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2021年中国氢能与氢燃料电池汽车产业十大预测

日期:2021-01-11    来源:高工氢电

国际新能源网

2021
01/11
11:02
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关键词: 中国氢能源产业 氢燃料电池汽车 氢能源汽车产业

2020年,对于中国氢燃料电池产业来说,是不寻常的一年。

一方面,资本市场热度不断,技术进步和降本幅度远超预期。“氢能第一股”亿华通科创板上市,重塑科技、清能股份、武汉理工氢电、东岳未来氢能等产业链企业纷纷获得资本加持。同时,燃料电池自主技术进步明显,国产化进程加速,电堆功率及体积功率密度同比2019年显著提升,电堆、系统及BOP零部件价格大幅下降。

另一方面,受疫情和国家补贴政策调整影响,燃料电池汽车销量遇冷:今年1-11月份国内燃料电池汽车累计销量为1288辆(交强险数据),同比下降19.5%。

由于2020年氢燃料电池汽车示范城市群名单未公布,中央奖励政策还未落地,预计12月份氢燃料电池汽车难以出现集中放量现象,2020年全年燃料电池汽车销量大概率在1500辆以内,相比2019年的3018辆明显下滑。

GGII通过对中国氢能与氢燃料电池汽车产业持续研究及跟踪,结合调研数据,展望2021年中国氢电行业十大预测:

一、政策

示范城市群落地,地方财政加码,燃料电池汽车产业将迎来发展春天

2020年9月21日,五部委联合下发《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,对补贴方式进行重大调整,以示范城市群为单位,实行“以奖代补”,正式确定了未来四年氢燃料电池汽车产业发展的总基调。

文件明确了示范城市的具体目标:(1)燃料电池汽车搭载的基础材料、关键零部件技术取得突破并产业化。(2)氢能经济性明显提高。氢气终端售价不超过35元/公斤。燃料电池汽车、关键零部件价格明显下降。(3)应用新技术的车辆加快推广用—整车1000辆,投运加氢站15座。(4)政策法规环境逐步建立并完善。

2020年10月27日,《节能与新能源汽车技术路线2.0》正式发布,确定了2025年燃料电池汽车保有量达到10万辆、2030-2035年燃料电池汽车保有量达到100万辆的发展目标。

与此同时,2020年以来,北京、广东、上海、山东、河北等省市纷纷发布氢能产业中长期发展规划及实施方案,加快氢能产业布局及发展,氢能产业有望成为地方经济增长的新动能。

中短期来看,政策鼓励和财政补贴是中国氢能产业发展的最大驱动力。

除了中央财政奖励,张家口等部分地方政府通过发行专项债券,抢抓氢能产业发展历史性机遇,进行各类氢燃料电池汽车的示范推广。实际上,2020年受疫情和政策调整影响,部分政府及市场订单出现延迟交付现象,导致产销量双双下滑。预期2021年,随着中央奖励及地方补贴政策落地,国内燃料电池汽车将迎来显著增长。

此外,2020年4月国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将氢能划入到能源种类中,2020年9月《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》团体标准正式发布,氢气作为能源属性的定位,以及IV型储氢瓶国家标准的完善出台,在氢能产业蓬勃发展的大背景下,相关立法及标准制定工作有望进一步推进。

二、应用端

商用车引领发展,专用车、特种车辆、叉车等特种设备、无人机、船舶等多领域示范应用

《节能与新能源汽车技术路线2.0》提到,将发展氢燃料电池商用车作为整个氢能燃料电池行业的突破口,首先以客车和城市物流车作为切入领域,重点是推广中大型客车、物流车,并逐步推广中重型卡、牵引车、港口拖车以及乘用车等。实际上,受益于燃料电池汽车产业的提质降本,除了交通运输领域,燃料电池在无人机、工程机械、船舶、热电联供、分布式发电、储能等领域均有广阔应用前景。

2020年2月,新研创能联合首航国翼开发的氢燃料电池无人机,实现长达331分钟的不间断室外飞行,其长续航优势得到充分体现。2020年6月,国家市场监督管理总局发布首个国家级无人机用氢燃料电池标准,有助于国内氢燃料电池无人机的商业化应用。

2020年5月,天津新氢动力发布国内首台3.5吨氢燃料电池叉车,后与天津港保税区签订五年共2000台氢燃料电池叉车订单。

2020年6月,国家交通运输部印发《内河航运发展纲要》,涉及氢能在内河航运中的应用,计划推广燃料电池等清洁动力船舶。实际上,早在2019年12月,中船重工712所便发布了全国首台500kW级船用燃料电池系统解决方案;在2020佛山氢能产业大会上,武汉众宇动力透露国内有千吨级燃料电池动力船舶正在开发中;2020年12月29日,浙江舟山市发布《关于加快培育舟山市氢能产业发展的指导意见》,目标到2022年、2025年分别新建或改建船舶20艘100艘以上,燃料电池船舶示范应用将进入加速阶段。

