【獨(dú)家焦點(diǎn)】燃料電池?zé)o痛點(diǎn)替代柴油車

1.遠(yuǎn)距離、大載重、極端環(huán)境下燃料電池?zé)o痛點(diǎn)替代柴油車

我國(guó)乘、商用車電氣化處于不同的發(fā)展階段，商用車減排潛力巨大。商用車是當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)碳減排的重點(diǎn)和難點(diǎn)，5%的商用車碳排放占比超過(guò) 50%，推動(dòng)商用車電動(dòng)化，尤其是中重型車是當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)碳減排的關(guān)鍵。“十三五”以來(lái)，我國(guó)新能源車總體滲透率由 2016年的 1.8%提升至 2022 年上半年的 21.6%，新能源乘用車滲透率由 1.1%提升至 28.5%。

新能源商用車滲透率維持在 2%-5%區(qū)間，2019 年隨著新能源車補(bǔ)貼退坡，滲透率跌至 2.36%。2022 上半年，我國(guó)新能源商、乘用車銷量分別為 6.66 萬(wàn)輛、264 萬(wàn)輛，分別占商、乘用車總銷量的 3.92%、28.51%，商用車領(lǐng)域新能源滲透率與乘用車相比相差較大，仍處于起步階段。

(相關(guān)資料圖)

燃料電池補(bǔ)足純電動(dòng)商用車使用痛點(diǎn)，是解決長(zhǎng)途、中重載車輛電動(dòng)化進(jìn)程卡滯的更優(yōu)解。雖然油電價(jià)差使電動(dòng)化具備一定的經(jīng)濟(jì)性基礎(chǔ)，但對(duì)于中重型純電車輛推廣仍存在三點(diǎn)關(guān)鍵問(wèn)題：

1）運(yùn)營(yíng)效率低：由于磷酸鐵鋰電池的能量密度較低，降低純電重卡的有效運(yùn)力；2）充電慢，極大擠占運(yùn)營(yíng)時(shí)間；3）電池衰減帶來(lái)的里程焦慮問(wèn)題，在低溫環(huán)境中進(jìn)一步放大。以上三點(diǎn)使中重型純電車輛運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性受損。燃料電池（含儲(chǔ)氫系統(tǒng)）的能量密度相比磷酸鐵鋰提升 50-70%，通過(guò)提升車輛的額定載重增加運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性；以 35MPa 的 49T 重卡車為例，單次加氫時(shí)間 10-20min，相比鋰電池提升近 6 倍，與傳統(tǒng)燃油車加油時(shí)間相當(dāng)；燃料電池可滿足-40℃無(wú)衰減續(xù)航，低溫適應(yīng)性更強(qiáng)。除此之外，燃料電池工作溫度舒適區(qū)范圍更寬，安全性能更優(yōu)，燃料電池在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用無(wú)短板。

2.燃料電池中重型商用車應(yīng)用趨勢(shì)明顯

2021 年燃料電池車中的客車、專用車、乘用車占比分別為 55%、44%、1%，客車占比同比-37.21%，專用車占比大幅擴(kuò)加，同比+254.71%，乘用車出現(xiàn)數(shù)十臺(tái)批量級(jí)的示范應(yīng)用。受益于補(bǔ)貼政策在重卡車型上的大幅傾斜以及燃料電池性能差異化優(yōu)勢(shì)，2021 年燃料電池重卡（交強(qiáng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)口徑）銷量 777 輛，在專用車中占比提升至 94%，燃料電池在中重型專用車上應(yīng)用趨勢(shì)明顯。

3. 中重卡滲透雛形已現(xiàn)，燃料電池裝機(jī)大功率化

燃料電池初步撬動(dòng)新能源中重卡市場(chǎng)占比。根據(jù) 2021 年新能源車商用車細(xì)分領(lǐng)域銷售數(shù)據(jù)，由于純電動(dòng)發(fā)展起步早及電價(jià)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，客車及卡車中純電動(dòng)占比均超過(guò) 95%。受益于補(bǔ)貼政策傾斜，燃料電池在中重卡細(xì)分領(lǐng)域已有初步占比，從微卡、輕卡、中卡到重卡，燃料電池占比提升明顯，隨著卡車額定載重增加，燃料電池占比逐漸提升，新能源重卡中燃料電池車輛占比 7.44%。

國(guó)際社會(huì)達(dá)成燃料電池中重型車輛發(fā)展共識(shí)，全球重卡領(lǐng)域燃料電池滲透有望大幅提升。2022 年 3 月，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)布的《燃料電池重型交通（HDV）技術(shù)路線圖》中指出，到 2030 年，日本燃料電池重型交通在 8 噸以下新增商用車中滲透率預(yù)計(jì)達(dá)到 20-30%，先行引進(jìn) 5000 臺(tái) 8 噸以上的商用車，在國(guó)內(nèi)外主要國(guó)家的卡車、船舶、貨車、工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)景中全面推廣，進(jìn)入燃料電池重型交通全面普及階段；到 2040 年，燃料電池重卡全球部署量達(dá)到 1500 萬(wàn)輛，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 300 萬(wàn)億日元。為適應(yīng)中重卡動(dòng)力系統(tǒng)的匹配需求，燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)呈現(xiàn)大功率的發(fā)展趨勢(shì)。

國(guó)外重卡搭載的燃料電池系統(tǒng)功率較高，受國(guó)內(nèi)產(chǎn)品功率的限制，我國(guó)重卡可匹配的燃料電池系統(tǒng)功率普遍偏小，導(dǎo)致匹配的動(dòng)力電池容量偏大。國(guó)內(nèi)主流系統(tǒng)供應(yīng)商最新發(fā)布的燃料電池系統(tǒng)功率已超過(guò) 250kW，有望于 2022 年下半年實(shí)現(xiàn)整車應(yīng)用。從系統(tǒng)配套功率來(lái)看，隨著大功率燃料電池堆的不斷推出，2021 年燃料電池汽車的系統(tǒng)功率大幅提升，其中 70kW 以上系統(tǒng)占比接近 70%，大功率系統(tǒng)成為市場(chǎng)主流。系統(tǒng)功率 50kW 以下車型占比由 2020 年的 54%，大幅下降到 2021 年的 6%；50-70kW 系統(tǒng)車型由 2020 年的 41%下降為目前的 24%。

4.動(dòng)力系統(tǒng)全工況覆蓋是必然趨勢(shì)，燃料電池系統(tǒng)功率仍存在提升空間。

燃料電池中重卡長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)必將是動(dòng)力系統(tǒng)功率實(shí)現(xiàn)整車運(yùn)行全功率范圍覆蓋，動(dòng)力電池僅提供啟動(dòng)及峰值工況下的功率補(bǔ)充。DOE 統(tǒng)計(jì)了 12 種不同卡車運(yùn)行過(guò)程的功率需求，168kW、260kW、360kW 系統(tǒng)產(chǎn)品能夠匹配 35T 以內(nèi)級(jí)別卡車的運(yùn)行需求。中型卡車（6-14T）的功率需求圍繞 168kW；對(duì)于重型卡車（＞14T），總質(zhì)量從 15T、25T 到 35T，每增加 10T，需求功率提升 100kW，35T 級(jí)別的重型卡車的功率需求達(dá)到 360kW。

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