燃料電池序幕開啟，市場關(guān)注度空前高漲：兩會期間，眾多參會代表多次提及發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的提案、建議等，主要包括戰(zhàn)略地位提升、加大技術(shù)研發(fā)投入、補(bǔ)貼政策和完善基礎(chǔ)實(shí)施等，市場關(guān)注度空前高漲。2018 年 8月份，濰柴動力對巴拉德進(jìn)行約 1.63 億美元的股權(quán)投資，將持有其 19.9%股權(quán)，成為巴拉德第一大股東。同時濰柴宣布 2021 年前為商用車提供至少 2000套燃料電池模組，這是全球歷史上規(guī)模最大的商用車燃料電池汽車部署計劃。另外 2019 年有望開始實(shí)施“十城千輛”推廣計劃，國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化大幕逐漸拉開。

 

　　■ 兼具高能量密度與零排放特性，氫燃料電池市場潛力巨大：氫燃料電池通過氫氣和氧氣電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能(核心部件為雙極板、電解質(zhì)、擴(kuò)散層、催化劑)，具有極高的能量密度并兼具零排放特點(diǎn)，無疑是市場所追求的最具潛力能源利用方式，2018 年預(yù)計總體出貨量可達(dá) 803MW。 燃料電池的特殊優(yōu)勢使其在燃料電池汽車、無人機(jī)、 IDC 、通信設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大。 根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)預(yù)測 ， 未來十年燃料電池市場空間將達(dá)到3400 億元以上。

 

 

　　■ 政策力挺燃料電池技術(shù)，多方下游應(yīng)用進(jìn)程加速：國家補(bǔ)貼政策給予燃料電池車高補(bǔ)貼且 2020 年前不退坡，ZEV、碳稅等經(jīng)濟(jì)手段的出臺都為燃料電池最大的潛在市場——新能源汽車市場形成有力推動。此外，燃料電池的一系列特性使其在通信、軍用等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用空間，政府也出臺了相關(guān)政策給予指引。市場需求、政策雙驅(qū)動，多項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域有望同步發(fā)展。

 

　　■ 技術(shù)引進(jìn)、投資并購助力燃料電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速：我國現(xiàn)階段燃料電池車產(chǎn)業(yè)技術(shù)滯后于國外先進(jìn)公司。2016 年，國鴻氫能和大洋電機(jī)引進(jìn) Ballard燃料電池核心部件(PEMFC 電池系統(tǒng))技術(shù)并達(dá)成股權(quán)、制造等項(xiàng)目合作；2018 年濰柴動力對巴拉德進(jìn)行股權(quán)投資，成為其第一大股東，同時在成立合資企業(yè)，眾多的合作進(jìn)展極大地促進(jìn)中國商用車燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 

　　■ 成本快速下降，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國外技術(shù)的不斷突破，讓我們看到了氫燃料電池成本下降路徑。重整法制氫成本已可媲美燃油(約合 1.25 美元/kg)、電池系統(tǒng)成本 2015 年約 53 美元/kW，2020 年有望下降至 40 美元/kW，同時我國廢氫的利用將使使用成本進(jìn)一步降低。

 

　　燃料電池性能優(yōu)越，市場關(guān)注度與日俱增

 

　　燃料電池轉(zhuǎn)換效率高 、排放污染小，性能優(yōu)勢明顯 。燃料電池通過燃料的電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電能，相當(dāng)于一個小型發(fā)電裝臵(主要包括雙極板、電解質(zhì)、擴(kuò)散層、催化劑)。氫燃料電池汽車通過罐裝氫氣，與空氣反應(yīng)產(chǎn)生電能推動車輛，具有無污染及能量轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)。

 

　　根據(jù)電解質(zhì)和燃料的不同，燃料電池分為六類：質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、堿性燃料電池(AFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、磷酸燃料電池(PAFC)。每一種類電池特性不同，應(yīng)用領(lǐng)域也有所區(qū)別。

