1. 氢燃料汽车领域即将爆发的能量正在积聚。
在《节能与新能源汽车技术路线2.0》中同时提出纯电动与插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车同为九大技术领域研究方向之一。其中燃料电池汽车包括燃料电池电堆、燃料电池系统、动力系统与整车集成、氢基础设施。
2012年~2022年的十年新能源汽车发展历程,经历了新能源补贴、购置税减免、双积分政策以及多项战略规划,到目前市场自主驱动,基本完成国家制定的2025年渗透率达到20%的目标。实践证明,推动汽车产业某个领域的发展,只要技术突破那么就可以通过多样化的政策工具达到最终目的。同样的逻辑,用在推动氢燃料电池汽车的发展上,将复刻新的十年发展历程。
总结新能源汽车发展的十年,大部分政策刺激起到了推动作用,但也有部分政策受到了质疑。2018年最受热议的新能源骗补事件影响延续至今,当时有多家商用车、乘用车企业受补贴的利益诱惑,生产囤积了大量新能源汽车,不是通过销售到市场惠及普通百姓,而是通过与自建或参股的网约车公司做假账左手捣右手骗取国家的补贴名额。2015年开始从国家层面发放了大量新的整车生产资质牌照,给众多新造车势力提供发展支持。然而,当时能够获取牌照的企业大多有地方政府背景,造车以振兴地方经济为主要目标,企业经营行为受到政府的干预和影响,而一批如威马、理想等新造车势力则必须花费巨大代价购买行将倒闭的工厂手上的生产牌照,目前为止只有合众汽车一家从当时的双资质双工厂名单中走了出来。2016年发布的动力电池白名单也影响深远,将LG、三星等外资动力电池企业限制在白名单之外,整车厂当时只能选择自主品牌的动力电池供应商,宁德时代今天的成功很大部分得益于这份白名单,只不过中国动力电池的整体技术仍旧与外资企业有一段差距。
因此,在是否大力推动及如何推动氢燃料电池汽车行业发展上,2022年之前在政策上是极其谨慎的。
那是否这样就不发展氢燃料电池汽车呢?答案是否定的。氢能毕竟是终极能源,国家要做能源结构的整体转型,这一步必须要迈出去。在《节能与新能源汽车技术路线2.0》中明确提出,到2025年氢燃料电池汽车保有量要达到5万辆,汇总各地政府的2025年规划全国一共目标保有量要达到10万辆。实际上,到2022年4月,国内总计保有量只有1万辆。相比新能源汽车的超预期完成任务,氢燃料电池汽车推动起来极其困难。
现在,国家层面和多家汽车行业智库都达成共识,氢燃料电池汽车发展缓慢主要的原因在政策端缺乏具体措施。随即,2022年4月国家两部委发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,上海等各地政府也发布了自己的氢能产业十四五规划。2022~2023年可以预见将有一批针对氢燃料电池汽车产业发展的刺激政策将会陆续出台。
近期有报道称,现代汽车在广州研发中心试制的氢燃料电池汽车即将投入量产,主要是在环卫车、物流车等专用车领域。由于普通消费者对购车价格相比较全生命周期价格更加敏感,几万元的差价都很难让消费者下决心购买,因此氢燃料电池汽车大几十万的差价是基本不可能被乘用车市场所接受的。
2012年以来,新能源汽车最早就是在商用车领域进行推广,大家随即把目光投向了客车和卡车市场。首先,客车市场通过百城千辆的政策,已经100%覆盖了电动车,还没有到汽车更新换代的阶段,就没有使用氢燃料电池汽车的刚需。其次,小型卡车、物流车适用于100km以内城市中心与城乡结合部的转运,也已经大规模电动化。最后,就只有中重型卡车是最适合的车型。
