氢能落地乘用车,但市场机会没那么大

李阳

2020年9月26日,2020(第十六届)北京国际汽车展览会上,东风乘用车有限公司旗下全新氢燃料电池车型亮相。图/IC

2021年,中国氢燃料电池汽车发展节奏明显提速。中国一汽、广汽埃安、长城汽车等厂家均有氢燃料电池乘用車正式亮相。

号称“终极能源”的氢燃料电池汽车正在成为中国车企布局的重点,在车企频推燃料电池的带动下,氢燃料电池乘用车的发展也势必迎来快速增长期。不过,从实际情况来看,氢燃料电池乘用车依旧是一个遥远概念。

车辆售价、氢气价格和加氢站数量,这三个问题解决不了,乘用车发展可能性不大。国内氢燃料电池企业人士向《财经》记者表示:“虽然我们自己也一直在宣传燃料电池,但也必须尊重事实。个人认为,完全市场化的、面向普通消费者的氢燃料电池家用轿车,短期内没有任何机会。”

中国工程院院士、燃料电池专家衣宝廉也向《财经》记者表示了同样的观点:“车企做氢燃料电池乘用车研发,如果是在出租车领域,做示范运行,由政府或企业买单,是可以的。但真正进入寻常百姓家,预计要到‘十四五结束后。”

资本已经疯狂涌入氢燃料电池领域,产业上下游也在积极投入,但燃料电池汽车的发展,仍只能徐徐图之。

氢燃料汽车技术质变

“十五”期间(2000年-2005年),电动汽车专项规划组为中国新能源汽车发展制定的三驾马车中,纯电动汽车、混合动力汽车已广泛被消费者接受,唯独氢燃料电池汽车虽在概念上广为人知,但其真实模样始终蒙着一层神秘面纱。

同为新能源汽车“心脏”,氢燃料电池和如今广泛使用的锂离子动力电池是本质完全不同的产品。氢燃料电池的本质是一种发电装置,而锂离子电池的本质是储能装置。理解氢燃料电池汽车,不能以纯电动汽车的认知方式去判断。

对于纯电动汽车,消费者最关注的是续航能力。因为锂电池是储能装置,而单纯堆积锂电池又有着非常大的安全风险,所以提高锂电池的容量是很艰难的技术难题,同时充电速度也制约着汽车的续航能力。

但对于氢燃料汽车来说,续航反而是最容易满足的,因为氢燃料汽车的储能装置叫“储氢罐”,类似于燃油车的油箱,不仅加氢方便,提高续航只需要增大储氢罐体积就好。

抛开配套等外因,燃料电池自身最大的障碍是成本。作为动力源,燃料电池的性能、安全早就在上世纪航空航天等军工领域得到了充分验证,但一旦降维到民用汽车,成本就成了一个无法平衡的障碍。

燃料电池的性能与价格高昂的铂催化剂息息相关。降低铂催化剂用量,性能不过关;增加铂催化剂用量,老百姓买不起。因此,燃料电池企业的大部分研发工作都是在降本方面。

在资本大量注入后,燃料电池降本的进度有目共睹。上述燃料电池企业人士向《财经》记者表示,“这两年虽然燃料电池市场规模增长不多,但提质和降本这两块发展很快。”

氢燃料电池汽车都是混合动力,由一块氢燃料电池和一块锂电池混合驱动。衣宝廉曾表示,“燃料电池汽车都是混动,不同的是,燃料电池技术差的企业,锂电池大一些;燃料电池技术好的企业,锂电池小一些。”

五年前,国内的氢燃料汽车基本与现在的“增程式电动”类似,即燃料电池作为单纯的发电机为锂电池充能,而锂电池是汽车驱动的核心。如今的国内氢燃料汽车已经回归了氢燃料本质:基本由燃料电池发电驱动,锂电池只作为辅助装置,负责部分电力支持以及为燃料电池功率削峰填谷。

所谓削峰填谷,是因为燃料电池输出功率在快速变动的过程中,会影响到铂催化剂的使用寿命,而汽车在复杂工况中,又需要不断变化速度,故用锂电池作为一个过渡装置。

比如汽车需要突然加速,这时就由锂电池暂时补充电能进行输出,避免燃料电池功率突然增大;紧急刹车时,氢燃料电池过剩的电能就充入锂电池中,使氢燃料电池的功率不至于骤然降低。

如今的国内氢燃料汽车,虽仍是混动,但很显然已经从“锂电池大一些”变成了“锂电池小一些”的高水平层次。

商业化困难在哪里?

