中汽數(shù)據(jù)有限公司 王建建 胡辰樹
氫能具有清潔高效、來源廣泛特征,是具有戰(zhàn)略意義的能源載體,開發(fā)和利用氫能是當(dāng)前全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和能源轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略方向。加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是我國構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系,推動能源生產(chǎn)和消費革命創(chuàng)新發(fā)展的重要舉措,也是應(yīng)對全球氣候變化、保障國家能源安全和促進(jìn)綠色低碳發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。
燃料電池汽車具有零排放、高效率、長續(xù)航、儲氫能量密度高和加氫時間快等顯著優(yōu)勢,是目前氫能應(yīng)用的重要領(lǐng)域,也是我國新能源汽車三大技術(shù)路線方向之一。近年來,在國家和地方產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)、行業(yè)投資熱情高漲、產(chǎn)業(yè)鏈體系不斷完善、產(chǎn)品技術(shù)水平持續(xù)提升等系列有利因素下,我國燃料電池汽車正在從技術(shù)研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。同時,燃料電池汽車示范應(yīng)用區(qū)域和規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,截至2020年底,我國燃料電池汽車?yán)塾嬐茝V近8000輛,投入運營加氫站101座,全球走在前列。
目前我國燃料電池汽車尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,市場規(guī)模還比較小,與純電動汽車早期市場特征相似,車型結(jié)構(gòu)以公交車和物流車為主。2020年我國燃料電池汽車銷量為1497輛,同比下降53%。燃料電池專用車銷量146輛,占比9.7%,同比下降92.7%,專用車細(xì)分市場的大幅下滑導(dǎo)致整體銷量回落(如圖1)。
圖1 我國燃料電池汽車近兩年趨勢圖
政策調(diào)整對市場表現(xiàn)影響明顯。2020年盡管全行業(yè)受新冠肺炎疫情影響,但對于燃料電池汽車而言,補貼政策調(diào)整影響更為明顯,由于市場仍處于政策推動市場增長期,典型特征表現(xiàn)為政策調(diào)整造成市場大幅波動。2020年9月21日,國家五部委發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,明確將燃料電池汽車的購置補貼政策調(diào)整為示范應(yīng)用支持政策,設(shè)定四年示范期,采取“以獎代補”方式,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵。
按照既有政策導(dǎo)向,未來我國氫能和燃料電池汽車發(fā)展重點和政策將向示范城市群集聚,但是直到2020年年底,示范城市群未明確,導(dǎo)致車企和應(yīng)用端主體一直處于觀望中,影響了多數(shù)地方政府推廣燃料電池汽車的積極性和企業(yè)的投放決策,導(dǎo)致下半年市場訂單需求未釋放或延期釋放。
盡管2020年燃料電池專用車市場大幅下滑,但參與的車企類型和數(shù)量增加,傳統(tǒng)主流商用車企業(yè)加快燃料電池產(chǎn)品研發(fā),新公告車型大幅增加,滿足不同場景示范應(yīng)用需求。
車型品類結(jié)構(gòu)不斷豐富。2020年燃料電池專用車以附加值較高的冷藏車和保溫車為主,在上一年廂式運輸車、冷藏車、保溫車基礎(chǔ)上增加了牽引車、垃圾車、灑水車,燃料電池汽車向多元化發(fā)展邁出重要一步,市場終端不同應(yīng)用場景有了相應(yīng)的車型供給,如圖2所示。
圖2 2020年我國燃料電池專用車終端市場車型結(jié)構(gòu)情況圖
重型化取得積極進(jìn)展。2020年工業(yè)和信息化部《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》上榜的281款燃料電池汽車中,專用車上榜75款,占比26.7%,總質(zhì)量12t及以上36款,占專用車上榜數(shù)的48%。其中,18t及以上車型有34款,牽引車類13款。從終端實際銷售車型噸位結(jié)構(gòu)看,9t以上車型占比大幅提升,氫能重卡已經(jīng)破局,18t及25t車型也開始投放市場,燃料電池在中重型專用車上應(yīng)用趨勢明顯,在售專用車種類、噸位結(jié)構(gòu)不斷豐富,如圖3所示。
