鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:309次 | 2023年07月03日
我國(guó)氫燃料動(dòng)力電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈分析研究
通過(guò)梳理我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司情況、配套能力,總結(jié)出我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn),并結(jié)合與國(guó)外典型產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)配套情況的比較,歸納出我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈以及產(chǎn)業(yè)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)及薄弱點(diǎn),指出我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
1研究背景
產(chǎn)業(yè)鏈完整度是衡量產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。近年來(lái),戰(zhàn)略性、支柱性產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈完整度持續(xù)引發(fā)重要關(guān)注。新能源汽車是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)的重要技術(shù)路徑,其產(chǎn)業(yè)鏈完整度在一定程度上決定了汽車強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的成敗。燃料動(dòng)力鋰電池汽車作為新能源汽車的重要部分,2018年以來(lái)我國(guó)整車生產(chǎn)和推廣應(yīng)用規(guī)模快速擴(kuò)大,其中2019年國(guó)內(nèi)共生產(chǎn)燃料動(dòng)力鋰電池商用車超過(guò)3000輛,生產(chǎn)和應(yīng)用規(guī)模躍居全球第一。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)燃料動(dòng)力鋰電池汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)也加速布局,在規(guī)?;茝V之前,有必要對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行梳理與分析,認(rèn)清產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)及薄弱點(diǎn),瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)布局著力點(diǎn),從而提升產(chǎn)業(yè)的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。
1.1我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈總體情況
燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈重要包含上游(燃料動(dòng)力鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)及關(guān)鍵部件)和下游(整車生產(chǎn))兩大部分。與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈相比,燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈重要新增了燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)和車載供氫系統(tǒng),其中燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)是核心結(jié)構(gòu)。重要部件構(gòu)成如圖1所示。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi),已經(jīng)集聚了數(shù)量較多的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)公司。國(guó)內(nèi)燃料動(dòng)力鋰電池汽車關(guān)鍵部件及整車重要生產(chǎn)公司如表1所示。
2我國(guó)燃料燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)
2.1下游整車產(chǎn)業(yè),大品類齊全,實(shí)際量產(chǎn)以商用車為主
商用車是目前我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車的重要應(yīng)用領(lǐng)域,產(chǎn)品種類重要包括大中型客車、輕型客車、輕型貨車(物流車)。重要參與公司包括宇通、中通、北汽福田、佛山飛馳、上海申沃、南京金龍、上汽大通、東風(fēng)、奧新新能源等。另外,我國(guó)重汽已推出一款氫燃料動(dòng)力鋰電池港口牽引重卡。
乘用車方面國(guó)內(nèi)較早涉足的僅有上汽(榮威950),近期公布燃料動(dòng)力鋰電池汽車乘用車樣車的公司包括武漢格羅夫和愛(ài)馳汽車(甲醇燃料動(dòng)力鋰電池汽車),長(zhǎng)城、廣汽、奇瑞、吉利(甲醇燃料動(dòng)力鋰電池)等車企規(guī)劃3~5年內(nèi)推出其燃料動(dòng)力鋰電池車型。但截至目前,燃料動(dòng)力鋰電池乘用車總體上均處于研發(fā)驗(yàn)證階段。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
在產(chǎn)品路徑上,當(dāng)前我國(guó)以商用車產(chǎn)品為主,而日本和韓國(guó)以乘用車為主,究其產(chǎn)品路徑差異的原因,重要在以下方面。
