中国氢燃料电池重卡行业发展白皮书

　　中国新能源汽车市场经过多年发展，已在纯电动、混动等领域构建起较为完善的市场及产业链基础。面向未来，以清洁能源替代传统化石能源，实现从能源的生产、运输、利用全链条绿色环保，则是汽车产业发展所追求的重要目标之一。

　　氢燃料电池作为下一代以绿色氢气为燃料，水为排放产物的新能源技术路线，未来将在三大因素推动下进入发展加速通道：

　　一是，新能源汽车在十四五期间成为国家深化能源结构转型的关键战略要素，绿色氢能及氢燃料电池应用将助力新能源产业发展。

　　二是，2030/2060碳达峰、碳中和目标的提出推动上游高耗能行业及下游应用领域转型，氢能及氢燃料等清洁能源为终极目标。

　　三是，在贸易战等国际关系变化以及国内“中国制造2025”等政策驱动下，制造业升级驱动氢燃料等高端产业加速技术突破与自主掌控。

氢能及氢燃料电池政策：　“以史为鉴，促进技术、应用、基础设施高质量均衡发展”

　　1）政策导向

　　政府政策将以推动上游关键零部件技术突破、促进下游应用及基础设施发展为核心原则，避免将政策过度集中在销售环节而引发产业链低水平发展。

　　a.  上游关键零部件技术突破

　　2020年9月五部委联合发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，明确8项核心部件作为技术突破重点。

　　b.  促进下游应用

　　自2017年起，国家各部委陆续出台政策，围绕车用场景依次制定技术路线、产业规划和示范应用方案，带动氢能及氢燃料电池产业发展。

　　c. 基础设施发展

　　2020年5月，财政部发布《关于征求<关于开展燃料电池汽车示范推广的通知>(征求意见稿)意见的函》，提出新的加氢站补贴政策的补贴门槛或将从200kg/d提升到500kg/d日加注能力，推动加氢站朝着示范性规划建设。

　　2）政策实施范围

　　2020年9月五部委联合发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》中明确对燃料电池汽车的购置补贴政策调整为以城市示范群为单位制定燃料电池汽车示范应用支持政策，目的是形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。

　　截至目前，已有17大燃料电池汽车示范城市群提出申报，初步答辩后选出3+2个示范城市群。

　　3）政策支持方式

　　在城市示范群政策发布后，对于氢燃料电池汽车的补贴将不再沿用新能源汽车的“国补+地补”模式，而是由中央政府将政策奖励下发给城市示范群所在的地方政府，由地方自主制定并实施产业发展奖励政策，因地制宜发展氢燃料电池产业。

　　罗兰贝格全球高级合伙人方寅亮表示：“在向2030碳达峰、2060碳中和的目标迈进过程中，氢燃料电池行业政策以促进上游技术突破、驱动下游应用及基础设施发展为核心，同时惠及产业链上下游玩家。另外，在发展模式上以具备产业发展基础的城市示范群为核心，也更能有效聚焦资源，促进产业高质量发展”。

氢燃料电池市场：　“车为核心，从氢燃料客车及中轻卡逐步向氢燃料重卡过渡”

　　1）氢燃料电池市场应用主体

　　氢燃料电池将以车用领域为核心应用，短期以客车及中轻型物流车为切入，中长期以氢燃料重卡为主体。

　　a.  商用车为氢燃料电池的主要发展重点

　　氢燃料电池下游应用广泛，除了交通运输，还有便携式电池、发电和建筑储能领域，其中道路车辆为未来核心增量。

　　商用车存在较多相对固定路线场景，加氢站需求少，其应用场景和所需条件更适合燃料电池的技术特点和产业基础，因此商用车未来将成为氢燃料电池的主要发展重点。

　　b. 补贴政策亦向重卡倾斜

　　在市场发展初期，由于氢燃料电池系统成本相对较高、系统及电堆功率较低等原因，客车和中轻型物流车成为氢燃料电池汽车的主要车型。随着电堆功率增大，加上氢燃料电池政策补贴向重卡倾斜，氢能源重卡发展将进入快车道。

　　在最新的氢燃料电池补贴政策中，新政对31t以上的重型货车单车补贴上限涨幅达36.5%。补贴政策的调整也更加贴近氢燃料汽车实际应用场景需求。

　　2）市场规模及趋势

　　从市场发展的节奏来看，罗兰贝格认为2020-2025年为发展起步期， 2025-2030随着基础设施、技术革新和成本下降推动进入发展加速期。

　　a.  2020-2025起步期

　　由于当前加氢基础设施和氢燃料电池汽车的技术尚不成熟，整车购置和加氢成本仍然较高，因此预计未来五年内，市场整体仍以政策驱动和成本优化为主要驱动因素。

　　■ 成本方面：不考虑补贴的情况下，氢燃料牵引车的基准配置（110KW电堆+100KWH电池）购置成本预计在2025年能与锂电池相当，但氢燃料重卡的购置成本仍然较高，百公里能耗成本也超过250元。预计整体购置和燃料成本需要到2030年才逐步具备优势。

