氢燃料电池行业深度报告规模化推动市场化，2022开启黄金发展

　　（报告出品方作者：浙商证券，张雷、屈文敏）1双碳战略催生燃料电池行业的持续性机会
　　1。1氢燃料电池是氢能应用的重要途径
　　氢燃料电池位于氢能产业链的中游，是氢能利用的主流技术之一。燃料电池是一种非燃烧过程的能量转换装置，通过电化学反应将燃料和氧气的化学能转化为电能，氢是燃料电池的最佳燃料。氢燃料电池的能量转化效率高，在4060范围内，热电联供应用情景下可达80；反应产物仅为水，从根本上消除了温室气体的排放。燃料电池技术的不断成熟带动了以燃料电池为核心的氢燃料电池汽车、叉车、船舶、轨道交通，热电联供、分布式发电、移动电源、辅助电源的应用。
　　质子交换膜燃料电池具有低温运行、快速启动、能量密度高的特性，是目前燃料电池技术发展的主流趋势。根据电解质和燃料的不同，氢燃料电池分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。根据E4tech统计，2020年全球燃料电池装机量及装机功率分别为82400台套、1318。7MW，质子交换膜燃料电池装机量及装机功率分别为56300台套、1029。7MW，分别占比65。5、78。08，位列第一，2014年2020年PEMFC装机功率CAGR为55。55。
　　1。2产业化推进，车用端先行
　　交通运输领域是目前燃料电池的主要应用场景，燃料电池车系统装机功率绝对领先。根据E4tech统计，20142020年，在装机数量上，以微型热电联产为主的固定式发电占主导地位，2020年日本的EneFarm超过47000台套、德国的KfW433计划超过5000台套、泛欧的PACE项目增加约1000台套；2020年便携式燃料电池出货量约4000台套，包括娱乐性电池延长器、远程监控和远程电源装置。交通运输领域燃料电池装机功率从2014年37。3MW提升至2020年933。5MW，占比由20提升至75。3，从2016年开始，交通运输领域装机功率超过便携式发电领域逐步占据领先地位。2020年，全球燃料电池车装机功率约859MW，约占所有应用领域出货容量的三分之二。
　　全球燃料电池车销量增长超50，韩、日、中、美、德是主要推广国家。2021年，全球主要国家共销售氢燃料电池车16313台，同比增长68。受强势补贴政策驱动，韩国市场延续2020年的增长势头，全年共售出8498台，约占全球总销量的一半。美国全年氢燃料电池车销量为3341台套，较去年激增2。5倍，主要原因是2020年疫情导致销量基数过低；日本全年共售出2464台，同比增长67，主要受益于2020年底新一代丰田Mirai的上市；德国共售出424台，同比增长38；中国全年氢燃料电池车受益国内补贴政策落地，销量为1586台，同比增长35。截至2021年12月31日，全球主要国家氢燃料电池车保有量为49562台，同比增长49。其中，韩国氢燃料电池车保有量占比39，美国为25，中国占比18，仅次于韩国和美国，位居全球第三。
　　我国燃料电池车销量加速开局，2022年有望开启行业爆发期。2022年17月我国燃料电池汽车产销分别完成2094辆和1633辆，销量同比130。0，环比24。15，相当于2021年全年总销量46。53。从2015年至2021年，我国燃料电池车销量由10台增长至1586台，系统装机量达到210。6MW。截至2021年，我国燃料电池车保有量8938台，系统装累计机量超过520MW。根据《氢能产业发展中长期规划（20212035年）》的发展目标，2025年我国燃料电池车辆保有量约5万辆，受益于双碳战略的促进及城市群推广计划的落地，20222025年燃料电池保有量CAGR将至少为53。8。
　　1。3燃料电池差异化优势凸显，助力商用车电动化进程
　　1。3。1远距离、大载重、极端环境下燃料电池无痛点替代柴油车
　　我国乘、商用车电气化处于不同的发展阶段，商用车减排潜力巨大。商用车是当前汽车产业碳减排的重点和难点，5的商用车碳排放占比超过50，推动商用车电动化，尤其是中重型车是当前汽车产业碳减排的关键。十三五以来，我国新能源车总体渗透率由2016年的1。8提升至2022年上半年的21。6，新能源乘用车渗透率由1。1提升至28。5。新能源商用车渗透率维持在25区间，2019年随着新能源车补贴退坡，渗透率跌至2。36。2022上半年，我国新能源商、乘用车销量分别为6。66万辆、264万辆，分别占商、乘用车总销量的3。92、28。51，商用车领域新能源渗透率与乘用车相比相差较大，仍处于起步阶段。
