施目标來看,規劃争取通過 4 年左右時間,建立氫能(néng) 和燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業鏈,關鍵核心技(jì )術(電(diàn)堆、氫氣循環系統、空壓機、膜電(diàn)極、雙 極闆、催 化劑、碳紙、交換膜)取得突破,且要求示範城市群在第 1-4 年間實現至 少 2 項、4 項、5 項、7 項的本土化突破落地。我們認為(wèi)“以獎代補”政策的實施或将 成為(wèi)氫燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業重要的轉折點,政策推動下核心技(jì )術的有(yǒu)效突破将為(wèi)未來 規模化降本打牢堅定基礎,避免技(jì )術卡脖子而帶來産(chǎn)業發展停滞。各省密集出台氫能(néng)規劃,按規劃到 2025 年氫能(néng)車(chē)進入 10 萬輛級别規模。目前, 全國(guó)已有(yǒu)不少省份提出了氫能(néng)産(chǎn)業發展目标,其中(zhōng)北京、廣東、上海、山(shān)東等省市均 發布了氫能(néng)源相關專項政策或規劃,明确氫能(néng)産(chǎn)業發展目标。我們統計了各省份提出 的燃料電(diàn)池汽車(chē)銷量規劃及目标,到 2025 年國(guó)内燃料電(diàn)池汽車(chē)年銷量合計将突破 10 萬輛,加氫站将突破 1000 座,屆時氫燃料電(diàn)池汽車(chē)整體(tǐ)達到十萬台級規模,産(chǎn) 業将逐步由補貼驅動轉向市場化驅動。
1.3 應用(yòng)路徑上優先發展商(shāng)用(yòng)車(chē),與純電(diàn)實現差異化場景布局2020 年 10 月,工(gōng)信部及汽車(chē)工(gōng)程學(xué)會發布了《節能(néng)與新(xīn)能(néng)源汽車(chē)技(jì )術路線(xiàn)圖 2.0》,路線(xiàn)圖中(zhōng)明确了燃料電(diàn)池汽車(chē)的推廣應用(yòng)路徑,提出燃料電(diàn)池汽車(chē)以客車(chē)和城 市物(wù)流車(chē)為(wèi)切入領域,重點在可(kě)再生能(néng)源制氫和工(gōng)業副産(chǎn)氫豐富的區(qū)域推廣中(zhōng)大型 客車(chē)、物(wù)流車(chē),逐步推廣至載重量大、長(cháng)距離的中(zhōng)重卡、牽引車(chē)、港口拖車(chē)及乘用(yòng) 車(chē)等,實現氫燃料電(diàn)池車(chē)更大範圍的應用(yòng)。“以獎代補”新(xīn)政鼓勵車(chē)型朝大功率與重載方向發展。在 2020 年 9 月發布的“以 獎代補”新(xīn)政中(zhōng),大功率、高載重的重卡同樣成為(wèi)補貼最多(duō)的車(chē)型,以 2021 年積分(fēn)标 準測算,其中(zhōng)功率≥110kw,載重 31 噸以上的重卡最多(duō)可(kě)享受國(guó)補 50.4 萬元,假設 地補按照 1:1 比例實施,則該型号重卡最多(duō)可(kě)享受補貼 100 萬元,而當前配備 110kw 功率的燃料電(diàn)池重卡售價仍普遍在 130~150 萬元左右,對比同規格的柴油重卡銷售 價格,實施完補貼後的氫燃料重卡将在初次購(gòu)買成本上獲得優勢。技(jì )術特性上氫燃料電(diàn)池汽車(chē)也更适合向重卡方向優先突破。當前交通領域電(diàn)動 化技(jì )術解決方案主要為(wèi)純電(diàn)動及燃料電(diàn)池,兩者對比各有(yǒu)明顯優劣勢。其中(zhōng),氫燃料 電(diàn)池優勢在更高的功率和能(néng)量密度,在載重和續航方面有(yǒu)優勢,而在加氫站等配套設 施方面相較純電(diàn)存在劣勢;而對于純電(diàn)車(chē),雖然續航能(néng)力有(yǒu)弱勢,但是滿足城市内的 公(gōng)交、物(wù)流車(chē)、環衛等短途行駛的續期,也由于當前的成本優勢,短期内城市内交通 工(gōng)具(jù)的純電(diàn)化會更加迅速。因此,從技(jì )術特性上,氫燃料電(diàn)池汽車(chē)适用(yòng)的應用(yòng)場景主 要包括固定路線(xiàn)、中(zhōng)長(cháng)途幹線(xiàn)、高載重:1)固定路線(xiàn):便于配套加氫站等基礎設施,如礦山(shān)短倒、港口、物(wù)流園區(qū)内等 相對封閉和固定路線(xiàn)的場景,方便氫燃料汽車(chē)布局加氫站等配套能(néng)源加注設施;2)中(zhōng)長(cháng)途幹線(xiàn):裏程在 400-800 公(gōng)裏左右,超過純電(diàn)的續航上限将成為(wèi)氫燃料 汽車(chē)的優勢應用(yòng)場景區(qū)間。3)高載重:純電(diàn)車(chē)型由于電(diàn)池能(néng)量密度提升空間有(yǒu)限,重卡匹配一 定續航裏程 的電(diàn)池必然導緻自重較大,因此氫燃料過渡到液氫路線(xiàn)後車(chē)重較純電(diàn)優勢進一步放大, 在載重量具(jù)有(yǒu)更大需求的場景上将更有(yǒu)優勢。
2 燃料電(diàn)池系統國(guó)産(chǎn)化率持續提升,有(yǒu)望打通全産(chǎn)業鏈
