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燃料电池产业链(一)| 运营篇:经济性分析

2019-03-18 13:55:53 国金证券

燃料电池物流车具备高载重、长续航、加氢快、零污染和路权等优点,可应用于城际配送和支干线运输,目前在基于国家补贴和地方补贴的情况下,燃料电池物流车相对燃油物流车经济性已经显现;未来随着燃料电池产业国产化和规模化,燃料电池成本下降迅速,可以应对补贴退坡,并且燃料电池物流车成本优势将进一步扩大。纯电动物流车在低负载市内短途配送场景使用成本低,但由于能量密度所限,在重载和中长途场景综合使用成本反而高。

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我们认为燃料电池物流车主要是替代燃油中卡和重卡应用于城市支干线和城际运输主要有几点原因:

燃料电池物流车具备高载重、续航长、加氢快和环保等优势,非常契合中长途重载运输场景。现今主流城市快递配送网络模式主要是“城际-分拨中心/仓库-网点-终端用户”,其中“城际-一级分拨中心-二级网点”的支干线运输主要由中重型货车承担;“二级网点-终端用户”以及最后一公里配送的短驳/支线运输主要由载重1t左右的微轻型货车或者电动两轮车承担。燃料电池物流车载重一般都大于2t,续航300-700km,加氢时间5-10分钟,具备路权优势,非常适合中长途距离的支干线运输。

当前补贴情况下,燃料电池物流车经济性优于燃油物流车。在地补为国补0.6倍情况下,燃料电池汽车使用成本为1.67元/km,与燃油物流车成本持平;部分地区地补与国补持平,燃料电池物流车经济性优于燃油物流车。未来伴随氢气价格和燃料电池动力总成成本下降,燃料电池物流车经济性将更加突出。

伴随燃料电池产业化,氢气价格和燃料电池动力总成成本下降,燃料电池物流车可以有节奏应对补贴退坡,未来经济性将更加突出。到2020年补贴不退坡,燃料电池动力总成成本下降50%,氢气30元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本相对燃油物流车低67%;到2025年地补完全退坡,燃料电池动力总成成本下降90%,氢气28元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本相对燃油物流车低61%。

纯电动物流车在低负载短驳场景具备使用成本低优势,但是不适用于干线和城际运输场景。由于电池能量密度低,纯电动物流车载重和续航难以兼具,目前纯电动物流车载重一般低于2T,续航在200-400km,而且实际续航低于标称数值,比较适合短驳场景,不适合中长距离运输。

应用:中长途重载运输场景下,FCV是燃油物流车的完美替代者

燃料电池物流车具备高载重、长续航和加氢快等优势,适用于城市支干线运输和城际运输场景。在环保日益严格情况下,传统中重卡面临路权问题,燃料电池物流车是其最佳替代者。纯电动物流车具备使用成本低优势,但是因为能量密度低,续航和载重难以兼具,而且面临充电时间长问题,因此适合于短途运输场景,可以在城市内配送场景替代传统燃油物流车。下面我们根据纯电动和燃料电池物流车性能指标详细分析:

车辆速度及动力性能:燃料电池物流车和纯电动物流车均能满足需求。现今纯电动物流车和燃料电池物流车最高车速都可以达到80-100km/h,能够满足城市配送、支干线运输和城际运输行驶速度要求。目前纯电动物流车和燃料电池物流车聚焦市内配送、城市内支线、干线和城际运输,路况一般较好,纯电动和燃料电池物流车动力性能都能够满足正常行驶的要求。

续航里程及运输距离:燃料电池物流车具备稳定长续航里程,满足当前多场景运输需求,并且可以通过增加储氢瓶提升续航;纯电动物流车续航低于标称值,但是满足大部分市内配送需求。

根据《货运车辆》关于城市配送问题对于全国100家物流公司和运输公司的调查结果显示:所有企业单车日配送累计运距在400km里以内,其中单车日配送累计运距在120-200km之内的企业最多,占总量的26%;20%的单车日配送累计运距在200-300km之间;10%的单车日配送累计运距在300-400km。

参考2018年11月发布的第21批《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》,在107款纯电动货车和专用车中,续航里程100-200km车型占比11%,200-300km车型占比63%,300-400km车型占比24%,400km以上车型占比2%,纯电动物流车通过提高带电量提升续航,但满载时车辆续航里程会打折。由于燃料电池处于发展初期,目录上车型款数较少,我们参考第20和21批《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》,两批目录共有7款燃料电池厢式专用车,续航里程都在350km以上,而且燃料电池物流车可以通过增加储氢瓶提升续航。整体而言燃料电池物流车具备长续航优势,纯电动物流车续航也随着带电量提升而增加。