 

 

　　1。 受益交通應(yīng)用拉動，PEMFC 出現(xiàn)跨越式發(fā)展PEMFC 出現(xiàn)跨越式發(fā)展。2011-2018 年，PEMFC、SOFC、MCFC 三種類型電池占據(jù)了歷年總出貨量的 90%以上。其中，受交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求拉動，PEMFC 在 2011-2017 年出貨量連續(xù)出現(xiàn)了跨越式增長，年均復(fù)合增長率為 42.57%；SOFC、MCFC 在固定式電站或熱電聯(lián)產(chǎn)上應(yīng)用較為成熟。

 

 

　　燃料電池應(yīng)用市場出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化。2015 年之前，燃料電池應(yīng)用以產(chǎn)業(yè)和商業(yè)用途及家庭用途領(lǐng)域?yàn)橹鳎蛉剂想姵仄嚿虡I(yè)化不斷落地的催化，下游市場已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化。

 

　　2011-2014 年，PEMFC 在燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域的占比保持在 40%左右；2015 年開始，PEMFC的應(yīng)用占比快速提升。根據(jù) E4tech 統(tǒng)計，2017/18 年 PEMFC 在燃料電池應(yīng)用中的占比已經(jīng)達(dá)到了 70%以上。

 

 

　　2。 全球燃料電池市場空間有望達(dá)到 3400 億，PEMFC

 

　　燃料電池市場增長潛力巨大 。根據(jù) Fuji Keizai 預(yù)測，到 2025 年全球燃料電池市場有望達(dá)到5.2 萬億日(約合人民幣 3,400 億元)元，其中燃料電池汽車市場規(guī)模將超過 50%。2011 年燃料電池汽車市場僅為 3 億日元，未來隨著技術(shù)升級、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的完善、政策支持力度加大，預(yù)計到 2025 年全球燃料電池汽車市場有望擴(kuò)大到2.91 萬億日元(約合人民幣 1,900億元)，占整體市場一半以上。

 

 

　　2。 全球燃料電池市場空間有望達(dá)到 3400 億，PEMFC燃料電池市場增長潛力巨大 。根據(jù) Fuji Keizai 預(yù)測，到 2025 年全球燃料電池市場有望達(dá)到5.2 萬億日(約合人民幣 3,400 億元)元，其中燃料電池汽車市場規(guī)模將超過 50%。2011 年燃料電池汽車市場僅為 3 億日元，未來隨著技術(shù)升級、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的完善、政策支持力度加大，預(yù)計到 2025 年全球燃料電池汽車市場有望擴(kuò)大到2.91 萬億日元(約合人民幣 1,900億元)，占整體市場一半以上。

 

 

　　新能源汽車應(yīng)用空間廣闊，新興市場機(jī)會有待深入挖掘

 

　　燃料電池在民用領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在電站(含熱電聯(lián)產(chǎn)) 和交通運(yùn)輸領(lǐng)域。早期燃料電池的應(yīng)用主要集中在潛艇、航天等特殊領(lǐng)域，且技術(shù)已相對成熟。近來來，燃料電池在民用領(lǐng)域的應(yīng)用正在提升。在民用領(lǐng)域，燃料電池的應(yīng)用主要包括固定式電源、交通運(yùn)輸和便攜式電源三大類領(lǐng)域。

 

 

　　交通領(lǐng)域應(yīng)用的商業(yè)化進(jìn)程正在加速。受益各國政策支持，汽車技術(shù)上取得較大突破，豐田、本田、現(xiàn)代等均推出了各自的量產(chǎn)燃料電池汽車，燃料電池在交通領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程正在加速。

 

 

　　從市場結(jié)構(gòu)來看，交通運(yùn)輸領(lǐng)域成長性最強(qiáng) 。2018 年，全球燃料電池系統(tǒng)的容量預(yù)計為803.1MW，2011-2018 年間復(fù)合增長率達(dá) 32.95%。從總量上看，與大規(guī)模商業(yè)化仍存在一定差距。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，固定式電站領(lǐng)域的應(yīng)用占比從 2013 年開始逐步下滑，2018 年占比約 30%；便攜式領(lǐng)域的容量占比很小，幾乎可以忽略。

