1.远距离、大载重、极端环境下燃料电池无痛点替代柴油车
我国乘、商用车电气化处于不同的发展阶段，商用车减排潜力巨大。商用车是当前汽车产业碳减排的重点和难点，5%的商用车碳排放占比超过 50%，推动商用车电动化，尤其是中重型车是当前汽车产业碳减排的关键。“十三五”以来，我国新能源车总体渗透率由 2016年的 1.8%提升至 2022 年上半年的 21.6%，新能源乘用车渗透率由 1.1%提升至 28.5%。
新能源商用车渗透率维持在 2%-5%区间，2019 年随着新能源车补贴退坡，渗透率跌至 2.36%。2022 上半年，我国新能源商、乘用车销量分别为 6.66 万辆、264 万辆，分别占商、乘用车总销量的 3.92%、28.51%，商用车领域新能源渗透率与乘用车相比相差较大，仍处于起步阶段。
(相关资料图)
燃料电池补足纯电动商用车使用痛点，是解决长途、中重载车辆电动化进程卡滞的更优解。虽然油电价差使电动化具备一定的经济性基础，但对于中重型纯电车辆推广仍存在三点关键问题：
1）运营效率低：由于磷酸铁锂电池的能量密度较低，降低纯电重卡的有效运力；2）充电慢，极大挤占运营时间；3）电池衰减带来的里程焦虑问题，在低温环境中进一步放大。以上三点使中重型纯电车辆运营经济性受损。燃料电池（含储氢系统）的能量密度相比磷酸铁锂提升 50-70%，通过提升车辆的额定载重增加运营的经济性；以 35MPa 的 49T 重卡车为例，单次加氢时间 10-20min，相比锂电池提升近 6 倍，与传统燃油车加油时间相当；燃料电池可满足-40℃无衰减续航，低温适应性更强。除此之外，燃料电池工作温度舒适区范围更宽，安全性能更优，燃料电池在商用车领域的应用无短板。
2.燃料电池中重型商用车应用趋势明显
2021 年燃料电池车中的客车、专用车、乘用车占比分别为 55%、44%、1%，客车占比同比-37.21%，专用车占比大幅扩加，同比+254.71%，乘用车出现数十台批量级的示范应用。受益于补贴政策在重卡车型上的大幅倾斜以及燃料电池性能差异化优势，2021 年燃料电池重卡（交强险统计口径）销量 777 辆，在专用车中占比提升至 94%，燃料电池在中重型专用车上应用趋势明显。
3. 中重卡渗透雏形已现，燃料电池装机大功率化
燃料电池初步撬动新能源中重卡市场占比。根据 2021 年新能源车商用车细分领域销售数据，由于纯电动发展起步早及电价经济性优势，客车及卡车中纯电动占比均超过 95%。受益于补贴政策倾斜，燃料电池在中重卡细分领域已有初步占比，从微卡、轻卡、中卡到重卡，燃料电池占比提升明显，随着卡车额定载重增加，燃料电池占比逐渐提升，新能源重卡中燃料电池车辆占比 7.44%。
国际社会达成燃料电池中重型车辆发展共识，全球重卡领域燃料电池渗透有望大幅提升。2022 年 3 月，日本新能源产业技术综合开发机构发布的《燃料电池重型交通（HDV）技术路线图》中指出，到 2030 年，日本燃料电池重型交通在 8 吨以下新增商用车中渗透率预计达到 20-30%，先行引进 5000 台 8 吨以上的商用车，在国内外主要国家的卡车、船舶、货车、工程机械和农机等应用场景中全面推广，进入燃料电池重型交通全面普及阶段；到 2040 年，燃料电池重卡全球部署量达到 1500 万辆，市场规模将达到 300 万亿日元。为适应中重卡动力系统的匹配需求，燃料电池系统装机呈现大功率的发展趋势。
国外重卡搭载的燃料电池系统功率较高，受国内产品功率的限制，我国重卡可匹配的燃料电池系统功率普遍偏小，导致匹配的动力电池容量偏大。国内主流系统供应商最新发布的燃料电池系统功率已超过 250kW，有望于 2022 年下半年实现整车应用。从系统配套功率来看，随着大功率燃料电池堆的不断推出，2021 年燃料电池汽车的系统功率大幅提升，其中 70kW 以上系统占比接近 70%，大功率系统成为市场主流。系统功率 50kW 以下车型占比由 2020 年的 54%，大幅下降到 2021 年的 6%；50-70kW 系统车型由 2020 年的 41%下降为目前的 24%。
4.动力系统全工况覆盖是必然趋势，燃料电池系统功率仍存在提升空间。
燃料电池中重卡长期发展趋势必将是动力系统功率实现整车运行全功率范围覆盖，动力电池仅提供启动及峰值工况下的功率补充。DOE 统计了 12 种不同卡车运行过程的功率需求，168kW、260kW、360kW 系统产品能够匹配 35T 以内级别卡车的运行需求。中型卡车（6-14T）的功率需求围绕 168kW；对于重型卡车（＞14T），总质量从 15T、25T 到 35T，每增加 10T，需求功率提升 100kW，35T 级别的重型卡车的功率需求达到 360kW。
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关键词:【储能】【燃料电池】