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氫能行業(yè)深度研究報(bào)告(附下載)

2023-08-23 13:45:24    來源:搜狐汽車

今天分享的是儲(chǔ)能系列深度研究報(bào)告:《氫能行業(yè)深度研究報(bào)告 》。(報(bào)告出品方: 中銀證券)報(bào)告來源于公眾:《百家全行業(yè)報(bào)告》

研究報(bào)告內(nèi)容摘要如下


(相關(guān)資料圖)

氫車未來可期,氫燃料電池蓄勢(shì)待發(fā)

氫燃料電池是綠氫應(yīng)用的重要場(chǎng)景,氫燃料電池汽車是交通領(lǐng)域利用氫能的 重要方式。在上游制氫成本下降、國(guó)內(nèi)外政策積極推動(dòng)氫能在交通領(lǐng)域中應(yīng) 用的背景之下,氫燃料電池汽車需求有望快速增長(zhǎng)。隨著加氫、儲(chǔ)氫基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)逐步完善、氫燃料電池汽車性能提升,氫燃料電池汽車應(yīng)用或?qū)⒅鸩?由商用車擴(kuò)展至乘用車領(lǐng)域;維持行業(yè)強(qiáng)于大市評(píng)級(jí)。

支撐評(píng)級(jí)的要點(diǎn)

1.氫燃料電池汽車是綠氫的重要應(yīng)用場(chǎng)景:在全球綠色轉(zhuǎn)型的背景下, 2021-2030 年,綠氫需求有望由 3.76 萬(wàn)噸提升至 3320.44 萬(wàn)噸,復(fù)合增速 超 100%。2021-2050 年,綠氫在交通業(yè)總能源消耗中的占比預(yù)計(jì)由 0.1% 提升至 12%。搭載氫燃料電池的氫燃料電池汽車與燃油車、純電車相比, 具備零排放、能量轉(zhuǎn)換效率高、里程長(zhǎng)、冷啟動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2. PEM 燃料電池迎來國(guó)產(chǎn)化、規(guī)?;跋?/strong>:我國(guó)已經(jīng)具備燃料電池系統(tǒng)中 雙極板、膜電極等關(guān)鍵原材料生產(chǎn)能力,在燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化、 規(guī)?;谋尘跋?,其具備 70%降本空間。在國(guó)家能源局 2025 年我國(guó)氫燃 料電池汽車保有量 5 萬(wàn)輛的目標(biāo)下,2022-2025 年我國(guó)氫燃料電池汽車保 有量復(fù)合增速或達(dá) 55%。歐美多國(guó)在碳中和目標(biāo)提出后亦加速對(duì)氫燃料 電池汽車推廣,全球氫燃料車保有量有望快速增長(zhǎng)。預(yù)計(jì) 2030 年全球氫 燃料電池汽車保有量或超過 165 萬(wàn)輛,2022-2030 年復(fù)合增速或達(dá) 48%。

3.氫燃料電池適用于商用車領(lǐng)域:我國(guó)新能源商用車滲透率僅 10%,相比 于新能源乘用車 26%的滲透率具備較大差距。商用車減排空間大,合適氫燃料電池汽車進(jìn)行示范。氫燃料商用車具備載重大、續(xù)航長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)效 率高等優(yōu)點(diǎn),是我國(guó)燃料電池汽車的主要應(yīng)用場(chǎng)景。截至 2022 年末,氫 燃料商用車占我國(guó)氫燃料電池汽車保有量的 99%。

4.氫氣成本下降提升燃料電池汽車經(jīng)濟(jì)性:燃料成本占燃料電池商用車 TCO 成本的 47%,可再生能源度電成本下降帶動(dòng)制氫成本下降,提升氫 燃料電池汽車經(jīng)濟(jì)性。電解水制氫成本中電費(fèi)約占制氫費(fèi)用的 86%,隨著風(fēng)電整機(jī)、光伏組件價(jià)格下降,風(fēng)光發(fā)電度電成本有望下降,帶動(dòng)制 氫成本下降。以燃料電池重卡為例,保持燃料電池重卡整車價(jià)格 140 萬(wàn) 元,如氫氣價(jià)格由 35 元/kg 下降至 15 元/kg,燃料電池重卡 TCO 成本則 由 788 萬(wàn)元下降至 420 萬(wàn)元,氫燃料電池重卡經(jīng)濟(jì)性有望超過柴油重卡。

5.完善基礎(chǔ)設(shè)施、提高汽車性能或推動(dòng)乘用車需求:完善的加氫基礎(chǔ)設(shè)施、 健全的氫氣制儲(chǔ)運(yùn)體系是氫燃料乘用車推廣的前提條件。隨著我國(guó)加氫 站建設(shè)數(shù)量提升、國(guó)產(chǎn)氫燃料汽車功率密度、續(xù)航里程等性能提升,氫 燃料電池乘用車市場(chǎng)有望打開。上海計(jì)劃通過網(wǎng)約車等形式推動(dòng)氫燃料 乘用車示范,有望打通氫燃料電池乘用車商業(yè)模式。

建議

1.氫能產(chǎn)業(yè)周期開啟,綠電制氫成本預(yù)計(jì)逐步具備競(jìng)爭(zhēng)力,綠氫應(yīng)用場(chǎng)景 有望擴(kuò)大。氫燃料電池汽車是氫能在交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用場(chǎng)景,在燃料電池系統(tǒng)核心零部件逐步國(guó)產(chǎn)化、規(guī)?;⒕G氫價(jià)格逐步下降背景下, 氫燃料電池汽車需求有望提升。我們預(yù)計(jì)到 2025 年中國(guó)氫燃料汽車保有量有望超過 5 萬(wàn)輛,預(yù)計(jì) 2030 年全球氫燃料汽車保有量有望超過 165 萬(wàn) 輛,2022-2030 年復(fù)合增速 48%。燃料電池商業(yè)化有望提速,具備成本優(yōu) 勢(shì)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)的燃料電池電堆及系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)與氫儲(chǔ)運(yùn)、加注裝置企業(yè)有望受益。推薦蘭石重裝、華電重工,建議關(guān)注億華通、雄韜股份、濰 柴動(dòng)力、美錦能源、石化機(jī)械、厚普股份、開山股份、雪人股份。

評(píng)級(jí)面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)