圖3 近年我國燃料電池專用車車型噸位結(jié)構(gòu)走勢圖
市場銷售區(qū)域來看,2020年燃料電池專用車終端銷售主要集中在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的城市,同時也是我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū),體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展與示范應(yīng)用協(xié)調(diào)發(fā)展、互推互進(jìn)的良性循環(huán)。由于市場規(guī)模小,終端銷量取決于示范應(yīng)用的新增零散訂單需求和已有訂單的車輛交付,尚未呈現(xiàn)出明確的或差異化的區(qū)域市場特征,如圖4所示。
圖4 2020年我國燃料電池專用車銷售城市分布情況圖
雖然市場回落,但燃料電池專用車技術(shù)水平大幅提升,較為明顯的燃料電池系統(tǒng)功率持續(xù)提升,主流的燃料電池公司都已推出大功率電堆及系統(tǒng)。2020年已銷售車輛單車燃料電池系統(tǒng)平均額定功率為51.5kW,比上年提升25.6%,系統(tǒng)額定功率密度高于300W/kg基本都能達(dá)到。多數(shù)燃料電池專用車?yán)m(xù)駛里程達(dá)到400km以上(氫系統(tǒng)工作),百公里氫耗逐年下降,主流商用車企業(yè)積極開展70Mpa車載儲氫技術(shù)研發(fā)與測試。同時在燃料電池汽車購置成本中占較大部分的燃料電池電堆成本下降顯著,國鴻氫能、氫璞創(chuàng)能、雄韜氫雄等國內(nèi)燃料電池供應(yīng)企業(yè)在2020年下半年相繼推出了極具性價比優(yōu)勢的電堆產(chǎn)品,批量采購或面向戰(zhàn)略合作伙伴供應(yīng)的電堆價格已下降到2000元/kW以下。
我國“力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實現(xiàn)碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)提出后,碳達(dá)峰、碳中和將被納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展道路成為未來發(fā)展的主基調(diào),氫能是鏈接不同能源形式的有效載體,示范推廣燃料電池汽車是交通領(lǐng)域加快形成綠色低碳運輸方式并實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要路徑。
產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)綱領(lǐng)性政策文件《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出,力爭經(jīng)過15年,燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,氫燃料供給體系建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。國家發(fā)改委印發(fā)的《關(guān)于2020年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃草案的報告》中提出,要制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。中華人民共和國能源法(征求意見稿)首次將氫能定義為能源,標(biāo)志著氫能將正式納入國家能源管理體系。
業(yè)界廣泛關(guān)注的燃料電池汽車示范應(yīng)用“以獎代補”政策發(fā)布后,示范應(yīng)用城市群即將明確,配套的示范應(yīng)用實施方案、加氫站管理流程、配套政策細(xì)則也將到位。另外,今年兩會期間,來自汽車、能源、化工、鋼鐵等領(lǐng)域的多位兩會代表提案建議中也提到發(fā)展氫能及燃料電池汽車。
在頂層設(shè)計、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、示范應(yīng)用方面,政策導(dǎo)向不斷明確,產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境不斷完善,國內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將迎來重要發(fā)展機(jī)遇。
現(xiàn)代、豐田、奔馳、斯堪尼亞、沃爾沃等國際知名商用車企業(yè)相繼發(fā)布?xì)淙剂想姵刂乜òl(fā)展規(guī)劃并推出新品,汽車零部件巨頭博世、大陸、AVL、佛吉亞、康明斯積極布局燃料電池核心零部件業(yè)務(wù),并納入企業(yè)中長期戰(zhàn)略規(guī)劃。
