成本限制 燃料电池车产业化还有多远?

企业 汽车之家 章涟漪 282次浏览 未收录 0个评论 扫描二维码

“充电(加氢)5分钟、续航600公里。”这是很多车主对新能源车的期待,相对于要“背着”重重电池的纯电动车,氢燃料电池车被认为更容易实现上述目标。实际上,早在去年初,现代氢燃料电池车Nexo发布之际,即宣布NEDC工况续航里程达700公里,但时至今日,该车还未正式上市销售,而日本丰田旗下的燃料电池车Mirai虽已上市多年,销量平平。究其原因,主要在于较高的价格,以及相关基础设施的不完善。那么,作为新能源车最大市场,中国燃料电池车发展如何,距离购买国产燃料电池乘用车还远吗?我们一起来探讨一下。

成本限制 燃料电池车产业化还有多远?


30秒读懂全文:
■ 我国燃料电池车市场还处于刚刚起步阶段,一些关键零部件技术缺失,且以商用车为主。但在政策和企业的推动下,目前也已经取得了一定的成果;
■ 当下我国已有41家整车厂商,参与了氢能燃料电池汽车的生产制造,其中上汽集团和长城汽车都成立了独立零部件公司,以期作为燃料电池系统供应商,占领先机;
■ 技术和成本,是阻碍燃料电池车产业化的重要因素,有观点希望,补贴政策可以向核心技术倾斜。


以商用车为主,燃料电池车还刚起步

“从全球来看,欧美日等主要国家和地区纷纷将氢能和燃料电池技术作为能源技术革命的重要方向和未来能源战略的重要组成部分,并已进入系统实施阶段。”9月26日,中国工程院院士李骏在第四届国际氢能与燃料电池汽车大会上表示,我国经过多年的研发,也初步形成了从燃料电池电堆、燃料电池系统到燃料电池整车设计集成的自主研发体系能力和小批量生产制造能力。

中国汽车工程学会的数据也显示,2018年,我国氢燃料电池产业相关投资及规划资金超过850亿元。此外,截止到2018年底,累计运行车辆超过3000辆,运行的加氢站近30座。

今年以来,燃料电池发展更是持续火热,据不完全统计,今年前8月,国内氢能和燃料电池领域的投资项目已超过千亿,其中包括多个百亿级项目。从销量来看,也是大幅提速,今年前8月,燃料电池车完成1125辆,比上年同期增长7.3倍。不过,虽然氢燃料电池汽车的销量快速增长,但因市场基数太小,市场占有率还不值一提。

总体来看,我国氢燃料电池车以客车、物流等商用车型为主。最新一批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》信息显示,共有13款燃料电池新能源车型入选,包括9款客车和4款专用车。乘用车方面,细数近三年新能源汽车推荐目录发现,仅在2016年有上汽荣威950一款燃料电池车型进入。

国内外多款燃料电池车型参数对比
车型 车重(kg) 最高车速(km/h) 0-100km/h 功率(kW) 低温性能 续航里程(km)
上汽荣威950 150 90 零下20度 400
丰田Mirai 1850 175 9.6s 114 零下30度 650
现代ix35 2290 160 12.5s 100 零下30度 594
雪佛兰Equinox 1800 160 12s 92 零下30度 320
日产Xtrial 1850 150 14s 90 零下30度 500
制表:汽车之家 行业频道

“整个中国市场,燃料电池还处于刚刚起步阶段,技术并不是100%成熟,特别是在一些关键部件技术方面还比较缺乏,与国外一些企业相比有一定的差距。”不过,同济大学教授章桐称,我国近年来在燃料电池领域积极布局,且从整车到系统、核心硬部件、关键材料等,都有涉及。

事实上,早在2016年,工信部就组织制定了《节能与新能源汽车技术路线图》,彼时计划到2020年实现5000辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用,建成100座加氢站;2025年实现5万辆规模的应用,建成300座加氢站;2030年实现百万辆氢燃料电池汽车的商业化应用,建成1000座加氢站。今年来,我国又启动了面向2035的路线图2.0的修订工作,想进一步推动燃料电池发展。

上汽/长城设独立公司,都想做第三方供应商

政策助力,企业也不落步。在国内整车企业中,上汽集团和长城汽车的氢燃料电池汽车布局较早,且二者旗下皆成立了独立的相关领域公司。

其中,上汽集团从2001年开始启动了燃料电池汽车的研究,是国内最早从事相关领域研究的车企之一。2016年推出的荣威950燃料电池轿车,为国内第一款完成公告、销售、上牌的燃料电池轿车;2017年大通FCV80燃料电池轻客上市,已完成商业化运营,目前运营历程超过了210万公里。

此外,在自主开发的第二代200型燃料电池电对的基础上,上汽集团还研发了P240燃料电池系统,用于FCV80等车型上,系统功率达到40千瓦;搭载第三代大功率电池电堆的P390燃料电池系统也将在明年初正式量产,电堆的功率达到115千瓦,体积功率密度达到3.1千瓦/升,空气系统可以实现零下30度的低温启动。同时,上汽集团也已启动面向未来的第四代燃料电池电堆和系统研发工作。

