看未来十年投资方向,燃料电池市汽车场加速拐点在哪里

广东合即得

燃料电池汽车,不改变用户驾驶习惯,解决了锂电池续航里程焦虑和快速补充能源的问题,在低温启动、循环寿命与回收技术上也接近内燃机的性能,被认为是下一代能源技术。根据国际能源署的展望,美国、欧洲、日本为了实现2摄氏度的温控目标,2050年燃料电池乘用车保有量将达1亿台,占比约30%。目前成本、加氢站、氢气来源是横在燃料电池面前的三座大山,需要迈过。预计市场加速向上拐点将于2020-2025年出现。

受益于补贴政策与技术引进,中国燃料电池汽车产业发展或快于预期:

2016-2020年中国燃料电池的发展,或类似2009-2014年的锂电池的路径,技术从很不成熟到接近商用,成本上有大幅下降空间,产业推广阶段是从示范运行逐步过渡到商业推广。然而,近期我们看到一些有利因素,包括2017年的补贴不退坡、外资技术的引进,可能会导致中国燃料电池产业发展步伐快于预期。我们初步估计2017年中国燃料电池汽车产销量约1000台,到2020年保有量约1.5万台,对应市场规模在60-70亿元。

水氢燃料电池产业链的机会:

电堆产业化条件已经比较充沛,而甲醇重整器技术也较为成熟,水氢燃料电池是将电堆和甲醇重整两个成熟的技术融合在一起,同时避开了加氢站的瓶颈,当前产业化的条件最充沛。

燃料电池是未来10年的重要投资方向

1) 燃料电池原理

氢能燃料电池是通过氢气与空气中的氧气进行非燃烧的氧化还原反应,通过催化剂实现电子与离子的分离,进而产生电流,推动汽车电机的运转。质子交换膜燃料电池是最常见的燃料电池,因此氢离子可直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

反应分子式如:

2) 燃料电池是一种更清洁、更高效能源

为了实现《巴黎协定》提出的2050年全球平均温度较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内的目标,各国都在寻找更清洁有效的技术以取代内燃机与石化能源,据测算,若2050年燃料电池保有量达25%,车辆相关碳排放可以下降10%,而且,对比锂电池,燃料电池不改变用户驾驶习惯,解决了锂电池续航里程焦虑和快速补充能源的问题,在低温启动、循环寿命与回收技术上也接近内燃机的性能。

我们在下图对比了现阶段内燃机、锂电池和燃料电池技术,结论是2020年前,内燃机技术二氧化碳排放有望下降,一是通过技术效率提高30%,二是通过使用更加清洁的生物燃油;但2020年以后,改善空间不大;锂电池由于目前的电池容量、续航里程和充电时间限制,更加适用于城市短驳小车;燃料电池续航里程、能量补充时间及各项性能都接近内燃机,因此对于中大型车跑中远程的减排效果尤其好。未来30年,内燃机、锂电池和燃料电池三种技术会并存,并互相补充。

3)预计到2050年燃料电池保有量在1亿台,占比30%

根据国家能源署的展望,美国、欧洲、日本为了实现2摄氏度的温控目标,2050年燃料电池乘用车保有量将达1亿台,占比约30%。据第三方咨询公司Navigant公司的预测,燃料电池汽车,包括乘用车和客车,2020年的新车销量在3万台左右,到2024年预计达到23万台,丰田、本田、现代已率先于2013-16年推出了量产的燃料电池车型,而通用、大众、福特、奔驰、宝马仍在研发阶段,预计将于2018-20年左右推出量产产品。因此,我们预计市场加速向上的拐点或在2020-2025年出现。

系统成本、氢气来源和加氢站是三座大山需要迈过

目前限制燃料电池推广有三大主要阻碍,一是燃料电池汽车成本,二是氢气来源,三是加氢站的基础建设。

为解决这三座大山,广东合即得能源科技有限公司董事长向华在“水基科学向华理论”的基础上提出了“动氢”的理念,致力于将传统制氢及储氢技术进行颠覆性的创新研究,开发可移动、便携式、低成本的小型移动制氢机,并且已经成功研发出水氢燃料电池。

水氢燃料电池产业化大步临近。根据近期对水氢燃料电池(甲醇燃料电池)产业的调研情况,国内水氢燃料电池企业已经具备产业化条件,这与市场普遍认为燃料电池技术还很不成熟的观点不同。尽管高额补贴,但纯氢燃料电池迟迟没有产业化,其根源并不在于电堆,而在于加氢站,制氢和储氢的成本太高。

事实上,电堆产业化条件已经比较充沛,而甲醇重整器技术也较为成熟,水氢燃料电池是将电堆和甲醇重整两个成熟的技术融合在一起,同时避开了加氢站的瓶颈,当前产业化的条件最充沛。目前广东合即得的水氢燃料电池商用车已经在测试,该车型进入公告目录之后,有望实现快速的量产,且实现量产后,成本的降低会进一步推动需求的增长。