2.1 燃料電(diàn)池系統是氫燃料電(diàn)池汽車(chē)的核心環節在氫燃料電(diàn)池車(chē)中(zhōng),燃料電(diàn)池系統是氫能(néng)車(chē)的核心構成,按結構來拆分(fēn)主要包括 燃料電(diàn)池堆及輔助系統(簡稱 BOP,包含氫循環系統、空壓機、水熱管理(lǐ)系統等)。從成本端來看,燃料電(diàn)池系統在氫能(néng)車(chē)購(gòu)置成本中(zhōng)占比超過 60%,而電(diàn)堆成本在系 統中(zhōng)占比同樣超過 60%,是氫燃料電(diàn)池汽車(chē)占比最高的成本項。技(jì )術路線(xiàn)方面,質(zhì)子交換膜燃料電(diàn)池是車(chē)用(yòng)主流技(jì )術。燃料電(diàn)池按導電(diàn)離子類 别可(kě)分(fēn)為(wèi)酸性燃料電(diàn)池、堿性燃料電(diàn)池(AFC)、固體(tǐ)氧化物(wù)燃料電(diàn)池(SOFC)和 烙融碳酸鹽燃料電(diàn)池(MCFC),其中(zhōng)酸性燃料電(diàn)池可(kě)分(fēn)為(wèi) PEMFC(質(zhì)子交換膜)、 直接醇類燃料電(diàn)池(DMFC)和磷酸燃料電(diàn)池(PAFC)。PEMFC 具(jù)有(yǒu)功率密度大、 重量輕、體(tǐ)積小(xiǎo)、壽命長(cháng)、工(gōng)藝成熟、可(kě)低溫下快速啓動和工(gōng)作(zuò)等突出優點,被認為(wèi) 是将來車(chē)用(yòng)燃料電(diàn)池最理(lǐ)想技(jì )術方案。此外,在各技(jì )術路徑中(zhōng),固體(tǐ)氧化物(wù)燃料電(diàn)池 有(yǒu)望在儲能(néng)等領域具(jù)有(yǒu)發展空間。從全球各技(jì )術路線(xiàn)的燃料電(diàn)池實際裝(zhuāng)機量情況看,質(zhì)子交換膜燃料電(diàn)池(PEMFC) 裝(zhuāng)機量占比近幾年保持在 75%左右水平,是當前技(jì )術成熟度最高,裝(zhuāng)機量占比最高 的燃料電(diàn)池技(jì )術路線(xiàn)。國(guó)内燃料電(diàn)池産(chǎn)業仍處于導入期,競争格局尚未明朗。2020 年中(zhōng)國(guó)氫燃料電(diàn)池 系統裝(zhuāng)機量為(wèi) 80.4MW,同比下降 36%,相較于锂電(diàn)池近幾年百吉瓦時規模的裝(zhuāng)機 量,燃料電(diàn)池系統裝(zhuāng)機量顯示該産(chǎn)業仍處于導入期階段。從競争格局來看,GGII 數 據顯示,2020 年中(zhōng)國(guó)氫燃料電(diàn)池系統裝(zhuāng)機量 TOP5 企業為(wèi)愛德(dé)曼、億華通、重塑、 廣東探索、濰柴動力,相較于 2019 年,除億華通及重塑仍在 TOP5 之内,剩餘企業 份額及排名(míng)均發生較大變化,說明當前産(chǎn)業競争格局尚未明朗,龍頭企業尚未體(tǐ)現出 足夠的議價力,我們認為(wèi)未來随着氫燃料電(diàn)池市場規模的擴大,一批優質(zhì)龍頭企業 将在快速成長(cháng)并形成競争壁壘,産(chǎn)業競争格局将形成金字塔結構。
2.2 關鍵材料及部件國(guó)産(chǎn)化率持續提升,近年有(yǒu)望實現完全國(guó)産(chǎn)化燃料電(diàn)池系統國(guó)産(chǎn)化率持續提升,預計未來 2~3 年有(yǒu)望實現完全國(guó)産(chǎn)化。2017 年燃料電(diàn)池系統國(guó)産(chǎn)化率約 30%,僅掌握系統集成、雙極闆和 DC-DC,其餘主要依 賴進口,2020 年國(guó)産(chǎn)化程度 60-70%,電(diàn)堆、膜電(diàn)極、空壓機、氫氣循環泵等核心 部件均可(kě)自主控制,而氣體(tǐ)擴散層、催化層和質(zhì)子交換膜等核心材料也在加速研發中(zhōng), 普遍處于送樣測試驗證階段。由于産(chǎn)品從送樣測試到批量化生産(chǎn)預計需要 2~3 年時 間,因此我們預計未來 2~3 年氫燃料電(diàn)池産(chǎn)業鏈有(yǒu)望完全實現國(guó)産(chǎn)化供應。
系統關鍵材料(1)催 化劑:降低鉑載量,提升國(guó)産(chǎn)化比是突破方向在氫燃料電(diàn)池中(zhōng),催 化劑層是氫氣和氧氣發生電(diàn)化學(xué)反應産(chǎn)生電(diàn)流的場所,扮 演着電(diàn)化學(xué)反應“工(gōng)廠”的作(zuò)用(yòng)。對催 化劑要求為(wèi)活性高、穩定性強、耐久性等。當 前催 化劑多(duō)為(wèi)摻雜鉑貴金屬(Pt)的 Pt/C 催 化劑,國(guó)際領先水平 Pt/C 催 化劑鉑 載量已降低至 0.2mg/cm2,國(guó)内目前仍處于 0.4mg/cm2水平。因此,在保證催 化活 性前提下,降低鉑載量或尋找非鉑催 化劑代替是未來國(guó)内燃料電(diàn)池催 化劑突破方向。從催 化劑格局來看,根據 GGII 數據,國(guó)内燃料電(diàn)池催 化劑主要使用(yòng)日本田中(zhōng) 貴金屬和英國(guó)莊信萬豐的催 化劑,約占市場約 80%份額,而國(guó)内主要企業仍處于小(xiǎo) 批量生産(chǎn)或研發階段。2019~2020 年國(guó)内氫燃料電(diàn)池用(yòng)催 化劑均處于送樣測試、合 作(zuò)開發階段。2020 年濟平新(xīn)能(néng)源年産(chǎn)能(néng) 2 噸的催 化劑批量化産(chǎn)線(xiàn)落戶廣東佛山(shān), 2020 年底濟平新(xīn)能(néng)源的氫燃料電(diàn)池催 化劑用(yòng)于重卡用(yòng)氫燃料電(diàn)池電(diàn)堆中(zhōng),加快國(guó)産(chǎn) 催 化劑産(chǎn)業化進程。
