重卡与叉车：交通领域燃料电池经济性及潜在市场空间分析

基本结论 重卡减排是道路交通领域脱碳重点，长续航、低成本的燃料电池是重卡电动化转型的优选项，催生2025年百亿市场。 电动化转型路线主要分为燃料电池和纯电动重卡，技术路线选择关键在于成本的商用化可行，测算结果表明，燃料电池重卡经济性更佳。 重卡电动化符合减排需求，燃料电池重卡迎来发展期。碳达峰和国六标准的实施促使汽车减排，考虑到汽车领域过半污染物来源于重卡，这将利好燃料电池重卡。当其渗透率达100%时，碳排放量每年将减少11688t，对应4294.4万辆乘用车的碳排放量。同时燃料电池重卡销量逐年增长，2022年达2465辆，同比涨幅高达2.2倍，在新能源重卡中占比达9.8%。 燃料电池重卡全生命周期成本优于换电重卡，商业化推广可行性更高。全生命周期成本分为购置和运营阶段，在短岛和长途场景分别进行测算。测算结果表示，燃料电池和换电重卡TCO在短岛场景下分别为318.93/337.82万元，长途高速场景下分别为294.01/322.79万元。在当前成本水平及政策条件下，燃料电池重卡可实现更低成本，更符合商业推广需求，随着规模效应和技术进步，预计2025年系统价格将降至2元/W以下，实现无补贴下TCO平价。 燃料电池重卡市场空间累计超百亿。物流需求和基建复苏带来重卡增量需求，长续航和更经济的成本使燃料电池重卡成为最佳选择。预计2022-2025年燃料电池重卡累计销量超7万辆，对应累计市场空间有望达到500亿规模，年复合增长率达40.8%。 燃料电池叉车五大性能优势相较纯电动叉车更符合市场需求，且全生命周期成本更低，2022-2025年累计百亿市场。 配套燃料电池叉车的撬装式加氢机便于拆卸，利于实现批量推广。 性能更优，国内企业加速布局燃料电池叉车。燃料电池叉车具备加氢快、耐低温、运行稳、高功率密度和长寿命五大性能优势纯电动叉车，海外燃料电池叉车已实现商业模式推广上万台，国内政策利好及补贴出台，十余家企业已入局。 燃料电池叉车全生命周期成本优于纯电动叉车，替代空间广阔。全生命周期成本测算分为购置和运营阶段。测算结果表明，燃料电池和电动叉车TCO分别为47.8/50.9万元，燃料电池叉车现阶段已具备成本优势。随着终端的放量和技术的成熟，氢气和系统价格将进一步降低，从而扩大成本优势，加速推动燃料电池叉车市场化进程。 燃料电池叉车累计市场空间破百亿。国内生产需求回升和物流仓储业发展带动叉车市场，燃料电池叉车凭借更优性能和更低成本成为升级需求的主流方向，预计2022-2025年燃料电池叉车累计销量近5.3万台，对应累计市场空间有望达到100亿规模，年复合增长率接近33%。 投资建议 交通领域燃料电池在重卡和叉车方面的性能和经济性优于同类纯电动车型，随着政策的推广、氢气价格的下行以及基础设施的完善，商业化推广空间潜力大，2022-2025年累计均可达成百亿市场规模。建议关注燃料电池核心零部件环节企业：亿华通、美锦能源、京城股份。 风险提示 示范城市群推广落地不及预期；政策补贴逐年退坡；基础设施建设不及预期。 内容目录 一、燃料电池重卡vs电动重卡：续航长+更经济，潜在百亿市场空间4 1.1双碳政策叠加排放标准升级，重卡成为交通领域实现节能减排的重点4 1.2电动化转型是重卡减排优选解，高载量和长续航的燃料电池重卡是电动化优选项5 1.3全生命周期成本测算：燃料电池重卡全生命周期成本优于换电重卡9 1.4市场空间测算：燃料电池重卡2022-2025年累计市场空间超百亿11 二、燃料电池叉车经济性占优，市场规模有望破百亿12 2.1燃料电池叉车性能更优，国内企业布局加速12 2.2全生命周期成本测算：燃料电池叉车全生命周期成本最经济14 2.3市场空间测算：燃料电池叉车2022-2025年累计市场空间破百亿17 三、投资建议17 四、风险提示17 图表目录 图表1：2017-2035年汽车燃料周期碳排放量测算4 图表2：2017-2035年汽车运行使用阶段碳排放量测算4 