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文檔簡介
氫能源行業深度報告:氫能應用多點開花,成長空間廣闊1、復盤:由政策主導期逐漸轉向商業化運營期氫燃料電池行業此前具備階段性行情,主要系受國家產業政策的影響。我國氫燃
料電池汽車的示范運行從重大賽事(北京奧運會和上海世博會)起步,之后隨著
我國氫燃料電池汽車技術水平提升和參與主體擴大,示范推廣區域逐漸拓展到了
佛山、張家口、蘇州等多個城市,示范車型也逐步從氫燃料電池客車(公交車為
主)擴大到物流車、環衛車等,2019
年氫能寫入政府工作報告后,氫能汽車商業
化進程提速,但在發展到千輛級規模后增長乏力,2021
年
8
月氫燃料電池汽車補
貼政策正式落地,北京、上海、廣東等三個城市群入選首批獎勵范圍,氫燃料電
池汽車行業發展進入快車道。鋰電池汽車的市場推廣以及行業增長模式對氫燃料電池汽車未來大規模的推廣
具有很大的借鑒意義。我國鋰電池行業發展經歷了從初始階段技術積累,到政策
扶持產業規模快速擴張,再到競爭加劇、產業整合形成龍頭優勢,直到當前的補
貼依賴降低、加速融入全球化市場,其中,行業初期政府的政策支持在鋰電池產
業鏈發展初期起著十分重要的作用。2009
年,科技部、財政部、發改委、工業和
信息化部共同啟動“十城千輛”工程項目,隨后出臺密集的扶持政策,政策涵蓋對
核心技術的研發支持、對電動車初期的示范推廣應用的支持、對充電樁建設的補
貼和規劃等,經過
10
多年的發展,電動車產業鏈實現了核心技術的國產替代和
大規模的降本提質。目前,我國氫燃料電池汽車產業鏈正處于
10
年前的電動汽車的發展階段——示
范推廣期間,現階段的氫燃料電池汽車的推廣主要靠政策的引導和支持,國家和
各地市的氫能產業的政策也都涵蓋了核心技術突破、加氫站建設、示范應用區的
支持等方面,在政策的推動下,氫燃料電池汽車的市場成長軌跡有望復刻動力電
池汽車的市場成長軌跡。鋰電池指數在
2012
年開始逐漸回升,2015
年大幅上漲,
主要系新能源汽車市場的爆發增長帶來的降本放量,2014
年和
2015
年新能源汽
車銷量同比增長率達到
300%以上,2015
年新能源汽車年銷量增加至
33
萬輛。2、氫能產業鏈:產業鏈較長、參與主體多、應用領域廣闊從能源戰略角度出發,氫能是實現各類能源轉換的“樞紐”,可以實現不同能源品
種向各類終端的傳輸,能夠增加未來低碳能源網絡的靈活性和穩定性,是實現“零
碳排放”的終極能源。氫能具有來源廣、燃燒熱值高、能量密度大、可儲存、可再
生、可電可燃、零碳排等優點,屬于可再生二次能源,通過氫燃料電池技術既可
以應用于汽車、軌道交通、船舶等領域,也可應用于分布式發電(家用/商用)和
儲能領域;還可以通過直接燃燒為煉化、鋼鐵、冶金等行業提供高效原料、還原
劑和高品質的熱源。氫燃料電池本質上就是一個電化學反應的發電裝置,而鋰電池是儲能裝置。氫燃
料電池是一種非燃燒過程的能量轉換裝置,通過電化學反應將陽極的氫氣和陰極
的氧氣(空氣)的化學能轉化為電能。氫燃料電池發電不受卡諾循環的限制,發
電效率可以達到
50%以上,若實現熱電聯供,氫燃料的總利用率可高達
80%以上;
此外氫燃料電池裝置不含或含有很少的運動部件,運行安靜,較少需要維修;另
外電化學反應清潔、完全,產物對環境無污染。從商業應用上來看,質子交換膜氫燃料電池(PEMFC)和固體氧化物氫燃料電
池(SOFC)是最主要的兩種技術路線。其中,質子交換膜氫燃料電池(PEMFC)
由于其工作溫度低、啟動快,比功率高等優點,非常適合應用于交通和固定式電
源領域,逐步成為現階段國內外主流應用技術;固體氧化物氫燃料電池(SOFC)
具有氫燃料適應性廣、能量轉換效率高、全固態、模塊化組裝、零污染等優點,
常用在大型集中供電、中型分布式發電和小型家用熱電聯共領域。氫能產業鏈涵蓋上游能源端、中游氫燃料電池關鍵零部件端,以及下游應用端,
產業鏈較長,其中氫能在交通領域成長性最強。我國氫燃料電池車輛產業化進度
較快,其中電堆、膜電極、空壓機、氫循環泵等核心部件已實現自主生產,而氫
氣的制儲運加等環節受政策影響產業化進度相對較慢。從其他應用領域看,氫燃
料電池為氫能提供了儲能載體,能夠與熱、電末端網絡有效銜接,可以解決能源
供需配置上的時空矛盾。2.1、能源端:制氫工業基礎良好,儲運產業體系尚不成熟2.1.1
制氫——氫氣產量全球第一,副產氫是氫燃料電池車輛理想氫源我國氫氣的產量全球第一,基礎制氫工業基礎良好。我國擁有龐大規模的原料氣
體及工業氣體生產和使用,根據《中國氫能源及氫燃料電池產業白皮書
2020》顯
示我國氫氣產能約每年
4100
萬噸,產量約
3342
萬噸。我國
60%以上的氫氣源
自煤制氫,我國的煤炭資源豐富,煤制氫技術的發展成熟,我國煤制氫產能最大