(2)質(zhì)子交換膜:外資産(chǎn)品占比高,國(guó)内已有(yǒu)企業實現突破質(zhì)子交換膜作(zuò)為(wèi)燃料電(diàn)池膜電(diàn)極的核心材料,其主要功能(néng)是傳導質(zhì)子、阻隔陰陽 極氣體(tǐ)互串,作(zuò)為(wèi)催 化劑或膜電(diàn)極支撐材料的作(zuò)用(yòng)。質(zhì)子交換膜性能(néng)好壞直接決定 氫燃料電(diàn)池的性能(néng)和使用(yòng)壽命。對質(zhì)子交換膜性能(néng)要求主要為(wèi)低氣體(tǐ)滲透性、高質(zhì)子 傳導率、熱穩定性好、幹濕轉換性能(néng)好、機械性能(néng)強等。從質(zhì)子交換膜供給格局來看,國(guó)内生産(chǎn)的膜電(diàn)極中(zhōng)多(duō)數使用(yòng)戈爾(Gore)的增 強複合膜,市占比達 90%以上。2019~2020 年,國(guó)産(chǎn)的質(zhì)子交換膜均處于客戶送樣、 測試驗證階段。2020 年 7 月,東嶽 150 萬平米/年燃料電(diàn)池膜及配套化學(xué)品産(chǎn)業化項 目竣工(gōng)。目前東嶽 DMR100 燃料電(diàn)池膜已滿足量産(chǎn)車(chē)型需求,并獲得 IATF 16949 驗證。2020 年 9 月,科(kē)潤的質(zhì)子交換膜 NEPEM-3015 系列配套的氫燃料電(diàn)池發動 機通過國(guó)家機動車(chē)産(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中(zhōng)心強檢,預計 2021 年國(guó)産(chǎn)質(zhì)子交換膜将實現 一 定量的商(shāng)業化上車(chē)運行。
(3)氣體(tǐ)擴散層:海外壟斷,國(guó)内産(chǎn)業布局速度緩慢氣體(tǐ)擴散層(GDL)在氫燃料電(diàn)池中(zhōng)起到支撐催化層、收集電(diàn)流、傳導氣體(tǐ)和排 出反應産(chǎn)物(wù)水的重要作(zuò)用(yòng)。對氣體(tǐ)擴散層的性能(néng)要求有(yǒu):透氣性能(néng)好、電(diàn)阻率低、電(diàn) 極結構穩定、适當的親水/憎水平衡、具(jù)有(yǒu)化學(xué)穩定性和熱穩定性等等。從氣體(tǐ)擴散層供給格局來看,氣體(tǐ)擴散層核心材料碳紙被海外壟斷,龍頭主要是 日本東麗、加拿(ná)大巴拉德(dé)動力系統及德(dé)國(guó) SGL 三家企業,而國(guó)内碳紙/碳布産(chǎn)業化速 度較慢。2020 年 4 月,上海華誼與與 VIBRANT EPOCH LTD.正式簽署合作(zuò)框架協 議,在中(zhōng)國(guó)建立“氣體(tǐ)擴散層用(yòng)碳紙/碳布”生産(chǎn)基地。通用(yòng)氫能(néng)、江蘇天鳥等的氣體(tǐ)擴 散層進行客戶産(chǎn)品送樣測試。
(4)雙極闆:石墨闆為(wèi)當前主流,金屬闆為(wèi)突破方向雙極闆,又(yòu)叫流場闆或集流闆,是電(diàn)堆中(zhōng)的“骨架”,與膜電(diàn)極層疊裝(zhuāng)配成電(diàn)堆, 在燃料電(diàn)池中(zhōng)起到支撐、收集電(diàn)流、分(fēn)配氣體(tǐ)的重要作(zuò)用(yòng)。雙極闆根據材料種類的不 同可(kě)以分(fēn)為(wèi):石墨雙極闆、複合雙極闆和金屬雙極闆。其中(zhōng)石墨雙極闆是目前國(guó)内主 流雙極闆,導電(diàn)性、導熱性、穩定性和耐腐蝕性等性能(néng)較好;金屬雙極闆相對于石墨 雙極闆而言可(kě)以減小(xiǎo)重量和體(tǐ)積,對于汽車(chē)應用(yòng)而言,輕質(zhì)薄金屬闆可(kě)提高功率密度, 但是其耐久性有(yǒu)待進一步驗證。據 GGII 統計,2020 年國(guó)内氫燃料電(diàn)池雙極闆市場規 模約為(wèi) 3.1 億元,其中(zhōng)石墨雙極闆占 65%,金屬雙極闆占 35%。
BOP 系統核心部件(1)空壓機:目前國(guó)産(chǎn)化率接近 100%,離心式成主流技(jì )術路線(xiàn)空壓機被譽為(wèi)燃料電(diàn)池之“肺”,是車(chē)用(yòng)燃料電(diàn)池陰極供氣系統的重要部件,通過 對進堆空氣進行增壓,可(kě)以提高燃料電(diàn)池的功率密度和效率,減小(xiǎo)燃料電(diàn)池系統的尺 寸。但空壓機的寄生功耗很(hěn)大,約占燃料電(diàn)池輔助功耗的 80%,其性能(néng)直接影響燃 料電(diàn)池系統的效率、緊湊性和水平衡特性。因此,對空壓機的基本要求為(wèi):無油、高 效率、小(xiǎo)型化、低成本、低噪音、特性範圍寬、動态響應快。從國(guó)産(chǎn)化率方面來說,空壓機是燃料電(diàn)池關鍵部件中(zhōng)國(guó)産(chǎn)化程度較高的一款。據勢銀(TrendBank)統計,相對于其它 BOP 産(chǎn)品而言,空壓機已經較早的實現了 全功率段國(guó)産(chǎn)化,目前國(guó)産(chǎn)化率接近 100%。近兩年國(guó)内市場空壓機供應商(shāng)主要有(yǒu)勢 加透博、金士頓科(kē)技(jì )、煙台東德(dé)實業、德(dé)燃動力、福建雪(xuě)人股份等企業。根據高工(gōng)産(chǎn)研氫電(diàn)研究所(GGII)調研數據,2018-2020 年氫燃料電(diàn)池空壓機出貨量分(fēn)别為(wèi) 1800 台、3790 台、4068 台。離心式空壓機成市場主流技(jì )術路線(xiàn)。從技(jì )術路線(xiàn)來看,氫燃料電(diàn)池用(yòng)空壓機類型 主要有(yǒu)容積型空壓機和速度型空壓機,國(guó)内常用(yòng)的氫燃料電(diàn)池空壓機主要有(yǒu)容積型羅 茨式空壓機和雙螺杆式空壓機、速度型離心式空壓機三種。近三年來,離心式空壓機 成氫燃料電(diàn)池空壓機主流産(chǎn)品,國(guó)内離心式空壓機份額由 29%增長(cháng)到 95%,市場占 比增長(cháng)超 3 倍。
