干货 | 一文详解燃料电池车成本下降具体途径
一、TCO模型框架
首先，TCO模型从购买使用者角度入手，将燃料电池车的总拥有成本分为维修成本、组装成本、燃料成本和基础设施成本、动力系统成本、非动力系统成本。并利用此TCO模型分别对乘用车、卡车、公交车这三大类车型进行分析。
1.乘用车
就乘用车而言，预计2030年动力系统成本的占比为35%，其中包括燃料电池系统、氢罐和电池等部件。而如今燃料电池系统成本大约占总拥有成本的50%。
▲来源：天风证券研究所
这其中的下降空间来自于两方面：
在未来的十年中燃料电池制造从规模较小的手工制造转变为大批量自动化生产；
氢罐生产规模扩大，且未来十年氢罐安全标准有很大可能在保证安全性的基础上迎来适度下调，降低制造成本。
▲来源：天风证券研究所
从不同距离下各种动力类型乘用车TCO与年份关系图中可以看出，燃料电池汽车在使用距离较远的应用场景下更有竞争力。
相比燃料电池小轿车，燃料电池SUV和大型乘用车会更快攻占同车型市场，这是因为燃料电池汽车加气速度快、加氢站综合利用率高、电池系统小成本低的优势在远距离行驶和车队集中营运的条件下更加凸显。未来，中型、大型乘用车市场将有燃料电池的一席之地。
2.卡车
就燃料电池卡车而言，燃料和基础设施成本是燃料电池卡车成本的重要组成部分，约占总拥有成本的60%。因此，通过推动氢气成本的下降达到燃料电池卡车的下降。
▲来源：天风证券研究所
氢气未来的下降途径有两点：
制氢储氢技术的进步带动氢气价格的下降；
批量建设运营燃料电池卡车车队，提高加氢站的数量和利用率，降低运营成本。
▲来源：天风证券研究所
从不同距离下各种动力类型卡车TCO与年份关系图中可以看出，燃料电池卡车相比乘用车更有竞争力，基本在2030年可以占据最多的市场份额。
作为专门用来运载重型货物的卡车，其车队管理模式与专属加氢站的优势更加凸显，较低的燃料添加时间可以有效提高车队运输效率与加氢站的使用效率，质量轻、体积小的燃料电池系统可以进一步增加卡车的运输载荷。
同时，燃料电池卡车在制动或下坡行驶时具有回收能量的附加优势，在一定程度上补偿了燃油成本。
3.公交车
就公交车而言，2030年燃料电池公交车TCO组成与各组分占比如下图所示。
可以看出，燃料和基础设施成本、维修成本是燃料电池公交车成本的重要组成部分，各占总拥有成本的27%和31%。
▲来源：天风证券研究所
因此，要实现成本下降，需要从氢气产业链和组件制造两方面入手。
氢气价格会随着燃料电池市场的扩大而下降，根据预测，当每年燃料电池公交车年产量达到两万时，氢气成本会降低50%，达到4-5美元/公斤的价格。生产规模的扩大同样带来燃料电池组件成本的下降，同样技术进步也会带来核心部件使用寿命的延长。
▲来源：天风证券研究所
如图所示，根据预测，到2025年，燃料电池长途城市公交车和长途客车的竞争力超过燃油公交车；到2030年，城市短途燃料电池公交车和电动公交车成本持平，并一直保持到2050年。
但这需要结合不同地区的现实条件进一步调整，比如：当地电力成本与氢燃料成本、公交车行驶路线规划、相关氢气站、充电站与加油站的分布建设情况等。
总体而言，燃料电池公交车的运营里程占优且路线规划可以更加灵活，而电动公交车路线安排受限于充电站分布情况。
二成本下降空间分析
1.燃料电池系统
目前，制约我国燃料电池汽车制造成本的最核心因素在于以燃料电池系统为代表的储能组价格居高不下。
根据行业预测，未来燃料电池系统成本下降主要有两个原因：
技术创新驱动成本下降；
生产规模大幅提高，产业发展成熟，单件系统制造成本下降。
▲来源：天风证券研究所
除了燃料电池系统外，随着技术的成熟与量产水平的提升，燃料电池车每车分摊的零部件基础成本和替换成本会将持续下降，零件寿命也会进一步提升。
▲来源：天风证券研究所
2.氢气价格
目前，我国制氢技术与国际水平相差不大，未来煤化工行业进一步深入氢燃料电池市场以及西北地区利用可再生能源发电制氢可进一步降低制氢成本。
▲来源：天风证券研究所
此外，针对占比较大的运输成本，发展液氢运输技术目前大势所趋，国家科技部2019年国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”等9个重点专项项目申报指南建议，把”车载液体储氢“列入关键共性技术，在200km运输距离时，液氢的运输成本只有高压氢的八分之一，且液氢远距离运输能力远远超过高压氢。一旦液氢运输技术发展成熟，氢气价格将有显著降低。
3.加氢站建设
目前，国内加氢站建设成本较高，单个加氢站投资成本600-700万美元。随着燃料电池车市场的进一步开拓，总氢气加注量也不断提升，每车分摊的加氢站建设成本呈下降趋势。
如果后期液氢技术逐步成熟最终步入市场，液氢储氢型加氢站预计会得到大量推广建设，相比高压加氢站能耗降低50%，日加氢能力提高到两倍以上，整体来看加氢站建设成本进一步下降。
4.政策补贴
目前，国家和地方都出台了一系列政策，予以燃料电池汽车购买者一定额度的补贴，弥补初期示范运营阶段的较高成本投入，吸引更多消费者和运营商进入市场。
除了对燃料电池车提供补助，为了进一步扩大市场规模，保障运行里程，从2014年开始出台加氢站扶持补贴政策，进一步推动产业发展。行业预计补贴政策至少持续到2025年，短期内不会下调。
对比纯电动汽车发展历程，补贴退坡与总拥有成本下降一同出现，所以预计在国内燃料电池车市场成熟前政策补贴会持续助力发展。
