什么才是靠谱的氢能源车?

来源: 华金新能源设备行业肖索、林帆
目前国内燃料电池系统成本价格约1万元/KW,大规模推广燃料电池堆成本至少需降至1千元/KW以下,降幅需超90%。

主要内容:

  • 事件:2019年5月23日,河南《南阳日报》一则关于“青年汽车集团水氢发动机在南阳下线”的报道引起广泛关注。
  • “南阳水氢机”加水制氢的技术,采用了铝或者铝合金制氢的方法。据澎湃新闻报道,在“南阳水氢机”中含有热值高达30MJ/KG的金属铝粉,这是其燃料电池车能够运行的最初能量来源。由于工业制铝的方法主要是电解法,用铝制氢,再用氢发电,能源利用效率势必较低,不具备大规模推广的经济性。我们测算得到该方法制备氢气的成本高达160元/kg,远高于目前氢气制备成本,这种制备氢气的方法是高补贴背景下的畸形产物。
  • 制备低成本高质量氢气是推广燃料电池车的关键:目前制备氢气的方法较多,主要可分为五种技术路线:工业尾气制氢、化工原料制氢、石化原料制氢、电解水制氢和新型制氢方法。测算得到制氢成本在10元-40元/kg不等,其中煤制氢成本最低,电解水制氢成本最高。考虑到其他化石能源制氢仍需排放二氧化碳,失去了零排放的意义。可再生能源(风电、光伏)发电成本可持续下降,制氢成本未来有望持续降低。海外氢气实际使用价格高达16美元/kg-17美元/kg,我国终端使用的氢气实际价格约70元/kg,该价格下氢燃料电池车百公里费用与燃油车相当,远大于锂电池新能源车。
  • 燃料电池堆制造成本和性能,决定购置燃料电池车的经济性:我国目前燃料电池系统成本价格约1万元/KW,大规模推广燃料电池堆成本至少需降至1000元/KW以下,下降幅度需超90%。国内燃料电池车百公里氢耗、能量密度、使用寿命等多个维度参数,均与全球领先企业车型参数有差距,行业完全脱离补贴自我发展,至少需要5年以上的时间。
  • 燃料电池车行业处于萌芽期,未来市场空间有望超200亿:目前我国对燃料电池产业的政策支持力度较大,今明年有望开启燃料电池车的“十城千辆”计划,行业关注度持续攀升。2018年虽然日韩部分燃料电池车型销量下滑,但我国燃料电池车产量达1619辆,同比增长54%,2019年1-4月我国燃料电池车产销量同比分别增长154.8%和289.8%。基于锂电池车的发展节奏和渗透率情况,我们预测在2023年-2025年燃料电池车将实现高增长,2025年燃料电池车产量有望接近60万辆,燃料电池堆市场空间超200亿元。

一、氢(H)作为还原剂+氧(O)作为氧化剂,是电池的终极选项

1、化学储能的底层逻辑:氢气的能量密度位居所有化学燃料之首

任何一个氧化还原反应都可以被设计成一个电池,任何一个可逆的氧化还原反应都可以被设计成一个二次电池。160年前法国人普兰特发明铅酸蓄电池,选择的是铅为还原剂+二氧化铅为氧化剂,理论能量密度仅为84mAh/g。为了提升电池能量密度,选择含更轻的元素的氧化剂和还原剂去替代铅和二氧化铅是非常有效的方法。

通过元素周期表可以发现,最左上角的元素氢就是自然界最轻的元素。氢的热值是所有的化石化工燃料和生物燃料中最高的(核燃料除外),约143MJ/kg是汽油热值的3倍。如果把氢和氧的组合设计成电池,理论电量密度高达2978mAh/g,为铅酸电池的35倍,为目前量产的锂电池的12倍。由于氢氧结合生成水的反应,在室温常压的一般条件下不可逆,因此只能被设计成一次电池。如果加上通电的条件反应则变成可逆反应,也可以理解成电解水制氢是给氢燃料电池充电的过程。

热值是1千克某种固体(气体)燃料完全燃放出的热量,就是不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。热值也可以理解成物质最初的能量密度,在“南阳水氢机”中含有热值高达30MJ/KG的金属铝,这是其燃料电池车能够运行的最初能量来源。

