杏彩体育氢能产业链前沿报告:产业链解析及应用分析
栏目:公司动态 发布时间:2024-08-06

  杏彩体育燃料电池汽车的优势在于集纯电汽车、燃油汽车优点于一身:清洁环保、续驶里程远、补能速度快、舒适安静,并且氢气是一种清洁高效、来 源广泛的能源。长期看,燃料电池汽车有望成为汽车市场重要的组成部分。

  自 2016 年起,国内燃料电池汽车步入推广运用阶段,使用规模逐步 扩大。2018 年我国燃料电池汽车销量 1527 辆,仅次于美国的 2368 辆, 成为世界主要燃料电池汽车市场。

  目前上游电堆市场由海外供应商为主。众多国内厂商从中游系统集成切入产业,竞争格局暂未稳固。头部系统集成商开始向上游电堆延伸布局, 建立竞争壁垒。下游整车应用规模较小,利润贡献有限,技术积累为主。

  当前受技术、成本和加氢站缺乏的约束,国内燃料电池汽车以商用车 运用为切入点,形成两个应用场景:(1)城市公交作为示范运行的途径; (2)轻中型物流货车作为探索商业化运用的抓手。

  现阶段燃料电池汽车成本高于纯电车型,使用成本高于燃油车。2018 年国补最高 50 万元,地方补贴最高 50 万元。高额补贴可弥补部分成本。

  “双积分”、“蓝天保卫战”等政策持续为新能源汽车的普及创造空 间。燃料电池汽车短期或保持较高补贴金额,竞争优势凸显。2020 年累 计推广规模有望接近万辆。

  燃料电池汽车降本潜力大。降本途径主要有:(1)规模提升。规模 化能摊销制造、模具、研发费用,是主要降本措施;(2)技术提升。通 过降低铂催化剂用量、优化系统等技术手段降低成本;(3)协同降本。 整车厂协同自有纯电、混动平台,共用电机电控、动力电池等零部件。

  20 世纪 60 年代,美国通用汽车公司将燃料电池技术应用到了汽车,研 发出氢燃料电池登月车 Electrovan。受限于技术水平,燃料电池技术运用在 民用汽车则是在上世纪 90 年代。1994 年,奔驰推出名为 NECAR1 的燃料 电池汽车。之后日本的燃料电池汽车技术迅速发展,技术实力和应用规模跃 居世界之首。2003 年和 2004 年,同济大学推出了“超越一号”和“超越二 号”燃料电池轿车。借助 2008 年北京奥运会和 2010 年上海世博会,国内 开始开展燃料电池汽车示范运行,行业迎来发展机遇。

  燃料电池车(Fuel Cell Vehicle 简称:FCV)利用燃料电池产生的电供能, 带动电机运转,从而使车辆正常行驶。

  燃料电池是一种通过非燃烧方式直接将燃料的化学能转化为电能的装 置。工作时其借助电极将进入负极的氢(含氢燃料)和进入正极的氧发生非 燃烧的电化学反应,氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子 H+和电子 e-。H+进入电解液中,而 e-则沿外部电路移向正极(阴极)产生电流。在正极上, 空气中的氧同电解液中的H+吸收抵达正极上的电子e-形成水。

  根据电解质的不同,燃料电池可分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、 碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 和固体氧化物燃料电池(SOFC)。目前发展最多的是质子交换膜燃料电池 和固体氧化物燃料电池。质子交换膜燃料电池运行温度低、启动快,多用于 汽车等需要频繁起停和变工况运行的情况。固体氧化物燃料电池运行温度 高、启动慢、铂金属使用少,可用于固定式发电。

  作为新能源汽车的一种,燃料电池汽车的优势在于集纯电汽车、燃油汽 车优点于一身:清洁环保、续驶里程远、补能速度快、舒适安静,并且氢气 是一种清洁高效、来源广泛的能源。长期看,燃料电池汽车有望成为汽车市 场重要的组成部分。