(2)氫循環系統:氫循環泵為(wèi)主流,國(guó)産(chǎn)化滲透逐步展開對于燃料電(diàn)池發動機這個心髒來說,作(zuò)為(wèi)“血液”的氫氣是否能(néng)高效循環反應,是 動力能(néng)否順暢輸出的關鍵,而氫循環模塊就像是一個“起搏器”,是氫燃料電(diàn)池發動機 的關鍵技(jì )術之一。對氫循環模塊的基本要求為(wèi):密封設計好(防止氫氣洩露)、耐水性強(電(diàn)堆反應過程中(zhōng)的水蒸氣會伴随氣路流動)、流量大、壓力輸出穩定、無油。目前國(guó)内氫循環系統有(yǒu)氫循環泵和引射器兩種産(chǎn)品,氫循環泵在主動可(kě)調節、快 響應速度和寬工(gōng)作(zuò)區(qū)間等方面占有(yǒu)一 定優勢,引射器優勢在于節省能(néng)耗、體(tǐ)積能(néng)做 到氫循環泵的三分(fēn)之一、成本為(wèi)氫循環泵一半。從當前市場應用(yòng)情況來看,氫循環泵 是使用(yòng)主流,引射器使用(yòng)量逐漸增長(cháng),據 GGII 數據,2020 年國(guó)内引射器的使用(yòng)量約 占氫循環系統出貨量的 11%左右。涉足氫氣循環泵的本土企業有(yǒu)未勢能(néng)源、東德(dé)實業、蘇州瑞驅、浙江宏昇等,但 是受制于氫氣密封和水汽腐蝕和沖擊等,适配大功率電(diàn)堆的氫循環泵都不成熟。從市場規模來看,GGII 預測 2020 年國(guó)内氫循環系統的市場規模預計為(wèi) 0.41 億 元,同比 2019 年下降了 63%,下降原因主要是出貨量減少和氫循環泵價格的下降。國(guó)産(chǎn)化水平提升帶來氫循環泵成本下降。2019 年國(guó)内氫循環泵主要由德(dé)國(guó)普旭 供應,價格為(wèi) 3 萬元/台。2020 年,随着國(guó)内氫循環部件供應商(shāng)東德(dé)實業、蘇州瑞驅、 浙江宏昇的市場放量增加,氫循環部件的國(guó)産(chǎn)市場占有(yǒu)率大增的同時,也推動價格的 大幅下滑,2020 年氫循環泵的價格已經降到 1-2 萬元/台之間。
(3)車(chē)載儲氫系統:由高壓氣态向低溫液态儲氫進階儲氫系統是氫燃料電(diàn)池汽車(chē)能(néng)量存儲單元,目前主要有(yǒu)高壓氣态儲氫及液态儲氫 兩種車(chē)載儲氫解決方案。技(jì )術成熟度方面,高壓氣态儲氫最成熟、成本最低,是現階 段主要應用(yòng)的儲氫技(jì )術,國(guó)内氫燃料電(diàn)池車(chē)儲氫系統主要使用(yòng) III 型鋁内膽 35MPa 儲氫瓶,2020 年 7 月,涉及車(chē)載儲氫系統的兩項國(guó)标修改後正式實施,均将原範圍 中(zhōng)的工(gōng)作(zuò)壓力不超過 35MPa 修改為(wèi) 70MPa,制約 70MPa 儲氫罐發展的政策條件已 經消除,IV 型 70MPa 的氣氫儲罐發展已經具(jù)備政策基礎,我們預計未來 3~5 年内車(chē) 用(yòng)儲氫系統仍然以高壓氣氫儲罐為(wèi)主,但将由 III 型 35MPa 向 IV 型 70MPa 氣氫儲 罐過渡。目前國(guó)内車(chē)載儲氫瓶生産(chǎn)供應商(shāng)主要是國(guó)富氫能(néng)、天海工(gōng)業、斯林達安(ān)科(kē)、科(kē)泰 克、中(zhōng)集安(ān)瑞科(kē)、中(zhōng)材科(kē)技(jì )、遼甯美托等企業,産(chǎn)品以 35MPa III 型瓶為(wèi)主。2020 年,亞普股份、中(zhōng)集安(ān)瑞科(kē)、京城股份等開始進行 IV 型瓶的技(jì )術布局,未來 3~5 年 裏随着國(guó)内氫燃料電(diàn)池汽車(chē)市場發展,IV 型瓶有(yǒu)望對現有(yǒu)Ⅲ型瓶進行部分(fēn)替換。從當前國(guó)内高壓氣态儲氫國(guó)産(chǎn)化水平來看,在儲氫容器基礎材料方面,罐體(tǐ)材料 實現了國(guó)産(chǎn)化,但是高性能(néng)碳纖維材料被日本及美國(guó)壟斷;在儲氫容器生産(chǎn)工(gōng)藝方面, 碳纖維纏繞設備與高壓罐體(tǐ)加工(gōng)設備仍需進口,整體(tǐ)國(guó)産(chǎn)化率約 50%左右。從車(chē)載儲氫系統長(cháng)期發展趨勢來看,我們認為(wèi)低溫液态儲氫将會成為(wèi)未來滿足 中(zhōng)重卡長(cháng)續航使用(yòng)需求的最佳解決方案。與高壓氣态儲氫相比,低溫液态儲氫的質(zhì)量 和體(tǐ)積的儲氫密度都有(yǒu)大幅度提高,通常低溫液态儲氫密度可(kě)以達到 5.7%。僅從質(zhì) 量和體(tǐ)積儲氫密度分(fēn)析,運輸能(néng)力是高壓氣态氫氣運輸的十倍以上,液氫适合長(cháng)距離、 大容量儲運。此外,對比金屬吸附儲氫、有(yǒu)機液體(tǐ)儲氫等其他(tā)儲氫方案,低溫液态 儲氫對空間要求低,更适用(yòng)于車(chē)載應用(yòng)。