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载重质量:燃料电池物流车因为燃料电池能量密度高,具备高载重优势,一般大于2T,多数在3T以上;电动物流车由于能量密度低原因,载重和续航难以兼具,载重一般低于2T。当前燃料电池产业还处于产业化导入期,物流车车型数量较少,根据2018年第12批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,目录里共有3款燃料电池物流车车型,载重分别为2.8/3.2/3.8T。纯电动物流车产业化更成熟,车型数量繁多,但绝大多数载重处于0.5-2t区间,少数车型载重>2t,而且实际运营数量较少。

燃料需求:燃料电池物流车相对燃油物流车具备经济性,未来成本下降空间还很大;纯电动物流车在低负载短途领域具备经济性优势。纯电动车辆的最大优势就在低廉的商用电价,现今商业用电均价(含服务费)大概在1.2元/kWh,载重1t左右的轻型货车中,纯电动车辆的市区工况电耗平均在23kWh/100km,每百公里电费不超过28元;而载重3.5t左右的燃料电池物流车市区工况百公里氢气消耗2.5kg,氢气价格40元/kg,每百公里加氢费用为100元,已经较传统燃油物流车体现经济性,未来伴随基础设施的健全和下游放量,氢气价格下降空间很大。

加注时间:燃料电池物流车加氢时间短,可以保证运营效率;纯电动物流车充电时间较长,如果运送繁忙期间充电会影响运营效率。燃料电池物流车加氢10分钟左右,与传统燃油车加油时间相差不大;电动物流车充电时间快充需要1-2小时,慢充5小时左右,一般充电采取夜间慢充,如果遇上运送繁忙期间,单日运输距离提升,纯电动物流车会因为续航里程不足需要快充,会影响运营效率。

路权:纯电动和燃料电池物流车相对燃油物流车均具备路权优势,新能源物流车在京沪地区获得限行区域通行证概率远高于燃油物流车,在部分大型城市基本不受限。传统的燃油货车因为环境污染等问题,在上路时间和区域都受到一定限制。从各大城市现行的交通管理制度来看,对燃油货车的限行、限号、限制进城已经成为常态,尤其是在一些雾霾严重的城市,对部分车型的限制达到了全天不许通行的严苛地步。而目前包括北京、上海、深圳等多地基本对于纯电动和燃料电池物流车颁发通行证比例更高或者在城区行驶不设限,路权优势明显。这对于送货速度和时间要求极高的物流业而言,是极大的竞争力。

经济性:当前补贴情况下FCV全生命周期成本低于燃油物流车

在全生命周期相同的运营里程下,我们对于燃料电池物流车、纯电动物流车和燃油物流车进行全生命周期成本比较,得出结论:燃料电池物流车在当前补贴基础下经济性优于燃油物流车;纯电动物流车在低负载中短途运输场景下经济性明显,重载和中长途运输场景下综合成本更高。

制造成本方面:燃料电池由于处于产业导入期,成本最高,30kW载重3.5t的燃料电池物流车成本80-100万元,75kWh载重1.3t的电动物流车成本16万元左右,载重3t的燃油物流车成本11万元左右。

全生命周期成本方面:

2018补贴情况下,纯电动物流车在低负载短途运输领域经济性优于燃油物流车,但随着载重量的上升,其经济性有所下降。在补贴退坡后,载重<1T的纯电动物流车全生命周期使用成本由0.86元/km升至0.90元/km,比燃油物流车少0.04元/km;而在1T≤载重<2T的分级中,纯电动物流车的全生命周期使用成本由1.21元/km升至1.25元/km,较燃油物流车只有0.02元/km的优势。

当前补贴情况下,燃料电池物流车在重载领域经济性凸显。当前燃料电池物流车应用主要在上海、广东等物流发达地区,上海深圳地区地补与国补持平,燃料电池物流车经济性优于燃油物流车;部分地区地补小于国补,在地补为国补0.6倍情况下,燃料电池汽车全生命周期使用成本为1.67元/km,与燃油物流车成本持平。未来伴随氢气价格和燃料电池动力总成成本下降,燃料电池物流车经济性将更加突出。

