以國鴻氫能披露的數據,剔除電堆之外的價格,2019-2022年上半年電池系統(tǒng)BOP價格也有70%~80%的下降。
電堆和電池系統(tǒng)成本的持續(xù)下降主要得益于兩大路徑:
一是技術進步帶來的材料國產化;
二是制造規(guī)?;妥詣踊瘞淼囊?guī)模效應。
以電堆成本而言,主要由雙極板和膜電極兩大部分組成,其中成本又以膜電極為主,約占電堆成本的60%~65%。
膜電極核心的材料有三類:質子交換膜、催化劑和氣體擴散層。
質子交換膜與氣體擴散層國產化率還非常低,一方面量產的產線很少,氣體擴散層材料還沒有大規(guī)模量產的產線;另一方面,國內龍頭電堆企業(yè)對國產的兩類材料驗證比例較低,產品的升級和迭代都受到很大的制約,所以這兩類產品的成本過去幾年降本效果并不明顯,未來如果國產化有突破,預計還會有比較大的降本空間。
催化劑材料而言,目前國內企業(yè)產品性能已經達到了國際一流水平,但是貴金屬鉑金類的材料占比相對還比較高,未來如果鉑金材料的用量下降50%,預計催化劑的成本也可以下降30%。
從膜電極部件整體角度考慮,雖然核心材料在國產化和成本下降方面依然有空間,但是過去兩年,隨著膜電極產品批量化的需求增加,膜電極生產加工的工藝升級(如自動化的雙面涂布、更合理的材料配比設計)、規(guī)模化效應也幫助膜電極制造環(huán)節(jié)實現有效降本。
根據國鴻氫能招股書中的預期,膜電極產品的價格在2022年預計會下降到860元/KW,2025年有望下降到510元/KW,成本下降的幅度或超過40%,按照國鴻氫能預計相應的商用車型如果用150KW的電堆,單車的膜電極成本有望累計降低5萬元左右。
對于雙極板而言,國內目前的主流路線還是以石墨雙極板為主,其典型的特征就是易于加工、耐腐蝕壽命長,根據高工氫電的統(tǒng)計,目前石墨板的成本構成大致包括30%的材料成本,30%的人工成本,35%的刀具成本,5%的其他制造費用,未來石墨板降本途經包括:
1)優(yōu)化流場設計、減少流槽數量。
2)適當降低流槽機械加工精度;
3)提高加工設備自動化程度;
4)還可通過材料升級的方式來提升加工效率,降低成本。
比如國鴻氫能的采用低成本的柔性膨脹石墨板路線,減輕了石墨板的脆性,也有效降低了成本。
另外一類雙極板的路線是金屬雙極板,優(yōu)勢就是厚度薄,可進一步提升電堆的單位體積效率,適合大功率高效電堆使用。
金屬雙極板的主要加工工序有開模、沖壓、涂層、封裝,其中涂層是最重要的環(huán)節(jié),直接影響雙極板的壽命,同時也是成本最高的環(huán)節(jié)(占整個成本的50~60%),其生產設備組占據總成本的大部分,現階段國內的大部分廠商采用的是進口設備,設備折舊金額大,因此金屬板的規(guī)?;当拘浅o@著。
石墨雙極板國內技術已比較成熟,金屬板在國外制造設備的引進下,規(guī)模降本也逐步顯現,未來雙極板降本的效果預計主要來源于設計工藝的改良以及生產規(guī)模的進一步擴大。
除了上述電堆相關材料端自身的技術進步之外,規(guī)?;瘜当镜呢暙I到底有多大?
我們以動力電池龍頭寧德時代的成本數據做參考,我們將公司動力電池成本拆分為材料成本和非材料成本,非材料成本包含人工、折舊及制造費用等,這一項目的變化可以在一定程度上體現出規(guī)模效應對成本下降的影響,2015-2021年,寧德時代電池銷量從2.19GWH上升到133.41GW,CAGR為98%,單位非材料成本的年均復合變動率為-14.6%,可見規(guī)模效應對降本推動非常顯著。
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