從當前技(jì )術水平及實際應用(yòng)來看,相較于國(guó)外 70%左右的液氫運輸,國(guó)内液氫 還僅限于航天領域,民(mín)用(yòng)還未涉及,僅國(guó)富氫能(néng)、中(zhōng)科(kē)富海等部分(fēn)企業在嘗試低溫液 氫民(mín)用(yòng)領域推廣,過高的使用(yòng)成本及安(ān)全法規問題限制了低溫液化儲氫技(jì )術的規模化 應用(yòng),主要體(tǐ)現在:1)絕熱性能(néng)要求高。液氫的沸點極低(-253 攝氏度),與環境 溫差極大,對容器的絕熱要求很(hěn)高;2)液化過程耗能(néng)極大。液化 1 千克氫氣需消耗 10-13 千瓦時的電(diàn)量,液化所消耗的能(néng)量約占氫能(néng)的 30%;3)核心設備及材料國(guó)産(chǎn) 化程度低,包括壓縮機、膨脹機、正仲氫轉換裝(zhuāng)置、高性能(néng)低溫絕熱材料、液氫儲罐制造技(jì )術與裝(zhuāng)備等。因此,縮小(xiǎo)與國(guó)外先進液氫技(jì )術水平間的差距,實現核心設備及 材料的國(guó)産(chǎn)化,是實現低溫液氫參與綠氫脫碳供應鏈亟待解決的問題。
3 氫能(néng)重卡平價在望,10 年千億賽道可(kě)期
3.1 到 2030 年氫燃料電(diàn)池重卡 TCO 可(kě)實現與柴油重卡平價當前階段,由于燃料電(diàn)池部分(fēn)關鍵零部件仍依賴進口、規模也較小(xiǎo),此外上遊氫 能(néng)供應以及規模化不足,導緻氫燃料電(diàn)池汽車(chē)的車(chē)輛購(gòu)置成本和能(néng)源使用(yòng)成本較高, 經濟性優勢尚未顯現。從消費者角度看,在購(gòu)買和使用(yòng)氫燃料電(diàn)池汽車(chē)時,其全生命 周期成本(TCO,Total Cost of Ownership)與競品的成本平衡點,是成為(wèi)氫燃料 電(diàn)池汽車(chē)在各細分(fēn)領域市場滲透率提升的重要轉折點。氫燃料電(diàn)池重卡全生命周期成本主要由車(chē)輛購(gòu)置成本、能(néng)源使用(yòng)成本、維修養護 成本構成,通過拆解某 35 噸級氫燃料電(diàn)池重卡全生命周期成本,車(chē)輛購(gòu)置成本及能(néng) 源使用(yòng)成本合計占據重卡 TCO 成本的 99%。因此,對于氫燃料電(diàn)池重卡未來全生命 周期成本的預測,将主要以分(fēn)析車(chē)輛購(gòu)置成本及能(néng)源使用(yòng)成本下降路徑來展開。氫燃料電(diàn)池重卡車(chē)輛購(gòu)置成本、能(néng)源使用(yòng)成本關鍵影響因素核心假設如下:
(1)車(chē)輛購(gòu)置成本(不考慮補貼)在車(chē)輛購(gòu)置成本結構中(zhōng),主要由燃料電(diàn)池堆、供氣系統、儲氫系統、蓄電(diàn)池系統、 驅動系統、車(chē)身及附件構成,其中(zhōng)車(chē)身與電(diàn)驅動系統技(jì )術相對成熟,其成本因而相對 剛性,而燃料電(diàn)池堆、供氣系統、蓄電(diàn)池系統、儲氫系統的成本屬于非剛性成本,占 據車(chē)輛購(gòu)置成本的 70%,其成本高低直接影響氫燃料電(diàn)池重卡購(gòu)買經濟性,因此分(fēn) 析氫燃料電(diàn)池汽車(chē)購(gòu)置成本主要針對非剛性成本來進行。燃料電(diàn)池堆長(cháng)期來看,技(jì )術進步及規模化是燃料電(diàn)池降本的主要驅動力:從技(jì )術進步角度看,美國(guó)能(néng)源部的研究結果顯示,車(chē)用(yòng)燃料電(diàn)池技(jì )術成熟度由 6 到 8 發展需要經過很(hěn)長(cháng)一段時間的示範應用(yòng),在此期間不斷的進行技(jì )術驗證、評估及 優化。燃料電(diàn)池系統技(jì )術升級上,通過開發低鉑含量催 化劑,非鉑催 化劑;開發高 質(zhì)子導電(diàn)性、低氣體(tǐ)滲透性和高耐久性的質(zhì)子交換膜;開發低電(diàn)阻率、高孔隙率的氣 體(tǐ)擴散層;開發能(néng)夠在極端環境下運行的燃料電(diàn)池及組件;優化電(diàn)堆散熱與進氣設計、 優化氫循環泵的流量控制技(jì )術等方面,系統成本能(néng)夠降低一 定幅度。由于技(jì )術進步 帶來的降本效應,會随着技(jì )術成本度提高而減弱。從規模效應來看,按照美國(guó)能(néng)源部 2017 年最先進技(jì )術水平:1)車(chē)用(yòng)燃料電(diàn)池 系統在年産(chǎn)規模為(wèi) 1000 套時,系統預測成本為(wèi) 216 美元/kw,其中(zhōng)電(diàn)堆成本 154 美 元/kw,占比 71%;2)當年産(chǎn)規模擴大至 1 萬套時,系統及電(diàn)堆成本出現快速下行, 其中(zhōng)電(diàn)堆成本将減少 60%至 61 美元/kw,占系統比例 59%;3)當年産(chǎn)規模擴大至50 萬套時,系統預測成本約為(wèi) 53 美元/kw,其中(zhōng)電(diàn)堆成本 26 美元/kw,占比 49%。進一步拆分(fēn)電(diàn)堆成本可(kě)以發現,随着産(chǎn)量規模擴大,催 化劑與雙極闆的成本占比增 大,這主要是因為(wèi)兩者成本以材料成本(分(fēn)别為(wèi)鉑和金屬)為(wèi)主,對産(chǎn)量相對不敏感。