1.氫能政策風(fēng)險(xiǎn);產(chǎn)品價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)超預(yù)期;下游擴(kuò)產(chǎn)需求低于預(yù)期;國(guó)際貿(mào) 易摩擦風(fēng)險(xiǎn);技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)。

氫燃料電池用途廣泛,燃料電池汽車是氫能應(yīng)用的重要場(chǎng)景

氫燃料電池汽車是氫能的重要應(yīng)用場(chǎng)景,具備減碳、里程長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)

氫燃料電池車是氫能應(yīng)用的重要場(chǎng)景

全球綠色低碳轉(zhuǎn)型有望推動(dòng)氫能需求提升:氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體,全球多 國(guó)制定綠色轉(zhuǎn)型計(jì)劃,并制定中長(zhǎng)期碳排放目標(biāo),聯(lián)合國(guó)表示到 2030 年全球碳減排 50%已成各國(guó)共 識(shí)。根據(jù) Statista 數(shù)據(jù),主要國(guó)際能源組織針對(duì) 2050 年氫能在全球能源總需求中的占比進(jìn)行了預(yù)測(cè), 數(shù)據(jù)顯示主要能源組織預(yù)測(cè)到 2050 年氫能在總能源中的占比將達(dá) 22%,其余幾家機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)值在 12%-18%間不等。以國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu) 12%的占比預(yù)測(cè)為例,綠氫產(chǎn)量將提升到 2050 年的 6.14 億噸。

交通領(lǐng)域?qū)⒊蔀闅淠軕?yīng)用的重要場(chǎng)景,氫燃料電池汽車需求有望快速增長(zhǎng):根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù), 2020-2060 年通過使用綠氫有望實(shí)現(xiàn)超過 200 億噸的碳減排量,其中交通行業(yè)累計(jì)減排量最大,約為 156 億噸,減排占比 70%以上,可再生氫將在交通、鋼鐵、化工等領(lǐng)域成為主要的零碳原料。根據(jù) 我們的測(cè)算,全球綠氫需求有望從 2021 年的 3.76 萬(wàn)噸增長(zhǎng)到 2030 年的 3320.44 萬(wàn)噸,CAGR 有望 達(dá)到 112.49%。根據(jù) Statista 和國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),綠氫在交通業(yè)總能源消耗中的占比預(yù)計(jì)由 2020 年低于 0.1%的較低水平提升至 2050 年 12%。2017-2021 年,隨著氫燃料電池車銷量提升,燃 料電池在交通領(lǐng)域裝機(jī)量逐步提升。根據(jù) E4tech 數(shù)據(jù),2017-2021 年交通領(lǐng)域氫燃料電池裝機(jī)逐漸 由 435.7MW 提升至 1,964.80MW,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 46%。2017-2021 年交通領(lǐng)域氫燃料電池裝機(jī)占全 球燃料電池總裝機(jī)比例逐步由 66%提升至 85%。在碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)指引下,氫燃料汽車需求 有望快速增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè),2050 年我國(guó)燃料電池汽車保有量有望超過 300 萬(wàn)輛,加氫 站數(shù)量有望達(dá)到 1 萬(wàn)座,氫能消耗占比將達(dá)到 10%。

氫燃料電池是燃料電池汽車的核心零部件,具有轉(zhuǎn)化效率高、無碳排放等特點(diǎn):燃料電池汽車主要 結(jié)構(gòu)包括電驅(qū)系統(tǒng)、燃料電池、車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等。根據(jù)國(guó)富氫能招股說明書(申報(bào)稿), 氫燃料電池成本約占燃料電池汽車總成本的 50%,且燃料電池性能對(duì)整車功率輸出、運(yùn)行壽命等參 數(shù)具有重要影響,因此氫燃料電池是燃料電池汽車的核心零部件。氫燃料電池是由電極、電解質(zhì)、 外部電路三部分構(gòu)成的電化學(xué)裝置,可通過電化學(xué)反應(yīng)將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋V髁骷?術(shù)——PEM 燃料電池的發(fā)電原理為:燃料(氫氣)進(jìn)入燃料電池的正極,在陽(yáng)極上進(jìn)行還原反應(yīng), 釋放電子形成帶正電荷的氫離子,氫離子穿過電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極,在負(fù)極與氧化劑(氧氣)上進(jìn)行氧 化反應(yīng)生成水。在此過程中,電子不能通過電解質(zhì),從而只能流入電路,形成電流,產(chǎn)生電能。由 于燃料電池工作并不通過燃燒等熱機(jī)過程,可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,理論上燃料電池?zé)犭娹D(zhuǎn)化 效率可達(dá) 85%-90%。

與燃油車相比,氫燃料汽車運(yùn)行無污染,且能量轉(zhuǎn)化效率較高

燃料可再生,運(yùn)行過程中無碳排、無污染:氫燃料電池汽車的燃料為氫氣,氫電轉(zhuǎn)化的生成物只有 水,因此氫燃料電池汽車的運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)零排放,即不會(huì)生成 CO、CO2 或硫化物等污染物。根據(jù)碳中 和專業(yè)委員會(huì)數(shù)據(jù),1 升汽油燃燒會(huì)釋放 2.30kg CO2、0.627kg 碳、1 升柴油燃燒會(huì)釋放 2.63kg CO2、 0.717kg 碳,使用氫燃料電池汽車可實(shí)現(xiàn)交通減碳。使用可再生能源制氫可進(jìn)一步降低燃料汽車全生 命周期碳排放。燃料汽車全生命周期碳排放包括車輛周期和燃料周期,即車輛生產(chǎn)階段排放的碳排 放和生產(chǎn)/使用燃料過程中的排放。根據(jù)余亞東《不同燃料路徑氫燃料電池汽車全生命周期環(huán)境影響 評(píng)價(jià)》,若使用可再生能源發(fā)電制氫、氣氫管道運(yùn)氫,氫燃料電池汽車百公里等效碳排放量約 3.7kg; 若使用焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫或煤制氫、氣氫管道運(yùn)氫,氫燃料電池汽車百公里等效碳排放量分別為 20kg、 26.1kg

