氫燃料電池汽車取代電動汽車面臨成本等三座大山

2017-12-20 15:04:50 界面新聞　作者：韓沁珂　點擊量：評論 (0)

汽車成本、氫氣制備及儲運、加氫站建設(shè)，是擺在燃料電池汽車前的三座大山。到2030年，全球氫能產(chǎn)業(yè)投資總額將達到2800億美元。氫燃料電池汽車終究會替代電動汽車。來自于美國市場調(diào)研及咨詢公司Information T

汽車成本、氫氣制備及儲運、加氫站建設(shè)，是擺在燃料電池汽車前的三座大山。到2030年，全球氫能產(chǎn)業(yè)投資總額將達到2800億美元。

“氫燃料電池汽車終究會替代電動汽車。”

來自于美國市場調(diào)研及咨詢公司Information Trends， LLC于11月發(fā)布的報告《燃料電池汽車：全球市場分析》顯示，從1968年第一輛氫燃料電池車問世到今年9月，全球已售出超過5500輛燃料電池汽車。今年前三季度的銷量將近2400輛，幾乎占到了累計銷量的半壁江山。

燃料電池車所用燃料包括氫氣、甲醇或天然氣等，目前氫燃料電池汽車已逐步成為眾多車企發(fā)展的新重點。該報告稱，預(yù)計到今年底，氫燃料電池汽車全球累計銷量將輕松突破6000輛。

盡管燃料電池汽車在全球約300萬輛的新能源汽車中占比不到1%，但燃料電池汽車仍然是近期最受關(guān)注的產(chǎn)業(yè)之一。美國工程院和能源部的數(shù)據(jù)顯示，2025年氫燃料電池將處于支配地位，到2045年，氫燃料電池汽車市場占有率將達到95%。

科技部部長萬鋼在日前召開的第十九屆中國科協(xié)年會上表示，氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠距離運輸、快速補充等特點，在未來車用能源中，氫燃料與電力將并存互補，共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

氫燃料電池汽車即以氫為主要能量作為移動的汽車。在催化劑的作用下，氫氣和氧氣混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電流，由此驅(qū)動電動機帶動汽車行駛。

“中國政府對氫能發(fā)展的支持力度和中國市場的潛力是其他國家沒有的。” 愛德曼氫能源裝備有限公司CEO龔靖，在11月初佛山舉行的“氫能周”期間向界面新聞記者表示，“燃料電池將是中國(汽車產(chǎn)業(yè))實現(xiàn)彎道超車的一個方向。”

2016年，發(fā)改委、能源局等聯(lián)合發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》將 “氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”列為能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新行動的15項具體任務(wù)之一，氫能產(chǎn)業(yè)正式被納入中國國家能源戰(zhàn)略。

《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)線路圖》提出，到2020年，生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進行示范運行;到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池汽車實現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運行;到了2030年，燃料汽車的銷售規(guī)模將達到百萬輛的級別。

《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書(2016)》預(yù)計，到2020年，中國燃料電池車輛將達到1萬輛;到2030年，燃料電池車輛保有量達到200萬輛。屆時，中國有望成為全球最大的燃料電池汽車市場。

與電動汽車相比，氫燃料電池汽車載運行過程中不會產(chǎn)生污染，同時，其續(xù)航里程和充電時間方面也具有明顯優(yōu)勢。

隨著規(guī)模效應(yīng)與技術(shù)優(yōu)化，燃料電池電堆成本可以從目前380美元/千瓦，下降至40-50美元/千瓦甚至更低，2030年燃料電池汽車成本有望接近燃油車水平。

目前，氫燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程可以達到500-600公里，燃料加注僅需3分鐘。豐田在今年東京車展上發(fā)布的Fine-Comfort Ride氫燃料電池概念車，續(xù)航里程已達到1000公里。

“氫燃料電池汽車只能算是邁出了產(chǎn)業(yè)化的第一步。”龔靖稱，“電堆原材料的國產(chǎn)化還不成熟，燃料電池的配套設(shè)備生產(chǎn)與國際也有所差距。”清華大學(xué)汽車工程系教授陳全世在“2017全球未來出行高層論壇”上表示，氫燃料電池的核心技術(shù)，燃料電池反應(yīng)堆(電堆)技術(shù)難關(guān)有待克服。

成立于2016年的愛德曼氫能源裝備有限公司，是一家從事電堆研發(fā)及生產(chǎn)的中德合資企業(yè)。今年11月，該公司與東風(fēng)汽車公司合作的燃料電池廂式運輸車入選《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄(2017年第11批)》。

單體燃料電池由正極(氧化劑電極)、負極(燃料電極)和電解質(zhì)組成。除了電池本體，燃料電池的正常運轉(zhuǎn)還需要一套輔助系統(tǒng)，包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置。輔助系統(tǒng)同樣占到燃料電池系統(tǒng)總成本的近一半。

“我們目前主要使用進口的材料，因為他們的技術(shù)更成熟。” 龔靖頗為無奈的表示，進口材料也意味著高成本。據(jù)她介紹，膜電極的成本占到燃料電池總成本的60%左右，是減低成本的關(guān)鍵。

“作為一個投入市場的產(chǎn)品，性價比非常重要，所以像膜、催化劑這種原材料和氫氣泵、加濕器這些配套設(shè)施制造，我們希望中國企業(yè)國產(chǎn)化進程再快一點，成本能降得再低一點。”龔靖向界面新聞記者表示。