2、能量利用的底层逻辑:燃料电池能够绕过“卡洛循环”,实现化学能的高效转化

热力学第一定律告诉我们自然界中的能量是守恒的,能量不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一种形式转变成另外一种形式。热力学第二定律是任何能量都可以互相转换,但是任何转换过程的效率都不可能是100%。

目前地球上可利用的主要是在煤、石油、天然气中的化学能,蒸汽机和内燃机的发明解决了化学能的利用问题,但两者均不能绕开理想热机“卡洛循环”的能效壁垒,而燃料电池能够通过有序的化学反应实现能源的高效利用。

燃料电池可越卡诺循环效率壁垒,转化效率高达60%~80%,为内燃机的2~3 倍:传统的内燃机通过燃烧石化燃料无序释放热能,再将释放的热能转变成机械能。燃料电池一步有序将化学能转化为电能。燃料电池不用像内燃机那样通过高温气体对外做功并释放机械能,因此热转换效率不会受卡诺循环的限制,能效高达60%~80%,为内燃机的2~3倍。

来自电动邦的数据显示,丰田的燃料电池车(FCV-adv)总效率约40%,高于纯电动车33%和混合动力车34%的总效率,是内燃机车效率(19%)的2倍多。

二、制氢方法众多,制备低成本高质量氢气是推广燃料电池车的关键

1、多种方法均可制备氢气,“南阳水氢机”或采用了铝合金制氢的投机方法

制备氢气的方法较多,主要可分为五种技术路线:工业尾气制氢、化工原料制氢、石化原料制氢、电解水制氢和新型制氢方法。

这些制氢方法在氢气纯度、能量转化效率、成本等方面各不相同。只有大规模制备的低成本氢气才有意义,目前大规模工业化应用的主要有天然气制氢、煤制氢、重油加工制氢、甲醇裂解制氢以及电解水制氢等五种。

近年来随着石油价格不断上涨,原有重油制氢装置因原料利用率低,在成本效益上越来越难以体现经济性,众多企业纷纷停止使用。

从全球范围来看,当前主要的制氢方法主要采用的是石化资源制氢,其次是化工原料制氢。其中原料来源最多的是天然气,占比达 48%,其次是醇类,占比 30%。两者对应的制氢方法分别是石化资源制氢和化工原料制氢。从日本的制氢产能来看,电解水制氢占比高达 63%,或与日本核电占比较高适合配合电解水工艺制氢相关。

(1)、石化原料和化工原料制氢是目前的主流制氢方式

天然气蒸汽重整制氢

化石燃料制氢是传统的制氢方法,一般用于制氢的化石燃料是天然气。天然气是一种富含碳氢化合物的可燃气体,主要成分是甲烷(含量大于 85%)、乙烷、丙烷、硫化物、二氧化碳、氮气和水汽等。天然气制氢主要分为天然气蒸气重整法(SMR)制氢、天然气部分氧化(POX)制氢及天然自热重整(ATR)制氢。

天然气制氢的过程是,在高位高压及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。转化气经过沸锅换热,进入变换炉变换成 H 2 和 CO 2 。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有 3 种特定吸附剂的吸附塔,最后提取产品氢气。

甲醇裂解制氢

甲醇裂解制氢,是甲醇和去离子水按一定的配比混合,加热至 270℃左右的混合物蒸汽。在催化剂(Cu-Zn-Al)或者(Cu-Zn-Cr)的作用下,发生催化裂解和转化反应,产生氢气和二氧化碳,然后进入水洗吸收塔进行提纯,制备氢气。

煤气化制氢

以煤为原材料的制氢工艺包括煤焦炉气制氢与煤气化制氢。其中焦炉气制氢由于环保限产,发展停滞。煤气化制氢是煤粉、煤浆或煤焦与气化剂(空气、氧气及水蒸气等)在高温下进行部分氧化(POX)反应,在高温气化炉中生成以 CO、H 2 为主的合成气。再经过变换、低温甲醇洗工艺、氢气提纯等工序,得到高纯度的产品氢气。

