2025 年成本有望较目前下降 30%。
我们先从车辆构成开始拆分(测算),目 前一辆氢能重卡或者大巴车的制造成本大约 120~130 万元,比例而言,电池系统占比最 高,大约占到 60%,即一套电池系统的成本大约 70 万~80 万元,汽车车骨、零部件成本 大约分别占比 10%,电控、电驱系统各占 8%~10%。如果再将电池系统拆分,其中核心 的成本占比是电池电堆,其次是储氢系统,之后是压力、增湿系统等。电堆本身大约占到 整个车辆成本的 33%。可见,燃料电池系统是氢能车成本构成占比最大的一部分,因此未 来如果燃料电池电堆成本能够不断下降,对燃料电池车的降本也有积极效果。
从过去几年的产业发展看,国内电堆以及电池系统的价格已经出现了明显的下降,根 据行业内龙头公司国鸿氢能的招股书中披露数据,国鸿氢能 2019 年平均销售电堆价格为 3441 元/KW,至 2022 年上半年价格已降至 1554 元/KW,四年成本累计下降 55%。同样, 电堆价格自 2019 年的 15213 元/KW 降至 2022 年的 4117 元/KW,降幅超过 70%。国内 龙头企业降本也带动了整个行业降本,从行业平均水平看,2016-2017 年,国内刚开始销 售燃料电池车时,电堆成本大约在 7000~8000 元/KW,至 2020 年成本实现了减半,我 们预计 2022 年成本有望再次实现减半,降至 1500~2000 元/KW。电池系统而言,剔除 电堆成本以外的价格也出现了快速下降。以国鸿氢能披露的数据,剔除电堆之外的价格, 2019-2022 年上半年电池系统 BOP 价格也有 70%~80%的下降。

电堆和电池系统成本的持续下降主要得益于两大路径:一是技术进步带来的材料国产 化;二是制造规模化和自动化带来的规模效应。 以电堆成本而言,主要由双极板和膜电极两大部分组成,其中成本又以膜电极为主, 约占电堆成本的 60%~65%。膜电极核心的材料有三类:质子交换膜、催化剂和气体扩散 层。质子交换膜与气体扩散层国产化率还非常低,一方面量产的产线很少,气体扩散层材 料还没有大规模量产的产线;另一方面,国内龙头电堆企业对国产的两类材料验证比例较 低,产品的升级和迭代都受到很大的制约,所以这两类产品的成本过去几年降本效果并不 明显,未来如果国产化有突破,预计还会有比较大的降本空间。催化剂材料而言,目前国 内企业产品性能已经达到了国际一流水平,但是贵金属铂金类的材料占比相对还比较高, 未来如果铂金材料的用量下降 50%,预计催化剂的成本也可以下降 30%。从膜电极部件 整体角度考虑,虽然核心材料在国产化和成本下降方面依然有空间,但是过去两年,随着 膜电极产品批量化的需求增加,膜电极生产加工的工艺升级(如自动化的双面涂布、更合 理的材料配比设计)、规模化效应也帮助膜电极制造环节实现有效降本。根据国鸿氢能招 股书中的预期,膜电极产品的价格在 2022 年预计会下降到 860 元/KW,2025 年有望下降 到 510 元/KW,成本下降的幅度或超过 40%,按照国鸿氢能预计相应的商用车型如果用 150KW 的电堆,单车的膜电极成本有望累计降低 5 万元左右。
对于双极板而言,国内目前的主流路线还是以石墨双极板为主,其典型的特征就是易 于加工、耐腐蚀寿命长,根据高工氢电的统计,目前石墨板的成本构成大致包括 30%的材 料成本,30%的人工成本,35%的刀具成本,5%的其他制造费用,未来石墨板降本途经包 括:1)优化流场设计、减少流槽数量。2)适当降低流槽机械加工精度;3)提高加工设 备自动化程度;4)还可通过材料升级的方式来提升加工效率,降低成本。比如国鸿氢能 的采用低成本的柔性膨胀石墨板路线,减轻了石墨板的脆性,也有效降低了成本。另外一 类双极板的路线是金属双极板,优势就是厚度薄,可进一步提升电堆的单位体积效率,适 合大功率高效电堆使用。金属双极板的主要加工工序有开模、冲压、涂层、封装,其中涂 层是最重要的环节,直接影响双极板的寿命,同时也是成本最高的环节(占整个成本的 50~60%),其生产设备组占据总成本的大部分,现阶段国内的大部分厂商采用的是进口设 备,设备折旧金额大,因此金属板的规模化降本效应非常显著。石墨双极板国内技术已比 较成熟,金属板在国外制造设备的引进下,规模降本也逐步显现,未来双极板降本的效果 预计主要来源于设计工艺的改良以及生产规模的进一步扩大。