　　燃料电池补足纯电动商用车使用痛点，是解决长途、中重载车辆电动化进程卡滞的更优解。虽然油电价差使电动化具备一定的经济性基础，但对于中重型纯电车辆推广仍存在三点关键问题：1）运营效率低：由于磷酸铁锂电池的能量密度较低，降低纯电重卡的有效运力；2）充电慢，极大挤占运营时间；3）电池衰减带来的里程焦虑问题，在低温环境中进一步放大。以上三点使中重型纯电车辆运营经济性受损。燃料电池（含储氢系统）的能量密度相比磷酸铁锂提升5070，通过提升车辆的额定载重增加运营的经济性；以35MPa的49T重卡车为例，单次加氢时间1020min，相比锂电池提升近6倍，与传统燃油车加油时间相当；燃料电池可满足40无衰减续航，低温适应性更强。除此之外，燃料电池工作温度舒适区范围更宽，安全性能更优，燃料电池在商用车领域的应用无短板。
　　1。3。2中重卡渗透雏形已现，燃料电池装机大功率化
　　燃料电池初步撬动新能源中重卡市场占比。根据2021年新能源车商用车细分领域销售数据，由于纯电动发展起步早及电价经济性优势，客车及卡车中纯电动占比均超过95。受益于补贴政策倾斜，燃料电池在中重卡细分领域已有初步占比，从微卡、轻卡、中卡到重卡，燃料电池占比提升明显，随着卡车额定载重增加，燃料电池占比逐渐提升，新能源重卡中燃料电池车辆占比7。44。
　　国际社会达成燃料电池中重型车辆发展共识，全球重卡领域燃料电池渗透有望大幅提升。2022年3月，日本新能源产业技术综合开发机构发布的《燃料电池重型交通（HDV）技术路线图》中指出，到2030年，日本燃料电池重型交通在8吨以下新增商用车中渗透率预计达到2030，先行引进5000台8吨以上的商用车，在国内外主要国家的卡车、船舶、货车、工程机械和农机等应用场景中全面推广，进入燃料电池重型交通全面普及阶段；到2040年，燃料电池重卡全球部署量达到1500万辆，市场规模将达到300万亿日元。为适应中重卡动力系统的匹配需求，燃料电池系统装机呈现大功率的发展趋势。国外重卡搭载的燃料电池系统功率较高，受国内产品功率的限制，我国重卡可匹配的燃料电池系统功率普遍偏小，导致匹配的动力电池容量偏大。国内主流系统供应商最新发布的燃料电池系统功率已超过250kW，有望于2022年下半年实现整车应用。从系统配套功率来看，随着大功率燃料电池堆的不断推出，2021年燃料电池汽车的系统功率大幅提升，其中70kW以上系统占比接近70，大功率系统成为市场主流。系统功率50kW以下车型占比由2020年的54，大幅下降到2021年的6；5070kW系统车型由2020年的41下降为目前的24。
　　动力系统全工况覆盖是必然趋势，燃料电池系统功率仍存在提升空间。燃料电池中重卡长期发展趋势必将是动力系统功率实现整车运行全功率范围覆盖，动力电池仅提供启动及峰值工况下的功率补充。DOE统计了12种不同卡车运行过程的功率需求，168kW、260kW、360kW系统产品能够匹配35T以内级别卡车的运行需求。中型卡车（614T）的功率需求围绕168kW；对于重型卡车（14T），总质量从15T、25T到35T，每增加10T，需求功率提升100kW，35T级别的重型卡车的功率需求达到360kW。
　　1。4氢能消费增量聚焦道路交通，燃料电池国内市场空间加速释放
　　到2060年，我国燃料电池汽车市场增量1100万辆，中重型商用车占比过半。目前我国商用车的温室气体排放占道路交通的77，以中重型商用车为主，同时，我国汽车交通电气化率不足3，碳中和目标下我国道路交通需实现全面电动化。燃料电池是中重型商用车领域脱碳的重要技术路线，根据节能与新能源汽车技术路线图2。0及《氢能产业中长期发展规划（20212035年）》，预计到2025年，我国燃料电池汽车保有量约510万辆，2035年约100万辆，根据中国氢能联盟预计，2060年碳中和目标下预计将增加至1100万辆。其中，中重型燃料电池商用车750万辆，在全部中重型商用车中占比接近65；乘用车领域，2060年燃料电池乘用车约165万辆，占比约15。
