【解讀】燃料電池車產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)機(jī)會(huì)與技術(shù)

此為持續(xù)篇，上篇見：【深度研究】燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈政策與機(jī)遇（上）；中篇見：【深度研究】燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈政策與機(jī)遇（中）；下篇見：【深度研究】燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈政策與機(jī)遇（下）

　　按照我們了解到的數(shù)據(jù)，2015年全球燃料電池銷量可能不足2000輛，其中占比最大的是豐田和現(xiàn)代途勝，市場(chǎng)總體規(guī)模依然較小。日本調(diào)查公司富士經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)，2030年度燃料電池汽車全球市場(chǎng)規(guī)模將超過198萬-199萬輛，總金額將達(dá)4.75萬億日元，而2014年度全球市場(chǎng)規(guī)模約為11億日元，潛力增長(zhǎng)空間巨大。那么，現(xiàn)在制約行業(yè)發(fā)展的主要因素有哪些？解決哪些問題后，燃料電池汽車將大幅放量？

　　我們調(diào)研后認(rèn)為，燃料電池系統(tǒng)價(jià)格高、氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸難、加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善、燃料電池企業(yè)研發(fā)投入大、產(chǎn)業(yè)化周期長(zhǎng)都是阻礙行業(yè)發(fā)展的不利因素，但這些不利因素都在逐步發(fā)生好的變化。

　　一、成本較高一直是制約燃料電池汽車發(fā)展的最重要原因

　　影響燃料電池汽車發(fā)展最大的因素是居高不下的成本問題，使用昂貴的質(zhì)子交換膜、貴金屬鉑作為催化劑、石墨雙極板高昂的加工成本等，導(dǎo)致質(zhì)子交換膜燃料電池成本約為汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)成本10-20倍。因此，在所有商業(yè)化量產(chǎn)的燃料電池汽車中，最便宜的是豐田的Mirai，在日本售價(jià)是700萬日元，疊加日本政府補(bǔ)貼后相當(dāng)于500萬日元，對(duì)應(yīng)人民幣約30萬元。與傳統(tǒng)燃油乘用車相比，依然屬于價(jià)格較高的水平。

　　從氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)成本構(gòu)成來看，占比最大的是燃料電池系統(tǒng)，其造價(jià)約占總成本的三分之二，還有氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)和其他配件。要降低燃料電池系統(tǒng)成本，首要問題就是降低燃料組電池成本?，F(xiàn)在燃料電池組的成本是1000-2000美元/kW，如果未來要取得商業(yè)化，并與內(nèi)燃機(jī)汽車競(jìng)爭(zhēng)，燃料電池的成本必須降到50美元/kW。而降低燃料電池系統(tǒng)核心組件成本，迅速擴(kuò)大銷售規(guī)模都是大幅降低燃料電池汽車總成本的主要途徑。

　　燃料電池組中最重要、成本占比最大的是質(zhì)子交換膜、電極(催化劑和擴(kuò)散膜)、雙極板。

　　1.質(zhì)子交換膜是燃料電池的核心，也是成本占比最大的組件

　　目前國(guó)內(nèi)企業(yè)主要向美國(guó)杜邦公司采購，每平米質(zhì)子交換膜成本約為400美金以上，一般每輛氫燃料電池汽車需要20平米以上，整車光質(zhì)子交換膜成本就需要5萬元，按照豐田最新Mirai燃料電池汽車售價(jià)30萬元來算，光質(zhì)子交換膜就占到整車成本15%以上。

　　2.鉑金催化劑成本較高，降低使用量或?qū)で筇娲烦蔀楫?dāng)前的重要研究主題

　　催化劑是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵成分，目前質(zhì)子交換膜燃料電池的陰極和陽極有效催化劑仍以鉑和鉑碳顆粒為主，鉑貴金屬催化劑用量大和質(zhì)子交換膜成本高是燃料電池成本居高不下的重要原因。

　　2014年豐田氫燃料SUV車型每輛車使用的鉑金為100克，預(yù)計(jì)未來將減少到30克左右，按照GFMS預(yù)計(jì)，2016年鉑金平均價(jià)格達(dá)到每盎司1,005美元，相當(dāng)于每輛車的燃料電池系統(tǒng)僅鉑金催化劑成本就有2萬多元，占目前燃料電池汽車整車成本的6%以上。如果整車的催化劑用量真的能夠降低到豐田預(yù)期的30克，其對(duì)應(yīng)的成本就能降低到6000多元。

　　為了降低鉑的使用量，各大公司進(jìn)行了持續(xù)研究，近幾十年來，膜電極上催化劑鉑的負(fù)載量從10mg/cm2降到了0.02mg/cm2，降低了近200倍。比如美國(guó)能源部燃料電池技術(shù)辦公室FCTO用新的d-Pt Ni催化劑替代了NSTF Pt Co Mn催化劑，使得燃料電池系統(tǒng)的價(jià)格下降了1.85美元/kW；豐田公司力求通過改進(jìn)鉑金材料的鍍層技術(shù)來降低鉑金催化劑的使用量。如果未來貴金屬催化劑負(fù)載量能夠大幅降低，或者能被其他成本更低的催化劑取代，那么燃料電池系統(tǒng)放量的機(jī)會(huì)也將大幅提升。

　　質(zhì)子交換膜的大規(guī)模應(yīng)用及其他燃料電池其他部件優(yōu)化，都會(huì)給燃料電池系統(tǒng)帶來較大的成本下降空間。

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