在工程机械领域,燃料电池新品纷纷推出。2020年7月,英国工程机械制造商JCB研发的全球第一台氢动力液压挖掘机正式亮相。2020年11月,徐工在上海宝马展上发布首款氢燃料电池渣土车,2020年12月,中联重科发布全球首台氢燃料环卫抑尘车,三一重工发布全球首台燃料电池搅拌车。

可以预见,2021年氢燃料电池将在国内更多领域进行示范应用。未来,随着技术升级和成本降低,燃料电池在热电联供、商业储能、便携式电源等领域前景可期。

三、市场规模

政策落地+北京冬奥会将临,2021年燃料电池汽车产量有望突破1万辆

2020年3月,为贯彻落实北京冬运会绿色办奥理念,张家口政府发布《张家口氢能保障供应体系一期工程建设实施方案》,方案提到2022年冬奥会期间张家口市投运的氢燃料电池汽车将达到2000辆。

此外,上海、北京、广东、山西、山东、江苏等氢能产业基础较好的省市纷纷发布氢能产业规划,据不完全统计,仅以下十个省份及直辖市明确规划的2023/2025年燃料电池汽车保有量分别达到3.5万辆和7.63万辆。预计2020年底国内燃料电池汽车保有量在8000辆左右,这意味着未来三年年均销量需达到9000辆以上,未来五年年均销量在13660辆以上。

2020年,受疫情和政策调整影响,部分订单将延至2021年释放,随着示范城市群政策落地,加之国内经济企稳、地方财政刺激,预计2021年氢燃料电池汽车产销量将呈现爆发式增长。保守来看,全年产销突破6000辆成为大概率事件,乐观估计,有望突破1万辆。

资料来源:各政府网站

四、资本市场

政策利好不断+新能源汽车市场火爆,带动3~5家以上氢电企业冲刺IPO

2020年,氢燃料电池产业在资本市场的热度不断提升,相关上市公司股价飞涨。国内,亿华通作为氢电产业第一股,2020年8月10日登陆科创板,上市首日股价上涨144.12%,收盘价187.12元,2020年12月31日,亿华通收盘价272.3元,总市值192亿元,同比上市首日上涨45.5%。

国外氢能企业,以普拉格能源(Plug Power,股票代码:PLUG)为代表,2020年股价从年初的3.16美元上涨至12月31日的33.91美元,上涨幅度高达973.1%,总市值超过150亿美元(约合人民币980亿元)。其中,普拉格第三季度实现总营收1.256亿美元,同比增长106%,环比增长73.4%,创造公司历史最高单季营收,预计2020年普拉格全年营收有望达到3.3亿美元(约合人民币21.6亿元)。

进入2020年以来,全球汽车产业加速向电动化转型,可再生能源装机容量继续快速增长,新能源产业成为资本市场的宠儿,特斯拉、宁德时代、隆基股份等公司市值创造历史新高。氢燃料电池汽车凭借长续航、耐低温等优势,作为纯电动汽车的重要补充,开始受到资本市场的关注。除亿华通上市之外,重塑股份、清能股份、新源动力、武汉理工、东岳未来氢能等产业链头部企业纷纷赢得资本市场的青睐。

基于科创板上市规则,目前达标或接近达标的公司有重塑科技、飞驰汽车、东岳未来氢能等产业链头部企业。2021年,预计至少有5家左右氢燃料电池企业向科创板冲刺。

五、加氢站

油氢合建站成主流,能源企业成投资主力,2021年国内加氢站总量有望突破200座

GGII数据显示,2019年建成加氢站中,油氢合建站占比为17.9%,2020年油氢合建站比例已达到一半左右,油氢合建站成为加氢站建设的主要模式。2020年以来,中石化、国家能源集团、国家电力投资集团、上海电力等央企或地方国企,加速在加氢站方面的投资布局,预期能源企业尤其是中石化、国家能源等央企将成为2021年加氢站建设的主力。

根据GGII统计,截至2020年10月31日,全国在建和已建的加氢站共126座,已经建成87座。据各地方政府氢能产业规划,到2021年,仅张家口、长治、江苏三地规划建成加氢站数量便达到96站(截至2020.09三地共建成9座)。保守估计,假设2021燃料电池汽车销量为6000辆,平均日耗氢15Kg,则对应加氢站新增量至少在90座以上(按1000kg/日计算),2021年国内加氢站有望突破200座。

