【獨家焦點】燃料電池無痛點替代柴油車

1.遠距離、大載重、極端環境下燃料電池無痛點替代柴油車

我國乘、商用車電氣化處于不同的發展階段，商用車減排潛力巨大。商用車是當前汽車產業碳減排的重點和難點，5%的商用車碳排放占比超過 50%，推動商用車電動化，尤其是中重型車是當前汽車產業碳減排的關鍵。“十三五”以來，我國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%區間，2019 年隨著新能源車補貼退坡，滲透率跌至 2.36%。2022 上半年，我國新能源商、乘用車銷量分別為 6.66 萬輛、264 萬輛，分別占商、乘用車總銷量的 3.92%、28.51%，商用車領域新能源滲透率與乘用車相比相差較大，仍處于起步階段。

(相關資料圖)

燃料電池補足純電動商用車使用痛點，是解決長途、中重載車輛電動化進程卡滯的更優解。雖然油電價差使電動化具備一定的經濟性基礎，但對于中重型純電車輛推廣仍存在三點關鍵問題：

1）運營效率低：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力；2）充電慢，極大擠占運營時間；3）電池衰減帶來的里程焦慮問題，在低溫環境中進一步放大。以上三點使中重型純電車輛運營經濟性受損。燃料電池（含儲氫系統）的能量密度相比磷酸鐵鋰提升 50-70%，通過提升車輛的額定載重增加運營的經濟性；以 35MPa 的 49T 重卡車為例，單次加氫時間 10-20min，相比鋰電池提升近 6 倍，與傳統燃油車加油時間相當；燃料電池可滿足-40℃無衰減續航，低溫適應性更強。除此之外，燃料電池工作溫度舒適區范圍更寬，安全性能更優，燃料電池在商用車領域的應用無短板。

2.燃料電池中重型商用車應用趨勢明顯

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%，專用車占比大幅擴加，同比+254.71%，乘用車出現數十臺批量級的示范應用。受益于補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勢，2021 年燃料電池重卡（交強險統計口徑）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用趨勢明顯。

3. 中重卡滲透雛形已現，燃料電池裝機大功率化

燃料電池初步撬動新能源中重卡市場占比。根據 2021 年新能源車商用車細分領域銷售數據，由于純電動發展起步早及電價經濟性優勢，客車及卡車中純電動占比均超過 95%。受益于補貼政策傾斜，燃料電池在中重卡細分領域已有初步占比，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%。

國際社會達成燃料電池中重型車輛發展共識，全球重卡領域燃料電池滲透有望大幅提升。2022 年 3 月，日本新能源產業技術綜合開發機構發布的《燃料電池重型交通（HDV）技術路線圖》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計達到 20-30%，先行引進 5000 臺 8 噸以上的商用車，在國內外主要國家的卡車、船舶、貨車、工程機械和農機等應用場景中全面推廣，進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到 1500 萬輛，市場規模將達到 300 萬億日元。為適應中重卡動力系統的匹配需求，燃料電池系統裝機呈現大功率的發展趨勢。

國外重卡搭載的燃料電池系統功率較高，受國內產品功率的限制，我國重卡可匹配的燃料電池系統功率普遍偏小，導致匹配的動力電池容量偏大。國內主流系統供應商最新發布的燃料電池系統功率已超過 250kW，有望于 2022 年下半年實現整車應用。從系統配套功率來看，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功率大幅提升，其中 70kW 以上系統占比接近 70%，大功率系統成為市場主流。系統功率 50kW 以下車型占比由 2020 年的 54%，大幅下降到 2021 年的 6%；50-70kW 系統車型由 2020 年的 41%下降為目前的 24%。

4.動力系統全工況覆蓋是必然趨勢，燃料電池系統功率仍存在提升空間。

燃料電池中重卡長期發展趨勢必將是動力系統功率實現整車運行全功率范圍覆蓋，動力電池僅提供啟動及峰值工況下的功率補充。DOE 統計了 12 種不同卡車運行過程的功率需求，168kW、260kW、360kW 系統產品能夠匹配 35T 以內級別卡車的運行需求。中型卡車（6-14T）的功率需求圍繞 168kW；對于重型卡車（＞14T），總質量從 15T、25T 到 35T，每增加 10T，需求功率提升 100kW，35T 級別的重型卡車的功率需求達到 360kW。

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