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氫車孰路?汽車氫能化之路到底該怎么走?

商業(yè)化路徑

可以說,示范城市群為氫燃料電池汽車發(fā)展創(chuàng)造了有利的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。但多年來氫燃料電池汽車商業(yè)化進展緩慢?傮w而言,目前氫燃料電池汽車尚處于產(chǎn)品導入期,但經(jīng)過多年探索,其商業(yè)化路徑越來越清晰:商用車先發(fā)展,乘用車后發(fā)展,再到商乘并舉,最后電氫雙線并進。

首先,商用車先行。

商用車作為氫燃料電池汽車商業(yè)化突破口已成業(yè)內共識。事實上,目前國內氫燃料電池汽車應用主要聚焦在商用車領域。上述財政部等五部門發(fā)布的《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》也明確提出,示范城市群要重點推動燃料電池汽車在中遠途、中重型商用車領域的產(chǎn)業(yè)化應用。

2022年3月26日,全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼說:“從各地示范運行的場景來看,氫能和燃料電池汽車綜合發(fā)展已經(jīng)進入商用車的多場景示范應用。”當前其主要示范應用集中在物流、客車等領域。4月8日,劉亞芳說:“在交通領域,我國現(xiàn)階段以客車和重卡為主,正在運營的以氫燃料電池為動力的車輛數(shù)量超過6000輛,約占全球運營總量的12%。我國已成為全球最大的氫燃料電池商務車生產(chǎn)和應用市場!

據(jù)公開資料,國內首輛燃料電池車早在1999年就研發(fā),2015年10月國內首輛氫燃料電池客車正式亮相。不過,目前氫燃料電池汽車保有量和銷量究竟有多少,業(yè)內沒有統(tǒng)一口徑,有不同說法。2022年4月8日,王翔說,現(xiàn)在燃料電池汽車保有量為8000輛左右。另有公開數(shù)據(jù)顯示,2021年國內氫燃料電池汽車保有量為9400輛左右。中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理兼技術部部長王耀接受《汽車縱橫》采訪時說:“2021年我國燃料電池汽車銷售了2725輛,總保有量10728輛,首次突破了萬輛!

從全球來看,早在1839年,英國科學家威廉·羅伯特·格羅夫(William Robert Grove)開發(fā)了格羅夫電池(Grove cell),1842年制造出世界首個燃料電池。1966年,通用汽車推出了世界上第一臺燃料電池汽車Electrovan。2009年10月,日產(chǎn)、福特汽車、通用汽車、現(xiàn)代集團、豐田、戴姆勒、雷諾和起亞汽車發(fā)表聯(lián)合聲明,計劃研發(fā)燃料電池汽車,F(xiàn)代汽車推出了全球首款量產(chǎn)燃料電池重卡XCIENT Fuel Cell等。

國內對氫燃料電池汽車發(fā)展充滿期待!稓淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年燃料電池車輛保有量約5萬輛!吨袊氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出,在商用車領域,2030年燃料電池商用車銷量將達到36萬輛,占商用車總銷量的7%,而到2050年銷量有望達到160萬輛,占比提升至37%。中國汽車工程學會牽頭組織編制的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》提出,2025年我國氫燃料電池汽車保有量將達到10萬輛左右。國際氫能委員會預計,到2050年,燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的20%-25%,成為與汽油、柴油并列的終端能源體系消費主體。不過,這些車輛中涵蓋商用車和乘用車。

其次,乘用車后發(fā)展。

事實上,業(yè)界曾對氫燃料電池汽車究竟先重點發(fā)展商用車還是乘用車有過爭議。很多人認為,氫燃料電池汽車只適合商用車,不適合乘用車,至少從經(jīng)濟可行性方面做氫燃料電池乘用車很難。但另一方面,由于商用車市場規(guī)模相對較小,如果僅做氫燃料電池商用車,那么氫燃料電池汽車也難以普及化,因為只有氫燃料電池乘用車普及應用了,氫燃料電池汽車才能真正形成規(guī)模效應,真正實現(xiàn)從政策驅動轉向市場驅動。正如現(xiàn)代汽車集團(中國)總裁李赫埈所說,只有加強氫燃料電池乘用車的普及,提高社會對氫能的接受度,才能使產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)通過規(guī)模經(jīng)濟降低成本,打造企業(yè)自發(fā)參與市場的良性循環(huán)結構。