为了加快上汽燃料电池产业化的发展,上汽集团于2018年6月成立了上海捷氢科技有限公司,自主研发燃料电池、电堆电池系统、储氢系统,旨在为整车提供整套的燃料电池驱动解决方案,目前已形成30-92kW较为完整燃料电池系统产品,为上汽未来整车产品开发打下基础。根据计划,未来上汽集团将结合市场需求,在燃料电池领域陆续推出MPV、轻卡、中重卡等产品。

“我们定位是所有车企的供应商。”上海捷氢科技有限公司总经理卢兵兵称,作为燃料电池供应商,公司希望即服务于上汽集团,也服务于上汽集团外的所有车企。

与上汽类似,长城汽车同样将氢能板块相关业务,作为第三方供应商独立发展。2018年8月,长城控股集团收购了上海燃料电池汽车动力有限公司,作为未来拓展商用车燃料电池系统的桥头堡。为应对市场化运营,2019年4月长城控股成立了未势能源,其与长城汽车并列,在未势能源下面还设有上燃动力,后者主要负责燃料电池动力系统的集成,包括乘用车和商用车。

长城汽车副总裁唐海锋介绍称,未来,长城汽车主要聚焦于车的业务,同时还留有氢能检测中心。而未势能源主要业务和产品是燃料电池动力系统,以及相关核心部件的开发。此外,针对氢储运的特殊环节,长城还进行了相应的技术开发,并与产业链的制氢企业、储运企业、设备供应商一起联合来提升整个产业的竞争力。

实际上,不止上汽、长城,截至目前,中国市场已有吉利、一汽、福田等41家整车厂商,参与了氢能燃料电池汽车的生产制造,市场上已有56款燃料电池车型、25家燃料电池系统集成商、20多个省市发布相关政策和规则。

尽管如此,业界短期内对氢燃料电池的发展还是持有保守态度。唐海锋认为,未来5年至10年产业还是处于持续投入期,目前都是以示范运营为主,真正的大规模商业化可能要在十年以后。一汽新能源开发院电池研究所所长赵子亮也认为,未来5至10年后,燃料电池才能形成一定的规模效应。

技术/成本制约发展,补贴或可以更多考虑核心技术

阻碍燃料电池车产业化的原因很简单:技术和价格。“氢燃料电池汽车在商业化过程中,仍面临核心技术有待进一步提升、车辆购置和运营成本较高、政策标准仍不完善、企业作用需要充分发挥等一系列问题。”李骏称,当下燃料电池汽车仍属于产业的导入期,实现产业化仍是一个中长期的发展过程。

当前国内企业在燃料电池领域布局,多以整车和系统为主,对进口材料和核心部件的依赖较为普遍。唐海锋介绍称,国外燃料电池汽车的开发路径基本上是从原材料到部件,再到系统,再到整车,是层层递进的正向开发流程。据悉,我国氢能制储、加氢基础设施、燃料电池及应用三个环节企业占比分别为48.5%、9.7%、41.8%。

行业人士希望,燃料电池产业能坚持自主开发,掌握燃料电池电堆核心技术,建立完善的核心零部件产业链。而这并非一家能够完成,因此,上海汽车集团股份有限公司副总裁祖似杰呼吁,各相关方能够积极合作,通过规模化降低燃料电池核心零部件及用氢的成本,以市场应用倒逼技术进步,共建燃料电池产业的朋友圈。

另一个阻碍燃料电池车发展的是车辆价格。根据国际氢能理事会对燃料电池的使用场景预测,2050年燃料电池主要应用场景为客车、大型乘用车及中重型卡车。其中,很大原因在于燃料电池系统及氢气价格因素。

“成本居高不下。”赵子亮称,就算氢燃料电池车产销从每年1000辆,增至50万辆,成本还是太高。目前电堆要占据整个燃料电池系统的50%以上,而其价格降低难度很大。此外,目前无论是制氢还是运输、用氢等,总体成本都偏高。

以丰田mirai为例,其燃料电池组的成本高达17.4万元左右,而同等续航的锂电池成本约为9万元,燃油车约为2.5万元。而针对续航所需氢气的成本,丰田Mirai每百公里燃料电池的耗氢量约为1kg,以美国为例,美国加氢的成本约为14$/kg,大大高于锂电池汽车及燃油车的成本。

想能够推动普及,毫无疑问,降本是关键。因此,有行业人士建议,2019年氢燃料电池汽车中央财政补贴还未下发,政策可考虑向核心技术倾斜,助力技术研发和成本降低。

全文总结:

如何降低燃料电池系统成本?如何加快布局加氢站、进一步降低氢气成本?这是燃料电池车实现商业化必须解决的两大难题。当下来看,短时间内这些问题还很难得到解决。在行业发展之初,核心技术的正向研发,以及持续稳定的政府支持必不可少,只有成本持续降低,实现市场驱动,燃料电池产业才能从导入期进入成长期,并有可能进入到普通用户手中。那么,更没有里程焦虑的燃料电池车,你期待吗?


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