相比內(nèi)燃機(jī),氫燃料電池轉(zhuǎn)換效率更高:內(nèi)燃機(jī)需要先將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,利用氣體受熱膨脹對(duì) 外做功后將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,在實(shí)際工況中,燃料燃燒時(shí)所放出的熱量不能完全被工質(zhì)吸收,僅 有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,其余一部分隨工質(zhì)排出,傳給低溫?zé)嵩?,還有一部分能量因需克服摩擦而 損失。由于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)涉及熱力學(xué),因此需要受到卡諾循環(huán)效率限制,即熱機(jī)在兩個(gè)不同溫度之 間工作的最大效率必定小于 1 的限制。根據(jù)太平洋汽車數(shù)據(jù),大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率在 28%-33% 之間,將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提升至 40%較為困難,以 2022 年榮獲“中國(guó)心”十佳發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)城汽車 3.0T V6 發(fā)動(dòng)機(jī)為例,其熱效率約 38.5%。燃料電池作為電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換裝置,并不受到卡諾效率限 制,可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,因此能量效率轉(zhuǎn)化效率較高。根據(jù)衣寶廉 等《氫燃料電池》數(shù)據(jù),氫燃料電池轉(zhuǎn)化效率最高可達(dá) 84%。2023 年 2 月,億華通發(fā)布 M180 氫燃 料電池發(fā)動(dòng)機(jī),M180 氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)額定點(diǎn)效率達(dá) 52%,最高效率達(dá) 64% 以上,較傳統(tǒng)汽油 機(jī)具備效率優(yōu)勢(shì)。

與電動(dòng)車相比,氫燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、冷啟動(dòng)能力強(qiáng)

氫燃料電池汽車在續(xù)航方面具備優(yōu)勢(shì):質(zhì)量能量密度是一定的質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小,質(zhì)量能 量密度越大則其在單位重量?jī)?nèi)儲(chǔ)存的能量越大。氫氣的質(zhì)量能量密度約 120MJ/kg,約為柴油、汽油 和天然氣質(zhì)量能量密度的 3 倍。由于氫氣能量密度較高,因此其單位重量?jī)?nèi)儲(chǔ)存的能量較高,將氫 氣通過氫電反應(yīng)后所得到電能的能量亦較高,從而可實(shí)現(xiàn)氫燃料電池在續(xù)航方面的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)我們 測(cè)算,若按照 84%的能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行測(cè)算,1kg 氫氣最多可發(fā) 28.21 度電,若按照 60%的能量轉(zhuǎn)化 效率進(jìn)行測(cè)算,1kg 氫氣可發(fā) 20.15 度電。若燃料電池汽車載氫量 5kg,則燃料電池汽車等效單車帶 電量超過 100 度電,相比于 Tesla Model Y 單車 60 度電帶電量高約 67%。由于氫氣質(zhì)量能量密度較 高且氫燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率較高,氫燃料電池汽車的續(xù)航能力較優(yōu)。

氫燃料電池低溫工況下衰減低,冷啟動(dòng)能力強(qiáng):鋰電池在超低溫(-20℃)下長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)產(chǎn)生不可 逆的損傷,導(dǎo)致電池容量降低。根據(jù)電池聯(lián)盟,隨著溫度的降低,鋰電池充電時(shí)間將逐漸延長(zhǎng),并 且負(fù)極顆粒表面會(huì)析出金屬鋰,負(fù)極中可用活性鋰離子的減少會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池容量不可逆的衰減。 控制燃料電池內(nèi)部的含水量是提升其內(nèi)部性能的關(guān)鍵,氫燃料電池本身電化學(xué)性能不受-40℃低溫影 響,但如果燃料電池內(nèi)部殘留的水在低溫下結(jié)冰,水-冰相會(huì)影響燃料電池材料性能、破壞電極材料 與燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),導(dǎo)致燃料電池不能正常啟動(dòng)。因此通過優(yōu)化燃料電池的內(nèi)部排水設(shè)計(jì)、提升 排水性能可提升燃料電池的低溫性能,目前國(guó)內(nèi)系統(tǒng)廠商生產(chǎn)的燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)基本具備低溫啟 動(dòng)能力。億華通在 2020 年研發(fā)的石墨雙極板 YHTG60SS 燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng)、 -40℃低溫存儲(chǔ)。根據(jù)國(guó)家能源局《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,燃料電池汽車城市群 示范使用的燃料電池汽車所采用的燃料電池啟動(dòng)溫度需不高于-30℃。

與氫內(nèi)燃機(jī)汽車相比,氫燃料電池汽車效率更高、排放更少

氫燃料電池在效率方面具備優(yōu)勢(shì):氫內(nèi)燃機(jī)需要先將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,利用氣體受熱膨脹 對(duì)外做功后將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,因此需要滿足卡諾循環(huán),且能量損失較高。氫燃料電池可以直接 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,并由電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,不需要滿足卡諾循環(huán),因此氫燃料電池效率更高。 根據(jù)衣寶廉等《氫燃料電池》,燃料電池實(shí)際工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)換效率在 40%-60%范圍內(nèi),而根據(jù)新 能源網(wǎng)數(shù)據(jù),氫內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)化效率基本位于 35%-45%。

氫內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行過程中會(huì)排放 NOx,NOx 有毒性且會(huì)造成大氣污染:理想情況下氫內(nèi)燃機(jī)的反應(yīng)原理 為 2H2+O2=2H2O,但是由于大氣中含有 80%氮?dú)?,且氫氣在燃燒時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、燃燒溫度高?導(dǎo)致氫內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生 NOx 排放,具體反應(yīng)原理為:H2+O2+N2→H2O+NOX,氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)與 空氣混合燃燒所生成的 NOx 排放不可避免。NOx 的排放會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境污染并對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán) 重的影響。根據(jù)智慧環(huán)境生態(tài)產(chǎn)業(yè)研究院,NOx(氮氧化物)的危害包括破壞臭氧層;阻礙植物光 合作用;危害人體中樞神經(jīng)、心、肺多器官健康;形成酸雨等。

PEM 燃料電池為主流技術(shù)路線

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEM 燃料電池/PEMFC)是目前車用燃料電池主流技術(shù)方案,具有運(yùn)行溫度 低、效率高、啟動(dòng)時(shí)間快、技術(shù)成熟等特點(diǎn):根據(jù)電解質(zhì)不同,燃料電池可被分為堿性燃料電池(AFC)、 質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)等不同類型燃料電池。PEMFC 工 作溫度通常低于 100℃,屬于低溫燃料電池,可適應(yīng)車用工況。PEMFC 電解質(zhì)為固體質(zhì)子交換膜, 與同樣可低溫運(yùn)行的堿性燃料電池相比,PEMFC 電解質(zhì)沒有泄露風(fēng)險(xiǎn)。PEMFC 啟動(dòng)時(shí)間小于 5 秒、 功率密度可達(dá) 1.0-2.0W/cm2,與其他類型燃料電池相比具備啟動(dòng)時(shí)間短、單位功率密度高的特點(diǎn)。 PEM 燃料電池汽車已經(jīng)過超過 30 年研發(fā),技術(shù)水平較為成熟。根據(jù) E4tech 數(shù)據(jù),截至 2021 年,PEM 燃料電池全球裝機(jī)達(dá) 1,998.3MW,占全球燃料電池總裝機(jī)比例超過 85%。