國內(nèi)燃料電池汽車示范應(yīng)用政策發(fā)布后,重點支持燃料電池商用車示范應(yīng)用,重點推動中遠(yuǎn)途、中重型商用車示范應(yīng)用,主流商用車企業(yè)對中重型燃料電池專用車的布局進(jìn)程逐步加快,一汽解放、東風(fēng)汽車、中國重汽、陜汽重卡、福田汽車、上汽紅巖、江鈴重汽、三一重工、蘇州金龍、大運汽車、華菱星馬、飛馳汽車等企業(yè)紛紛瞄準(zhǔn)細(xì)分市場和具體場景,積極開展產(chǎn)品開發(fā)、測試驗證并發(fā)布?xì)淙剂想姵剀囆?,進(jìn)行市場投放。目前國內(nèi)已有20余家主機(jī)廠推出燃料電池物流車、牽引車、環(huán)衛(wèi)車和工程車輛等車型。
同時,社會資本加快流入氫能與燃料電池汽車領(lǐng)域,國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)企業(yè)數(shù)量快速增多,根據(jù)行業(yè)公開信息整理,已有40余家系統(tǒng)集成企業(yè)布局燃料電池系統(tǒng)項目,國內(nèi)能源和電力裝備央企已布局燃料電池研發(fā)與制造,豐田、現(xiàn)代、博世、大陸等外企也開始在國內(nèi)布局。此外,燃料電池關(guān)鍵零部件、核心材料各環(huán)節(jié)企業(yè)具備供應(yīng)能力,國內(nèi)自主可控的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。
我國重卡市場每年銷量100萬輛以上,是商用車的重要細(xì)分市場,但又是移動源排放大戶,節(jié)能減排形勢嚴(yán)峻,動力轉(zhuǎn)型需求迫切,燃料電池汽車具備燃料來源多元化、零排放、效率高、加注時間短等優(yōu)勢,是重型車電動化的有效路徑,被認(rèn)為是替換柴油重卡的最佳選擇。在我國燃料電池汽車以商用車為發(fā)展重點的共識下,商用車向?qū)S没l(fā)展,提前布局重卡市場是燃料電池汽車行業(yè)重要戰(zhàn)略之一。
近年來,國內(nèi)氫燃料電池向大功率方向發(fā)展趨勢明顯,單堆額定功率已突破100kW。根據(jù)重卡大載量、長續(xù)航、專用作業(yè)的功率需求,專用車對燃料電池系統(tǒng)的額定功率要求還將進(jìn)一步提升。國內(nèi)億華通、濰柴動力、重塑科技、捷氫科技、雄韜股份和清能股份等系統(tǒng)企業(yè)均已涉足百千瓦級大功率燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)制造,部分產(chǎn)品已裝車應(yīng)用。伴隨著燃料電池系統(tǒng)功率的提升,車企布局大功率燃料電池專用車的進(jìn)程也在逐步加快。
以往燃料電池專用車型以廂式運輸車和保溫車為主,主要在城市配送、中短途冷鏈運輸場景應(yīng)用。2020年以來,燃料電池技術(shù)特征與具體用車場景、工況需求特征充分匹配,燃料電池專用車開始向城市環(huán)衛(wèi)、渣土運輸、城際物流、冷鏈物流、園區(qū)倒短、鋼廠短駁、煤炭短駁、港口集運等傳統(tǒng)中重型柴油重卡應(yīng)用場景拓展。
場景需求的多元化帶動了專用車型的進(jìn)一步細(xì)分,從已發(fā)布產(chǎn)品公告和企業(yè)研發(fā)進(jìn)展來看,燃料電池專用車企業(yè)積極開發(fā)多元化產(chǎn)品以適用于不同工況車型,大功率、長距離、大載重的中重型專用車新產(chǎn)品陸續(xù)投放市場,多款燃料電池專用車已實現(xiàn)具體運營場景交付,具備不同車型類型、驅(qū)動形式、噸位結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場景多維度特征的燃料電池專用車產(chǎn)品供給矩陣正在形成,產(chǎn)品供給結(jié)構(gòu)不斷豐富,全面覆蓋半掛牽引車、冷鏈運輸車、港口牽引車、渣土運輸車、礦用自卸車、市政環(huán)衛(wèi)車、混凝土攪拌車等終端細(xì)分領(lǐng)域客戶的具體場景用車需求。
國內(nèi)多個省市的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃或其他引導(dǎo)政策中,均把加氫站建設(shè)和運營作為重要內(nèi)容,佛山、武漢、濰坊、大連、成都等城市已出臺加氫站建站和運營管理政策。燃料電池汽車示范城市群發(fā)布后,各城市加氫站審批、建設(shè)管理政策作為示范方案配套政策隨之發(fā)布,以往制約燃料電池汽車發(fā)展的政策機(jī)制問題也將得到解決,建站和運營補貼也將會提升經(jīng)營主體的積極性。
