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燃料电池汽车十年发展成本剧降似的

发布时间:2021-07-11 18:21:23 阅读: 来源:玻璃钢穿孔器厂家

燃料电池汽车:十年发展成本剧降

“氢具有来源广泛,便于大规模稳定储存、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。”科技部部长万钢近日在第十九届中国科协年会“未来出行——氢燃料电池及智能车辆技术”国际研讨会上表示,氢能燃料电池汽车将成重要发展方向。

事实上,这已经不是政府管理部门领导和行业专家第一次为燃料电池汽车的发展鼓与呼。中国汽车工程学会2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出,2020年、2025年和2030年,中国燃料电池汽车的发展目标分别为5000辆、5万辆以及百万辆。中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高在日前公开表示,燃料电池汽车已经走过启动之年,今年或可成为全方位商业化的元年。

然而,一个现实情况是,虽然燃料电池汽车属于新能源汽车范畴,且国家为鼓励燃料电池汽车推广应用坚持财政补贴不退坡,保温20~30min但燃料电池汽车的商业化落地速度远远滞后于纯电动汽车和插电式混合动力汽车。丰满的理想与骨感的现实之间究竟存在哪些阻碍?是否真如欧阳明高所言,行业已经做好了迎接商业化元年的准备?日前奔赴北汽福田、郑州宇通等走在国内研发推广燃料电池汽车前列的汽车企业深入了解情况,找寻答案。

从千万元到百万元十年发展成本剧降

“规模化商业运营还需要时间,目前仍处于示范运营推广阶段,或者是商业化运营的起步阶段,只能说具备了一定的实用价值。”北汽福田北京欧辉客车分公司技术研究院副院长王雷对燃料电池汽车的现状有着比较冷静的判断。要知道,2016年5月,北汽福田接到了有车(北京)新能源汽车租赁有限公司(简称“有车租赁”)100辆欧辉氢燃料电池电动客车的订单。这是截至目前全球最大批量的氢燃料电池电动客车订单,也是第一个实现国家863计划重点项目闭环(实现批量商品化生产)的订单。为此,福田汽车还专门发了公告说明此事。

事实上,即使只是“具备了一定的实用价值”,北汽福田为此已经前后做了十余年的努力。

2006年,福田汽车与清华大学、亿华通联合承接“国家863计划节能与新能源汽车重点项目”中氢燃料电动客车的研发,其推出的第一代燃料电池电动客车完成了2008北京奥运会服务用车任务和为期一年的示范运行。

不过,彼时的产品无论在技术、成本还是可靠性方面都属于“实验室阶段”。“当时一辆车的成本差不多需要1000万元,很多零部件都是实验室产品,贵得要命。电堆使用寿命只有2000多个小时,运营一年就停止了。”王雷说,“十年前大家是看不到希望的,看不到市场化前景。”

如今,福田欧辉的产品从第一代更新到第四代,成本已经大幅降低,使用寿命和可靠性大幅提升。以北汽福田欧辉这次交付的8.5m燃料电池电动客车为例,单车成本下降到100多万元,是第一代产品的1/9~1/10,电堆使用寿命也提高到1万多个小时。“如果扣除财政补贴,单车价格仅几十万元,运营寿命可以达到2~3年,这样客户就能接受了。”王雷表示,成本还有进一步下降的空间,而使用寿命也会随着技术的发展继续提高。

和福田欧辉情况类似,郑州宇通也是国内较早涉足燃料电池汽车的企业,早在2009年便开始研发燃料电池客车,目前宇通的燃料电池客车已经研发到第三代,各项指标显着提升,氢耗量小于7kg/100km、低温启动在-10℃,续驶里程达到400km、平均无故障里程提升至2000km,目前第四代客车正在开发过程中。宇通客车燃料电池汽车工程师李进向介绍,宇通的一辆燃料电池客车目前正在实际道路上进行可靠性验证,已累计运行20000公里,燃料电池系统运行1000小时左右。

推广拦路虎全国仅5座加氢站

福田欧辉100辆的订单,被称为是“实现氢燃料电池电动客车产业化、批量商业化开发运营”的标志性事件。不过这些车辆在实际运营中却遇到了拦路虎。

据了解,福田欧辉目前交付给有车租赁的只有30辆,主要原因是受加氢站限制,因为北京市目前只有一个加氢站。“车辆如果长期不使用,就会坏掉,所以剩下的只能暂停交付。”王雷颇有些无奈地告诉,“目前推广应用遇到的最大问题就是加氢站基础配套设施建设跟不上。”