制造成本对比:FCV成本最高、纯电动物流车其次,燃油物流车最低

对于三种路线车型制造成本进行横向对比可以发现,燃料电池物流车成本最高、纯电动物流车成本其次,燃油物流车成本最低。这主要是产业生命周期和规模决定,燃料电池、动力电池和内燃机分别处于导入期、成长期和成熟期,三者之间的数量也是量级的差距。我们认为随着燃料电池和动力电池产业持续发展,成本有望持续下降,燃料电池成本下降潜力巨大。

燃料电池汽车主要是“锂电池+燃料电池”增程式汽车路线,燃料电池汽车成本构成主要由燃料电池动力总成、储氢系统、锂电池、电机电控和车身等组成。当前燃料电池汽车规模较小又处于导入期,成本高昂,30KW燃料电池物流车制造成本在80-100万元区间。

电动物流车成本主要由动力电池、电机电控、底盘和车身等构成。当前物流车平均带电量75kWh,载重多为1.5t左右,制造成本在18万元左右。

燃油物流车成本主要由发动机、车桥、驾驶室、轮胎和车架等构成,载重3t的燃油物流车平均成本11万元左右。

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全生命周期成本对比:FCV重载领域经济性显现

作为物流车的主要客户群体之一的城市物流配送企业,在面对是否将城市配送车辆从传统燃油物流车更新到新能源物流车的抉择时,涉及到如何合理评估企业个体经济效益,全生命周期经济性是十分关键的。我们假设物流车辆日均行驶150km,车辆每年使用总天数为300天,总寿命8年,计算各车型8年全生命周期成本,从而得出经济性比较结论。

车型分类:因为新能源汽车发展实际较短,现阶段纯电动物流车和燃料电池物流车主要还是轻中型货车,纯电动物流车载重一般低于2T,燃料电池物流车主流载重一般大于3T。我们根据主流车型将物流车分为三类:载重<1T,1T≤载重<2T和载重≥3T。其中,在载重低于2T的车型比较重,主要以纯电动物流车和燃油物流车对比;在载重≥2T车型比较中,拿燃油车和燃料电池物流车比较。

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车型选取:我们从已公布的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》和《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》中选取了尽量相似的2款纯电动物流车、3款燃油物流车和1款燃料电池物流车作为主要研究对象,其中纯电动物流车有市场口碑较好,推广应用可能性较高的热门品牌车型东风小康EC35和上汽大通EV80,与之对比的是其同系列的燃油车型。燃料电池物流车则选取了入选推荐目录的东风EQ5080和东风嘉运5080两款中型厢式运输车。

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成本分析:对于汽车来说,购买和使用一辆汽车所产生的成本发生在汽车生命周期的不同时期,我们将车辆生命周期划分为三个阶段:车辆购置、车辆运营、车辆报废。使用者成本考虑从购车、运营至最终报废的全部生命周期内产生的所有成本,具体包括:购车成本、车辆购置税、购车补贴、牌照费用、燃料成本、维修保养成本、电池更换成本、保险费、其他杂费和报废补贴等。加氢和充电基础设施的建设成本不在讨论范围之内,因为充电基础设施一般不是由使用者承担建设,并且受使用者拥有的车辆数目影响。

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1)车辆购置阶段:

购车成本:即整车购买成本,计算采用各个车型官网发布的官方指导价格或权威网站数据库的参考价格。

车辆购置税:应税车辆的计税价格的10%,计税价格为购买应税车辆而支付的全部价款,不包括其中17%的增值税税款。车辆购置税计算公式为:车辆购置税=车价/(1+17%)×10%。从2004年9月开始,国家规定新能源汽车免征车辆购置税,至2018年7月已公布共19批《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》。因此目录中纯电动车辆和燃料电池车辆购置税为0。

购车补贴:纯电动车补贴退坡明显,燃料电池车辆保持不变。国家和各省市针对纯电动物流车提供一次性购车补贴,二者可叠加享受。按照2018年国家最新的补贴标准,新能源专用车实行分段补贴,30kWh以下部分补贴850元/kWh,下调幅度超40%;30-50kWh部分补贴750元/kWh;超过50kWh部分补贴650元/kWh,补贴上限由15万下调到10万元,下调幅度33%。燃料电池车辆对比2017年政策补贴不退破,但技术要求更加细化。按照车型不同,给予不同程度的补贴,总体而言远高于纯电动物流车。我们测算时采用地补为国补的0.6倍,实际前各地对于燃料电池物流车补贴比例各异。