煤气化制氢和天然气制氢成本比较低,甲醇裂解的成本较高。目前国内主流的氢气来源是煤制氢约占 60%以上,但由于煤中含硫,氢气纯度较低不适合用于燃料电池。

氯碱制氢

氯碱工业副产品的氢气用于供应给燃料电池作为原料的路线较为常见。氯碱厂以食盐水(NaCl)为原料,采用离子膜或石棉隔膜电解槽生产烧碱NaOH和氯气Cl2,同时可得到H2氢气。

(2)、电解水制氢将来可与可再生能源(风电、光伏)相结合,有望成为未来主流制氢方式

由于燃料电池对的氢气纯电要求较高,可考虑的主要制氢方法主要有氯碱工业副产氢、天然气、甲醇重整产生的氢气,由于以上方法制氢均会产生CO2等副产品,失去了零排放的意义。因此,我们认为在可再生能源成本电价持续下降的情况下,可再生能源(风电、光伏)电解水制氢或是我国制氢的主流方式。

电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成H2和O2,没有其他副产品,实现真正的零排放。

由于纯水难电解,电解水一般都会在酸性或碱性条件中进行,主要反应机理如下:

①碱性条件:

阴极:4H 2 O+4e - =2H 2 ↑+4OH -

阳极: 4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑

总反应式:2H 2 O=2H 2 ↑+ O 2 ↑

②酸性条件:

阳极:2H 2 O-4e - =O 2 ↑+4H +

阴极: 4H + +4e - =2H 2 ↑

(3)、高补贴背景下其他制氢法或有投机空间(铝合金制氢、海藻制氢)

2019年5月23日,河南《南阳日报》一则关于“青年汽车集团水氢发动机在南阳下线”的报道引起广泛关注。其中涉及的加水制氢的技术,采用了铝或者铝合金制氢的方法。由于工业制铝的方法主要是电解法,用铝制氢,再用氢发电,能源利用效率势必较低,不具备大规模推广的经济性,这种方法是高补贴背景下的畸形产物。

铝及其合金制氢铝

在地壳中含量仅次于氧和硅,占整个地壳总重量的 7.45%,是地壳中含量最丰富的金属。铝的密度仅为 2700kg/m 3 ,能量密度高达 30MJ/Kg,是一种很有前景的储能材料。

由于铝的化学性质活泼,常温下就能在溶液中发生自腐蚀析氢反应。但铝在被氧化时,表面形成一层致密的氧化膜,将会阻止其水解反应。通过改性的方法可改善铝水解制氢的反应过程,其中效率最高的是通过制备铝基合金来水解制氢。 目前的铝基合金主要有铝锡合金、铝铟合金、铝铋合金、铝锶合金、铝镓合金和铝锂合金。由于其他金属主要起到掺杂的作用,制氢的核心反应为 2Al+6H 2 O=2Al(OH) 3 +3H 2 ↑。如果是纯铝,反应速率较慢,可考虑加入烧碱加快制氢速率2Al+2NaOH+6H 2 O=2NaAl(OH) 4 +3H 2 ↑。

海藻制氢

2011年,伊夫塔克·雅克比(Iftach Yacoby)关于海藻制氢的研究报告发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。

研究表明许多藻类、细菌及水生物都可以通过吸收光能来分解水分子,从而释放氢气。藻类产生的氢气只是一种副产物,产量很少。但如果向海藻生存的环境中加入一种酶,便可抑制海藻的产糖量,从而使得氢气的产量得到提升。经过研究,他们发现加入指定酶后,海藻所产生的氢气总量增加了 4 倍。

这项研究的领导人、美国麻省理工学院(MIT)生物医学工程中心副主任张曙光(ShuguangZhang)说:“这一研究过程有很大可能实现产业化”,“你必须懂得这一过程所产生的实用价值,从而将氢燃料生产发展到商业规模,这只是时间和金钱的问题”。

2、氢气终端价格过高,燃料电池车运行成本不及锂电池车

(1)可再生能源电解水制氢,有望成为未来我国的制氢路线

制氢的成本可以分为两部分,分别为初始投资的固定成本及原材料等变动成本。其中固定成本主要是制氢装置的投资成本及管理费用,变动成本包括制备氢气过程中消耗的原材料费用、电能及动力煤费用、设备维修及保养费用等。由于天然气、甲醇和煤制氢固定成本占比均较小,下面主要是分解各项技术的变动成本。