另一方面，沒有批量化生產(chǎn)也是中國氫燃料電池汽車成本居高不下的重要原因。“關(guān)鍵輔助部件一旦實現(xiàn)自動化、批量化生產(chǎn)，成本就會下降若干倍。”新研氫能源科技有限公司CTO、IEC國際標(biāo)準(zhǔn)召集人齊志剛此前曾表示。降低催化劑鉑(Pt)的使用量也是研究方向之一。

受政策鼓勵影響，包括上汽、一汽和東風(fēng)在內(nèi)的多家車企開始計劃、生產(chǎn)燃料電池專用車。早在幾年前已推出氫燃料電池乘用車的豐田，在10月底完成了首個在華加氫站，并開始動力實證試驗。

根據(jù)去年底發(fā)布的新能源汽車推廣補貼政策，氫燃料電池汽車的補貼金額高達30萬-50萬元/輛，多數(shù)地方政府對燃料電池車的補貼也保持與國家補貼1：1的額度。

以上汽大通于11月發(fā)布首款氫燃料電池輕客FCV80為例，標(biāo)價130萬元，主要針對城市小型公交、園區(qū)班車和城市物流需求，該車享受100萬元的政府補貼，購買者只需支付30萬元。

“考慮到電動汽車補貼下滑，氫燃料電池汽車現(xiàn)階段仍享受高補貼，一定程度上提高了氫燃料電池汽車的競爭力。”一位投資界人士在參加“氫能周”展會時向界面新聞記者表示。

FCV80上市后的表現(xiàn)也印證了他的觀點。據(jù)上汽大通介紹，F(xiàn)CV80已經(jīng)獲得了100臺的訂單。

“汽車成本、氫氣制備及儲運、加氫站建設(shè)，是擺在燃料電池汽車前的三座大山。” 中國工程院院士衣寶廉公開表示。

據(jù)國際氫能源委員會估計，到2030年，全球氫能產(chǎn)業(yè)投資總額將達到2800億美元。其中，大約60%的投資將用于提高氫氣的生產(chǎn)、儲存和分配效率，30%投入到系列開發(fā)、生產(chǎn)線和新的商業(yè)模式中。約200億美元將用于建造全球范圍內(nèi)的氫能源燃料電池充電設(shè)施，約15000個充電站。

在氫氣制備方面，北京中電豐業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司董事長王德軍表示，目前國內(nèi)制氫方法主要有電解水制氫、水煤氣法制氫、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫和化工業(yè)副產(chǎn)氫一種。“其中，考慮到環(huán)保和成本問題，天然氣轉(zhuǎn)換制氫和化工業(yè)副產(chǎn)氫的性價比較高。”

“在棄風(fēng)、棄光、棄水情況較為嚴(yán)重的地方，發(fā)展電解水制氫也是一個(解決)方法。”他表示，一般情況下，每立方米氫氣電耗為4.5-5度左右。“利用低價可再生能源電制氫，能有效降低制氫成本。”

加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的不完善是制約氫能及氫燃料電池汽車發(fā)展的另一個重要原因。

中國正在運營的加氫站只有七座，分別位于北京、上海、鄭州、大連、佛山、云浮和常州。

衣寶廉表示，有限的加氫站數(shù)量制約了國內(nèi)氫燃料電池汽車的發(fā)展，乘用車嚴(yán)重依賴于能源補給，現(xiàn)階段氫燃料電池只能在商用車上先進行試運營。

“理順和明確政府行政審批是中國加氫站建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。在行政操作的探索方面，需要地方大膽先行先試。”佛山市副市長、佛山對口幫扶云浮指揮部總指揮許國在“氫能周”上表示，政府需要持續(xù)加大對加氫站建設(shè)的扶持和推動力度，研究制定加氫站發(fā)展總體規(guī)劃布局，推動加氫站科學(xué)合理布點對加氫站建設(shè)運營的行業(yè)監(jiān)管。

在加氫站建設(shè)模式探索方面，中石化廣東石油分公司和中石油廣東分公司與佛山市、云浮市展開戰(zhàn)略合作。通過在原有加油站基礎(chǔ)上增設(shè)加氫功能，將其合建為加氫加油合建站。

中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院副院長、全國氫能標(biāo)委會秘書長王賡表示，利用現(xiàn)有加油站改造為加氫加油合建站的建設(shè)方法可以有效、快速解決加氫站的規(guī)劃布局和建設(shè)問題，具有示范推廣的現(xiàn)實意義。

此外，與幾萬元的電動汽車充電樁不同，加氫站的建設(shè)成本約1000萬元左右。

上海氫楓能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理方沛軍在接受界面新聞記者采訪時表示：“在加快加氫站建設(shè)方面，資金是大問題，這需要政府和大企業(yè)共同參與解決。”

上海氫楓主要從事加氫站投資建設(shè)和運營，運營和在建的加氫站12座。據(jù)其運營團隊統(tǒng)計，截止到11月30日上午，累計加氫16603.44公斤，累計加注車次1838次。

目前，對于符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池加氫站，國家將直接給與400萬元/座的“獎勵”。“這筆獎勵會在加氫站運行一段時間后發(fā)放。”一位加氫站工作人員表示。

“等到氫能應(yīng)用的價格、效率達到企業(yè)和用戶都可以接受的水平，用戶使用習(xí)慣有所改變的時候，氫能才能真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”制氫企業(yè)米頓羅工業(yè)設(shè)備(上海)有限公司產(chǎn)品銷售經(jīng)理盧哲嵩向界面新聞記者表示。“用戶習(xí)慣也非常重要，人們要接受氫能，愿意使用氫能應(yīng)用，才會產(chǎn)生需求，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

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