氯碱行业氢能利用未来可期
动态2023-01-11
以国鸿氢能披露的数据，剔除电堆之外的价格，2019-2022年上半年电池系统BOP价格也有70%～80%的下降。
电堆和电池系统成本的持续下降主要得益于两大路径：
一是技术进步带来的材料国产化;
二是制造规模化和自动化带来的规模效应。
以电堆成本而言，主要由双极板和膜电极两大部分组成，其中成本又以膜电极为主，约占电堆成本的60%～65%。
膜电极核心的材料有三类：质子交换膜、催化剂和气体扩散层。
质子交换膜与气体扩散层国产化率还非常低，一方面量产的产线很少，气体扩散层材料还没有大规模量产的产线;另一方面，国内龙头电堆企业对国产的两类材料验证比例较低，产品的升级和迭代都受到很大的制约，所以这两类产品的成本过去几年降本效果并不明显，未来如果国产化有突破，预计还会有比较大的降本空间。
催化剂材料而言，目前国内企业产品性能已经达到了国际一流水平，但是贵金属铂金类的材料占比相对还比较高，未来如果铂金材料的用量下降50%，预计催化剂的成本也可以下降30%。
从膜电极部件整体角度考虑，虽然核心材料在国产化和成本下降方面依然有空间，但是过去两年，随着膜电极产品批量化的需求增加，膜电极生产加工的工艺升级(如自动化的双面涂布、更合理的材料配比设计)、规模化效应也帮助膜电极制造环节实现有效降本。
根据国鸿氢能招股书中的预期，膜电极产品的价格在2022年预计会下降到860元/KW，2025年有望下降到510元/KW，成本下降的幅度或超过40%，按照国鸿氢能预计相应的商用车型如果用150KW的电堆，单车的膜电极成本有望累计降低5万元左右。
对于双极板而言，国内目前的主流路线还是以石墨双极板为主，其典型的特征就是易于加工、耐腐蚀寿命长，根据高工氢电的统计，目前石墨板的成本构成大致包括30%的材料成本，30%的人工成本，35%的刀具成本，5%的其他制造费用，未来石墨板降本途经包括：
1)优化流场设计、减少流槽数量。
2)适当降低流槽机械加工精度;
3)提高加工设备自动化程度;
4)还可通过材料升级的方式来提升加工效率，降低成本。
比如国鸿氢能的采用低成本的柔性膨胀石墨板路线，减轻了石墨板的脆性，也有效降低了成本。
另外一类双极板的路线是金属双极板，优势就是厚度薄，可进一步提升电堆的单位体积效率，适合大功率高效电堆使用。
金属双极板的主要加工工序有开模、冲压、涂层、封装，其中涂层是最重要的环节，直接影响双极板的寿命，同时也是成本最高的环节(占整个成本的50~60%)，其生产设备组占据总成本的大部分，现阶段国内的大部分厂商采用的是进口设备，设备折旧金额大，因此金属板的规模化降本效应非常显著。
石墨双极板国内技术已比较成熟，金属板在国外制造设备的引进下，规模降本也逐步显现，未来双极板降本的效果预计主要来源于设计工艺的改良以及生产规模的进一步扩大。
除了上述电堆相关材料端自身的技术进步之外，规模化对降本的贡献到底有多大?
我们以动力电池龙头宁德时代的成本数据做参考，我们将公司动力电池成本拆分为材料成本和非材料成本，非材料成本包含人工、折旧及制造费用等，这一项目的变化可以在一定程度上体现出规模效应对成本下降的影响，2015-2021年，宁德时代电池销量从2.19GWH上升到133.41GW，CAGR为98%，单位非材料成本的年均复合变动率为-14.6%，可见规模效应对降本推动非常显著。
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