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牌照费用:主要包括新车上线检测缴纳的费用、拓号照相的费用以及新车牌照的费用,以及按照车辆种类(如机动车辆、非机动车辆、载人汽车、载货汽车等)、吨位和规定的税额计算征收的车船使用税。由于各省政策及市场价格有所差异,我们取2500元作为平均费用。目前针对新能源物流车没有类似纯电动私家车免费上牌的优惠政策。

2)车辆运营阶段:

燃料成本:即车辆运营一年所产生的油耗、电耗、气耗成本。根据前文分析,我们假设物流车辆日均行驶150km,车辆每年使用总天数为300天。燃料消耗取市区工况下的数值,柴油均价取7元/L,商业用电均价取1.2元/kWh(包含服务费),氢气售价40元/kg。纯电动车充电存在电量损失,充电综合效率取90%。通过统计现有燃料电池物流车指标测算得其百公里耗氢量为2.5kg。

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维修保养成本:相对于传统燃油车,纯电动车的电池组与电动机替代发动机,结构简单,维修保养更为方便,除电池以外的维修保养费用可减少50%。为加强关键零部件质量保证,国家规定新能源汽车生产企业应对消费者提供动力电池等储能装置、驱动电机、电机控制器质量保证,货车生产企业应提供不低于5年或20万公里的质保期限,这个规定对于燃料电池车辆依然适用。

部件更换成本:由于目前纯电动汽车电池组商业化技术所限,其寿命较短,常见车型普遍在3-5年,三元锂电池组寿命较长达到5年。估计2018年纯电动汽车电池组市场均价为1300元/kWh,则每种车型电池组价格可根据各自电池容量计算得出。模型假设车辆使用前5年由于质保原因不产生电池更换成本,从第6年开始考虑此成本。而燃料电池车采用进口电堆,寿命可达20000小时以上,我们认为其在车辆寿命期内不需要更换电堆,但是由于燃料电池是用空气中的氧气与氢气进行反应,所以需要定期更换空气过滤器,目前还没有具体的运营数据,我们取4万元作为空气过滤器的更换成本。

保险费用:车辆购置之初开始每年缴纳保险,主要包括交强险和商业保险。纯电动汽车和燃油汽车的交强险相同,商业保险费率仅受车价影响,纯电动汽车略高。假设按最高额全险保险费计算,全部保险费燃料电池汽车7000元/年,纯电动汽车7000/年,燃油汽车6500元/年。

其他费用:运营中必须缴纳的各项杂费包括:年检费、车船使用税、日常维护、停车费、过路过桥费、违章罚款、事故赔偿等,燃料电池汽车和纯电动汽车、燃油汽车并无差别,假设4000元/年。

电动车系数:由于电动车充电耗时较长,并且根据现阶段运营情况调研,很多车型存在续航虚标、故障频繁和充电时间长等问题。如果达到相同运力,电动物流车数量需要增加,因此给其运营成本一个系数。

3)车辆报废阶段:

报废补贴:根据国家机动车报废补贴最新标准,报废微型载货车,每辆补贴6000元,报废轻型载货车,每辆补贴9000元,报废中型载货车,每辆补贴13000元。按照国家现行的汽车报废年限规定,微型载货车使用年限为8年,轻、中型载货车的使用年限为10年。我们将三种物流车使用年限都取为8年。

我们以车辆行驶一公里所花费的使用成本(即车辆全生命周期内的总成本除以其所行驶的公里数)作为衡量各类物流车经济性的标准,经过测算,可以看出:

2018补贴情况下,纯电动物流车在低负载短途运输领域经济性优于燃油物流车,但随着载重量的上升,其经济性有所下降。载重<1T的分级中,纯电动物流车全生命周期使用成本0.88元/km,比燃油物流车少0.1元/km;在1T≤载重<2T的分级中,纯电动物流车的全生命周期使用成本由1.23元/km较燃油物流车有0.09元/km的优势。

当前补贴情况下,燃料电池物流车在重载领域经济性凸显。当前燃料电池物流车应用主要在上海、广东等物流发达地区,上海深圳地区地补可与国补持平,燃料电池物流车经济性优于燃油物流车;部分地区地补小于国补,在地补为国补0.6倍情况下,燃料电池汽车使用成本为1.67元/km和同级燃油物流车使用成本持平。考虑燃料电池物流车仅仅数百台规模,未来伴随氢气价格和燃料电池动力总成成本下降,燃料电池物流车经济性将愈加明显。

