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国内外政策不断释放,燃料电池汽车处于爆发前夕

放大字体 缩小字体 发布日期:2021-09-30 14:58:46   来源:互联网  编辑:新能源网  浏览次数:897
核心提示:世界主要发达国家积极推进氢能和燃料电池产业发展。日本、美国、韩国、欧洲等国家 氢燃料电池汽车的研发与商业化应用发展迅速,各国均制定了燃料电池行业中长期发展规划并 投入巨额补贴,日本由于其自身的资源匮乏,甚至将发展氢能和燃料电池技术提升到了国家战 略层面。

 1、主要发达国家和我国都对燃料电池汽车提出了积极的发展规划

世界主要发达国家积极推进氢能和燃料电池产业发展。日本、美国、韩国、欧洲等国家 氢燃料电池汽车的研发与商业化应用发展迅速,各国均制定了燃料电池行业中长期发展规划并 投入巨额补贴,日本由于其自身的资源匮乏,甚至将发展氢能和燃料电池技术提升到了国家战 略层面。

国内政策对燃料电池汽车持续加强战略支持。我国自 2002 年起即确立了以混合动力汽车纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为 “三横”的电动汽车“三纵三横”研发布局。从 2012 年的节能与新能源汽车产业发展规划起, 持续加强对于燃料电池汽车的战略支持与产业引导。各项科技发展规划或纲要明确提出加强燃 料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究,提出重点围绕燃料 电池动力系统等 6 大创 新链进行任务部署,支持燃料电池全产业链技术攻关。在财政补贴方面,2016-2020 年持续实 施燃料电池汽车推广应用补助政策,根据 2020 年发布的后续通知,将对燃料电池汽车的购置 补贴调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域,重点围绕关键零部件的技术攻关和 产业化应用开展示范,中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。

多个氢能示范城市在相关发展规划中明确了未来燃料电池汽车推广的阶段性目标。自上 海市发布第一个氢燃料电池汽车发展规划以来,各地政府密集出台氢能与燃料电池产业规划。包括张家口、成都、苏州等地均积极发展氢燃料产业并推广燃料电池汽车运营。根据部分省市 的燃料电池规划,2025 年燃料电池汽车有望达到 10 万辆以上。

2020 年 9 月,财政部等五部委发布关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,有望推动国 内燃料电池汽车产业快速发展。燃料电池汽车支持政策,将对符合条件的城市群开展燃料电 池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。今年新政策对适合燃料电池汽车示范的 应用场景提高要求,已推广燃料电池汽车从此前的 50 辆提高到 100 辆,已建成并投入运营加 氢站数从此前 1 座提高到至少 2 座,且单站日加氢能力不低于 500 公斤。

我国规划到 2030 年燃料电池汽车保有量达到 100 万辆。根据中国《节能与新能源汽车产 业技术路线图》,到 2025年氢燃料电池汽车保有量推广规模将达到 5万辆,其中商用车 1万辆、 乘用车 4 万辆,加氢站超过 300 座。2030 年,将实现大规模商业化推广累计 100 万辆,燃料 电池系统产能超过 10 万套/企业,整机性能达到与传统内燃机相当。

2、燃料电池产业发展依赖于产品成熟和成本降低

燃料电池使用寿命难以满足运营车辆全生命周期使用,膜电极翻新延长电堆使用寿命。 燃料电池通常具有 5-10 年的使用寿命,巴拉德领先的膜电极和双极板技术,为老化的燃料电 堆更换新的膜电极(在整个电堆成本中占比 27.5%左右),并循环使用原双极板和硬件。翻新 后的燃料电堆将具备最新的膜电极和一套新的密封组件,并送还原始用户。翻新后的燃料电堆 符合与新电堆相同的规格要求,但建造成本却低很多。

燃料电池成本是限制燃料电池汽车行业发展速度的主要因素,当前燃料电池汽车产业链 各个环节成本构成如下:

? 氢气制备:1)当前氢气制备成本在 20-30 元/kg 水平。2)氢气运输成本平均在 2 元 +/kg(200 公里以内)。

? 氢气加注:1)当前 1 个加氢站建设成本为 1000-1500 万/个(500kg/d 水平)。2)国 内氢气销售价格为 70 元左右/kg。

? 燃料电池:当前燃料电池售价为 800~1000 元/kw。

? 燃料电池汽车整车:1)当前在售燃料电池乘用车为 45-50 万元/辆。2)当前在售燃 料电池商用车为上百万/辆。

氢能源成本降低将带动燃料电池汽车使用成本下降。目前的几种主流制氢路线中,采用 弃风弃光的电力回收电解制氢成本最低,其次为发电侧直接用于电解制氢,用电侧采用谷电价 制氢成本仍较高。我们预计随着化工制备的规模化效应、以及电力成本持续降低,将驱动氢能 源制取的成本不断降低。

