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发表于 2025-01-13 12:05:39 股吧网页版
氢能重卡:TCO构成、场景适配与液氢技术潜力|未来产业调研笔记
来源:第一财经 作者:郝文然

  作为21世纪的“终极能源”,氢能正被广泛应用至多个领域。其中,氢能重卡作为一种新兴的清洁能源运输工具,近年来销量持续增长。相较于传统燃油重卡,氢能重卡具有清洁零碳的显著优势,是实现绿色交通的最佳工具之一。

  本文通过对比氢能重卡、传统燃油重卡、纯电重卡的综合成本,结合对氢能专家的专访内容,分析氢能重卡的市场前景,探索其适用场景和未来技术突破口。

  氢能重卡具备性能优势,政策助力TCO下降

  物流圈内有“乘电商氢”的说法,即电动车适合乘用车场景,而氢能车更适合商用车场景。

  氢能商用车中,氢能重卡的商业化走在最前端。根据交强险数据,2023年,全国氢能重卡销量达到3653辆,同比增长48.19%,销量占新能源重卡销量的10%以上,创历史新高;2024年上半年,氢能重卡销量1347辆,在氢能车辆中占比高达54.1%,继续呈强劲增长势头。

  相较于传统燃油重卡,氢能重卡的优势包括零碳排放、无污染、噪声低、能源转化效率高等。而相较于同样环保的氢能民用车和电动车,氢能重卡发展更快的原因主要在于其在物流配送这一特定场景下的优势,主要包括:

  线路固定:加氢站高昂的建设成本是氢能车推广的限制之一,而氢能重卡主要用于固定路线的物流配送,使得加氢站的布局更为集中和经济,有利于规模化降本,乘用车则需要在城市中广泛分布加氢站,成本较高;

  补能速度快:氢能重卡可以在中途实现快速加氢,补能速度与燃油车接近,显著高于电车,适合物流运输;

  续航上限长:氢能重卡续航能力优于纯电动车,不需要频繁补能,更适合长途运输;

  载货能力强:相对于锂电池,氢燃料电池的重量和体积较小,可以节省车辆空间和减轻车辆重量,从而提高车辆的载重量和空间利用率。

  在具备上述性能优势的基础上,氢能重卡想要大规模推广,仍需首先跨过成本门槛。其TCO(Total Cost of Ownership,全生命周期拥有成本)需要接近传统燃油重卡和纯电重卡或更低。

  氢能重卡TCO=购车成本+能源费用+通行费用+维保费用+人工成本-报废残值。其中,维保费用、人工成本和残值相对固定,而购车成本、能源费用和通行费用占到总成本的约75%,是影响TCO的决定性变量。

  在接受第一财经专访时,国内氢燃料电池行业研究机构香橙会研究院负责人汪生科表示,目前49吨级别的传统燃油重卡售价约为45万元,纯电重卡约为50万-60万元,而氢能重卡约为90万元,因此购车费用方面氢能重卡相较前两者还有约30万-45万元的价差。虽然2021年至今,氢能重卡价格已从150万元降至90万元,降幅可观,但未来降价速度可能会放缓,因此短期内主要依赖政策补贴来填补购车价差。

  早在2020年,财政部、工信部等5个部门就已发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,明确了以奖代补政策,鼓励企业购置氢能车。近年来,各地也纷纷出台具体奖励政策,加大支持力度。

  能源成本方面,汪生科指出,35元/公斤的氢气价格是氢能乘用车的经济生命线,而氢能商用车为25元/公斤,如此氢能重卡相对于燃油重卡才能实现燃料价格上的平价。根据第一财经观察,国内采用的是氢能示范城市群模式,目前该价格在北京、重庆、大连等少数城市已经能够实现,未来随着氢气制运降本以及加氢站数量增长带来的规模化效应,这一范围有望逐步扩大。

  高速费减免亦是氢能重卡的经济优势之一。2024年,山东、四川、吉林、陕西、湖北等省份关于氢能车辆高速通行费的政策补贴持续落地。根据香橙会研究院的测算,一辆标准49吨载重的氢能重卡在频繁使用高速公路的情况下,如果免除高速通行费,相较于同等载重的燃油重卡,将在整个使用周期内节约约36万元,成本优势显著。

  氢能重卡更适配长途运输场景,液氢成为新突破口

  综合考虑各成本要素,港口转运、煤炭、钢铁等原材料短途运输领域或仍是传统燃油重卡、纯电重卡的天下,而在主干线运输、中长途运输等距离超过500公里的长距离运输场景下,氢能重卡则具备竞争优势。

  根据香橙会研究院的测算,取氢价40元/公斤,且在无购车补贴、无高速费减免的条件下,长途氢能重卡TCO为583万元,与传统重卡503万元的TCO相比不占优势;如果考虑车辆购置补贴和高速免费,则氢能重卡TCO降为418万元,相较于传统重卡优势明显。