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中长期视野:FCV经济性优势将逐步扩大

新能源汽车产业发展前期依赖政府补贴,发展逻辑在于通过补贴扩大规模,引导技术进步,在中长期补贴退坡阶段经济性不低于燃油车。我们对应纯电动汽车和燃料电池汽车成本下降做出敏感性分析,在中长期视野与燃油车进行经济性对比,得出:

即使到2020年以后,补贴完全退坡,动力电池成本下降30%左右,纯电动物流车依靠动力电池降本,全生命周期经济性即可低于燃油物流车。

燃料电池物流车到2020年补贴不退坡,燃料电池物流车整车成本相对燃油物流车经济性明显。长期视野,到2025年燃料电池物流车地补完全退坡,相对燃油物流车依然具备经济性。

由于燃油物流车技术成熟,油价变动空间有限,我们认为其使用成本维持不变作为参照。

纯电动物流车降本进度可应对补贴退坡

纯电动汽车到2020年以后补贴完全退坡,我们以2021年纯电动物流车经济性情况进行分析,主要对动力电池成本变化进行敏感性分析,从而得出全生命周期成本与燃油物流车进行比较。

纯电动物流车2021年没有补贴,我们对动力电池分别考虑15%、30%、45%成本下降进行敏感性分析得知,纯电动物流车在降本30%-45%区间时候,相对燃油物流车经济性明显,在15%左右时候,纯电动物流车在低负载领域经济性与燃油物流车持平,随着载重上升,经济性不如燃油物流车。

悲观情形分析:动力电池降本有限,成本下降15%,电动物流车售价下降8%,低负载领域纯电动物流车全生命周期成本与燃油物流车持平,载重上升后纯电动物流车经济性略差。这种情况下,电动物流车的全寿命周期总成本增加4万左右,载重1T以下的纯电动物流车每公里使用成本0.98元,与燃油物流车成本持平;载重处于1-2T的纯电动物流车每公里使用成本1.38元,略高于燃油物流车的1.32元。

中性情形分析:动力电池降本合理,成本下降30%,电动物流车售价下降15%,纯电动物流车经济性优于燃油物流车,但是差距不大。这种情况下,纯电动物流车的全寿命周期总成本相对于燃油车都低1%-5%,载重1T以下纯电动物流车每公里使用成本0.93元,而同级别燃油物流车每公里使用成本0.98元;载重处于1-2T的纯电动物流车每公里使用成本1.3元,略低于燃油物流车的1.32元。

乐观情形分析:动力电池降本较快,成本下降45%,电动物流车售价下降25%,纯电动物流车的经济性明显优于燃油物流车,全生命周期成本相对燃油车低10%左右。这种情况下,纯电动物流车全生命周期总成本比燃油车低4万左右,载重1T以下纯电动物流车每公里使用成本0.88元,载重处于1-2T的纯电动物流车每公里使用成本1.22元。

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燃料电池物流车中长期经济性优势持续扩大

对于燃料电池物流车经济性,我们站在中长期视角去审视,考虑四个因素的变化:补贴、燃料电池系统成本、整车成本和氢气成本。燃料电池补贴到2020年不退坡,到2025年我们认为地补完全退坡,国补不退坡。我们对于燃料电池系统成本、整车成本和氢气成本变化做敏感性分析,发现燃料电池物流车中长期经济性愈加明显。

2020年,燃料电池补贴不退坡,按照地补为国补的0.6倍情况下,我们对燃料电池系统成本下降、整车成本下降和氢气价格进行敏感性分析,得出;

悲观情形,燃料电池系统成本下降30%,整车成本下降20%,氢气价格下降到35元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本36.65万,每公里使用成本1.02元/km,相对于燃油物流车成本低39%。

中性情形,燃料电池系统成本下降50%,整车成本下降35%,氢气价格下降到30元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本19.55万,每公里使用成本0.54元/km,相对于燃油物流车成本低67%。

乐观情形,燃料电池系统成本下降70%,整车成本下降42%,氢气价格下降到28元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本11.45万,每公里使用成本0.32元/km,相对燃油物流车成本低81%。

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2025年,燃料电池地补完全退坡,国补保持不变,我们对燃料电池系统成本下降、整车成本下降和氢气价格进行敏感性分析,得出:

悲观情形,燃料电池系统成本下降80%,整车成本下降56%,氢气价格下降到30元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本30.65万,每公里使用成本0.85元/km,相对于燃油物流车成本低49%。