图表3：重卡二氧化碳排放量5 图表4：重卡四项污染物排放量5 图表5：国五、国六a和国六b排放限值5 图表6：国五、国六a和国六b排放限值对比5 图表7：重卡碳减排量随电动化渗透率的变化6 图表8：2017-2022年中国重卡销量（万辆）6 图表9：2018-2022年中国新能源重卡销量及渗透率6 图表10：2021-2022年各类型新能源重卡份额（辆，%）7 图表11：燃料电池重卡和纯电动重卡性能对比7 图表12：燃料电池重卡质量拆分测算框架7 图表13：电动重卡质量拆分测算框架7 图表14：燃料电池重卡和电动重卡基本参数8 图表15：燃料电池重卡与纯电动重卡发动机系统对比8 图表16：电机驱动系统重量对比8 图表17：燃料电池重卡和电动重卡质量拆分对比9 图表18：燃料电池重卡和锂电重卡续航量对比9 图表19：燃料电池重卡全生命周期成本测算框架10 图表20：FCV和BEV重卡购置成本对比10 图表21：FCV和BEV重卡运营成本对比（短岛）11 图表22：FCV和BEV重卡运营成本对比（长途）11 图表23：FCV和BEV重卡TCO对比（短岛）11 图表24：FCV和BEV重卡TCO对比（长途）11 图表25：2021-2025年燃料电池重卡市场空间测算（亿元）12 图表26：2015-2022年中国电动叉车销量占比13 图表27：2018-2021年全球和中国电动叉车占比13 图表28：燃料电池叉车和纯电动叉车性能对比13 图表29：国内燃料电池叉车项目布局14 图表30：燃料电池叉车购置阶段成本分布15 图表31：纯电动叉车购置阶段成本分布15 图表32：燃料电池和纯电动叉车购置成本对比15 图表33：燃料电池叉车运营阶段成本分布16 图表34：纯电动叉车运营阶段成本分布16 图表35：燃料电池和纯电动叉车运营成本对比16 图表36：燃料电池和纯电动叉车TCO对比16 图表37：2021-2025年燃料电池叉车市场空间测算（亿元）17 一、燃料电池重卡vs电动重卡：续航长+更经济，潜在百亿市场空间 1.1双碳政策叠加排放标准升级，重卡成为交通领域实现节能减排的重点 汽车领域碳排放占交通领域比例达80%，双碳目标下减排任务重。据中汽中心测算，汽车碳排放占我国交通领域碳排放80%以上，汽车的燃料排放约占国内总温室气体排放的7.5%。2020年中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，要求2030年前实现单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上。同时《中国汽车产业发展报告（2020）》指出，汽车产业将提前到2028年实现碳达峰，2035年在碳达峰的基础上再减排20%以上，最终在2050年实现近零排放。 基于中汽中心对车队的碳排放核算及预测模型测算，汽车燃料周期（包括燃料生产、运输及车辆行驶）的碳排放达峰时间大约在2025至2029年，对应峰值为11.6亿吨左右， 并且在2030年后碳排放将快速下降。在仅考虑车辆运行使用阶段（不包括燃料生产、运 输碳排放）的情况下，碳达峰时间预计也处于2025至2029年区间，对应峰值约为8.9亿吨左右。目前道路交通占国内石油消费总量的近50%，且98%的碳排放来源于汽车的燃油排放，考虑到2028年前的平台过渡期，道路交通汽车产业实现减排的时间较短、任务较重。 图表1：2017-2035年汽车燃料周期碳排放量测算图表2：2017-2035年汽车运行使用阶段碳排放量测算 来源：中汽中心，国金证券研究所来源：中汽中心，国金证券研究所 重卡排放物是道路交通温室气体和空气污染物的主要来源，分别占比30%和60%。重卡是指总质量大于15吨的载货车，现阶段大多重卡由柴油发动机驱动，这类车辆的排放物 是温室气体和空气污染物的主要贡献源。在中国，重卡保有量接近900万辆，仅占道路车辆总保有量的4%左右，但重卡每年二氧化碳排放量占所有车型比例的54%左右，是所有车辆碳减排当中的关键车型。