畢馬威:氫燃料電池汽車行業未來可期

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2019-06-25 · 21:00
[ 億歐導讀 ] 鋰電池汽車不是環保消費者的唯一選擇,氫燃料電池汽車或許會是更好的環保解決方案。
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 當提及新能源汽車,人們往往想起的是鋰電池汽車,然而受技術限制,鋰電池汽車存在續航里程段,充電時間長,對環境要求較高等問題,難以滿足現有的出行需求。近期,氫燃料電池汽車逐漸進入大眾視線,氫燃料電池汽車加氫時間短,續航里程長,燃燒排放更少,長遠來看會是更好的選擇。在突破技術的情況下,氫燃料電池汽車未來市場前景甚至可能超過純電動汽車。

本文來自畢馬威KPMG,作者畢馬威中國。以下帶來億歐智庫精選閱讀:


近期有關“水氫車”的不實報道以新型環保能源等字眼博得大眾眼球,從而使氫燃料汽車再次成為熱議話題。自2013年中國政府正式對新能源汽車實行財政補貼政策起,新能源汽車在中國經歷了高速發展的六年。據中國汽車工業協會的統計,2018年新能源汽車產銷量分別達到127萬輛和125.6萬輛。其中純電動車產量接近99萬輛,較之2013年增速迅猛,復合年增長率高達133%1。純電動車作為新能源汽車的主要代表,雖然商業化應用已初具規模,但在續航里程和充電時間上仍存在短板,尚不能滿足包括遠程公交、雙班出租、長途運輸等在內的量大面廣的場景需求。同時,純電動車所需要的充電電能主要來自火力發電,充電需求的大幅度增加會給電力供應帶來一定負擔。此外,在電池的回收應用尚未實現規?;?,鋰電池的隨意廢棄處置將對環境造成嚴重污染,從而違背了電動車“環境友好”的初衷。

氫燃料電池汽車優勢初現

2018年5月,李總理訪問日本豐田汽車公司并參觀Mirai氫燃料電池汽車后,發展氫燃料電池汽車被提升至新高度,氫燃料電池汽車已經成為中國汽車行業的新熱點,投資商、制造商等蜂擁而上。

與純電動車相比,氫燃料電池汽車具有加氫時間短、續航里程長等優點。據汽車運營商氫車熟路統計,其加氫站中每輛城市物流車的平均加氫時間為5分鐘,每次加氫量為6-7公斤,與普通燃油汽車加油時長相差無幾,加滿氫氣之后的續航能力可達250公里,完全滿足城市物流車的需求。與此同時,氫氣作為氫燃料電池的唯一能量來源,可以真正做到零排放、無污染,因此被看作是未來能源使用的終極形態。

氫燃料電池汽車發展歷史

氫燃料電池汽車的發展歷史大致可分為三個階段:

第一階段

氫燃料電池作為汽車應用端的核心系統,早在上世紀60-70年代就已經應用于航空和軍工領域,石油危機爆發后,民用氫燃料電池一度受到青睞,但最終因技術不成熟、難以商業化而沒有得到大規模發展。

第二階段

2000年前后,以巴拉德為代表的燃料電池廠商迅速崛起,推出商用化的燃料電池,受到資本熱捧。但由于成本居高不下,仍未實現大規模商業化運營。

第三階段

多國政府基于國家能源戰略的角度,提出氫能社會概念,出臺促進燃料電池發展的政策。2013年至2015年間,豐田、本田、現代等廠商紛紛推出氫燃料電池車型,氫燃料電池在日本等發達國家地區開始步入商業化階段。而中國廠商如上汽榮威早在2016年就推出了950氫能源車,奇瑞推出了艾瑞澤5氫燃料電池版,長城則計劃在2025年推出成熟的氫能源車型。在2019年4月的上海車展,來自武漢的格羅夫氫能汽車發布了三款氫燃料電池汽車,包括高端氫能SUV歐思典及其運動版和運動轎跑車型格蘭尼??梢钥吹?,中國車企已經開始積極布局氫燃料電池汽車市場。

中國氫燃料電池汽車市場開始起步

目前,氫燃料電池汽車在中國的發展仍然處于初期階段,表現出三大特點。

01

主要集中在商用車市場。因加氫站等基礎設施布局不足,乘用車的大規模推廣時機尚未成熟。而商用車空間可容納較大體積的電池系統及儲氫罐,目前的加氫站布局密度也基本可滿足其日常運輸配送燃料需求,因此較為適合推廣氫燃料電池汽車。

02

市場發展依賴于政策及補貼。因市場尚未成熟,氫燃料電池汽車產業發展在較大程度上依賴于中央及各地方政府的鼓勵政策及補貼。同純電動車的發展路徑類似,現階段氫燃料電池汽車的發展也將主要由政府政策推動。

中國各地方政府支持政策

03

發展速度較快。據中國汽車工業協會統計,截至2018年底,氫燃料電池汽車產量規模達到1,619輛,與2017年1,272輛相比增長27.3%1,其中客車占比44%,專用車(物流車占多數)占比56%,中通客車、佛山飛馳、北汽福田、東風汽車和金華汽車等整車廠已經成為市場領跑者。