　　车用燃料电池产业链细分领域市场规模空间巨大，20212025年是产业规模快速发展的关键时期。根据《节能与新能源汽车技术路线图2。0》规划，2025年我国燃料电池车保有量将达到10万辆FCV，按照20212025年年均复合增速，预计2025年燃料电池系统销量约为45322辆，20212025CAGR约为131。21；随着燃料电池在中重卡等商用车领域的推广，大功率燃料电池需求增加，根据20162021年燃料电池平均装机功率的提升趋势，预计2025年燃料电池系统平均功率将达到161kW，在单车装机功率及燃料电池车销量提升的推动下，预计2025年燃料电池系统年销售功率约7312MW，20212025CAGR约为162。57；根据保有量及单车装机功率，2025年车用燃料电池系统累计装机规模将达到14401MW，根据《节能与新能源汽车技术路线图2。0》对保有量的规划以及DOE对规模化燃料电池系统降本通道的预测，预计2025年燃料电池系统价格将降至2384元kW，对应2025年车用燃料电池系统规模将达到343亿元，20212025CAGR接近90。
　　我国碳中和目标下交通运输终端用氢需求增量空间及占比双第一。根据中国氢能联盟预计，在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1。3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为20。其中，交通运输领域氢气需求量将达到4051万吨年，占氢气总需求量28，增长空间及占比均位列第一。预计2025年我国燃料电池汽车保有量约10万辆，2035年约120万辆，2060年增加至1100万辆（中重型燃料电池商用车750万辆，在全部中重型商用车中占比接近65，燃料电池车用车约15），2060年道路交通氢气消费量3570万吨，占交通运输用氢的88。2全球氢燃料电池发展形成共识，有序推进产业链发展
　　2。1燃料电池发展路线得到国际认同，全球市场空间巨大
　　各国积极布局氢能发展战略，抢占绿色低碳发展制高点。为应对全球气候变化，在2019年联合国气候峰会上，66个国家宣布了到2050年实现净零碳排放目标，氢能逐渐成为全球能源向绿色低碳转型的关键驱动力之一。国际氢能委员会预计到2050年氢能源将占全球能源消耗总量的18，全年的二氧化碳排放量较现在减少60亿吨，催生年产值2。5万亿美元的产业。以燃料电池为主要应用的氢能产业链已初步实现商业化，美国、日本、韩国、德国等陆续发布氢能及燃料电池发展战略及规划，预计在未来5年氢能将迎来产业爆发。
　　全球氢能应用布局聚焦燃料电池车用领域，工业、建筑等存在一定缺口。从欧盟、德国、美国、日本、韩国等全球主要国家对氢能领域的规划重点来看，交通发电领域是燃料电池应用的关键领域，交通领域的发展已经达成共识，已成为现阶段全球氢能推广的主要业务。从氢能应用布局的多元性来看，日本、欧盟、德国、荷兰、法国、澳大利亚、英国等在工业、电力、交通、建筑下游应用方面实现多方布局。日本拥有完整的燃料电池产业链资源，已形成全产业链极具竞争力的厂商。燃料电池是实现氢能在交通、发电、建筑等领域应用的核心和关键，日本、美国、加拿大、英国等国家在材料级、零部件级别、系统级别已形成具有一定竞争力的厂商资源。其中，日本的氢燃料电池产业链已基本打通，是唯一在材料、零部件、系统、设备多层级已形成竞争力厂商资源的国家，也是日本氢能走上市场化和产业化道路的基础。依托氢燃料电池技术及产业链优势，日本《氢能源基本战略》明确了氢能社会的两大支柱：一是车用，包括乘用车、巴士和叉车；二是家用热电联产。
　　韩国：政策加码，后来居上。韩国产业通商资源部于2019年1月发布了《氢经济路线图》，该路线图主要明确了扩大氢动能汽车产量和使用量，增加氢燃料汽车充电设施、存储和运输等相关发展目标。2021年，氢燃料电池汽车全球销量1。74万辆，同比增83，现代的氢燃料电池汽车以53。5的市占率（9300辆）拿下冠军，销量较2020年（6500辆）增加41。9，但市占率从69降至53。3。丰田的氢燃料电池汽车以34。2的市占率（5900辆）排名第二，中国福田的氢燃料电池汽车（2。1）和本田氢燃料电池汽车（1。7）分列其后。2020年、2021年韩国燃料电池车保有量走在市场前端，连续位居世界第一，占比呈扩大趋势。
　　日本氢能战略规划下燃料电池市场空间巨大，重点在于落地实施。根据日本经济产业省公布的《氢气基本战略》。日本的燃料电池应用重点在交通运输及建筑领域。到2021年，日本燃料电池车实际保有量仅7634辆，与2020年规划的40000辆存在较大差距，预计2030年实现燃料电池保有量80万辆。根据矢野经济研究院预测，到2050年，氢能源产业规模将达到37940亿日元，约合1897亿元，其中，氢能利用产业规模为27770亿日元，约合1388。5亿元，占比高达73。2。