天然气制氢成本中,天然气原材料成本占比达 82.4%。天然气蒸汽重整制氢工艺需要使用原料天然气(也作为燃料),同时在制氢过程中会消耗去离子水、冷却水、电能等,这些资源费用即构成了天然气制氢的变动成本。按照设计产能每年运营 8000 小时,则年产氢 4.22 亿立方,电价按照工业用电0.73元/kwh,天然气按照3.2元/立方,则天然气制氢的单位成本为1.5元(16.6元/kg)。

甲醇裂解制氢达中,甲醇原材料成本占比达 90.8%。甲醇裂解制氢适合于中小规模制氢,与大规模天然气制氢相比其投资小,能耗低,工艺流程简单,易于操作。甲醇裂解制氢的过程中会消耗原材料甲醇、脱盐水、动力煤及电能等。2000 Nm 3 /h 规模甲醇制氢项目的标准工况下,按照年设计产量及甲醇、煤炭与电力的价格,计算可得甲醇制氢的单位成本为 2.2 元/立方(24.3元/kg)。

煤气化制氢比成本中,煤原材料成本占比48%。相比其他制氢工艺,煤气化制氢的规模效应更显著。煤气化制氢项目多采用煤气化半氧化(POX)工艺,考虑制备1m3氢气消耗755g煤炭、0.4m3氧气、0.05kwh的电能,计算可得煤气化制氢的单位成本约为1元/立方(11.2元/kg)。

电解水本制氢成本中,电能占比成本77%。电解水制氢制备工艺简单,氢气纯度高,规模经济效应较弱。一般适合于中小规模制氢。电解水制氢的消耗主要为电力,根据当前的技术水平,每立方氢气的电力消耗为4.4KWh,水消耗0.81kg,工业用水价格按4.1元/吨计算。按设计产量2000标准立方米计算,年运行8000小时,则单位氢气的固定成本为0.82元/m3,电力价格按照0.73元/KWh,总成本约3.3元/m3(约37元/kg)。

可再生能源发电与电解水配合,或将大幅降低制氢成本。虽然目前电解水制氢的成本很高,但其可变成本中电价的弹性比其他工业品的价格弹性更大。当前,电解水制氢成本主要来源于用电成本,电价占总成本的77%,电价高是造成电解水成本高的主要原因。考虑到可再生能源还有弃风弃电的情况,这些低成本的电力如果被利用,可大幅降低电解水制氢的成本。此外,我国电解水设备规模较小,规模化后还有一定的降成本空间。

“南阳水氢机””达制氢成本或高达160元/kg。基于反应方程式2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,可得理论上54g铝能够制备得到6g氢气。按目前铝17.8元/kg计算,不考虑副产品回收,不考虑装置和固定资产投入,制备得到的氢气成本至少为160元/kg,暂时没有车用氢气规模推广的意义,可考虑在某些一次性应急设备上安装该装置。

(2)氢气使用价格需从约 16 美元/kg 降至 10 美元/kg 以下,燃料电池车才具备经济性

由于氢气和其他大宗商品相比使用量仍然较低,目前没有形成标准的标价体系。根据中安咨询的市场调研情况,国内氢气价格在 40~50 元/kg 左右,海外氢气价格在 7 美元/kg 左右。

日本、美国 氢气 使用终端 价格达 高达 15 美元~17 美元/kg。 。由于氢气出厂后还要压缩运输等一些列过程,因此氢气实际终端售价远高于制造成本价。基于网页图片资料,在美国加州某加氢站加氢的价格为售价16.63美元/KG(113元/KG)。在日本燃料电池网站上氢气价格为150日元/m 3 ,约 1.37 美元/m 3 ,每公斤的价格约 15.68 美元,相当于 107 元/kg。

2017 年,空气产品(Air Products)公司氢能系统全球业务总监 Ed Kiczek 表示:“我们在加氢站技术以及氢气输送领域的几项革新将氢气价格降至了每千克 10 美元以下。这我们目前看到的最便宜的终端氢气售价。

