氢燃料汽车100万辆目标的实现 这么近又那么远!

随着环保压力加大,氢能作为一种清洁、高效、安全的二次能源被寄予厚望。尤其近两年,无论是国家还是地方政府,在相关规划和政策中“氢能”被频频提及,而车企及相关供应链企业亦加快在此方面的投入力度,且在核心技术上取得了一定突破。

  根据我国2016年发布的“节能与新能源汽车技术路线图”,2030年,中国燃料电池汽车的规模要达到100万辆。从目前整个行业的发展状态看,这一目标的实现或许不难,但也没有那么简单,尤其是商业化推进过程中,依然面临着诸多现实问题,如运输与存储安全、加氢站配套建设、车辆拥有成本等。

  氢燃料汽车发展渐进“快车道”

  随着环保压力加大以及市场竞争加剧,除了电气化外,现今越来越多企业开始将氢燃料汽车作为开发重点。

  当中,丰田作为氢燃料汽车领域的较早涉入者和有力推动者,其Mirai氢燃料电池车已经推向市场5年,全球销量超过了10000辆。近日,该司宣布将在日本富士山附近打造一座以氢燃料为核心动力的未来社区,名为“Woven City”。

  与丰田一样,戴姆勒早在1990年代就开始研究氢燃料电池车,相关产品包括梅赛德斯-奔驰公交车、扶桑卡车和F-Cell SUV。不过,该司相关负责人表示,未来的重点将会从乘用车转移到重型卡车和公共交通上,2020年下半年将开始增加氢燃料卡车的产能。

  此外,现代汽车近年在氢燃料汽车方面亦取得较快进展,并将其作为各大展会的主题进行呈现。数据显示,2019年1-10月,现代共出售氢燃料电池车3207辆,同比增长576%。另宝马、雷诺等国际车企亦在加大相关进程。

  而在中国市场,以省、市、区域为单位的各级政府相继出台了氢燃料电池汽车长远规划,而各大车企在氢能源汽车方面亦展开了积极布局。据了解,长城汽车已经开发了燃料电池和氢储存系统方面的所有核心技术,并准备投入生产设施。而吉利亦于2019年5月发布了首款氢燃料电池公交客车F12,该车采用国际顶尖氢燃料电堆技术,通过实际运营测试,加满氢气可以满足一天运营需求。在多方努力下,中汽协最新数据显示,2019年,我国燃料电池汽车产销分别完成2833辆和2737辆,同比分别增长85.5%和79.2%。

  突破:技术攻关正当时

  伴随着国内氢燃料电池汽车的快速发展和推进,相关技术研发亦有了新突破。

  据了解,在氢燃料电池领域深耕多年的亿华通,于去年12月初发布了全新一代氢燃料电池发动机YHTG60SS,新品功率密度超过500W/kg,并且实现了核心零部件的100%国产化,这为后续市场的进一步扩大打下了坚实基础。

  除此之外,氢燃料电池中的一项关键技术——全氟质子膜,也在东岳集团的努力下取得了突破性的进展,不仅实现了技术攻关,同时通过了各项试验。据了解,目前东岳集团已经在建设对应的大规模生产线,有望2025年以前满足国内燃料电池汽车对于全氟质子膜需求的供应。

  然而不能回避的是,虽在技术上取得较大突破,氢燃料电池汽车在商业化过程中依然存在较多局限性,要实现过百万的目标,还有系列挑战需要克服。

  挑战:如何更安全?如何更经济?

  众所周知,氢燃料电池汽车的推广,涉及的不仅仅是一款车,而是一套完善成熟的系统支撑。而这套系统中的每一个环节,对于行业及相关企业而言没有现成的经验可借鉴,均是在摸索中前行,且挑战重重。

  首先,安全问题无法回避亦至为关键。作为一种热值极高的燃料,氢气如果不能妥善处理其蕴含能量,将很有可能造成难以挽回的事故。因此,在讨论如何将氢燃料电池汽车规模化之前,首先要确保氢能源的运输和存储安全,与此同时,对于氢能源防泄漏以及泄露后的防堆积等要做好相关保障。目前已知的储氢方法有4种,分别为高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢和有机物液体储氢,由于后两种方式储氢密度不高,且容易产生杂质和副反应,因此目前主要使用的方式为前两种。

