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2024年燃料电池关键技术分析 核心零部件国产化助力燃料电池降本增速【组图】

童锡来

行业主要上市公司:亿华通(688339);雄韬股份(002733);东方电气(600875);潍柴动力(000338);天能股份(688819);大洋电机(002249);美锦能源(000723);三环集团(300408);中国动力(600482);雪人股份(002639)等

本文核心数据:燃料电池成本构成;燃料电池系统成本

1、电堆核心技术分析 电堆技术是核心

为实现燃料电池长寿命、低成本、可靠性和高性能的目标,燃料电池系统需要一系列核心技术支撑,燃料电池技术体系包括了电堆技术、系统设计及集成、批量制造以及系统测试等多方面。其中,电堆技术是燃料电池的技术核心,电堆的主要组成部分是膜电极和双极板,膜电极主要由催化层、质子交换膜和气体扩散层组成。

图表1:燃料电池核心技术体系

2、燃料电池成本结构分析 电堆占比高

从成本来看,燃料电池系统中最核心的部分是燃料电池电堆,其成本占比接近50%。在燃料电池电堆里面,催化剂占据非常重要的位置,成本比重超50%。燃料电池电堆催化剂主要为铂金属,且国内用量远远高于国外,成本高昂,成为制约燃料电池发展的巨大瓶颈;其次是双极板,成本占比超20%。

图表2:燃料电池成本构成分析(单位:%)

3、燃料电池技术发展目标分析 降本是关键点

根据《节能与新能源技术路线图2.0》,2035年前我国车用燃料电池要分阶段突破的技术难点主要集中在燃料电池电堆、催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等关键零部件上,其中燃料电池电堆降本是我国燃料电池技术发展的关键目标之一。

图表3:2022-2035中国燃料电池系统降本趋势(单位:千元/KW)

4、核心零部件国产化加速 助力燃料电池降本增速

我国燃料电池处于商业化初期阶段,进一步商业化面临的主要挑战主要是燃料电池成本较高和氢气供应保障不足。故在燃料电池技术发展趋势上,成本降低是关键攻克方向。

燃料电池电堆是燃料电池技术构成的核心,也是燃料电池成本构成中占比最高的部分。燃料电池电堆核心零部件生产制造技术突破是我国燃料电池产业降本的关键。现阶段,除了双极板以外,我国基本已实现其他电堆核心零部件的国产化生产。气体扩散层、催化剂和质子交换膜等核心零部件虽已具备国产化生产能力,国产厂商所占份额却很低,仍然基本依赖进口。整体来看,我国燃料电池核心零部件国产化水平有待进一步提高。

图表4:2017-2022年中国燃料电池电堆及其核心零部件国产化进程情况

随着“十四五”、“双循环”等政策推动下,我国燃料电池核心技术不断突破,将加速核心零部件国产替代,进而带动我国燃料电池成本降低。根据Frost&Sullivan披露的数据,2017-2022年,在燃料电池核心零部件国产化进程加速推动下,我国燃料电池成本快速下降,2022年,我国燃料电池成本已下降至4.8千元/KW。《节能与新能源技术路线图2.0》提出到2035年商用车用燃料电池系统价格要降至1千元/KW以下。预计未来我国燃料电池系统价格将在核心零部件国产化程度提高带动下持续下降。

图表5:2022-2035中国燃料电池系统降本趋势(单位:千元/KW)

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