六、价格

产能利用率不足+竞争策略+规模化降本,燃料电池电堆及系统2021年将继续降价30%左右

2020年,燃料电池成本快速下降,并超出市场预期。GGII调研发现,包括膜电极、双极板、燃料电池电堆、氢气循环泵、空压机等核心零部件价格均有明显下降,同比2019年降幅在20%-50%。其中,电堆、空压机价格腰斩,膜电极实现20%~30%降价,氢气循环泵价格降为1~2万元/台,国内氢气循环泵相比进口产品可便宜70%以上。

从燃料电池成本构成来看,膜电极占电堆成本60%-70%,电堆占系统成本约60%,2020年国产电堆成为主流,采用国产膜电极是降本的重要动力。国内,武汉理工氢电、鸿基创能、苏州擎动、唐锋能源等膜电极产品纷纷实现批量上车。此外,规模上量也促使双极板成本下降,包括石墨板和金属板。以金属板镀层为例,当需求达到年产100万片级别,加工费可由目前的百元级大幅下降至20元/片左右。

实际上,随着9月份“以奖代补”政策的发布,电堆企业竞相降价,国鸿氢能、氢璞创能、深圳氢瑞接连降价,将电堆价格降至2000元/kW以下,使得系统价格低于5000元/kW成为可能。

目前,国内膜电极、电堆、系统等产能虽利用率不足但仍处于扩张状态,市场竞争的白热化、需求量的提升带动规模化降本,燃料电池2021年将继续降价20%以上。

七、关键材料及零部件

国产化替代加速,最难啃的骨头只剩下碳纸

三大关键材料中,国产催化剂、质子交换膜已经上车,预计2021年进行批量化上车应用,而气体扩散层仍处于验证阶段,预计2022能实现上车。

催化剂:国产催化剂已经上车,苏州擎动、喜玛拉雅等多家企业自产自用,济平新能源在佛山建成首条全自动化燃料电池催化剂生产线,但催化剂主流市场份额依然被外资企业占据。

质子交换膜:搭载苏州科润NEPEM-3015质子交换膜的产品已完成上车公告,东岳未来氢能150万平/年质子交换膜产线一期正式投产,国电投氢能的自主化质子交换膜应用在自家氢腾FC-ML80电堆中。

气体扩散层方面,通用氢能建成国内第一条卷对卷连续化生产GDL产线,年产能10万平米,并于2020年首次批量交付。值得一提的是,气体扩散层所用到碳纸原材料,核心技术掌握在日本东丽和德国SGL、美国AvCarb等少数企业手中,碳纸及原材料成为关键材料中最难啃的骨头。

氢燃料电池系统零部件中,DCDC基本实现国产化,2020年国产空压机市场份额超过90%,氢气循环泵实现批量上车。其中,氢气引射器将加速氢循环系统的国产化进程,浙江宏昇、鸾鸟电气、未势能源等纷纷推出引射器产品,并陆续进入上车验证阶段,预计2021应用案例会明显增多。增湿器方面,目前还是进口产品为主,但国内伊腾迪、魔方新能源、同优汽车等企业先后推出相关产品,经过一年多的验证,预计2021年国产增湿器可实现批量上车应用。

乐观估计,到2022年氢燃料电池产业链有望完全实现国产化。当然,70MPaIV型储氢瓶、加氢枪、70MPa加氢站用压缩机等加氢、储氢设备,国产化依然任重道远。

八、燃料电池技术

国内外技术差距进一步缩小,体积功率有望突破5.0kW/L,单堆功率超过180kW

2020年主流电堆企业相继推出大功率产品,电堆体积功率密度纷纷超过或达到2014款丰田MIRAI电堆水平,国产技术升级迭代不断加快,与行业标杆丰田的技术差距进一步缩小。随着国内膜电极功率密度的提升、金属双极板流道设计的优化,预计2021年在性能指标上会有媲美丰田2020MIRAI的产品出现。

此外,2020年9月,氢璞创能联手鸿基创能承担江苏省200kW燃料电池电堆研发项目,目标到2022年成功实现产业化应用。目前,国内已有超过五家企业电堆功率超过150kW,随着空压机等BOP产品配套功率的升级,2021年国产电堆峰值功率有望突破180kW。

九、销售车型

2021年燃料电池客车、氢电重卡二分天下

GGII发布的《燃料电池汽车月度数据库》统计显示,2020年1-11月份合计销量为1288辆,其中燃料电池客车销量为1151辆,占比89.4%,燃料电池专用车销量为137辆,占比仅10.4%,客车成为2020年示范推广的绝对主力。2021年是备战2022年北京冬奥会的关键年,冬奥会期间,张家口投运的氢燃料电池汽车有望达到2000辆(目前约200辆),预计以客车为主,按照客车80%的占比,仅冬奥会带来的燃料电池客车增量便高达1440辆,加上各示范城市群大多以客车作为前期示范的重点,预期2021年氢燃料电池客车的销售占比将保持在60%以上。

