2023年中国氢能重卡行业词条报告

2023年中国氢能重卡行业词条报告 作者：李卿云 行业：头豹分类/能源、采矿业/能源设备与服务头豹分类/能源、采矿业/能源设备与服务/能源设备与服务港股分类法/能源关键词:氢燃料电池汽车、重型卡车、氢能重卡、燃料电池重卡、氢内燃机 摘要：氢能重卡相较于传统的燃油卡车以及新兴的电动卡车，动力总成模块采用氢燃料电池系统或氢内燃机，将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆，可在行驶过程中实现零碳排放。当前中国氢能重卡行业以氢燃料电池重卡为应用主流，高功率化是氢能重卡未来发展的主要方向，重型货车长时间运行、高负载率和持续高速工况等特点对氢燃料电池系统与氢内燃机的功率不断提出更高要求。中国氢能重卡近年来市场规模增长迅速，2022年全年氢燃料电池重卡累计实销2456辆，同比2021年779辆的总销量增长215%，呈现高速发展态势。中国氢燃料电池重卡销量增长、功率提升以及燃料电池系统成本的下降是氢能重卡市场快速扩张的主要驱动因素，2022年中国氢能重卡市场规模在34亿元左右，预计2027年有望接近500亿元，2022-2027年市场规模年复合平均增长率约为70.1%。氢能重卡行业的整体竞争格局较为分散，尚未形成垄断局面,随着2021年氢内燃机技术被纳入工业绿色发展规划，氢能重卡技术路线将呈现多元化发展，竞争格局有望进一步分散。 氢能重卡行业定义 1. 根据行业标准，重型卡车是总质量大于或等于12,000kg的载货汽车。作为物流运输的主力生产工具，其路线相对固定，以专线运输为主。氢能重卡相较于传统的燃油卡车以及新兴的电动卡车，动力总成模块采用氢燃料电池系统或氢内燃机，将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆，可在行驶过程中实现零碳排放。未来的高端干线物流市场不仅要求安全、快速、高效，还对环保性能具备严格要求，能够同时满足这些需求的车辆可能只有高功率、高能量密度的氢能重卡。 氢能重卡行业分类 2. 根据氢能重卡采用的动力装置，可分为氢燃料电池重卡与氢内燃机重卡。 类型名称 类型说明 氢燃料电池重卡 氢燃料电池重卡的动力总成模块采用氢燃料电池系统，其工作原理是将储氢罐中氢气输送到电堆中，与氧气发生化学反应，产生电能后输送给动力电池，再将电能传送给驱动电机输出动力，电池能量密度高，且抗低温性能优异，适合长距离运输。氢燃料电池重卡被认为是中国燃料电池率先实现商业化的细分市场之一，随着各地推动燃料电池车辆示范应用步伐加快，氢燃料电池重卡商业化交付投运的规模也在不断扩大。 氢内燃机重卡 氢内燃机是一种沿用现有内燃机工业体系进行开发的、以氢气为燃料的内燃机，大部分零部件与现有内燃机生产链通用，因此比氢燃料电池发动机更具成本优势。2022年6月，中国重汽、潍柴动力联合发布全国首台商业化氢内燃机重卡，已实现41.8%的有效热效率，达到国际先进水平，未来还将进一步研发、迭代。氢内燃机重卡可商业化应用到港口、城市、电厂、钢厂、工业园区等富有氢源或氢气较为便宜的运输工作场景。 氢能重卡行业特征 3. 当前中国氢能重卡行业以氢燃料电池重卡为应用主流，2022年氢燃料电池重卡全年累计销量已突破2,000辆，同年中国首台商业化氢内燃机重卡刚刚发布，氢燃料电池的发展技术、能量转换效率、排放清洁性显著优于氢内燃机重卡。高功率化是氢能重卡未来发展的主要方向，重型货车长时间运行、高负载率和持续高速工况等特点对氢燃料电池系统与氢内燃机的功率不断提出更高要求。中国氢能重卡近年来市场规模增长迅速，2022年全年氢燃料电池重卡累计实销2,456辆，同比2021年779辆的总销量增长215%，呈现高速发展态势。 以氢燃料电池重卡为应用主流 当前中国氢能重卡行业以氢燃料电池重卡为应用主流。 从目前已实现量产的氢能汽车来看，氢燃料电池技术发展更加迅速，2022年氢燃料电池重卡全年累计实销2,456辆，同年6月，中国首台商业化氢内燃机重卡刚刚发布。