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車企搶占燃料電池汽車

鉅大LARGE  |  點擊量:203次  |  2019年05月13日  

摘要
政策加持下,燃料電池汽車近兩年來受到熱捧。但中國汽車工業協會發布的數據顯示,今年第一季度燃料電池汽車一季度累計銷售量僅273輛,新能源汽車銷量達到了29.9萬輛。

政策加持下,燃料電池汽車近兩年來受到熱捧。但中國汽車工業協會發布的數據顯示,今年第一季度燃料電池汽車一季度累計銷售量僅273輛,新能源汽車銷量達到了29.9萬輛。


國家新能源汽車補貼退坡政策中明確規定,氫燃料電池汽車的補貼不會受到國家補貼的退坡和退出的影響,此外氫燃料電池汽車的地方補貼也不會受到補貼比例的限制。中金公司在發布的報告中也顯示,燃料電池車在能量密度、續航里程、燃料加注時間等方面綜合性能遠高于搭載鋰電池的新能源車,有望成為燃料電池產業鏈的驅動力。預計2024年燃料電池產業鏈規模將達到255億美元,年均復合增速超過20%。


但與此同時,配套基礎設施建設成本居高不下、國內相關技術相對落后等問題,都導致燃料電池車的商業化瓶頸難以突破。


在以純電動技術為主流新能源路線的當下中國市場,性能優勢凸顯的燃料電池也會躋身主流么?


成本高昂


燃料電池汽車在性能、體積等方面具備優勢,但要想實現商業化依然面臨很大挑戰。一方面,當前燃料電池汽車以氫能為主要驅動力,制氫、備氫等成本較高;另一方面加氫站等基礎設施建設成本高昂,短期內也難以大規模展開。此外,中國加氫站建設運營管理辦法以及相關法規等還未有明確的規定流程,也增加了行業發展的不確定性。


先從制氫環節來看,一般工業制氫采取的是電解水方式,但這種方式能耗很高。北京理工大學新能源汽車技術專家林程表示,氫能要講究效率,電解水要發生兩次化學反應,能耗相當高。除了這種工業制氫外,氫氣從廢氣中也會排放出來,但氫氣的提純、壓縮以及制備還是需要一定的能耗。整體來看,氫氣的制取成本較高。


從燃料電池構成的成本來看,電堆是其主要組成部分,其他材料包括石墨、聚合物膜、鋼等。過去,電堆中主要使用鉑金催化劑,但其資源稀缺且成本較高,隨著技術的進步,鉑金催化劑的使用比例已有所降低。不過,與國際水平相比,國內燃料電池成本依然較高。


中國工程院院士衣寶廉曾表示,國內車用燃料電池電堆的體積比功率均在每立升2千瓦以下,國際已大于3千瓦,國內使用同樣體積的材料只能提供三分之二的功率,因此電堆成本高于國際水平。再加上關鍵材料與部件的進口導致車用燃料電池系統很貴,整車造價高。


海馬集團董事長景柱指出,氫燃料電池技術,中國和日本大概差了20年。林程表示,系統方面沒太大問題,模組和單體等核心技術還得依靠國外,中國在最核心領域沒有自己的東西,如果大規模發展燃料電池汽車,會對國外形成嚴重依賴。


除了技術問題,燃料電池汽車基礎設施建設成本高昂,也制約了其發展速度。截至2018年,中國共有25座建成的加氫站,但多數僅供示范車輛加注使用,暫未實現全商業化運營。根據交能網數據,目前國內加氫站建設成本較高,建設和運營經驗也很欠缺,中國一個日加氫能力為200kg的加氫站成本約為1000萬元,遠高于充電樁建設投入。上海一個建設成本2000多萬的加氫站,只能給20~30輛車充電。中國加氫站的建設成本為海外的1.5~2倍,且中國國土面積較大,難以大規模鋪開。此外,氫氣的運輸條件也十分苛刻,運輸難度和要求較高。


從使用便利性來看,氫燃料電池車的加氫流程與燃油車加油相似,僅需3~5分鐘即可完成,優于純電動車,更加符合消費者的用車需求和習慣,但加氫過程中需要進行靜電消除、手機禁止帶入等嚴格、繁瑣的準備要求,又會成為消費者的困擾。


工業和信息化部新聞發言人黃利斌認為,中國氫燃料電池汽車在基礎材料、關鍵零部件、系統集成等方面與國際先進水平還存在差距,整車成本較高,氫能基礎設施建設也相對滯后。氫燃料電池汽車的發展不僅是一個技術問題,還依賴于整體氫能產業鏈的發展及相關的政策、標準、法規的不斷優化完善,某種程度上比電動汽車的推廣難度可能還要大。但在未來,氫燃料電池汽車將與純電動汽車長期并存互補。


高補貼的催熱效應


國外市場研究機構InformationTrends公布的2018年全球氫燃料電池車市場報告顯示,2013~2017年間全球氫燃料電池汽車累計銷量6475輛,除美國加州外,豐田氫燃料電池汽車占剩余銷量75%。其中,豐田(TM.N)、本田(HMC.N)和現代在氫燃料汽車領域布局較早。2013年,現代汽車集團首次量產獨立研發的氫燃料電池板ix35FCEV,成為全球首家量產氫燃料電池汽車的制造商,一次加氫續駛里程可達594公里。豐田和本田的首款量產氫燃料電池車Mirai、Clarit分別于2014年和2015年推出,續航里程分別為550km、750km。福特、通用、寶馬、奔馳等車企也已在研發燃料電池車型。