　　燃料电池车助力欧洲交通领域实现低碳发展与能源转型。2019年2月，FCHJU出台了面向2030、2050年的氢能发展路线图《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径》，根据规划，积极情况下到2050年将实现FCEV年销量800万辆，保有量达5270万辆，其中，大型汽车占比近60；保守情况下到2050年FCEV年销量50万辆，与积极情况下相比相差16倍。根据细分车型燃料电池渗透率规划目标，到2050年，出租车、轻型商用车、大型汽车、卡车的燃料电池渗透率分别为57、30、28、25，燃料电池在出租车中渗透率最高；小型汽车中渗透率最低，约14。
　　韩国政府发布的《氢经济路线图》以氢燃料电池和氢动能汽车为核心。根据规划，预计到2025年，建立10万辆年氢燃料电池汽车的生产体系；2022年销量增加至8。1万辆，到2040年累计产量达620万辆，其中590万辆乘用车，23万辆出租车，6万大巴，12万辆卡车。总量中220万辆用于内需，400万辆用于出口，届时将建成加氢站1200座，加氢站氢气价格3000韩元kgH2，约合15元kgH2。在燃料电池发电方面，预计到2040年，实现15GW的装机目标。按照该路线图，预计到2040年可创造出43万亿韩元（约385亿美元）的经济价值，氢能经济有望成为创新增长的重要动力。现代汽车在《燃料电池电动汽车（FCEV）2030规划》中计划2030年将实现年产50万辆燃料电池电动汽车和70万套燃料电池系统的产能目标。全球燃料电池车复合年均增速81。32，燃料电池将迎来黄金发展期。根据IEA统计，从全球规划来看，2030年，燃料电池保有量将达到10501550万辆，其中10001500万辆乘用车，50万辆卡车，20212030燃料电池车保有量CAGR达到81。3289。34；2050年，燃料电池保有量将达到4。24。25亿辆，其中4亿辆乘用车，15002000万辆卡车，500万辆公交车，总量CAGR达到17。9420。33。
　　应用提速催生氢源供给加大，全球交通运输终端用氢需求增量空间及占比双第一。据国际氢能委员会预测，到2050年，全球氢气需求将达到78EJ年，合54亿吨年，占终端能源需求的18，减少60亿吨二氧化碳排放。其中，交通运输领域氢气需求量将达到22EJ年，合15。4亿吨年，占氢气总需求量28，增长空间及占比均位列第一，以满足4亿辆燃料电池乘用车、15002000万辆燃料电池卡车，500万辆燃料电池公交车的用氢需求，实现交通运输领域31亿吨二氧化碳排放。
　　2。2国家政策引领，燃料电池发展持续释放动能
　　氢能纳入国家能源战略，定位提上新高度。氢能作为市场上的新兴事物，发展初期需要凝聚共识、统一步调，国家氢能战略的制定，对于氢能的破局和持续发展至关重要。2022年以来，围绕扩大氢能在推动能源消费方式绿色低碳变革方面的重要作用，国家相关部门密集出台了支持燃料电池及其上下游产业链发展的政策及规划，将氢能产业纳入战略性新兴产业和重点发展方向。燃料电池车是氢能应用的突破口，多元化拓展是长远发展趋势。燃料电池技术在车用端应用较为成熟，汽车产业的规模效应能够有效实现燃料电池的快速降本，因此，车辆成为燃料电池产业开局的重要突破口，在下游应用中走在最前端，中长期以氢燃料重卡为重点和主体，逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。燃料电池技术的迭代与进步、示范运行期间燃料电池车辆的大规模导入，将推动燃料电池技术的进一步成熟，成本逐步接近市场化水平。充分利用已有技术基础，推动燃料电池与船舶、航空、发电等领域的进一步融合，不仅能够实现多领域脱碳，同时燃料电池在下游行业的加速渗透必将反哺技术和成本，加速氢能产业规模化发展，充分发挥氢能在能源绿色低碳转型和行业绿色发展中的重要支撑作用。
