借力蓄势，厚积薄发04.2021 上海 / 中国罗兰贝格洞见中国氢燃料电池重卡行业发展白皮书 1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。1. 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。1 ） 新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)明确发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。2 ） 规划提出2035整体目标，明确了氢燃料电池汽车要实现商业化应用：“...纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，氢燃料电池汽车实现商业化应用，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，充换电服务网络便捷高效，氢燃料供给体系建设稳步推进，有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升...”。2. 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。1 ） 2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。“碳中和”的提出，背后有着国家对加速经济转型、保障国家能源安全和践行大国社会责任的诉求。封面图片： Tomasz Wyszo Çmirski/Getty Images i 加速经济转型：我国正处于经济由高速增长转向高质量发展的阶段，通过逐步收紧碳排放要求，更高效且具备更高碳强度的产能将更具成本优势，倒逼产业结构不断调整优化。发展绿色制氢为代表的零碳电力等产业也将创造更多新的就业机会。ii 保障国家能源安全：中国能源结构“富煤、少气、贫油”，能源对外依存度高，石油对外依存度72%、天然气43%。在国际局势动荡下， 能源安全担忧持续上升。中国也需要优化能源结构，拓展自主掌控、生产的氢能产业，利用风、光等自然资源所生产的绿色氢气作为新的能源将为能源结构转型及能源安全做出重要贡献。iii 践行大国社会责任：2000年以来，我国碳排放大幅上升，截至2019年，二氧化碳排放占全球28.76%。应对气候变化，是中国树立大国形象、在国际事务中形成影响力的必由之路。2 ） 碳中和的实现必须要推动上游高耗能行业及下游应用同步转型，而氢能则是实现碳中和的重要路径。i 上游高耗能行业转型：电力、钢铁、水泥等高能耗和高排放行业的结构和用能转型；结构方面主要是电力中可再生能源电力占比进一步提升，当前仍有~70%的电力来自火电。用能转型主要是工业用能增加电的比例，同时在工业过程中减少碳排放，如使用氢气替代焦炭还原铁，未来工业氢气的用量将提升。ii 下游应用转型：为减少排放，需要减少直接化石燃料的使用，用电比例将提升。下游应用中，交通环节的排放占~10%。生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报（2019）》显示，汽车是移动源污染排放的主要贡献者。其中，柴油货车使用强度高、单车排放大，保有量虽然只占汽车的~7.9%，一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物及颗粒物的排放量，却分别占到汽车排放总量的10%、18.8%、60%与84.6%以上。为实现碳中和，交通领域的电动化为大势所趋，而商用车，尤其是柴油货车则是交通运输迈向碳中和的重要加速器。 01前言 201 / 中国分部门二氧化碳排放情况 [2020,%]3. 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。1 ） 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，制造业升级和解决“卡脖子”技术为未来大势所趋。汽车制造业作为国内制造业的重要组成部分，必将充当制造业升级的排头兵。35.8%33.2%8.8%8.7%11.6%��������1.9%������������丘䩺全嶏岳ⶕ妰⠯ꢚ粬⪥顄劲2 ） 当前国内氢燃料电池产业仍然存在一定短板，在外部环境驱动下，技术升级和自主掌握进程将持续推进：在关键材料方面，燃料电池电堆中的质子交换膜、催化剂等关键原材料目前主要依赖进口，在核心工艺方面，膜电极、双极板等生产环节需要进一步提升成品率，关键零部件，如高压氢瓶阀、空压机等品质与国外仍有差距，因此氢燃料相关产业链升级也势在必行。丘䩺全嶏岳ⶕ妰⠯ꢚ粬⪥顄劲 3目录 040713151619201/ 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 2/ 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3/ 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4/ 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5/ 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6/ 氢燃料电池行业未来展望借力蓄势，厚积薄发7/ 氢燃料电池行业布局启示匹配资源，调动生态，掌握节奏 41. 政策导向政府政策将以推动上游关键零部件技术突破(8大类)、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。1.1 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(电堆、氢气循环系统、空压机、膜电极、双极板、催化剂、碳纸、交换膜)作为技术突破重点，要求示范城市群在第1-4年间实现至少2项、4项、5项、7项的本土化突破落地。 