据不完全统计,截至2016年底,在政府主导建设下,我国目前可以正常使用的加氢站只有屈指可数的5座,分布在北京、上海、郑州、深圳、大连。据宇通客车燃料电池汽车工程师李贺介绍,宇通要用1定硬度的钢样测试几次在郑州建设的加氢站日加氢能力是210公斤,只能满足10辆燃料电池客车加氢需求。

加氢站的严重不足已经限制了燃料电池汽车的推广应用,根本原因还是投入较高。“不算用地成本,建成一个加氢站需要700万~800万元,后期的运营也需要大量资金投入,而且车辆运营数量较少,成本回收周期比较长。”北汽福田北京欧辉客车分公司副总经理秦志东告诉。

除了成本以外,加氢站在建设规范和建设审批流程上都存在问题。在加氢站的建设规范方面,我国虽然有标准可依(2010年发布的《加氢站技术规范》GB),不过,有业内专家表示,该标准距今已有7年,不少规定已经不适用于当前的发展情况,如对液氢的严格管控,已经影响到氢气的储运效率,亟需调整完善。

广东省佛山市是国内燃料电池汽车示范运行城市之一,该市对加氢站建设难的问题深有体会。佛山市人民政府秘书长霍平说:“与燃气归属住建部主管、油品归属经信委和能源局主管有所不同,氢气此前只是作为工业气体存在,其作为能源后没有相应的主管部门,审批流程走不通。为了打通这一流程,最终不得不通过市长办公会议批准建设。”

新源动力股份有限公司总经理明平对此深有同感:“目前国内应该还没有走正常流程建设加氢站的案例。”

跑100公里需385元现阶段没有经济性优势

如果说单车成本下降解决的是“买得起”的问题,加氢站建设解决的是“用得了”的问题,那么使用成本下降解决的是“用得起”的问题。不过,在现阶段,燃料电池汽车的运营成本仍然偏高,和燃油车以及电动汽车相比,没有经济性优势。

据了解,目前加氢站氢气成本的国际均价为55元/kg,如果按照这一水平,以7kg/100km的氢耗量来计算,跑100公里需要385元,比燃油大巴车和电动大巴使用成本要高不少。“1kg氢气的成本如果可以控制在20~25元,就能和燃油车持平,以后如果可Yerazunis依然使用一样的3D打印机和材料就有效地提高了3D打印部件的强度以下降到10~13元,经济性优势就会很明显。”但秦志强调,“短期内氢气成本明显下降还是很难,未来一两年内,希望能降到25元/kg。”

氢成本的降低和制氢工艺有直接关系,目前我国制氢主要通过煤化工制氢、工业副产氢、电解水制氢等。秦志东告诉:“一个地区氢气的来源如果不多,价格就降不下来,氢气是很多大企业的副产品,必须要有更多有实力、有技术、有资金的企业比如神华和国电参与进来。”

除了制氢以外,降低加氢站的建设成本和后期运营成本也是“用得起”的关键。李贺告诉:“氢瓶所用的碳纤维,重要的管、阀都需要依赖进口,依赖进口并不是因为国内不能生产,而是由于没有规模化生产,导致产品的可靠性不足、一致性差。”

“一座永久性的加氢站如果要运营2016年上半年下去,至少需要100~200辆车,这需要一个发展过程。”秦志东告诉,“地方企业参与区域性示范运营没问题,全国性的商业运营则必须要有‘国家队’进来。日本举全国之力在做这件事情,不是某家企业在推,而是联盟一起来做,企业联合布局加氢站。”

日本有技术优势中国有市场优势

虽然实现大规模商业化运营还有很多阻碍,但在与福田欧辉和宇通客车等企业的沟通中,感受到中国企业对发展燃料电池汽车充满信心。

在产品上,我国的燃料电池客车已经具备了一定的优势。李贺带着试乘了宇通的燃料电池客车,车辆运行十分平稳,由于电池排布更加合理,内部空间较大,提升了载客量。李贺告诉,车辆的燃料电池安装在车辆顶部,安全性能完全可以达标,甚至高于传统燃油汽车。

