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从0到100万辆,燃料电池要成新能源汽车新风口?

2019-04-13 12:32 出处:新华汽车网 www.qhnewsw.com


距离2021年国內电动汽车完全断补只剩下两年的时间了,随着补贴的退坡,市场已经在寻找新能源汽车行业的下一个风口。燃料电池会成为下一个政策重点扶持的方向吗?国內近10年的电动汽车发展经验又对推广燃料电池有什么借鉴呢?
资本市场已经启动布局
经财华社梳理,在国內证券市场中,“新能源汽车”、“锂电池”、“燃料电池”本是相关性非常强的三个板块。这种情况直到2018年12月被打破,燃料电池板块的分化走势开启。
自2018年11月30日至2019年1月23日,燃料电池板块反弹幅度达14%,而锂电池和新能源汽车板块涨幅仅有0.1%。
近一年燃料电池(彩色K线)、锂电池(黑色K线)、新能源汽车(金色K线)板块指数对比。
为什么燃料电池会在这个时间节点启动?
这一方面是因为业內预计2019电动汽车补贴退坡幅度较大,加上补贴倒计时也仅剩两年,与之形成对比的是燃料电池新能源汽车的补贴将继续得以保持。
另一方面,2018年9月1日中科院院士欧阳明高发表了题为《电动汽车技术路线的演变创新与发展》主题演讲,演讲中欧阳院士更新了对中国燃料电池汽车保有量前景预估,“2020年达1万辆,2025年10万辆,2030年100万辆。”
欧阳明高是谁? 100万辆是什么概念?
从1978年在长沙铁道学院(现中南大学)开始大学生活算起,欧阳明高的求学生涯横跨16载。他在1984年获得了大连铁道学院(现大连交通大学)的硕士学位,毕业后留校为师,四年后,他前往丹麦技术大学学习,1993年取得博士学位。回国之后欧阳先生来到清华门度过了两年博士后的生活,之后他留在了清华工作。
从欧阳先生在新能源汽车行业的履历来看,他的职业生涯是紧紧围绕着国內新能源汽车发展展开的。
·1999年清华大学汽车安全与节能国家重点实验室主任
·2007年6月至2011年9月,“十一五”863节能与新能源汽车重大项目总体专家组组长
·2011年10月至2016年10月,“十二五”科技部电动汽车重点科技专项总体专家组组长
·2015年联合发起建立中国新能源汽车产业化推进大型高端论坛组织——中国电动汽车百人会。
·2016年11月,“十三五”国家重点研发计划新能源汽车重点专项总体专家组组长。
从欧阳先生的求学经历和履历来看,可以说他已是中国新能源汽车行业的教父。欧阳先生是让人尊重的,同时他也是幸运的,他实现了作为一名学者的终极夙愿,就是学以致用。
那欧阳先生说的100万辆又是什么样的概念?
我们先来看几组数据,根据美国市场调研及諮询公司Information Trends报告中的数据,2013至2017年全球氢燃料电池汽车销量仅为6475辆。
根据第三届国际氢能与燃料电池汽车大会的估计,截止2018年底我国氢燃料汽车保有量约有5000辆。
从不足1万辆到100万辆,十年。
现实挑战:
当年国內决定优先发展电动汽车的一个重要考量是,锂电池相对于燃料电池来说技术门槛较低,重点发展更利于形成规模效应,帮助我国在新能源汽车领域实现弯道超车。
可到了燃料电池上,不仅技术门槛更高,如何降低成本也是一道国际性难题,这是其在国际上推广多年依然发展缓慢的原因。中国作为行业新兵,喊出了10年100万的目标,难度可想而知。
这就像一名刚穿上跑鞋的新手,就站在了马拉松的起跑线上。
关于成本
据美国能源部DOE的数据,以80KW质子交换膜燃料电池系统为例,在2017年,每生产1000套燃料电池及其系统的成本需要179美元/kW,其中电堆成本为118美元/kW;而当生产量提高到1万套燃料电池时,每套电池系统的成本为79美元/kW,电堆成本为39美元/kW。可以看出,只要燃料电池可以大规模生产将有效降低成本。
燃料电池系统成本中的大头是电堆,膜电极又为电堆中的关键组件,占了电堆成本的70%。根据欧阳明高先生的说法,我国已基本掌握燃料电池的发动机,电堆技术,但是在膜电极组件MEA上仍然是被卡住了脖子。
2017年我国的车企东风、福田、宇通等8家车企共生产1272辆氢燃料电池商用车,这1272辆车的膜电极几乎完全依赖进口。目前,国內企业和高校合作欲将关键部件实现国产化,从而大幅降低制造成本。