PEM 燃料電池對(duì)氫氣純度要求較高:依照國(guó)標(biāo)《GB/T 37244—2018 質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃 料氫氣》對(duì)原料氫氣的純度要求,PEM 燃料電池需要使用高純氫氣(≥99.97%)作為燃料,否則氫 氣中微量的CO等雜質(zhì)會(huì)吸附在鉑催化劑上,從而占據(jù)了氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)所需的催化活性位點(diǎn), 導(dǎo)致燃料電池性能顯著降低。傳統(tǒng)制氫方式如化石能源制氫以煤或天然氣為原料,會(huì)產(chǎn)生包括烴類、 CO、CO2、有機(jī)硫等多種雜質(zhì),不能直接用作氫燃料電池燃料。根據(jù)李佩佩《淺談氫氣提純方法的 選取》,煤制氫產(chǎn)物中氫氣體積占比 48%-54%,天然氣裂解制氫產(chǎn)物中氫氣體積占比約 75%-80%。 若使用低純度氫氣作為原料氣,則需要進(jìn)一步提純以供氫燃料電池使用。目前,吸附分離法是提純 工業(yè)副產(chǎn)氫的有效方式之一,但是原料氣中 10×10-6級(jí)的 CO 仍會(huì)造成燃料電池性能嚴(yán)重下降,需將 CO 濃度控制在 2×10-6以下。目前 PEMFC 廣泛采用抗 CO 的 PtRu/C(鉑釕合金)作為電催化劑,但 是以純氫作為原料氣時(shí)以 Pt/C 為催化劑性能更優(yōu)。電解水所制得氫氣純度較高。隨著電解槽技術(shù)進(jìn) 步,電解水所得氫氣純度可高達(dá) 99.999%,可直接用作氫燃料電池燃料。

延長(zhǎng)使用壽命、降本、提升功率密度為 PEM 燃料電池技術(shù)主要發(fā)展方向

優(yōu)化工藝或?qū)⒏纳迫剂想姵厥褂脡勖?

商用車對(duì)燃料電池壽命要求較高,國(guó)產(chǎn)燃料電池壽命仍有提升空間:燃料電池使用壽命指的是電堆 由最大功率下降至額定功率的 90%所運(yùn)行的時(shí)間,電堆額定功率下降會(huì)對(duì)燃料電池正常運(yùn)行造成影 響。根據(jù)衣寶廉等《氫燃料電池》數(shù)據(jù),轎車用燃料電池系統(tǒng)對(duì)壽命一般要求為 5000 小時(shí)以上;由于商用車、固定電站連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),一般要求燃料電池系統(tǒng)壽命分別在 2 萬(wàn)、4 萬(wàn)小時(shí)以上。 國(guó)產(chǎn)燃料電池壽命已達(dá)到較高水平,但距離海外仍有一定差距。根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì),2022 年我 國(guó)石墨雙極板電堆壽命已可達(dá)到 1.5-1.8 萬(wàn)小時(shí),但海外部分燃料電池壽命已可達(dá)到 2.5 萬(wàn)小時(shí)。

質(zhì)子交換膜降解、催化劑腐蝕是導(dǎo)致燃料電池電堆衰減的常見原因,優(yōu)化工藝或提升燃料電池壽命: 質(zhì)子交換膜化學(xué)降解、熱降解、機(jī)械降解等方式都會(huì)導(dǎo)致質(zhì)子交換膜快速失效;催化劑載體腐蝕會(huì) 導(dǎo)致鉑顆粒脫落流失,從而導(dǎo)致催化劑電化學(xué)活性面積快速衰減。催化劑腐蝕、質(zhì)子交換膜應(yīng)力破 損會(huì)導(dǎo)致燃料電池效率快速衰減;質(zhì)子交換膜的化學(xué)降解、催化劑的溶解沉積老化所導(dǎo)致的效率衰 減則較為緩慢。燃料電池壽命已經(jīng)過多次改進(jìn),根據(jù)衣寶廉等《氫燃料電池》,截至 2020 年,燃料 電池通過三次迭代已將壽命由 700 小時(shí)提升至 6000 小時(shí)并以 1 萬(wàn)小時(shí)壽命作為研發(fā)目標(biāo),該目標(biāo)已 于 2022 年階段性達(dá)成。雄韜氫瑞生產(chǎn)的石墨板電堆的壽命已達(dá)到 1.5 萬(wàn)小時(shí),并以 2 萬(wàn)小時(shí)壽命為 目標(biāo)。后續(xù)或?qū)⑼ㄟ^優(yōu)化工藝進(jìn)一步提升燃料電池壽命,具體方案包括提升燃料電池氣密性,防止 在電極上產(chǎn)生氧氣/氫氣混合界面、提升燃料電池操作控制,保持陰極、陽(yáng)極供氣速率保持平衡等。

國(guó)產(chǎn)替代、規(guī)模化生產(chǎn)有望推動(dòng)氫燃料電池汽車降本

燃料電池降本是其重要發(fā)展方向:氫燃料乘用車、商用車均貴于同類型電動(dòng)車。乘用車方面,根據(jù) 特斯拉官網(wǎng)數(shù)據(jù),2023 年特斯拉 Model 3 標(biāo)準(zhǔn)版的售價(jià)為 4.02 萬(wàn)美元(折合人民約 29.1 萬(wàn)元),而 豐田 Mirai 2 標(biāo)準(zhǔn)版則需要 4.95 萬(wàn)美元(折合人民幣約 35.5 萬(wàn)元)。商用車方面,據(jù)福田官網(wǎng)數(shù)據(jù) 顯示,福田 49t 智藍(lán)純電重卡的價(jià)格為 98.9 萬(wàn)元,而 49t 燃料電池重卡的售價(jià)約 150 萬(wàn)元。2022 年 12 月,佛山飛馳汽車和鄂爾多斯市悅馳新能源汽車聯(lián)合中標(biāo)的 30 輛飛馳 49 噸氫燃料電池牽引車中 標(biāo)總金額 4740 萬(wàn)元,車輛單價(jià)約 158 萬(wàn)元。當(dāng)前階段燃料電池汽車銷售價(jià)格高于同類型電車,短期 內(nèi)燃料電池汽車降本依然重要。如前文所述,燃料電池系統(tǒng)在整車中成本占比約 50%,燃料電池系 統(tǒng)降本仍為重要發(fā)展方向。