同时,氢燃料电池重卡(氢电重卡)成为2020年行业内的热点,重卡车型明显增多。2020年9月发布的“以奖代补”政策,示范推广车型向中重卡倾斜,尤其是总重量在31吨及以上、系统额定功率≥110kW的重卡车型可获最高54.6万元的中央财政奖励。GGII对2020年发布的13批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》进行统计,清能股份、重塑科技、上海杰宁、亿华通、上燃动力、捷氢科技、金华氢途、雄川氢能、海卓科技等9家燃料电池企业配套12款氢电重卡(主要指半挂牵引车和自卸汽车)。目前,部分氢电重卡已实现具体运营场景交付,市场意向订单及投放计划不断增多,仅上汽红岩一家便规划未来4年将落地超10000台氢电重卡。

截至2020年12月31日,国内氢电重卡市场订单超过500辆,实现交付运营81辆。随着氢能示范城市群和奖励/补贴政策的落地,氢电重卡将在2021年密集落地进行示范运营,销量迎来一波小爆发。客车和重卡车型将占据2021年氢燃料电池汽车市场的主要份额。

十、市场竞争

国内外企业同台竞技,国外巨头纷纷入局引发鲶鱼效应外资进军中国氢电市场愈来愈近。

2020年12月28日,国家发改委与商务部联合发布《鼓励外商投资产业目录(2020年版),涉及氢能源及氢燃料电池的包含氢气的制储运及压缩、液化设备、车载IV型储氢瓶、碳纸、质子交换膜、低铂催化剂等关键材料和零部件,电堆、系统及BOP等,其中大部分均为国外占据明显技术优势的产品。此前几天,财政部下发2021年关税调整方案,从1月1日开始下调燃料电池催化剂、质子交换膜、增湿器等5项的进口关税,同比2020年税率降幅最大达到5%。

实际上,自2019年以来,丰田、现代、爱尔铃克铃尔等外资品牌纷纷推出新的燃料电池产品并制定进军中国市场的计划。

2019年4月,爱尔铃克铃尔汽车部件(中国)有限公司对外宣布在苏州建设燃料电池测试实验室,并计划于2020年底建成燃料电池全自动组装生产线,年产电堆万台以上。

2019年10月,Power Cell在中国成立全资子公司保胜燃料电池(上海)有限公司,开始推广销售燃料电池电堆产品。

2020年6月,丰田联合亿华通、北汽、一汽、东风及广汽成立燃料电池研发中心,旨在进行商用车燃料电池系统研发。8月,搭配丰田电堆的峰值功率高达186kW的福田牌客车上工信部公告。11月,在第三届中国国际进口博览会上,丰田推出首款中国本地化研发的氢燃料电池车FCEV柯斯达,并将服务2022年北京冬奥会。

2020年9月,博世宣布将研发卡车专用的燃料电池动力总成技术,并计划于2022年至2023年间开始量产。12月,博世中国与庆铃汽车(集团)有限公司宣布将成立合资公司,专注于燃料电池系统的开发和应用,庆铃汽车在国内商用车领域的市场地位在一定程度上将促进合资产品的落地应用。实际上,博世中国的氢燃料电池中心已于19年底在无锡奠基,计划2020年底建成,2021年实现小批量生产。

2020年10月,现代汽车同上海电力股份有限公司、上海舜华新能源系统有限公司、上海融和电科融资租赁有限公司达成合作协议,为商用车进入中国市场铺路。现代汽车集团(中国)计划,从2021年起,现代汽车将以进口方式向中国市场引入NEXO氢燃料电池车,在试点城市进行商业化试运营;2022年,在中国推出氢燃料电池中型卡车,其后逐步推出氢燃料电池重型卡车。

一方面,通过氢能城市示范群,以奖代补鼓励自主创新,强强联合进行技术攻关,加速国产化替代;另一方面,敞开大门鼓励外资进入,以独资或合资的形式引进具有国际先进水平的技术,可以对“卡脖子”的高端技术突破起到催化作用。

展望未来,能源安全和碳中和愿景是中国氢能产业发展的不竭动力。2021年,作为“十四五”规划的开端之年,氢燃料电池汽车在国家示范城市群政策落地、北京冬奥会交通保障需求、社会资本助推等多方力量的共同发力下,将迎来高速成长期。


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