燃料電池汽車:局部優(yōu)勢明顯 行業(yè)正待破局
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發(fā)布日期:2019-01-11
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前不久,全國政協(xié)副主席萬鋼在《人民日報》發(fā)表文章稱,純電動汽車的短板是續(xù)駛里程和充電時間,尚不能滿足量大面廣的遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸?shù)仁袌鲂枨?。為此,?yīng)及時把產(chǎn)業(yè)化重點向燃料電池汽車拓展。
前不久,全國政協(xié)副主席萬鋼在《人民日報》發(fā)表文章稱,純電動汽車的短板是續(xù)駛里程和充電時間,尚不能滿足量大面廣的遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸?shù)仁袌鲂枨蟆榇?,?yīng)及時把產(chǎn)業(yè)化重點向燃料電池汽車拓展。
這一文章在行業(yè)中引起極大反響,尤其是關(guān)于燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的論斷。我國燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀如何?是否具備了產(chǎn)業(yè)化的條件?近日,由中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟燃料電池分會與國金證券共同主辦的“第一元素”2018氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)年度發(fā)展論壇在上海召開,而在論壇召開期間,主辦方也發(fā)布了一份詳細(xì)闡述中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的報告——《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》。在論壇舉辦之際,《中國汽車報》記者帶著諸多疑問專訪了報告參與制定者國金證券總經(jīng)理張帥,在他看來,我國氫燃料汽車的局部優(yōu)勢相當(dāng)明顯,行業(yè)也處于爆發(fā)前夜。
重載領(lǐng)域成本優(yōu)勢明顯
目前,環(huán)保成為重中之重,大氣污染治理也在緊鑼密鼓地展開。分析大氣污染的來源,柴油車尾氣排放位列第一,也因此,柴油客車、重型載貨車成為重點治理對象。在環(huán)保日益嚴(yán)格的情況下,柴油中重卡被嚴(yán)格限制進入城區(qū)。不過,這種情況給燃料電池車創(chuàng)造了更多的發(fā)展機會。因為燃料電池中重卡不存在大氣污染等問題,成為多地鼓勵支持的大宗貨物運輸工具,尤其是燃料電池物流車更是成為柴油車在城區(qū)運行的最佳替代者。
此外,燃料電池車除了擁有清潔汽車這一優(yōu)勢外,備受行業(yè)關(guān)注的成本問題也得到了明顯的改善。張帥告訴《中國汽車報》記者,在全生命周期中,基于相同的運營里程,燃料電池車在當(dāng)前補貼前提下,經(jīng)濟性優(yōu)于燃油物流車;與純電動物流車相比,在低負(fù)載短途運輸場景下,純電動物流車經(jīng)濟性比較明顯,但載重提升后經(jīng)濟性就會縮小,燃料電池車的優(yōu)勢就會體現(xiàn)出來。
張帥告訴記者,就目前的情況下,假設(shè)地補為國補的0.6倍,燃料電池汽車全生命周期的使用成本為1.67元/公里,與同級別燃油車基本持平。而到了2020年,由于燃料電池車補貼仍不退坡,在地補為國補0.6倍的情況下,燃料電池系統(tǒng)成本屆時會下降50%,整車成本將下降35%,氫氣價格降為30元/千克,在此基礎(chǔ)上,燃料電池物流車全生命周期成本則降為19.55萬元,每公里成本降到0.54元,整體計算下來,將比燃油物流車成本低67%。
2025年燃料電池車地補完全退出后,燃料電池車是否仍能保持運營成本優(yōu)勢?張帥的答案是肯定的。他告訴記者,《中國氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》得出的結(jié)論是,到2025年,燃料電池系統(tǒng)成本將下降90%,整車成本會下降62%,氫氣價格則降為28元/千克,在此基礎(chǔ)上,燃料電池物流車全生命周期成本降為23.45萬元,每公里成本降到0.65元,在地補完全退出的情況下,仍比燃油物流車成本低61%。
據(jù)了解,物流配送企業(yè)單車運營成本包括燃料成本、司機成本和租金成本等,單車收入與載重量、里程數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在非限行區(qū)域,燃料電池物流車、燃油車和純電動物流車運輸每噸貨物的利潤分別為73.6元、74.3元和56.7元。在限行區(qū)域,三者的利潤分別為71.9元、66.4元和51.2元。綜合比較來看,純電動物流車運輸每噸貨物的利潤最低,燃料電池車則有明顯優(yōu)勢。
張帥說:“燃料電池車具有續(xù)駛里程長、加氫快、載重高和零污染的特點,在中長途運輸領(lǐng)域是燃油車的較好替代者。燃料電池汽車可瞄準(zhǔn)400萬輛商用車市場,前景可觀。”