一是產(chǎn)業(yè)層面,在乘用車領(lǐng)域我國(guó)純電動(dòng)和插電式汽車發(fā)展迅速,性價(jià)比不斷提升,已經(jīng)贏得了一定的市場(chǎng)空間,在商用車領(lǐng)域,純電動(dòng)和插電式技術(shù)路徑在續(xù)駛里程、便利性等方面弊端突出,給燃料動(dòng)力鋰電池汽車發(fā)展供應(yīng)了一定的空間。
二是市場(chǎng)層面,燃料動(dòng)力鋰電池汽車整車成本高于燃油車和純電動(dòng)汽車,參照我國(guó)推廣純電動(dòng)和插電式汽車的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),國(guó)內(nèi)城市公交重要由地方財(cái)政支持購(gòu)買和運(yùn)營(yíng),較適宜設(shè)立專項(xiàng)資金等方式彌補(bǔ)購(gòu)車和運(yùn)營(yíng)成本的大幅上升。另外,當(dāng)前氫燃料汽車推廣的重要制約是氫能基礎(chǔ)設(shè)施不足,在發(fā)展初期,定點(diǎn)定線運(yùn)行的商用車解決氫能加注問(wèn)題較乘用車更易于實(shí)現(xiàn)。
三是技術(shù)與法規(guī)層面,與日韓車輛的電堆多采用金屬雙極板不同,我國(guó)電堆公司重要是采用石墨雙極板,石墨雙極板體積功率較金屬雙極板低20%~30%,導(dǎo)致電堆體積較大,不便于在乘用車上布置,而石墨雙極板壽命是金屬雙極板循環(huán)壽命1.5倍以上,更適合在壽命需求更高的商用車領(lǐng)域。另外,我國(guó)尚未建立四型瓶的使用規(guī)范,目前采用三型瓶無(wú)論是35MPa還是70MPa,體積和質(zhì)量都較四型瓶大很多,不便于在乘用車上進(jìn)行布置,而商用車對(duì)體積和質(zhì)量新增的敏感度低于乘用車。
國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品路徑的差異是技術(shù)、市場(chǎng)、法規(guī)等多重因素綜合選擇的結(jié)果,對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō),燃料動(dòng)力鋰電池汽車從商用車切入,雖然有電堆技術(shù)要求較低,不利于電堆及零部件技術(shù)的迅速提升的弊端,但總體來(lái)看利大于弊。首先是我國(guó)在乘用車方面純電動(dòng)和插電式汽車發(fā)展較快,已經(jīng)確立了一定的技術(shù)自主可控性和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì),從商用車切入一方面可以防止對(duì)原有投入的浪費(fèi),另一方面燃料動(dòng)力鋰電池商用車正好彌補(bǔ)純電動(dòng)商用車在續(xù)駛里程、便利性方面的先天不足。其次是從安全性方面考慮,在發(fā)展初期,公交等公共交通服務(wù)領(lǐng)域配套的加氫站便于安全監(jiān)控,從而保障運(yùn)營(yíng)安全。
2.2上游部件產(chǎn)業(yè):重要部件總體實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有,部分尚存空白
燃料動(dòng)力鋰電池電堆、燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)、車載高壓供氫系統(tǒng)等核心重要部件總體實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有。其中產(chǎn)業(yè)鏈比較密集的領(lǐng)域有燃料動(dòng)力鋰電池電堆集成、燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)集成、大功率燃料動(dòng)力鋰電池汽車用DC/DC、儲(chǔ)氫瓶、高壓儲(chǔ)氫瓶用鋁合金;公司數(shù)量較少產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱的領(lǐng)域有膜電極、雙極板、催化劑、質(zhì)子膜;產(chǎn)業(yè)鏈尚屬空白的領(lǐng)域有炭紙、氣體擴(kuò)散層、氫氣循環(huán)泵、增濕器、碳纖維儲(chǔ)氫材料、塑料儲(chǔ)氫材料、瓶口組合閥、高壓管路、減壓器。鑒于無(wú)增濕燃料動(dòng)力鋰電池電堆已成為發(fā)展趨勢(shì),且我國(guó)新源動(dòng)力等公司也已研發(fā)出無(wú)增濕燃料動(dòng)力鋰電池電堆,增濕器目前產(chǎn)業(yè)空白的影響可忽略。
2.3實(shí)際量產(chǎn)中,依賴進(jìn)口的核心部件和關(guān)鍵基礎(chǔ)材料仍較多
受國(guó)內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)能力依然薄弱的影響,若追溯到關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件、元器件的層面,批量化產(chǎn)品的應(yīng)用仍需依賴進(jìn)口。依賴進(jìn)口的原因重要有兩種,一種是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈尚存空白;另一種是國(guó)內(nèi)有供應(yīng)商,但產(chǎn)品性能或供應(yīng)商配套能力不能滿足要求。
如圖2所示,圖中黑色陰影部分的產(chǎn)品是目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)空白,完全依賴進(jìn)口的產(chǎn)品,灰色陰影部分代表國(guó)內(nèi)雖然有相應(yīng)產(chǎn)品,但由于性能不足或車標(biāo)配套能力不足,目前階段也重要依賴于進(jìn)口的領(lǐng)域,在燃料動(dòng)力鋰電池汽車核心部件方面,我國(guó)目前重要掌握的是電堆和電堆系統(tǒng)的集成、車載儲(chǔ)氫瓶的集成。
2.4生產(chǎn)和研發(fā)測(cè)試設(shè)備是較大短板
燃料動(dòng)力鋰電池試制及生產(chǎn)設(shè)備,如專用涂布機(jī)等,目前國(guó)內(nèi)有自行研發(fā),但重要是公司自用,尚未形成通用產(chǎn)品。測(cè)試設(shè)備目前重要依賴進(jìn)口,比如膜電極、高壓儲(chǔ)氫瓶、供氫閥件的測(cè)試設(shè)備重要來(lái)自加拿大GREENLIGHT公司、日本ESPEC和德國(guó)CTS公司等。另外,加氫站用設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、各類管路和閥件以及加氫槍等目前也重要依賴于國(guó)外進(jìn)口。其中站用壓縮機(jī)生產(chǎn)公司重要有美HYDRO-PAC公司、美國(guó)PDC公司、德國(guó)Linde公司,站用高壓儲(chǔ)氫罐代表生產(chǎn)公司為美國(guó)AP、美國(guó)CPI公司,氫氣加注機(jī)重要由德國(guó)Linde和美國(guó)AP公司供應(yīng)。