  氢能重卡与纯电重卡的对比则需考虑充电和换电两条路线。

  以快充路线对标氢能重卡,在远期氢价降至25元/公斤、电价为1.2元/度的条件下,长途纯电重卡TCO成本为414万元,氢能重卡为463万元,纯电重卡具有成本优势。但考虑到为了平抑电网的负荷,未来可能会根据功率值提高快充电价,实际电价可能高于1.2元/度;另一方面,随着绿氢产量的提高、管道输氢的推广,氢价也有可能降至更低。此消彼长之下,二者成本差距有望缩小。

  虽然当下测算TCO高于纯电重卡,但氢能重卡在补能速度方面的优势明显。以300公里的续航里程为例,氢能重卡加氢需要5-10分钟,纯电重卡则通常需要充电60分钟以上,这一差距对于物流运输效率影响较大。

  氢能重卡在续航上限方面同样占优,相较纯电重卡补能频次更低,提升了运输效率。“目前市面上的氢能重卡多采用气态储氢,在发动机功率为300kW的情况下续航可达到400-500公里,而纯电重卡一般在300公里以下,氢能重卡具有一定优势,但还不够大。未来续航上限的突破有两条路线,第一是在维持气态储氢的基础上增加瓶组至8个或以上,以及采用Ⅳ型瓶取代Ⅲ型瓶以增加储氢密度;第二是采用液态储氢,目前北京已经有多家公司在做技术攻关,一旦成功则氢能重卡续航将普遍超过1000公里,和纯电重卡彻底拉开差距。因此液氢技术是下阶段氢能重卡发展的关键点。”汪生科称。

  据悉,2024年4月,两辆宇通氢能重卡从北京行驶至上海,通过了1500公里长距离运输测试;2024年11月,美国康明斯公司凭借其Accelera氢燃料电池发动机创下了2906公里的单程续航吉尼斯世界纪录。

  再看换电路线,由于换电站和加氢站属性类似,经常被业内直接比较。汪生科表示,二者的建设成本都偏高,目前都处在示范阶段,但换电站存在效率不高、标准不一等问题,2024年市场增速较之前两年明显下降;而加氢站的加氢方式基本一致,加氢规范现阶段也比较健全。同时,由于电动重卡的储能上限显著低于氢能重卡,换电站的密度必然大于加氢站,建设成本更高也是一大问题。总体而言,换电路线并不被业内看好。

  “氢能重卡的应用画像可概括为‘中重载,长距离’,在矿区、港口等百公里以内、轻载重的运输场景下,纯电重卡有优势;在跨省市的长距离、大载重量的场景下,氢能重卡有优势。运输距离越远,氢能重卡的单位成本越低。”汪生科称。

  综合续航、补能和运营成本等因素,氢能重卡适配长途运输的特点已经愈发清晰。汪生科预测,2028年左右氢能重卡价格有望下探至60万元,功率将达到300-400kW。这无疑将大大促进氢能重卡的推广,不过其实际的市场扩张速度还取决于其发动机寿命、稳定性的进步速度,以及氢气的降本节奏。

  氢能重卡市场未来增速可观,关注液氢系统研发进展

  据市场研究咨询机构QYResearch的数据,2023年全球氢能重卡市场销售额为17.43亿美元,预计到2030年将达到389亿美元,年均复合增长率(CAGR)为56.79%(2024-2030年),其中中国市场表现尤为突出,2023年市场规模为5.93亿美元,约占全球的34.05%,预计到2030年将达到62亿美元。

  目前,全球主要氢能重卡厂商包括丰田汽车、现代汽车、Hyzon Motors、佛山飞驰和宇通客车等,2023年前五大厂商市场份额占比超过45%。

  在国内的整车制造领域,宇通客车(600066.SH)、一汽解放(000800.SZ)、江淮汽车(600418.SH)、中国重汽(000951.SZ)、东风股份(600006.SH)、美锦能源(000723.SZ)控股子公司佛山飞驰以及陕汽集团旗下的质子汽车等公司均具备整车交付能力。

  在氢能重卡的核心零部件——氢燃料电池发动机领域,国内厂商包括亿华通(688339.SH)、潍柴动力(000338.SZ)、雄韬股份(002733.SZ)、东方电气(600875.SH)、国鸿氢能(09663.HK)、重塑能源(02570.HK)、氢璞创能、未势能源等。

  在氢能重卡下阶段发展重点——液氢系统领域,2024年,航天科技集团六院101所牵头,联合清华大学、福田汽车(600166.SH)、亿华通、合肥通用机械研究院等10家机构共同参与了国家重点研发计划“重型车辆液氢储供关键技术研究”项目,目前已完成车载液氢储供系统7项关键技术攻关,在国内率先研制了80公斤级车载液氢储供系统工程样机。此外,富瑞特装(300228.SZ)也在进行氢燃料电池车用液氢供气系统及配套氢阀、氢燃料电池系统部分零部件的产品研发。

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