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燃料电池汽车:局部优势明显 行业正待破局

作者:万仁美 来源:中国汽车报网 时间:2019-01-10 浏览:

中国储能电站网讯:前不久,全国政协副主席万钢在《人民日报》发表文章称,纯电动汽车的短板是续驶里程和充电时间,尚不能满足量大面广的远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等市场需求。为此,应及时把产业化重点向燃料电池汽车拓展。

这一文章在行业中引起极大反响,尤其是关于燃料电池汽车产业化的论断。我国燃料电池汽车发展现状如何?是否具备了产业化的条件?近日,由中国汽车动力电池产业创新联盟燃料电池分会与国金证券共同主办的“第一元素”2018氢能及燃料电池产业年度发展论坛在上海召开,而在论坛召开期间,主办方也发布了一份详细阐述中国氢燃料电池产业发展的报告——《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》。在论坛举办之际,《中国汽车报》记者带着诸多疑问专访了报告参与制定者国金证券总经理张帅,在他看来,我国氢燃料汽车的局部优势相当明显,行业也处于爆发前夜。

重载领域成本优势明显

目前,环保成为重中之重,大气污染治理也在紧锣密鼓地展开。分析大气污染的来源,柴油车尾气排放位列第一,也因此,柴油客车、重型载货车成为重点治理对象。在环保日益严格的情况下,柴油中重卡被严格限制进入城区。不过,这种情况给燃料电池车创造了更多的发展机会。因为燃料电池中重卡不存在大气污染等问题,成为多地鼓励支持的大宗货物运输工具,尤其是燃料电池物流车更是成为柴油车在城区运行的最佳替代者。

此外,燃料电池车除了拥有清洁汽车这一优势外,备受行业关注的成本问题也得到了明显的改善。张帅告诉《中国汽车报》记者,在全生命周期中,基于相同的运营里程,燃料电池车在当前补贴前提下,经济性优于燃油物流车;与纯电动物流车相比,在低负载短途运输场景下,纯电动物流车经济性比较明显,但载重提升后经济性就会缩小,燃料电池车的优势就会体现出来。

张帅告诉记者,就目前的情况下,假设地补为国补的0.6倍,燃料电池汽车全生命周期的使用成本为1.67元/公里,与同级别燃油车基本持平。而到了2020年,由于燃料电池车补贴仍不退坡,在地补为国补0.6倍的情况下,燃料电池系统成本届时会下降50%,整车成本将下降35%,氢气价格降为30元/千克,在此基础上,燃料电池物流车全生命周期成本则降为19.55万元,每公里成本降到0.54元,整体计算下来,将比燃油物流车成本低67%。

2025年燃料电池车地补完全退出后,燃料电池车是否仍能保持运营成本优势?张帅的答案是肯定的。他告诉记者,《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》得出的结论是,到2025年,燃料电池系统成本将下降90%,整车成本会下降62%,氢气价格则降为28元/千克,在此基础上,燃料电池物流车全生命周期成本降为23.45万元,每公里成本降到0.65元,在地补完全退出的情况下,仍比燃油物流车成本低61%。

据了解,物流配送企业单车运营成本包括燃料成本、司机成本和租金成本等,单车收入与载重量、里程数呈现正相关关系。在非限行区域,燃料电池物流车、燃油车和纯电动物流车运输每吨货物的利润分别为73.6元、74.3元和56.7元。在限行区域,三者的利润分别为71.9元、66.4元和51.2元。综合比较来看,纯电动物流车运输每吨货物的利润最低,燃料电池车则有明显优势。

张帅说:“燃料电池车具有续驶里程长、加氢快、载重高和零污染的特点,在中长途运输领域是燃油车的较好替代者。燃料电池汽车可瞄准400万辆商用车市场,前景可观。”

加氢仍是难题

相对于运营成本的优势,燃料电池车在加氢上仍面临着不少难题。张帅告诉记者,目前,一座典型的加氢站总投资额为1300万~1500万元,加氢能力为800~1200千克/天,按照乘用车、物流车、客车的加氢量计算,每天可为130~150辆车提供加氢服务。