  其次,加氢站配套方面亦是影响氢能源汽车推广的重大障碍。目前,受限于加氢站1000万元/座的建设成本,我国全国范围内投入使用的加氢站只有39座,未投入使用以及在建的加氢站约有100座,主要用于氢燃料电池中大型客车的能源补充。而在氢燃料电池汽车时下主战场之一的美国加州,根据美国能源部的数据,在2018年底该地区就已经有40座对外营业的加氢站,为加州超过7000辆(2019年8月数据)氢燃料电池汽车供能。相比之下,目前中国的氢燃料电池汽车市场主要集中在公共交通和商用车领域,若使氢燃料电池汽车能够像电动车一样“野蛮生长”,如何降低加氢站成本,并大范围建设和开放,将成为一个重要议题。

  第三是氢燃料电池汽车的成本问题。目前氢燃料电池汽车的主要成本集中在了燃料电池系统方面,约占整车成本的65%,这直接导致了氢燃料电池汽车的售价居高不下,动辄40万以上的售价,成为了它普及路上的最大障碍之一。

  抛开售价不谈,单从加氢成本这一项来看,以0.3元/度电计算,目前加氢站制氢在考虑设备损耗的情况下,综合加氢成本在30元/kg左右,而如果选择外供氢的方式,其综合加氢成本在23.3元/kg-36.7元/kg之间(取决于运输距离、运输方式等因素),虽然相比燃油车有一定优势,但是和纯电动汽车相比仍然差距明显,这也是为什么计划中氢燃料电池汽车实现百万保有量的时间点在2035年的原因之一,只有当用成本足够低,氢燃料电池汽车才具备绝对的竞争力。

  当然,关于氢能源的想象空间,还远远不止这些。以氢能形式储存可再生能源,进一步丰富氢能源产业链、逐步降低化石能源的参与比重,同时优化氢气的存储和运输,将制氢从加氢站中脱离出来,从而降低加氢站的建设成本,方便加氢站的大规模建设才是我们理想中无碳社会最终的样子,就像上文所说,这是一整个全新的系统,在实现我们最终愿景的路上,必然伴随着很多困难,但是只有迈出第一步,才能迎接蓝天。

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上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司,具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案,为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持,包括:项目的确定、设计、开发,直到材料、组件和系统的测试。此外,还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来,整合汽车行业咨询,从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累,并成功通过以品质创新,加强技术合作,孵化多家二方及三方实验室能力提升,与学术界和政府多方面协作的创新中心,促进自主创新和开放合作。

氢燃料汽车渐入“快车道”,距离百万目标实现还有多远?

随着环保压力加大,氢能作为一种清洁、高效、安全的二次能源被寄予厚望。尤其近两年,无论是国家还是地方政府,在相关规划和政策中“氢能”被频频提及,而车企及相关供应链企业亦加快在此方面的投入力度,且在核心技术上取得了一定突破。

根据我国2016年发布的“节能与新能源汽车技术路线图”,2030年,中国燃料电池汽车的规模要达到100万辆。从目前整个行业的发展状态看,这一目标的实现或许不难,但也没有那么简单,尤其是商业化推进过程中,依然面临着诸多现实问题,如运输与存储安全、加氢站配套建设、车辆拥有成本等。

氢燃料汽车发展渐进“快车道”

随着环保压力加大以及市场竞争加剧,除了电气化外,现今越来越多企业开始将氢燃料汽车作为开发重点。

当中,丰田作为氢燃料汽车领域的较早涉入者和有力推动者,其Mirai氢燃料电池车已经推向市场5年,全球销量超过了10000辆。近日,该司宣布将在日本富士山附近打造一座以氢燃料为核心动力的未来社区,名为“Woven City”

与丰田一样,戴姆勒早在1990年代就开始研究氢燃料电池车,相关产品包括梅赛德斯-奔驰公交车、扶桑卡车和F-Cell SUV。不过,该司相关负责人表示,未来的重点将会从乘用车转移到重型卡车和公共交通上,2020年下半年将开始增加氢燃料卡车的产能。

此外,现代汽车近年在氢燃料汽车方面亦取得较快进展,并将其作为各大展会的主题进行呈现。数据显示,2019年1-10月,现代共出售氢燃料电池车3207辆,同比增长576%。另宝马、雷诺等国际车企亦在加大相关进程。

而在中国市场,以省、市、区域为单位的各级政府相继出台了氢燃料电池汽车长远规划,而各大车企在氢能源汽车方面亦展开了积极布局。据了解,长城汽车已经开发了燃料电池和氢储存系统方面的所有核心技术,并准备投入生产设施。而吉利亦于2019年5月发布了首款氢燃料电池公交客车F12,该车采用国际顶尖氢燃料电堆技术,通过实际运营测试,加满氢气可以满足一天运营需求。在多方努力下,中汽协最新数据显示,2019年,我国燃料电池汽车产销分别完成2833辆和2737辆,同比分别增长85.5%和79.2%。