燃料電池零部件國(guó)產(chǎn)化是降低初始投資成本的重要方式:燃料電池系統(tǒng)由燃料電池電堆和系統(tǒng)主要 零部件組成,電堆成本占燃料電池系統(tǒng)成本比例約 60%。電堆由膜電極(MEA)、雙極板、結(jié)構(gòu)件 及其他零部件構(gòu)成,系統(tǒng)主要零部件包括空壓機(jī)、加濕器、DCDC 及其他零部件等。膜電極(MEA) 是燃料電池電堆的核心零部件,由質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層組成,占電堆成本比例約 65%。 燃料電池電堆國(guó)產(chǎn)化是燃料電池成本下降的重要推動(dòng)力,根據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng),電堆降本 50%依賴催化 劑、質(zhì)子交換膜、膜電極等關(guān)鍵材料和零部件降價(jià),30%依靠企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和工藝革新,20%得益于 電堆企業(yè)數(shù)量增多帶來的競(jìng)爭(zhēng)。在產(chǎn)業(yè)化層面,根據(jù)車百智庫(kù),2021 年唐鋒能源、武漢理工氫電、 鴻基創(chuàng)能、蘇州擎動(dòng)等國(guó)產(chǎn)膜電極批量應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)電堆,同年國(guó)鴻氫能、氫璞創(chuàng)能、雄韜氫雄競(jìng)相 降低電堆價(jià)格至 2000 元/kW 以內(nèi),推動(dòng)燃料電池系統(tǒng)成本下降至 4000 元/kW 以內(nèi)。

燃料電池核心零部件基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化:燃料電池核心材料國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程不斷加快。根據(jù)吉林省人 民政府,2017 年我國(guó)僅掌握系統(tǒng)集成、雙極板和 DC/DC 生產(chǎn)能力,其余主要依賴進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化率 約 30%;2020 年,我國(guó)電堆、膜電極、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等核心部件均可自主控制,氣體擴(kuò)散層、 催化層和質(zhì)子交換膜等核心材料加速研發(fā),總體國(guó)產(chǎn)化率約 60%;2022 年我國(guó)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了燃料 電池系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。2020 年,東岳 150 萬(wàn)平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程在山東淄博投產(chǎn);2022 年,氫電中科已經(jīng)具備年產(chǎn) 1000kg 的燃料電池催化劑的產(chǎn)能;2022 年,金博股份與神力科技(億 華通子公司)簽署協(xié)議共同研發(fā)滿足氫燃料電池領(lǐng)域應(yīng)用的碳紙、柔性石墨極板,我國(guó)燃料電池核 心零部件已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

后續(xù)燃料電池零部件國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)能有望提升:我國(guó)將針對(duì)燃料電池核心零部件,在國(guó)產(chǎn)化降本的同時(shí) 提升材料的穩(wěn)定性并形成穩(wěn)定供應(yīng)能力。國(guó)電投氫能公司生產(chǎn)的質(zhì)子交換膜價(jià)格較進(jìn)口質(zhì)子交換膜 價(jià)格低約 50%,但是由于膜電極制備工藝復(fù)雜、研發(fā)周期較長(zhǎng),仍需要在專業(yè)特性、國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)能方 面進(jìn)一步提升。根據(jù)車百智庫(kù),2022-2025 年,我國(guó)膜電極年產(chǎn)能有望從 40 萬(wàn)平米提升至 100 萬(wàn)平 米,氣體擴(kuò)散層產(chǎn)能有望從 10 萬(wàn)平米提升至 40 萬(wàn)平米。

規(guī)模效應(yīng)推動(dòng)燃料電池電堆與系統(tǒng)降本:產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模效應(yīng)可快速推動(dòng)燃料電池汽車成本的下降。 根據(jù)賽瑞研究,若年產(chǎn) 1 千套燃料電池系統(tǒng)的單位成本為 1520 元/kW,將產(chǎn)量提升至 10 萬(wàn)套單位 成本則可能降至 430 元/kW,成本降幅超過 70%;若年產(chǎn) 1 千套燃料電池電堆的單位成本為 1096 元 /kW,將產(chǎn)量提升至 10 萬(wàn)套單位成本則可能降至 218 元/kW,成本降幅亦超過 70%。

政策引導(dǎo)與下游需求推動(dòng),氫燃料電池系統(tǒng)功率提升

政策引導(dǎo)下,燃料電池系統(tǒng)功率提升:我國(guó)車用燃料電池功率提升和補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)存在相關(guān)性,根據(jù)氫 能源與燃料電池?cái)?shù)據(jù),2017 年氫燃料電池額定功率主要在 30kW-40 kW 之間,與當(dāng)時(shí)國(guó)補(bǔ)條件“燃料 電池額定功率不低于 30kW”相適應(yīng);國(guó)家能源局 2020 年發(fā)布的《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的 通知》明確乘用車、輕型貨車、中型貨車、中小型客車最大補(bǔ)貼功率上限為 80kW、重型貨車、大 型客車最大補(bǔ)貼功率上限為 110kW,推動(dòng) 2022 年燃料汽車平均裝機(jī)功率提升至 98.9kW,同比增長(zhǎng) 7.8%。

商用車對(duì)燃料電池系統(tǒng)功率要求更高:大功率燃料電池系統(tǒng)適合長(zhǎng)途重載重卡。由于目前氫燃料電 池還無法滿足商用重卡對(duì) 200-300kW 的電堆功率需求,因此燃料電池重卡普遍采用“110kW 左右的 燃料電池電堆+鋰電池”的電電混合方式。若燃料電池能夠?qū)崿F(xiàn)功率提升,則可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池的完全 替代。高功率燃料電池系統(tǒng)已逐步應(yīng)用于下游市場(chǎng),根據(jù)捷氫科技數(shù)據(jù),2022 年,國(guó)內(nèi)配套 110-150KW 燃料電池系統(tǒng)的燃料電池汽車銷量達(dá)到 2607 輛,占 2022 年燃料電池汽車銷售比例超過 50%。展望后勢(shì),物流車、客車、重卡等車型燃料電池系統(tǒng)功率有望提升,根據(jù)車百智庫(kù),2025 年 氫燃料電池重卡系統(tǒng)功率有望提升至 150kW,并往遠(yuǎn)期 300kW 逐步發(fā)展。我國(guó)燃料電池廠商已具備 更大功率燃料電池生產(chǎn)能力,根據(jù)高工氫電,億華通、重塑、氫藍(lán)時(shí)代、清能股份、國(guó)鴻氫能等企 業(yè)已具備 200-300kW 燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。