中重型卡车从传统燃油转向电动化、氢能化极其必要,在车型总量上只占3%,却在污染排放上占70%,是排放大户。之所以迟迟没有转变成新能源汽车,主要是因为重卡常常超载,动力电池过大的体积重量严重限制了载货率。而在高压充电技术尚未普及的情况下,动力电池充电的时间过长,也降低了转运效率。一本经济账就无法满足卡车拥有者的诉求。2021-2022年,换电重卡的概念被行业热议,宁德时代也入局到换电重卡领域。在短途接驳运输场景考虑,换电重卡是较为适宜的技术,特别是在长三角、珠三角、京津冀地区人口稠密,对空气环境要求更高,又都是港口城市,在换电站布局紧密的路段换电是不错的选择。但无法解决载货率低的缺陷,在城市拥堵道路经常阻塞的情况下,一次装更多货物是业主考量的首要因素,对于尽量要避免转运停顿的中长途运输来说,氢燃料电池重卡是最佳方案。
从重卡开始,向下普及到中小型卡车,再到乘用车是氢燃料电池汽车发展的可行路径。近20年,商用车CO2排放从国三到国六排放持续加严,整车厂的发动机和排放技术优化已经到了瓶颈。2021年商用车保有量为3374万辆,加上每年460万辆的销量,大规模替代为新型能源汽车将有巨大的市场潜力。
如果把2022年的氢燃料汽车市场类比2012年的新能源电动车市场,则还有至少10年的发展才能走到可以用市场驱动大规模量产的阶段。国内大型整车企业几乎都采用了同样的策略,即布局50人左右的小团队进行前期研发,相对新能源汽车动辄2000人的开发团队,可以说投入十分微弱。其中上海汽车、长安汽车、长城汽车投入时间已有部分成果,长安汽车前不久发布了一款氢燃料电池概念车深蓝SL03,续航里程700km,售价是新能源汽车的2-3倍。长城汽车在电动车的布局过慢以至错过了市场先机,因此通过连续并购大力投入到氢能领域的开发,收购了长征汽车的商用车整车生产资质以瞄准氢能卡车、氢能工程机械。
在没有大规模量产的情况下,做氢燃料汽车相关的零部件就是只有投入没有产出的生意。回顾2012-2015年,大量早期做新能源汽车零部件的企业遇到最大的问题是,市场规模太小而玩家太多,市场增长还没爆发就已经竞争激烈到利润微薄。由于国内很少技术积累,进入氢燃料汽车零部件的大多是初创企业,大多并非汽车行业专业领域出身,缺乏成熟的开发流程和经验案例而产出效率低下,研发投入巨大而迭代速度慢,资本方看中短期回报而融资困难。
氢能装备、测试却存在巨大的机会。国内的科威尔、大连锐格、台湾群翌等企业、国外的Greenlight、Feulcon、AVL等企业都提前进入该领域,科威尔的毛利润可以达到52%,相对外资企业可以更高。氢燃料电堆正在向250~300kWh的大功率系统发展,对于研发的技术要求也会越来越高,有这种集成能力的企业将具有头部效应。国内约同时有30多家整车厂和138家电堆系统公司都在进行相关的研发,氢燃料整车、电堆及零部件测试设备的市场规模将在2025年达到70亿元。另外,研发类、公告类氢燃料测试台驾运营也会有巨大回报,一套氢燃料电堆的耐久试验预计成本为2000万元,成本过高也是众多电堆系统企业研发成品性能质量仍欠缺的主要原因。
另一方面,制氢设备也将有快速发展的趋势。各大钢铁厂商有三分之一的工业副产氢用于炼钢,这类氢气中含有大量杂质,有大量废气向大气中排放,更高纯度的氢气有利于提高生产效率。为了符合国家规定的碳中和碳达峰要求,炼钢厂需要布局水解制氢设备。在光伏、风电场的发电侧,有大量弃电需要被再次利用以提高经济效益,储能设备并不能向氢气这样有良好的存储属性,水解制氢也将大规模普及。目前水解制氢成本为2000¥/kWh,规模化应有用可以使成本下降10倍。
参考2012-2020年新能源汽车的发展情况,一共用了8年时间迎来了行业向市场化转移。当加氢站大规模建设的时候,就是氢燃料汽车开始市场爆发的时候,按照政府的规划2025年全国将建设加氢站3000座,新能源充电站在2015年达到3500座,可作为类比。
2. 已经进入氢能领域的企业遇到了哪些困境?
