投资蜂拥而至 氢燃料电池汽车值不值得“入坑”?

“过去一年里,已经有上百个中国代表团来过我们公司参观了,比过去十多年加起来还多……”刚刚结束的第二届进博会上,一位来自丰田的研发人员向笔者感慨道。而汽车创新技术及自动驾驶体验区里熙熙攘攘的体验人群,也从一个侧面体现出了人们对氢燃料汽车及其产业前景的高度兴趣。


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尽管由于燃料电池汽车仍处于应用示范的阶段、同时存在氢能源产业链不成熟与核心技术储备不足等现实问题,加上人们仍对电动汽车“骗补”的前车之鉴心有余悸,所以在国内引起了许多争议(包括埃隆-马斯克也曾加以批评)。那么问题来了,产业、资本和社会各方面都抱以期待的燃料电池产业值不值得“入场”呢?

技术现状:中国与日韩差距有多大?

发展氢能和氢燃料电池的首要目的,当然是为了缓解我国石油对外依存度过高(2018年度已逼近70%)和燃煤发电占比过大的问题。近年来,美、日、欧盟等主要国家已纷纷将燃料电池汽车纳入国家和地区发展战略总体规划,力争抢占先机,而我国作为世界第一产氢大国(目前全球制氢年产量6300万吨左右,中国每年产氢约2200万吨)、同时又是全球最大汽车生产基地和销售市场,自然也要抓住机遇,建立自主可控的产业链,掌握核心技术,突破技术难点,推动核心零部件的研发和生产,争取发展的主动权。

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我国燃料电池技术的奠基者和开拓者之一、中国科学院大连化学物理研究所、中国工程院院士衣宝廉在日前举行的“2019全球燃料电池汽车产业论坛”上指出,目前国内燃料电池技术在经历了长期的试验认证并积累了丰富的经验之后,已具备进行大规模示范运行的条件。但国外(日韩)燃料电池汽车已进入商业化初期,其产业链及关键部件技术已实现产业化,这也是国内与国外的主要差距所在。


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衣宝廉表示,我国燃料电池乘用车在动力性、续驶里程等基本性能指标上与国外车型基本相当,但在低温启动和耐久性等指标方面则由较大差距(见下图)。

而在燃料电池客车领域,国内外部分车企已经完成了产品性能开发并满足了商业化的基本需求,但由于国内客车企业主要采用中小功率燃料电池+大容量动力电池技术路线,所以在电机功率和扭矩、续航里程、电堆寿命等部分性能指标上与国外先进企业差距比较明显。

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因此,衣宝廉呼吁国内主机厂应该牵头开展电堆关键材料、关键部件、的攻关“联盟”,提高电堆的体积和重量比功率(尤其是开发非铂催化剂,力争将电池的铂用量降低到每千瓦小于0.1克)、为开发乘用车奠定基础:“一定要把企业和研究联合起来,做出来以后在企业中进行试验,这样也能促进商业化发展。”

据测算,到2020年燃料电池效率会达到65%,铂金属用量由0.16g/kW降低到0.125g/kW,双极板成本从7美元/kW降低到3美元/kW,50万台批量成产成本将在2020年下降到40美元/kW,最终目标将会实现30美元/kW。这是什么概念呢?中国汽车工业协会副秘书长许艳华此前透露,目前柴油机系统的成本为500-600元/千瓦。如果氢燃料电池系统能够降到这一价格成本,商业化条件就成熟了(这意味着至少10万辆的规模)。

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除了燃料电池车辆本身的核心零部件之外,氢燃料电池汽车产业在制氢储氢运氢(因地制宜,由工业副产制氢转向“弃风弃光弃水”离网电解水制氢)、加氢站建设运营等各环节都有着较大的技术革新和降本空间,这也正是当前业界正在密切关注的领域。

国内实践:商业化运营才能健康成长

大家或许要问了,中国现在有多少氢燃料电池汽车?中国汽车工业协会发布的数据显示,2019年1-10月,我国燃料电池汽车产销分别完成1391辆和1327辆。根据设在北京理工大学的新能源汽车国家检测与管理平台监测数据显示:(截至2019年10月底)已注册氢燃料电池汽车3518辆,其中物流车数量最多,为2230辆;客车有1285辆(公交客车共有776辆);乘用车有3辆。

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而分地域来看,氢燃料电池汽车分布在全国13个省,24座城市。省级行政区中广东省最多,共1676辆,其中客车1331辆,物流车345辆;上海市紧随其后,共858辆;在所有地级市中佛山市应用推广最好,数量达到774辆。

据悉,多数氢燃料电池物流车日行驶里程主要集中在80-300公里区间,氢燃料电池客车日行驶里程相较于物流车分布均衡,在160~180公里之间的数量最多。对比所有客车品牌,宇通客车日均行驶里程最高,达到197公里,日均行驶时长为8.28小时。对比所有物流车品牌,江苏奥新车辆日均行驶里程最高,达到261公里,日均行驶时长为5.92小时。


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而具体到产业链“头部”企业的话,被称为全球最大燃料电池电堆生产商的国鸿氢能显然是不能不提及的。据广东国鸿氢能科技有限公司副总经理燕希强介绍:“2017年底我们有500辆物流车在上海投入运行,2018年我们在佛山投入了70辆燃料电池公交车,2019年又投入190辆氢能大巴,同时也有几辆大巴出口到马来西亚。”目前该公司已拥有年产2万台电堆、5000套系统的能力,2018年其在国内电堆市场占有率超过了70%,2018年我国公告目录中接近50%的燃料电池汽车采用了国鸿氢能的电堆。

