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氫燃料電池汽車距大規(guī)模“上路”還有多遠(yuǎn)?

  【壓縮機網(wǎng)】近年來,隨著一些國家相繼提出禁售燃油車的時間表,一些企業(yè)發(fā)布了相應(yīng)的電動化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。中國汽車工程學(xué)會名譽理事長、中國汽車工業(yè)咨詢委員會副主任付于武表示,汽車產(chǎn)業(yè)中新進入企業(yè)普遍都以電動化作為切入點,就此掀起全球電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新浪潮。
 
氫燃料電池汽車距大規(guī)?!吧下贰边€有多遠(yuǎn)?
 
  首先,全球電動汽車發(fā)展迅速。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
  一是,電動汽車年銷量和保有量實現(xiàn)高速增長。3年來年均增速接近6%,其中2015年100萬輛;2016年200萬輛;2017年300萬輛。
  二是,電池成本持續(xù)快速下降。“平價競爭”有望在2025年前實現(xiàn)。全球范圍內(nèi)鋰電池組成本在2025年和2030年會進一步降至90美元/千瓦時和70美元/千瓦時。很多研究表明,2025年電動車價格會低于傳統(tǒng)燃油汽車。
  三是,充電基礎(chǔ)設(shè)施同步推進。2015年~2017年全球充電樁數(shù)量分別跨過100萬個、200萬個和300萬個門檻,2017年超過350萬個。
  其次,“燃油車禁售”成為電動化的助推劑。
  已有一些國家明確提出燃油車禁售時間表,比如挪威、荷蘭、愛爾蘭、法國、英國等歐洲國家。印度也提出2030年不再出售燃油車目標(biāo),中國正在研究燃油車禁售時間表。
  “燃油車禁售”代表中長期發(fā)展方向,這一決策的主要目的是提升城市環(huán)境質(zhì)量。但同時我們也看到,全球主要汽車強國并沒有積極跟隨“燃油車禁售”的浪潮。
  第三,全球主要汽車企業(yè)普遍加速向電動化轉(zhuǎn)型。
  大眾汽車集團:2025年電動汽車產(chǎn)量達到300萬輛。
  寶馬汽車集團:2025年新能源汽車銷量占比15%~25%。
  戴姆勒汽車集團:2025年新能源汽車銷量占比15%~25%。
  豐田汽車公司:2030年電動汽車+氫燃料電池汽車年銷量達到100萬輛。
  長安汽車公司:2025年停售燃油車。
  北汽集團公司:2025年停售自主的燃油汽車。
  第四,汽車產(chǎn)業(yè)電動化發(fā)展從可選項變?yōu)楸剡x項。
  中國政府出臺的“雙積分”法規(guī),推動了全球汽車產(chǎn)業(yè)的電動化轉(zhuǎn)型。
  燃料電池汽車是節(jié)能與新能源汽車的戰(zhàn)略方向,是氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要著力點。氫燃料電池汽車發(fā)展目標(biāo)是,2020年以小功率燃料電池與大容量動力電池的動力模型為技術(shù)特征,將整車成本降低到與純電動車相當(dāng)?shù)乃健?025年,提高燃料電池功率,以大功率燃料電池與中等容量動力電電混合為特征,整車成本與混合動力成本相當(dāng)。2030年,以全功率燃料為動力特征,汽車動力性、經(jīng)濟性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性及成本等五關(guān)鍵指標(biāo)達到產(chǎn)業(yè)化要求。
 
氫燃料電池汽車距大規(guī)模“上路”還有多遠(yuǎn)?
 
  按照國家相關(guān)規(guī)劃,氫燃料電池汽車到2030年將達百萬輛級別。而近期在張家口交付的49臺氫燃料客車,已算是業(yè)內(nèi)訂單規(guī)模之最。
  10余年時間、近千倍增長,尚處產(chǎn)業(yè)化初期的氫燃料電池汽車,距大規(guī)模“上路”還有多遠(yuǎn)?
 
