燃料电池重卡行业或将在2026-2027年迎来拐点

燃料电池重卡行业或将在2026-2027年迎来拐点 燃料电池在中国主要应用于商用车领域尤其是重卡，我们认为燃料电池行业的爆发也可能率先出现在重卡领域。从我们测算的不同动力形式的重卡全生命周期成本对比来看，2026年燃料电池重卡的总体拥有成本将在3年内和柴油重卡持平，其成本竞争力或让行业出现拐点信号，而实现这一投资回报周期的核心是加氢价格以及基础设施配套能力。在5-10年的中长期维度，我们预测燃料电池系统单价有接近75%的降本空间，且其续航和补能效率或仍领先纯电重卡，这也让燃料电池重卡大规模替代柴油重卡成为可能。 中国汽车行业 史迹, CFA(852) 3761 8728shiji@cmbi.com.hk 梁晓钧(852) 3900 0856austinliang@cmbi.com.hk 燃料电池短期仍需政府支持及引导，降低加氢成本是行业在2026-2027年能否迎来拐点的关键之一。燃料电池重卡目前相较于柴油重卡在购车和燃料成本都处于劣势的情况可能在2025年迎来转变，在加氢成本在30元/公斤（副产氢不发达地区仍需政府补贴才能达到）以及免2年高速费的情况下，我们估算燃料电池重卡的全生命周期成本或将与柴油重卡持平；假设2026年加氢成本进一步下降至25元/公斤并仍有1年高速费的减免，我们测算燃料重卡的生命周期总成本将低于柴油重卡10%，且前置成本的溢价将在3年内被抵消。由于燃料电池重卡购车成本不可能在短期内低于其他重卡，加氢成本会成为其成本竞争力的核心。 窦文静, CFA(852) 6939 4751douwenjing@cmbi.com.hk 加氢价格主要由制氢、运氢和加氢站运营三部分组成，其中运氢的降本空间较大。目前，灰氢成本约为13元/公斤，比绿氢低50-60%，虽然电解水制氢存在较大的降本空间，但我们认为短期的制氢仍会以传统化工制氢为主。从中长期看，使用III型瓶的长管拖车或建设输氢管道将大幅降低运氢成本。我们认为短期对副产氢不发达地区而言，要让加氢价格低于25元/公斤仍需政府补贴，而长期的加氢价格取决于电解水制氢设备的降本空间，我们认为长期的加氢价格在无补贴情况下仍可能做到25元/公斤。 技术进步和规模效应将大幅降低燃料电池价格。燃料电池重卡的购车成本在其中长期的竞争力中仍具决定作用，我们测算在不考虑难以预测的技术突破的前提下（比如金属双极板的涂层防腐性），中长期燃料电池成本仍有接近75%的降本空间。文中我们以双极板为例详细量化了技术进步和规模效应能带来的降本幅度，并估算燃料电池系统单价可降至390元/千瓦。中长期燃料电池重卡的总体拥有成本或在2年内与柴油重卡持平。 综上所述，燃料电池重卡具备成本竞争力，基础设施配套是必不可少的条件。不同于消费者对乘用车偏好的多样化，成本是商用车行业最重要的考虑因素，所以一旦某种动力形式的商用车相对其他动力形式出现明显的成本优势时，其市占率可能在较短时间占据主流地位。由于重卡市场场景的多样性以及我们分析中涉及的假设的复杂性，我们认为目前还很难判断长期稳态的重卡市场动力形式格局，但考虑到2023年中国燃料电池重卡的市占率仅为0.3%，而长途运输占据重卡需求的一半左右，我们可以期待燃料电池重卡出现指数级增长的可能性。 重要图表 中国燃料电池主要应用于商用车领域，尤其是重卡 根据弗若斯特沙利文的数据，2023年按销售输出功率计，固定式发电（包括分布式发电和离网电源）、乘用车和商用车各占全球燃料电池下游应用的30%、28%和28%。与全球市场形成鲜明对比的是，商用车占中国燃料电池市场下游应用的95%，而全球的燃料电池商用车几乎全部由中国市场贡献。 资料来源:弗若斯特沙利文，招银国际环球市场 资料来源:弗若斯特沙利文，招银国际环球市场 我们认为至少在中国市场，商用车在中短期仍将继续主导燃料电池的下游应用，因为燃料电池系统给商用车带来的全生命周期成本节约会比乘用车更加显著。