　　新补贴政策下地方政府对燃料电池产业推进的自主权加强。2020年9月，财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》。此次通知的示范期暂定为四年，针对产业发展现状，将燃料电池汽车的购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，奖励资金由中央下发至地方，地方政府对产业刺激政策的自主权加强，用于燃料电池汽车关键核心技术产业化，人才引进及团队建设，以及新车型、新技术的示范应用等，不得用于支持燃料电池汽车整车生产投资项目和加氢基础设施建设。示范期内燃料电池汽车推广应用补贴上限为15000分，氢能供应补贴上限为2000分，原则上1积分奖励约10万，即此次推广涉及的总补贴金额上限在17亿元。
　　以城市群为载体集中资源，推动燃料电池行业有序发展。新政策采取以奖代补方式，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励，未进入城市群的地方推广燃料电池车不在获得国家补贴。城市群作为氢能发展的探路者，在基础设施建设不够完善的发展阶段，充分利用加氢站集群建设的资源优势，集中资金实现局部商业化运营，推动行业规范化发展，避免低水平重复建设。目前，已形成了京津翼、上海、广东、河北、河南32燃料电池城市群。2022年5月5日最新公布的城市群示范应用联合体牵头单位名单中，上海城市群主要由燃料电池系统企业牵头，会同整车制造企业、车辆营运企业、加氢站运营企业、车辆使用单位等组成，侧重考量中游系统关键技术对于产业的整体影响，倾向于关键材料及核心技术的掌控，以核心技术带动全产业链的发展；北京城市群则以燃料电池整车制造企业牵头，倾向以终端应用带动中上游技术的发展。
　　2。3地方政策跟进，有望超额达成十四五期间推广目标
　　城市群、氢进万家、成渝氢能走廊订单保底，2025年燃料电池车保有量有望超预期。国家《氢能产业发展中长期规划（20212035年）》提出，到2025年燃料电池车辆保有量约5万辆。根据各省市十四五期间燃料电池车推广及加氢站建设规划，预计2025年，我国燃料电池车保有量至少为122587辆。从2021年8月份开始，国家启动了京津冀、上海、广东和河南、河北32城市群燃料电池汽车示范推广，以及山东省氢进万家科技示范，2021年11月四川省和重庆市启动成渝氢能走廊。根据目前披露的数据，五大城市群、山东省、成渝地区将推广燃料电池车44305辆，五大城市群和山东省未来4年加氢站建设数量为532座。截至2022年7月，我国共推广燃料电池车10574辆，已建成加氢站272座；到2025年，五大城市群、山东省、成渝地区推广数量叠加2021年底保有量，燃料电池车及加氢站数量至少为53246辆、726座。
　　3国产化加速推进，行业竞争格局有望逐步清晰
　　3。1燃料电池及其上下游产业链
　　燃料电池汽车产业链长、参与方众多，燃料电池系统位于产业链的中游。氢燃料电池汽车市场的发展需要产业链上下游参与者协同，共同突破。行业上游燃料电池发动机主要包括电堆及其核心部件、辅助系统等，上游参与者主要为核心材料及关键部件生产商，电堆作为燃料电池系统的核心组成部分，对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。行业下游燃料电池最主要的应用场景是燃料电池汽车，下游参与者主要为整车厂。
　　电堆是燃料电池系统的核心部件，进入壁垒高。燃料电池系统主要包括电堆、氢气供给系统、空气供给系统、水热管理系统、控制系统等。燃料电池电堆是燃料电池系统的核心部件，是由双极板与膜电极交替叠合后以单电池串联方式层叠组合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆拴牢，构成的复合组件，其研发和生产具备较高的技术壁垒。双极板和膜电极（MEA）是单电池的核心组件，MEA主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层三部分组成。氢气和空气供给系统是为电堆提供合适压力、温度、湿度、流量的氢气与空气；水热管理系统用于保持燃料电池内部水平衡和热平衡；控制系统通过高精度调节反应气体的压力及流量等使得电堆中的反应始终维持在输出功率、温度、湿度合适的水平，保证发动机稳定可靠工作。此外，燃料电池发动机系统配备由车载高压储氢瓶和配套阀件组成的车载氢系统用于储存燃料，以及用于实现燃料电池与整车高压之间电压转换的DCDC。
　　3。2燃料电池系统及核心部件发展及国产化进程
