鉅大LARGE | 點擊量：313次 | 2023年07月05日
氫燃料動力電池概念火熱的背后 新能源汽車不只有鋰離子電池一個選項
談及新能源汽車的動力系統(tǒng)，人們往往會第一時間想到鋰離子電池，而事實上在傳統(tǒng)內燃機與鋰離子電池爭奪汽車動力市場的同時，燃料動力鋰電池的競爭力也不容忽視。本周以濰柴動力為代表的氫燃料概念上市公司走強，將市場的目光再次引向“氫鋰路線之爭”，氫燃料動力鋰電池作為新能源汽車的另一選項，其發(fā)展現(xiàn)狀、瓶頸、以及未來究竟如何？
燃料動力鋰電池尚處發(fā)展初期成本問題制約產業(yè)化進程
通常所說的燃料動力鋰電池指的是氫燃料動力鋰電池，因其最具代表性。與鋰離子電池作為儲能裝置不同，氫燃料動力鋰電池是一種非燃燒過程的能量轉換裝置，通過電化學反應將陽極的氫氣和陰極的氧氣的化學能轉化為電能。燃料動力鋰電池結構單元重要由膜電極組件和雙極板構成，其中膜電極組件是由質子交換膜、催化劑與氣體擴散層組合而成的，為反應發(fā)生場所；雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板，其重要用途是通過流場給膜電極組件輸送反應氣體，同時收集和傳導電流并排出反應出現(xiàn)的水和熱。
簡單來說，氫燃料動力鋰電池的工作原理可以近似認為是電解水的逆過程。從應用上來看，氫燃料動力鋰電池重要用在長距離、大型交通工具領域，目前在商業(yè)化程度以及成本管控方面還不及純電動汽車產業(yè)那樣成熟。但從節(jié)能環(huán)保角度來看，氫燃料動力鋰電池的反應殘留為電、熱和水，因此在理論上，氫能源是非常理想的清潔能源。
制圖：金融界上市公司研究院
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從上圖可以很清晰地看出，目前我國的燃料動力鋰電池汽車還處在發(fā)展的初級階段，銷量在新能源汽車中占比極小，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國燃料動力鋰電池汽車銷量也僅有2737輛，與動輒100多萬的新能源汽車銷量相比差距明顯。
那么市場為何看好氫燃料動力鋰電池的發(fā)展前景？其重要原因有二，首先，由高碳向低碳、由低密度向高密度的發(fā)展路徑是目前國際能源轉型的主流趨勢。氫能源本身無毒無害、反應殘留物為水、且熱量密度高的特性使其成為“碳中和”主旋律之下最為理想的清潔能源之一。其次，從國內的角度來看，我國具有全球最大規(guī)模的氫資源，根據(jù)民生證券研報數(shù)據(jù)顯示，全球重要人工制氫原料的96％以上都來源于傳統(tǒng)化石資源的熱化學重整，僅有4％左右來源于電解水。從地域分布上看，亞太地區(qū)的氫氣產量最大，而我國是目前氫氣產量最大的國家，也是氫氣生產分布最廣的國家。目前國際制氫年產量6300萬噸左右，我國每年產氫約2200萬噸，占世界氫產量的三分之一，是前列產氫大國。
綜上所述，氫燃料動力鋰電池在我國有著優(yōu)質的發(fā)展土壤，但仍然蘊含著一些產業(yè)發(fā)展瓶頸，其中最為顯著的是購置成本高、基礎設施缺乏以及使用成本較高等問題。這里應注意到，成本問題是研究新能源成長空間時被反復提到的關鍵點，成本降不下來，對傳統(tǒng)能源替代的基礎就不復存在。電解水出現(xiàn)氫氣的原理看似十分簡單，但實驗室級別的制氫與工業(yè)級別的量產有著本質的差別，工業(yè)的蒸汽重整（SteamReforming）制氫法要大量的熱量消耗，效率偏低。與此同時，制氫的過程也會對環(huán)境出現(xiàn)一定的污染，加之氫氣在儲存、遠距離運輸上的成本需求，導致氫能源的使用成本遠高于電能。因此，當前氫燃料動力鋰電池的產業(yè)化還要一定的研發(fā)周期。