 

 

　　然而，交通領(lǐng)域的應(yīng)用占比在從 2013 年開始逐年出現(xiàn)大幅提升，2016 年首次超越固定式，達(dá)到近 60%，2018 年占比近 70%。

 

 

　　1。 交通運(yùn)輸領(lǐng)域 ： 氫燃料電池， 新能源車未來發(fā)展方向

 

　　1.1。 氫燃料電池車的發(fā)展存在市場基礎(chǔ)和政策基礎(chǔ)

 

　　氫燃料電池汽車是我國新能源汽車發(fā)展的主要技術(shù)路徑之一。氫燃料電池汽車在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中國制造 2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重要戰(zhàn)略綱要中，均被列為要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。氫燃料電池車主要由燃料電池系統(tǒng)(包含反應(yīng)堆、空氣壓縮機(jī)等)、儲氫裝臵、輔助電池、控制裝臵和驅(qū)動電機(jī)構(gòu)成，具備續(xù)航力強(qiáng)、噪音低、零排放等特點(diǎn)。

 

 

　　我國對燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃早在 2001 年就已經(jīng)啟動，2001 年的―863 計劃——電動汽車重大專項(xiàng)‖項(xiàng)目，確定了“三縱三橫”戰(zhàn)略，其中“三縱”即包括純電動、混合電動、燃料電池汽車。到到 2015 年，《中國制造 2025 》規(guī)劃綱要出臺，提出了燃料電池汽車的三步發(fā)展戰(zhàn)略，最終在 2020 年，達(dá)到生產(chǎn) 1000 輛燃料電池汽車并進(jìn)行示范運(yùn)行的目標(biāo)。

 

 

　　技術(shù)方面 ，科技部《“十三五”電動汽車規(guī)劃》給出指引，未來幾年需要攻克薄金屬雙極板表面改性技術(shù)、車用燃料電池耐久性技術(shù)、推進(jìn)加氫站建設(shè)和燃料電池汽車示范運(yùn)行等多項(xiàng)工作，關(guān)鍵基礎(chǔ)器件、燃料電池系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施與示范三個方面需繼續(xù)加大研發(fā)和投入力度。

 

 

　　燃油電池汽車補(bǔ)貼 2020 年前不退坡 。為了達(dá)到上述規(guī)劃目標(biāo)并攻克技術(shù)難題，中央自 2009年起對燃料電池汽車持續(xù)地給予財政補(bǔ)貼和稅收減免，近幾年的財政補(bǔ)貼積極促進(jìn)燃料電池汽車的市場化導(dǎo)入。根據(jù)中央的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，2013-2015 年，燃料電池乘用車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)逐年遞減 5%，從 2013 年 20 萬元降低到 2015 年的 18 萬元，但根據(jù)《關(guān)于 2016-2020 年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》，2016-2020 年又重新恢復(fù)到 20 萬元，而純電動和插電混合乘用車的補(bǔ)貼逐漸退坡。除此之外，還給予燃料電池商用車中型 30 萬、重型 50 萬的補(bǔ)貼。

 

 

　　1.2。 氫燃料車vs鋰電池車：燃料補(bǔ)充迅速和續(xù)航里程是優(yōu)勢

 

　　兩種新能源車的綜合能源利用效率均高于傳統(tǒng)汽車。對比三種不同化石能源利用效率(內(nèi)燃機(jī)為 37%，燃料電池為 45.7%，鋰電池為 49.2%)，鋰電池和燃料電池較傳統(tǒng)燃油汽車均有較大優(yōu)勢。

 

 