  1) 国家购置补贴。燃料电池汽车的补贴金额是三种类型新能源汽车中最高 的。2009 年,国家开始对购买燃料电池汽车给予补贴。2009 年~2012 年,燃料电池乘用车和专用车补贴 25 万元,客车补贴 60 万元。2013 年燃料电池乘用车补贴 20 万元,商用车补贴 50 万元。虽然补贴高,但 是由于产品还停留在小批量样车试制阶段,燃料电池汽车销量基本为 零。从 2016 年起,燃料电池汽车补贴调整为:乘用车 10 万元、轻型客 车货车 30 万元、大中型客车和中重型货车 50 万元。此补贴金额一直保 持至 2018 年,并有望延续至 2020 年。

  2) 地方政府补贴。北京、上海、广州、深圳、武汉和襄阳按国补地补 1:1 补贴,其他城市地补按国补的 0.5 倍补贴。

  3) 其他新能源汽车优惠政策。燃料电池汽车同样享有免购置税、免车船税、 不限购不限行等政策优惠。

  4) “双积分”政策。企业生产燃料电池汽车能够降低企业平均燃料消耗量, 获取正 CAFC 积分。同时,每生产一辆燃料电池汽车,企业可获得最高 5 个 NEV 积分。 “双积分”政策的实施也将推动燃料电池汽车的普及 应用。

  国内燃料电池汽车自 2001 年起度过了约 15 年的技术积累时期。通过国 家项目引导、校企联合开发、重大活动试运营,企业完成燃料电池汽车技术 探索和优化,达到量产、投放市场的标准。

  2016 年之前,我国燃料电池汽车的应用以依托重大活动开展短期示范 运行为主。例如 2008 年北京奥运会,有 20 辆上汽大众帕萨特燃料电池轿车 作为赛事公务用车投入使用,3 辆北汽福田燃料电池公交车进行为期一年的 示范运行。2010 年上海世博会,共有 196 辆燃料电池汽车参加运行。其中, 燃料电池轿车 90 辆、燃料电池公交车 6 辆、燃料电池观光车 100 辆。

  2016 年后,燃料电池汽车在公交、物流等领域开展有规模、长期的示 范运行和商业化推广。

  根据工信部公布的《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目 录》和《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,2016 年起进入工信部产品 目录的燃料电池汽车车型数逐年增长。截至 2019 年 11 月,有 114 个车型 进入产品公告,较 2018 年全年增加 20 款车型。

  2016 年起燃料电池汽车运用推出规模破百辆,销量稳步增长。据中汽 协数据,2018 年国内燃料电池汽车销量为 1527 辆,同比+19.8%;2019 年 1-11 月累计销量为 1337 辆,考虑通常 12 月为全年销量高峰,2019 年全年 销量或实现同比增长。

  从销量地区分布看,海外燃料电池汽车销量集中在北美和日韩。截至 2019 年 11 月,韩国燃料电池汽车销量 3207 辆,居全球首位;美国销量 1978 辆,加拿大销量 989 辆,日本销量 708 辆。欧洲整体销量 488 辆,分布在 12 个国家中。

  综合国内销量数据,2018 年全球燃料电池汽车销量 6584 辆,同比 +42.5%;2019年前11月全球累计销售8707辆燃料电池汽车,同比+77.6%, 中国在韩国和美国之后位列全球销量第三。

  整个燃料电池汽车产业链所涉及的行业广泛,可分两条主链:车辆端产 业链和氢气端产业链,分别对应购车环节和用车环节。两条产业链的发展相 辅相成,只有当两条链都发展成熟,燃料电池汽车才能真正普及应用。

  氢气端产业链涉及广泛杏彩体育,涵盖能源化工、交通运输和机械设备等。产业 链从上游到下游依次为:氢气制取、运输存储、加氢站。

  车辆端产业链主要涉及电堆及其零部件设计生产、燃料电池系统集成、 整车设计生产和运用场景。本篇报告主要解析车辆端产业链具体构成和市场 竞争格局。

  燃料电池汽车独特之处在于其动力系统。除了锂电池、驱动电机以外, 其动力系统包括:燃料电池电堆、燃料电池辅助系统、DCDC 和散热系统。 具体组构成如下:

  燃料电池辅助系统:空滤/消音器、空压机、氢喷射器、各种阀件(进气 截止阀、背压阀、旁路阀、减压器、排氢电磁阀)、氢循环泵、增湿器、氢 瓶、电控(CVM、FCU)、氢瓶;

  燃料电池电堆:双极板、膜电极 MEA(质子交换膜、催化剂层、气体扩 散层)、端板、垫圈/密封圈、集流板;

  其他:DCDC、散热系统(水泵、去离子器、中冷器、风扇、节温器、 散热器)。

  根据燃料电池汽车系统的组成,我们把燃料电池汽车的产业链从上游到 下游依次化分为电堆及其零部件、辅助件及系统集成、整车制造及应用:

  1) 上游:电堆及其零件/材料是整个燃料电池汽车产业的核心,技术门 槛较高。目前这一领域主要以国外供应商为主。

  2) 中游:将电堆和辅件集成为燃料电池系统。辅件的关键零部件是空 压机。系统不同的集成方案以及控制算法对系统的性能和可靠性有 很大影响。

  3) 下游:整车集成及运用。整车集成核心是动力系统匹配、热管理设 计、能量管理策略。

  电堆是燃料电池的核心,根据美国能源部(DOE)的测算,电堆在燃料 电池系统中约占成本的 60%。电堆由膜电极(由质子交换膜、气体扩散层、 催化剂层组成)、双极板、端板、集流板等组成。其中,核心部件膜电极和 双极板约占电堆成本的 64%和 18%。按当前一套 30kW 燃料电池系统售价 50 万元计算,电堆价格在 30 万元左右。

  国内燃料电池系统的电堆主要来自国外供应商。根据 OFweek 数据, 2018 年出货量最大燃料电池系统供应商为北京亿华通,2019 年上半年为重 塑科技。北京亿华通和重塑科技的燃料电池系统主要使用来自加拿大巴拉德 (Ballard)和水吉能(Hydrogenics)的电堆。

  上汽入股的新源动力自主开发的电堆在上汽大通 V80 燃料电池轻客和 荣威 950 燃料电池轿车中批量使用;亿华通子公司上海神力的电堆开始在公 交上投入使用;雄韬股份在 2017 年布局燃料电池产业,已经在电堆、膜电 极进行了布局;爱德曼氢能源的金属双极板电堆和系统应用于东风的物流 车;明天氢能公司依托同济大学和中国科学院大连化学物理研究所积累了开 发双极板、膜电极、电堆的技术。不过,电堆的关键零部件和材料还需依靠 国外厂商。

  系统集成是指为电堆设计匹配空气进气系统、热管理系统和供氢系统, 组成完整燃料电池系统的环节。

  国内系统集成厂商众多,竞争激烈。为建立壁垒,系统集成厂商向上电 堆拓展,或通过参股/合资等形式与海外先进电堆供应商合作,或扶持国内潜 在电堆厂商。

  亿华通(834613.OC)依托清华技术团队,于 2004 年开始进入燃料电 池领域,承担国家“863 计划”重大专项,参与北京奥运、上海世博燃料电 池客车示范运营。通过其子公司上海神力,亿华通布局上游电堆。下游与北 汽福田、中通客车、宇通客车和上海申龙等厂商建立合作关系。根据 2018 年工信部目录,亿华通为约 35 款车型配套燃料电池系统,配套数第一,约 占 41%。

  重塑科技成立于 2014 年,初创团队来自上汽,燃料电池系统经验丰富。 公司与广东国鸿氢能成立合资公司深度合作。国鸿生产巴拉德电堆,重塑进 行系统集成,凭借性能好、规模大、成本低,重塑生产的系统获得众多下游 厂商的认可。根据 2018 年工信部目录,重塑及其合资公司为约 19 款车型配 套燃料电池系统,配套数仅次于亿华通,约占 23%。2018 年重塑出货量约 1100 套,占据约一半的市场份额。其下游客户主要为东风特装的物流车、 飞驰客车和宇通客车等。