目前,我国制定了加氢站的补贴措施,对于新建燃料电池加氢站,国家直接奖励400万元,此外,各地对建设加氢站也均有一定的补贴,根据各地经济情况不同,补贴数额不尽相同。尽管加氢站的投资金额不低,但补贴能够抵消1/3~1/2的投资额度。

加氢站总的投资金额里面,固定成本投资部分占比并不高,相对来说收回投资的难度并不大。其中,在固定成本中,基础设备是一大支出,在加氢站的基础设备当中,包括储氢装置、压缩设备、加注设备、站控系统等,压缩机占用的投资金额较高,约占所有设备总投资额的30%。

相对固定成本,加氢站更大的难题在于氢气的来源。对于氢气的来源,目前主要有两种方式:一是站内制氢;二是外部供应。欧美等国大多数采用站内制氢方式,我国受制于站内制氢的成本较高,仍然以外部供应为主要来源方式。“合理选择氢源,降低成本、吸引用户才是解决加氢难的关键。在氢气售价中制氢和储运占总成本的70%。为了降低这项成本,不少企业采用气氢拖车+氯碱副产制氢的组合方式,其成本约为17.9~19.2元/千克,这样的价格具备一定的经济性。”张帅说。

目前,我国加氢站数量较少,主要是为研发及示范性车辆提供加注服务,暂时没有实现全商业化运营。一个重要的制约因素是加氢站所需的关键设备国内没有量产的成熟部件,大多数需要依赖进口,这导致国内加氢站的投资金额较高,另外,各项设备的维修保养极不方便,如果发生故障等待国外提供更换配件,时间周期非常长。张帅说:“比较日本的氢气成本可以发现,日本氢气售价最主要的两个影响因素是氢气成本(约占38%)和加氢站固定成本(约占26%),而我国氢气成本要高很多。选择合适的氢源是有效降低成本的手段。从长远来看,还是要提高关键设备的国产化率。”

核心部件国产化初见成效

在燃料电池中,电堆约占一半的成本,是燃料电池车中单一价格最高的部件,近年来,我国电堆等关键部件的国产化水平也初见成效,与国外产品的差距在迅速缩小。

在膜电极方面,目前进口产品与国产部件并存,以武汉理工新能源为代表的国内企业可批量提供产品。此外,陆续有新的国内企业也加入进来,随着产品数量和质量不断提升,膜电极国产化比例正在提高;在质子交换膜方面,国内产品从产业占有率来看,由于供应链的原因并没有占主流份额,随着国内产业不断发展,质子交换膜的替代速度也在加快;在极板方面,国内已有企业能够提供批量的石墨极板,也有企业能够进行金属极板的小批量生产。目前,我国燃料电池以商用车应用为主,石墨极板在今后一段时间可能是行业认为性价比最高的选择;在催化剂方面,我国目前使用的催化剂主要来自国际上的大企业,国内也有部分企业开始研发,介入这一领域。随着催化剂用量不断降低,催化剂占成本的比例将不断缩小。

“目前,国产电堆的耐久性已超过5000小时,如果以普通轿车日均使用2小时计算,国内燃料电池乘用车可以运营7年;在高低温性能方面,国内已实现零下10℃情况下燃料电池车的启动。”张帅说。

张帅告诉记者:“国产化、规模经济和技术进步是降低燃料电池成本最关键的三个手段。随着规模经济和技术进步,燃料电池的成本有望迅速下降,达到一定规模后下降幅度有可能超过60%。”他指出,在电堆的主要构件中,膜电极组件的成本下降空间巨大,质子交换膜国产化、催化剂减少用量都会带来成本的大幅度下降;在氢气系统方面,现阶段空压机和高压储氢瓶是突破的关键,只要规模上来,成本也会下降。

“质子交换膜燃料电池的成本下降曲线已经基本清晰,在目前明确的补贴政策推动下,市场将迅速扩大,现在已是行业爆发前夜。”张帅说。

原标题:燃料电池车:局部优势明显 行业正待破局

 

关键字:氢能, 燃料电池, 燃料电池汽车

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