　　當(dāng)前鋰電池車產(chǎn)業(yè)發(fā)展更為完善、積累的運(yùn)行數(shù)據(jù)更多；但燃料電池更適合長續(xù)航里程的運(yùn)輸車輛，兩種路線并重更符合我國當(dāng)前的國情。中科院歐陽明高院士在多個場合明確提出：氫燃料電池更適合替代使用柴油的長途運(yùn)輸車輛以及客車領(lǐng)域，鋰離子電池更適合應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域。

 

 

　　燃料電池車與鋰電池最大不同在于驅(qū)動力來源。燃料電池車動力來源包含電池控制器、儲氫裝臵、電池堆、輔助蓄電池、燃料處理器、壓縮機(jī)和加濕器，而鋰電池車主要包含電池控制器、電池組、車載充電器，其他部件兩種車相似。

 

 

　　燃料電池汽車?yán)m(xù)航及加氫時間優(yōu)勢明顯。進(jìn)一步對比氫燃料車和純電動車性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)氫燃料電池汽車在續(xù)航里程及能量補(bǔ)充時間上具明顯優(yōu)勢。續(xù)駛里程很大程度上由電池系統(tǒng)能量密度決定。鋰電池系統(tǒng)的平均能量密度約為 140-160Wh/kg，PEMFC 燃料電池的能量密度高達(dá) 1800Wh/kg。

 

 

　　反應(yīng)到具體車型上，純電動車如比亞迪 e6 及特斯拉的等續(xù)駛里程較遠(yuǎn)的車型，續(xù)航可達(dá)400km 以上；而氫燃料車豐田 Mirai 續(xù)航里程可達(dá) 650km 以上。能量補(bǔ)充上，純電池車直流快充時長在 2-3 小時，氫燃料車一次加氫只需 3-5 分鐘。

 

　　1.3。 豐田 Mirai ：燃料電池領(lǐng)跑者，專利公開掀起產(chǎn)業(yè)化浪潮

 

　　豐田于 2014 年 11 月發(fā)布 Mirai 燃料電池汽車，續(xù)航里程可達(dá) 500km，儲氫重量約 5kg，加氫時間 3 分鐘左右，百公里加速 9.6 秒，補(bǔ)貼后售價約 26 萬人民幣，其性能已經(jīng)與現(xiàn)有電動車領(lǐng)頭羊 Tesla Model S 車型媲美。

 

 

　　2015 年 1 月，豐田宣布在全球求范圍內(nèi)開放耗時 20 多年、耗資上千億資金開發(fā)的 5680 項(xiàng)燃料電池技術(shù)專利，其中包括 Mirai 的 1970 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)專利。 從商業(yè)戰(zhàn)略的角度看，我們認(rèn)為豐田此舉已經(jīng)昭示其技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，進(jìn)入了技術(shù)優(yōu)化和商業(yè)生態(tài)構(gòu)建的階段。

 

 

　　1.4 國內(nèi)外車企加大燃料電池汽車布局

 

　　全球多家車企量產(chǎn)氫燃料電池乘用車 ?，F(xiàn)代 ix35 FCV 于 2013 年上市，隨后豐田、本田相繼推出 Mirai 和 Clarity Fuel Cell。歐洲市場目前量產(chǎn)的主要有奔馳 GLC F-Cell(混動)，奧迪h-tron Quattro 作為概念車并未上市，2018 年現(xiàn)代推出升級版的 NEXO Blue，續(xù)航里程和百公里加速均有大幅提升。國內(nèi)市場暫無氫燃料電池乘用車上市，上汽集團(tuán)開發(fā)一款榮威 950(混動)版燃料電池汽車，實(shí)現(xiàn)自主技術(shù)突破，并未量產(chǎn)。

 

 

　　目前已有多家國際車企公布?xì)淙剂想姵爻擞密噾?zhàn)略布局和銷量規(guī)劃。乘用車方面，國內(nèi)上汽、長城等車企也有明確規(guī)劃；商用車方面未來會是中國燃料電池汽車發(fā)展的主力。