當前我國(guó)商(shāng)用(yòng)車(chē)燃料電(diàn)池電(diàn)堆成本處于 3000-4000 元/kw 左右水平,産(chǎn)業生産(chǎn)規 模處于 1K 套水平,我們預計到 2025 年,在為(wèi)期 4 年的“以獎代補”補貼新(xīn)政驅動下, 國(guó)内燃料電(diàn)池電(diàn)堆生産(chǎn)規模将突破 10K 套水平,屆時電(diàn)堆生産(chǎn)成本在規模化生産(chǎn)、 技(jì )術進步共同推動下,将迎來快速下降,且核心部件的國(guó)産(chǎn)化推進也将貢獻成本端下 降;到 2030 年,預計國(guó)内燃料電(diàn)池電(diàn)堆生産(chǎn)規模将達到 10 萬套水平,此時規模化 生産(chǎn)帶來成本下降的難度加大,因此下降斜率将有(yǒu)所減緩。綜上,結合 DOE 給出的 氫燃料電(diàn)池電(diàn)堆降本路徑,以及我國(guó)節能(néng)與新(xīn)能(néng)源汽車(chē)技(jì )術路線(xiàn)圖中(zhōng)給出的降本路徑, 預計商(shāng)用(yòng)車(chē)燃料電(diàn)池電(diàn)堆在 2025 年、2030 年的目标成本分(fēn)别為(wèi) 1000 元/kw、400 元/kw。儲氫系統由儲氫瓶、閥體(tǐ)、氫循環泵、管路及附件構成,目前國(guó)際市場均以 70MPa 氣态儲氫技(jì )術為(wèi)主,國(guó)内已實現商(shāng)業化應用(yòng)的客車(chē)、物(wù)流車(chē)應用(yòng)的儲氫瓶已 35MPa 的 III 型瓶為(wèi)主,并有(yǒu)相當數量的國(guó)内企業正在布局 IV 型瓶的技(jì )術研發與制造,未來 儲氫瓶技(jì )術将向着輕量化、高壓力、大容量、低成本的方向發展。根據我國(guó)節能(néng)與新(xīn)能(néng)源汽車(chē)技(jì )術路線(xiàn)圖,在産(chǎn)業化技(jì )術路線(xiàn)上,我國(guó)以邊産(chǎn)業化 邊技(jì )術公(gōng)關的方式,逐步提升相關技(jì )術參數如質(zhì)量儲氫率、體(tǐ)積儲氫密度并降低系統 成本達到産(chǎn)業化要求,解決關鍵閥門組件的生産(chǎn)能(néng)力,滿足行業發展需求。在關鍵的 時間節點上:1)2025 年實現質(zhì)量儲氫率到 5.5%,體(tǐ)積儲氫率到 40g/L,單瓶 6.0kg 級車(chē)載儲氫能(néng)力,突破 70MPa 儲氫瓶批量化生産(chǎn)技(jì )術,并可(kě)開發出一體(tǐ)式高壓瓶閥;2)2030 年實現質(zhì)量儲氫率達到 7.5%,體(tǐ)積儲氫率達到 70g/L。我國(guó)目前儲氫系統的成本普遍在 0.5 萬元/kg 左右,參照國(guó)内外技(jì )術目标仍有(yǒu)較 大下降空間,按照我國(guó)節能(néng)與新(xīn)能(néng)源技(jì )術路線(xiàn)圖,預計到 2025 年、2030 年車(chē)載儲 氫系統的成本将逐步下降至 0.35 萬元/kg、0.25 萬元/kg。
(2)能(néng)源使用(yòng)成本從能(néng)源使用(yòng)成本影響因素來看,主要取決于氫耗水平以及終端氫氣銷售價格:氫耗水平通過氫燃料電(diàn)池汽車(chē)的技(jì )術進步,車(chē)輛的綜合氫耗水平有(yǒu)望逐步下降。根據我國(guó) 節能(néng)與新(xīn)能(néng)源汽車(chē)技(jì )術路線(xiàn)圖,重卡的百公(gōng)裏氫耗将從目前的 10kg/100km 分(fēn)别降至 2025 年的 8kg/100km,2030 年的 7.5kg/100km 水平。氫氣終端銷售價格氫氣在終端加注至氫燃料電(diàn)池汽車(chē)時,需先後經曆制取、存儲運輸以及加注三大 供應鏈環節,其終端銷售價格直接取決于這三大環節的成本。由于當前氫能(néng)上遊基礎 設施與下遊市場相互制約,市場規模小(xiǎo)導緻企業成本分(fēn)擔不足,且國(guó)内整個供應産(chǎn)業 鏈的制儲運加各環節尚未打通,各種技(jì )術路線(xiàn)尚處于發展階段,造成我國(guó)當前氫氣終 端銷售普遍偏高的現象,據不完全統計,當前我國(guó)氫氣終端銷售價格為(wèi) 50-80 元/kg, 遠(yuǎn)無法滿足氫能(néng)下遊商(shāng)業化運營。未來氫能(néng)的終端價格降低需依靠上遊産(chǎn)業鏈各環節的整合,尋找更綠色、經濟的 氫氣來源、采用(yòng)更高效的氫氣運輸渠道和更安(ān)全的氫氣供應網絡。從長(cháng)遠(yuǎn)看,随着用(yòng) 氫需求的擴大,結合可(kě)再生能(néng)源的分(fēn)布式制氫加氫一體(tǐ)站,結合集中(zhōng)式制氫與液氫儲 運的方案将會是主要的發展方向。結合節能(néng)路線(xiàn)圖發展規劃,預計到 2025 年及 2030 年,我國(guó)氫氣終端銷售價格将分(fēn)别降低至 40 元/kg、25 元/kg(對于氫能(néng)供應鏈分(fēn)析 及氫氣終端銷售價格預測,我們将在氫能(néng)深度系列四中(zhōng)給予分(fēn)析)。