突破:技术攻关正当时

伴随着国内氢燃料电池汽车的快速发展和推进,相关技术研发亦有了新突破。

据了解,在氢燃料电池领域深耕多年的亿华通,于去年12月初发布了全新一代氢燃料电池发动机YHTG60SS,新品功率密度超过500W/kg,并且实现了核心零部件的100%国产化,这为后续市场的进一步扩大打下了坚实基础。

除此之外,氢燃料电池中的一项关键技术——全氟质子膜,也在东岳集团的努力下取得了突破性的进展,不仅实现了技术攻关,同时通过了各项试验。据了解,目前东岳集团已经在建设对应的大规模生产线,有望2025年以前满足国内燃料电池汽车对于全氟质子膜需求的供应。

然而不能回避的是,虽在技术上取得较大突破,氢燃料电池汽车在商业化过程中依然存在较多局限性,要实现过百万的目标,还有系列挑战需要克服。

挑战:如何更安全?如何更经济?

众所周知,氢燃料电池汽车的推广,涉及的不仅仅是一款车,而是一套完善成熟的系统支撑。而这套系统中的每一个环节,对于行业及相关企业而言没有现成的经验可借鉴,均是在摸索中前行,且挑战重重。

首先,安全问题无法回避亦至为关键。作为一种热值极高的燃料,氢气如果不能妥善处理其蕴含能量,将很有可能造成难以挽回的事故。因此,在讨论如何将氢燃料电池汽车规模化之前,首先要确保氢能源的运输和存储安全,与此同时,对于氢能源防泄漏以及泄露后的防堆积等要做好相关保障。目前已知的储氢方法有4种,分别为高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢和有机物液体储氢,由于后两种方式储氢密度不高,且容易产生杂质和副反应,因此目前主要使用的方式为前两种。

其次,加氢站配套方面亦是影响氢能源汽车推广的重大障碍。目前,受限于加氢站1000万元/座的建设成本,我国全国范围内投入使用的加氢站只有39座,未投入使用以及在建的加氢站约有100座,主要用于氢燃料电池中大型客车的能源补充。而在氢燃料电池汽车时下主战场之一的美国加州,根据美国能源部的数据,在2018年底该地区就已经有40座对外营业的加氢站,为加州超过7000辆(2019年8月数据)氢燃料电池汽车供能。相比之下,目前中国的氢燃料电池汽车市场主要集中在公共交通和商用车领域,若使氢燃料电池汽车能够像电动车一样“野蛮生长”,如何降低加氢站成本,并大范围建设和开放,将成为一个重要议题。

第三是氢燃料电池汽车的成本问题。目前氢燃料电池汽车的主要成本集中在了燃料电池系统方面,约占整车成本的65%,这直接导致了氢燃料电池汽车的售价居高不下,动辄40万以上的售价,成为了它普及路上的最大障碍之一。

抛开售价不谈,单从加氢成本这一项来看,以0.3元/度电计算,目前加氢站制氢在考虑设备损耗的情况下,综合加氢成本在30元/kg左右,而如果选择外供氢的方式,其综合加氢成本在23.3元/kg-36.7元/kg之间(取决于运输距离、运输方式等因素),虽然相比燃油车有一定优势,但是和纯电动汽车相比仍然差距明显,这也是为什么计划中氢燃料电池汽车实现百万保有量的时间点在2035年的原因之一,只有当用成本足够低,氢燃料电池汽车才具备绝对的竞争力。

当然,关于氢能源的想象空间,还远远不止这些。以氢能形式储存可再生能源,进一步丰富氢能源产业链、逐步降低化石能源的参与比重,同时优化氢气的存储和运输,将制氢从加氢站中脱离出来,从而降低加氢站的建设成本,方便加氢站的大规模建设才是我们理想中无碳社会最终的样子,就像上文所说,这是一整个全新的系统,在实现我们最终愿景的路上,必然伴随着很多困难,但是只有迈出第一步,才能迎接蓝天。

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上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司,具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案,为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持,包括:项目的确定、设计、开发,直到材料、组件和系统的测试。此外,还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来,整合汽车行业咨询,从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累,并成功通过以品质创新,加强技术合作,孵化多家二方及三方实验室能力提升,与学术界和政府多方面协作的创新中心,促进自主创新和开放合作。

我国新能源汽车会被反超吗?