中性情形,燃料电池系统成本下降90%,整车成本下降62%,氢气价格下降到28元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本23.45万,每公里使用成本0.65元/km,相对于燃油物流车成本低61%。

乐观情形,燃料电池系统成本下降95%,整车成本下降66%,氢气价格下降到26元/kg,燃料电池物流车全生命周期成本18.05万,每公里使用成本0.5元/km,相对燃油物流车成本低70%。

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燃料电池物流车示范运营初显成效,综合场景下吨利润最高

上海地区燃料电池物流车运营数量达300辆

2017年末,氢车熟路购置了500台氢燃料电池物流车,在上海地区上牌并投入“准商业化”的示范运营,广泛部署于电商物流和货运领域,下游用户包括京东、申通快递、宜家和盒马鲜生等。

目前上海有300辆左右燃料电池物流车应用于支线运输场景,这些燃料电池物流车根据不同任务路线行驶固定路径,单车日运营里程100-600km,平均每日加氢1次,十万公里路程故障3次。

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站在物流配送企业角度,燃料电池物流车综合场景下吨利润最高

作为物流车的主要客户群体之一的城市物流配送企业,一般会采取自购物流车或者向物流车运营企业租赁物流车,在面对是否将城市配送车辆从传统燃油物流车更新到新能源物流车的抉择时,涉及到如何合理评估车型经济效益,我们以各车型运输每吨货物产生的净利润作为评价指标进行比较。经测算,燃料电池物流车在非限行区域运输每吨货物利润基本与燃油车持平,高于纯电动物流车;在限行区域运输每吨货物利润高于燃油物流车和纯电动物流车,综合来看燃料电池物流车运输每吨货物利润最高。

车型运输每吨货物净利润可以通过单车运营收入和单车运营成本测算:

单车运营收入与车型载重、运营里程和运货次数相关,单趟来回里程80km情况下,一般燃油物流车平均每天可以运输2-3趟,当路况宽松时候,最多可以运输4趟,燃料电池物流车与燃油物流车类似;纯电动物流车因为充电时长问题,一般每天运输2趟。

按照单趟来回里程80km计算,载重1t的微面单趟收入200-300元;载重1.8t的物流车单趟收入300元左右;载重3.5t的车型单趟收入450元以上。

单车运营成本主要包括燃料成本、司机工资和提成、车辆月租金和通行证租金,维修保养等成本主要由物流车运营企业承担。燃料成本方面,根据前文分析,燃料消耗取市区工况下的数值,柴油均价取7.8元/L,商业用电均价取1.2元/kWh(包含服务费),氢气售价40元/kg;司机工资采取行业平均工资5500元/月,司机提成比例为5%;车辆月租金根据访谈,燃油物流车租金平均为2500元/月,电动物流车租金平均为2300元/月,燃料电池物流车因为前期推广让利,租金为2000元/月。

通行证租金:在限行区域里,城市有关部门会通过颁发通行证允许达标车辆进入限行区域进行配送,燃油物流车获取通行证比例较低,通行证成本较高;新能源物流车获取通行证比例相对较高,同时通行证成本相对较低:(1)在北京、上海这种城市对所有车型都设置限行区域,新能源物流车获取通行证比例较高,通行证租金较低;(2)在深圳、天津、广州、西安、武汉和成都等城市,轻中型新能源物流车基本没有限行区域或者限行区域很小,新能源物流车不需要通行证,通行证租金基本为0。

在非限行区域里,燃料电池物流车、燃油车和电动物流车运输每吨货物利润分别为73.6/74.3/56.7元。非限行区域,燃油车经济性最佳;燃料电池物流车经济性略低于燃油物流车,燃料电池物流车因为载重和续航表现优越,同时产业发展初期,运营企业设置租金相对便宜导致经济性较高;纯电动物流车经济性最差,主要原因是载重小和续航低特点,充电成本虽然低,但是加上司机和租金成本,吨利润依然最低。

在限行区域,燃料电池物流车、燃油车和电动物流车每吨运输利润分别为71.9/66.4/51.2元。在限行区域中,燃油物流车通行证租金2500元/月,而燃料电池和电动物流车通行证租金不到500元/月,燃料电池和电动物流车通行证租金大幅低于燃油物流车租金,导致燃油物流车经济性低于燃料电池物流车。纯电动物流车因为载重小和续航低特点,燃料成本虽然低,但是加上司机和租金成本,吨利润依然最低。