核心結論 1: 基于以上核心因素假設,我們對載重大于 31 噸氫燃料電(diàn)池重卡全生命周期成本 拆解及預測,發現燃料電(diàn)池系統及儲氫系統成本的降低,可(kě)以有(yǒu)效降低氫燃料電(diàn)池重 卡的初次車(chē)輛購(gòu)置成本,在不考慮政府補貼情況下,氫燃料電(diàn)池重卡車(chē)輛購(gòu)置成本将 從 2020 年的 141 萬/輛分(fēn)别降至 2025 年的 98 萬元/輛及 2030 年 76 萬元/輛;而在 能(néng)源使用(yòng)成本端,終端氫氣銷售價格以及氫耗水平的降低,将大幅提升氫燃料電(diàn)池重 卡的燃油經濟性。綜合車(chē)輛購(gòu)置成本及能(néng)源使用(yòng)成本的預測,我們預測了未來 10 年氫燃料電(diàn)池重 卡全生命周期成本以及百公(gōng)裏成本,其全生命周期成本将從 2020 年的 508 萬元/輛 分(fēn)别降至 2025 年 440 萬元/輛及 2030 年的 417 萬元/輛,貢獻成本下降的主要驅動 力在于車(chē)輛購(gòu)置成本的降低;相對于全生命周期綜合成本,百公(gōng)裏 TCO 成本降幅更 為(wèi)明顯,到 2030 年,氫燃料電(diàn)池重卡百公(gōng)裏 TCO 成本将從 2020 年的 846 元下降至 232 元,年均降幅達 12.1%,該成本水平已經能(néng)夠實現與當前柴油重卡平價。在以上氫燃料電(diàn)池重卡全生命周期 TCO 成本預測基礎上,我們進一步分(fēn)析了氫 能(néng)重卡購(gòu)置成本趨勢以及百公(gōng)裏 TCO 成本趨勢:購(gòu)置成本趨勢——前期購(gòu)置成本降低主要依靠優化電(diàn)堆成本來實現,中(zhōng)後期降 本重心或将遷移至低成本、高密度的新(xīn)型車(chē)載儲氫方案:1)燃料電(diàn)池堆成本在規模 化及技(jì )術升級雙重因素推動下,其在整車(chē)購(gòu)置成本中(zhōng)的比例快速下降,其成本占比從 2020 年的 45.2%下降至 2030 年的 22.2%;2)儲氫系統成本占比則快速上升,其主 要由于氫能(néng)重卡續航裏程要求的提升過程中(zhōng),氫耗下降帶來的成本下降遠(yuǎn)無法覆蓋氫 氣儲存量提升帶來的成本上升,因此展望 2030 年以後,氫能(néng)重卡購(gòu)置成本降低的重 心或将遷移至低成本、高密度的新(xīn)型車(chē)載儲氫方案;3)剛性成本部分(fēn),如車(chē)身、驅 動系統等則因技(jì )術成熟,伴随整車(chē)成本下降而下降。百公(gōng)裏 TCO 成本趨勢——伴随車(chē)輛購(gòu)置成本絕對值及占比的雙降,提升氫燃料 使用(yòng)經濟性将是未來降低百公(gōng)裏 TCO 成本的重心,同樣是未來氫能(néng)重卡超越柴油重 卡經濟性的關鍵一環:伴随電(diàn)堆成本的下降,氫能(néng)重卡購(gòu)置成本及占比持續降低,從 2020 年的 28%下降至 2030 年的 18%;而能(néng)源使用(yòng)成本占比則由 2020 年 71%上升至 2030 年的 81%,其主要由于燃料電(diàn)池堆壽命提升帶來了續航裏程及總行駛裏程大 幅改善,使得全生命周期内能(néng)源使用(yòng)成本的逐步上升。
3.2 氫燃料電(diàn)池汽車(chē)發展展望起步期(2020-2025 年):氫能(néng)車(chē)市場以政策驅動為(wèi)主,方向上側重中(zhōng)重卡由于當前加氫基礎設施和氫燃料電(diàn)池汽車(chē)的技(jì )術尚不成熟,整車(chē)購(gòu)置和加氫成本 仍然較高,因此預計未來五年内,政策扶持成為(wèi)氫能(néng)重卡發展主要驅動力:1)成本方面:不考慮補貼的情況下,該階段大功率氫能(néng)重卡的購(gòu)置成本仍然較 高,而較高的加氫成本(50-80 元/kg)使得氫能(néng)重卡的成本優勢難以凸顯,系統功 率及成本相對較低的客車(chē)和中(zhōng)輕型物(wù)流車(chē)是該階段氫能(néng)車(chē)的主要車(chē)型;2)從政策端來看:2020 年 9 月推出的“以獎代補”政策或将成為(wèi)該階段氫能(néng)車(chē)發 展轉折點,其針對性更強,旨在推動關鍵技(jì )術自主可(kě)控,且車(chē)型上側重于發展氫燃料 電(diàn)池中(zhōng)重卡等商(shāng)用(yòng)車(chē);此外,類比純電(diàn)市場的發展,純電(diàn)市場早期亦為(wèi)政策驅動,曆 經約 10 年才逐步走向市場化,而氫燃料商(shāng)用(yòng)車(chē)在中(zhōng)國(guó)于 2015 年起步,仍需時間逐 步成熟,因此該階段的發展将主要圍繞政策扶持來展開。政府補貼能(néng)夠有(yǒu)效彌補氫燃 料電(diàn)池 TCO 的成本劣勢,促進消費者的購(gòu)買意願,擴大下遊應用(yòng)需求并提高上遊生 産(chǎn)規模。加速期(2025-2030 年):基礎設施加大普及、技(jì )術革新(xīn)及成本下降提升氫燃經 濟性1)基礎設施建設達到配套要求:當前加氫站覆蓋不足仍然是制約氫燃料電(diàn)池車(chē) 發展的限制性因素之一。2019 年 3 月‘推動加氫設施建設’首次寫入政府工(gōng)作(zuò)報告,并 提出地方補貼政策支持加基礎設施建設,而從中(zhōng)國(guó)加氫站建設運營的情況來看,截至 2020 年底,中(zhōng)國(guó)累計建成 118 座加氫站,在建/拟建為(wèi) 167 座。到 2020 年,加氫站數量達到 100 座”的目标。其中(zhōng)建成的加氫站已投入運營 101 座,待運營 17 座,投用(yòng)比例超過 85%。随着未來氫能(néng)車(chē)保有(yǒu)量的上升,以及加氫站建設成本的 下降,加氫站數量增長(cháng)将進入加速期,預計到 2025 年達到 500 座,2030 年到 1500 座。類比當前約 4800 座左右天然氣(LNG)加氣站規模所支撐起的天然氣重卡 14 萬年銷量以及 50 萬保有(yǒu)量,如若順利建成 1500 座加氫站,在加氫站加注能(néng)力和規 模與加氣站類似的前提下,同樣有(yǒu)望支撐 4-5 萬年銷量以及 15 萬保有(yǒu)量的氫燃料重 卡的應用(yòng)。