“新舊”能源應是互補關系燃料動力鋰電池國產替代空間較大
在A股燃料動力鋰電池板塊中，我們選取傳統(tǒng)重卡龍頭濰柴動力與新晉科創(chuàng)板的億華通兩家較有代表性的氫燃料動力鋰電池概念上市公司來看國內相關廠商的競爭格局。濰柴動力在本周三A+H股大漲，股價創(chuàng)下歷史新高，該股的大幅上漲也是帶動氫燃料動力鋰電池話題熱度的重要原因之一。
濰柴動力雖是重卡領域的龍頭，但在燃料動力鋰電池領域的布局上也走在國內上市公司前列。2016年，濰柴動力戰(zhàn)略投資國內氫燃料動力鋰電池領先公司弗爾賽；2017年與博世簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，共同合作開發(fā)生產氫燃料動力鋰電池及相關部件；2019年十二月完成對德國ARADEX的戰(zhàn)略收購；2020年三月三十一日，濰柴動力2萬臺氫燃料動力鋰電池發(fā)動機廠正式投產。截至2020年上半年，已在濟南、濰坊、聊城三地推廣220輛氫燃料動力鋰電池公交車。
2020年十二月，濰柴動力曾公布A股股票定增預案，預案顯示擬募集資金不超過130億元人民幣，募投項目中包含氫燃料動力鋰電池及關鍵零部件產業(yè)化項目、固態(tài)氧化物燃料動力鋰電池及關鍵零部件產業(yè)化項目、以及燃料動力鋰電池動力總成核心零部件研發(fā)及制造能力建設項目，總投入金額超過37億元。
濰柴動力董事長譚旭光曾表示：發(fā)展新能源車并不是要完全取代柴油車，而是應用在適合采用新能源車輛的工況中。比如城市公交、港口牽引車等，推廣新能源車輛，使其與柴油車搭配工作，能夠兼顧經濟效益與社會環(huán)保。并預測未來20-30年，氫將成為能源結構的重要組成部分，但市占率不會超過10％。
億華通重要從事氫燃料動力鋰電池發(fā)動機系統(tǒng)研發(fā)及產業(yè)化，2019年度，億華通共計實現(xiàn)燃料動力鋰電池發(fā)動機系統(tǒng)銷售498套，實現(xiàn)主營業(yè)務收入5.49億元，在國內率先開啟了氫燃料動力鋰電池發(fā)動機批量商業(yè)化的進程。2020年八月十日，億華通在上交所科創(chuàng)板掛牌上市，上市首日漲幅超過140％，被譽為氫燃料動力鋰電池第一股。
2017年、2018年及2019年，全國燃料動力鋰電池汽車銷量分別為1275、1527、2737輛，億華通分別銷售燃料動力鋰電池發(fā)動機系統(tǒng)192、303、498套，產品終端用戶包括北京公共交通控股（集團）有限公司、張家口市公共交通集團有限公司、鄭州市公共交通總公司、張家港市港城公共交通有限公司、上海奉賢巴士公共交通有限公司等多家公交公司及整車運營廠商。截至2019年末，根據(jù)現(xiàn)行有效的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，目前被納入目錄的燃料動力鋰電池商用車型共185款，配套億華通燃料動力鋰電池發(fā)動機系統(tǒng)的商用車車型共計37款，占比為20.00％，位居位且大幅領先。
制圖：金融界上市公司研究院數(shù)據(jù)來源：億華通招股說明書
此外，億華通有關國內燃料動力鋰電池的發(fā)展現(xiàn)狀在招股書中表示，日本、美國等國家在氫能與燃料動力鋰電池領域歷經數(shù)十年的發(fā)展，技術發(fā)展階段與產業(yè)化程度整體領先我國。億華通產品現(xiàn)階段技術水平與氫能發(fā)達國家還存在一定的差距。氫燃料動力鋰電池發(fā)動機系統(tǒng)國內市場供應鏈基礎較為薄弱，尚未形成較為成熟的零部件供應體系。當前國內公司仍要攻克基礎材料、核心技術和關鍵部件難關，尤其是膜電極等關鍵部件的產業(yè)化。