  企業(yè)扎堆進入但年訂單量僅以“千”計
  “根據(jù)10多年研究,我們基本可以判斷,到2025年,國內(nèi)氫燃料電池汽車將具備與燃油車、純電動汽車全面競爭的水平。”清華大學(xué)汽車工程系黨委書記李建秋說。
  集節(jié)能環(huán)保、續(xù)航里程長、燃料加注時間堪比油車等優(yōu)點于一身,氫燃料電池汽車正在成為各路資本搶灘的熱點。據(jù)不完全統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),目前已有超過30家上市企業(yè)涉足其中,除吉利、一汽、長城等耳熟能詳?shù)能嚻笸?,國家能源集團、中廣核等能源企業(yè)也在紛紛布局氫燃料汽車。
  “預(yù)測稱2025年,氫能汽車將占到全世界車輛的20%—25%,承擔(dān)約18%的能源需求,未來將主導(dǎo)‘脫碳社會’。而氫氣檢測和管理正是核電安全的重要手段,部分設(shè)備也要用到制氫,核電與氫能本就密不可分。”中廣核產(chǎn)業(yè)基金投資管理有限公司總裁徐文浩透露,中廣核已將氫能確定為產(chǎn)業(yè)新方向,計劃拿出30億元設(shè)立氫能基金,氫燃料電池正是主要投資領(lǐng)域之一。
  同樣關(guān)注氫能發(fā)展的,還有制造“大佬”東方電氣。據(jù)東方電氣(成都)氫燃料電池科技有限公司副總經(jīng)理鄢治國介紹,目前燃料電池全套核心技術(shù)已取得突破,并率先應(yīng)用于燃料電池客車上。“正在建設(shè)的核心部件膜電極中試生產(chǎn)線,預(yù)計年底建成后可滿足1000輛車用系統(tǒng)。”
  飽受青睞之下,氫燃料電池汽車現(xiàn)狀如何?“不少企業(yè)都稱實現(xiàn)了車輛核心環(huán)節(jié)的自主技術(shù),但燃料電池中的催化劑、加濕器及各種類等零部件,其實主要仍來自國外。換句話說,越是昂貴的部分越依賴進口,尚處產(chǎn)業(yè)化前期。”鄢治國坦言。
  而從實際應(yīng)用看,北京氫璞創(chuàng)能科技董事長歐陽洵表示,氫燃料電池車的訂單量去年約1200臺,其中有三分之二到年底未能上牌。“不過目前基本都落實了。截至今年6月,訂單量已有2000多輛,以客車和物流車為主。”
 
  研發(fā)起步較晚多項技術(shù)難題待攻克
  在鄢治國看來,電池壽命是發(fā)展新能源汽車需要解決的首要問題,“東方電氣以商用車為主要切入點,對氫燃料電池要求很高。普通乘用車達到5000小時左右即可,但對公交車這類利用率極高的商用車明顯不夠,下一步計劃先提高到1萬小時。”
  這一說法得到了李建秋的贊同。“氫燃料電池壽命到2025年能達2.5萬小時,與公交車的整車壽命基本相當(dāng)。相比之下,現(xiàn)在壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
  其次在于核心技術(shù)研發(fā)。“因起步相對較晚,我國燃料電池汽車生產(chǎn)商的基礎(chǔ)研究落后于國外,這是不爭的事實。”中植汽車研究院(杭州)有限公司院長黃政武坦言。我國氫燃料電池技術(shù)雖有所突破,但仍面臨核心部件效率偏低、集成化程度整體不高、可靠性及穩(wěn)定性有待驗證等難題。同時在很大程度上,現(xiàn)階段的技術(shù)培育離不開政策與補貼支撐。
  此外,上下游配合也存在問題。“有了技術(shù),還需與之匹配的工藝水平才可實現(xiàn)生產(chǎn)。我們就遇到過既有工藝無法滿足設(shè)計要求而不得不自建生產(chǎn)線的情況。”歐陽洵稱。
  另一位長期從事研發(fā)的業(yè)內(nèi)人士,對此也深有感觸。“我們所研發(fā)的碳紙,用在燃料電池核心——膜電極中,事關(guān)導(dǎo)電性能。雖只是個小小零部件,但對原材料要求極高。因國內(nèi)暫找不到符合要求的廠商,該材料只能依靠進口,最貴時價格與黃金相當(dāng)。”
  付于武認(rèn)為,燃料電池汽車的技術(shù)創(chuàng)新需求,從應(yīng)用技術(shù)上看有以下六個方面:
  一是,電池堆組件性能提升技術(shù)(包括金屬雙極板、膜電極、復(fù)合膜、低鉑催化劑等)。二是,空氣壓縮機組件、氧氣再循環(huán)等關(guān)鍵輔助系統(tǒng)。
  三是,高比功率燃料電池系統(tǒng)(發(fā)動機)研發(fā)。
  四是,長壽命燃料電池系統(tǒng)(發(fā)動機)研發(fā)。
  五是,采用車燃料電池動力系統(tǒng)及整車集成技術(shù)。
  六是,商用車燃料電池動力系統(tǒng)及整車的集成技術(shù)。
 