为何过去10年氢燃料电池汽车发展速度远没有达到预期呢? 2019、2020、2021三年的氢燃料电池汽车的销量仅为2737辆、1177辆、1586辆。若按照市场成熟度来评价氢燃料电池市场,这就是在行业的早期萌芽阶段,基本都靠各地政府的示范运营项目。
从技术角度分析,氢燃料电池需要攻克的难关远远大于电动汽车。氢燃料电堆需要用到稀有金属铂,它的主要来源完全依赖于进口,资源十分不均衡地分布在南非、俄罗斯、津巴布韦、美国、加拿大等国,全球探明储量只有6.9万吨,需要反复回收利用。日本丰田汽车很早就研究氢燃料汽车,基本上布局了所有的专利,国内企业尚属研究早期就很难突破专利封锁。储氢罐需要70Mpa的超高压,需要碳纤维工业足够发达,以及不能有任何泄漏的高压阀,主要还依赖进口。
从商业角度分析,新能源汽车与氢燃料汽车是此消彼长的互相替代关系。在新能源汽车还没有大量推广的时候,推出氢燃料汽车会打消整车厂的积极性。截止目前,氢燃料汽车的价格是新能源汽车的3倍以上,根本无法由市场自行驱动。从国家能源体系来看,氢燃料汽车的发展也受到抑制。廉价氢气的供给主要来自资源垄断型的国企制造的工业副产氢,很难通过市场化运作使氢气价格降下来。氢气又是国家安监部门规定的危化品,在加氢站一定区域范围内都不允许有住宅区。
氢燃料汽车在整个社会、政府层面很难达成发展共识,缺乏商业化可行性是最大弊端。氢能领域的企业必须通过上市获取资金支持,亿华通是氢燃料电池第一家科创板上市公司,2022年前三季度总营收3.91亿元,同比增长4.58%,扣非净利润亏损1.01万元,经营现金流量-2.15亿元,比上年同期进一步扩大。上汽捷氢即将分拆上市,研发人员121人,2021年营业收入5.87亿元,净利润亏损5875万元。上海重塑经过多轮证监会问询后撤回了科创板IPO的申请,原因也是亏损。
3. 传统汽车领域转型新能源不如转型氢能领域?
新能源汽车市场已经走向成熟,从产品技术和市场格局可以判断。就产品而言,目前纯电动车型已经普遍达到500km续航里程,可用于1000km续航的麒麟电池也即将投入市场。插电式混合动力汽车有比亚迪DMi、吉利雷神、长城柠檬等多个平台,纯电动汽车有比亚迪e3.0、极氪浩瀚、长城ME等多个平台,可以兼容轿车、SUV、MPV等多种车型。就市场而言,整车市场已经形成比亚迪、特斯拉等头部企业,市场份额低于3%的汽车品牌正在被快速淘汰,动力电池领域宁德时代前三季度市场份额达到47.51%,形成单极垄断。
现有电驱动系统集成商、动力电池供应商、小三电供应商都已经形成固有格局,唯有热管理领域存在较大市场进入机会,尚未有一家公司能够超过15%市场份额。技术迭代速度十分快,电驱动、小三电多合一集成趋势明显,动力电池结构、加工工艺、材料体系仍在进步,整体800V高压化也将逐步推出市场,没有原来的技术积累、市场基础、足够资金和时间积累,很难跟得上现有玩家的研发投入,必然会被淘汰。
相对新能源的进场投入成本,氢燃料汽车的投入成本较少。新能源市场成熟对于后来者是个不利因素,蔚来汽车在2015年进入市场只需要准备200亿元,恒大汽车在2018年进入市场准备800亿元,小米汽车在2021年进入市场需要准备1000亿元。这些成本并不是来自设备等硬件,而是来自人力成本、原材料成本、技术超越成本等软件,宁德时代2022年前三季度研发投入105亿元,汇川科技2022年上半年研发投入10亿元。氢燃料汽车市场尚属发展早期,上汽捷氢2021年的研发投入只有1.12亿元,亿华通2022年前三季度研发投入1.3亿元,长城汽车自2016年到2020总计研发投入20亿元,加上2021年并购长征汽车9.2亿元,总计不过投入不足40亿元。
新能源汽车行业企业向氢燃料汽车转型是有较大困难的。首先,前面讲到新能源汽车和氢燃料汽车是相互替代的关系,新能源汽车企业具有发展惯性,他们坚信电动化是主流市场;其次,已经成功进入新能源汽车领域的企业很难分出精力来做氢燃料汽车领域,进入后者大部分技术需要重新开发,电堆电化学领域和氢气化学领域隔行如隔山;再次,客户群体不同,新能源汽车面向乘用车市场,氢燃料汽车面向的是中重卡市场,不熟悉商用车领域将是大部分新能源零部件企业的挑战。
