1.3、行业步入商业运用推广阶段,规模居世界前列
国内商业运用刚起步,年销规模千辆
国内燃料电池汽车自 2001 年起度过了约 15 年的技术积累时期。通过国 家项目引导、校企联合开发、重大活动试运营,企业完成燃料电池汽车技术 探索和优化,达到量产、投放市场的标准。
2016 年之前,我国燃料电池汽车的应用以依托重大活动开展短期示范 运行为主。例如 2008 年北京奥运会,有 20 辆上汽大众帕萨特燃料电池轿车 作为赛事公务用车投入使用,3 辆北汽福田燃料电池公交车进行为期一年的 示范运行。2010 年上海世博会,共有 196 辆燃料电池汽车参加运行。其中, 燃料电池轿车 90 辆、燃料电池公交车 6 辆、燃料电池观光车 100 辆。
2016 年后,燃料电池汽车在公交、物流等领域开展有规模、长期的示 范运行和商业化推广。
根据工信部公布的《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目 录》和《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,2016 年起进入工信部产品 目录的燃料电池汽车车型数逐年增长。截至 2019 年 11 月,有 114 个车型 进入产品公告,较 2018 年全年增加 20 款车型。
2016 年起燃料电池汽车运用推出规模破百辆,销量稳步增长。据中汽 协数据,2018 年国内燃料电池汽车销量为 1527 辆,同比 19.8%;2019 年 1-11 月累计销量为 1337 辆,考虑通常 12 月为全年销量高峰,2019 年全年 销量或实现同比增长。
北美、中日韩是燃料电池汽车发展主要地区,全球销量规模近万辆
根据 MarkLines 的数据,2018 年海外地区燃料电池汽车销量 5057 辆, 同比 51.2%;2019 年前 11 月累计销量 7370 辆,同比 59.5%。
从销量地区分布看,海外燃料电池汽车销量集中在北美和日韩。截至 2019 年 11 月,韩国燃料电池汽车销量 3207 辆,居全球首位;美国销量 1978 辆,加拿大销量 989 辆,日本销量 708 辆。欧洲整体销量 488 辆,分布在 12 个国家中。
综合国内销量数据,2018 年全球燃料电池汽车销量 6584 辆,同比 42.5%;2019年前11月全球累计销售8707辆燃料电池汽车,同比 77.6%, 中国在韩国和美国之后位列全球销量第三。
海外在售的燃料电池汽车主要是丰田 Mirai、本田 Clarity、现代 Nexo。 2018 年,丰田 Mirai 销量为 2393 辆,占比 47%;本田 Clarity 销量为 1779 辆,占比 35%;现代 ix35 销量为 887 辆,占比 18%。
2、产业链解析:上游外资把控,下游格局未定整个燃料电池汽车产业链所涉及的行业广泛,可分两条主链:车辆端产 业链和氢气端产业链,分别对应购车环节和用车环节。两条产业链的发展相 辅相成,只有当两条链都发展成熟,燃料电池汽车才能真正普及应用。
氢气端产业链涉及广泛,涵盖能源化工、交通运输和机械设备等。产业 链从上游到下游依次为:氢气制取、运输存储、加氢站。
车辆端产业链主要涉及电堆及其零部件设计生产、燃料电池系统集成、 整车设计生产和运用场景。本篇报告主要解析车辆端产业链具体构成和市场 竞争格局。
2.1、燃料电池汽车系统组成
燃料电池汽车独特之处在于其动力系统。除了锂电池、驱动电机以外, 其动力系统包括:燃料电池电堆、燃料电池辅助系统、DCDC 和散热系统。 具体组构成如下:
燃料电池辅助系统:空滤/消音器、空压机、氢喷射器、各种阀件(进气 截止阀、背压阀、旁路阀、减压器、排氢电磁阀)、氢循环泵、增湿器、氢 瓶、电控(CVM、FCU)、氢瓶;
燃料电池电堆:双极板、膜电极 MEA(质子交换膜、催化剂层、气体扩 散层)、端板、垫圈/密封圈、集流板;
其他:DCDC、散热系统(水泵、去离子器、中冷器、风扇、节温器、 散热器)。
根据燃料电池汽车系统的组成,我们把燃料电池汽车的产业链从上游到 下游依次化分为电堆及其零部件、辅助件及系统集成、整车制造及应用:
1) 上游:电堆及其零件/材料是整个燃料电池汽车产业的核心,技术门 槛较高。目前这一领域主要以国外供应商为主。
2) 中游:将电堆和辅件集成为燃料电池系统。辅件的关键零部件是空 压机。系统不同的集成方案以及控制算法对系统的性能和可靠性有 很大影响。
3) 下游:整车集成及运用。整车集成核心是动力系统匹配、热管理设 计、能量管理策略。
2.2、电堆及其零部件:高成本、高壁垒,外资为主
电堆是燃料电池的核心,根据美国能源部(DOE)的测算,电堆在燃料 电池系统中约占成本的 60%。电堆由膜电极(由质子交换膜、气体扩散层、 催化剂层组成)、双极板、端板、集流板等组成。其中,核心部件膜电极和 双极板约占电堆成本的 64%和 18%。按当前一套 30kW 燃料电池系统售价 50 万元计算,电堆价格在 30 万元左右。