扫一扫,关注我们

产业领域

氢燃料电池行业深度报告:规模化推动市场化,2022开启黄金发展期

发布时间:2022-09-15作者:科谷摘编

1 双碳战略催生燃料电池行业的持续性机会

1.1 氢燃料电池是氢能应用的重要途径

氢燃料电池位于氢能产业链的中游,是氢能利用的主流技术之一。燃料电池是一种非燃 烧过程的能量转换装置,通过电化学反应将燃料和氧气的化学能转化为电能,氢是燃料电池 的最佳燃料。氢燃料电池的能量转化效率高,在 40%-60%范围内,热电联供应用情景下可达 80%;反应产物仅为水,从根本上消除了温室气体的排放。燃料电池技术的不断成熟带动了 以燃料电池为核心的氢燃料电池汽车、叉车、船舶、轨道交通,热电联供、分布式发电、移 动电源、辅助电源的应用。

质子交换膜燃料电池具有低温运行、快速启动、能量密度高的特性,是目前燃料电池技 术发展的主流趋势。根据电解质和燃料的不同,氢燃料电池分为质子交换膜燃料电池 (PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)。根据 E4tech 统计,2020 年 全球燃料电池装机量及装机功率分别为 82400 台套、1318.7MW,质子交换膜燃料电池装机 量及装机功率分别为 56300 台套、1029.7MW,分别占比 65.5%、78.08%,位列第一,2014 年-2020 年 PEMFC 装机功率 CAGR 为 55.55%。

1.2 产业化推进,车用端先行

交通运输领域是目前燃料电池的主要应用场景,燃料电池车系统装机功率绝对领先。根 据 E4tech 统计,2014-2020 年,在装机数量上,以微型热电联产为主的固定式发电占主导地 位,2020 年日本的 Ene-Farm 超过 47000 台套、德国的 KfW433 计划超过 5000 台套、泛欧 的 PACE 项目增加约 1000 台套;2020 年便携式燃料电池出货量约 4000 台套,包括娱乐性 电池延长器、远程监控和远程电源装置。交通运输领域燃料电池装机功率从 2014 年 37.3MW提升至 2020 年 933.5MW,占比由 20%提升至 75.3%,从 2016 年开始,交通运输领域装机功 率超过便携式发电领域逐步占据领先地位。2020 年,全球燃料电池车装机功率约 859MW, 约占所有应用领域出货容量的三分之二。

全球燃料电池车销量增长超 50%,韩、日、中、美、德是主要推广国家。2021 年,全 球主要国家共销售氢燃料电池车 16313 台,同比增长 68%。受强势补贴政策驱动,韩国市场 延续 2020 年的增长势头,全年共售出 8498 台,约占全球总销量的一半。美国全年氢燃料电 池车销量为 3341 台套,较去年激增 2.5 倍,主要原因是 2020 年疫情导致销量基数过低;日 本全年共售出 2464 台,同比增长 67%,主要受益于 2020 年底新一代丰田 Mirai 的上市;德 国共售出 424 台,同比增长 38%;中国全年氢燃料电池车受益国内补贴政策落地,销量为 1586 台,同比增长 35%。截至 2021 年 12 月 31 日,全球主要国家氢燃料电池车保有量为 49562 台,同比增长 49%。其中,韩国氢燃料电池车保有量占比 39%,美国为 25%,中国占 比 18%,仅次于韩国和美国,位居全球第三。

我国燃料电池车销量加速开局,2022 年有望开启行业爆发期。2022 年 1-7 月我国燃料 电池汽车产销分别完成 2094 辆和 1633 辆,销量同比+130.0%,环比+24.15%,相当于 2021 年全年总销量 46.53%。从 2015 年至 2021 年,我国燃料电池车销量由 10 台增长至 1586 台,系统装机量达到 210.6MW。截至 2021 年,我国燃料电池车保有量 8938 台,系统装累计机 量超过 520MW。根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》的发展目标,2025 年我 国燃料电池车辆保有量约 5 万辆,受益于双碳战略的促进及城市群推广计划的落地,2022- 2025 年燃料电池保有量 CAGR 将至少为 53.8%。

1.3 燃料电池差异化优势凸显,助力商用车电动化进程

1.3.1 远距离、大载重、极端环境下燃料电池无痛点替代柴油车

我国乘、商用车电气化处于不同的发展阶段,商用车减排潜力巨大。商用车是当前汽车 产业碳减排的重点和难点,5%的商用车碳排放占比超过 50%,推动商用车电动化,尤其是 中重型车是当前汽车产业碳减排的关键。“十三五”以来,我国新能源车总体渗透率由 2016 年的 1.8%提升至 2022 年上半年的 21.6%,新能源乘用车渗透率由 1.1%提升至 28.5%。新能 源商用车渗透率维持在 2%-5%区间,2019 年随着新能源车补贴退坡,渗透率跌至 2.36%。 2022 上半年,我国新能源商、乘用车销量分别为 6.66 万辆、264 万辆,分别占商、乘用车总 销量的 3.92%、28.51%,商用车领域新能源渗透率与乘用车相比相差较大,仍处于起步阶段。

燃料电池补足纯电动商用车使用痛点,是解决长途、中重载车辆电动化进程卡滞的更优 解。虽然油电价差使电动化具备一定的经济性基础,但对于中重型纯电车辆推广仍存在三点 关键问题:1)运营效率低:由于磷酸铁锂电池的能量密度较低,降低纯电重卡的有效运力; 2)充电慢,极大挤占运营时间;3)电池衰减带来的里程焦虑问题,在低温环境中进一步放 大。以上三点使中重型纯电车辆运营经济性受损。燃料电池(含储氢系统)的能量密度相比 磷酸铁锂提升 50-70%,通过提升车辆的额定载重增加运营的经济性;以 35MPa 的 49T 重卡 车为例,单次加氢时间 10-20min,相比锂电池提升近 6 倍,与传统燃油车加油时间相当;燃 料电池可满足-40℃无衰减续航,低温适应性更强。除此之外,燃料电池工作温度舒适区范围 更宽,安全性能更优,燃料电池在商用车领域的应用无短板。

来源:浙商证券

220