我国氢气为终端售价为70元/kg。下图为上海某加氢站的加氢机,加氢4.03Kg,总价282元,氢气的零售价在70元/Kg。国内加氢价格低于海外,或是因为有补贴的原因。氢气运输成本中,原料回收10元,提纯压缩费用(视气源种类及压缩的压力所定)10元,运输10元;加上一定利润,进入加氢站的价格是40元/公斤(35-45元/公斤是当前主流的氢气到站价格)。再加上加氢站的服务费用,终端用户用氢价格通常都在60元/公斤以上。

按海外技术水平氢燃料电池运行成本与燃油车相当,但远大于锂电池车

按 5 月 26 日上海汽油价 7.09-7.55 元/L,电价 0.617-0.977 元/KWh,氢价 60-70 元/kg 测算,按海外燃料电池车技术水平,百公里氢耗为 1kg ,其行驶成本可与汽油车差不多,但远高于锂电池车。国内水平燃料电池车,每百公里耗氢量约为 2.8-3.1kg,约为 180 元-210 元/100km,运行成本远大于燃油车。

如果燃料电池车运行成本要追平锂电池车,百公里氢耗需降低 80%-90%,或者氢气价格降低 80%-90%至 7 元-14 元/kg。

三、燃料电池堆制造成本和性能,决定购置燃料电池车的经济性

1、燃料电池堆成本至 1000 元/KW 以下,有望实现大规模推广

燃料电池车未能大范围推广,主要是燃料电池堆成本太高。来自美国能源部的测算,2013年,大功率燃料电池系统价格已经下降至 55 美元/kW,相比 2008 年的成本下降了 30%,相比2002 年的成本下降了 80%。2010 年前,催化剂铂的密度下降对电池成本下降有显著的效果,但 2011 年后,铂密度下降到极限,未来如果要达到 30 美元/KW 的目标成本仍有难度。

我们可以看到,燃料电池系统成本中,加氢站和电池堆的成本不相上下,而电池堆中有主要以催化剂铂的成本为重。下图分别是基于年产 1000 套燃料和 50000 套燃料电池的成本分解图。

可以看到,燃料电池在大规模工业化生产后,可显著降低的是辅助燃料电池的配件、膜组件、气体扩散装置等的成本,但是催化剂的成本不会受规模化效应的影响而下降,由于其他组件成本下降,催化剂成本不变,从而导致催化剂的成本占比出现大幅增加,从16%增加到了49%。

我们认为铂催化剂的成本的高低将成为决定燃料电池成本的核心因素,将成为燃料电池推广不可回避的问题。如果未来 PEMFC 电池组大规模商业化并与内燃机汽车竞争,其成本需要降低到 50 美元/KW,有效降低电极、电解质膜和双极板的成本是降低燃料电池组成本的关键。

氢燃料电池车的成本中,燃料电池系统占据整车成本的 51%,其次还有储氢罐占总成本的16%。而电池系统中,电池堆的成本占比最高达 61%。

我国燃料电池车核心部件燃料电池电堆主要还是需要外购,基于高工锂电给出的我国某公司燃料电池车成本拆分,可以推算出我国使用的燃料电池系统成本约 1 万元/kw,距离目标 1000元/KW 以下,还需要降低 90%以上。

2、燃料电池车百公里氢耗、能量密度、使用寿命等多个维度参数均有待突破

燃料电池车的核心是燃料电池堆,电池堆中最关键的是质子交换膜。该膜的性直接决定燃料电池车的百公里氢耗、能量密度、使用寿命等多个关键参数。我国的燃料电池技术水平在以上几个产数上均有待突破。

目前成熟的燃料电池车型主要有以下几个例子

1、现代ix35燃料电池车是全世界首款实现量产的燃料电池车,该车于2013年量产2014年在韩国上市,最高功率达73kw,最高时速151km/h,续航里程约600km,其售价高达1.5亿韩元(约人民币85.5万元),由于韩国基础设施匮乏,销售不尽人意。

2、丰田的Mirai是真正实现商业化销售的燃料电池车,该款车型于2014年底发售,在日本国内订单就超过了3000辆,与ix35相比它具有明显的价格优势,日本售价723.6万日元(约人民币37.4万元),该车在2015年为了进入美国市场。