2.5近年產(chǎn)業(yè)集聚加速,初步形成幾大集聚區(qū),有助于產(chǎn)業(yè)鏈的加速完善
圖3給出了1995—2019年我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車相關(guān)公司數(shù)量。截至2019-02,我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車相關(guān)公司數(shù)量近250家,其中近三年來(lái)相關(guān)公司數(shù)量增速加快,并初步形成了長(zhǎng)三角、華南及環(huán)京幾大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。另外,中部、西部、東北一些電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)相對(duì)落后,或工業(yè)副產(chǎn)氫以及光電水電資源較為豐富,以及氣候極寒等地區(qū),也是布局燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)的重要區(qū)域。
2.6大型公司集團(tuán)進(jìn)場(chǎng),加快產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建和集聚
2017年以來(lái),上汽集團(tuán)、濰柴集團(tuán)、長(zhǎng)城集團(tuán)、雪人股份等國(guó)內(nèi)大型公司紛紛調(diào)整業(yè)務(wù)戰(zhàn)略或新增業(yè)務(wù)版塊,快速布局氫能與氫燃料動(dòng)力鋰電池核心零部件產(chǎn)業(yè),其中上市公司超過(guò)30家。大型公司集團(tuán)進(jìn)入燃料動(dòng)力鋰電池核心零部件產(chǎn)業(yè),憑借資金實(shí)力和渠道優(yōu)勢(shì)以及大規(guī)模的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)投入,加速了產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和集聚,加快了燃料動(dòng)力鋰電池汽車國(guó)產(chǎn)重要部件性能提升和規(guī)?;a(chǎn)的時(shí)間表。國(guó)內(nèi)部分燃料動(dòng)力鋰電池汽車相關(guān)上市公司及產(chǎn)業(yè)布局方向如表2所示。
2.7地方政府積極推動(dòng),有助于產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步健全
截至2020-05,全國(guó)有近50個(gè)省、市、地區(qū)出臺(tái)相關(guān)規(guī)劃、政策,鼓勵(lì)當(dāng)?shù)貧淠芗皻淙剂蟿?dòng)力鋰電池汽車的發(fā)展。其中長(zhǎng)三角、珠三角省市政策數(shù)量占地方政策總數(shù)的60%左右,這些政策涉及加氫站建設(shè)補(bǔ)貼、車輛推廣應(yīng)用補(bǔ)貼、氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、重點(diǎn)項(xiàng)目研發(fā)等諸多方面。多地區(qū)通過(guò)氫能小鎮(zhèn)、氫能產(chǎn)業(yè)園、氫能科技園等多種形式,鼓勵(lì)氫能及氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車發(fā)展。地方政府當(dāng)前積極發(fā)展氫能及氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車,一方面有立足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),尋找新的發(fā)展抓手的積極因素,但也不乏有些地方政府在對(duì)技術(shù)路線缺乏了解情況下,受資本和部分相關(guān)公司的推動(dòng)而盲目決策。
2.8中日典型燃料動(dòng)力鋰電池汽車重要部件供應(yīng)商比較
日本在燃料動(dòng)力鋰電池汽車方面領(lǐng)先全球,不止在于技術(shù)優(yōu)勢(shì),還在于其強(qiáng)大的供應(yīng)鏈體系,以豐田Mirai燃料動(dòng)力鋰電池核心部件為例,如表3所示,其電堆、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)的重要供應(yīng)商基本為本土公司,其中電裝、豐田自動(dòng)織機(jī)、愛(ài)信精機(jī)、豐田紡織、捷太格特重要供應(yīng)商均為豐田公司控股公司。而國(guó)內(nèi)典型客車產(chǎn)品核心部件的供應(yīng)商重要集中于歐美日等國(guó),國(guó)內(nèi)公司目前重要從事電堆集成、電堆系統(tǒng)集成、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)集成的工作。
3結(jié)論
受制于材料、加工制造等基礎(chǔ)工業(yè),我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈布局呈現(xiàn)“倒金字塔”形,集成類公司多,關(guān)鍵材料及核心部件生產(chǎn)公司相對(duì)少。整車、電堆、電堆系統(tǒng)的集成方面較強(qiáng),電堆核心材料如氣體擴(kuò)散層,車載供氫系統(tǒng)的核心材料如碳纖維儲(chǔ)氫材料、塑料儲(chǔ)氫材料,關(guān)鍵閥件如瓶口閥、減壓器、高壓管路等尚屬空白,研發(fā)測(cè)試設(shè)備是較大短板。綜上所述,電堆核心部件及關(guān)鍵材料、儲(chǔ)氫瓶核心部件及關(guān)鍵材料,是提升我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),需重點(diǎn)加以科技研發(fā)及產(chǎn)業(yè)布局。