  除亿华通和重塑科技外,以上海捷氢、潍柴动力和雄韬股份为代表的众 多厂商入局燃料电池系统领域。

  上海捷氢成立于 2018 年,是上汽集团整合新源动力和前瞻技术研究部 资源组建的子公司。公司涵盖电堆和系统的开发制造、整车动力匹配工程解 决方案等业务。上汽和新源动力是国内最早开展燃料电池汽车研发的企业之 一,已经推出了两代燃料电池产品,与上汽大通合作的车型已经开启商业化 运营。2019 年 7 月,公司下一代高功率产品 P390 系统试装下线,搭载新产 品的车型有望于 2020 年实现量产。

  作为国内重卡发动机龙头,潍柴动力积极布局或在重卡领域有应用前景 的燃料电池。在 2016 年,潍柴动力入股国内电堆和系统的供应商弗尔赛能 源,成为其第二大股东。2017 年,潍柴动力与博世签署战略合作框架协议, 共同合作开发生产氢燃料电池及相关部件。2018 年 5 月,潍柴动力认购英 国固态氧化物燃料电池供应商锡里斯 20%股份,获得锡里斯燃料电池技术授权。2018 年 11 月,潍柴动力认购巴拉德 19.9%的股份,成为最大股东。潍 柴动力获得巴拉德下一代 LCS 燃料电池电堆及 LCS相关模组的专有权。

  以蓄电池为主业的雄韬股份于 2017 年成立深圳氢雄正式开展燃料电池 业务。此外,公司还入股了氢璞创能和浙江氢途。2018 年,公司分别在武汉 和大同建立燃料电池产业园。产业园主要从事氢燃料电池的催化剂、质子交 换膜、电堆、电池控制系统、氢燃料发电机系统、储氢系统和制氢系统以及 加氢站等领域产品的开发、生产、运营和销售。2018 年 8 月,配套雄韬燃料 电池系统的车型首次进入工信部产品目录。至 2019 年 1 月,武汉 20 台燃料 电池公交车及大同 50 台燃料电池公交车已投入试运营。

  行业刚起步,参与者众多,行业壁垒还未完全成形。除上述厂商外,全 国还有约 18 家系统供应商。这些厂商或依托大学技术团队、国外专家,或 在燃料电池某一领域具备技术特长。

  我们认为燃料电池系统厂商将会与电堆厂商实现深度绑定。电堆既是燃 料电池核心也是价值最高的部件,它将是燃料电池供应商建立竞争壁垒的关 键。潍柴动力、大洋电机、广东国鸿纷纷与巴拉德绑定合作,亿华通入股上 海神力,重塑培育电堆研发团队等均充分体现了产业发展动向。

  目前国内燃料电池主要应用于商用车领域,分别有两大类:燃料电池公 交车和燃料电池货车(含专用车)。根据工信部产品公告信息,燃料电池货 车 OEM 主要为中通、东风和青年曼。燃料电池客车 OEM 较多,约有宇通 客车、福田汽车、中通汽车等 15 家整车厂推出产品。

  1) 技术壁垒不高。许多燃料电池汽车厂商限于自身技术能力有限,靠燃料 电池系统集成商提供整车动力系统工程解决方案。

  2) 配套关系较为分散。现阶段燃料电池系统供应商繁多,出于考察不同供 应商并寻找可靠合作伙伴的目的,整车厂商倾向于采用多家供应商的燃 料电池系统。未来,随着部分系统厂商实力得到市场的认可,整车厂商 或将减少供应商家数,与特定供应商建立稳定合作关系。福田汽车-亿华 通、佛山汽车-广东国鸿、上汽大通-上海捷氢等已建立合作关系。

  3) 产品销量波动较大。2017 年与 2018 年产量前三的厂商均不相同,表明 当前市场暂无绝对市场龙头。燃料电池汽车市场还未成熟,销量依赖政 府采购,需求并不稳定,多数地方仅是小批量的示范运行。同时,地方 政府难免会有扶持地方企业的考虑。这样形成企业销量起伏大的特点。

