2023年燃料电池重型卡车成本下降叠加政策支持
技术进步,成本下降叠加政策支持。
2023年,燃料电池重型卡车销量继续保持快速增长,新能源重型卡车市场份额逐年上升,成为推动燃料电池汽车产业规模化发展的重要突破口。
同时,随着我国燃料电池技术和生产的快速发展,配套设施和支持政策的完善,也将促进燃料电池重型卡车逐年更具成本效益和市场竞争力。例如,一些燃料电池产品的技术指标,如功率和功率密度,超过了丰田、巴拉德和其他国际领导者,市场价格继续保持大幅下跌。
能源研究结合中国重型卡车市场的技术需求、成本、氢能技术、配套基础设施和支持政策,分析了中国燃料电池重型卡车未来的成本性能和竞争潜力,供行业参考。
01
重型卡车已成为燃料电池汽车市场的主要领域,其经济性仍然是当前推广的关键
重型卡车是公路物流的主要承担者,其市场规模得到物流业货运需求的支持。
根据中国汽车工业协会的数据,2020年中国重型卡车销量达到峰值,约162万辆;疫情过后,销量在2023年开始回升,恢复到约91万辆。根据重型卡车销量和不同价格区间的销售结构,中国重型卡车市场的市场规模约为1~1.7万亿。
从中国重型卡车的应用场景和区域分布来看,2021年中国重型卡车销量主要由物流需求支撑,约50%的半挂牵引车为物流用途;重型卡车销量主要集中在北方煤炭、钢铁等大型物流省份,其中2021年吉林、山东、陕西、北京的销量约占全国的60%。
重型燃料电池卡在中国的销量持续增长。
从燃料电池重型卡车的销售发展来看,中国燃料电池重型卡车从2021年左右开始批量销售。2021年至2023年,销量分别约为872辆、1645辆和3012辆,逐年翻倍。
燃料电池重型卡车在新能源重型卡车市场的份额也在逐年增加。对于主流锂电池重型卡车,2022年和2023年销量同比增长约135%和36%,增速放缓。因此,2023年,中国燃料电池重型卡车在新能源重型卡车市场的渗透率达到8.6%。
燃料电池重卡推广仍依赖补贴,销售仍主要集中在燃料电池示范城市群。
2023年,我国燃料电池汽车整体销量集中在燃料电池汽车示范城市群,尤其是龙头城市。2023年,城市群燃料电池汽车销量占全国总销量的79%,较2022年增长73%。
从城市分布来看,2023年,北京、郑州、上海、唐山、张家口的燃料电池汽车销量排名前5,5个城市的燃料电池重型卡车销量也占全国燃料电池重型卡车销量的57.8%左右。
02
我国燃料电池技术已达到国际一流,满足重型卡车等大功率需求
不同的交通应用领域对动力系统有不同的技术要求,体现在功率、寿命、燃料消耗等方面。
对于重型卡车,中国的重型卡车发动机功率大多低于300kW。例如,东风天龙重型卡车可以根据用户选择匹配dci11、东风康明斯、玉柴等发动机的功率覆盖范围约为200~290kW。对于某些特定用途的重型卡车,如负责特大件运输的重型卡车,其发动机功率可能更大。比如负责三峡转轮运输的奔驰4850A拖拉机马力高达350kW,4860马力高达420kW。
我国燃料电池技术已发展到初步满足重型卡车需求、持续优化的阶段。
一方面,我国燃料电池功率水平不断提高,基本覆盖了重型卡车的功率需求。到2024年2月底,我国燃料电堆产品额定功率达到约375kw,系统功率达到300kW,初步满足传统重型卡车的最大功率需求。
另一方面,燃料电池与重型卡车的系统匹配和整体设计不断优化,提高了重型卡车的使用寿命、氢消耗等指标。例如,根据国内制造商披露的氢消耗数据,中国49t重型卡车的氢消耗量为8~12kg/100公里,到2025年可继续降至8kg/100公里以下。
03
燃料电池和重型卡车的综合使用成本正在下降,性价比也在逐步提高