不過,目前氫燃料電池乘用車的發(fā)展依然舉步維艱。但現(xiàn)代汽車等部分國際汽車企業(yè)在氫燃料電池乘用車領域積極布局,長安汽車等國內部分車企也正躍躍欲試。

在國內車企中,2020年12月東風氫舟氫燃料電池SUV完成了國家公告申報;去年3月,長城汽車發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,計劃推出首款C級氫燃料電池SUV;去年4月上汽在車展上展出了上汽大通MAXUS EUNIQ 7車型,據(jù)稱這是全球首款燃料電池MPV;今年4月長安汽車發(fā)布了深藍C385氫電版車型等。

在全球車企中,2018年現(xiàn)代汽車集團推出全球首款量產(chǎn)氫燃料電池專用SUV車型NEXO。據(jù)稱在NEDC標準工況下,NEXO的續(xù)駛里程約為800km。NEXO中國版已在中國開放道路首試。豐田汽車推出了氫燃料電池車型豐田Mirai。2021年7月,世界首輛無人駕駛氫能源乘用車也在愛沙尼亞塔爾圖亮相。寶馬iX5 Hydrogen氫燃料電池汽車計劃于2023年上市等。

事實證明,氫燃料電池乘用車與商用車一樣,市場運作同樣可行。但也要有清醒認識,氫燃料電池乘用車市場化之路也許要邁過更高的門檻。早期入行的汽車企業(yè)已有暫停運作或退出氫燃料電池乘用車市場的先例。

再次,商乘并舉。

在氫燃料電池汽車發(fā)展道路上,其實在商用車和乘用車的選擇上已經(jīng)并非非此即彼,而是可以同步推進。比如,現(xiàn)代汽車集團就是氫燃料電池商用車和乘用車同時在發(fā)展,至2021年已連續(xù)3年位居全球氫燃料電池車銷量第一。上汽旗下捷氫公司基于其M4電堆平臺打造的燃料電池產(chǎn)品,兼容乘用車和商用車。長城汽車采取商乘并舉模式,既計劃推出C級氫燃料電池SUV,也準備推出49噸氫能重卡應用項目。

最后,電氫雙線并進。

其實,從全球情況來看,目前部分已介入氫燃料電池汽車領域的汽車企業(yè)均采取了燃料電池汽車和電動汽車兩條腿走路的發(fā)展戰(zhàn)略。前者解決愿景發(fā)展需要,后者解決現(xiàn)實發(fā)展需要。王耀接受《汽車縱橫》采訪時說:“在‘雙碳’背景下,最好的方案就是電氫互補!

作為氫燃料電池汽車領域的領頭羊,目前現(xiàn)代汽車集團就采取了“電+氫”雙線發(fā)展戰(zhàn)略。也就是說,現(xiàn)代汽車集團既發(fā)展純電動、混合動力、插電式混合動力車型,也發(fā)展氫燃料電池汽車車型,F(xiàn)代汽車集團認為,從中長期看,純電動技術和氫燃料電池系統(tǒng)可以相輔相成。據(jù)現(xiàn)代汽車集團2025戰(zhàn)略,計劃至2025年,銷售56萬輛純電動汽車和11萬輛氫燃料電池車;據(jù)其2021年發(fā)布的“2045碳中和”宣言,計劃純電動汽車和氫燃料電池車等電動化車型銷售份額占總銷量之比,2030年達到30%,2040年達到80%。

在DeepWay總工程師譚昌毓看來,氫燃料電池汽車和鋰電池汽車,除了動力系統(tǒng)部分的模塊有所不同,從整體驅動架構上看,它們沒有差別。若有鋰電池汽車平臺,再在此基礎上開發(fā)氫燃料電池平臺,開發(fā)成本只需在原基礎上增加10-20%。譚昌毓甚至認為,從長期看,氫燃料電池將替代鋰電池,但在中短期內,二者為共存關系。

顯然,氫燃料電池汽車發(fā)展有一個從小到大、從量變到質變的過程。有條件和意愿介入氫燃料電池汽車領域的企業(yè),需要保持一定的戰(zhàn)略耐性。

補齊短板

但是,目前氫燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化應用仍受多重關鍵因素的嚴重制約,產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于發(fā)展初期階段,仍存在氫技術未達到普及應用臨界點、氫能生產(chǎn)成本和使用成本居高不下、產(chǎn)業(yè)生態(tài)不完善等諸多短板。

