中国氢燃料电池车正“跑”上正轨?

新材料在线 发表于 2018-03-13 15:38:58 收藏 已收藏
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中国氢燃料电池车正“跑”上正轨?

新材料在线 发表于 2018-03-13 15:38:58

近日,关于氢燃料电池汽车的报道“突然”多了起来。

现代Nexo

2月11日,在科技部、工信部等多部门指导下,由国家能源集团牵头,联合17家机构共同发起的“中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟”成立,联盟的职责之一是推动氢能和氢燃料电池在氢动力汽车领域的应用。

2月12日,财务部、工信部、科技部和发改委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,电动汽车“退坡”传言被印证。其中,燃料电池汽车的补贴力度保持不变。这意味着氢燃料电池车的补贴仍高达20万元-50万元/辆。

2018年燃料电池车补贴方案

图片截取自公开文件

据悉,一辆氢燃料电池车的续航里程普遍可以达到600公里,加氢时间快,可控制在3-6分钟内,而且排放物只有水,被认为是“真正意义上的新能源车”。

事实上,近几年国家一直在推动氢燃料电池车的发展。在补贴金额上,燃料电池车一直高于电动汽车。然而政策的春风在过去几年似乎未能大幅吹动氢燃料电池车市场的发展。相比电动汽车,市面上的氢燃料电池汽车数量极少。

电动汽车和氢燃料电池车,到底哪个更适合未来的发展,目前尚未有定论。但有专家认为,氢燃料电池车最终将取代纯电动汽车,成为未来交通工具的最佳解决方案。

在发展氢燃料电池车方面,日韩一直走在国际前头。据外媒报道,丰田、本田、日产将与其他多家不同领域的11家企业合作,共同联手成立名为Japan H2 Mobility(JHyM)的合资公司,推广氢燃料电池汽车。

图片来源于网络

“日本引领全球燃料电池技术发展,我国燃料电池乘用车产业化进展缓慢。”中国电动汽车百人会官微在近日撰文中如此表示。

在补贴政策连续几年大力支持的情况下,我国氢燃料电池车的发展为何仍然缓慢呢?目前行业到底面临着哪些瓶颈,业内又是如何看待的?氢燃料电池车的前景是否值得期待?

日本保有量仅2000辆 中国发展更慢

上世纪末,日韩开始布局氢燃料电池车,时间早、步伐坚定。

现代汽车在1998年就开始研发与布局燃料电池车,于2013年推出全球首款量产氢燃料电池车——ix35。丰田2014年也发布了Mirai。紧接着,本田也于2016年推出自家氢燃料电池汽车Clarity。

丰田Mirai

图片来源于网络

另外,为了促进行业的整体发展,丰田于2015年在全球范围内开放了5680项有关氢燃料电池技术的专利。两年后,丰田在2017年东京车展上发布了Fine-Comfort Ride氢燃料电池概念车,续航里程已可达到1000公里。现代汽车在Nexo车型。

而根据日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)近期制定的目标,日本的氢燃料电池汽车的续航里程有望延长到目前的1.5倍,到2040年,日本的氢燃料电池车型的保有量有望增加到300-600万辆。

业内专家表示,政企合作、抱团研发,是日本在氢燃料普及方面走在世界前列的重要原因。

但新材料在线®梳理发现,即便是有着多年积累的日本,目前在本国内的氢燃料电池车保有量也仅为2000辆。而国内市面上目前仅有一款量产的氢燃料电池乘用车——上汽荣威950 FULL CELL,其同时还搭载着一套动力电池系统。

多位业内人士对新材料在线®表示,我国氢燃料电池研发技术落后于日韩、欧美发达国家。目前相关研究机构不多,主要以高校为主,而高校对于氢燃料电池的研究大多处于理论研究阶段。清华大学汽车工程系教授陈全世就表示,氢燃料电池的核心技术——电堆技术难关有待克服。

中国氢燃料电池车的发展面临着诸多的难题。

三座“大山”压制发展 安全性被质疑

氢燃料电池产业链的上游主要包含氢资源的生产、运输等;中游是燃料电池系统,主要是电堆和氢气储存设备及配件;下游主要是应用板块,包括加氢站、新能源汽车应用等。

中国工程院院士衣宝廉曾公开表示,“汽车成本、氢气制备及储运、加氢站建设,是摆在燃料电池汽车前的三座大山。” 

具体来说,使用昂贵的质子交换膜、贵金属铂(单价超过40美元/克)作为催化剂、石墨双极板高昂的加工成本等,导致质子交换膜燃料电池成本约为汽油、柴油发动机的10-20倍,严重限制了燃料电池的商业化。即便是丰田Mirai,补贴后的售价也高达500万日元,折合人民币约30万元。

氢燃料电池车内部结构

图片来源于网络

爱德曼氢能源装备有限公司CEO龚靖此前称,“电堆原材料的国产化还不成熟,燃料电池的配套设备生产与国际也有所差距。”

