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燃料电池汽车商业化遭遇拦路虎

时间:2018-03-06 08:38:41来源:财经网

  2018年2月11日,由国家能源集团牵头的中国氢能源及燃料电池产业创新联盟在北京正式成立。燃料电池是将燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电设备,本质上是一种能量转化装置。燃料电池汽车就是以车载燃料电池系统产生的电能为动力的汽车。

  目前的燃料以氢为主,在汽车领域,市场最为关注的也是氢燃料电池技术的发展与应用。

  即使从全球来看,氢燃料电池汽车也是一个商业化刚刚起步的市场,国际咨询机构E4tech的调查数据显示,截至2017年11月,仅有6000辆燃料电池物资运输车辆在全球运营。但这又是一个存在巨大增长空间的广阔市场,中国工程院院士干勇认为,氢能产业到2050年将有10万亿元人民币的规模,氢能理事会(Hydrogen Council)则预测氢和燃料电池设备是一个2.5万亿美元的市场。

  中国现阶段的氢燃料电池技术远落后于美欧日韩等国,无论是产业链还是商业化都有明显差距。如今政府、企业、资本各方都在加大投入,试图缩小差距。

  第三波浪潮袭来

  2015年开始,以丰田汽车(TYO:7203/NYSE:TM)、本田汽车(TYO:7267/NYSE:HMC)、现代汽车(005380.KS)为代表的车企,向市场推出相对成熟的燃料电池汽车。中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华表示,在政策扶持下,这些产品的主要性能,包括寿命、功率密度、价格等方面,与传统汽车相比具备了一定的竞争力,“燃料电池汽车正在进入商业化初期或窗口期”。

  据上汽集团(600104.SH)前瞻技术研究部燃料电池系统部总监陈雪松介绍,当前燃料电池汽车的民用热潮,是20世纪以来的第三波。

  以氢为燃料的动力技术最早应用于航空航天领域,20世纪70年代起,军方在潜艇等领域开始使用。1973年第四次中东战争爆发,国际石油输出国组织(OPEC)对以色列等国进行石油禁运,使当时的原油价格从每桶不到3美元飙至逾12美元,引发了全球性石油危机。这使得民用燃料电池汽车的研发和投入热了一阵,随着危机的解决,技术也不成熟,这波浪潮就退下去了。

  第二次浪潮兴起于2000年前后,由加拿大的巴拉德动力系统(NASDAQ:BLDP)等燃料电池生产企业推动,但当时的技术没有成熟到商业化应用的阶段,燃料电池汽车市场相应没有发展起来。

  不少业内人士坚信即将迎来第三波,且能实现真正的商业化。

  伴随着日本等多国将氢能社会定为国家战略,丰田、本田、现代等大量整车企业推动并已生产包括Mirai、Clarity、NEXO等量产车型。

  以氢能战略较激进的日本为例,该国计划到2020年,道路上行驶的氢燃料电池汽车数量要达到4万辆,2030年达到80万辆。日本车企在技术方面是领跑者,目前丰田已在日本国内布局100个左右的加氢站,并提出2020年目标销量为每年3万辆。

  为了加速商业化和分摊成本,车企之间以及车企与燃料电池生产厂家开始结盟合作,通用汽车(NYSE:GM)和本田、宝马(OTCMKTS:BMWYY)和丰田、大众汽车(OTCMKTS:VLKAY)与巴拉德都达成了电池平台开发协议。

  不过,燃料电池要真正实现商业化,仍困难重重。

  商业化的拦路虎

  氢和燃料电池技术原本应用于航空航天以及军事等对价格不敏感的领域,拓展到民用领域,如何大规模降成本是关键。

  燃料电池汽车的成本可分为能源端、生产端和用户端三方面。

  作为交通领域的能源,氢能的供给规模尚不足以支撑大规模商业化推广,费用偏高。上汽集团前瞻技术部燃料电池整车项目总工程师程伟告诉《财经》记者,终端加氢40元/公斤,能让用户有比较好的体验,但是现在国内外的价格多在70元-80元。

  据悉,日本岩谷产业(TYO:8088)的加氢价是1100日元/公斤,折合人民币约65元,公司能保持微利。而这个终端价格的实现是在前期投入中,日本政府承担一半费用,车企承担三分之一,岩谷只投资六分之一。

  “有些氢气出厂只要几块钱,但经过脱硫、纯化、加压运输、气站储存,加氢站可能还要升压,算上加气站的建造占总成本40%-50%的投入,综合起来很贵。”程伟说,加氢价还与周边车辆规模有关,规模越大,成本越低。

  从生产端来看,成本要大幅下降,产业链需要更成熟。国内产业链比较薄弱,国外也不能算成熟,目前制造成本比同类型的燃油车和纯电动汽车更高。北汽福田汽车股份有限公司(600166.SH)董事会秘书、高级副总裁龚敏告诉《财经》记者,50万辆的规模是氢燃料电池汽车及基础设施投资的盈亏平衡点。