  随着燃料电池汽车产业的发展,整车厂商开始积累相关技术,逐渐形成 整车动力系统匹配甚至燃料电池系统开发能力。参考丰田和本田的模式,我 们认为未来下游的燃料电池整车厂将逐步自行掌握系统集成技术,尤其是乘 用车领域。主要因为:

  (1)利于整车动力系统各部件的统一设计匹配,提升性能。比如动力 电池、驱动电机、燃料电池系统及空调等热管理系统统一设计。

  (2)有利于综合空间布置、动力性能、综合成本等因素协同设计燃料 电池汽车。

  未来行业规模提升要求整车厂商的产品有足够的品质保证、稳定的供应 链以及成本优势。我们认为在传统燃油车和电动汽车领域领先的厂商仍将在 燃料电池汽车领域保持优势地位。主要原因:

  与纯电动汽车一样,燃料电池汽车产业的技术瓶颈在上游。目前,国内 电堆及其零部件还依赖于国外厂商。许多企业选择从中游系统集成环节切入 产业,并积极向上延伸布局。燃料电池汽车运用规模较小,对下游整车厂商 利润贡献不明显,当前整车厂以技术积累、构建合作关系为主。整车产业还 未形成稳定竞争格局。未来,随着运用规模提升,补贴或退坡/退出,行业或 面临洗牌。掌握上游核心技术的电堆/系统供应商、下游传统整车龙头有望在 竞争中取得优势。

  海外燃料电池汽车以乘用车为主,以销售和租赁的形式推广运用。丰田 的 Mirai 是全球累计销量最高的燃料电池汽车,2014 年上市至 2019 年 11 月累计销量 9942 辆。韩国现代于 2018 年推出的 Nexo 2019 年前 11 月累计 销量 3731 辆,位居首位。

  相比于传统燃油汽车和其他新能源汽车,燃料电池汽车的售价较高,是 限制普及规模增长的主要因素。丰田 MIRAI 在美售价 5.85 万美元是同级别 Prius 起售价的 2 倍以上。本田 Clarity 燃料电池车在日售价 767 万日元,高 出 Clarity 插电混动车售价 30%。现代 Nexo 在美国售价为 5.83 万美元,与 Mirai 相近。

  与海外不同,国内燃料电池汽车运用以商用车为主。2018 年和 2019 年 燃料电池乘用车销量为零,全为商用车。其中,城市客车占总销量约 60%, 货车占比约 10%。上汽荣威 950FCV 是国内唯一一款小批量生产的燃料电池 乘用车,但并不对个人消费者销售,仅通过环球车享公司进行示范运营。

  我们认为,除全球燃料电池汽车产业共同面临的高成本因素外,国内燃 料电池汽车主要运用于商用车基于以下两点原因:

  (1) 国内燃料电池功率密度还达不到国外先进水平。商用车空间大,对燃 料电池系统体积要求相对较低。

  (2) 国内加氢站布局还不完善。商用车相对行驶路径固定,对加氢站依赖 度不高。

  我国燃料电池汽车推广应用规模跃居世界前列,但是技术水平还与日韩 有一定差距。从整车和燃料电池系统角度看,差距体现在系统峰值功率、电 堆功率密度、系统响应和寿命。

  日韩厂商的燃料电池系统峰值功率在 100kW 左右,功率密度均达到 3.1kW/L。功率高、响应快,能满足驱动电机的功率需求,因此匹配的锂电 池容量不超过 2kWh。

  相比之下,(1)国内的燃料电池系统峰值功率普遍不超过 60kW,功率 密度约 2kW/L,低于日韩水平;(2)动态响应慢、峰值功率低,需要匹配 更大锂电池;(3)海外车载氢瓶压力为 70Mpa,国内主要为 35Mpa,同样 载氢量需要更多氢瓶。因此,国内燃料电池动力系统体积大,难以在乘用车 上推广运用。

  作为燃料电池汽车应用最早的国家,美国(主要为加州地区)和日本加 氢站的布局广泛。截至 2018 年加州共有 39 座加氢站;截至 2017 年,日本 加氢站近 90 个。