中國不少企業也已經提出了燃料電池汽車計劃,但從技術儲備到基礎設施建設都相對落后,然而政策的拉動有可能會催熱中國燃料電池車的發展。


2018年,中國燃料電池乘用車按燃料電池系統的額定功率進行補貼,補貼標準為6000元/kW,補貼上限為20萬元/輛;輕型燃料電池客車/貨車以及大中型客車/中重型貨車依然采用定額補貼方式,補貼上限分別為30萬元/輛和50萬元/輛。乘用車燃料電池系統的額定功率不小于10kW,商用車燃料電池系統的額定功率不小于30kW。


2019年補貼新政規定,過渡期期間(2019年3月26日~2019年6月25日)銷售上牌的燃料電池汽車按2018年對應標準的0.8倍補貼;過渡期后,不再對電動車給予購置補貼,但這并不包括燃料電池和新能源公交車,其政策將會另行公布,同時將強化對加氫站基礎設施建設補貼。


中國車企紛紛布局氫燃料電池汽車。上汽集團在氫燃料電池領域布局較早,2016年推出了榮威950燃料電池乘用車,也是唯一一款完成公告、銷售和上牌的燃料電池乘用車。長城汽車首輛基于專屬平臺的燃料電池車型計劃于2020年進行展示,并在2022年北京冬奧會上推出首支燃料電池車隊。吉利汽車則將于2025年推出采用氫燃料電池的量產車型。


截至2018年底,中國有41家整車廠開發出了56款燃料電池汽車車型并覆蓋25家燃料電池系統公司,在運營加氫站17座,在建加氫站45座,僅2018年氫燃料電池產業相關投資及規劃資金就超過850億元。據高工產業研究院(GGII)統計,僅2018年以來,關于燃料電池汽車的研發支持資金達到近4.36億元,涉及六個項目。項目牽頭單位包括濰柴動力、東風汽車、北汽、宇通客車、清華大學、中國汽車技術研究中心等企業和機構。


根據OFweek統計合格證口徑數據,2018年中國燃料電池汽車產量為1619輛,相比2017年的產量同比增加了27%。但基本都是客車、公交車、物流車等商用車和專用車,其中專用車產量(含貨車、環衛車等)為909輛,相比2017年增長尤為明顯,客車產量為710輛。


這一數據,主要源于乘用車對生產一致性、安全性等問題要求較高,燃料電池在大批量生產的條件下,難以滿足乘用車的精度。而基于鋰電池的體積和重量不適用于重型卡車和客車,中國的燃料電池技術更適用卡車、大客車。


純電動、氫燃料路線之爭


上海交大汽車節能技術研究所所長殷承良表示,中國、日本、美國、歐洲在傳統的燃油技術路線上是共通的,在其他新能源上技術研究路徑也差不多,但從能源體系結構上,將來到一定時間點,一定會出現分岔。每一個國家的選擇不同,美國或日本將來走到純電的可能不大,而在中國,燃油改成氫燃料,必須考慮能源供給體系是否能支撐。


因為普通汽車是用的燃油體系,新能源車方面,有純電動體系,還有加天然氣的體系,氫燃料電池是另一個體系,沒有任何一個國家能同時支持四條能源供給體系,特別是像中國這樣國土面積廣闊,地域間地形、經濟差異大的國家,全國性的能源體系替代是浩大的工程。


此前多年,中國已在純電動領域進行了巨大投入,雖然燃料電池在性能等方面更有優勢,但國家能源體系建設也難以支撐。


林程認為,把燃料電池當做主流方案還是要慎重,現在從油過渡到電,充電站都很難普及起來;再把充電站轉成燃料電池用氫能,普及難度更大。這涉及國家宏觀規劃,不只是一個交通領域的行為。


他表示,考慮到電的通用性及電網的普及程度,更具備可行性的是,現階段油電并存,走長途還是要用燃油車,大中城市短途領域普及純電動車。如果要大規模從純電動轉成氫燃料路線,基本等于從零做起,絕非短期能解決的問題,也不適合中國國情,但不排除未來燃料電池汽車將會扮演新能源車陣營中的補充角色的可能。


工信部產業政策司原副巡視員李萬里表示,到2050年,車用能源的40%將由純電和氫能承擔。如果電和氫能擺脫“從油井到油箱”依賴傳統能源的路徑,那么真正的新能源時代就出現了。從能源革命的長期目標看,當下的基礎設施、成本、規模在這一變革過程中出現的各種問題就不算問題了,但這一過程也將是漫長的。就傳統汽車而言,其科技升級還有不小的空間。在“后補貼”時代純電動車替代傳統乘用車的強度將下降,而替代“短途車”和“低速車”的能力將會大幅提升。各類混合動力和增程式將會是替代高端傳統能源車的理想產品。


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