氫能重卡降成本之路
發(fā)布時(shí)間：
2022-06-01
2021年2月，氫能重卡消息不斷。伴隨韓國(guó)現(xiàn)代、日本豐田等跨國(guó)企業(yè)紛紛在中國(guó)布局燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。正如純電動(dòng)車領(lǐng)域引進(jìn)特斯拉后，寧德時(shí)代成功打破其鋰電池供應(yīng)壁壘，參與到核心供應(yīng)鏈中，在政府的引導(dǎo)下，中國(guó)的燃料電池企業(yè)也即將與國(guó)際巨頭產(chǎn)生激烈競(jìng)爭(zhēng)，期待著能夠殺出重圍。與此同時(shí)，日韓企業(yè)很可能帶來(lái)的技術(shù)外溢和人才流動(dòng)將有助于我國(guó)燃料電池行業(yè)整體水平的提升，“鯰魚效應(yīng)”讓市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平和市場(chǎng)透明度同時(shí)提高。
2021年2月，氫能重卡消息不斷。伴隨韓國(guó)現(xiàn)代、日本豐田等跨國(guó)企業(yè)紛紛在中國(guó)布局燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。正如純電動(dòng)車領(lǐng)域引進(jìn)特斯拉后，寧德時(shí)代成功打破其鋰電池供應(yīng)壁壘，參與到核心供應(yīng)鏈中，在政府的引導(dǎo)下，中國(guó)的燃料電池企業(yè)也即將與國(guó)際巨頭產(chǎn)生激烈競(jìng)爭(zhēng)，期待著能夠殺出重圍。與此同時(shí)，日韓企業(yè)很可能帶來(lái)的技術(shù)外溢和人才流動(dòng)將有助于我國(guó)燃料電池行業(yè)整體水平的提升，“鯰魚效應(yīng)”讓市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平和市場(chǎng)透明度同時(shí)提高。
“柴改氫”是中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展方向之一，國(guó)內(nèi)外紛紛在中國(guó)布局氫燃料電池重卡，其中包括豐田、現(xiàn)代等多家車企，已經(jīng)相繼在氫能源重卡領(lǐng)域發(fā)力。豐田與日野汽車共同開(kāi)發(fā)以Hino Profia為基礎(chǔ)重型燃料電池卡車，續(xù)航能力預(yù)計(jì)約600公里；現(xiàn)代簽約4000輛氫能重卡，建設(shè)6500套/年燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)線強(qiáng)勢(shì)入局；江鈴重汽向上海智迪成功交付10臺(tái)江鈴?fù)垰淙剂现乜ǎ惶K州金龍50輛氫燃料電池重卡在上海寶鋼交付使用；深蘭科技將在兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)1000臺(tái)以上自動(dòng)駕駛氫能重卡的交付；通用汽車與Navistar聯(lián)手布局氫能重卡；深圳氫時(shí)代110kW氫能重卡進(jìn)駐鹽田港測(cè)試；氫楓能源與金馬能源成立合資公司布局500臺(tái)氫能重卡......
雖然各家車企已隱隱傳出競(jìng)爭(zhēng)的硝煙，但目前商用燃料電池車，尤其是氫能氫能重卡領(lǐng)域，仍舊是一個(gè)增量市場(chǎng)，目前全國(guó)重卡有1000萬(wàn)輛，現(xiàn)有氫能重卡數(shù)與目前訂單數(shù)之和也不足萬(wàn)輛，再加上客車、功能車以及工程機(jī)械用氫，其中市場(chǎng)空間龐大。因此未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將會(huì)是傳統(tǒng)柴油重卡與氫能重卡之間的競(jìng)爭(zhēng)。目前來(lái)看，氫能重卡成本遠(yuǎn)超柴油重卡購(gòu)車成本約為后者的一倍，要想通過(guò)降本提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，短期內(nèi)須依賴政策補(bǔ)貼，長(zhǎng)期則需要各方在整車成本、燃料成本與人力成本方面做出巨大努力。
從政策補(bǔ)貼角度講:近年來(lái)我國(guó)一直鼓勵(lì)燃料電池車的發(fā)展。2021年12月17日，北京大興區(qū)發(fā)布《大興區(qū)促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展暫行辦法》，其中指出，在大興區(qū)購(gòu)買的氫燃料電池汽車，最高將獲得1：1.4的國(guó)地補(bǔ)。以一輛110kW以上系統(tǒng)功率、31噸以上載重的氫能重卡為例，在示范首年可以獲得54.6萬(wàn)元國(guó)補(bǔ)，在大興區(qū)則一共能夠申領(lǐng)131.04萬(wàn)元國(guó)地補(bǔ)；2018年《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》制定了燃料電池車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。
從整車成本角度講:
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燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)量 |
200臺(tái)/年 |
1000臺(tái)/年 |
1萬(wàn)臺(tái)/年 |
5萬(wàn)臺(tái)/年 |
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燃料電池單位成本($/kW) |
283 |
180 |
115 |
90 |
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燃料電池系統(tǒng)功率(kW) |