德国CAM汽车管理中心最新研究显示,今年前11个月,欧洲各大重要汽车市场的电动车销量呈爆发性增长:荷兰电动车销量同比增长113%;法国同比上升36%;德国今年累计销量9.7万辆,同比增长49%。

中国今年前11个月累计销售新能源汽车104.3万辆,同比增长1.3%,但全年负增长已是大概率事件。如果从2009年“十城千辆”示范项目算起,这将是政府大力推广新能源汽车10年来的首次年销量负增长。

除了车市大环境,新能源汽车补贴的退坡自然是头号影响因素。

中国汽车工业协会原常务副会长、世界汽车组织第一副主席董扬就曾直言:“按照前几年的补贴下降幅度,企业可以在产品性能明显提高的情况下内部消化补贴的下降。而今年的下降幅度明显超出企业可以承受的程度。”

按照规划,2020年将是我国新能源汽车补贴的最后一年。但现在行业的普遍共识是,预计到2025年新能源汽车才能在总拥车成本上与传统车持平。因此,很多国家把2025年作为新能源汽车补贴截止的时间。

在我国新能源补贴即将全部退出之际,欧洲却效仿中国的早期成功经验,通过顶层设计推出一系列密集的产业政策,加码新能源汽车补贴力度,意图实现战略赶超。

德国2016年启动电动汽车和补贴,原计划截止日期为2019年10月31日,后来又宣布延长至2020年12月31日。今年11月,第二个“德国联邦出行行动”计划通过,提高补贴标准的同时又将补贴时间延长至2025年。

为了达到2030年德国新能源汽车保有量1000万辆和100万个充电桩的目标,默克尔政府决心通过提高新能源汽车补贴来推动产业发展。德国计划2021年到2025年,将售价不高于4万欧元的新能源汽车补贴提高50%,不高于6.5万欧元的新能源汽车补贴提高25%。

欧洲各国政府正在为电动汽车买家提供前所未有的激励措施。

从德国电动车主的角度来看,政府为促进电动汽车销量提供的多项激励措施包括车辆税优惠、工资税优惠、停车免费、充电设施补贴等。电动车税收减半优惠政策将延长至2030年,企业在公司为雇员设置充电设备也可享受税收优惠。此外,德国还在考虑推出购买二手电动车的激励政策。

法国政府为电动汽车买家提供6000欧元的补贴,同时还为以燃油车换电动汽车的买家提供置换奖金。在大巴黎区域,当地政府还进一步提高了补贴力度,

针对低收入买家,中央和地方政府的补贴加起来高达1.45万欧元。

在挪威,新能源汽车享有财税以及过路费、停车费等优惠,再加上电价远低于油价,新能源车拥车总成本远低于相同规格的燃油车。

明年,欧洲有望引领全球电动汽车销量的增长。根据彭博新能源财经的数据,2020年前9个月,欧洲纯电动和插电式混合动力乘用车的销量预计将增长35%,远高于中国和北美市场。

在欧洲,利好的电动车强补贴政策拉升了销量。而在中国,受补贴退坡影响电动车销量大幅度下滑。

从目前欧洲一些国家的电动汽车激励政策来看,产业政策的重点正从生产端转向使用端,从扶持技术研发转向培育真正的消费市场。或许,我们也应该虚心借鉴一下他们的产业政策。

客观来说,我国的新能源汽车支持政策是符合市场规律的:在产业发展初期把补贴政策作为重要推手,在产业有了起色之后再逐步减少补贴额度直至完全取消,然后放手让脱颖而出的企业到开放的市场竞争环境中继续历练。

新能源补贴退坡有利于促进产业优胜劣汰,但同时也要防止整个市场大起大落。销量的断崖式下跌可以理解为我国新能源汽车从政策主导向市场主导转变过程中的阵痛,市场主导并不意味着后续支持政策的终结。

工信部12月3日发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)也给出了我国新能源汽车下一步的政策方向。

比如,完善双积分管理办法,建立与碳交易市场衔接机制;完善新能源汽车购置税等税收优惠政策,优化分类交通管理及金融、保险等支持措施;给予新能源汽车通行、使用等优惠政策等等。

从中可以看出补贴的重点将更加向使用端、运营端倾斜。但这些政策不知何时才能落地,而当务之急是,要尽快稳定市场预期和信心,不然明年我国的新能源汽车市场的前景可能更加堪忧。

现在是否真的到了可以完全扔掉补贴拐杖的时候?扔掉补贴拐杖之后,如何保证我国的新能源汽车仍然跑在全世界前头?这是值得深思的严峻课题。

在新能源汽车赛道上,我们不能起了个大早却赶了晚集。

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