船舶、軌交、航空等領(lǐng)域亦加速氫燃料電池的應(yīng)用

國(guó)際海事組織計(jì)劃 2050 年實(shí)現(xiàn)國(guó)際航運(yùn)溫室氣體凈零排放,國(guó)內(nèi)外氫燃料電池船舶應(yīng)用加快推進(jìn): 2023 年 7 月,國(guó)際海事組織承諾 2030 年前采用零和接近零排放的溫室氣體替代性燃料,相關(guān)技術(shù) 和燃料至少占國(guó)際航運(yùn)能源使用量的 5%,力爭(zhēng)達(dá)到 10%,于 2050 年前后實(shí)現(xiàn)國(guó)際航運(yùn)溫室氣體凈 零排放。為滿足國(guó)際海事組織減排要求,各國(guó)加快推進(jìn)氫燃料電池船舶的應(yīng)用推廣,各類氫燃料電 池船舶相繼投入使用。2023 年 3 月,世界首艘氫燃料電池渡輪 MF Hydra 在挪威投入運(yùn)營(yíng)。國(guó)際上 氫燃料電池船舶技術(shù)發(fā)展較早,已完成輕型輪渡等方面的驗(yàn)證,并開展了大型內(nèi)河集裝箱的船上應(yīng) 用探索。國(guó)內(nèi)氫燃料電池船舶亦發(fā)展迅速。2023 年 3 月 17 日,國(guó)內(nèi)首艘 500 千瓦級(jí)氫燃料電池動(dòng) 力船“三峽氫舟 1 號(hào)”下水,并于 7 月完成首航,標(biāo)志著國(guó)內(nèi)氫燃料電池船舶領(lǐng)域的重要突破。

氫能列車發(fā)展較快,我國(guó)氫能列車技術(shù)水平與世界接軌:2022 年 12 月 28 日,全球首列氫能源市域 列車于成都下線發(fā)布,其采用氫燃料電池和超級(jí)電容相結(jié)合的能源供應(yīng)方式,替代原有接觸網(wǎng)供電 方案。根據(jù)四川日?qǐng)?bào)數(shù)據(jù),由于該氫能列車免掉了傳統(tǒng)電氣化鐵路的接觸網(wǎng)、變電所等復(fù)雜工程問 題,所以其一次性建設(shè)成本和全生命周期運(yùn)營(yíng)成本比傳統(tǒng)高鐵低 10%-20%左右。根據(jù)成都市發(fā)改委 數(shù)據(jù),該列氫能源市域動(dòng)車每天以時(shí)速 160km 運(yùn)行 500km,一年可減少二氧化碳排放約 1 萬(wàn)噸。國(guó) 內(nèi)自主研發(fā)的氫能源市域動(dòng)車最高時(shí)速 160 公里,可實(shí)現(xiàn) 600 公里續(xù)航;而東日本鐵路公司于 2022 年發(fā)布的云雀(Hybari) 氫能列車最高時(shí)速僅 100 公里,續(xù)航僅 140 公里,我國(guó)氫能列車技術(shù)水平已與世界接軌。

國(guó)際民航組織設(shè)定 2050 年凈零排放目標(biāo),氫能在航空領(lǐng)域應(yīng)用提速:2022 年 10 月,國(guó)際民航組織 第 41 屆大會(huì)批準(zhǔn)通過了航空業(yè)于 2050 年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的目標(biāo)。同時(shí),該組織計(jì)劃于 2023 年 11 月召開國(guó)際民航組織第三次航空和替代燃料會(huì)議(CAAF/3),重點(diǎn)關(guān)注航空清潔能源全球框架,希 望通過氫燃料等各類清潔能源降低航空業(yè)碳排放,實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)。據(jù)航空運(yùn)輸行動(dòng)組織(ATAG) 估算,53%-71%的航空脫碳要依靠可持續(xù)航空燃料的改用推廣,可持續(xù)航空燃料的開發(fā)至關(guān)重要。 2021 年 3 月,HyPoint 公布了其渦輪風(fēng)冷氫燃料電池系統(tǒng)原型,該燃料電池能量密度高達(dá) 1500Wh/kg, 主要應(yīng)用場(chǎng)景為航空領(lǐng)域。

氫燃料電池可應(yīng)用于儲(chǔ)能、發(fā)電等領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)已有中長(zhǎng)期規(guī)劃

氫能發(fā)電建設(shè)成本較低,我國(guó)將拓展氫能在分布式發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)用:氫氣發(fā)電建設(shè)成本較低,根據(jù)中 商產(chǎn)業(yè)研究院,氫能發(fā)電建設(shè)成本約 580 美元/kW,較天然氣發(fā)電建設(shè)成本低 25%以上。國(guó)內(nèi)通常 使用 PEM 燃料電池和固體氧化物燃料電池(SOFC 燃料電池)作為發(fā)電系統(tǒng), 根據(jù)高工產(chǎn)研,2022 年國(guó)內(nèi)氫發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)量接近 10MW,同比增長(zhǎng) 186%;國(guó)內(nèi)氫發(fā)電單個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)功率向兆瓦級(jí)發(fā)展, 預(yù)計(jì)到 2025 年,國(guó)內(nèi)氫發(fā)電市場(chǎng)需求量約 400MW 左右。根據(jù)國(guó)家能源局《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī) 劃(2021-2035 年)》,我國(guó)將依托通信基站、數(shù)據(jù)中心、鐵路通信站點(diǎn)、電網(wǎng)變電站等基礎(chǔ)設(shè)施工 程建設(shè),推動(dòng)氫燃料電池在備用電源領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用;將在可再生能源基地,探索以燃料電池為基 礎(chǔ)的發(fā)電調(diào)峰技術(shù)研發(fā)與示范,同時(shí)結(jié)合偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島等用電需求,開展燃料電池分布式發(fā)電示 范應(yīng)用。