劉亞芳說,氫能在能源轉型中具有巨大市場潛力,但要清醒地認識到當前中國氫能產(chǎn)業(yè)所處的歷史階段和發(fā)展仍存在一些突出問題,比如氫能和燃料電池關鍵技術裝備與國際先進水平還有差距,相關技術標準和檢測認證、安全監(jiān)管體系仍不健全,氫能產(chǎn)業(yè)體系和商業(yè)模式尚不成熟,氫能制備、輸運和應用等環(huán)節(jié)尚處于初步示范階段。

在技術層面,近年來車用氫燃料電池技術、部分核心零部件等取得了積極進展,主要性能指標大幅提升,比如燃料電池壽命提升了300%。王翔說:“中國初步建立了氫能全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)工藝體系,在電解水制氫裝置、儲運設備和燃料電池方面也掌握了一批先進技術,高端裝備在不斷推向市場!

但一些關鍵材料和零部件仍依賴進口,產(chǎn)業(yè)技術標準和檢測認證體系仍不能滿足發(fā)展需求,需從氫能制備、儲運、加注、燃料電池、氫儲能系統(tǒng)等重要環(huán)節(jié)創(chuàng)新突破,比如質子交換膜、加氫站離子壓縮機等即如此。

在成本層面,綜合成本居高仍是當前制約氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。王耀接受《汽車縱橫》采訪時說:“成本過高表現(xiàn)在兩個方面:一方面,系統(tǒng)成本偏高。這其中主要是核心關鍵零部件在缺乏規(guī);繎孟聦е碌淖灾餮邪l(fā)成本居高不下,從而影響燃料電池整車價格難以被市場接受。另一方面,氫氣價格偏貴。以49噸牽引車為例,柴油車每公里的燃油費用成本為1.8-2.3元之間,而氫燃料電池牽引車百公里氫耗在12kg左右,因此每公里氫氣成本在7.2-8.4元之間。氫氣價格的居高不下使得燃料電池汽車的使用成本與傳統(tǒng)能源車輛的差距非常明顯!

據(jù)媒體報道,以物流重卡為例,目前1000瓦氫燃料電池價格約5000元,長途干線物流重卡一次要匹配240千瓦氫氣,價格近240元,這樣一套氫燃料電池發(fā)動機成本就近120萬元。若按每公斤氫給企業(yè)補貼35元,單純從車輛運營角度看,目前柴油重卡每跑100公里成本約210元,而氫能重卡每跑100公里成本為350元左右。一輛重卡全生命周期可運營約120萬公里,如果氫燃料電池重卡與柴油重卡相比,在全生命周期內成本要增加100多萬元。

從長期發(fā)展來看,降低成本勢在必行!豆(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》對氫燃料電池汽車未來價格提出的目標是:商用車,到2025年成本低于100萬元,到2030-2035年成本低于50萬元;乘用車,到2025年成本低于30萬元,到2030-2035年成本低于20萬元。

從每公里總擁有成本角度來看,麥肯錫公司認為,到2023年左右,氫燃料電池商用車與純電動商用車總擁有成本相當,達到每公里0.25歐元(1.93元人民幣);2030年前,氫燃料電池商用車與燃油商用車的總擁有成本相當,達到每公里0.2歐元(1.55元人民幣)。

業(yè)內人士認為,最終讓氫燃料電池汽車成本下降到與純電動汽車成本接近時,才有利于其大規(guī)模商業(yè)化應用。

在產(chǎn)業(yè)生態(tài)層面,目前氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈體系還不成熟,從上游制氫、運氫、儲氫、加氫等配套設施,到中下游氫燃料電池及系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)和應用,均處于起步發(fā)展階段,整個應用生態(tài)有待逐步完善。也許到哪天加氫就像加油一樣方便,整個產(chǎn)業(yè)鏈和應用鏈才算真正完善起來。這需要全產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)共同來搭建起這樣的應用生態(tài)體系。

也許在一些企業(yè)、投資機構甚至一些地方看來,氫燃料電池汽車是未來汽車行業(yè)發(fā)展的一個“風口”,但同時應注意不要盲目跟風、同質化競爭、低水平建設等,以免造成不必要的資源浪費和損失。

氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)亟待逐漸改變“叫好不叫座”的局面。這需要全行業(yè)共同來破局。同時,這對企業(yè)而言也正是一個難得的發(fā)展機遇。

注:本文首發(fā)于《汽車縱橫》雜志2022年5月刊“封面故事”欄目,敬請關注。

       原文標題 : 氫車能復制鋰電池汽車成功之路嗎? | 封面故事:氫車孰路?(一)

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