燃油重卡四项污染物排放量高达563万吨，占所有车型比例的36%，单辆燃油重卡的颗粒物排放是乘用车的306倍。生态环境部《中国移动源环境管理年报（2022）》显示，2021年全国机动车排放的污染物总量中，全国重卡一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）排放量分别为81.4万吨、 35.5万吨、443.0万吨、3.6万吨，分别占汽车排放总量的10.6%、17.7%、76.1%、51.5%。 其他车型（轻卡、中卡、客车） 11% 乘用车 35% 重卡 54% 图表3：重卡二氧化碳排放量图表4：重卡四项污染物排放量 来源：中国经济网，国金证券研究所来源：《中国移动源环境管理年报(2022年)》，国金证券研究所 道路交通排放标准趋严，倒逼重卡升级转型。为有效治理环境，我国机动车污染物排放标准不断升级，针对四项标准污染物—一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)、碳氢化合物(CH)、颗粒物(PM)排放标准更加严格。2016年国家环境保护部发布了《轻型汽车污染物及测量方法（中国第六阶段）》，依据排放限值，国标设置了国六a和国六b两个阶段的方案，其中限值相对宽松的国六a阶段已于2020年7月起实施，国六b将于2023年7 月实施，其中重型柴油新车已于2021年7月起全面实现国六排放标准达标。相较国五标准，国六a标准的CO排放限值降低30%，国六b标准的CH、CO、NOx和PM颗粒物排放限值分别降低50%、50%、42%和33%，排放标准升级幅度较大，同时新增氧化亚氮（NzO）和PN细颗粒物排放限值。排放标准的升级迫使污染排放严重的重卡向低碳和低污染转型。 图表5：国五、国六a和国六b排放限值图表6：国五、国六a和国六b排放限值对比 排放物 国五 国六a 国六b CO(mg/km) 1000 700 500 HC(mg/km) 100 100 50 NOx(mg/km) 60 60 35 PM颗粒物 (mg/km) 4.5 4.5 3 NzO(mg/km) — 20 20 PN粒子数量 (个/km) — 6.0x1011 6.0x1011 排放物 国六avs国五 国六bvs国五 国六avs国六b CO(mg/km) 降低30% 降低50% 降低29% HC(mg/km) 不变 降低50% 降低50% NOx(mg/km) 不变 降低42% 降低42% PM颗粒物 (mg/km) 不变 降低33% 降低33% NzO(mg/km) 新增项 新增项 不变 PN粒子数量 (个/km) 新增项 新增项 不变 来源：环保部，国金证券研究所来源：环保部，国金证券研究所 1.2电动化转型是重卡减排优选解，高载量和长续航的燃料电池重卡是电动化优选项 重卡电动化符合减排需求，转型后年碳减排量接近1万吨。新能源电动重卡基于零排放 的优势符合整体减排需求，成为重卡升级改造的主要方向。以重卡二氧化碳排放量250g/km，重卡年运营公里5.5万km、2021年重卡保有量850万辆销售量为基准，当重卡电动化渗透率为1%时，碳排放量每年减少117t，对应42.9万辆乘用车的碳排放量；渗透率为10%时，碳排放量每年减少1169t，对应429.4万辆乘用车的碳排放量；渗透率为50%时，碳排放量每年减少5844t，对应2147.2万辆乘用车的碳排放量；渗透率为100%时，碳排放量每年减少11688t，对应4294.4万辆乘用车的碳排放量。 图表7：重卡碳减排量随电动化渗透率的变化 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100% 5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 重卡CO2排放量(吨/年)重卡CO2减排量(吨/年)重卡CO2减排量对应乘用车（万辆/年） 来源：《中国商用车电动