燃料电池汽车的定义及重要性
燃料电池汽车是一种无污染车辆,通过储存在车载储氢罐中的高压氢气和从燃料电池系统中的环境空气中提取的氧气之间的反应产生电力。由于燃料电池汽车所需的电力通过氢气和氧气电化学反应产生,能量产生过程的副产品仅有纯水,且在运行过程中可从环境中去除超细粉尘,因此燃料电池汽车作为一种未来的生态友好型交通工具而备受关注。
燃料电池重卡优势
燃料电池重卡和电动重卡均为燃油重卡的替代品。然而,相比之下,电动重卡面临著明显挑战,特别是在有效负载能力、货运量等关键方面。有效负载能力和货运量是影响运输货物的重型车辆作为生产性资产价值的重要指标。电动重卡在上述两个方面一般较为落后,尽管全生命週期成本可能相当。这种差异可以类比为租用一处带有共享设施的物业,由于共享使用的增加,实际效用价值会减弱。
这种固有的限制极大地影响了电动重卡创造价值的能力,特别是在需要长途重载货运的情况下。因此,在比较电动重卡与其他替代车辆时,必须强调这一点。通过燃料电池重卡与燃油重卡之间的比较,倘燃料电池重卡在全生命週期成本上更为有利,则大规模使用燃料电池重卡替代燃油重卡将成为可行。
2023年,政府补贴后的氢燃料电池重卡的全生命週期成本低于传统能源重卡,自2027年起,无政府补贴的氢燃料电池重卡的生命週期成本预计低于燃油重卡。自2028年起,燃料电池重卡的生命週期成本预计低于电动重卡。2050年,由于氢燃料电池系统的规模效应及技术进步,氢燃料电池重卡的生命週期成本将会大幅下降,生命週期成本将下降至人民币2.52百万元,低于电动重卡的成本。
于2023年,全球燃料电池汽车销量达14,172辆。从2018年的5,471辆发展至2023年的规模,行业整体增长较快,複合年增长率为21.0%。此外,随著多个国家加大对氢燃料汽车行业投资,全球燃料电池汽车的整体市场规模预计于2028年达到426,214辆,2023年至2028年的複合年增长率为97.5%,逐步取代燃油车的趋势日益凸显。于2023年,全球燃料电池汽车的市场规模达21亿美元,全球燃料电池汽车的市场规模自2018年发展至9亿美元以来按複合年增长率21.3%增长。随著各国积极部署清洁能源汽车市场,燃料电池汽车的市场规模预计于2028年将达到344亿美元,2023年至2028年的整体複合年增长率高达74.9%。
2023年,按销量计,中国佔全球燃料电池汽车市场份额约41.2%。于2018年至2023年,中国燃料电池汽车的整体市场规模由2018年的1,527辆增至2023年的5,843辆,複合年增长率为30.8%。政府自2021年起大力推动氢能示范区市建设。因此,得益于有力政策扶持、核心技术持续突破、基础设施不断完善及生产成本进一步降低,且随著市场发展进一步加快及乘用车逐步普及,燃料电池汽车生产将逐渐产生规模效应。
预计中国燃料电池汽车销量将于2028年增至150,889辆,2023年至2028年的複合年增长率为91.6%。于2023年,按销售额计,中国佔全球燃料电池汽车市场份额约47.3%。中国燃料电池汽车的市场规模由2018年的人民币24亿元增至2023年的人民币70亿元,複合年增长率为24.0%。燃料电池汽车的市场规模预计于2028年将达到人民币1,023亿元,2023年至2028年的複合年增长率为71.2%。
中国燃料电池重卡的销量于2023年为3,653辆,预计于2028年为96,676辆,複合年增长率高达92.5%。此外,由于其在国内汽车市场的渗透率整体上升,燃料电池重卡市场快速发展,未来主要用于重卡的燃料电池的发展战略向好,前景十分可观。
中国燃料电池汽车行业的未来趋势
• 燃料电池汽车的推广正在由政策驱动转向市场驱动
短期来看,以奖代补政策是推动燃料电池汽车行业发展的驱动力。但中长期看,燃料电池汽车的广泛推广将逐步摆脱对政策补贴的依赖,由示范城市群向非示范城市群拓展。
燃料电池汽车能否大规模推广主要取决于燃料电池汽车的全生命週期成本(TCO)。当燃料电池汽车的全生命週期成本低于传统燃油车时,将实现对燃油车的替代。燃料电池汽车的全生命週期成本主要由购置成本和能源使用成本构成。一方面,燃料电池技术的不断进步推动燃料电池汽车购置成本降低;另一方面,上游制储运加技术的进步将推动氢气终端价格的降低,进而减少燃料电池汽车的能源使用成本。
基于上述降本因素,目前行业内的趋势是在低价氢资源丰富的地区推广燃料电池汽车,主要聚焦在工业副产氢资源丰富的地区。综合目前的技术发展情况来看,工业副产氢是一种低成本的制氢方式,在这些地区推广燃料电池汽车意味著更低的能耗成本和更低的全生命週期成本,使得燃料电池汽车与传统燃油车相比更具经济性。
例如在山西等省份,化工企业如焦碳厂、钢厂、氯硷厂聚集,存在良好的工业副产氢产业基础。从供给端看,这些地区的燃料电池汽车为企业提供更低的运输成本;从需求端看,低价氢地区聚集的化工企业等存在长距离运输的需求,正是燃料电池汽车擅长的下游应用领域。
截至2023年,在中国,应用在大宗货物运输场景中的重型卡车保有量超过100万辆。因此,未来燃料电池汽车市场将逐步向低价氢地区扩张,最终替代传统燃油车。即便未来政策补贴退坡,燃料电池汽车仍然具有广阔的应用场景,能够保持较高的增速。
• 燃料电池汽车的应用预计将继续多样化
随著燃料电池汽车在公共汽车及物流中的商业应用,预计其未来应用将会向更多领域扩展。随著氢能及燃料电池系统技术的持续进步及成本降低,预计其应用将会扩展至包括特定路线的轨道运输及乘用车、城际物流、城际客运等领域。考虑到不同地区能源结构的差异,燃料电池汽车及电动汽车将长期共存,在市场应用中相互补充。
由于燃料电池汽车及纯电动汽车可形成互补能源,在不同场景下发挥其优势而规避各自的劣势,预计日后将长期维持共存模式。
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