在成本上,业內也经常会将燃料电池汽车和纯电动汽车做比较,只是随着两者的不平衡发展,数据连连跳动。 2009年的时候,业界认为续航150公里以上,燃料电池将占成本优势,2016年的时候奔驰公司估计的平衡点变成了350公里,而到了2018年韩国现代认为就乘用车而言,要达到500公里以上的续航,燃料电池对比纯电动汽车才能显示出成本优势。这说明了电动汽车近些年来的高速发展已和燃料电池汽车拉开了距离。
我们参考下全球销量最高的燃料电池汽车Mirai的数据,该车于2014年11月上市,2015年产量700辆,2016年2000辆,2017年3000辆,预计到2020年将达到3万产量,预估到时Mirai的续航将超过600公里,燃料电料组功率为114kW,电堆成本在1.2万美元左右,整套电池系统超过2万美金。而同等的电池系统约为70至80kWh,电池成本在1.5万美金左右。此时,燃料电池的成本将优于锂电池。
国际名企的参考
目前国际上的燃料电池行业企业分为两大类型,一类是车企,他们的燃料电池组多为自产自销,少量外售。另一类则是专业的电堆生产厂商。
车企方面最具代表性的是丰田。丰田旗下Mirai车型在日语中的意思就是“未来”,日本政府也将燃料电池提到了国家战略高度。全球第一辆量产的Mirai钥匙被交给了日本首相,他在试驾体验后表示,希望所有的政府官员都能使用该车。
根据日本的推广目标,2040年将氢燃料电池的续航里程延长至目前的1.5倍,达到1000公里,保有量增加至300万至600万辆。这是一个雄心勃勃的计划,但是直到2017年Mirai的产能也仅有3000辆/年。 2018年在全美对新能源汽车最友好的加州Mirai售出了1263辆。
在日本国內,尽管Mirai的订单了已经排到了两年之后,但是丰田也并不着急大幅提高产能,因为燃料电池汽车的成本还是太高,基础加氢站的不足也是一部分原因。
目前看来,国外具有先发优势的燃料电池汽车厂商依然是在平衡政府的补贴和成本后寻求销量的逐步提升,这一方面是在耐心的等待市场的接纳,更重要的是仍然在等待产业链中关键技术的进步可以降低成本。这些经验对已拥有量产燃料电池车型的本田和现代也是一样的。
国际燃料电池豪门:PowerCell和巴拉德
PowerCell是一家专门开发和生产世界顶级能量密度的电堆及系统的制造及零售商。公司亚洲区销售经理赵礼博认为,燃料电池与锂电池是互补而不是竞争关系,它们在不同的领域各有优势。 2018年公司在瑞典哥德堡启动了全新的燃料电池实验室,这个实验室主要用于测试高功率电池组,这些电池组将用于卡车和公共交通车辆以及船舶等载体。实验室负责人认为这是世界行最完整、最强大的燃料电池实验室之一。
加拿大的巴拉德动力系统公司,从1983年开始投身燃料电池行业,目前已是世界最大的集设计、开发、生产、销售和服务为一体的质子交换膜燃料电池企业。巴拉德的商务代表于林表示氢能在城市之间的应用应该以重型车辆为主,尤其是轨道交通和重型卡车、大巴更适合使用燃料电池。
这两家专业生产燃料电池的行业龙头企业的观点都有一个相同点,他们认为燃料电池相对于锂电池来说,运用在重型载具上能更好的发挥其优势,这或许也对国內未来的燃料电池发展方向指明了道路。
2018年8月29日潍柴动力(000338-CN)与巴拉德签署《氢燃料电池技术全面战略合作协议》,根据该协议潍柴降认购巴拉德19.9%的股份,成为其第一大股东。
从扶持电动汽车行业中吸取的经验
这里引用欧阳先生的讲话吧,欧阳先生发现最近国內燃料电池又热起来了,他表达了自己的观点:“我并不觉得这个(燃料电池产销)量推荐的越大越好,我们认为燃料电池的推广可能会更加合理。但是我们也要房子一些其他现象的出现,当然我要特别强调,我们要防止燃料电池汽车重蹈以前刚出(补贴)纯电动车时候的’覆辙’。比方说你买了车补用,搞一些其他的’名堂’,我们不希望看到这样的情况。但是我们对中国燃料电池汽车的一个技术路线图的展望,我们更新了一下,2020年达1万辆,2025年10万辆,2030年100万辆。”


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