  大中型商業(yè)車有望率先規(guī)?;慨a(chǎn)
  一邊是政策支撐、企業(yè)支持,一邊是難題不斷,氫燃料汽車如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?
  黃政武表示,要真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,首先應(yīng)將目光放在技術(shù)上。一方面,要在國產(chǎn)化前提下,實現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定。另一方面,要打通上下游鏈條,避免因關(guān)鍵材料、工藝等大量進口造成系統(tǒng)成本畸高。“目前,燃料電池整套系統(tǒng)的價格超過一般客車2-3倍。自身技術(shù)不一定可靠,依賴進口價格又貴,反過來又阻礙了產(chǎn)業(yè)化普及。因此,有必要全方位、有明確指向地扶持重點零部件企業(yè)健康發(fā)展,創(chuàng)造廉價、便利的使用環(huán)境。”
  相比之下,鋒源創(chuàng)新科技成都有限公司董事長王海峰更顯樂觀,“距離成熟產(chǎn)業(yè)鏈條雖有一定距離,但畢竟已進入產(chǎn)業(yè)化‘試水’階段。技術(shù)層面并沒有無法攻克的瓶頸,可邊發(fā)展邊優(yōu)化。”
  在王海峰看來,技術(shù)進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,更像是“先有雞還是先有蛋”的問題。產(chǎn)業(yè)化推廣離不開技術(shù)支撐,更多技術(shù)進步又需依托量產(chǎn)。“比如,想要掌握某項零部件技術(shù),就要先有足夠數(shù)量的訂單,才能規(guī)模生產(chǎn)并在量產(chǎn)中進一步磨合、優(yōu)化技術(shù)。有時,我們不是沒有產(chǎn)業(yè)化能力,只是暫未具備實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)能而已。”
  歐陽洵預(yù)測,要求中長續(xù)航里程的中大型商用車,有望率先突破產(chǎn)業(yè)化發(fā)展且無需補貼支持。氫燃料電池汽車真正走入尋常百姓家,則要到2022-2025年左右。
  “氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,不能沒有補貼,也不能一味依靠補貼。一旦沒了補貼,好比大有希望的幼兒斷了奶。到底是補貼退坡快,還是技術(shù)進步快,或是目前的關(guān)鍵所在。”黃政武提醒。
  從補貼政策調(diào)整節(jié)奏來看,新能源汽車補貼加速退坡是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢??傮w來看,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在2020年進入“后補貼時代”。當(dāng)前階段是從導(dǎo)入期向成長期過渡的關(guān)鍵時期。
  2018年~2025年,總體上仍處于能源汽車產(chǎn)業(yè)從導(dǎo)入期向成長期的關(guān)鍵發(fā)展階段。
  2025年~2030年,補貼的第二階段,政策驅(qū)動效應(yīng)進一步遞減,稅收優(yōu)惠逐步退坡。
  2025年~2030年,純電動和插電式混合動力進一步快速擴大市場份額,形成對傳統(tǒng)汽車的顛覆性替代。
  2030年以后,燃料電池汽車發(fā)展速度加快。
  2050年,燃料電池汽車市場份額占20%~30%。
  后補貼時代需重點重視以下幾方面工作:
  其一,提高電池功能性水平。隨著技術(shù)進步,新能源汽車動力電池能量密度快速提升,能量密度較2012年提升2倍,成本下降70%。能量型動力電池單體比能量達到260Wh/kg, 價格1.2元/瓦時。下一代全電池產(chǎn)業(yè)化也看到希望。
  其二,推動限購城市和非限購城市新能源汽車的平衡發(fā)展。非限購城市發(fā)展?jié)摿薮?,是后補貼時代市場發(fā)展的主要推手。這就要求企業(yè)拿出好產(chǎn)品,使消費者家庭購買的第一部車轉(zhuǎn)向新能源汽車,這個市場潛力巨大。
  其三,在“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的戰(zhàn)略部署下,重點領(lǐng)域重點突破,加快新能源商用車的推廣應(yīng)用步伐,加速推廣新能源物流汽車。
  其四,加速新能源汽車在共享出行領(lǐng)域的推廣。
  其五,加速新能源基地設(shè)施規(guī)?;⒕W(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展和互聯(lián)互通,進一步解決充電樁數(shù)量不足等問題。
  其六,積極探索“車電分離”新商業(yè)模式,有效解決新能源汽車使用成本,解決“前高后低”的問題,也可以解決充電不滿和續(xù)航里程焦慮問題。
  另外,根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),國內(nèi)加氫站已有54座,全球329座。目前由于日加氫量較小,因此綜合成本較高,盈利是個問題。在加氫站中,其成本結(jié)構(gòu)包括壓縮機(占30%)、土建施工費(占15%)、儲壓器(占11%)。
 

標(biāo)簽: 多遠(yuǎn)燃料大規(guī)模  

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