仍未转向新能源汽车行业的零部件企业制定转型战略,需要瞄准一个未来5~10年的将会爆发的市场,而不是看着眼前热点领域快速增长而盲目跟进。大量合资车企、外资零部件企业过去10年因为犹豫不决而错过中国新能源汽车行业发展的第一波红利,正在快速加入赶上,比如大众、丰田等。但这些企业会发现很难进入,一方面是产品技术缺乏相对中国自主品牌的差异化优势,一方面是价格竞争已经十分激烈,最有实力的整车厂已有绑定的供应商。而在氢燃料汽车领域,具有极强工程技术研发能力和原材料资源的外资企业是很容易对现有的零部件企业形成优势的。
长城汽车在2022-2025年规划投入30亿元研发费用,预计2025年全球氢能市场占有率第三。目前国内尚没有其他整车厂有如此激进的氢能战略,一旦政策刺激频繁、氢能重卡市场打开,则长城必定成为行业头部企业。解放、东风、重汽、福田、陕汽、红岩、大运、徐工以及潍柴、解放动力等国内主流整车厂、发动机厂也将纷纷量产氢能重卡,但在技术积累和市场渠道两端经验都比较少,这就需要众多优秀的零部件和技术服务企业补充这部分能力。
4. 氢燃料汽车市场需要一条新的鲶鱼
中国新能源汽车市场发展起来主要有三个因素,包括国家政策刺激、零部件技术突破以及特斯拉进入中国,其中特斯拉作为全球电动车的领导者和科技引领者对换起消费者认知起到了巨大作用。特斯拉有几个基本特征塑造了其领导地位:
1)全栈自研,将设计研发和集成能力牢牢把握在自己手中;
2)品牌营销,将美国人半个世纪以来在营销战略上的打法运用淋漓尽致;
3)供应链开放,大量使用传统汽车行业以外的供应商提供最优解决方案;
4)专利公开,使几乎所有竞争对手都成为追随者而非创新者。中国政府对特斯拉独立建厂和项目支持的态度,也使新能源汽车相比传统燃油车时代更为市场化。
目前为止,氢燃料汽车市场在前两者因素具备的情况下,仍需要一家具有技术极客精神的创新型企业领导市场。这样一家企业必然是初创型的整车厂,而且能够一下子就迈入乘用车领域获取家庭用户的认可,以智能化与氢燃料两者完美结合的企业。丰田研究氢燃料汽车20年,也已经推出其最新的Mira车型,但公司仍在燃油车、电动车、氢燃料汽车三者中犹豫徘徊,智能化车型动作过慢,极有可能如普锐斯的发展路径一样错过氢燃料汽车行业的发展。
长城汽车在氢燃料汽车领域必然有一席之地,可未必会成为领导者。长城经过多年的布局,最终选择先进入商用车领域,是十分务实的做法,却无形中改变了战略方向。商用车并不是长城的强项,这个市场是央企、国企为主导,需要从零开始逐步积累,而氢燃料电池商用车是几乎所有整车厂都能同步进入的领域。真正的勇者是敢冒天下之大不韪的人,某个氢燃料乘用车品牌将会由一个青年领袖带领,将沿着埃隆马斯克的足迹继续前行。
全球经济形势已进入低谷时期,科技的创新不会停下脚步。就目前消费潜力来看,氢燃料汽车市场的主要驱动力仍会来自中国。氢能是终极能源,氢能汽车的发展,不同于新能源汽车只是改变一个行业,而是会改变中国的整个能源格局、改变整个社会层面。因此,零部件企业选择在中国发展氢能事业也会有巨大的突破。
氢燃料汽车市场的潜在零部件玩家可能有三类,一类是亿华通等具有科研背景的企业,一类是上汽捷氢等具有整车厂背景的企业,一类是传统燃油车零部件企业向氢燃料方向转型。最后一类企业具有更大的增长潜力,他们具有汽车行业长期配套开发经验,掌握优秀的开发流程和客户关系;大多遇到了企业发展转型困境,也错过了新能源汽车行业的风口,已经到了必须转型求生的阶段;在经济低迷时期,规模型企业仍有大量资金筹措能力,可以通过投资入股新创企业进行孵化。
综上所述,传统燃油车整车零部件企业进入氢燃料汽车需要谨慎判断,大胆创新,全力投入,才有可能在市场到来的时候获得巨大的成果。
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