  2015 年前,国内加氢站只有服务北京奥运会的永丰加氢站和上海安亭 加氢站。曾分别服务上海世博会和广州亚运会的加氢站均已被拆除。在政府 牵头、补贴的带动下,国内加氢站的建设规模逐年增加。截至 2018 年底, 国内已投入使用的加氢站有 23 座,其中上海和广东布局领先。

  1) 我国具备世界上规模最大的客车生产体系,产业国产化程度高,具有坚 实产业基础;

  3) 燃料电池公交车续航里程长、停放点和行驶路线固定,对加氢站依赖程 度低;

  4) 公交车具有公益属性,政府在购车和用车环节给予补贴可弥补初期燃料 电池汽车高成本的劣势;

  5) 推广燃料电池公交车能够起到向社会大众普及燃料电池技术的目的,提 高人们对氢能以及燃料电池汽车的接受度。

  目前广东佛山、云浮、深圳,江苏如皋、盐城、苏州,辽宁抚顺,四川 成都,河南郑州,河北张家口,山西大同等多个城市已开通燃料电池公交运 营线路。

  相对于主要依赖政府采购的燃料电池公交车,燃料电池货车(物流车、 专用车)的推广更接近商业化。终端用户(快递、冷链、搬家等公司)以租 赁的方式从汽车运营企业租借燃料电池物流车开展业务。相对燃油、纯电动 物流车,燃料电池物流车在续驶里程、路权和成本方面有较强的综合优势。

  1) 续驶里程:燃油物流车续驶里程最长,并且车辆自身重量轻,相同总重 量下载货能力最高。纯电动物流车续驶里程一般在 200 公里左右,续驶 里程越长,电池重量越大,载货能力越小。燃料电池物流车续驶里程介 于两者之间。相对于纯电动车型快充 2~3 小时,燃料电池车型加氢时间 只需 10 分钟左右。

  2) 路权:纯电动物流车和燃料电池物流车属于新能源汽车,有高于燃油物 流车的路权优势。

  3) 成本:燃料电池物流车成本最高,但是在有补贴的情况下购车成本优于 燃油物流车。

  目前,在上海、武汉、佛山等地,京东、云鸟、申通快递、宜家、盒马 鲜生等公司与新能源汽车运营公司合作,使用燃料电池汽车配送物流。

  2018 年 6 月,京东物流首次在上海引入超过 150 辆燃料电池物流车, 补充“618”物流峰值的运力。截止 2019 年上半年,京东物流已经在上海、 广州、佛山三个城市投入使用氢能源物流车,并实现常态化运营。

  当前燃料电池汽车成本高企。根据公交车采购招标信息,12 米燃料电池 公交车价格约 300 万元,传统燃油公交车价格不超过 100 万元。我们测算, 燃油公交车升级为 60kW 燃料电池公交车成本上升约 140 万元。

  2018 年大中型燃料电池客车国补 50 万元,部分地方补贴金额与国补相 同,补贴合计 100 万元,可覆盖大部分新增成本。

  相较具有公益属性的公交车,2B 的物流车对购置成本和使用成本更加 敏感。按当前补贴金额测算,燃料电池物流车购置成本优于燃油车型,使用 成本与燃油车型持平。我们选取市场常用的 7.5t 燃料电池物流车进行全生命 周期成本分析。

  相较同类型的燃油车,纯电动物流车和燃料电池物流车成本分别增加 8 万元和 64 万元。其中,燃料电池汽车新增成本集中在燃料电池系统和氢系 统。燃料电池系统售价约 1.8 万元/kW,氢瓶约 3 万元/个,燃料电池系统功 率 30kW,使用 3 个氢瓶,共计约 63 万元。

  按 2019 年新能源汽车补贴政策(截至 2019 年 11 月,燃料电池汽车补 贴政策仍未出台,继续按 2018 年金额补贴),我们测算,保持与燃油车同 样售价,燃料电池车型额外提升 12 万元利润。虽然燃料电池车型成本最高, 但基于现有补贴额度,燃料电池车型单车利润最高。厂商可选择将这部分利 润以购车价格或加氢优惠的形式让利给购车者,或用于研发投入和扩大投资 规模。