通過熱電聯(lián)產(chǎn)可提升燃料電池效率至 90%以上:氫燃料電池在發(fā)電過程中產(chǎn)生熱量,可通過熱電聯(lián) 產(chǎn)將熱能進(jìn)行收集并供生活用水和建筑取暖等場(chǎng)景使用。根據(jù)中國(guó)能源政策研究院數(shù)據(jù),通過使用 燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng),在發(fā)電效率 40%+的基礎(chǔ)上,廢熱利用率可再提升 40%+,能源綜合利用率 超過 80%,總效率是傳統(tǒng)火力發(fā)電的 2 倍左右。市場(chǎng)方面,質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體 氧化物燃料電池(SOFC)皆有熱電聯(lián)產(chǎn)案例落地,固體氧化物燃料電池(SOFC)具有發(fā)電效率高、 燃料適應(yīng)性強(qiáng)、高溫余熱可回收等優(yōu)點(diǎn),在大型發(fā)電、分布式發(fā)電及熱電聯(lián)供等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng) 用前景。PEMFC 方面,2021 年 5 月,東方電氣自主研制的 100kW 級(jí)商用氫燃料電池冷熱電聯(lián)產(chǎn)系 統(tǒng)正式發(fā)運(yùn)交付,該系統(tǒng)發(fā)電效率大于 52%,熱電聯(lián)產(chǎn)總效率超過 90%;SOFC 方面,2023 年 2 月, 濰柴在濟(jì)南發(fā)布全球首款大功率金屬支撐商業(yè)化 SOFC 產(chǎn)品,熱電聯(lián)產(chǎn)效率高達(dá) 92.55%,創(chuàng)大功率 SOFC 熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)效率全球最高紀(jì)錄。根據(jù)根據(jù)國(guó)家能源局《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035 年)》,我國(guó)將因地制宜布局氫燃料電池分布式熱電聯(lián)供設(shè)施,推動(dòng)在社區(qū)、園區(qū)、礦區(qū)、港口等 區(qū)域內(nèi)開展氫能源綜合利用示范。

氫燃料電池可與氫儲(chǔ)能形成耦合,但效率較低、成本較貴,規(guī)模化發(fā)展仍需時(shí)間:氫儲(chǔ)能指以氫能 作為媒介,實(shí)現(xiàn)“可再生能源發(fā)電-電解水制氫-氫燃料電池發(fā)電”的能量轉(zhuǎn)換過程,將多余的電能通過 電解水轉(zhuǎn)化為氫氣中的化學(xué)能得以儲(chǔ)存。其中,電解水制氫效率達(dá) 60%-85%,燃料電池發(fā)電效率為 40%-60%,雖然單過程轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高,但電-氫-電過程存在兩次能量轉(zhuǎn)換,整體效率會(huì)下降到 40%左右。氫燃料電池與氫儲(chǔ)能耦合可應(yīng)對(duì)新能源消納不足的問題,使可再生能源電力在不同時(shí)間 和空間尺度上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移,但是整體效率略低。成本方面,抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能成本約為 7,000 元/kW,電化學(xué)儲(chǔ)能成本約為 2,000 元/kW,而氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約為 13,000 元/kW。氫儲(chǔ)能工藝流程 較長(zhǎng),目前各環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)化程度還比較低,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展仍需一定時(shí)間。根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中 長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035 年)》,我國(guó)將發(fā)揮氫能調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)、儲(chǔ)能容量大的優(yōu)勢(shì),開展氫儲(chǔ)能在可再 生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范,探索培育“風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能”一體化應(yīng)用新模式。

國(guó)內(nèi)外政策積極落地,推動(dòng)氫燃料電池汽車高質(zhì)量發(fā)展

國(guó)內(nèi):政策積極推動(dòng)燃料電池汽車發(fā)展

五部委聯(lián)合下發(fā)燃料電池示范應(yīng)用通知,“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”有望提升需求

2020 年五部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用通知》,設(shè)立五大城市群,針對(duì)燃料電池 汽車關(guān)鍵核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)行突破: 2020 年 9 月財(cái)政部、工信部、科技部、發(fā)改委、能源 局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》(下稱《通知》),2021 年 8 月,京津冀、 上海、廣東三大城市群率先啟動(dòng)燃料電池汽車示范應(yīng)用推廣;2021 年 12 月,河北、河南城市群入 選第二批入選示范區(qū)。中央財(cái)政計(jì)劃通過對(duì)新技術(shù)示范應(yīng)用以及關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用給予獎(jiǎng)勵(lì), 加快帶動(dòng)相關(guān)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵零部件和整車核心技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。爭(zhēng)取用 4 年左右時(shí)間,逐步實(shí)現(xiàn)關(guān) 鍵核心技術(shù)突破,構(gòu)建完整的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈。

《通知》采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”形式,按照各個(gè)城市目標(biāo)完成情況撥付獎(jiǎng)勵(lì)資金:《通知》采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)” 方式,按照各個(gè)城市目標(biāo)完成情況核定并撥付獎(jiǎng)勵(lì)資金。在示范期內(nèi),若示范城市群滿足相關(guān)“推廣 應(yīng)用車輛技術(shù)和數(shù)量”要求,可最多獲得 1.5 萬(wàn)積分(對(duì)應(yīng)約 15 億元補(bǔ)貼),具體要求包括“燃料電 池乘用車所采用的燃料電池堆額定功率密度不低于 3.0kW/L;燃料電池商用車所采用的燃料電池堆 額定功率密度不低于 2.5kW/L”、“燃料電池汽車純氫續(xù)駛里程不低于 300 公里”等;在氫能供應(yīng)領(lǐng)域, 示范期內(nèi),若示范城市群滿足相關(guān)“氫能供應(yīng)及經(jīng)濟(jì)性”要求,可最多獲得 2000 積分(對(duì)應(yīng)約 2 億元 補(bǔ)貼),具體要求包括“車用氫氣年產(chǎn)量超過 5000 噸。鼓勵(lì)清潔低碳?xì)錃庵迫。抗餁錃獾亩?化碳排放量小于 15kg”、“加氫站氫氣零售價(jià)格不高于 35 元/公斤”等。原則上 1 積分約獎(jiǎng)勵(lì) 10 萬(wàn)元, 超額完成部分予以額外獎(jiǎng)勵(lì)。