氢燃料电池汽车能源使用成本略高于传统燃油车,随着制氢成本下降有极大下降空间。 以目前氢燃料约 70 元/kg 的售价、百公里消耗 0.8kg 计算,氢燃料电池的能源使用成本为 56 元/100km,按 6.7 元/L 的汽油价格、8L/百公里测算,燃油车能源使用成本为 53.6 元/100km, 氢燃料电池能源使用成本略高于燃油车,有较大下降空间。预计几年后氢燃料电池的使用成本 就将低于燃油车,全生命周期成本的比较主要将取决于购置成本。

规模效应将带来燃料氢能源利用综合成本降低。目前电堆成本 120 美金/kw,美国能源局 预测,当达到 1 万台规模时,电堆成本将降至 50 美金/kw 以下。当达到 50 万台规模时,燃料 电池电堆及发动机成本可分别下降至 19 美元/千瓦及 45 美元/千瓦。

3、燃料电池汽车处于爆发前夜,有望复制纯电动汽车发展路径

全球燃料电池的应用场景正由以清洁电站、辅助电源向车用电源转变。燃料电池根据其 应用场景不同可大体分为交通运输用、固定式、便携式燃料电池,近年来需求量均呈现爆发式 增长。2019 年全球燃料电池出货量达 1129.6MW,2015 年-2019 年复合增长率达到 39.52%。其中,交通运输领域需求上升尤为显著,年复合增长率达 68.13%,2019 年占比 80%以上。

2015-2019 年我国燃料电池汽车产量在政策扶持下迎来快速增长。2015 年,我国燃料电 池汽车上牌数仅 10 辆,在燃料电池汽车补贴政策的带动下,过去四年行业产销量迎来高速增 长,2019 年我国燃料电池汽车上牌数达到 2737 辆,同比增长 79%。我国燃料电池汽车产业已 经由过去政府主导的技术探索、示范运营阶段,逐步过渡到商业化初期阶段,预计今年及“十 四五”期间燃料电池汽车仍将延续快速增长态势。

我国纯电动汽车 2009 年开始导入,2013-2015 年迎来爆发增长,燃料电池汽车有望复制 纯电动汽车发展。2009 年,“十城千辆”计划发布,标志着我国纯电动新能源汽车产业化的开 端。在经历了初始导入阶段后,2013 年-2015 年纯电动汽车进入爆发阶段。2013 年纯电动汽 车销量仅 1.46 万辆,2014、2015 年分别实现了 200%和 400%以上的增长,2015 年销量达到 24.75 万辆。目前燃料电池汽车也处于爆发前的导入阶段,未来五年有望迎来爆发临界点。

商用车是短期燃料电池汽车发展重点。由于目前我国加氢站建设数量仍较少、燃料电池 汽车的购置成本较高,商用车尤其城市公交将会是短期最重要的燃料电池汽车应用场景。一方 面,城市公交车、重卡等运营车辆的行驶路径较为固定,对加氢站数量的依赖较低;另一方面, 我国商用车有较大的保有量基数,在燃料电池汽车发展初期,通过政府补贴、奖励示范等应用 等方式先实现燃料电池汽车的规模化生产,有望复制此前纯电动汽车领域“以公带私”的模式, 推动氢燃料电池产业链的成本下降。目前我国商用车头部企业如宇通、福田、中国重汽等车企 均已在燃料电池领域积极布局。

燃料电池乘用车领域目前以日韩车企为主。在乘用车领域,全球燃料电池汽车销量主要 由丰田、本田和现代 3 家日韩企业贡献。目前燃料电池乘用车售价远高于传统车或纯电动汽车, 丰田的全新第二代 Mirai 已在德国正式开售,售价 6.39 万欧元(约合人民币 50.5 万元)。国 内目前生产的燃料汽车几乎全部是客车以及专用车的重型车,乘用车还没有规模化的量产。短 期我国燃料电池乘用车的产销量增长速度,一是受限于车辆购置成本,二是乘用车适用的加氢 站数量。

 
 
关键词: 燃料电池汽车

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