的企業是國家能源集團,目前煤化工板塊年產超過
400
萬噸氫氣,世界排名第一。目前,商業化應用的制氫技術主要有工業副產品提純、化石能源重整、電解水制
氫等。水電解制氫是“零碳排放”模式下氫氣的主要來源,俗稱“綠氫”,目前制氫成
本較高;來源于煤炭和天然氣等化石能源的氫氣,俗稱“灰氫”,成本相對較低;
若使用碳捕捉與封存(CCS)技術,可以使碳排放量能夠減少
90%以上,采用
CCS技術制取的氫氣被稱為“藍氫”,CCS技術將大幅增加制氫成本。其他“零碳
排放”制氫如光解水制氫、生物質制氫,尚處于試驗階段,能量轉換率偏低。2.1.2、儲運——高壓氣態為主,政策亟需放開受制于基礎設施以及技術差距,中國氫能價值鏈中的儲存和輸送環節仍然相對薄
弱,氫氣實現大規模、長距離儲運技術的商業化仍需要解決成本與技術的平衡問
題。氫能源儲運條件苛刻,經濟性是制約氫能源大規模應用的重要因素。我國目
前儲存氫能的方式有高壓氣態儲氫和低溫液態儲氫兩種,并采用管束車、槽車等
交通運輸工具的方式實現配送,固態儲氫和有機液態儲氫尚處于示范階段。在當
前技術條件下,各類存儲方式下氫氣的質量與體積相比于等量能量的汽油仍存在
顯著劣勢,氫氣儲運未來將按照“低壓到高壓”、“氣態到多相態”的技術發展方向,
逐步提升氫氣的儲存和運輸能力。氫氣儲存方面,高壓氣態儲氫是目前的主要儲氫方式,但由于儲氫量小,適
用于小規模、短距離的運輸場景;液態儲氫還有賴于法規的放開。目前車用儲氫瓶方面,Ⅳ型瓶(70MPa)是國外的主流技術路線(美、加、日已實現量產),
而Ⅲ型瓶(35MPa)是我國主流的技術路線(Ⅳ型瓶正研究試驗)。氫氣運輸方面,高壓長管拖車是氫氣近距離輸運的重要方式,技術較為成熟;
管道運氫成本是最低的,適用于大規模、長距離的氫氣運輸。運輸儲氫罐方
面,國內常用
20MPa長管拖車運氫,國外則采用
45MPa纖維全纏繞高壓氫
瓶長管拖車運氫,單車運氫可提至
700
公斤。2.1.3、加氫——前期運營有賴財政補貼加氫站是氫能發展利用的關鍵環節,加氫站的三大核心裝備為氫氣壓縮機、儲氫
系統和加氫機。中國加氫站和氫燃料電池客車車載供氫系統尚處于
35MPa壓力
的技術水平,核心設備依賴進口。歐美日加氫站普遍采用與汽車配套的
70MPa壓力標準,并實現設備量產。目前我國多數加氫站尚不能滿足商業化運營需求。
日加氫能力為
500
公斤,加注壓力為
35MPa的外供加氫站建站費用約為
1500
萬元/座(不含土地成本),其中氫氣壓縮機占加氫站總成本
30%左右,運營成本
中氫氣成本(含儲運成本)占
70%左右。目前全國多地政府對加氫站建設進行補
貼,多為投資額的
20%-30%,部分地區對終端產品的氫氣銷售價格也會適當補貼。2.2、關鍵部件:氫燃料電池動力系統核心零部件國產化提速隨著產業鏈上下游協同發展的深化,氫燃料電池汽車產業鏈國產化進程不斷提
速。我國氫燃料電池汽車產業鏈經過近年來快速發展,目前已初步掌握了氫燃料
電池發動機、電堆及膜電極、空壓機、氫氣循環泵等核心部件的關鍵技術,基本
建立了具有自主知識產權的車用氫燃料電池技術體系,質子交換膜、膜電極和雙
極板等關鍵技術指標接近國際水平,逐步在不同區域形成規模化產業集群,尤其
是華東、華南以及華北地區氫燃料電池汽車產業基礎良好。據
GGII不完全統計,
含地方子公司在內,國內有電堆廠商超過
59
家,系統廠商超過
100
家;BOP中,
空壓機企業有超過
20
家,氫循環部件企業超過
14
家,增濕器企業超過
7
家。氫燃料電池動力系統是氫燃料電池汽車的核心構成,在整車購置成本中占比超過
60%,氫燃料電池動力系統(發動機系統)主要由氫燃料電池發動機、電壓變換
器(DC/DC)、驅動電機、控制系統等構成,其中氫燃料電池發動機主要部件包
括電堆、氫氣供給系統、空氣供給系統等,膜電極、雙極板、質子交換膜、催化
劑、氣體擴散層、氫氣循環泵、空氣壓縮機為氫燃料電池動力系統的八大關鍵部
件,也是本次氫燃料電池汽車國補政策中明確可以補貼的關鍵零部件。氫燃料電池電堆是發動機系統的核心部件,是氫氣和氧氣發生電化學反應及產生
電能的場所。鑒于單個氫燃料電池單元輸出功率較小,實踐中通常通過將多個氫
燃料電池單元以串聯方式層疊組合構成電堆來提高整體輸出功率。因此,電堆是
由雙極板與膜電極交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經前、后端板壓緊后用螺
桿拴牢,構成的復合組件。其中膜電極組件是由質子交換膜、催化劑與氣體擴散
層組合而成的,為反應發生場所;雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板,其主要作
用是通過流場給膜電極組件輸送反應氣體,同時收集和傳導電流并排出反應產生