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燃料电池产业当前三大瓶颈,正在有序破解

燃料电池产业化时间较短,全球燃料电池产业化元年始于2015年,中国燃料电池产业化元年始于2017年,产业尚面临不少问题。燃料电池过去最大的瓶颈是技术瓶颈,丰田Mirai的横空出世以及巴拉德9ssl电堆寿命突破3万h,证明最难的技术瓶颈已经解决。

当下制约燃料电池产业发展主要有三大瓶颈:加氢站数量较少、燃料电池整车成本过高,氢气价格高企。我们认为加氢站数量随着产业规模化后会逐步破解;燃料电池整车制造成本随着规模化和燃料电池产业链国产化,有望与燃油整车持平;氢气价格随着产业的规模化与液氢储运技术使用,有望大幅下降。

政府规划+商用车发展推动加氢站逐渐完善

2016年,我国加氢站数量只有3座,截止目前,我国在运营加氢站约18座,在建和规划加氢站数量超过40座。我们认为前期加氢站数量较少可以理解,一方面是因为燃料电池汽车数量少;另一方面是因为加氢站尚未建立成熟的标准体系,地方政府审批时间过长。

对于当前加氢站数量较少现状,国家一方面通过政府规划和补贴推动加氢站建设,《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》提出,到2020年我国加氢站将达到100座以上。产业上,通过商用车发展,规模化降低燃料电池和氢气成本,带动加氢站配套设施建设,从而支撑更多燃料电池汽车。发展商用车的原因在于:一方面公共交通的平均成本低,而且能够起到良好的社会推广效果;另一方面商用车行驶在固定的线路上且车辆集中,建设配套的加氢站比较容易。

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燃料电池产业链国产化和规模化推动整车成本下降

国内目前推出的燃料电池物流车不考虑补贴预估售价90万左右,其高昂的售价覆盖了燃料电池车辆续航久、加氢时间短、保养简单、购置免税等带来的成本优势。但这也说明燃料电池物流车售价随着关键零部件国产化进程推进和规模化生产大幅降低之后,其使用成本带来的竞争优势是相当可观的。

燃料电池整车成本主要取决于燃料电池系统成本,包括燃料电池电堆成本和系统主要部件成本。燃料电池系统成本约占燃料电池车辆总成的64%,其中,燃料电池电堆的成本约占整个燃料电池系统成本的47%。整车成本下降主要是依靠燃料电池系统总成成本下降。

关键零部件的国产化和规模化将推动燃料电池系统总成和整车成本下降。我们在之前的报告中有提到,国内燃料电池产业链正在逐步国产化。从各个环节来看,气体扩散层、空压机、储氢瓶、电机电控系统和其他常用零部件(管路、连接部件等)降本主要由规模化效应驱动;而质子交换膜、催化剂、双极板和其他较为关键的零部件(氢气电池阀等)降本则需国产化、规模化和材料工艺进步加以推进。长期来看(燃料电池车辆规模>1万辆),主要结合材料、工艺进步以及技术路线的选择来降低燃料电池系统总成的成本,降幅可达到90%以上,从而降低燃料电池整车成本。我们认为伴随着燃料电池产业发展,产业链各环节规模化与国产化推进,到2020年燃料电池系统总成成本可降50%,物流车制造成本可降35%;到2025年燃料电池系统总成成本可降90%,物流车制造成本可降62%。

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规模化+液氢储运方式将降低氢气价格

目前上海燃料电池物流车氢气购买价是40元/kg,燃料电池物流车燃料成本在不考虑补贴全生命周期成本中占比为25%,氢气价格较高主要原因是当前燃料电池汽车较少,加氢站缺乏议价能力,同时当前氢气储运效率较低。国内廉价氢气源丰富,随着燃料电池汽车规模提升和更高效率的液氢储运技术应用,氢气价格有望大幅下降。

比较日本和我国的加氢站氢气售价价格组成可以发现,影响日本氢气售价的最主要的两个因素是氢气成本(约占38%)和加氢站固定成本(约占26%),而影响我国氢气售价最主要的因素是氢气成本(约占70%),而氢气成本主要包括氢气的制取和储运。