氢燃料电池汽车技术已经完成了质变,政策也在积极引导,但商业化仍很遥远。

制氢、储氢、运氢,以及氢燃料电池的成本、寿命始终是横亘在氢燃料电池产业化路上的大山。车辆售价、氢气价格和加氢站数量的问题不得到解决,几乎没有发展的机会。

衣宝廉向《财经》记者表示,“燃料电池乘用车的推广有两大难题:一是燃料电池发动机成本过高,每千瓦电堆的售价为石墨板2000元左右,金属板3000元左右(乘用车只能采用金属板);二是加氢站的密度,只有加氢站普及了,乘用车才能商业化,否则只能用做市内出租车了。”

即便是将氢燃料汽车作为出租车使用,考虑到整车售价、加氢成本、加氢便捷性、全生命周期成本收益等因素,其竞争力也远不如燃油车和纯电动汽车。

衣宝廉认为只有金属板电堆降到每千瓦1000元左右时,乘用车才能开始产业化。“那时,采用功率为50千瓦的燃料电池发动机,轿车成本在15万元左右;采用功率为100千瓦的燃料电池发动机轿车成本在20多万元,在市场的接受范围内。这个时间点,至少要在‘十四五之后了。”

配套设施的匹配问题也同样不可小觑。以加氢站建设为例,一位业内人士向《财经》记者介绍,“不算土地成本,一座普通固定站大概在800万元左右,撬装站会便宜很多,当然也还要看日加氢能力进行增减。”

加氢站高额的建设成本,和当下低下的市场收益,将利益至上的企业家堵在加氢领域的门外。此外,制氢、储氢、运氢的配套痛点,也直接影响到了氢燃料汽车的使用环境。

自2015年量产以来,中国燃料电池汽车的销量虽逐渐攀升,但在2020年已明显遇到瓶颈,中汽协数据显示,2020年燃料电池汽车产销分别完成1199辆和1177辆,同比分别下降57.5%和56.8%。如不加速各环节的技术突破,氢燃料电池汽车始终只是一个美好的概念。

表:北京地區氢燃料产业核心公司

资料来源:公开信息整理。制表:张玲

地方上开始自主建设

不是每个城市都适合建设氢燃料产业。

为避免资源浪费,2020年4月,工信部发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(下称《通知》),氢燃料电池补贴剧变,对燃料电池车的资金鼓励将由全国范围,缩小集中到“部分符合条件的城市”。

这意味着氢燃料汽车的普及将从“漫天撒网”到“有的放矢”,即只有具备一定产业基础的城市,才有资格投入到氢燃料产业的建设中。可以预见的是:未来中国氢燃料产业的发展格局,将变成围绕关键核心零部件企业,形成错落在中国各地区的氢燃料产业集群。

自工信部发布《通知》后,各地方政府围绕本土核心零部件汽车打造产业集群的规划也相继浮出水面。以北京为例,2020年底,北京市经济和信息化局发布了《北京市氢燃料电池汽车产业发展规划(2020-2025年)》以下称《规划》)。

北京发布的燃料电池产业《规划》提出了两个明确的发展目标:即在2023年前,培育3家-5家具有国际影响力的氢燃料电池产业链龙头企业,力争推广氢燃料电池汽车3000辆、建成加氢站37座,氢燃料电池汽车全产业链累计产值突破85亿元。

2025年前,培育5家-10家具有国际影响力的氢燃料电池产业链龙头企业,建设2家国际一流的氢燃料电池产业研发创新平台,力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆、新建加氢站37座(共计74座),氢燃料电池汽车全产业链累计产值突破240亿元。

北京燃料电池产业规划的关键词就是“产业链”,目前北京已经形成了从上游到下游的全产业链布局。如无意外,《规划》中三年内3家-5家、五年内5家-10家具有国际影响力的氢燃料电池产业链龙头企业将诞生在表格的企业中。

衣宝廉表示,“北京的《规划》对燃料电池产业推动巨大,1万辆车的规划,会推动关键材料与部件批量生产线的建立,大幅降低燃料电池车用发动机成本;同时,局部地区密集的加氢站群可开启燃料电池乘用车的示范应用,将推动燃料电池电堆功率密度和发动机集成度,为乘用车进入市场创造条件。”

北京是整个中国燃料电池产业发展的一个缩影,未来类似的产业集群将更多,共同推动燃料电池产业发展。

星星之火可以燎原,正如《中国氢能产业基础设施蓝皮书》所规划的:2030年,氢能产业将成为中国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,产业产值将突破1万亿元;国内将建成加氢站1000座,氢燃料电池汽车达到100万辆。

公开数据显示,2020年中国氢能汽车产销量不超过2000辆,全球氢车保有量也仅有3.2万辆,巨大的市场增长潜力正等待国内优秀的氢燃料电池相关企业开发。

标签: 燃料电池 锂电池 乘用车