随着产业链逐步成熟和基础设施逐步完善，我们认为燃料电池的应用会率先在商用车尤其是重卡市场爆发。虽然纯电重卡相较于燃料电池重卡和柴油重卡都具备全生命周期的成本优势，但其在补能和载重上的劣势或使其使用场景受限，或导致其无法完全占据重卡市场。 资料来源:弗若斯特沙利文，招银国际环球市场 资料来源:弗若斯特沙利文，招银国际环球市场 加氢成本是燃料电池从政策驱动转向市场驱动的短期关键所在 2023年，中国燃料电池汽车销量同比提升72%至约5,800辆，其中重卡和轻中型卡车分别占63%和18%。我们认为这一销量的实现仍来自政策驱动，因为根据我们的测算，即使在大额的购车补贴下，2023年燃料电池重卡的购车成本和全生命周期成本仍远高于柴油和天然气重卡（如图9所示）。 根据我们的测算，2023年49吨燃料电池重卡补贴后的价格仍比同等级的柴油重卡高出约11万元。不同于纯电重卡通过极具优势的使用价格拉低全生命周期的总成本，我们估算2023年全国平均加氢价格仍需约40元/公斤，假设年行驶里程17万公里（全生命周期行驶里程120万公里），所以燃料电池重卡每年的燃料费用比柴油重卡高出约26万元。算上购置价格的溢价，我们估算燃料电池重卡全生命周期成本在2023年高出柴油重卡约180万元。 虽然燃料电池汽车示范城市群的政策仍在2024年继续，但因为不少地区的额度开始透支而导致补贴实质上在减少。另一方面，部分地方政府开始试行燃料电池汽车3年高速费减免政策，由于不同高速公路收费标准存在差异，我们假设重卡平均每年的高速费用为25.5万元，那么3年的高速费用减免金额的绝对值基本相当于2023年直接获得的购车补贴。由于政府仍在讨论下一阶段的政策导向，我们无法确定2025-2026年的具体补贴金额，我们简单地以3年高速费用减免作为等价的补贴，即2024-2026年分别补贴76.5万元、51万元和25.5万元。我们认为下一阶段的政府补贴会以运营和基建为导向，且金额可能在看到市场化条件开始成熟时才逐年减少，所以我们认为我们的假设合理甚至略显保守。 我们将燃料电池重卡的全生命周期成本分拆成整车售价、燃料费用、维护费用和高速费用以便分析其降本路径。整车售价可再细分为燃料电池系统、储氢系统、动力电池、电机电控以及车身，我们预测燃料电池系统每千瓦单价在2025年及2026年分别下降24%和29%，同时我们假设系统功率从2024年的200千瓦提升至2025年的220千瓦以及2026年的240千瓦以便应对各种工况并减少锂电池容量，结合其他零部件的降本和利润情况，我们预测2025年和2026年49吨燃料电池重卡的整车售价将分别同比下降12%和14%至107万元和92万元，仍远高于柴油重卡。因此，想要获得全生命周期的成本优势，燃料电池重卡必须在运营成本上（包括燃料、维护和高速费用）方面相较于柴油重卡有显著优势。 根据我们的测算，2025年在免2年高速费的补贴假设下，燃料电池重卡的全生命周期成本将和柴油重卡持平（如图10所示）。到2026年在免1年高速费的政策支持下，燃料电池重卡的全生命周期成本将比柴油重卡低10%（约55万元），且前置成本的溢价在3年内由运营成本的节约来抵消。 由于燃料电池重卡的购车价格在2027年前不可能低于柴油重卡，实现我们预测的全生命周期成本持平甚至更低的核心就在于燃料费用，而燃料费用主要取决于能耗效率和加氢价格。目前49吨燃料电池重卡百公里能耗约8.5-10.0公斤，我们估计到2025和2026年，百公里能耗有望分别下降到8.0公斤和7.5公斤。能耗效率和电堆的发电效率高度相关，其他条件不变，提升电堆电压能有效提升发电效率。从我们收集的资料来看，我们对2025年和2026年的能耗效率假设不难达到。长期来看，我们预期百公里能耗有望进一步下降到6.5公斤。在能耗效率在短期内相对比较容易估算的情况下，加氢价格成为燃料费用的关键，而我们将这一费用再细分为制氢成本、运氢成本和加氢站运营成本以便探讨其潜在下降空间。 