氢能重卡与燃油重卡的市场价格仍存在较大差距。
对于柴油或LNG重型卡车,根据相关企业的指导价,300kW动力的49T柴油拖拉机价格约为30~40万元,LNG拖拉机价格约为40~50万元。对于燃料电池汽车,2023年销售的车型动力功率一般在160kW以下,售价在120~140万元左右,燃料电池示范城市群补贴“国补:地补”为1:在1种情况下,购买成本约为30~50万元。
燃料电池系统的市场价格持续下降,促进了燃料电池性价比的不断提高。
燃料电池系统是燃料电池重型卡车成本中所占比例最高的部分。燃料电池重型卡车的成本主要包括五个主要部分:燃料电池系统、储氢系统、动力电池、电动驱动电气控制和车身。根据各部件的市场价格,2023年,燃料电池系统占燃料电池功率160kW的49t重型卡车的最高比例,约占燃料电池系统的52%。
燃料电池系统市场价格持续下降。据能景研究统计,2023年中国燃料电池系统市场平均价格约为3300元/kW,与2022年相比,降幅约为21%,部分订单价格已降至3000元/kW以下。随着市场规模的扩大和电堆核心部件的定位替代,预计2024年中国燃料电池系统价格将继续下降到2500元/kW,到2025年达到2000元/kW。
根据燃料电池和锂电池成本的下降趋势,到2025年,160kW级49t燃料电池重型卡车的价格可能会降至100万元。
04
支持性政策的出台和氢价的持续下跌,氢能重卡市场可能迎来大规模拐点
重型卡车不仅考虑购买成本,还考虑整个运营周期的成本。
重型卡车的使用寿命可达10年,为保证重型卡车的油耗等性能处于良好状态,一线长途运行一般不超过5年。在整个运营周期中,重型卡车的成本可分为四个部分:采购成本、燃料成本、路桥成本、运维成本(员工及维修、运营)。其中,购买成本考虑市场价格、强险等,燃料成本考虑油耗/氢耗和燃料价格,路桥成本主要考虑高速公路里程、高速成本定价等。
燃料电池和重型卡车的综合使用成本正在下降,性价比也在逐步提高。
对于燃料电池重型卡车,氢燃料成本和高速通行费占成本的主要部分。根据能景研究,柴油重型卡车长途运输里程为800km/天,燃料成本(氢)约占52%,5年运营期内无采购补贴,路桥成本仅次于燃料成本约26%。采购成本仅占14%左右。
由于氢价基础设施建设、支持政策支持等因素,燃料电池重型卡车在整个运行期间的价比开始超过燃料重型卡车。
一是政策支持,可以弥补早期成本差距。除采购补贴外,我国对燃料电池汽车的补贴主要包括加氢补贴、路权等两个方面。在加氢补贴方面,大多数提供补贴的地区的氢价约为35元/公斤;在路权方面,除了北京等城市优先通行等许可政策外,一些省份开始出台降低高速公路费等相关成本政策,如山东。根据能景研究计算,2023年燃料电池重卡全周期成本高于燃油重卡5年运营期内无扶持政策的40%左右。;在免除高速费的情况下,可以实现与燃油重卡持平。
二是氢燃料成本逐渐降低,长期性价比优势可预测。氢燃料的成本主要取决于加氢价格,除了重视卡氢耗。2023年,中国加氢站的氢源主要依靠副产氢,供应不稳定,市场价格较高。大多数地区一般在35元/公斤以上,有些地区可能在40元/公斤以上kg。到2025年,随着三北绿氢项目和物流干线加氢站的陆续投产投产,氢供应更加稳定。预计部分地区加氢价格将逐步降至30元/公斤以下,使燃料电池重型卡车的整个运行周期成本与燃料重型卡车初步持平;如果高速公路费减免,燃料电池重型卡车的成本将低于燃料重型卡车的25%以上。
资料来源:能景研究
作者:孟云龙
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