　　■ 政策方面：发展初期政策处于不断完善优化的过程中，在政策完全成型之前市场销量多少会受到政策影响，2020年氢燃料汽车整体销量下滑也与政策空档期的出现有关。

　　b.  2025-2030加速期

　　未来随着基础设施普及、技术革新和成本下降，氢燃料电池市场将进入加速发展期。

　　■ 基础设施建设达到配套要求：当前制约氢燃料电池车使用的关键限制因素之一在于加氢站的覆盖程度不足。加氢站是未来中国新基建的重点内容，预计到2025年达到~500座，2030年到~1500座。

　　■ 技术革新推动氢燃料汽车产品线布局完善：氢燃料电池汽车的技术革新将成为系统性的工程，除系统环节的集成外，还需依赖上游电堆和下游整车环节的优化，氢燃料汽车也将从技术上实现从中轻卡、客车向更高功率的氢燃料重卡产品拓展。

　　■  成本下降，提升氢燃料汽车全生命周期成本TCO竞争力：

　　① 车辆购置成本：当前氢燃料电池汽车规模化程度有限，未来随下游应用推广，规模化将带来系统成本节降70%以上，燃料系统成本竞争力相较纯电等其他能源类型车辆将逐步提升。

　　② 氢气成本：目前由于市场用氢量不足，外供加氢站氢气主流价格区间在60-80元/KG，部分地区最低也需要40元/KG左右。如果以氢燃料重卡牵引车为例，在行业企业一般测试条件下百公里能耗成本已至少超过400元，而同类型柴油车百公里能耗成本在180-200元。氢气成本下降对使用成本优化十分重要。

　　罗兰贝格项目经理高仲骐表示：“氢燃料电池汽车市场的发展是一项系统性工程。政策支持，更多是帮助产业链上下游玩家更快突破产业发展瓶颈；但购置、运营乃至车辆全生命周期成本优化，并相较其他燃料类型具备成本竞争力，则是行业进入发展加速期的必要先决条件，需要产业链上下游玩家协同发展，共同突破。”

氢燃料电池技术路线：“逐步迭代，以成本最优、性能突破、耐久提升为核心原则”

　　1）燃料电池电解质技术路线

　　PEMFC(质子交换膜)为短期重点技术路线，中长期固体氧化物在储能等领域具有发展空间，汽车行业将是质子交换膜的重点应用领域。

　　2）双极板技术路线

　　在石墨、金属、复合双极板电堆三种技术路线中，短中期兼具寿命和效率的石墨双极板电堆路线是主流，但石墨双极板电堆自有的功率密度上限将制约其所能达到的系统功率水平。

　　因此，对于系统功率具有更高要求的氢燃料重卡需要通过金属双极板电堆来实现，未来3-5年内随着重卡对功率和功率密度要求的提升，并逐步克服寿命低的问题后，重卡电堆中金属双极板逐渐上升。

　　3）氢气储罐技术路线

　　当前，氢燃料电池车主要使用III型35MPa氢气储罐，未来3年内车用储罐仍然以气氢储罐为主，但将由III型35MPa向IV型70MPa储罐过渡。随着近年来70MPa相关配套政策出台，制约70MPa储氢罐发展的政策条件已逐渐消除。

　　在液氢储罐方面，预计3年后液氢储罐在政策条件完善、产业链同步跟进的前提下进入规模化应用时期。目前部分行业领先企业正在积极推动民用液氢储罐商业化，但当前液氢储罐大规模推广应用仍取决于政策放开的节奏。

氢燃料电池重卡应用场景：“区隔竞争，与纯电车型实现差异化应用场景布局”

　　相较于纯电，氢燃料电池优势在更高功率和能量密度，以及载重和续航方面，而在配套设施方面相较纯电存在劣势。

　　对于纯电车，虽然续航能力有弱势，但是基本能满足城市内公交、物流车、环卫等短途行驶的需求，基于成本优势，短期内城市内交通的纯电化会更加迅速。

　　因此，氢燃料适用的应用场景主要为三大类：

　　a.  固定路线：便于配套加氢站等基础设施，如矿山短倒、港口、物流园区内等相对封闭和固定路线的场景，方便氢燃料汽车布局加氢站等配套能源加注设施。

　　b.  中长途干线：运行里程在400-800公里左右、超过纯电的续航上限的中长途干线将成为氢燃料汽车的优势应用场景区间。

　　c.  高载重：纯电车型由于电池能量密度提升空间有限，重卡匹配一定续航里程的电池必然导致自重较大，因此氢燃料过渡到液氢路线后车重较纯电优势进一步放大，在载重量具有更大需求的场景上将更有优势。