  “在全球来讲,产业链也不成熟,丰田、本田和现代等大多都是依靠背后财团,打造一个全封闭系统自己干的。”广东泰罗斯汽车动力系统有限公司总经理张锐明对《财经》记者透露,现在很多催化剂、质子膜等核心材料和零部件掌握在少数企业手中,成本居高不下。

  而从用户端来看,目前市场对于燃料电池汽车的认知非常不充分,对于其安全性的质疑很多,一些主管部门人士仍将氢与不安全划等号,更不要说许多没有接触过氢燃料电池的普通公众。

  国内从车辆到关键零部件本身法规标准都不健全,完善标准法规体系、提升测试评价能力等方面的突破至关重要,程伟指出,丰田在日本也遇到困难,如在车辆进入密闭空间如地下停车场时有无安全隐患,没有权威的第三方可以证明。

  一位从事燃料电池汽车行业多年的资深人士告诉《财经》记者,加氢站所占的土地属商业用地,涉及消防、安监、住建等很多部门,现在没有人牵头负责,略显混乱。

  此外,值得注意的是,氢能作为一个新的能源体系,将很有可能改变现有世界以石油为中心的地缘政治格局。在张锐明看来,国外现在很多传统能源企业是表面欢迎,内心抗拒。巨头们持续开发新技术作为储备,但在作为挣钱工具的传统能源用尽前,不会快速地大规模推动氢燃料电池的产业化。

  国外有技术,也有各种延缓商业推广的心思,但中国是有心无力。

  中国初生襁褓

  从技术角度看,在中国,只具备一定基础,材料技术和系统综合性能差距都较大。

  在2018年1月的电动汽车百人会上,科技部部长万钢表态支持燃料电池汽车的发展,“要进一步加大对燃料电池发动机的研发力度,推动区域化、商业化的市场运营,拓展燃料电池新的应用领域”。

  2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》给燃料电池汽车定了几个目标,到2020年规模达5000辆,2025年为5万辆,2030年则是百万辆,超过了日本同期80万辆的目标。要实现这些目标并不容易。

  工信部部长苗圩在今年1月的百人会上提到,“燃料电池汽车与国际先进水平的差距还在拉大,以企业为主体、产学研用相结合的创新体系还亟待完善。”

  要追赶,关键要认清差距。

  在美国数十年的燃料电池工作经验让张锐明认识到,“中国产业链、技术、商业化等各方面,与国外比都有相当大的差距,是全面落后。”

  不过,国内在整车集成、关键材料和零部件上都有涉及,一些实验室技术并不比国外差太多,差距是在从跳出实验室进入产业化这一步。

  国家的战略和政策是商业化初期不可或缺的。日本很早就将建设氢能社会定为国策之一,中国在这方面也已开始布局。2016年5月,中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》,表示要“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”。

  相应的政策也配合战略。无论是日本还是德国,都对氢燃料电池汽车给予极大的支持,例如分摊加氢站的建设成本、给予购车补贴等。

  现实的问题是:国内不少企业只关注眼前利益,花很多钱投产目的是为了国家补贴,而非提高技术。所以补贴政策既要考虑现状、帮助企业进入,更要鼓励自主专利研发、推动技术进步。在政策基础上企业自身的投入是更为重要的一环。

  据业内人士称,丰田、通用等车企在燃料电池上做了几十年的投入,近几年的研发费用每年高达上亿美元。反观中国,同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐直言,“由于各方面因素,国内企业投入还是不够,产业很难做起来。”

  上汽是较早在此领域投入技术研发的企业,2006年就成立燃料电池事业部,从整车集成、系统集成,到如今发力突破电堆技术,一直在投入研发,推出燃料电池乘用车荣威750、950和商用车上汽大通FCV80等车型。在这期间,不少燃料电池相关的企业或倒闭或转型。陈雪松对《财经》记者坦言,“外面都死掉了,上汽内部也曾质疑过,这个方向对不对?”但坚持的结果是,现在越来越多的国内车企正加入进来。

  在燃料电池汽车的商业化起步阶段,“电电混合”(即燃料电池+动力电池)的技术路线更适合中国现状。

  氢燃料电池加氢时间短,只要三五分钟,行驶里程一般在500公里以上,弥补纯电动在这两方面的不足。但氢能存在基础设施不够多,加注成本高的不足。“电电混动”让两者优势互补,在国内燃料电池功率有限的情况下,是一个比较好的商业化方向。

  另一个打进市场的切入口是商用车。相较乘用车,客车和卡车对燃料电池的技术要求更低,可通过商用车的拉动,在中国培育一批能源供给、零部件甚至材料的供应商,逐步完善产业链,提高技术水平,进而扩展到乘用车领域。

  除了车的方面,原材料、生产、运输、存储、加注也是一条产业链,同样要有人关注。这不仅是汽车业的事,更是能源业要做的事情。“只有汽车行业和能源行业共同合作,中国的氢能源汽车才有真正的发展机遇。”章桐说。

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