3、我国上汽集团于2015年生产了10辆荣威950燃料电池车,该车采用了811所研制的磷酸铁锂电池,燃料电池系统则由上汽与大连新源合作开发的。荣威950有两个耐压能力为70MPa的储氢罐,储存量为4.18公斤,两者配合可以使荣威950的匀速续航里程达到400公里。

4、本田在2016年3月10日宣布名为“ClarityFuelCell”的燃料电池汽车正式开始以租售的形式上市。ClarityFuelCell的含税售价为766万日元,约44.3万元人民币。本田预计在2016年租售约200辆,并回收用户意见及反馈,针对个人用户销售的行为要等到1年多以后再进行。

5、2016年7月,日产公司推出一款生物乙醇固体氧化物燃料电池概念车,该车与其他燃料电池车最大的不同是,它采用的燃料电池是固体氧化物燃料电池(SOFC),而不再是质子交换膜燃料电池(PEMFC),该款车的燃料电池能够利用纯生物乙醇发电,并搭配一个24kWh的电池,其续航里程在600km以上。日产公司于2010年发布的日产LEAF车目前仍是最畅销的纯电动汽车之一,而这款乙醇固体氧化物燃料电池车(e-BioFuel-Cell)预计将于2020年上市销售。

该款燃料电池车的原理图如下,先把生物乙醇(乙醇和水混合液)通过化学重整反应得到氢气(H 2),再把氢气通入到固体氧化物燃料电池堆(SOFC)中反应输出电能。燃料电池堆中反应的热量以及部分废气(CO 2 )可重新循环到重整器中与乙醇和水的混合液重整生成氢气使用。

基于日韩已经量产的车型我们认为燃料电池需满足 体积能量密度、百公里氢耗和使用寿命等多个基本参数。

1、百公里氢耗到需达到1kg以下

基于海外成熟的燃料电池车型参数,百公里氢耗达到1kg以下是基本要求,按国内氢气终端价格为70元/kg计算,达到该参数的燃料电池车运行成本可与燃料车相当。

2、使用寿命到达到28000h以上

不同燃料电池类型,其使用周期差距较大。乘用车基本都是采用PEMFC燃料电池,该类型燃料电池国内技术水平为10000-15000小时左右。但基于车型使用8-10年的要求, 燃料电池系统运行少至少28000-30000小时才能满足。

宇通客车燃料电池开发高级经理李飞强曾表示,宇通正在开发的第四代燃料电池客车产品,突破了燃料电池客车整车集成和控制技术,提升了系统的使用寿命和环境适应性,延长了续航里程。未来在燃料电池客车的寿命方面,2020 年预计要达到 28000 小时的寿命。

3、功率密度需过超过3kW/L

由于目前我国燃料电池主要在客车上使用,对体积功率密度要求较低,我们国内装车的电堆在每立升 2.0 千瓦左右。如果要在乘用车上应用,参考日本 Mirai 的功率密度超过每立升 3 千瓦,我们电堆比功率比国外还要低 1/3 左右,技术迭代仍有较大差距。

四、燃料电池车行业处于萌芽期,未来市场空间有望超200亿

1、2019 年-2020 年或是燃料电池车“十城千辆”的推广阶段

氢燃料电池汽车“十城千辆”推广计划或将2019 年实施。据中国证券报报道,氢燃料电池汽车有望在 2019 年正式实施“十城千辆”推广计划,思路或将与十年前电动汽车的推广思路较为接近,即计划用 3 年左右时间,通过提供财政补贴,每个城市推出 1000 辆新能源汽车开展示范运行。目前氢燃料电池产业基础较好的城市如北京、上海、张家口、成都、郑州、如皋、佛山、潍坊、苏州、大连等城市入选可能性较强。

2019年3月15日,《政府工作报告》正式发布,提出“推动充电、加氢等设施建设”。在2019 年的政府工作任务中提到,在汽车市场中,要稳定汽车消费,继续执行新能源汽车购置优惠政策,推动充电、加氢等设施建设。2019年以来,上海、武汉、江苏等城市纷纷出台氢燃料电池车产业发展规划。