的水和熱。氫燃料電池電堆在氫燃料電池動力系統成本中占比達
65%左右,而氫燃料電池電
堆中膜電極成本占比在
69%左右。電堆成本下降核心在于規模效應,根據美國能
源部測算,當電堆產量由千輛級達到萬級規模后成本將會大幅度下降,降幅達
67%。規模化生產將有效降低氫燃料電池系統成本。目前國內電堆價格戰開始,
成本有望快速下降。2020
年底,國鴻氫能、氫璞創能、深圳氫瑞紛紛公布最新電
堆價格,電堆價格進入
1
元/W時代2.3、應用端:氫能應用場景廣泛,橫跨交通、發電、儲能、工業領域氫能應場景廣泛,借助氫燃料電池技術橫跨交通、發電、儲能、工業領域。氫能
在交通、發電、儲能等領域均具有廣泛的應用場景,其中交通領域中的氫燃料電
池汽車是目前商業化程度最高的終端應用產品,氫燃料電池汽車與傳統內燃機車
在加注氫燃料、續航、駕駛性能和耐久性方面已經相差無幾,是真正意義上的零排放的車;并且相對于鋰電池汽車,氫燃料電池汽車在載重、加氫時間和續航方
面優勢明顯;而氫燃料電池發電具備清潔環保、效率高和無間斷發電等優點,在
固定式發電領域和家用熱電聯產應用廣闊;氫作為儲能介質,未來結合光伏、風
電將重塑能源格局;“工業+綠氫”模式可突破“雙控”天花板,國內氫氣目前主要用
途在于制氨、制甲醇、煉油及煤化工等工業原料范疇,隨著國內可再生能源發電
成本大幅下降,綠氫成本問題將逐漸得到解決,綠氫代替灰氫用于工業領域有望
重構化工行業發展格局。3、氫燃料電池汽車:政策推動下,開啟放量降本氫燃料電池汽車在載重、加氫時間、續航和環保方面優勢明顯。氫燃料電池發動
機系統本質為可移動發電裝置,在運行過程中使用車載儲氫裝置攜帶氫燃料通過
電化學反應發電;而鋰電池本身為電化學儲能裝置,其充放電過程為鋰離子與正
負極材料間可逆的電化學反應。氫燃料電池發動機系統與鋰電池汽車動力系統在
運行過程中均不存在污染排放,作為燃油發動機的良好替代被應用于整車中。純
電動汽車基于鋰電池本身電能充放特點,在中短距離運輸中擁有良好的適用性,
而氫燃料電池汽車由于具有長續航里程、低溫性能優越、加注時間短等優勢,更
適合用于長途、大型、商用車領域,預計未來氫燃料電池汽車將與純電動汽車長
期并存互補,有望形成“乘鋰商氫”新能源汽車市場格局,氫燃料電池重卡成為氫
燃料電池商用車大規模應用的突破口。3.1、政策端:全球各國氫能產業布局加速,政策驅動效應明顯國外:氫能納入國家能源戰略高度,多國爭搶氫燃料電池汽車的技術高地。目前,
全球已有
30
多個國家將氫能納入國家能源發展戰略,并從國家層面制定了氫能
產業的發展戰略規劃,發展氫能和氫燃料電池汽車產業已成為全球共識,其中北
美(美國)、歐洲(德國)和東亞地區(日本、韓國、中國)是產業化程度較高
的地區。從全球主要發達國家的氫能戰略布局看,氫燃料電池汽車的研發與商業
化應用是各國關注的重點。與此同時,各國也在拓寬氫能在發電、儲能和工業脫
碳中的應用規模。根據國際氫能委員會《氫能源未來發展趨勢報告》,預計到
2050
年,氫能消耗量將占據全球能源消費總量的
18%左右。國內:國家政策持續加碼,產業規劃逐漸明晰。國家宏觀層面,自“十五”至“十四
五”,連續將氫燃料電池汽車列入五年科學技術發展規劃中,積極建設“三縱三橫”
的研發布局,其中“三縱”即指氫燃料電池汽車、混合動力汽車和純電動汽車,氫
燃料電池汽車一直是新能源汽車版圖的重要組成。之后氫能政策規劃不斷明晰,
多次將氫能列入能源發展規劃并發布了相關政策,以加快氫能及氫燃料電池汽車
的大規模推廣應用。2019
年
3
月
5
日“推動加氫設施建設”首次寫入政府工作報告,
2020
年
4
月《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》將氫能列入能源范疇,氫能將不再僅作為危化品管理,加氫基礎設施發展有望駛入快車道。2020
年
9
月,
國家五部委聯合下發《關于開展氫燃料電池汽車示范應用的通知》,正式制定了
氫燃料電池汽車國補政策,氫燃料電池汽車產業已逐步由前期的基礎布局向市場
化、規模化方向發展。氫燃料電池汽車國補政策正式落地。2020
年
9
月
16
日財政部、工業和信息化部、
科技部、發展改革委、國家能源局五部委聯合發布《關于開展氫燃料電池汽車示
范應用的通知》,補貼政策從之前對氫燃料電池汽車的購置補貼轉為以“以獎代補”
方式對入圍的示范城市給予獎勵。與其他新能源汽車補貼不同的是,本次獎勵主
體是產業鏈上優秀企業所在城市(地級及以上)聯合組成的城市群,獎勵額度最
高
18.7
億元(氫燃料電池汽車推廣應用獎勵
15
億元、氫能供應獎勵
2
億元、額完成任務獎勵
1.7
億元),補貼重點圍繞核心零部件的技術攻關和產業化應用,
以加速關鍵零部件的國產化進程。根據氫燃料電池汽車國家補貼政策積分體系細則,可以看出有以下三大亮點:一