021.2 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。 031.3 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：1） 规划目标：虽然2020年受到疫情影响，但国内部分地区依然积极出台氢能产业规划，其中以广东省佛山市、上海市、四川省等省市为典型代表，如广东省发改委提出要在珠三角核心地区、沿海经济带布局建设约300座加氢站，上海计划到2023年规划加氢站接近100座并建成运行超过30座。2） 建设补贴：在国家推出对加氢站行业发展的利好政策后，部分省市也相继推出补贴细则，主要针对于大于等于500kg/d加注能力的加氢站，平均单站补贴力度在300-500万元左右。02 / 1/ 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资料来源：案头研究；罗兰贝格 503 / 04 / 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燃料电池汽车示范应用支持政策，对符合条件的城市群开展燃料电资料来源：案头研究；罗兰贝格资料来源：案头研究，专家访谈，罗兰贝格2017年：《中国燃料电池汽车发展路线图》2020年：《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》技术路线产业规划示范应用2019年：《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》明确燃料电池汽车的技术路线、功能要求、关键零部件和材料规划氢产业链和氢燃料电池产业链的高阶发展目标制定示范的期限、城市群、产业化目标、奖励支持力度短期以商用车(特别是重型) 为抓手池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励，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。截止目前已有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。 04 605 / 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。先行城市如佛山、上海等均已发布各自的氢能产业发展规划。 05资料来源：案头研究，专家访谈；罗兰贝格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 。” 71. 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。1.1 氢燃料电池的下游应用广泛，除了交通运输领域，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的核心增量领域。在道路车辆中，乘用车纯电动市场系统随着锂电池能量密度的逐步提升和充电设施的普及，已经能够较好满足日常使用，因此短期内氢燃料电池的替代必要性有限。而商用车则存在较多相对固定路线的场景，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。 061.2 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，所需系统功率相对较低的客车和中轻型物流车成为氢燃料电池汽车的主要车型，而随着电堆功率增大、燃料电池本身具备较大功率和能量密度潜力的特点，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。06 / 1） 氢燃料电池系统及电堆功率提升：早期系统功率的增长主要跟随补贴趋势提升，比如2017年额定功率主要在30KW-40KW之间，与当时国补条件“燃料电池额定功率不低于30kW”相适应，2021年氢燃料电池系统最大补贴的额定功率上限为110KW，整体功率发展紧随政策补贴需求。后期随着燃料电池技术的进一步发展，以及应用场景对于大功率系统的需求驱动(类比当前主流的重卡牵引车马力-400马力(约300KW)左右，当前主流的燃料电池功率段距市场需求仍有较大差距)，未来燃料电池系统的功率将进一步提升。 072） 氢燃料电池重卡发展：当前氢燃料电池市场主流仍以大中客和中卡为主，主要由于中小功率燃料电池系统可以与此类车辆所需的马力适配，同时可以获取较大的补贴优惠。另外大中客主要的应用为城市公交，其所受政策的支持力度大，且路线和运行场景相对固定，因此发展也更加快速。未来在技术发展和补贴驱动下，伴随着燃料电池功率增大，氢燃料电池重卡应用将加速发展，同时由于燃料电池天然的高功率和能量密度的特点，使得其更能满足重卡对于载重量的要求。2/ 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数据来源：案头研究；罗兰贝格燃料电池交通运输建筑供能小型家用电器、消费电子设备、无人机等乘用车商用车大型固定氢燃料电池电站、建筑应急备用电源热电联产系统其他：叉车、船只、航空、轨交等便携式电池发电客车中重卡轻卡/ 厢货道路车辆>普拉格PLugPower 氢能叉车于2002年面世–已在沃尔玛、亚马逊、联合利华、通用汽车等大型企业车间中应用–美国保有量~25000辆，欧洲~7000辆>HES energy system: 工业级无人机–2018年，推出HYCOPTER，为工业维护检查而设计的多旋翼氢燃料无人机，续航3.5小时>Horizon：户外使用的燃料电池充电宝（2011年）>斗山：全球最大氢燃料发电厂–于韩国瑞山市安装50MW燃料电池系统，利用氢气副产品运行–将于2020年完工，向16万个家庭每年供应共计4000亿瓦时的电量>日本NEDO：ENE-FARM typeS–全球首个商业化的SOFC热电联产系统，在日本已大规模应用–发电效率为46.5％，综合能源利用效率高达90%燃料电池使用场景非车用场景介绍 807 / i 补贴驱动：在最新的氢燃料电池补贴政策中，相较