  当前考虑载重差异,燃料电池车型使用成本高于燃油和纯电车型。我们 按加氢价格为 45 元/kg、充电费 1.2 元/kWh、柴油费 6.3 元/L 测算,燃料电 池车型百公里能耗费用为 122 元,纯电车型为 63 元,柴油车型为 120 元。 但若考虑三类车载货质量差异,燃料电池车型使用经济性低于其他两类车型。燃料电池车型吨百公里能耗 37.8 元,高于燃油车型的 27.8 元和纯电车 型的 21.1 元。

  结合购车成本,燃料电池汽车有 12 万元额外利润。若厂商将部分利润 让利于购车者或转为加氢优惠,或能弥补部分使用成本。

  我们氢气售价按 45 元/kg 测算,此价格仅能维持加氢站的日常运营。如 考虑回收加氢站的投资成本,氢气价格更高(部分加氢站非协议价为 70 元 /kg),燃料电池汽车使用成本将高于纯电车型和燃油车型。氢气价格是限制 燃料电池汽车商业化推广运用的重要因素。

  燃料电池系统成本高、技术难、加氢站不足和加氢贵使燃料电池汽车的 推广运用短期仅在商用车领域,并且依赖政府补贴。根据我们推算,当燃料 电池系统成本低于 1000 元/kW,氢瓶价格降到 5000 元/个,燃料电池汽车 购车成本能与燃油车相当;当氢气价格降至 30 元/kg,燃料电池汽车使用成 本能达到燃油车水平。当前全国燃料电池汽车年销规模不足 2000 辆,规模 效应是降本的有效方式。

  因燃料电池技术还未成熟、成本高昂和加氢配套不足,中短期燃料电池 汽车还未具备大规模应用、完全替代其他类型汽车的条件。但是,燃料电池 汽车可与纯电动汽车形成互补关系,在部分运用场景发挥优势。商用车市场, 尤其在载重大、距离长的运用场景,燃料电池汽车具备更强的竞争力。乘用 车市场,纯电动车型市场渗透率快速提升,已经被消费市场所接受,当前燃 料电池汽车暂无法与纯电动车型竞争。因此,我们认为中短期内燃料电池汽 车应用场景主要集中在大中型客车和中型货车。

  在国家“打赢蓝天保卫战三年行动计划” 政策的推动下,公共交通车辆、 专用车辆、物流车辆和通勤车辆将在中短期内成为促进燃料电池汽车推广运 用的抓手。2018 年 6 月,交通部发布《八项重点任务攻坚污染防治》,指 出到 2020 年年底前,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量 达到 60 万辆。2018 年 7 月国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》明 确要求 2020 年年底,重点区域的直辖市、省会城市、计划单列市建成区公 交车全部更换为新能源汽车。

  公交销量主要满足存量替换,新能源车型销量渗透率近 95%。根据交通 运输部发布的《交通运输行业发展统计公报》,2018 年我国公交车保有量 为 67.34 万辆,同比+2.22 万辆。结合中汽协销量数据,2018 年销售的 8.4 万辆公交中有约 74%是替换旧车。另据交通运输部科学研究院发布的报告, 截至 2018 年新能源公交占公交总保有量的 51%,2018 年新能源公交销量 渗透率为 94%,同比+8pct,公交新能源化趋势正在加速。在防污攻坚政策 推动下,未来 4~5 年新能源公交年销量或保持 8 万辆规模,加速替换传统燃 油公交。在纯电动和插电混动车型补贴退坡的背景下,燃料电池车型有望受 益。

  2018 年 9 月,在中国科学院院士欧阳明高发表的题为《电动汽车技术 路线的演变创新与发展》的主题演讲中更新了我国燃料电池汽车近中远期战 略目标:2020 年累计推广应用达 1 万辆、2025 年 10 万辆、2030 年 100 万 辆。而在 2016 年发布的目标为:2020 年 5000 辆,2025 年 5 万辆,2030 年 100 万辆。

  我们在《电堆,师夷长技,方可制夷——氢能与燃料电池产业前沿系列 五》中具体分析了电堆的在工艺、材料等方面的降本途径。本章从系统和整 车的角度提出三个降本措施:

  (1)技术突破,优化系统架构。优化电堆设计,降低电堆对系统辅件的要 求;取消或合并系统零部件,优化系统架构。

  (2)车厂整合现有平台资源,沿用燃油车或其他新能源车的零部件,比如 驱动电机、动力电池、DCDC 以及散热系统。拥有最畅销混合动力汽车的丰 田,在开发 MIRAI 时很多零部件都沿用混动车型的。动力电池、电机及逆变 器均来自混动系统。所以 MIRAI 相对混动车型增加成本只有燃料电池系统、 FDC 和氢瓶。参考丰田模式,对于在新能源汽车布局较深、总体销量较高的 整车厂商具有整合平台资源、协同采购降低燃料电池汽车成本的优势。

  (3)通过规模化降低成本。鼓励和扶持燃料电池的发展,吸引更多零部件 企业。当前燃料电池汽车推广运用规模小,国内行业刚起步,参与企业不多, 关键零部件如质子交换膜、催化层等需要通过进口。同时,燃料电池前期研 发投入大,生产制造设备投入大。研发支出、模具开发和制造费用摊销占零 部件成本比重高。

  2016 年,受工业和信息化部等委托,中国汽车工程学会组织逾 500 位 行业专家历时一年研究编制的节能与新能源汽车技术路线图发布。路线图对 燃料电池汽车未来的成本进行了预测。到 2025 年燃料电池系统的成本有望 降到 2000 元/kW,2030 年降到 600 元/kW。2025 年氢系统成本降至 2000 元/kg,2030 年降至 1800 元/kg。

  我们根据此预测值,基于 7.5t 燃料电池物流车的数据预测 2025 年不考 虑补贴的情况下,购车成本将降至 24 万元,生命周期用车成本降至 29 万元 (假设 2025 年氢气价格 30 元/kg,使用年限 8 年,每年行驶里程 4.5 万公 里),总成本低于燃油车型;2030 年购车成本将降至 19 万元,生命周期用 车成本降至 19 万元(假设 2030 年氢气价格 20 元/kg),总成本接近纯电车 型。

  当前燃料电池汽车是一个从实验室研发阶段开始进入实际应用阶段的 产品。整个行业各产业链刚起步发展,行业依赖政府政策支持。虽然当前产 品应用规模小,在技术和成本依然存在瓶颈,但是国家对燃料电池汽车支持 力度高。在政府的引导下,越来越多的企业切入燃料电池汽车产业,行业景 气度持续提升。我们对燃料电池汽车行业保持乐观。

  行业发展初期,市场竞争者众多,格局分散,难以把握投资机会。根据 产业的特点,我们认为行业短期和长期的投资机会分别为:

  短期建议关注燃料电池系统出货量高的头部供应商。燃料电池系统是整 车应用的关键,虽然目前燃料电池系统供应商多,但是能够稳定、保质、大 规模供货的不多,多数企业暂还停留在样车路试或小批量供货阶段。在政府 补贴力度较大的现阶段,系统供货量大的企业有望率先抢占市场先机,享受 政策红利。

  a. 综合掌握电堆设计制造和系统匹配技术的上游燃料电池供应商。电堆 是燃料电池汽车的核心零部件,零部件价值高,技术壁垒高,是燃料电池供 应商建立竞争壁垒的制高点。建议关注在系统集成领域技术积累较深、并已 向上布局电堆的系统供应商,如亿华通(拟转科创版)、重塑科技(未上市)。

  b. 有强大主营业务支撑、具备燃料电池汽车研发能力的下游整车企业。 当前具备独立燃料电池汽车研发的整车企业不多,多依靠燃料电池系统集成 商联合开发。长期看,能够基于现有主营业务,持续保持研发投入,向系统 设计/集成延伸的整车企业有望成为行业龙头。建议关注已完成上下游布局的 上汽集团(中上游:捷氢科技,下游:集团商用车板块),客车龙头宇通客 车,入股巴拉德和弗尔赛的潍柴动力,长城控股集团控股的上燃动力(未上 市)。光大证券 未来智库 小氢

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