燃料电池汽车补贴力度保持不变。目前由于新补贴未落地。按之前政策我国给予乘用车/中型/大型车补贴 20/30/50 万/台的强力支持,且 2019 年-2020 年燃料电池汽车补贴不退坡。

具体来看,燃料电池乘用车按燃料电池系统的额定功率进行补贴,燃料电池客车和专用车采用定额补贴方式。燃料乘用车的补贴标准为 6000 元/KW,补贴上限为 20 万元/辆;燃料电池轻型客车、货车的补贴上限为 30 万元/辆,燃料电池大中型客车、中重型货车的补贴上限为 50 万元/辆。

2、巴拉德(Ballard)目前仍是燃料电池领域龙头

据高工锂电数据,全球氢燃料电池电堆企业总数仍相对较少且规模普遍偏小。北美地区,2018 年 Ballard 的氢燃料电池营收 9660 万美元,约 6.47 亿元人民币;Hydrogenics 的燃料电池业务营收 1558.8 万美元,约 1.04 亿元人民币;

欧洲地区,PowerCell(瑞典)2018 年的燃料电池业务营收 6051.3 万瑞典克朗,约 4236万人民币;Proton Motor (德国)的 2018 年年报尚未发布,2017 年 Proton Motor 的营收约 975.6万人民币,GGII 预计 2018 年 Proton Motor 的营收不超过 1300 万人民币。

从2018年的企业营收来看,北美的燃料电池企业中巴拉德的市场份额是Hydrogenics的5~6倍,具有绝对优势。欧洲的燃料电池企业处于发展中,与北美地区有一定差距。亚洲地区,日韩企业的燃料电池技术较为领先,日本的燃料电池技术主要集中在车企,如丰田、本田等。中国燃料电池技术起步较晚,但市场潜力巨大,吸引巴拉德、Hydrogenics、Nedstack等国外电堆企业在国内布局。

3、2018年日韩部分燃料电池车型销量下降,我国燃料电池车产量达1619辆

基于高工锂电数据,海外具有代表性的燃料电池车 Mirai2018 年销量 2393 辆,同比出现下滑,Clarity 和现代新车型 Nexo 在 2018 年的销量分别为 1779 辆和 821 辆,同比大幅增长。

2018 年我国燃料电池车产量达 1619 辆,同比增长 54% 。OFweek 产业研究院统计合格证数据显示,2018 年我国氢燃料电池汽车产量达 1619 辆,1-11 月产量增加平缓,12 月放量明显。由氢燃料电池汽车带动的燃料电池需求量为 50.91MW,同比 2017 年增长 54.27%。

2019 年1-4 月 ,我国燃料电池车型累计高增长。2019 年 4 月,燃料电池汽车产销分别完成9 辆和 7 辆,比上年同期分别下降 84.5%和 87.5%。1-4 月,燃料电池汽车累计产销分别完成 237辆和 230 辆,比上年同期分别增长 154.8%和 289.8%。

数据显示,2018 年国内产出的氢燃料电池车仍以客车和专用车为主,两类车型产量数据占比约为 1:1.28。其中,排名前两位的氢燃料电池汽车生产企业累计产量为 1158 辆,占总产量比重约为 71.53%。

4、燃料电池车或在2023-2025年爆发,电池堆市场空间超200亿

考虑到燃料电池的推广节奏与锂电池车推广节奏类似。我们假设燃料电池车在新能源车中的渗透率增速,与锂电池车在燃油车中渗透率增速相似。基于该假设,我们预计 2025 年燃料电池车产量有望接近 60 万辆。

预计 2025 年燃料电池 堆约 出货量约 25GW ,产值超 200 亿元: :假设乘用车需使用的燃料电池功率平均为 30kW,商用车平均功率为 70kw,假设乘用车和商用车的比例分别是 71%和 29%,预计 2025 年动力燃料电池出货功率达 25GW。在新能源汽车领域的燃料电池堆的市场规模预计超 200 亿元。

本文作者:肖索、林帆,来源:华金证券新能源设备行业研究,原文标题:《什么才是靠谱的氢能源车?》

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