前瞻|全生命周期性价比的提升将推动氢能重卡的快速发展
文摘
科学
2024-03-06 14:30
北京
2023年，燃料电池重卡销量继续保持高速增长，在新能源重卡市场中的份额也逐年升高，已成为推动燃料电池汽车产业规模化发展的重要突破口。同时，随着中国燃料电池技术、生产的高速发展，配套设施与扶持政策的完善，也将推动燃料电池重卡逐年更具有性价比与市场竞争力。如技术上部分燃料电池产品的功率、功率密度等技术指标，超过了丰田、巴拉德等国际龙头，市场价格上则继续保持大幅度下降趋势。能景研究结合中国重卡市场技术需求、成本以及氢能技术、配套基础设施、扶持政策等因素，分析了未来中国燃料电池重卡的性价比与竞争潜力，以供行业参考。重卡已成为燃料电池汽车市场的主要领域，使用的经济性仍是当前推广关键重卡是公路物流的主要承担者，其市场规模受到物流行业货运需求支撑。根据中国汽车工业协会数据，2020年中国的重卡销量达到高峰，约达162万辆；之后疫情期间有所下降，疫情后2023年销量开始回升，恢复至约91万辆。按照重卡销量、不同价位区间的销售结构等数据推算，中国重卡市场的市场规模约在1~1.7万亿之间。从中国重卡的应用场景与地域分布看，2021年，中国重卡销量主要由物流需求支撑，有5成左右销量为物流用途的半挂牵引车车型；重卡销量主要集中在北方煤炭、钢材等物流大省，其中2021年吉林、山东、陕西、北京地区销量合计占到全国6成左右。从燃料电池重卡的销量发展来看，从2021年左右开始中国燃料电池重卡进入批量销售，2021年至2023年销量分别约872辆、1645辆、3012辆，呈逐年翻倍的上升态势。燃料电池重卡在新能源重卡市场中的份额也在逐年增大。对于主流的锂电重卡，2022年与2023年销量分别同比增长分别约135%与36%，增速有所放缓。相应的，2023年中国燃料电池重卡在新能源重卡市场的渗透率达到了8.6%。燃料电池重卡推广对补贴仍较为依赖，销售额仍主要集中于燃料电池示范城市群。2023年中国燃料电池汽车销量整体集中在燃料电池汽车示范城市群内部，尤其领头城市。2023年城市群内燃料电池汽车销量占全国总销量的79%，相较2022年的73%有所升高。从城市分布看，2023年，城市群内北京、郑州、上海、唐山、张家口居燃料电池汽车销量前5，而5市的燃料电池重卡销量也占到了全国燃料电池重卡销量的约57.8%。中国燃料电池技术已达国际一流，满足重卡等大功率需求领域不同交通应用领域对动力系统的技术要求不同，体现在功率、寿命、燃料消耗等多个方面。对重卡而言，中国的重卡发动机功率大多在300kW以下，如东风天龙重卡可以根据用户选择搭配dCi11、东风康明斯和玉柴等发动机，其功率覆盖范围约为200~290kW。对于某些特定用途的重卡，如负责特大件运输的重卡，其发动机功率可能会更大。例如，负责三峡转轮运输的奔驰4850A型牵引车，其马力高达350kW，而4860型的马力更是高达420kW。中国燃料电池技术已发展到初步满足重卡需求、持续优化的阶段。一方面，中国燃料电池功率水平不断提升，基本覆盖了重卡的功率需求。到2024年2月底，中国燃料电堆产品的额定功率最高已达到约375kw，系统动力可达300kW，初步达到了常规重卡的最高功率需求。另一方面，燃料电池与重卡的系统匹配、整体设计方面持续优化，提高了重卡的寿命、氢耗等指标。如氢耗方面，据国内厂家披露数据，中国49t重卡的氢耗在8~12kg/百公里，到2025年可继续降低至8kg/百公里水平以下。燃料电池及重卡综合使用成本不断下降，性价比逐渐提升对柴油或LNG重卡，根据相关企业指导价，300kW动力的49t柴油牵引车售价约30~40万元左右，LNG牵引车约40~50万元左右。对于燃料电池汽车，2023年销售车型的动力功率一般在160kW以下，售价在120~140万元左右，在燃料电池示范城市群补贴“国补：地补”为1:1的情境下，购置成本约在30~50万元左右。燃料电池系统市场价格持续下降，推动燃料电池性价比不断提升。燃料电池系统是燃料电池重卡成本中占比最高的部分。燃料电池重卡的成本构成主要有燃料电池系统、储氢系统、动力电池、电驱电控、车身等5个主要部分。能景研究根据各零部件市场价格等测算，2023年，对于燃料电池功率160kW的49t重卡，其成本中燃料电池系统占比最高，占约52%。燃料电池系统市场价格持续下降。据能景研究统计，2023年中国燃料电池系统市场价格平均约3300元/kW，相较2022年降幅约达21%，而部分订单的价格已经降低至3000元/kW以下。随着市场规模扩大、电堆核心零部件国产化替代等因素推动，预计2024年中国燃料电池系统价格可继续下降至2500元/kW水平，到2025年达到2000元/kW价格水平。按照燃料电池、锂电池等成本的降幅趋势预测，到2025年，无补贴的情况下，160kW级别的49t燃料电池重卡售价或可降低至100万元大关。支持性政策的发布及氢价的持续下降，氢能重卡市场或迎规模化拐点重卡不仅考虑购置成本，更考虑整个运营周期内的成本。重卡寿命按规定可达10年，而为保证重卡的油耗等性能处于较佳状态，一线长途运营实际一般不超过5年。整个运营周期内，重卡的成本可分为购置成本、燃料成本、路桥成本、运维成本（员工及维护、运营）等4大部分。其中，购置成本考虑市场售价、强险等，燃料成本考虑油耗/氢耗及燃料价格，路桥成本主要考虑高速公路里程、高速费定价等。燃料电池及重卡综合使用成本不断下降，性价比逐渐提升。对于燃料电池重卡，氢燃料成本与高速通行费占成本主要部分。据能景研究测算，对标柴油重卡长途运输800km/天的里程，在没有购置补贴的情境下，5年运营期内燃料成本（氢）占约52%，路桥成本仅次于燃料成本占约26%。而购置成本仅占约14%。受氢价基础设施建设、扶持政策支持等因素下，全运营期内燃料电池重卡的价比开始超过燃油重卡。一是政策扶持，早期成本差距可以补平。除购置补贴外，中国针对燃料电池汽车的补贴主要有加氢补贴、路权等2大方面。加氢补贴方面，大多提供补贴的地区氢价35元/kg左右；路权方面，除市内优先通行等许可性政策，如北京等，部分省份开始出台高速路费减免等成本相关政策，如山东。经能景研究测算，5年运营期内，无扶持政策下，2023年燃料电池重卡的全周期成本高出燃油重卡约40%；在免除高速费的情境下，可实现与燃油重卡持平。二是氢燃料成本逐渐降低，长期性价比优势可预期。氢燃料成本除看重卡氢耗外，主要看加氢价格。2023年中国加氢站氢源主要靠副产氢，供应不稳定，市场价格较高，大多地区一般在35元/kg以上，部分地区可超过40元/kg。到2025年，随着三北地区绿氢项目及物流干线加氢站陆续投产、投运，氢供应更加稳定，预计部分地区的加氢价格可逐步降至30元/kg以下，使燃料电池重卡全运营周期成本初步与燃油重卡持平；若配合高速路费减免，燃料电池重卡成本将低于燃油重卡25%以上。
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