同時,中石化、中石油、國家能源集團(tuán)等能源央企和地方大型能源、化工企業(yè)積極開展氫能技術(shù)研發(fā)以及基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè),以中石化為例,已宣布未來五年內(nèi)將建設(shè)1000座加氫站或油氫合建站的目標(biāo),而油氫合建站可在很大程度上解決加氫站的用地問題。大型能源類企業(yè)的氫能基礎(chǔ)設(shè)施布局為構(gòu)建規(guī)?;囉脷淠芄┙o體系建設(shè)、探索市場化商業(yè)運營模式、突破建站制約難題提供了有效解決方案,為燃料電池汽車的規(guī)?;痉稇?yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。
對于長遠(yuǎn)市場前景,《節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖2.0》提出,將發(fā)展氫燃料電池商用車作為整個氫燃料電池行業(yè)突破口,重點在可再生能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫豐富的區(qū)域推廣中大型客車、物流車,逐步推廣至載重量大、長距離的中重卡領(lǐng)域。到2025年燃料電池汽車?yán)塾嬐茝V量達(dá)到10萬輛,到2035年,實現(xiàn)氫能及燃料電池汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用,保有量達(dá)到100萬輛左右。
從目前各種市場驅(qū)動因素發(fā)展形勢來看,都在向積極向好方向發(fā)展,整體市場推廣目標(biāo)大概率可以實現(xiàn)。具體到燃料電池商用車,客車領(lǐng)域推廣空間有限,專用車是重要潛力市場。從2020年下半年開始,國內(nèi)燃料電池專用車招標(biāo)和采購需求就陸續(xù)增多(主要為牽引車和自卸車等重卡車型)。根據(jù)行業(yè)動態(tài)和企業(yè)發(fā)布信息不完全統(tǒng)計,全國公開招標(biāo)或新聞報道涉及氫燃料電池重卡已經(jīng)超過2500輛,主要集中廣東、河南、山東、上海、山西、河北、寧夏、內(nèi)蒙古等地氫燃料電池重型卡車示范應(yīng)用項目。
隨著燃料電池汽車示范城市群政策落地,我國燃料電池專用車采購需求將在2021年密集釋放,市場終端銷量將迎來一波小高潮,中重卡車領(lǐng)域的示范應(yīng)用成為未來我國發(fā)展氫燃料電池汽車發(fā)展重點。
燃料電池和車用氫氣成本高一直以來是燃料電池汽車商業(yè)化推廣應(yīng)用的詬病之一,以重卡為主的燃料電池專用車系統(tǒng)功率需求高、用氫量大,降成本需求更加迫切。目前,燃料電池核心材料、關(guān)鍵零部件、車載儲氫系統(tǒng)是降本的核心,2020年以來多家企業(yè)推出高性價比電堆為整車降成本帶來可見預(yù)期。
國內(nèi)燃料電池汽車整體市場規(guī)模增長,自主可控產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善、國產(chǎn)燃料電池技術(shù)快速提升、產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)作、企業(yè)競爭態(tài)勢開始形成,商業(yè)化推廣模式積極打造等產(chǎn)業(yè)進(jìn)展成效有效降低了燃料電池汽車購置和使用成本。圍繞市場需求側(cè)和供給側(cè),全鏈條、多舉措的降成本之路正在形成,以技術(shù)進(jìn)步、自主化供應(yīng)和規(guī)?;瘧?yīng)用推動降本的作用已經(jīng)開始顯現(xiàn),預(yù)計今年燃料電池系統(tǒng)成本可以降低30%以上。
2021年,以示范應(yīng)用為主導(dǎo)政策環(huán)境持續(xù)優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積極布局,車用氫能供給體系建設(shè)逐步完善,關(guān)鍵零部件產(chǎn)品技術(shù)水平持續(xù)提升,豐富和多元化的燃料電池專用車產(chǎn)品推出,加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善,城市群示范應(yīng)用方案落地,多元應(yīng)用場景市場需求持續(xù)釋放,車輛采購成本和加氫成本降低大勢所趨。
國內(nèi)整體燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段開始進(jìn)入規(guī)?;痉稇?yīng)用增長期,多重利好因素強力驅(qū)動燃料電池專用車市場增長,產(chǎn)銷規(guī)模快速增長的特征將顯現(xiàn),預(yù)計2021年全年我國燃料電池專用車產(chǎn)銷將突破5000輛。