多級(jí)“獎(jiǎng)勵(lì)”政策有望提升燃料電池汽車需求:根據(jù)《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用通知》,燃料 汽車示范城市群在 2020-2022 年將針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車分別按照 1.3 分/輛、1.2 分/輛、1.1 分/輛、0.9 分/輛標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)貼;針對(duì)燃料電池系統(tǒng)額定功率大于 80kW 的貨運(yùn)車輛,最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量 12-25 噸的按照 1.1 倍積分、25-31 噸的按照 1.3 倍積分、31 噸以上的按照 1.5 倍積分,針對(duì)不同功率的不同車型亦 有積分倍數(shù)調(diào)整。按照 1 積分約獎(jiǎng)勵(lì) 10 萬(wàn)元推算,在 2023 年購(gòu)買功率 80kW 及以上的氫燃料汽車 將獲得國(guó)補(bǔ) 17.10-37.80 萬(wàn)元。除了國(guó)補(bǔ)以外,部分地區(qū)仍針對(duì)燃料電池汽車省補(bǔ)、地補(bǔ)。根據(jù)上海 《關(guān)于支持本市燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》,上海針對(duì)整車購(gòu)置、關(guān)鍵零部件、車輛運(yùn)營(yíng)等 環(huán)節(jié)均配有補(bǔ)貼;《北京市燃料電池汽車示范應(yīng)用項(xiàng)目資金支持細(xì)則》明確國(guó)補(bǔ):市補(bǔ) 1:1,大興 區(qū)根據(jù)《大興區(qū)促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展暫行辦法(2022 年修訂版)》設(shè)有最高 40%區(qū)補(bǔ)。

國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展分三步走,2025 年氫燃料電池汽車推廣有望加速

國(guó)內(nèi)氫能燃料電池汽車預(yù)計(jì)經(jīng)歷初步示范、加快推廣、大規(guī)模應(yīng)用三階段:根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中 長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035 年)》,我國(guó)氫能燃料電池汽車發(fā)展預(yù)計(jì)經(jīng)過三個(gè)階段:

1)2020-2025 年為初步示范階段:2020 年初步實(shí)現(xiàn)氫能燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用,商業(yè)化規(guī)模達(dá) 到 1 萬(wàn)輛,投入運(yùn)營(yíng)的加氫站 100 座,在北京、上海、鄭州、武漢、成都、張家口、佛山等全國(guó)多 個(gè)大中小不同的城市,以公共交通、倉(cāng)儲(chǔ)物流為主要的業(yè)務(wù),開展商業(yè)化示范運(yùn)行,累計(jì)運(yùn)行達(dá)到 1 億公里。

2)2025-2030 年為加快推廣階段:到 2025 年,加快實(shí)現(xiàn)氫能及燃料電池汽車的推廣應(yīng)用,以公共服 務(wù)用車的批量應(yīng)用為主,基于現(xiàn)有的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注的技術(shù),在 150 公里的輻射范圍內(nèi),因地制 宜地推廣氫能燃料電池技術(shù),通過優(yōu)化燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),加速關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化,大幅度降 低燃料電池系統(tǒng)的成本,車輛的保有量要達(dá)到 5 萬(wàn)~10 萬(wàn)輛。

3)2030-2035 年為大規(guī)模應(yīng)用階段:2030 年到 2035 年,要實(shí)現(xiàn)氫能及燃料電池技術(shù)的大規(guī)模推廣 應(yīng)用,大規(guī)模的氫的制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、應(yīng)用達(dá)到一體化,加氫站的現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)氫、制氫規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化 和推廣應(yīng)用也到一定的程度,要完全掌握燃料電池核心關(guān)鍵技術(shù),建立完備的燃料電池的材料、部 件及系統(tǒng)的制備能力。

多省下發(fā)氫能規(guī)劃,有望推動(dòng)燃料電池需求增長(zhǎng):除國(guó)家五大示范城市群之外,江蘇、山東、浙江、 遼寧等眾多省市也在積極推進(jìn)燃料電池產(chǎn)業(yè)落地與市場(chǎng)化進(jìn)程。江蘇:2019 年江蘇省印發(fā)了《江蘇 省氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)規(guī)劃》,提出到 2025 年,江蘇省將力爭(zhēng)全省氫燃料整車產(chǎn)量突破 1 萬(wàn)輛。山東:2020 年山東發(fā)布《山東省氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2020-2030 年)》,目標(biāo)到 2025 年累計(jì)推廣燃料電池汽車 1 萬(wàn)輛。浙江:2021 年浙江發(fā)布《浙江省加快培育氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā) 展實(shí)施方案》,目標(biāo)到 2025 年推廣燃料電池汽車 5 千輛,規(guī)劃建設(shè)加氫站 50 座。遼寧:2022 年, 遼寧省發(fā)布《遼寧省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2025 年)》,規(guī)劃到 2025 年推廣燃料電池汽車 2000 輛、燃料電池船舶 50 艘、加氫站 30 座;2035 年推廣燃料電池汽車 15 萬(wàn)輛、燃料電池船舶 1500 艘、 加氫站 500 座。

2023 年以來氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量與上險(xiǎn)量快速增長(zhǎng):2016-2022 年國(guó)內(nèi)燃料電池汽車銷售量整體 呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2020-2021 年,由于氫燃料電池汽車示范城市群暫未確定,因此銷售量短暫下滑。2022 年,氫燃料汽車銷售實(shí)現(xiàn)倍增。根據(jù)中汽協(xié),2022 年氫燃料電池汽車銷售量為 3367 輛,同比增長(zhǎng) 112%。根據(jù)香橙會(huì)數(shù)據(jù),2022 年國(guó)內(nèi)氫燃料汽車實(shí)際上險(xiǎn)量達(dá)到 5009 輛,同比增長(zhǎng) 166%。2023 年以來氫燃料電池汽車上險(xiǎn)量呈加速上升趨勢(shì),2023 年 1-5 月燃料汽車共上險(xiǎn) 1553 輛,同比增長(zhǎng) 197%;其中 2023 年 5 月共上險(xiǎn) 545 輛,同比增長(zhǎng) 856%,環(huán)比增長(zhǎng) 21%。根據(jù) IEA,截至 2022 年 末,我國(guó)共氫燃料電池汽車保有量合計(jì)約 1.37 萬(wàn)輛,占全球氫燃料汽車保有量比例約 19%

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