制氢：灰氢在中短期内仍具有显著的成本优势 制氢方式主要有3种：1）灰氢：传统能源（煤炭、天然气等）制氢，会产生大量二氧化碳；2）蓝氢：传统能源制氢，通过碳捕获、利用和封存技术（CCUS）大幅降低二氧化碳排放；3）绿氢：可再生能源制氢，如电解水制氢。目前国内大部分仍是灰氢，根据我们的测算，其成本比绿氢低约50-60%。 传统能源制氢技术较为成熟且已广泛使用，所以灰氢的出厂价格很大程度上取决于原材料价格。基于当前的煤炭和天然气价格，煤制氢较为便宜，但天然气制氢价格弹性更大。基于当前煤炭和天然气价格分别约700元/吨和4.2元/立方米来测算，对应氢气出厂价格分别约13.2元/公斤和21.4元/公斤。当原材料价格均下跌50%，煤制氢和天然气制氢出厂价格分别下降约25%和41%到9.9元/公斤和12.6元/公斤。 资料来源:中国化工学会，招银国际环球市场测算 资料来源:中国化工学会，招银国际环球市场测算 上述氢气出厂价格未考虑使用CCUS所带来的额外成本，我们估计叠加CCUS将使得氢气出厂价格在上述的价格基础上提升30-50%，即煤制氢+CCUS（蓝氢）的出厂价格将达到17-18元/公斤，依然显著低于当前绿氢的出厂价格。 电解水制氢（绿氢）基于电解槽结构和隔膜材料不同可分为：碱性电解水（ALK）、质子交换膜（PEM）电解水、固体氧化物电解水（SOEC）和阴离子交换膜（AEM）电解水制氢。ALK和PEM是当前已商业化的主流制氢技术，后两者仍处于商业化初期。 由于ALK电解槽技术更成熟且较少用到贵金属，价格远低于PEM电解槽，因此目前市场上ALK技术占据主导地位。根据弗若斯特沙利文的数据，2023年全球电解槽市场规模达到1.9GW，其中ALK电解槽占比达到74%；2023年中国电解槽市场规模约1.2GW，ALK电解槽占全国电解槽销量的97%，主要因为中国缺乏PEM电解槽用到的贵金属（如铱、铂、钛等）以及技术的不成熟导致其PEM电解槽的价格高于全球均价。 如图14所示，电解水制氢的成本测算涉及较多的假设和变量，我们基于全年制氢2,000小时（日工作时长5.5小时）、土地投资费用300万元和电费0.3元/千瓦时的前提假设，我们测算出ALK制氢出厂价格约为30.6元/公斤，PEM制氢出厂价格为40.1元/公斤，主要原因是PEM设备投资成本（3,000万元）约为ALK设备投资成本（1,000万元）的3倍。事实上，制造同等重量的氢气，PEM制氢的电费成本低于ALK制氢，这就意味着随着技术进步带来设备初始投资成本下降，PEM制氢成本的下降速度可能快于ALK制氢，我们预计PEM制氢将获得更大的市场份额。另外，由于PEM制氢响应时间更短以及所能承载的负荷范围更大，使得其更适合于可再生能源发电的储能。 在图15中我们分析了电解水制氢出厂价格相对于设备投资成本和制氢时长的弹性。对于ALK制氢和PEM制氢而言，提高设备利用率都是有效降低氢气出厂价格的方式。由于PEM制氢电费成本较低，其价格弹性明显高于ALK制氢。基于当前的设备投资成本，假设年制氢时长从2,000小时翻倍到4,000小时（日均工作时长11小时），ALK制氢和PEM制氢的出厂价格将分别下降19%和30%。假设年制氢时长达到4,000小时，若ALK设备投资成本降低60%到400万元，氢气的出厂价格可降至23元/公斤；若PEM设备投资成本降低67%到1,000万元，氢气的出厂价格可降至22元/公斤。虽然电解水制氢的成本随着设备投资成本下降有着巨大的下降空间，但短期内或难以实现。 在图15的敏感性分析中，我们假设电价固定为0.3元/千瓦时以便分析变化空间更大的两个变量（制氢时长和设备投资成本）对制氢成本的影响。实际上，电价对电解水制氢的成本影响也较为显著，且当初始投资成本越低的时候，影响越大。在假设3,000万元设备投资成本及2,000小时制氢时长前提下，当电价假设减半到0.15元/千瓦时，PEM制氢出厂价格将下降20%至32.2元/每公斤。 虽然当前电