是從基本性能指標來看,對于電堆功率密度和系統功率密度提出具體的性能指標
要求,政策獎勵向大功率和高功率密度產品傾斜趨勢,利好產業鏈優質企業;二
是八大關鍵零部件補貼力度大,完全可覆蓋生產成本。若同時享受八大關鍵零部
件補貼,金額高達
20.5
萬元/輛,產業鏈補貼環節從下游主機廠轉向上游核心零
部件及關鍵材料企業;三是氫燃料電池汽車國補向中重型、中遠程傾斜,中重型
車輛補貼力度明顯加大,預計未來氫燃料電池中重型卡車將成為氫燃料電池商用
車的主戰場。同時氫燃料電池汽車國家補貼政策中明確運行示范汽車除滿足
3
萬
公里運營里程的基本要求外,商用車和乘用車生產企業還需提供
5
年/20
萬公里、
8
年/12
萬公里的質保,有利于保障氫燃料電池汽車可靠性和使用壽命,避免重蹈
電動車的“騙補”覆轍。北京城市群:北京市大興區聯合海淀、昌平等六個區,以及天津濱海新區、
河北省保定市、唐山市、山東省濱州市、淄博市等共
12
個城市(區);上海城市群:上海聯合江蘇省蘇州市、南通市、浙江省嘉興市、山東省淄博
市、寧夏寧東能源化工基地、內蒙古自治區鄂爾多斯市等
6
個城市(區域);廣東城市群:廣東由佛山市牽頭,聯合廣州、深圳、珠海、東莞、中山、陽
江、云浮以及福建省福州市、山東省淄博市、內蒙古自治區包頭市、安徽省
六安市等
12
個城市(區域)。從
2017
年開始,各地陸續發布氫能產業發展規劃,并公布具體補貼政策,2019
年多省市密集發布氫能產業發展方案,從戰略規劃、產業政策、補貼扶持等方面
積極給予氫能產業支持,并將加氫站建設作為產業發展重要支撐,將公交車、商
用車、特種車作為氫燃料電池汽車發展重點。根據地方政府氫燃料電池汽車規劃,到
2025
年氫燃料電池汽車保有量有望突破
10
萬輛。從各省市發布的氫能規劃來看,預計到
2025
年加氫站數量突破
1100
輛,新增推廣氫燃料電池汽車
9
萬輛,屆時全國氫燃料電池汽車保有量將突破
10
萬輛。3.2、市場端:氫燃料電池汽車行業商業化趨勢確定國外以氫燃料電池乘用車為主,國內以氫燃料電池商用車為主。目前氫燃料電池
汽車是全球氫能產業化最高的終端應用產品,截至
2020
年底,全球氫燃料汽車
保有量達到
33398
輛,主要分布在日、韓、中國、美等四大市場,歐洲有小部分
汽車。2020
年韓國市場保有量達到
10707
輛,一躍成為全球第一大氫燃料汽車
保有量國家。美國和中國緊隨其后,氫燃料汽車保有量分別為
8931
輛和
7355
輛。目前全球氫燃料電池乘用車主流車型是現代
Nexo和豐田
Mirai。截至
2021
年上
半年,韓國現代汽車氫燃料電池車
NEXO自
2018
年上市以來,全球累計銷量達
17852
輛。其中,在韓國本土累計銷量突破了
15123
輛大關,成為全球首款在單
一國家銷量過萬的氫燃料電池車型,其中韓國本土是
NEXO最大銷量市場。與現代
NEXO不同的是,海外一直是豐田
Mirai的主要銷售市場。截至
2021
年上半
年,豐田
Mirai累計全球銷量為
16386
輛,略低于現代
NEXO。2018
年韓國現代
公布了其氫燃料電池乘用車第二代
Nexo,起售價為
62,385
美元(約合人民幣
40.37
萬);2020
年
12
月豐田公布第二代氫燃料電池乘用車
Mirai,日本售價為
710
萬日元(約合人民幣
44.48
萬元),享受日本補貼后最低售價為
570
萬日元
(約合人民幣
35.71
萬元)。從國外氫燃料電池整車技術參數對比來看,乘用車整車性能上國內還存在一定提
升空間,商用車整車性能國內外差距較小。乘用車:國外的氫燃料電池乘用車多
為大功率氫燃料電池系統(80kW以上)+小容量動力電池(高充放功率)的全功
率整車方案;國內均為小功率氫燃料電池系統+大容量動力電池的電電混合整車方
案;國外儲氫瓶為
70MPaⅣ型瓶,國內均為
70MPaⅢ型瓶,國內還處于小批量
生產階段。商用車:國內商用車氫燃料電池系統功率普遍偏小,導致配套的動力
電池容量偏大,國內車型全部采用
35MPa儲氫系統。我國氫燃料電池汽車市場主要集中在商用車,尚無氫燃料電池乘用車量產。我國
氫燃料電池車產業經過前期市場培育,產業鏈已基本涵蓋氫燃料電池整車、氫燃
料電池系統、氫燃料電池電堆及零部件領域,基本建成以整車制造及氫燃料電池
系統為主的氫燃料電池車供應鏈和產業鏈體系,尤其是在系統、電堆等方面已基
本實現了國產化供應。根據
GGII數據顯示,2016-2019
年中國氫燃料電池汽車
銷量逐年上升,2020
年以及
2021
年銷量下滑的主要原因是疫情以及補貼政策轉
向及示范城市群的開展導致銷量,相關銷量會延遲到
2022
年放量。截至
2021
年
11
月我國氫燃料電池汽車保有量為
8452
輛。我國商用車市場逆勢上揚,貨車銷量持續上漲。2017