核心技術突破是降低氫燃料電池汽車成本的首要任務

作為氫燃料電池汽車的核心部件,燃料電池系統成本占據整車成本的64%1,而其中又以燃料電堆為重要組成部分,占整個燃料電池成本的47%1(見圖二)。降低燃料電堆成本的關鍵在于核心組件膜電極的技術突破。膜電極中的催化劑大量使用稀缺的鉑金屬為原材料,價格昂貴,因此降低鉑金屬用量、尋找鉑金屬替代品將成為降低氫燃料電池汽車成本的主要方向。

目前國內市場燃料電池原材料多由國外進口,成本高企,因此突破技術壁壘,加速燃料電池零部件國產化成為中國氫燃料電池汽車生產商面臨的主要問題。此外,氫燃料電池產業具備規模效應,在市場需求和生產商產能激增的情況下,燃料電池成本將大幅度下降。根據美國能源部的統計和預測,2018年中國燃料電池成本約為4,500元/kW,而當年均產量達到50萬輛規模時,燃料電池成本有望降低至200元/kW左右。

近期虛假新聞中的“水氫車”也并非指車載水可以實時制取氫氣,而是利用制氫鋁合金遇水反應產生氫氣,將氫氣輸送到燃料電池,然而由于原材料成本較高,且并未解決水解制氫后產物的抽取以及如何連續添加新反應物等問題,離大規模商業化的應用還有一定差距。但是,可見已有企業在此領域嘗試進行突破,未來隨著科技高速發展,將有更多新技術投入研發,成本下降是大勢所趨,氫燃料電池產業將成為新興產業的下一個風口。

氫燃料電池汽車成本結構

加氫站建設、儲氫和運氫成本是氫燃料電池汽車商業推廣的關鍵驅動因素

氫燃料電池汽車發展的另一個挑戰是產業鏈上游的配套設施建設,包括加氫站、氫氣的儲藏和運輸等。

與純電動車充電站相比,加氫站建設成本更高。據網上公開資料和多份券商報告顯示,截止2018年,中國每個加氫站的建設成本約為1,500-2,000萬左右,政府對于加氫站提供補貼,廣東省佛山市南海區2019年最新出臺的相關文件顯示,政府對于區內單個新建成的加氫站最高補貼高達800萬元。

根據高工產研氫電研究所統計,截至2018年末,中國大陸地區加氫站保有量為28座左右,加氫站與燃料電池汽車保有量配比為1:68,遠低于其他國家(韓國1:12、日本1:24、美國1:53),目前無法充分滿足氫燃料電池汽車的加氫需求。而且,儲氫和運氫成本也較高,在一定程度上阻礙了氫燃料電池汽車的市場發展。

發展前景未來可期

雖然氫燃料電池汽車市場發展仍面臨諸多問題,但在政府大力支持、技術創新加速、基礎設施不斷完善以及資本迅速涌入的大背景下,我們認為中國氫燃料電池汽車行業爆發在即。根據畢馬威團隊預測,氫燃料電池汽車的發展或與純電動車的發展路徑存在類似之處,而且基于純電動車的經驗,氫燃料電池汽車的商業化進程將縮短(見圖三)。具體來說,畢馬威預計在2020年氫燃料電池汽車產量將出現爆發性增長,保守估計到2025年產量規模將突破3萬輛。燃料電池技術也有望在2025年左右實現突破,成本大幅下降。到2030年,中國氫燃料電池汽車產銷量預計將達到數十萬輛。

中國純電動汽車與氫燃料汽車發展比較

政府大力支持

根據《中國制造2025》和《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃的通知》等規劃性文件,系統性地推進燃料電池汽車研發與產業化,加強基礎材料和機理的研究,推動關鍵部件的研發,完善技術標準和基礎配套設施建設,到2020年實現燃料電池汽車批量生產和規?;痉稇?。

技術創新加速

目前中國氫燃料電池的國產化率約為30%2,大部分原材料仍然依賴進口。隨著各燃料電池廠商對核心零部件的研發投入不斷加大,畢馬威預計到2020年,中國氫燃料電池國產化率將達到70-80%。

基礎設施不斷完善

為滿足氫能需求,政府也在加大加氫站的部署力度,畢馬威預計2020年全國加氫站保有量將達到百余座,2025年為350座左右。

資本迅速涌入

短期內隨著氫燃料電池汽車行業進入快速發展期,資本將迅速涌入,為上下游各環節提供豐富的資金支持。但值得注意的是,目前在部分細分市場(如燃料電池)已經出現了產能過剩的情況,當有限的訂單分散到眾多市場參與者手中時,會降低生產的規模效應,帶來更大的成本壓力。

氫燃料電池汽車發展路經圖

總體來說,在政府的大力扶持和投資者的資金支持下,氫燃料電池核心技術將得到不斷突破,國產化率持續提高,加氫站在全國得以全面布局。我們預計,在2020年,氫燃料電池汽車將以商用車為起點邁入商業化階段,之后將帶動乘用車市場發展,進入真正的規?;瘧秒A段。

但是該過程中行業企業將面臨不斷變化的市場環境帶來的諸多挑戰,包括政策調整及競爭加劇。因此,企業在發展過程中需時刻關注行業風向,挖掘市場機會,及時明辨市場風險、謹慎布局。


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