投資蜂擁而至 氫燃料電池汽車值不值得“入坑”?

“過去一年裡,已經有上百個中國代表團來過我們公司參觀了,比過去十多年加起來還多……”剛剛結束的第二屆進博會上,一位來自豐田的研發人員向筆者感慨道。而汽車創新技術及自動駕駛體驗區裡熙熙攘攘的體驗人群,也從一個側面體現出了人們對氫燃料汽車及其產業前景的高度興趣。


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儘管由於燃料電池汽車仍處於應用示範的階段、同時存在氫能源產業鏈不成熟與核心技術儲備不足等現實問題,加上人們仍對電動汽車“騙補”的前車之鑑心有餘悸,所以在國內引起了許多爭議(包括埃隆-馬斯克也曾加以批評)。那麼問題來了,產業、資本和社會各方面都抱以期待的燃料電池產業值不值得“入場”呢?

技術現狀:中國與日韓差距有多大?

發展氫能和氫燃料電池的首要目的,當然是為了緩解我國石油對外依存度過高(2018年度已逼近70%)和燃煤發電佔比過大的問題。近年來,美、日、歐盟等主要國家已紛紛將燃料電池汽車納入國家和地區發展戰略總體規劃,力爭搶佔先機,而我國作為世界第一產氫大國(目前全球制氫年產量6300萬噸左右,中國每年產氫約2200萬噸)、同時又是全球最大汽車生產基地和銷售市場,自然也要抓住機遇,建立自主可控的產業鏈,掌握核心技術,突破技術難點,推動核心零部件的研發和生產,爭取發展的主動權。

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我國燃料電池技術的奠基者和開拓者之一、中國科學院大連化學物理研究所、中國工程院院士衣寶廉在日前舉行的“2019全球燃料電池汽車產業論壇”上指出,目前國內燃料電池技術在經歷了長期的試驗認證並積累了豐富的經驗之後,已具備進行大規模示範運行的條件。但國外(日韓)燃料電池汽車已進入商業化初期,其產業鏈及關鍵部件技術已實現產業化,這也是國內與國外的主要差距所在。


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衣寶廉表示,我國燃料電池乘用車在動力性、續駛里程等基本性能指標上與國外車型基本相當,但在低溫啟動和耐久性等指標方面則由較大差距(見下圖)。

而在燃料電池客車領域,國內外部分車企已經完成了產品性能開發並滿足了商業化的基本需求,但由於國內客車企業主要採用中小功率燃料電池+大容量動力電池技術路線,所以在電機功率和扭矩、續航里程、電堆壽命等部分性能指標上與國外先進企業差距比較明顯。

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因此,衣寶廉呼籲國內主機廠應該牽頭開展電堆關鍵材料、關鍵部件、的攻關“聯盟”,提高電堆的體積和重量比功率(尤其是開發非鉑催化劑,力爭將電池的鉑用量降低到每千瓦小於0.1克)、為開發乘用車奠定基礎:“一定要把企業和研究聯合起來,做出來以後在企業中進行試驗,這樣也能促進商業化發展。”

據測算,到2020年燃料電池效率會達到65%,鉑金屬用量由0.16g/kW降低到0.125g/kW,雙極板成本從7美元/kW降低到3美元/kW,50萬臺批量成產成本將在2020年下降到40美元/kW,最終目標將會實現30美元/kW。這是什麼概念呢?中國汽車工業協會副秘書長許豔華此前透露,目前柴油機系統的成本為500-600元/千瓦。如果氫燃料電池系統能夠降到這一價格成本,商業化條件就成熟了(這意味著至少10萬輛的規模)。

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除了燃料電池車輛本身的核心零部件之外,氫燃料電池汽車產業在制氫儲氫運氫(因地制宜,由工業副產製氫轉向“棄風棄光棄水”離網電解水制氫)、加氫站建設運營等各環節都有著較大的技術革新和降本空間,這也正是當前業界正在密切關注的領域。

國內實踐:商業化運營才能健康成長

大家或許要問了,中國現在有多少氫燃料電池汽車?中國汽車工業協會發布的數據顯示,2019年1-10月,我國燃料電池汽車產銷分別完成1391輛和1327輛。根據設在北京理工大學的新能源汽車國家檢測與管理平臺監測數據顯示:(截至2019年10月底)已註冊氫燃料電池汽車3518輛,其中物流車數量最多,為2230輛;客車有1285輛(公交客車共有776輛);乘用車有3輛。

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而分地域來看,氫燃料電池汽車分佈在全國13個省,24座城市。省級行政區中廣東省最多,共1676輛,其中客車1331輛,物流車345輛;上海市緊隨其後,共858輛;在所有地級市中佛山市應用推廣最好,數量達到774輛。

據悉,多數氫燃料電池物流車日行駛里程主要集中在80-300公里區間,氫燃料電池客車日行駛里程相較於物流車分佈均衡,在160~180公里之間的數量最多。對比所有客車品牌,宇通客車日均行駛里程最高,達到197公里,日均行駛時長為8.28小時。對比所有物流車品牌,江蘇奧新車輛日均行駛里程最高,達到261公里,日均行駛時長為5.92小時。


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而具體到產業鏈“頭部”企業的話,被稱為全球最大燃料電池電堆生產商的國鴻氫能顯然是不能不提及的。據廣東國鴻氫能科技有限公司副總經理燕希強介紹:“2017年底我們有500輛物流車在上海投入運行,2018年我們在佛山投入了70輛燃料電池公交車,2019年又投入190輛氫能大巴,同時也有幾輛大巴出口到馬來西亞。”目前該公司已擁有年產2萬臺電堆、5000套系統的能力,2018年其在國內電堆市場佔有率超過了70%,2018年我國公告目錄中接近50%的燃料電池汽車採用了國鴻氫能的電堆。