1)市场预计燃料电池到2030年有望接近燃油车水平

燃料电池汽车成本,目前在售的丰田Mirai美国市场售价接近6万美元,剔除补贴后,消费者实际支付价格为4.5万美元,对比丰田凯美瑞售价2.5万美元,尚不具有竞争力。根据市场预计,随着规模效应与技术优化,燃料电池电堆成本可以从目前每KW

380美元下降至40-50美元,甚至更低,令2030年燃料电池的成本有望接近燃油车水平成为可能。

2)氢气来源的解决办法是即产即用

为解决氢气的压缩、储藏、输送、装卸难题,广东合即得能源科技有限公司董事长向华在“水基科学向华理论”的基础上提出了“动氢”的理念,致力于将传统制氢及储氢技术进行颠覆性的创新研究,开发可移动、便携式、低成本的小型移动制氢机,并且已经成功应用到燃料电池上。其原理是将甲醇水进行汽化催化重整纯化转化为氢气,氢气再进入燃料电池与空气进行电化学转换成电。

3)加氢站投资大,而甲醇加注站成本只需要10万

以目前的产业化水平,一个日加注能力在200kg的加氢站,不含土地,投资在500-1000万元,可以最大服务720台燃料电池的私家车,对应单台车的基础建设投资在1.1万元。换句话说,如果是500万台车辆的规模,整个加氢站的基础建设投资在550亿元。而一个甲醇加注站,只需将传统加油机的加注枪,换为甲醇加注枪,仅需要10万元,远远低于加氢站的投资。

中国燃料电池产业发展或快于预期

不考虑补贴等外部因素,我们认为2016-2020年中国燃料电池的发展,或类似2009-2014年的锂电池的路径,技术从很不成熟到接近商用,成本上有大幅下降空间,产业推广阶段是从示范运行逐步过渡到商业推广。然而,近期我们看到一些有利因素,可能会导致中国燃料电池产业发展步伐快于预期。根据媒体公布的一些厂家计划,我们初步估计2017年中国燃料电池汽车产销量约1000台,到2020年保有量在1.5万台。

一是2017的补贴政策的调整有利于燃料电池技术。

按照之前公布的2016-2020年新能源汽车补贴政策,锂电池2017-2018年和2019-2020年补助标准分别比2016年下降20%和40%,但燃料电池的补贴维持2016年水平不变。因此,基于2017补贴水平,物流车燃料电池的补贴力度较大,国家补贴就足以覆盖成本,燃料电池客车扣除补贴的成本,同样优于锂电池,对于整车厂而言吸引力明显增大。我们已经看到北汽福田、宇通客车公开宣布自己在研发燃料电池客车。

二是海外技术与人才的引进,或跟外资直接合作,加快产业化进度。

我们走访了国内本土的氢燃料电池企业,了解到大部分国内的燃料电池技术仍处于实验室阶段,在系统可靠性和耐久性几个指标还无法达到产业化要求;令人欣喜的是,广东合即得能源科技有限公司引进世界水平的技术,有望加快中国燃料电池产业化进程。

三是除了汽车领域,无人机市场的爆发拉动燃料电池需求。

除了传统的军工、航天、储能领域,我们留意到已经有无人机企业用燃料电池作为能源替代锂电池,续航时间从30分钟提高至1-4个小时.目前产品刚刚推向市场,一台1KW功率的燃料电池系统加氢罐价格为20万元,远高于锂电池价格1000元,产品仍供不应求,表明市场对加长续航能力的无人机有非常大的需求。无人机市场本身非常年轻,处于爆发阶段。据市场估算,中国工业无人机的潜在市场,在现有的电力巡线、管道巡检、森林防火、公共安全上的应用规模就近1万台。

四是政策方面的转向。

2001-2015年,燃料电池是跟纯电动和插电混动汽车一起,归为新能源汽车技术之一,并未单独列出,由科技部等四部位统一规划。2016-2020年燃料电池汽车的补贴在20-50万/台,而且2020年前补贴不退坡。近期,我们注意到国家能源局也参与进来,跟发改委一起印发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》,其中氢能和燃料电池被列为15个重点发展方向之一。

水氢电动车的快速科普

很多人根本没有听说过水氢电动车究竟是辆什么车?其实它是水氢汽车的创造者,天生就是奔着环保而诞生的。水氢电动车是以水氢燃料电池原理为基础,用水氢燃料电池动力替换电动车传统的蓄电池动力,用户只需添加水氢原料(甲醇水)即可保证续航水氢电,具有和内燃机同样的使用习惯,有效缓解充电桩覆盖不足的问题,并可以减少充电桩建设投入。水氢电动车既具有传统电动车零碳排放高环保性和高效性,同时具有传统内燃机的高续航能力。整车无污染物排放,排放产物只有水和近零的CO2。

水氢电动车本身具有发电效率高、环境污染少等优点。相比电动汽车漫长的充电时间,加甲醇水的时间要短得多。另外,水氢燃料电池汽车还可弥补电动汽车行驶里程的问题。与纯电动客车相比,水氢燃料电池客车不再受限于续驶里程,能源补给时间大大缩短。

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