据悉,膜电极的成本约占燃料电池总成本的60%,是减低成本的关键。但国内企业一般使用技术相对成熟的进口材料,这也意味着更高的成本。 

燃料电池汽车动力系统成本构成

中国银河证券研究部整理

“作为一个投入市场的产品,性价比非常重要。像膜、催化剂这种原材料和氢气泵、加湿器这些配套设施的制造,希望中国企业的国产化进程能再快点,成本能再降低些。”龚靖表示。

在氢气制备及储运方面,制氢过程需要消耗能源是氢能受到诟病的根源所在。而氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈之一,氢气的存贮需要注入高压氢的加压设备和用于储存的氢的储罐,存在一定的安全隐患。

加氢站建设是制约燃料电池汽车发展的最关键因素之一。一名不愿具名的业内人士无奈地表示,“中国的加氢站寥寥无几,建设成本远比建设充电桩高。氢燃料电池汽车制造出来了,就算有人买也找不到地方充氢。”

上述人士还表示,中国幅员辽阔,大范围建设加氢站的难度非常大。“而且现在电动汽车只能占据一小部分的市场份额,氢燃料电池车比电动汽车更不靠谱。发展这么多年,市场上搞氢燃料电池车的企业数量还是有限。”

不过国务院于2016年12月发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中已提出,要推动车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术发展,推进加氢站建设。

氢燃料电池的安全问题也饱受质疑,甚至有人形容氢燃料电池车为“绑着炸弹的车”。在过去的5-10年里,各企业在氢能源汽车的一大研究重点也放在了如何保障安全性上。

汽车底部的储氢罐

图片来源于网络

中国电动汽车百人会官微表示,“燃料电池关键技术等方面,应让更多的企业参与,群策群力,提升我国汽车工业的国际竞争力。另外,企业要通过加大研发投入来弥补自身短板,主动迎接市场导向阶段的到来,主动参加到国际竞争中去。”

产业前景被期待 国内市场动作增多

据咨询公司Information Trends的数据,2013年-2017年全球氢燃料电池乘用车累计销量6,475辆。其中,仅2017年就销售3,382辆,占比52.23%。这仅仅是乘用车部分,如果算上商用车,数量将提升一个等级。

在2018 CES展上,现代汽车副会长郑义宣表示,目前电动汽车和氢动力电池车增长缓慢,但在未来20年将呈爆发式增长。Global Market Insights,Inc预计,到2024年全球氢燃料电池汽车的市场规模将超过90亿美元(约合人民币567亿元)。

群雄逐鹿,在全球燃料电池车市场上,通用汽车、戴姆勒、本田、现代、日产及丰田目前掌握着大部分份额。另外,塔塔汽车、大众汽车、福特、三菱、铃木及奔驰也纷纷布局。

科技部部长万钢表示,氢具有来源广泛、大规模稳定储存、持续供应、远距离运输、快速补充等特点,在未来车用能源中,氢燃料与电力将并存互补,共同支撑新能源汽车产业发展。

2017年9月20日,上海市三部委联合印发《上海市燃料电池汽车发展规划》,明确提出上海将大力发展燃料电池汽车产业,计划2020年燃料电池汽车全产业链年产值突破150亿元。

据新材料在线®不完全统计,继上海之后,北京、江苏如皋、浙江台州、湖北武汉、河北张家口、陕西西安、河南郑州等地均已出台支持氢燃料电池发展的政策措施。

“政策的倾斜,意义在于为车企和零部件企业提供了未来的发展方向。”陈全世表示。

一位投资界人士也向新材料在线®表示,考虑到电动汽车补贴下滑,氢燃料电池汽车现阶段仍享受高补贴,一定程度上提高了氢燃料电池汽车的竞争力。

国内整车企业方面,上汽、中通、宇通、中植、奇瑞、苏州金龙已纷纷加码。上汽集团已成为首家布局氢燃料汽车全产业链的整车企业;宇通客车则早在2014年已获得国内商用车领域首个燃料电池客车资质认证。

氢燃料电池企业方面,雄韬电源公司115亿元全国首个氢燃料电池产业园也已落户武汉,燃料电池产业布局加速。“预计未来几年国内燃料电池车数量呈现几何式增长,整个产业链的发展值得期待。”雄韬电源在近日接待投资者时表示。

大洋电机则在2016年就参股全球顶尖氢燃料电池公司巴拉德,成为其单一第一大股东。公司目前正在研发和生产氢燃料电池系统及氢燃料动力总成系统,已经在湖北筹建年产1.7万台套的氢燃料电池生产基地。

氢燃料电池相关厂商不完全名单

业内人士分析认为,在越来越多企业加码燃料电池汽车产业的背景下,燃料电池已经具备了大规模工业化生产的能力,未来燃料电池汽车产业将迎来迅速产业化的阶段。

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