除了上述电堆相关材料端自身的技术进步之外,规模化对降本的贡献到底有多大?我们以动力电池龙头宁德时代的成本数据做参考,我们将公司动力电池成本拆分为材料成本 和非材料成本,非材料成本包含人工、折旧及制造费用等,这一项目的变化可以在一定程 度上体现出规模效应对成本下降的影响,2015-2021 年,宁德时代电池销量从 2.19GWH 上升到 133.41GW,CAGR 为 98%,单位非材料成本的年均复合变动率为-14.6%,可见 规模效应对降本推动非常显著。我们预测 2022 年全国燃料电池出货量为 0.35GW,且到 2025 年出货量或达到 2.6GW,对应 2022-2025 年 CAGR 为 95%,预计燃料电池费材料 类的降本速度也可参考动力电池龙头公司的降本速度,对应 2022-2025年 CAGR 在 14%~ 15%之间。
我们预计,随着国内技术进步以及规模化效应的叠加,未来国内氢能车成本或有持续 的降本,目前氢能重卡的成本约 140 万元/辆,预计 2025 年可以降至 100 万元/辆,至 2030 年可降至 80 万元/辆,基本可以实现与锂电、柴油相应车型的平价。对于主要明细项目的 下降幅度,预计电堆成本 2025 年成本累计下降 25%~30%,2030 年成本累计下降 20%; 储氢系统成本至 2025 年累计下降 30%,2030 年成本累计下降 15%。
我们预计随着氢能车的降本叠加经济的恢复,2023 年销量或超过 9000 辆,其中大型 客车及大型卡车销量分别为 1250、2000 辆左右;轻型货车或物流车由于种类多、应用场 景丰富,依然是销量最多的车型,预计销量接近 6000 辆。
我们按照上述车辆假设,预测 2023 年单日新增氢气需求量约为 42 吨,假设单站平均 加氢能力在 500kg/日,预计新增加氢站约为 84 座。从另一个角度来预估,按照当下比较 常见的车、站比例 100:1 计算,预计 2023 年合理新增的加氢站应该在 100 座,由此预 计 2023 年加氢站新增量或在 85~100 座。

一座加氢站建设费用 1600 万左右,分为三大部分:土建施工费用、设备费用和其他 系统费用。加氢站中主要设备包括储氢系统、压缩系统、加注系统、站控系统等,核心设 备有压缩机、储氢瓶组和加氢机,三者加起来的成本占设备总成本的 8 成左右,其中压缩 机占设备总成本是最高的,约占整个建站费用的 25%~30%。按照 2023 年新增加氢站 100 座的假设,对应的加氢站主要设备(压缩机、加氢机、储氢瓶组)需求规模约 5.6~6 亿元。
展望“十四五”,国内氢能源车有望完成从产业导入期到量产的阶段,结合各地方政 府的氢能源规划,我们预计 2025 年全国燃料电池车保有量有望达到 8 万辆,其中预计乘 用车、客车、重卡、物流车保有量将分别达到 4500、10000、16000、47500 辆左右,相 应的燃料电池需求预计将从目前的 0.35GW 左右上升至 2025 年的 2.6GW;预计 2050 年 燃料电池车保有量将达 430 万辆。