年-2020
年我國整體汽車市
場低迷,乘用車整體市場銷量逐年下滑,商用車市場逆勢上揚。貨車銷量持續上
漲,客車需求逐年下降。從商用車的細分市場看,貨車是商用車的主要市場,銷
量占比在
90%左右。“打贏藍天保衛戰”推動了國三老舊貨車置換,加上“治超加嚴”、
“按軸收費”等政策相繼實施,超載運力被進一步釋放,帶動了新購車需求。我國商用車市場鋰電池汽車滲透率較低。我國純電客車滲透率在
20%左右,氫燃
料貨車應用前景廣闊,純電貨車滲透率僅為
1%左右,由于純電動重卡續航里程
短的問題,無法滿足長途運輸需求,因此氫燃料電池重卡成為新能源汽車長途運
輸中選擇的另一種技術路線,未來氫燃料貨車在長途貨運領域的應用前景廣闊。當前我國氫燃料電池汽車主要集中在物流車、客車等商用車領域。根據新能源汽
車國家監測與管理平臺的統計數據,截至
2019
年底,國內已接入平臺的氫燃料
電池汽車中物流車占比達到
60.5%,公交客車、公路客車、通勤客車等客車占比
達
39.4%,乘用車占比僅為
0.1%;根據勢銀氫電
TrendBank統計數據,2020
年
銷售的氫燃料電池汽車公交客車、公路客車等客車占比達
90.3%,物流車、牽引
車等貨車占比
9.7%,以牽引車為代表的重卡開始放量;客車尤其是公交車,ToG屬性明顯,而貨車尤其是物流車用戶對價格較為敏感。2020
年為氫燃料電池汽車
國補政策申報期,行業處于政策觀望期,行業整體銷量放緩的背景下,公交車銷
量占比近
90%。3.3、典型應用場景:重卡領域氫燃料電池優勢明顯重卡是氫燃料電池最理想的應用場景之一。氫燃料電池相較鋰電池而言,具有能
量密度高、續航能力強、加氫快等優勢,更適合固定路線且長距離運輸的重卡。
純電動重卡續航里程較短、充電時間較長,導致相關市場推廣并不十分理想。即
便是采用換電模式減少充電時間,但是也只能在換電站輻射的作業半徑內進行運
輸工作,而提升續航里程將面臨載重量的降低,這都大大限制了電動重卡的適用
場景。而氫燃料更符合重卡的使用需求。一方面相較鋰電池,氫燃料電池能量密
度更高,在相同續駛里程下,氫燃料電池重卡憑借自重低的優勢增加有效荷載;
另一方面,氫燃料電池車加氫時間較短,大約能在
10-15
分鐘內完成氫氣加注,
而純電動車充電時間較長,快充也需要
1-2
小時;同時氫燃料電池沒有工作溫度
限制,而低溫一直是鋰電池的“天敵”,因此在北方冬季氫燃料電池車的優勢更為
明顯。氫燃料重卡占新能源重卡比重持續擴大。從氫燃料種類看,2021
年
1-11
月新能
源重卡技術路線仍以純電動為主,但氫燃料占比在持續擴大。其中,純電動車型
的占比達到
91.91%,相比去年同期的
98.57%減少了約
6.7
個百分點;氫燃料電
池重卡和柴油混合動力重卡占比分別為
7.83%和
0.26%,氫燃料電池車型占比同
比有明顯上升,相比去年同期上升
7.09
個百分點。國內外企業紛紛布局氫燃料重卡。在海外,美國尼古拉、日本豐田、韓國現代等
車企已經推出氫燃料重卡;在國內市場,解放、東風、紅巖、陜汽、江鈴、大運
等車企也已經推出相關氫燃料重卡產品,部分企業已經實現量產。2020
年
9
月,
財政部、工信部等五部門發布的《關于開展氫燃料電池汽車示范應用的通知》補
貼政策落地,明確提出重點推動氫燃料電池在中遠途、中重型商用車領域的產業
化應用,支持重型貨車發展。截至
2021
年
11
月,實現上牌的氫燃料電池重卡車
企已有
10
家,而去年同期只有
4
家,氫燃料電池重卡累計銷量已達到
583
輛,11月份氫燃料電池重卡終端實銷148輛,刷新了氫燃料電池重卡的月銷量新紀錄。商用重卡作為運輸工具,經濟性將是驅動用戶使用的最終因素。雖然與使用動力
電池的純電動汽車相比,氫燃料電池重卡在氫燃料補給、續駛里程和污染控制方
面具有優勢。但重卡作為運輸工具,經濟性是技術先進性的重要考量因素,也是
驅動用戶使用的最終因素,因此氫燃料電池重卡的使用成本和全生命周期的經濟
性是氫燃料電池汽車在重卡領域進一步發展和商業模式探索的關鍵。我們根據一
汽解放、上汽紅巖、成都大運、沃爾沃等燃油、氫能、純電重卡車型公布的數據
和目前三種重卡車型的平均價格、補貼以及能源的價格,測算了三種重卡目前的
平均使用成本和全生命周期平均成本,基于以下假設:1)假設三種重卡車型的有
效使用年限均為
6
年,平均每年跑
300
天,每天跑
400
公里,因此生命周期總里
程數為
720000
公里;2)由于購置成本和能源使用成本占據重卡生命周期成本的
絕大部分,為了簡化模型,我們在測算時暫不考慮重卡的維護成本。3.4、市場演變:有望形成以發動機系統、電堆企業牽頭的行業格局當前,我國氫燃料電池汽車市場商業化趨勢確定,即將迎來放量降本,氫燃料電
池汽車作為新能源汽車的重要技術路線之一,有望與鋰電產業鏈形成“雙雄”的市