加氫仍是難題
相對于運營成本的優(yōu)勢,燃料電池車在加氫上仍面臨著不少難題。張帥告訴記者,目前,一座典型的加氫站總投資額為1300萬——1500萬元,加氫能力為800——1200千克/天,按照乘用車、物流車、客車的加氫量計算,每天可為130——150輛車提供加氫服務(wù)。
目前,我國制定了加氫站的補貼措施,對于新建燃料電池加氫站,國家直接獎勵400萬元,此外,各地對建設(shè)加氫站也均有一定的補貼,根據(jù)各地經(jīng)濟情況不同,補貼數(shù)額不盡相同。盡管加氫站的投資金額不低,但補貼能夠抵消1/3——1/2的投資額度。
加氫站總的投資金額里面,固定成本投資部分占比并不高,相對來說收回投資的難度并不大。其中,在固定成本中,基礎(chǔ)設(shè)備是一大支出,在加氫站的基礎(chǔ)設(shè)備當(dāng)中,包括儲氫裝置、壓縮設(shè)備、加注設(shè)備、站控系統(tǒng)等,壓縮機占用的投資金額較高,約占所有設(shè)備總投資額的30%。
相對固定成本,加氫站更大的難題在于氫氣的來源。對于氫氣的來源,目前主要有兩種方式:一是站內(nèi)制氫;二是外部供應(yīng)。歐美等國大多數(shù)采用站內(nèi)制氫方式,我國受制于站內(nèi)制氫的成本較高,仍然以外部供應(yīng)為主要來源方式。“合理選擇氫源,降低成本、吸引用戶才是解決加氫難的關(guān)鍵。在氫氣售價中制氫和儲運占總成本的70%。為了降低這項成本,不少企業(yè)采用氣氫拖車+氯堿副產(chǎn)制氫的組合方式,其成本約為17.9——19.2元/千克,這樣的價格具備一定的經(jīng)濟性。”張帥說。
目前,我國加氫站數(shù)量較少,主要是為研發(fā)及示范性車輛提供加注服務(wù),暫時沒有實現(xiàn)全商業(yè)化運營。一個重要的制約因素是加氫站所需的關(guān)鍵設(shè)備國內(nèi)沒有量產(chǎn)的成熟部件,大多數(shù)需要依賴進口,這導(dǎo)致國內(nèi)加氫站的投資金額較高,另外,各項設(shè)備的維修保養(yǎng)極不方便,如果發(fā)生故障等待國外提供更換配件,時間周期非常長。張帥說:“比較日本的氫氣成本可以發(fā)現(xiàn),日本氫氣售價最主要的兩個影響因素是氫氣成本(約占38%)和加氫站固定成本(約占26%),而我國氫氣成本要高很多。選擇合適的氫源是有效降低成本的手段。從長遠(yuǎn)來看,還是要提高關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化率。”
核心部件國產(chǎn)化初見成效
在燃料電池中,電堆約占一半的成本,是燃料電池車中單一價格最高的部件,近年來,我國電堆等關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化水平也初見成效,與國外產(chǎn)品的差距在迅速縮小。
在膜電極方面,目前進口產(chǎn)品與國產(chǎn)部件并存,以武漢理工新能源為代表的國內(nèi)企業(yè)可批量提供產(chǎn)品。此外,陸續(xù)有新的國內(nèi)企業(yè)也加入進來,隨著產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量不斷提升,膜電極國產(chǎn)化比例正在提高;在質(zhì)子交換膜方面,國內(nèi)產(chǎn)品從產(chǎn)業(yè)占有率來看,由于供應(yīng)鏈的原因并沒有占主流份額,隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,質(zhì)子交換膜的替代速度也在加快;在極板方面,國內(nèi)已有企業(yè)能夠提供批量的石墨極板,也有企業(yè)能夠進行金屬極板的小批量生產(chǎn)。目前,我國燃料電池以商用車應(yīng)用為主,石墨極板在今后一段時間可能是行業(yè)認(rèn)為性價比最高的選擇;在催化劑方面,我國目前使用的催化劑主要來自國際上的大企業(yè),國內(nèi)也有部分企業(yè)開始研發(fā),介入這一領(lǐng)域。隨著催化劑用量不斷降低,催化劑占成本的比例將不斷縮小。
“目前,國產(chǎn)電堆的耐久性已超過5000小時,如果以普通轎車日均使用2小時計算,國內(nèi)燃料電池乘用車可以運營7年;在高低溫性能方面,國內(nèi)已實現(xiàn)零下10℃情況下燃料電池車的啟動。”張帥說。
張帥告訴記者:“國產(chǎn)化、規(guī)模經(jīng)濟和技術(shù)進步是降低燃料電池成本最關(guān)鍵的三個手段。隨著規(guī)模經(jīng)濟和技術(shù)進步,燃料電池的成本有望迅速下降,達(dá)到一定規(guī)模后下降幅度有可能超過60%。”他指出,在電堆的主要構(gòu)件中,膜電極組件的成本下降空間巨大,質(zhì)子交換膜國產(chǎn)化、催化劑減少用量都會帶來成本的大幅度下降;在氫氣系統(tǒng)方面,現(xiàn)階段空壓機和高壓儲氫瓶是突破的關(guān)鍵,只要規(guī)模上來,成本也會下降。
“質(zhì)子交換膜燃料電池的成本下降曲線已經(jīng)基本清晰,在目前明確的補貼政策推動下,市場將迅速擴大,現(xiàn)在已是行業(yè)爆發(fā)前夜。”張帥說。