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[注意] 燃料电池汽车的成本有多高?这篇文章告诉你

  今年,燃料电池在国内形成一波热潮,眼看未来新能源汽车补贴将逐渐消退,而燃料电池路线作为一个补充技术方向,在补贴鼓励上并没有立即消减,并且会继续发展。反观海外,众多车企开始在燃料电池乘用车领域做选择题,放弃还是坚持?这是个问题。

  最近,有不少车企做出了选择。6月初,福特汽车、戴姆勒以及加拿大巴拉德动力系统公司三方成立的燃料电池汽车合资公司宣布即将关闭。戴姆勒将业务重点转向电动汽车领域,未来将自主研发汽车燃料电池技术。

  日产-雷诺-三菱联盟则将冻结2013年与戴姆勒、福特汽车签署的燃料电池车(FCV)商用化计划。日产-雷诺-三菱联盟指出,由于燃料电池汽车开发耗资巨大,难以同时开发多项技术,所以决定冻结三方计划,并将未来经营资源集中于纯电动汽车的研发。

  实际上,各个车企在技术路线上往往采取跟随态度,在并不是很看好的情况下,就会缩减资源投入,而之前的结盟运作分摊开发费用,已经是小成本运行。但是,如今纷纷散伙的架势可不像是形势一片大好的样子。

  例如在大众汽车集团,奥迪就是在燃料电池领域开始节流的代表。6月20日,现代汽车与奥迪宣布,双方就氢燃料电池汽车(FCEV)组件和技术签订多年期专利交叉许可协议,共同努力发展FCEV,现代汽车将授予合作方获得基于现代汽车专有技术零部件的权利,包括ix35氢燃料电池车和NEXO积累的技术。

  一、燃料电池汽车发展现状

  据Information Trends的研究结果,自2013年氢燃料电池车商业化到2017年底,全球总计售出6475辆氢燃料电池乘用车。2016年之前一共销售3000辆,2017年销售3382辆,其中丰田Mirai就卖出3000辆,占比为75%,本田和现代汽车分别占13%和11%。

  丰田在推动燃料电池车商业化方面不遗余力,主要在美国市场和日本市场同步大力推动。丰田燃料电池车的开发时间已经非常长,但是从实际增速效果来看,情况不是特别理想,发展速度还是受到了很大制约。

  燃料电池汽车的加氢站分布,在美国比较集中,主要在加州旧金山湾区、洛杉矶及奥兰治县,对应超过50%的氢燃料电池车也在加州售出。

  从全球范围来看,燃料电池汽车商业化进程正在加快,不过推动力主要源自于日本和韩国两个相对地域狭小的国家。

  2018年6月,韩国政府同意在未来五年内投资约20亿欧元用于氢燃料电池以及加氢站的补贴。目标到2022年为15000辆燃料电池汽车和1000辆燃料电池公交车提供资金。最重要的是,资助计划包括310个新的加氢站

  日本则致力于氢气站网络的发展和完善。2020年前,日本计划推广4万辆氢燃料电池汽车上路,并在2025年和2030年之前分别达到20万辆和80万辆。另外,加氢站也将在2020年之前发展到160个,在2025年和2030年前分别发展到320个和720个。

  从某种层面来看,燃料电池的战略选择和地域有着密不可分的联系,在韩国和日本,如果能有效的替代部分石油的功能,比推广纯电动汽车更有意义。

  因此,丰田汽车面向2020年东京奥运会和残奥会,预计将会以东京为中心投放100多辆氢燃料电池巴士。在产业链方面,日本汽车制造商丰田合成株式会社在日本员弁市新建了一家工厂,生产高压氢气罐。

  二、燃料电池汽车成本预估

  对于燃料电池技术,目前最大的问题是需要从能源供给转换全局考虑,如果没有实现从石油能源往氢气的整体转换,并在较大地域范围覆盖,就没办法进行大规模化应用。对于整车企业而言,市场规模就比较有限,需要较大的量才能有效降低成本。

  据美国能源部最新数据显示,以80kW质子交换膜燃料电池系统为例,2017年,每生产1000套燃料电池,燃料电池系统(包括燃料电池电堆、高压储氢罐、升压变频器、电动机、动力控制单元等)的成本达到179美元/kW,其中电堆成本为118美元/kW;每生产1万套燃料电池,燃料电池系统成本为79美元/kW,其中电堆成本为39美元/kW。

  以丰田Mirai为例,2015年该车产量已达到700辆,2016年提升至2000辆,到2020年将达到3万辆,这是2017年的10倍。如果按照上述数字折算,丰田Mirai的续航超过600公里,燃料电池组最大功率为114kW,核算其电堆成本为1.1——1.3万美元,整套燃料电池系统超过2万美金。而同等的电池系统大约需要70-80kWh,电池系统成本为1.4-1.6万美金。燃料电池汽车成本算下来确实很高。

  燃料电池寿命不需要解决充电问题,其持续寿命主要是发电和行驶工况,现阶段核心的难点之一就是解决燃料电池寿命,这个目标是5000-10000小时。目前国际先进水平的燃料电池寿命是5000小时,部分电堆的寿命可能更高一些,而国内水平只有2000-3000小时。燃料电池汽车成本中使用寿命也是急需要解决的问题。

  氢燃料发电的过程中,需要用到含铂催化剂,但铂金是贵金属,价格高昂。丰田的燃料电池车Mirai每辆车用铂20g,约合0.17g/kW。根据美国能源部的规划,到2020年燃料电池汽车用铂量预计会下降到0.125g/kW。在这个层面,持续的技术投入对于原料的依赖还有持续的工作要做。
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