場格局。政策端:國家氫燃料電池汽車補貼政策落地和《中華人民共和國能源法(征
求意見稿)》將氫能列入能源范疇,分別從財政補貼和法規上為氫燃料電池
汽車推廣掃清障礙。全國絕大部分省市均發布氫能產業發展方案,且氫能以
被多地政府列入十四五發展規劃,未來氫能有望國家能源體系中的重要一部
分。在補貼方面,除國家示范城市的補貼外,各地均在前期發布多種形式、
數額較大的地方補貼。目前形成了部分區域產業聚集的特點,主要包括京津
冀、長三角、珠三角、山東半島、成都和武漢等地區產業集群和示范應用。供給端:氫燃料電池汽車保有量近八千輛,在市場推動下我國氫燃料電池產
業鏈體系逐步建立,關鍵零部件國產化進程不斷加速,成本下降幅度大。氫
燃料電池產業鏈國產化進展迅速,產業外巨頭開始介入氫燃料電池領域,將
加快關鍵零部件國產程度和技術水平。補貼政策重點強調技術突破的八大零
部件包括電堆、空壓機、氫泵、膜電極、雙極板、質子膜、擴散層和催化劑,
目前除了國產的質子膜和擴散層其他均實現了較大的商業化應用。需求端:“雙碳”政策引爆氫能需求,尤其是鋼鐵、電力、石化、煤炭等領域,
氫燃料電池重卡成為市場熱點。與鋰電池相比,氫燃料電池具有長續航里程、
低溫性能優越、加注時間短等優勢,比較適合長距離的重載和商用車領域,
目前業內已基本形成“乘鋰商氫”的共識,氫燃料電池重卡迎來戰略窗口期。
碳中和背景下氫能的下游應用從交通領域拓展至工業領域,帶動上游電解水
制氫設備的快速發展以及鋼鐵領域的氫冶金應用,氫氣的廣泛應用將促進氫
氣的存儲、運輸、加氫等環節的發展,有利于氫燃料電池汽車的大規模推廣。氫燃料電池汽車產業規模化降本趨勢確定,預計到
2025
年(整個國補期內)氫
燃料電池汽車保有量有望突破十萬輛,國補期內整個氫燃料電池汽車市場規模有
望突破
1300
億元,隨著裝車量的提升,成本有望大幅下降,整個產業將逐漸向
平價過渡,未來氫燃料電池汽車將成為新能源汽車的重要組成部分。2021
年
8
月,北京、上海、廣東入選首批國家氫燃料電池示范城市群,氫燃料電池汽車國
補政策正式落地。根據各地申報方案,本次納入補貼的氫燃料電池汽車數量大約
在三萬輛左右,根據補貼金額的“逐年退坡、總量有限、先到先得”,2022
年氫燃
料電池汽車將會迎來大規模放量,預計
2022
年全年氫燃料電池汽車銷量有望突
破
7
千輛,其中氫燃料電池貨車預計是主要增量來源,原因一方面是因為本次氫
燃料電池汽車國補政策向中重型中遠程貨車傾斜,另一方面是目前貨車領域新能
源汽車滲透率較低,不足
1%。按照目前市場單臺車輛平均價格
140
萬元計算,
預計
2022
年氫燃料電池汽車整車市場規模將達到
110
億元,氫燃料電池動力系
統市場規模接近
66
億元。另外山東省、湖北省、川渝地區、河南省等地氫燃料
電池汽車基礎良好,氫燃料電池汽車規劃及推廣進度,部分省市已開始申報第二
批國家氫燃料電池汽車示范城市群,綜合考慮,預計到
2025
年氫燃料電池汽車
有望突破十萬輛,2025
年氫燃料電池汽車市場規模約
676
億元,氫燃料電池動
力系統市場規模突破
400
億元,氫燃料電池電堆市場規模接約為
243
億元。4、氫燃料電池汽車政策頻頻加碼,企業業績增長確定性高4.1、億華通:深耕氫燃料電池汽車領域,市場龍頭地位穩固億華通于
2020
年
8
月在科創板上市,是一家專注于氫燃料電池發動機系統研發
及產業化的高新技術企業,并實現了氫燃料電池發動機系統的批量生產。公司產
品目前主要應用于客車、物流車等商用車型,已與國內主流的商用車企業北汽福
田、宇通客車、中通客車以及吉利商用車等建立了深入的合作關系,搭載公司發
動機系統的氫燃料電池客車已先后在北京、張家口、鄭州、成都、淄博等地上線
運營。公司股權結構較為分散,與下游整車客戶深度綁定,董事長張國強先生為公司實
際控制人,直接控制公司
18.59%股份,公司多位高管、核心技術人員直接持有
公司股份,公司客戶宇通客車和申龍客車間分別間接持股公司
3.92%、3.59%。目前,億華通已形成以自主氫燃料電池發動機為核心,包括電堆、整車控制器、
智能
DC/DC等縱向一體化產品與服務體系,目前公司氫燃料電池發動機產品覆
蓋
30kW~120kW。2021
年
3
月
29
日,億華通與豐田汽車公司共同出資設立并
經營合營公司——華豐氫燃料電池有限公司,注冊資本為
45
億日元(約合人民
幣
2.68
億元),雙方各出資
50%;2021
年
4
月億華通最新發布了
120kW、80kW兩款新一代高功率氫燃料電池發動機系列產品
G120
和
G80Pro,在提升額定功
率的同時實現了多項核心參數指標的重要突破;2021
年
10
月華豐氫燃料電池公
司開始銷售首個在國內面向商用車開發、生產的氫燃料電池系統“TLPower100”,
該產品基于豐田第