　　100kW级别燃料电池系统实现装机应用，200kW级别产品公告指标与国际水平接轨，耐久性待验证。2021年100kW级别产品逐步开始整车装机，2022年以来，为匹配重卡对大功率动力系统的需求，亿华通、潍柴动力、捷氢科技、国鸿氢能、上燃动力先后发布了200kW及以上功率的燃料电池系统产品。从公告参数来看，电堆及系统的额定功率、功率密度、冷启动性能等方面指标与国际水平基本齐平，但由于缺少实车运行数据，国产系统及电堆2000030000h的耐久性目标仍有待验证。根据《节能与新能源汽车技术路线图2。0》规划，20302035年国产电堆将实现30000h的耐久性目标，合约180万公里，相当于2021年我国柴油发动机寿命；从国际先进水平来看，日本NEDO对2030年重卡车辆的电堆耐久性目标定为50000h，合约300万公里，与DOE预期的长期目标一致。
　　我国燃料电池已实现零部件级别100国产化，核心材料国产化是未来电堆及系统降本的核心。燃料电池系统的国产化进程自2019年以来步入快车道，现阶段，我国在MEA制备、双极板、电堆组装、辅助系统等领域已实现100自主化，是近两年燃料电池系统降本的关键推动力。我国主要的膜电极供应商新源动力、上海唐峰、武汉理工新能源、鸿基创能等头部企业虽然已经实现MEA自主制备，但催化剂、PEM和气体扩散层等核心材料主要依赖进口，仅国电投氢能公司实现了MEA核心材料级别的完全自主化，处于国内先进水平。根据DOE的测算，在大规模生产（50万台年）的情况下，MEA占燃料电池电堆成本的60左右，预计2022年2023年开始我国将逐步启动从催化剂、PEM到气体扩散层的国产化渗透，打破MEA核心材料高度进口依赖导致的电堆高成本现状。
　　3。3企业加速入局，竞争格局未明朗
　　产业链在淘汰和新增中不断完善，车企参与度大幅提升。2020年，氢电产业链企业总数约281家，2021年增加企业数量近80家，总计约355家。上游光伏、风电等可再生能源头部企业强势进入氢能上游产业链；中游核心材料，如催化剂、PEM、GDL等企业数量较少，燃料电池系统及电堆数量较多；下游车企从传统车辆生产中快速转型，参与度大幅提升，2021年氢燃料电池车企比2020年新增15家上公告企业。
　　市场集中度较高，燃料电池系统竞争格局未稳定。燃料电池系统市场集中度较高，2020年燃料电池系统CR3和CR5分别为45和68，2021年，燃料电池系统CR3和CR6分别为63、74，集中度回升至2019年水平。2021年燃料电池系统销量前五名企业为亿华通、海卓动力、鸿氢动力和上燃动力、潍柴动力。相较于2019、2020年，仅亿华通一直处于领先地位，且头部效应逐渐增强，其余企业市占率均发生较大变化。当前产业竞争格局尚未明朗，预计随着氢燃料电池市场规模的扩大、参与者的增加和产业化进程的加速，优质龙头企业将快速成长并形成竞争壁垒，具备成本竞争力、订单资源、成果转化及技术创新能力、售后响应体系的企业将逐步建立护城河。
　　燃料电池整车市场集中度高，呈现两大多小格局。燃料电池整车市场集中度较高，2019年燃料电池系统CR3和CR5分别为61和86，2020年燃料电池系统CR3和CR5分别为38和67，集中度呈下降趋势，2021年，燃料电池系统CR3和CR6分别为44、64，基本与2020年集中度水平相近，CR3略有抬升。2021年燃料电池系统销量前五名企业为北汽福田、南京金龙、佛山飞驰和金龙汽车、宇通客车，相较于2019、2020年，北汽福田市占率持续扩大，至2021年位列第一；佛山飞驰及金龙汽车市占率连续三年位列前三、前五，但市占率存在较大波动。随着氢燃料电池市场规模的扩大，具有整车集成技术优势、上游成本优势、订单资源的中重卡等商用车车型的企业将在中长期提升市占率。
　　4下游需求释放，TCO平价大势所趋
　　4。1规模化推动燃料电池进入快速降本区间
　　规模化推动下燃料电池系统降本空间大，电堆降本更为显著。根据DOE预测，随着规模化推进，当生产规模由1000台套年增加到50万台套年时，燃料电池电堆及系统成本分别存在83。12、75。46的降本空间，达到26美元kW、53美元kW。当生产规模由1000台套年扩张至1万台套年，燃料电池进入快速降本区间，电堆及系统降本程度分别达60。39、52。31；当生产规模由1万台套年扩张至8万台套年时，规模化的边际效应递减导致电堆及系统降本程度分别为49。18、39。81；当生产规模由8万台套年扩张至50万台套年时，规模化对成本的影响较小，电堆及系统降本程度分别为16。13、14。52。随着生产规模化的推进，燃料电池电堆在系统总成本中占比逐渐降低，当生产规模由1000台套年增加到50万台套年时，电堆成本占比由71降至49。