究其原因,国鸿氢能动力科技公司是目前国内唯一可以直接使用巴拉德产品和技术(9SSL电堆生产技术,期限为2017-2021年)。值得一提的是,其国产替代产品(鸿途-55A和鸿途-55B)将采用柔性石墨板模压成型技术,具有寿命长(超过2万小时)、一致性好、成本低、体积小(与丰田相比仍然偏大)等优点。

不仅如此,国鸿氢能还在推动佛山、云浮两地加氢站的建设,其中佛山规划建设28座、建成7座,云浮规划建设10座、建成在用3座。燕希强告诉《早懂车》:“云浮虽然很偏僻,但大家考察之后都把我们氢能基地定义成‘氢能延安’,我们希望‘氢能延安’在云浮的星星之火可以逐渐点燃全国的氢能市场。”

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“截至目前,在中国的道路上,由我们提供燃料电池系统驱动的商用车已经有1670多辆,主要集中在上海、江苏、广东、山东及湖北地区;除了马来西亚、美国、日本之外,10月份我们也有产品销售到了德国。”作为行业内另一家“独角兽”企业的“掌门人”,上海重塑能源集团有限公司董事长兼CEO林琦同样备受关注,截至11月初,搭载该公司产品的燃料电池车辆累计运行里程已经超过了1500万公里。

“从2018年1月到2019年11月,我们的车辆为20多家电商物流企业提供运力服务,日配货量达到了30万件,百公里氢耗维持在2.8-3公斤之间。”林琦向《早懂车》透露,目前其燃料电池车辆的首次故障率和两次故障间隔已经从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,这无疑为氢燃料电池汽车进军轻型和中型货运市场开了一个好头。

今年10月,工信部核算的“2017年度新能源汽车推广应用补助资金”(共计220亿元)中,申报补贴的燃料电池车企只有两家,分别是东风汽车集团有限公司(获核准通过114辆,最终可获补贴5700万元)和上海汽车商用车有限公司(申报35辆,其中有15辆行驶里程不足2万公里,最终获得核准通过20辆,可获补贴1000万元)。

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此外,2018年燃料电池公交车运营补助情况也于日前由财政部公布,其中,河北省获得补助最多(190万元),紧随其后的是四川省(24万元)、广东省(18万元)、北京市和河南省(均为5万元)。

不难看出,由于纯电动汽车“骗补”的前车之鉴,我国虽然对燃料电池汽车的财政补贴扶持力度很大(以上海为例,每辆燃料电池大中型客车国家补贴50万元、地方补贴60万元),但实际上有关部门在把关上却非常严格,而即将启动的“补贴退坡”和政策向加氢设施建设倾斜,也是为了避免再次培养出“温室里的花朵”。今年5月刚一露头就在质疑声中“寿终正寝”的“水氢汽车”事件也告诉大家,再想像过去那样“浑水摸鱼”已经不那么容易了。

产业前景:2020年将迎来关键节点?

相信大家也听过“既然已经发展了纯电动汽车(准确的说是锂离子电池车),为何还要有氢燃料电池车?”“纯电动车和氢能源车该走哪条路线?”诸如此类的争论,其实,国内有关专家已就所谓的“技术路线之争”形成了初步的共识,那就是国务院发展研究中心原副主任、中国电动汽车百人会理事长陈清泰所阐述的:“从中长期来说,这两条技术路线各有优势,是互补的关系,在不同的场景各有优劣,不是简单的替代关系。中国地域广阔,车辆应用场景多元,在新能源汽车技术路线的选择上应该因地制宜,宜氢则氢,宜电则电,宜混则混,氢电混协同,才能获得全面发展,”

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多位业内专家指出,考虑到与纯电动汽车成本平衡点的对比,氢燃料电池动力系统更适合长途大型高速重载车辆(重型卡车、物流车、公交车等),主要替代柴油机,锂离子电池动力系统更适合小型轿车,主要替代汽油机。与此同时,由于冬天车内供暖耗能较高,如采用纯电动车,续航里程会显著缩短。而燃料电池本身的余热就能保证供暖,因此,氢燃料电池汽车在北方地区更有优势。

“2008年奥运会是中国电动汽车走向产业化的关键节点,2022年冬奥会也将成为我国燃料电池汽车发展的里程碑。”正如清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高在2019年长城国际可再生能源论坛上提出的那样,一些具体的应用场景,更有利于氢燃料电池汽车产业的健康培育。

京津冀地区以冬奥会为牵引,北京和张家口建立多个“氢能出行”示范运营区域,天津计划到2022年打造产值突破150亿元的氢能生态圈。

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在长三角地区,江苏省规划到2025年,氢燃料电池汽车年产量突破1万辆,加氢站突破50座。其中,常熟正积极融入长三角氢走廊建设,目标是在建成围绕丰田等企业为核心、长三角地区领先的氢能源汽车特色产业园;而上海市规划到2020年,建设加氢站5至10座,燃料电池汽车运行规模达到3000辆。

此外,西北、西南及珠三角地区都在大力支持加氢站建设及氢能产业发展。顺带一提,爱驰汽车将在山西高平落地建设甲醇制氢燃料电池动力系统制造基地,在笔者看来,其(甲醇重整+高温燃料电池)技术路线虽然并不“主流”(当前主流技术为质子交换膜燃料电池汽车),但也不失为能源产业转型过车中的有益探索。


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