氢燃料电池行业关键成功要素：“四大关键，成本、技术、应用场景、基础设施”

　   1）关键成功要素

　　a.  规模化带动成本下降及技术提升

　　规模化的客户资源将给氢燃料电池汽车的应用带来规模效应，降低关键零部件及系统成本，同时为氢燃料电池汽车的技术应用及验证、优化提供数据基础。

　　b. 合适的应用场景

　　目前，氢燃料所主要应用的轻载中短途货运、客车等领域主要受政策支持，但长期来看上述场景在市场化条件下相较纯电车型并不具备显著的TCO及技术优势。

　　而相比新能源纯电车型来说，氢燃料电池汽车所具备的更大载重量、更长续航里程的优势将使氢燃料在重卡领域，尤其是应用在中长途干线货运的重卡领域具备明显优势，成为氢燃料电池汽车的主要应用场景。

　　c.  完善的产业链配套：上游低价、绿色的氢源以及下游完善的加氢基础设施

　　■ 低价绿色的氢源：未来需要质子交换膜加可再生能源的共同应用

　　质子交换膜技术体积小、产氢密度高，使其更适合于规模化生产，但由于铂、铱等昂贵金属催化剂的使用，整体生产成本目前仍相对较高；随着膜材料寿命和催化效率提升，质子交换膜成本不断下降，将成未来新的商业化技术路线。

　　可再生能源电解水制氢在2030年后将成为主流技术路线，碳减排政策将进一步驱动可再生能源制氢发展。

　　■ 完善的加氢基础设施

　　除了加氢站数量的增加，还需关注加氢站的模式演变,主要包括从氢源角度来看，外供液氢将逐步替代外供高压氢气，预计到2030年外供液氢的比例将超过50%。

　　以及，从加氢站能源加注类型角度来看，单一的加氢站将向油氢/气氢供应站模式的转变，通过经济效益的提升促进加氢站在市场化条件下的自主发展。

氢燃料电池行业未来展望：“借力蓄势，厚积薄发”

　　总结来看，当前氢燃料电池行业已进入市场、技术、资源卡位的发展蓄能关键期，燃料电池系统集成商正积极协作上下游企业，扩大应用渗透和加速新技术引入；同时，产业链上下游玩家亦通过联盟等方式挑战系统集成商地位，产业链竞争格局纷繁多变。

　　经过3-5年的发展，氢燃料电池的应用基础和条件将大为改善，为2025-2030市场进入发展加速期提供基础。在这一过程中，行业核心竞争力从规模化降本，转向产品技术提升。因此，市场的主导环节也将从原来由系统厂商主导的规模化，向电堆企业主导核心技术提升，以及整车企业主导系统集成能力提升双线发展。

　　因此下一阶段中，燃料电池电堆企业、整车主机厂将有望逐步提升话语权，并主导燃料电池技术的进一步升级。

　　罗兰贝格全球高级合伙人方寅亮表示：“对于氢燃料电池产业链玩家来说，当前应充分利用政策资源，在氢燃料电池示范群内积极卡位，顺应大势在关键零部件、下游应用、基础设施等领域选择与自身资源条件与发展禀赋契合的环节进行重点布局。在发展模式上联合产业链上下游企业共建氢燃料电池汽车产业生态，为今后在市场发展加速期占据先机做好准备。”

氢燃料电池行业布局启示：“匹配资源，调动生态，掌握节奏”

　　最后，我们也想站在产业链玩家发展自身业务的角度，从发展模式、市场定位、商业模式、产品规划等四方面提出一些建议思考的问题，帮助产业链玩家以具备活力的发展模式、契合市场需求和自身资源条件的市场定位、健康且可持续的商业模式、科学合理的产品规划为氢燃料电池业务保驾护航。

　　1）发展模式

　　明确氢燃料电池汽车业务的产业链布局环节选择：在准确选择产业链布局环节的基础上，灵活地以自建、投资并购、合资合作等方式联合产业链上下游玩家协同发展，合力突破产业链短板环节。

　　2）市场定位

　　明确氢燃料电池汽车业务切入的应用场景：选择与自身资源（氢源、系统水平、政策资源等）禀赋相匹配的应用场景切入，形成规模化优势后再逐步拓展到其他应用场景。

　　3）产品规划

　　明确产品规划的节奏和实施路线：在产品规划方面结合市场需求和政策补贴节奏，根据不同应用场景车型规划，合理匹配燃料电池系统及电堆功率，并综合考虑性能及成本需求进行锂电池及电机配套。

　　4）商业模式

　　明确适合氢燃料汽车的创新销售及服务模式：结合氢燃料电池汽车所面临的如购置成本偏高、加氢便利性低、售后要求提升等挑战，通过诸如金融租赁赋能解决早期的成本劣势、提供加氢服务及保障等方式，辅助业务布局和销售，在解决用户购买顾虑、使用痛点的同时在数据积累和客户资源构建方面抢占先机。

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