干貨 | 一文詳解燃料電池車成本下降具體途徑
來源：天風證券 2020-03-02
一、TCO模型框架
首先，TCO模型從購買使用者角度入手，將燃料電池車的總擁有成本分為維修成本、組裝成本、燃料成本和基礎設施成本、動力系統成本、非動力系統成本。并利用此TCO模型分別對乘用車、卡車、公交車這三大類車型進行分析。
1.乘用車
就乘用車而言，預計2030年動力系統成本的占比為35%，其中包括燃料電池系統、氫罐和電池等部件。而如今燃料電池系統成本大約占總擁有成本的50%。
▲來源：天風證券研究所
這其中的下降空間來自于兩方面：
在未來的十年中燃料電池制造從規模較小的手工制造轉變為大批量自動化生產；
氫罐生產規模擴大，且未來十年氫罐安全標準有很大可能在保證安全性的基礎上迎來適度下調，降低制造成本。
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從不同距離下各種動力類型乘用車TCO與年份關系圖中可以看出，燃料電池汽車在使用距離較遠的應用場景下更有競爭力。
相比燃料電池小轎車，燃料電池SUV和大型乘用車會更快攻占同車型市場，這是因為燃料電池汽車加氣速度快、加氫站綜合利用率高、電池系統小成本低的優勢在遠距離行駛和車隊集中營運的條件下更加凸顯。未來，中型、大型乘用車市場將有燃料電池的一席之地。
2.卡車
就燃料電池卡車而言，燃料和基礎設施成本是燃料電池卡車成本的重要組成部分，約占總擁有成本的60%。因此，通過推動氫氣成本的下降達到燃料電池卡車的下降。
▲來源：天風證券研究所
氫氣未來的下降途徑有兩點：
制氫儲氫技術的進步帶動氫氣價格的下降；
批量建設運營燃料電池卡車車隊，提高加氫站的數量和利用率，降低運營成本。
▲來源：天風證券研究所
從不同距離下各種動力類型卡車TCO與年份關系圖中可以看出，燃料電池卡車相比乘用車更有競爭力，基本在2030年可以占據最多的市場份額。
作為專門用來運載重型貨物的卡車，其車隊管理模式與專屬加氫站的優勢更加凸顯，較低的燃料添加時間可以有效提高車隊運輸效率與加氫站的使用效率，質量輕、體積小的燃料電池系統可以進一步增加卡車的運輸載荷。
同時，燃料電池卡車在制動或下坡行駛時具有回收能量的附加優勢，在一定程度上補償了燃油成本。
3.公交車
就公交車而言，2030年燃料電池公交車TCO組成與各組分占比如下圖所示。
可以看出，燃料和基礎設施成本、維修成本是燃料電池公交車成本的重要組成部分，各占總擁有成本的27%和31%。
▲來源：天風證券研究所
因此，要實現成本下降，需要從氫氣產業鏈和組件制造兩方面入手。
氫氣價格會隨著燃料電池市場的擴大而下降，根據預測，當每年燃料電池公交車年產量達到兩萬時，氫氣成本會降低50%，達到4-5美元/公斤的價格。生產規模的擴大同樣帶來燃料電池組件成本的下降，同樣技術進步也會帶來核心部件使用壽命的延長。
▲來源：天風證券研究所
如圖所示，根據預測，到2025年，燃料電池長途城市公交車和長途客車的競爭力超過燃油公交車；到2030年，城市短途燃料電池公交車和電動公交車成本持平，并一直保持到2050年。
但這需要結合不同地區的現實條件進一步調整，比如：當地電力成本與氫燃料成本、公交車行駛路線規劃、相關氫氣站、充電站與加油站的分布建設情況等。
總體而言，燃料電池公交車的運營里程占優且路線規劃可以更加靈活，而電動公交車路線安排受限于充電站分布情況。
二成本下降空間分析
1.燃料電池系統
目前，制約我國燃料電池汽車制造成本的最核心因素在于以燃料電池系統為代表的儲能組價格居高不下。
根據行業預測，未來燃料電池系統成本下降主要有兩個原因：
技術創新驅動成本下降；
生產規模大幅提高，產業發展成熟，單件系統制造成本下降。
▲來源：天風證券研究所
除了燃料電池系統外，隨著技術的成熟與量產水平的提升，燃料電池車每車分攤的零部件基礎成本和替換成本會將持續下降，零件壽命也會進一步提升。
▲來源：天風證券研究所
2.氫氣價格
目前，我國制氫技術與國際水平相差不大，未來煤化工行業進一步深入氫燃料電池市場以及西北地區利用可再生能源發電制氫可進一步降低制氫成本。
▲來源：天風證券研究所
此外，針對占比較大的運輸成本，發展液氫運輸技術目前大勢所趨，國家科技部2019年國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”等9個重點專項項目申報指南建議，把”車載液體儲氫“列入關鍵共性技術，在200km運輸距離時，液氫的運輸成本只有高壓氫的八分之一，且液氫遠距離運輸能力遠遠超過高壓氫。一旦液氫運輸技術發展成熟，氫氣價格將有顯著降低。
3.加氫站建設
目前，國內加氫站建設成本較高，單個加氫站投資成本600-700萬美元。隨著燃料電池車市場的進一步開拓，總氫氣加注量也不斷提升，每車分攤的加氫站建設成本呈下降趨勢。
如果后期液氫技術逐步成熟最終步入市場，液氫儲氫型加氫站預計會得到大量推廣建設，相比高壓加氫站能耗降低50%，日加氫能力提高到兩倍以上，整體來看加氫站建設成本進一步下降。
4.政策補貼
目前，國家和地方都出臺了一系列政策，予以燃料電池汽車購買者一定額度的補貼，彌補初期示范運營階段的較高成本投入，吸引更多消費者和運營商進入市場。
除了對燃料電池車提供補助，為了進一步擴大市場規模，保障運行里程，從2014年開始出臺加氫站扶持補貼政策，進一步推動產業發展。行業預計補貼政策至少持續到2025年，短期內不會下調。
對比純電動汽車發展歷程，補貼退坡與總擁有成本下降一同出現，所以預計在國內燃料電池車市場成熟前政策補貼會持續助力發展。