氢燃料实现从化学能到电能到机械能的转换无大量的热损失，相较于氢内燃机从化学能转换为机械能，能量转换效率更高，且省去了氢内燃机的散热系统。并且在改烧氢气后，内燃机虽可实现零碳排放，但可能会产生氮氧化物污染，需要增加催化设备进行后处理，氢燃料电池重卡应用氢能更加清洁。 高功率化发展 高功率化是中国氢能重卡未来发展的主要方向。 作为重要的生产工具，重卡常常应用于重载或省际长途运输中，具有长时间运行、高负载率和持续高速工况等特点，对氢燃料电池系统与氢内燃机的功率提出更高要求。2021年以来，燃料电池系统最大补贴功率上限提升至110kW，同时补贴政策强调重点推动燃料电池在重型商用车领域产业化应用，并向重型货车倾斜。2006年BMW研发的氢内燃机升功率仅达32kW/L，2020年发布的氢内燃机升功率已可达83kW/L。未来氢能重卡使用的燃料电池与氢内燃机功率将进一步提升。 氢能重卡发展历程 市场规模增长迅速 中国氢能重卡近年来市场规模增长迅速。 根据汽车交强险口径统计（不含出口和军车），2022年12月，中国新能源重卡销售6,115辆，同比大增103%，其中氢燃料电池重卡销售772辆，环比增长87%，同比增长294%，与新能源牵引车等其他多个细分领域一样，氢燃料电池重卡市场在12月份也创造了历史最高月销量纪录；2022年全年，燃料电池重卡累计实销2,456辆，同比大增215%。 4. 中国氢能重卡行业迄今经历三个阶段：在1970-2016年的萌芽期，氢内燃机技术取得一定研究成果，但未能量产上市，氢燃料电池技术持续推进，中国燃料电池汽车研发初见成效，与国际一流水平在性能上相对接近，但在成本和耐久性方面还有待提高。在2017-2019年的启动期，燃料电池汽车市场进一步扩大，氢能首次写入政府工作报告，政府与汽车企业合作打造燃料电池重型卡车示范应用项目，推动百辆级氢能重卡采购投运，为氢能重卡的落地提供下游应用空间。在2020年至今的高速发展期，氢燃料电池重卡成功下线并交付客户，正式拉开商业化序幕，氢内燃机技术被纳入工业绿色发展规划，氢能重卡技术路线或将呈现多元化发展。 开始时间：1970结束时间：2016阶段：萌芽期 行业动态：早在20世纪70年代，已有大批汽车企业和科研机构投入氢内燃机相关研究中，虽取得一定成果，但并没有一款氢能发动机量产上市，氢内燃机技术陷入沉寂，氢燃料电池技术持续推进。1999年，清华大学研制出中国第一辆燃料电池汽车。2001年中国“电动汽车”重大科技专项开始启动，确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”和电池、电机、电控为“三横”的“三纵三横”研发布局，燃料电池汽车技术作为“三纵”之一得到重点研发部署，并在“十一五”“十二五”“十三五”期间持续进行科技攻关。2016年，“促进中国燃料电池汽车商业化发展”项目正式启动，在北京、上海、郑州、佛山、盐城等城市开展燃料电池汽车百辆级商业化示范运行活动。 行业影响/ 阶段特征：氢内燃机技术取得一定研究成果，但存在种种缺陷，未能量产上市。氢燃料电池技术持续推进，中国燃料电池汽车研发初见成效，经过一系列在国际赛事中的示范运营，中国车用燃料电池与国际一流水平在性能上相对接近，但在成本和耐久性方面还有待提高。 开始时间：2017结束时间：2019阶段：启动期 行业动态：2017年，中国以商用车为主的燃料电池汽车全年销量首次突破千辆，全年共计销售1,275辆。2019年两会期间，氢能首次写入政府工作报告。同年12月，在苏州市氢能产业合作发展活动上，丰田通商、上海重塑、常熟高新区管委会三方达成合作意向，将携手打造氢燃料电池重型卡车示范应用项目，进一步加快常熟市氢燃料电池汽车的推广应用，山西长治市计划投资18亿元，签署了《长治市氢能重卡物流示范园区建设项目战略合作协议》，潞宝集团将实施百辆氢能重卡物流车采购投运，三位一体共同形成了氢能重卡物流示范园区示范项目。在潞宝集团的氢电油气综合能源站投运仪式上，江铃重汽的氢能重卡隆重登场。 行业影响/ 阶段特征：燃料电池汽车市场进一步扩大，氢能首次写入政府工作报告。