　　受益于燃料电池规模化发展，20212025年我国燃料电池系统及电堆将进入快速降本区间。2021年，我国燃料电池车总销量1586量，保有量8938量，燃料电池系统成本约为5000元kW，电堆成本约占系统总成本的62。基于《节能与新能源汽车技术路线图2。0》，2025、2035年燃料电池产能将分别达到1万台套年，10万台套年，实现燃料电池车10万、100万辆的保有量目标。根DOE规划的燃料电池系统及电堆的降本路径，预计2025年国产电堆及系统成本分别降至1227。9元kW、2384。3元kW，复合年均降幅分别为20。7、16。9；2035年国产电堆及系统成本分别降至603。9元kW、1388。9元kW，复合年均降幅分别为6。9、5。3。同时，电堆在系统总成本中的占比逐渐降低，BOP成本占比逐渐提高。
　　随着规模化推进，催化剂及双极板在电堆成本中的占比逐渐提升。电堆是燃料电池系统的核心部件，随着产能的提高，总成本将急剧下降，催化剂成本占比的提升进一步推高了MEA在电堆成本中的占比。
　　4。2TCO平价打通燃料电池市场化的最后一公里
　　燃料电池车与柴油车TCO平价是氢燃料电池车在各细分领域市场渗透率提升的重要转折点。当前阶段由于电堆核心材料仍依赖进口、上游氢能供应以及产业规模化不足，导致氢燃料电池汽车的车辆购置成本和能源使用成本较高，经济性优势尚未显现。从消费者角度看，在购买和使用氢燃料电池汽车时，其全生命周期成本（TCO）与竞品的平价点，是氢燃料电池汽车在各细分领域市场渗透率提升的重要转折点。到2035年，长续航、大载重的重型车辆将是燃料电池推广的重要应用场景。传统柴油车（ICV）、燃料电池车TCO的差异主要体现在购置成本、使用成本、维护成本、残值等四个方面。
　　针对31吨的重型车量，按照DOE的规划应匹配360kW功率级别的动力系统；按照单次补能实现500km续航匹配储氢系统容量，以5年100万公里的商用车质保需求测算燃料电池重型车辆与传统柴油车的TCO细分差异成本，具体如下：
　　（1）燃料电池系统成本：由于2021年国内燃料电池系统的额定功率普遍维持110kW级别，匹配动力电池容量约为150kWh，2022年燃料电池系统功率将达到250kW，匹配动力电池容量可降为70kWh，按照国内燃料电池系统约100kW年的功率提升速度，预计从2023年开始，国内燃料电池系统功率可达到360kW级别，但电电混动的技术路线仍要求FCV匹配容量约15kWh的动力电池，针对整车启动、快速变载情况实现瞬时功率响应。2021年，燃料电池电堆及BOP成本分别约为3100元kW、1900元kW。
　　（2）动力电池成本：2021年，磷酸铁锂电池材料成本约0。58元Wh，材料成本约占总成本的61，电池成本约950元kWh。2022年，由于上游价格波动导致材料成本上涨，假设20232025年逐步回落至950元kWh，按照节能与新能源汽车技术路线图2。0规划，2035年动力电池价格小于800元kWh。
　　（3）储氢系统成本：我国商用车普遍采用35MPa的储氢系统，成本约为0。5元kg，按照我国节能与新能源技术路线图2。0，预计到2025、2035年储氢系统的成本将逐步下降至0。35万元kg、0。20万元kg。根据整车经济性数据，目前31吨车辆综合工况氢耗约为15kg100km，预计到2025年、2035年降至13kg100km、10kg100km。
　　（4）整车其他部分购置成本：31t柴油重车售价约为36万元，燃料电池重卡基础车架、电驱等成本假设为20万元。
　　（5）氢气使用成本：在无补贴的情况下，现阶段氢气成本约60元kg，在各地补贴政策下，氢气的终端售价在2735元kg。根据规划到2025年、2035年，氢气无补贴价格将降为35元kg、25元kg，叠加整车经济性的提升，使得车辆全生命周期的燃料成本显著下降。根据我国节能与新能源技术路线图2。0对传统车辆使用经济性的规划，到2025年、2030年、2035年，传统载货车油耗较2019年水平分别降低810、1015、1520。2019年31t重卡满载油耗约为40L100km。