2
代
MIRAI的氫燃料電池系統,使用了部分國產零部件,配合
國內商用車的使用環境,提高了系統的功率以及耐久性。億華通是氫燃料電池汽車行業的先行者和核心推動者。在氫燃料電池汽車市場化
初期,由于氫燃料電池發動機系統作為動力總成核心部件,對氫燃料電池汽車是
否具備成熟、可靠的性能表現具有重要影響,由此氫燃料電池發動機廠商在產業
化初期將協同整車廠共同參與對下游終端市場的開發,通過產品展示、技術驗證、
考察交流以及行業論壇等多種渠道向市場反饋。公司分別與宇通、福田、中通、
申龍、蘇州金龍、安凱、中植、東風、重汽、陜汽、北汽、廣汽、長安等企業合
作,聯合推出客車、物流車、乘用車、叉車、有軌電車、固定電源等全系列產品。公司氫燃料電池發動機產品產銷量一直維持在行業前列。自
2017
年以來,億華
通共銷售氫燃料電池發動機系統近
1500
套,穩定占據國內氫燃料電池系統約
20%的市場份額,2020
年市場份額高增主要是由于
2020
年行業整體增速放緩,主要原因是疫情以及國補政策轉向及示范城市群的開展導致銷量延遲。億華通于
2018
年建成投產我國首條具有自主知識產權的半自動化氫燃料電池發動機生產
線,一期工程具備年產
2,000
臺的產能,未來隨著二期項目建設完成發行人將具
備年產
10,000
臺的生產能力。截至
2021
年
6
月底,根據工信部發布的《道路機
動車輛生產企業及產品》,全國已上公告的氫燃料電池車型(不含底盤)共
341
款,配置億華通公司產品的車型有
62
款,占比
18%,位居行業前列。億華通是北京冬奧會氫燃料電池汽車動力系統的主要供應商,也是北京氫燃料電
池汽車示范城市群的主要受益者,公司未來業績增長確定性高。公司按照“點-線-
面”發展戰略加大了市場開拓力度,搭載公司氫燃料電池發動機的新能源汽車在北
京、張家口、鄭州、成都、淄博等地實現了商業化運營,尤其是在
2022
年冬奧
會期間,張家口賽區核心區全部使用氫燃料清潔能源車輛,均采用億華通發動機
系統,根據《張家口賽區冬奧會交通服務車輛能源保障加氫站規劃》指導文件,
冬奧會期間運行氫燃料電池汽車將達到
2000
輛,北京
2023
年氫能汽車目標則為
運量
3000
輛。億華通作為北京氫燃料電池汽車示范城市群的重點牽頭企業,未
來將受益于示范城市群內所有城市的氫燃料電池汽車放量。
公司營收規模穩健增長,營收主要來源于氫燃料電池發動機系統。公司營業收入
增速較高,2020
年增速放緩主要是因為疫情以及補貼政策轉向導致行業整體放量
較少。公司主營業務為氫燃料電池發動機系統的開發與生產,主要產品為氫燃料
電池發動機系統,同時涉足氫燃料電池零部件及技術開發服務等業務,2021
年上
半年發動機營收達到
1.01
億元,占公司營收比例為
86.1%。在氫燃料汽車市場產業化初期,公司利潤端承壓。公司產品毛利率水平較高,且
較為穩定,保持在
35%以上,公司目前產銷規模小、產品定價水平相對較高。公司整體費用率水平較高,三費費用率維持在
40%左右,其中管理費用率較高,
維持在
30%以上。2021
年前三季度公司銷售、管理、財務、研發費率分別為
11.27%、35.45%、-2.13%、15.75%。公司處于研發及產業化初期,隨著氫燃料
電池汽車的放量,研發銷售費率逐年上升。4.2、美錦能源:“膜電極-電堆-發動機-整車-加氫站”全產業鏈布局美錦能源主要從事煤炭、焦化、天然氣、氫燃料電池汽車為主的新能源汽車等商
品的生產銷售,擁有儲量豐富的煤炭和煤層氣資源,具備“煤-焦-氣-化”一體化的
完整產業鏈,是全國最大的獨立商品焦和煉焦煤生產商之一。公司的氫能源業務
是公司煤焦業務產業鏈的延伸,公司焦化業務的副產品為氫氣,而氫氣作為清潔
能源可有效達到碳中和,公司正在形成“產業鏈+區域+綜合能源站網絡”的三維格
局,是實現氫能全產業鏈布局的頭部企業。公司焦化主業與氫能板塊構成強協同效應。煉焦工藝過程中釋放的焦爐煤氣中富
含氫氣(氫含量
55%左右),焦爐煤氣制氫是目前可實現的大規模低成本高效率
獲得工業氫氣的重要途徑。公司在制氫和發展加氫站方面具有得天獨厚的優勢。
根據公司“產業鏈+區域+綜合能源站網絡”的總體布局,公司在氫能行業廣泛布局,
目前已形成“膜電極
MEA-氫燃料電池電堆-氫燃料電池動力系統總成-整車制造+
加氫站”較為完整的產業鏈,并復制成熟的廣東氫能發展模式在山西晉中、山東青
島、浙江嘉興積極落地氫能產業園,覆蓋國內主要經濟區域。整車:控股子公司飛馳汽車是全國最具規模的氫燃料電池汽車生產基地,具備新
能源客車
5000
臺/年產能。2018
年
8
月,美錦能源以
3.328
億元取得飛馳汽車的
51.2%股權,飛馳汽車成為公司的控股子公司;2019
年,飛馳汽車銷售各種車輛
近
400
輛,其中氫燃料電池汽車
376
