引言:燃料電池產業化路徑為 2020 年商用車,2025 年乘用車,2030 年大規模產業化。產業化前需要攻克三道關:技術關、成本關、產業鏈關。

燃料電池全面分析系列第三篇,上兩篇是市場分析和產業分析,關注本公眾號(史晨星 shichenxing1)後回復」燃料電池「可獲取本文完整版報告。

21. 歷史

1839 年,格羅夫發明氣體伏打電池,被稱為燃料電池之父。

1966 年通用製造世界首輛燃料電池汽車 Electrovan,為 NASA 登月項目服務。

22. 三道關:技術關、成本關、產業鏈關

技術關:關鍵零部件依賴進口制約國產燃料電池汽車商業化

根據美國能源部(DOE)發布的《Multi-Year Research, Development, andDemonstration Plan》,為了實現商業化目標,燃料電池系統需滿足以下要求:

關鍵零部件(如催化劑、碳紙、金屬雙極板、空壓機、70MPa 儲氫瓶和氫循環裝置等)技術缺乏是制約國內燃料電池汽車產業發展重要原因。

成本關:系統成本 < 200 元/kW

美國能源部(Department of Energy,DOE)對燃料電池汽車的成本問題進行了系統分析,對整車、電堆、電池層層分解,得出了各部分成本的具體比例。

燃料電池系統目前成本約為每千瓦 4000 元人民幣,隨著產量提升會逐漸下降,預計 2020 年下降到 2500 元/kW,2025 年下降到 800 元/kW,2030 年下降到 200 元/kW。

產業鏈關:使用成本 < 0.5 元/公里

燃料電池要大規模產業化,還需要氫能產業鏈基礎設施的建設,核心是降低消費者使用成本

目前日本的加氫成本在 1000 日元/kg,摺合人民幣大約在 65 元/kg 左右,摺合公里成本大約在 0.5 元/公里的燃料成本

預計氫氣單價可降低到 40 元人民幣,每公里燃料成本 0.3 元/公里,遠遠優於內燃機的使用成本。

23. 使用場景:短途純電動、中途混動、長途燃料電池,安全不是問題

綜合比較,我們認為純電動汽車適合短途,混合動力汽車適閤中途,燃料電池汽車適合長途。

日本研究試驗結果表明,在汽油車和氫燃料電池汽車分別燃料泄露和著火條件下,3 秒時汽油車下方漏油著火,而氫氣則是迅速沖高在汽車上方著火。一分半鐘以後燃料電池汽車的明火已經熄滅,而汽油車火勢正旺最終燒得只剩車架。

24. 歐美四龍頭:Ballard、Plugpower、Bloom Energy、Ceres Power

Ballard(巴拉德公司):PEMFC 全球龍頭

1979 年成立,1983 年開始研發燃料電池,2017 年成為第一家為公共汽車提供服務超過 1000 萬公里的燃料電池公司,被公認為全球燃料電池龍頭。

Plugpower(普拉格公司):叉車燃料電池龍頭

1999 年成立,主打產品是用於叉車PEMFC 燃料電池系統 GenDrive,2017 年亞馬遜參股 plugpower,雙方達成戰略合作。

Bloom Energy(布魯姆能源):固體氧化物 SOFC 燃料電池龍頭

2001 年成立,2018 年 7 月美國新上市燃料電池獨角獸企業。

2016 年,蘋果在其位於北卡羅來納州的數據中心安裝了 24 臺「Bloom Energy Server」,總容量達到 1000 萬瓦特。

Ceres Power:固體氧化物 SOFC

2002 年成立,Steel Cell TM 技術,源自英國帝國理工學院,研發 16 年,擁有約 50 項專利,具有功率密度高、製造成本低等優勢。

2018 年 5 月,濰柴動力擬通過認購其部分發行股份的方式,投資 4000 餘萬英鎊,持有 Ceres Power 20% 股權。

25. 日韓三車企:豐田、本田、現代

豐田 Mirai

2014 年底,豐田首款燃料電池乘用車 Mirai 成功上市,售價為 723 萬日元(約 44 萬人民幣),補貼後 520 萬日元(約 31 萬人民幣),極具吸引力。

看看豐田Mirai生產線安裝底盤和燃料電池系統裝配過程

本田 Clarity

2016 年本田發布 Clarity Fuel Cell,售價 766 萬日元(約合人民幣 44 萬元)

現代 NEXO

NEXO 是現代汽車第二代氫燃料電池車,370 英里的續航里程超越豐田Mirai(312英里)和本田Clarity(365英里),是目前最大里程的燃料電池乘用車。

26. 國內兩超爭霸:新源動力、億華通

上汽+中科院大化所

上汽榮威 950 整車額定功率 55kW,最大輸出功率約 110kW,最大續航里程 400 km,該車型距國際先進水平僅有約 1 代差距。

2018 年 3 月,中科院大連化物所持股企業新源動力開發HYMOD?-300 型車用燃料電池電堆模塊,成為我國首例自主研發的超越 5000 小時耐久性的燃料電池電堆。

清華+億華通

依託清華大學技術,億華通氫燃料電池電堆的功率已達 60 kW,旗下神力科技專註國產電堆研發。

濰柴動力+巴拉德

2018 年 8 月 29 日,濰柴動力以 1.63 億美元(11.12 億人民幣)獲得巴拉德 19.9% 的股份,成為最大股東。

27. 三大策略:商用車先導、政府持續補貼、企業技術研發

商用車帶動加氫站建設,降低氫氣與燃料電池成本,後續拓展到私人用車領域

商用車(尤其是客車)可以簡單地通過增加儲氫瓶增加續航能力,對儲氫技術的要求不高,同時國家的補貼力度大,對成本敏感性低,首先爆發的是商用車市場,之後在技術進步與降成本的帶動下,乘用車市場才會有大範圍應用。

重卡、叉車、礦山汽車等領域也特別適合採用氫燃料電池。

新興產業的形成、發展和成熟都要經歷從「政府主導」到「準市場過渡」再到「市場主導」的軌跡,當前燃料電池汽車處在「政府主導」階段,政府必須持續支持補貼

企業技術攻關四大方向:基礎技術、集成技術、關鍵零部件和基礎設施。

28. 產業化:2020 商用車,2025 乘用車,2030 規模化

綜上,我們認為燃料電池產業化路徑為 2020 年商用車,2025 年乘用車,2030 年大規模產業化

新 能 源 汽 車 產 業 第 一 情 報 局

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作者:NE時代 微信公眾號:NE時代


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