　　（6）车辆维保成本：31t6x4载货车轮胎数为6个。假设5万公里更换一次轮胎，维修费用假设每10万公里5000元。ICEV车型的保养成本还包括定期更换机油、空气滤芯器等保养件，假设每5万公里保养成本为1万元。燃料电池车辆还涉及去离子器及冷却液的定期更换，每年更换成本为2000元；三电系统及动力电池保养费用约10万元；由于现阶段系统耐久性不达标可能发生全寿命内燃料电池电堆的一次更换，2035年系统耐久性达到30000h，可满足全生命周期的使用需求。
　　（7）过桥过路费：31t6x4载货车作为3轴3类车型取1。53元km的高速费用，假设车辆60的运输依靠高速完成。
　　（8）车辆残值：传统柴油车残值以5计算；燃料电池车辆按照传统柴油车残值的50，同时，电堆内因含有贵金属铂，以75的铂金回收率以及单价150元g进行测算。目前燃料电池电堆铂载量平均水平约为0。3gkW，预计2025年、2025年铂载量可降低为0。2gkW、0。1gkW。
　　无惧补贴退坡，31t燃料电池重卡有望实现与传统柴油车平价，最终价格具备足够成本优势。考虑到技术进步、规模效应、补贴退坡、氢源成本的变化，在无购置补贴及氢气使用补贴政策下，根据TCO测算，2021年、2025年和2035年，燃料电池车辆的购置成本预估为126。75、112。51、86。60万元，20212025年CAGR2。94，20252035年CAGR2。6；TCO预估分别为1184。38、721。54、460。10万元，20212025年CAGR11。65，20252035年CAGR4。4。传统柴油车TCO受能源价格影响较大，0号柴油价格取6元L、8元L时，传统柴油车TCO约为603。08万元、747。74万元，能源能成分别占柴油车TCO的71。96和77。39。积极情况下预计2025年燃料电池车TCO开始进入柴油价格6元L、8元L下TCO的平价区间，基本情况下预计2030年左右实现平价，燃料电池车辆将逐步进入市场化竞争阶段，渗透率有望大幅增加。到2035年，燃料电池车TCO与柴油车相比具备1838的成本优势，燃料电池车将实现大规模替代和应用。
　　现阶段，在补贴政策扶持下，31t燃料电池重卡与传统燃油车相比已实现平价，补贴差异化将拉大地区成本竞争优势。按照现行的燃料电池国家补贴政策，参照上海市发布的地方政府补贴标准，按照国补与地补1：1实行燃料电池车辆购置补贴；在氢气使用补贴方面，现阶段大多数地区补贴后35元kg的氢气价格，重庆市等少数地区补贴后氢气价格可降为27元kg。当氢气价格为35元kg时，现阶段的燃料电池重型车辆TCO约700万元，已经进入与柴油车TCO的平价区间；当氢气价格为27元kg时，现阶段的燃料电池重型车辆TCO约490万元，燃料电池车TCO已越过平价线，且与柴油车相比具备1335的成本优势。燃料电池车辆TCO对政策敏感性强，适当引导可提前TCO平价时间。在无补贴政策，全运营周期内减免新能源车辆50及全部过路费，其他条件不变的情形下，2021年燃料电池车TCO降至约1140万元、1090万元，2025年燃料电池车TCO降至约680万元、630万元，2025年燃料电池车TCO降至约410万元、370万元，预计可将燃料电池车TCO平价时间提前15年。当2035年的氢气终端售价降至20元kg，其他条件不变时，燃料电池车TCO降至410万元，预计可将燃料电池车TCO平价时间提前12年。因此，到2025年，燃料电池车购置成本降将随着规模化推进大幅降低，当现阶段补贴政策取消之后，燃料电池车辆已具备一定的TCO平价能力，过路费及氢气终端售价的适当引导可实现TCO的有效调节。
　　受益燃料电池车辆运营，上游能源供应有望成为最大细分市场。在我国节能与新能源技术路线图2。0规划的氢气终端售价目标下，氢气价格逐渐降低，2021年、2025年、2035年，燃料电池车运营的能源成本分别在TCO中占比75。9、62。9、54。2，在TCO中占比最高，均超过50。因此，氢源价格和购置成本是燃料电池车TCO下降的关键因素。
　　燃料电池系统成本对TCO的影响逐渐加大，TCO逐步向核心动力系统回归。2021年、2025年、2035年，燃料电池系统购置成本分别在TCO中占比4。64、8。24、10。84，在燃料电池系统购置成本逐渐下降的趋势下，由于氢气售价的下降导致全生命周期内的用能成本占比降低，使得购置成本在TCO中的占比逐渐抬升。因此，燃料电池车辆规模化推广下，核心动力系统受成本驱动是长期趋势并将逐渐增强。
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　　精选报告来源：【未来智库】。系统发生错误