企业加速氢能重卡研发进度，开拓细分市场。政府与汽车企业合作打造燃料电池重型卡车示范应用项目，推动百辆级氢能重卡采购投运，为氢能重卡的落地提供下游应用空间。 开始时间：2020阶段：高速发展期 行业动态：2020年，《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。同年3月，江铃重汽向上海智迪成功交付首批10台江铃威龙氢燃料电池重卡，这是中国第一款下线的氢燃料电池重卡，也是中国第一款成功交付客户的氢燃料电池重卡。东风汽车与新源动力、洺源科技深度合作，成功研发出新款东风氢燃料电池重卡，准拖挂车总质量35吨，续航里程大于450公里。2021年，氢能被正式纳入“十四五”规划和2023年远景目标，产业顶层设计进一步完善。同年8月，科学技术部在对十三届全国人大四次会议第5736号建议的答复中表示，首批启动的国家重点研发计划“氢能技术”重点专项布局了氢能动力燃料电池与燃机相关研究任务。同年12月，工业和信息化部印发《“十四五”工业绿色发展规划》，再次提出发展氢燃料燃气轮机。 行业影响/ 阶段特征：燃料电池汽车示范城市群政策的落地刺激相关产业高速增长，氢能被正式纳入“十四五”规划和2023年远景目标，氢能产业顶层设计进一步完善。氢燃料电池重卡成功下线并交付客户，在氢燃料电池汽车中的应用占比大幅提升，正式拉开商业化序幕。氢内燃机技术被纳入工业绿色发展规划，氢能重卡技术路线或将呈现多元化发展。 5.氢能重卡产业链分析 中国氢能重卡行业尚处于发展初期，产业链环节较少，核心环节在于上游的燃料电池系统与氢内燃机供应，技术壁垒较高。 氢能重卡产业链上游为燃料电池系统与氢内燃机供应商，其中燃料电池系统的技术发展更为领先，质子交换膜燃料电池是当前在汽车上装机应用最广的燃料电池，氢内 燃机作为新兴崛起的氢能应用技术路线，广受各大车企关注，但整体仍处于研发与探索阶段，尚未实现规模化量产。由此可见，上游动力装置的技术、规模是制约产业发展的重要因素。产业链中游为氢能重卡制造商，整体竞争格局较为分散，头部企业2022年销售市场份额在20%左右，尚未形成垄断局面，当前氢能重卡在中国重型卡车领域市场渗透率较低，作为国家政策的明确支持方向，市场增长潜力巨大，随着2021年氢内燃机技术被纳入工业绿色发展规划，氢能重卡技术路线将呈现多元化发展，竞争格局有望进一步分散。产业链下游为交通物流运营商，交通物流业作为支撑国民经济的基础性、战略性、先导性产业，市场规模较大并呈稳定增长态势，将通过推进精益化运营、科技创新等实现提质增效，对新能源商用车的需求也将持续扩大。 上游环节 上游分析 上游参与方 燃料电池系统供应商 从技术路径看燃料电池主要分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、 北京亿华通科技股份有限公司、潍柴动力 熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池，由于燃料电池具备发电过程不涉及燃烧、 股份有限公司、山西美锦能源股份有限公 能量转化效率相对较高、污染排放接近于零、噪声相对较低、续航里程相对较长（能量 司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司、 密度高于锂电池）等优势，故而被认为是最具有前景的动力电源之一，目前其主流应用 上海重塑能源科技有限公司、江苏清能新 场景为燃料电池商用车，质子交换膜燃料电池是当前在汽车上装机应用最广的燃料电 能源技术股份有限公司 池。从竞争格局看，中国燃料电池系统行业目前处于百花齐放的状态，由于行业目前整体处于发展早期阶段，尽管从累计出货量角度来看各企业存在差距，然而目前已出货的燃料电池系统在未来五年的规划中仅占约1/10左右，各企业皆具备较强增长潜力。鉴于行业整体受技术、规模等因素限制，难以进入市场化状态，是否有相应的大型企业支持、背景较强的合作伙伴以及所在地区政府的扶持对于各燃料电池系统企业而言至关重要，例如重塑能源的第二大股东为中石化资本，捷氢科技