据了解,经过实验以后宇通对燃料电池客车的发展有着较为详细的规划。李进表示:“宇通把燃料电池客车作为新能源客车开发的三大类车之一,与插电式、纯电动共同构成了完整的新能源客车产品线,具有重要的战略地位。在此方面,宇通的规划是,2016~2018年实现关键技术突破,展开基础设施建设,并尝试百辆级的小规模示范运营;2019~2020年技术成熟后开始千辆级的大规模推广应用。”

王雷告诉,目前国内福田欧辉、宇通客车等企业研发的产品具备一定的国际竞争优势。伴随着技术的进一步突破和车辆数量的增加,整个产业链会更加成熟,国产化有望全面实现,成本会继续降低。

在商业模式上,中国企业也在积极通过联盟的形式进行新的尝试。“比如加氢站建设,我们联合第三方一起做方案,为客户测算成本是多少,什么时候能盈利。”秦志东说。李进告诉:“燃料电池汽车不能迅速推广的问题之一就是产业链不健全,宇通正在通过战略入股等方式扶持相关公司,力图打通全产业链,推进燃料电池客车的市场化进程。”

一直以来,日本在燃料电池汽车的技术研发上走在世界前列。丰田研发的世界第一辆量产氢燃料电池乘用车Mirai已经在2014年年底上市销售,折合人民币43万元,扣除补贴之后只有三十多万元,已经可以为私人消费者所接受。“日本目前走在我们前面,未来低成本的产品肯定是日本先做出来,他们的目标是到2025年实现成本与燃油车持平,反观我国还很难实现。”秦志东说,“虽然乘用车上我们短期内还追赶不上日本,不过我们在商用车领域具备自己的优势,我们的最大优势是拥有最大的市场,只有技术没有市场不行,此外我们还有劳动力的成本优势。”

先商用后私人需要更多政策、资金支持

当前,我国已初步掌握了燃料电池关键材料、电堆、动力系统、整车集成和氢能基础设施的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台,实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。

王雷告诉,目前我国在燃料电池汽车领域的积累为其在客车领域的率先发力奠定了基础。“随着材料和工艺的进步,燃料电池商用车有望实现全生命周期使用成本低于燃油车。燃料电池汽车肯定会先在客车领域运用,然后是城市物流车、长途汽车。此外,相比中心城区,一些远郊区县更容易推广。”王雷说。

弯曲试验机的发展历程

霍平也认为公交车应该首先推广使用燃料电池汽车:“燃料电池汽车若要真正运营,必须将其作为公交车首选方式,且必须由公交公司采购,因为只有公交公司具备公交运营资质和合适的使用线路。所以,只有发挥政府的作用,让公交公司购买并运营燃料电池公交车,才能对燃料电池汽车的发展起到示范带动作用。”

此外,多位专家在接受采访时表示,政府应加大对燃料电池汽车的政策支持,引导更多的企业和资金参与进来。清华大学核能与新能源技术研究院教授、全国氢能标准化技术委员会、国际氢能协会副主席毛宗强在阐述燃料电池汽车的现状时对说:“我国在燃料电池领域已经做了大量的基础研发工作,目前需要的是提高产品转化率。只有持续的资金投入以及整个产业形成协同效应,才能提高产业竞争力,从而缩短产品研发周期,降低整体研发成本,推动产业向前发展。”

同济大学教授章桐认为,要有明确的国家战略,要把发展燃料电池汽车与发展新能源汽车、发展中国汽车工业结合起来,国家要有明确的导向。整个产业也要有持续投入,包括汽车行业和能源行业。

“要充分利用我国现有的、在电动汽车行业积攒的产业链优势。例如,电池、电机、电控这些共性的技术要充分利用,同时要聚焦燃料电池的关键核心技术。中国有自身的特点,不一定要追求高大上,但对于系统的可靠性、稳定性、价格等关键要素我们应该遵循我们自己的路线,走出我们自己的路子。”章桐建议。

同济大学汽车学院教授张存满认为,国有企业的参与十分重要,可以集中力量办大事。比如对于降低加氢站成本,中国比国外更有优势,加油站完全可以和加氢站捆绑建设。中国有超过11万座加油站,主要集中在城市和高速公路上,这与加氢站的建设需求完全相同,而且这些加油站大部分是由国有企业中石油、中石化运营,完全可以在短时间内完成加氢站的建设,而且成本更低。

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