2)技(jì )術革新(xīn)推動氫燃料汽車(chē)産(chǎn)品線(xiàn)布局完善:未來氫燃料電(diàn)池汽車(chē)的技(jì )術革新(xīn) 将成為(wèi)系統性的工(gōng)程,除系統環節的集成外,還需依賴上遊電(diàn)堆和下遊整車(chē)環節的優 化,氫燃料汽車(chē)也将從技(jì )術上實現從中(zhōng)輕卡、客車(chē)向更高功率的氫燃料重卡産(chǎn)品拓展。I、上遊電(diàn)堆環節:通過優化膜電(diàn)極各子組件的抗機械及化學(xué)降解能(néng)力,以及提 升雙極闆耐腐蝕性以延長(cháng)電(diàn)堆壽命。優化電(diàn)堆組裝(zhuāng)及設計工(gōng)藝,提升電(diàn)堆一緻性,并 優化雙極闆流場設計,強化膜電(diàn)極子組件的導電(diàn)率、比活性等性能(néng)來提升電(diàn)堆性能(néng)。通過降低雙極闆等硬件厚度,并同時優化電(diàn)堆集成度來提升整體(tǐ)功率密度;到 2030 年,電(diàn)堆體(tǐ)積功率密度有(yǒu)望從當前的 2-3kw/L 提升至 7-8kw/L,電(diàn)堆的壽命從當前的 1.2-1.5 萬小(xiǎo)時,提升到 3-4 萬小(xiǎo)時。II、下遊整車(chē)環節:當前氫燃料重卡多(duō)使用(yòng)柴油底盤進行改裝(zhuāng)生産(chǎn),在當前電(diàn)堆 功率不大、對載重要求不敏感以及重卡天然的布置空間優勢下,尚能(néng)滿足需求。而未 來必将朝着高度集成化的底盤發展,通過适用(yòng)于氫燃料和三電(diàn)系統布置的新(xīn)一代重卡 底盤來滿足重卡客戶對總使用(yòng)成本優化、系統集成性能(néng)提升的要求,電(diàn)堆、儲氫罐和 锂電(diàn)池将與底盤更好的匹配,驅動行駛也将從中(zhōng)央驅動到電(diàn)驅動橋發展。
3)成本進一步下降提升氫燃料汽車(chē)全生命周期成本 TCO 競争力。I、車(chē)輛購(gòu)置成本:在經曆為(wèi)期 4 年的“以獎代補”新(xīn)政後,氫燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業規 模已出具(jù)效果,在 2025-2030 年階段,氫燃料電(diàn)池規模化進一步提升,疊加上遊零 部件國(guó)産(chǎn)化、制造工(gōng)藝進步提升,預計到 2030 年燃料電(diàn)池系統的成本将節降 85%以 上,競争力相較純電(diàn)等其他(tā)能(néng)源類型車(chē)輛将逐步提升。II、氫氣成本:目前由于市場用(yòng)氫量不足,各地規模、氫源供應、加氫站類型不 一,不同區(qū)域的加氫站氫氣銷售價格差異大,目前法規允許的外供加氫站價格主流區(qū) 間在 50-80 元/KG,部分(fēn)地區(qū)最低也需要 40 元/KG 左右,補貼平均在 10-12 元/KG。按照我們上一部分(fēn)對氫能(néng)重卡全生命周期成本測算,其百公(gōng)裏 TCO 到 2030 年 将降至 232 元,而同類型柴油車(chē)百公(gōng)裏能(néng)耗成本在 200-300 元區(qū)間。未來随着規模 化程度提升,氫氣到站的平均成本有(yǒu)望降低到 2030 年的 25 元/KG,若重卡百公(gōng)裏氫 耗降到 7KG,則在氫燃料電(diàn)池重卡在能(néng)耗方面的競争力開始逐步顯現。
4 投資分(fēn)析
氫燃料電(diàn)池憑借能(néng)效高、零排放等能(néng)源優勢,将成為(wèi)氫能(néng)在交通領域的最主要應 用(yòng)形式。在“2060 碳中(zhōng)和”背景下,将助力交通運輸實現深度脫碳,且将率先在商(shāng)用(yòng) 車(chē)尤其是重卡領域中(zhōng)得到應用(yòng),與純電(diàn)動實現差異化場景布局。經過多(duō)年發展,當前燃料電(diàn)池汽車(chē)産(chǎn)業已逐步由基礎布局向市場化、規模化方向 發展,但高企的成本依然是氫能(néng)車(chē)最大的限制性因素,我們對未來 10 年氫燃料電(diàn)池 重卡全生命周期成本做出預測,在政策鼓勵、核心技(jì )術不斷突破、國(guó)産(chǎn)化水平提升、 規模化生産(chǎn)等多(duō)因素加碼下,到 2030 年氫能(néng)重卡 TCO 有(yǒu)望實現與柴油重卡平價。
5 風險提示
1)核心技(jì )術突破不及預期。氫燃料電(diàn)池産(chǎn)業是典型的高興技(jì )術産(chǎn)業,目前尚未 達到完全國(guó)産(chǎn)化水平,部分(fēn)核心材料及部件仍有(yǒu)待技(jì )術包括,包括燃料電(diàn)池催 化劑、 質(zhì)子交換膜、金屬雙極闆、氫循環系統等。2)成本下降不及預期。當前燃料電(diàn)池系統成本仍處于較高水平,如若成本下降 無法達到預期水平,将會延緩氫燃料電(diàn)池汽車(chē)商(shāng)業化節奏。3)基礎設備配套不及預期。基礎設備配套不足是當前氫燃料電(diàn)池汽車(chē)發展滞後 的核心因素之一,包括加氫站、氫能(néng)配套供應鏈等,如果基礎設施配套建設低于預期, 同樣對氫燃料電(diàn)池汽車(chē)商(shāng)業化形成負面影響。來源:國(guó)聯證券
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