究其原因,國鴻氫能動力科技公司是目前國內唯一可以直接使用巴拉德產品和技術(9SSL電堆生產技術,期限為2017-2021年)。值得一提的是,其國產替代產品(鴻途-55A和鴻途-55B)將採用柔性石墨板模壓成型技術,具有壽命長(超過2萬小時)、一致性好、成本低、體積小(與豐田相比仍然偏大)等優點。

不僅如此,國鴻氫能還在推動佛山、雲浮兩地加氫站的建設,其中佛山規劃建設28座、建成7座,雲浮規劃建設10座、建成在用3座。燕希強告訴《早懂車》:“雲浮雖然很偏僻,但大家考察之後都把我們氫能基地定義成‘氫能延安’,我們希望‘氫能延安’在雲浮的星星之火可以逐漸點燃全國的氫能市場。”

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“截至目前,在中國的道路上,由我們提供燃料電池系統驅動的商用車已經有1670多輛,主要集中在上海、江蘇、廣東、山東及湖北地區;除了馬來西亞、美國、日本之外,10月份我們也有產品銷售到了德國。”作為行業內另一家“獨角獸”企業的“掌門人”,上海重塑能源集團有限公司董事長兼CEO林琦同樣備受關注,截至11月初,搭載該公司產品的燃料電池車輛累計運行里程已經超過了1500萬公里。

“從2018年1月到2019年11月,我們的車輛為20多家電商物流企業提供運力服務,日配貨量達到了30萬件,百公里氫耗維持在2.8-3公斤之間。”林琦向《早懂車》透露,目前其燃料電池車輛的首次故障率和兩次故障間隔已經從2018年平均14657公里和13844公里,提升到了2019年的23554公里和42528公里,這無疑為氫燃料電池汽車進軍輕型和中型貨運市場開了一個好頭。

今年10月,工信部核算的“2017年度新能源汽車推廣應用補助資金”(共計220億元)中,申報補貼的燃料電池車企只有兩家,分別是東風汽車集團有限公司(獲核准通過114輛,最終可獲補貼5700萬元)和上海汽車商用車有限公司(申報35輛,其中有15輛行駛里程不足2萬公里,最終獲得核准通過20輛,可獲補貼1000萬元)。

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此外,2018年燃料電池公交車運營補助情況也於日前由財政部公佈,其中,河北省獲得補助最多(190萬元),緊隨其後的是四川省(24萬元)、廣東省(18萬元)、北京市和河南省(均為5萬元)。

不難看出,由於純電動汽車“騙補”的前車之鑑,我國雖然對燃料電池汽車的財政補貼扶持力度很大(以上海為例,每輛燃料電池大中型客車國家補貼50萬元、地方補貼60萬元),但實際上有關部門在把關上卻非常嚴格,而即將啟動的“補貼退坡”和政策向加氫設施建設傾斜,也是為了避免再次培養出“溫室裡的花朵”。今年5月剛一露頭就在質疑聲中“壽終正寢”的“水氫汽車”事件也告訴大家,再想像過去那樣“渾水摸魚”已經不那麼容易了。

產業前景:2020年將迎來關鍵節點?

相信大家也聽過“既然已經發展了純電動汽車(準確的說是鋰離子電池車),為何還要有氫燃料電池車?”“純電動車和氫能源車該走哪條路線?”諸如此類的爭論,其實,國內有關專家已就所謂的“技術路線之爭”形成了初步的共識,那就是國務院發展研究中心原副主任、中國電動汽車百人會理事長陳清泰所闡述的:“從中長期來說,這兩條技術路線各有優勢,是互補的關係,在不同的場景各有優劣,不是簡單的替代關係。中國地域廣闊,車輛應用場景多元,在新能源汽車技術路線的選擇上應該因地制宜,宜氫則氫,宜電則電,宜混則混,氫電混協同,才能獲得全面發展,”

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多位業內專家指出,考慮到與純電動汽車成本平衡點的對比,氫燃料電池動力系統更適合長途大型高速重載車輛(重型卡車、物流車、公交車等),主要替代柴油機,鋰離子電池動力系統更適合小型轎車,主要替代汽油機。與此同時,由於冬天車內供暖耗能較高,如採用純電動車,續航里程會顯著縮短。而燃料電池本身的餘熱就能保證供暖,因此,氫燃料電池汽車在北方地區更有優勢。

“2008年奧運會是中國電動汽車走向產業化的關鍵節點,2022年冬奧會也將成為我國燃料電池汽車發展的里程碑。”正如清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高在2019年長城國際可再生能源論壇上提出的那樣,一些具體的應用場景,更有利於氫燃料電池汽車產業的健康培育。

京津冀地區以冬奧會為牽引,北京和張家口建立多個“氫能出行”示範運營區域,天津計劃到2022年打造產值突破150億元的氫能生態圈。

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在長三角地區,江蘇省規劃到2025年,氫燃料電池汽車年產量突破1萬輛,加氫站突破50座。其中,常熟正積極融入長三角氫走廊建設,目標是在建成圍繞豐田等企業為核心、長三角地區領先的氫能源汽車特色產業園;而上海市規劃到2020年,建設加氫站5至10座,燃料電池汽車運行規模達到3000輛。

此外,西北、西南及珠三角地區都在大力支持加氫站建設及氫能產業發展。順帶一提,愛馳汽車將在山西高平落地建設甲醇制氫燃料電池動力系統製造基地,在筆者看來,其(甲醇重整+高溫燃料電池)技術路線雖然並不“主流”(當前主流技術為質子交換膜燃料電池汽車),但也不失為能源產業轉型過車中的有益探索。


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