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现阶段氯碱副产氢+气氢拖车是最优组合,未来合适氢源+液氢储运可以有效降低氢气售价。选择合适的氢源,并降低氢气运输与储藏的成本,是降低氢气成本的有效路径。在现阶段,气氢拖车是当前和未来一段时间的主要运输方式,氯碱副产氢+气氢拖车方式得到的氢气成本可以达到在17.9-19.2元/kg。国内液氢储运正在逐步发展,未来通过提高关键设备的国产化率水平和液氢罐车运输将大大降低氢气售价。液氢储运效率高、成本低,适合远距离运输,在欧美日发达国家已经逐渐发展为主流的储运方式。现在常用的高压气氢长管拖车一般充装量为400kg,经济运输半径为300km左右,价格80-100万。而液氢罐车的氢气充装量为气氢拖车的6倍,经济运输半径1000-1500公里,价格200-300万,运输效率提升6-8倍。

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租赁模式扩展市场空间

物流车运营模式上,我们认为燃料电池物流车和纯电动物流车在客户类型和运营逻辑比较一致,都可以通过租赁运营方式去拓展市场。新能源物流车拿到国补和地补需要一定时间,对于购买者要求较强的资金实力,物流车运营商可以通过垫资购买物流车,租赁方式提供给终端客户,可以缓解目标客户资金压力。新能源物流车目标客户多样,物流和快递公司等大客户可以批量购买物流车,但是也存在租赁需求;搬家公司、批发商和零售商等中小客户可能缺乏足够资金批量购买物流车,可以通过租赁方式获取物流车。

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连通用户与车厂需求,租赁运营易于做大市场。在没有租赁模式的市场中,车厂/零部件厂商与终端用户共享补贴和成本效益。引入租赁模式后,租赁公司可以通过运营维护以及个性化服务进一步匹配车厂与用户的需求,以此将市场做大,并重新分配经济效益。对于终端用户而言,只需定期向租赁公司缴纳一定租金即可使用新能源物流车,对资金需求量少,可以绕过申领补贴困难等问题,直接享有新能源物流车运营周期内的经济性优势。

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新能源汽车多种租赁运营模式可以优化整合车辆制造商和终端用户的需求。对于整车厂和零部件厂商而言,通过经营性租赁、融资租赁等多种方式可以较快打开市场,整车厂在一定程度上也可以减少对终端买家的质量问题赔偿。另一方面,终端用户根据自身需求选取不同的租赁方式,使使用成本在时间尺度上得以分摊,同时规避对产品质量风险的承担。而租赁公司在整个模式中担任中介角色,通过租赁、运营维护以及个性化服务进一步匹配整车厂与用户的不同需求,以此做大终端需求,从而得以重新分配新能源汽车所带来的成本效益和补贴收益,从中获取利润。

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纯电动物流车的租赁运营始于2015年,目前至少已有20家公司参与,部分已经进入运营阶段并不断丰富旗下车型。整车租赁模式以重庆瑞康为例,目前重庆地区各大快递公司的电动物流车都是从瑞康租赁,其中中通快递和圆通快递各有20-30辆车,租期5年,保证金1万元,月租金1800元,5年或者10万公里之后,企业可以选择退还车辆,领回保证金,也可以将保证金作为购车款,购得车辆所有权。除了年租、月租以外,还有日租、时租的形式,灵活多变,可以满足不同终端客户需求。

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解决地补申请困难的问题。在部分省市,个人和没有运输资质的企业较难申请电动物流车地补,租赁是他们享受补贴和电动经济效益的最合理方式。这些省市要求申请地方补助的专用车购买者具备运输企业资质(比如上海),个人或没有运输资质的企业将难以申请到地补。这种情况下,个人和非运输类企业可以通过租赁模式长租物流车,享受新能源物流车带来的经济效益。

燃料电池物流车可以参考纯电动车租赁的方式,以租代购,为终端用户减轻购车顾虑和资金压力,使得燃料电池物流车续驶里程长、使用方便、零排放等优势逐步显现,并得到市场的认可,促进其在新能源专用车市场的推广应用。

创新型租赁模式,将加氢站引入燃料电池物流车的租赁。加氢站作为燃料电池车辆的基础设施,投资成本高,还未能普及,氢气价格也处于高位,这些都是未来燃料电池物流车推广应用的障碍。而参考现在纯电动物流车出现的引入电池生厂商到租赁运营当中的模式,形成自产自购的销售闭环再面向终端用户。同理可以考虑将加氢站引入参与,降低燃料电池物流车使用成本,吸引更多下游需求,反过来带动上游加氢站的建设。




责任编辑: 张秀秀

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