308 |
308 |
308 |
308 |
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燃料電池系統(tǒng)總成本($) |
87,164 |
55,440 |
35,420 |
27,720 |
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相較目前成本變動(dòng) |
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-36.40% |
-59.36% |
-68.20% |
燃料電池系統(tǒng)規(guī)模化成本表
而當(dāng)車載氫瓶生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到萬(wàn)個(gè)/年時(shí)，規(guī)模效應(yīng)的降本效果尤其明顯，氫瓶成本將下降約40%，也能為整車成本下降貢獻(xiàn)約2%。
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車載氣瓶產(chǎn)量 |
1000個(gè)/年 |
1萬(wàn)個(gè)/年 |
10萬(wàn)臺(tái)/年 |
50萬(wàn)臺(tái)/年 |
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車載氣瓶單位成本($/kg) |
1200 |
710 |
523 |
473 |
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氫氣存儲(chǔ)量(kg) |
44.12 |
44.12 |
44.12 |
44.12 |
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車載氣瓶總成本($) |
52944 |
31,325 |
23,075 |
20,869 |
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相較目前成本變動(dòng) |
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-40.83% |
-56.42% |
-60.58% |
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車載氣瓶單位成本($/kg) |
1200 |
710 |
523 |
473 |
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氫氣存儲(chǔ)量(kg) |
44.12 |
44.12 |
44.12 |
44.12 |
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車載氣瓶總成本($) |
52944 |
31,325 |
23,075 |
20,869 |
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相較目前成本變動(dòng) |
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-40.83% |
-56.42% |
-60.58% |
車載氫瓶規(guī)模化成本表
而整車零部件方面，由于缺乏規(guī)模效益，非動(dòng)力系統(tǒng)部件和燃油車相比存在巨大的額外的成本加成，約占總成本的30%，遠(yuǎn)高于純電動(dòng)車的10%與燃油車的6%，降本空間巨大。
從燃料成本角度講：目前來(lái)看，如果使用綠氫，氫氣的加氫站成本要接近85元每公斤，是柴油價(jià)格的近四倍，這其中氫氣的制取成本占到46%，而氫氣的運(yùn)輸以及加氫站的建造成本占到其余的53%。
從制氫角度分析，目前綠氫的平均制取成本約為38.7元/kg，成本主要集中在可再生能源的電力價(jià)格以及電解水裝置的成本以及效率。2030年，海上風(fēng)電的度電成本將會(huì)下降40%，由現(xiàn)在的每度電0.45元降低到每度電0.26元。可以幫助氫氣的制取價(jià)格下降8.4元每千克。電解水設(shè)備目前受規(guī)模限制成本較高，降本空間巨大，假設(shè)2030年國(guó)內(nèi)電解水設(shè)備裝機(jī)量達(dá)到90GW，將為制氫帶來(lái)約12元/kg的成本減少。制氫最終成本將降至18元/kg左右。
從人力成本講：在港口碼頭、礦區(qū)及廠區(qū)等相對(duì)封閉的區(qū)域里，采用重卡最貴的是人工，如果采用成熟的自動(dòng)駕駛技術(shù)省去這部分成本，那么氫能重卡在其全生命周期里也就具備了經(jīng)濟(jì)性。這就是一種商業(yè)模式的創(chuàng)新，一旦規(guī)模化推廣，對(duì)產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)作用很大。然而自動(dòng)駕駛對(duì)氫能重卡駕駛環(huán)境有較高的要求，使用環(huán)境受限。
大功率的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)以及液氫作為儲(chǔ)氫系統(tǒng)結(jié)合將是未來(lái)商用車，特別是重卡車型發(fā)展方向。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)，到2050年，氫能將承擔(dān)全球18%的能源終端需求，創(chuàng)造超過(guò)2.5萬(wàn)億美元的市場(chǎng)價(jià)值，燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的 20%-25%，屆時(shí)將成為與汽油、柴油并列的終端能源體系消費(fèi)主體。
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