輛,同比增幅
107.73%,飛馳汽車銷售的氫
燃料電池汽車市場占比為
13.7%,是國內產銷氫燃料電池客車最多的企業之一,
并向馬來西亞出口氫燃料電池客車,這是國產氫燃料電池汽車首次出口海外市場;
2020
年,公司銷售氫能源汽車
324
輛,以佛山地區為重點,輻射珠三角地區市
場,當年市占率為
27.5%。2020
年
5
月美錦能源對外披露了佛山飛馳分拆至創
業板上市的預案。電堆+發動機:2019
年
7
月,美錦能源以現金方式向國鴻氫能增資
1.8
億元,目
前持有國鴻氫能股權
5.32%,飛馳汽車的電堆及系統目前是由國鴻氫能提供的。
國鴻氫能創建于
2015
年,是國內氫燃料電池電堆出貨量最大的企業,也是唯一
取得全部軍工資質和軍民融合項目的專業氫燃料電池企業。國鴻氫能研發團隊超
百人,其中博士
6
人。國鴻氫能具有自主知識產權的鴻芯電堆和鴻途鴻銳、鴻源
等多款氫燃料電池系統,已完成開發并項。
國鴻電堆產品國內市場累計占有率約
70%。有著全球最大的電堆及系統生產線,
產能為
20,000
臺電堆和
5,000
套系統,生產設備均為自主知識產權,可全部國產
化。其也是國內最全面的氫燃料電池系統供應商之一,已具備從
30kW到
120kW的系列產品,零部件國產化率達到
90%。目前,通過與鴻基創能的合作研發,國
鴻氫能具有自主知識產權的高性能、大功率氫燃料電池系統已經下線,并在飛馳
車輛上得到應用。膜電極:2019
年美錦能源持股
45%的參股公司廣州鴻錦向鴻基創能增資
1.02
億
元。增資完成后,廣州鴻錦持有鴻基創能
51%股份。目前美錦能源持有鴻基創能
股權
19.9%。鴻基創能創建于
2017
年
12
月,是廣州開發區引進的代表性企業,以加拿大國家
工程院院士葉思宇博士為核心的鴻基創能核心技術團隊成員具有豐富的氫燃料電
池及膜電極產業化經驗,曾任職于國內外知名氫燃料電池公司,均具有
10~20
年
的氫燃料電池研發及生產經驗。整個技術團隊覆蓋了催化劑,質子交換膜,碳紙,
全氟磺酸樹脂,膜電極生產和封裝,CCM精密涂布,膜電極及電堆測試等。2019
年
9
月,鴻基創能發布
HyKey1.0
產品,是國內第一個投產的低成本、高性
能膜電極規模化國產生產線項目,填補了中國高能量密度膜電極制造的空白,解
決氫能發展“卡脖子”問題,產品技術水平世界領先,成本低
30-40%。自量產化以
來,鴻基創能已與國內外超過
20
家氫燃料電池電堆廠商實現合作,截止目前鴻
基創能建成了一套陰極和陽極的卷對卷雙面直涂
CCM生產線,CCM日產能
1000
平米;同步搭建了膜電極
5
層及
7
層生產線,及一套
5
層自動貼合生產線,膜電極
日產能達到
5000
片。加氫站:美錦能源在
2020
年年底宣布
3-5
年內規劃建設
100
座加氫站(含油氫
汽電綜合能源站),目前公司在廣東佛山、云浮,山西太原、晉中,北京市,山
東青島,浙江嘉興等地擁有
8
座已建成加氫站,在加氫站建設、運營方面積累了
寶貴經驗及豐富資源。2021
年
8
月,美錦能源與中石化山西分公司簽訂合作協議,
以雙方共同優選新征土地及中石化山西分公司現有加油站、儲備地塊作為基礎,
根據應用場景發展情況,按照成熟一座開發一座的原則,爭取到
2025
年,在山
西省內合作建設
30
座油氫混合站。美錦能源復制成熟的廣東氫能發展模式在山西晉中、山東青島、浙江嘉興積極落
地氫能產業園。作為山西省“三個一批”重點項目,晉中美錦氫能產業園一期一階
段制造中心及園區內配套加氫站建成,具備投產條件,晉中氫動力車間及油化庫、
聯合站房正在有條不紊的施工中;作為山東省新舊動能轉化重大項目,青島美錦
氫能科技園整車制造中心投入生產,同時開啟了國內首條
5G氫燃料公交示范線,
實現“車站線園”一體化運營;嘉興美錦氫能科技產業園正式開工,探索“產業+資本
+技術+服務”為一體的氫能投運模式;陸續與河鋼集團、京能集團、中科富海等志
同道合者達成全面戰略合作,探索氫燃料車站一體化示范運行模式、氫能制儲運
加用全場景模式和產業生態鏈戰略融合模式。持續擴大在氫能領域布局的領先優勢,精準推進區域戰略,即粵港澳大灣區戰略、
長三角戰略、中部戰略、環渤海戰略、京津冀戰略以及能源金三角戰略。目前美
錦能源已實現氫能全產業鏈布局,成為能源行業率先轉型升級的革新者。先后與
河鋼集團、中國石化、中國船級社、中國華電集團、國家能源集團、京能集團、
上環所等知名企業達成全面戰略合作伙伴關系。我們將聯合更多企業形成氫能產
業聯盟,合力推動我國氫能產業“制-儲-運-加-用”全場景發展,助力“十四五”規劃
與
2035
年遠景目標的實現。4.3、HYPERLINK"/S/00189?fr
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