钜大LARGE | 点击量:866次 | 2019年04月27日
中国市场再次引爆全球燃料电池投资热潮
1、燃料电池电动汽车真正的黑马
近年来,电动汽车市场与消费者的需求快速增长,当人们为电动汽车的性能何时能够比拟内燃机的性能而越来越焦虑时,燃料电池就像一匹黑马—悄悄地从一系列全新的电动乘用车技术中脱颖而出。燃料电池电动汽车(FCEV)已经经历了几个重要的阶段,包括使用效率、安全性和可靠性,但由于消费者以及社会公众的关注度尚且停留在其他电池和电动汽车技术上,燃料电池在一定程度上被忽视。
与电池电动汽车技术相比,燃料电池技术因其氢燃料基础设施差、设计复杂、制造和维护成本高以及无法匹配电动汽车性能而受到排斥。燃料电池的工作原理,是燃料电池组与电动机相连,电动机依次与车轮相连,燃料电池组起电池的作用,直接向电机提供电力,然后电机向车轮提供动力。来自燃料电池的多余电能被提供给电池,电池在爬坡或硬加速时使用已经储存的能量。
当FCEV技术体系已经建立时,该行业是否已经具备实施这项技术的环境与基础呢?答案是肯定的,因为全球汽车市场已经在逐步实施和推进燃油车替代技术,尤其是车企成立能源汽车部门,设计制造新能源汽车,比例也在逐步提升,当然这将是一个漫长的过程。
2、日本已经成为燃料电池技术的引领者
日本电动汽车市场是第一个采用混合动力汽车技术的市场。日本政府和当地的早期设备制造商已经在推动全球电气化动力系统的使用标准化。与此同时,日本政府一直鼓励国内生产厂商和市场用户将氢燃料技术用于大规模部署和运输应用,为支持这一目标的实现,日本政府已投资近3.78亿美元开发基础设施,并提供购买补贴与奖励,每个加氢站大约购买补贴100万美元,购买奖励将持续到2020年前后。
根据最近FCEV相关研究,日本将利用世界领先的汽车制造商丰田(Toyota)和本田(Honda)的专业知识与技术储备来推动其在燃料电池系统市场的领导地位,另外韩国也将依托现代等车企的燃料电池技术实现市场卡位。目前,由于对氢燃料加注站的投资和资金支持的增加,有可能使日本和美国,特别是美国的加利福尼亚州,成为燃料电池汽车的主要使用者。
根据预测数据,到2030年全球电动汽车市场将达到583360辆左右,亚太地区(亚太地区)等国家(如日本和韩国)分别以218651辆和80440辆占据市场主导地位,欧洲和北美的电动汽车市场将分别达到117000辆和118847辆。
燃料电池乘用车市场:2013-2030年全球按区域中线情景划分的汽车销售
全球在新兴市场采用燃料电池汽车将受到强有力的激励和政府政策的推动,这些政策将提高消费者的接受度,并提高寻求建立全球燃料电池加油站网络的公司的私人投资。根据这一趋势,未来五年全球市场预计将有20辆主要原始设备制造商推出燃料电池汽车。具有先行者优势的亚洲原始设备制造商有望主导市场。例如,到2030年,丰田FCEV的单位销量预计为165000辆,现代FCEV的单位销量预计为148000辆。
3、国际知名汽车制造商纷纷投入战线
日本丰田和本田是燃料电池技术发展的领军企业,具有作为完整成熟的技术体系,目前全球其他市场均采用日本的技术路线来发展燃料电池电动汽车。丰田已经实现了最高的功率输出,同时大大降低了燃料电池系统的价格和规模,而本田已经开创了一个更为强大和紧凑的系统,这种系统将使用电动空气涡轮压缩机增强氢和空气的混合,产生更多的电力。专家认为,在2020年后,当世界各国电动汽车补贴将逐步取消,对燃料电池电动汽车的推动有可能会逐步加大。
丰田,燃料电池汽车的引领者
随着基本成本降低和基础设施完善,预计到2025年以后,燃料电池技术的增长将呈指数增长。现代起亚(HyundaiKia)和本田集团(HondaGroup)预计将拥有销量最高的燃料电池汽车,目前两家企业已经在国内的加利福尼亚,通过租赁等方式提供燃料电池电动汽车。全球正在推出20多种燃料电池汽车型号,逐步加大的投资,将不断推动汽车用燃料电池堆商业化进程。
在政府的政策推动下,美国能源部的目标是到2030年,大约有50万辆燃料电池汽车部署在美国的街道上。与此同时,借助东京奥运会的契机,日本政府正在努力推动燃料电池和相关基础设施的发展,到2020年将订购6000辆燃料电池和160个发电站。
因此,氢基础设施的建立和政府支持政策的积极推动,为设备制造商推出燃料电池汽车模型铺平了道路。
4、燃料电池电动汽车普及存在关键瓶颈问题
全球的燃料电池汽车制造商,包括奔驰、宝马等国际品牌,若要在燃料电池电动汽车上获得真正的突破,从而实现燃料电池汽车与纯电动汽车具有同样的普及性,就必须克服一下几大关键问题:
(1)基础设施的开发;
(2)零排放氢气的生产;
(3)燃料电池组成本。
用于储存和发电,需要部署可变氢压喷嘴燃料站,成本约为75万至100万美元,这是基础设施扩建的主要瓶颈。因而创建模块化的方法将是美国氢燃料站的关键技术趋势,因为这将使商用和乘用车能够适应350–700bar的可变压力。燃料电池乘用车市场:技术路线图,全球,2012-2030年
目前,功率密度和价格是燃料电池乘用车市场竞争的重点领域。FCEV在不同速度下的耐用性约为3500小时,而客车已超过2016年18000小时的目标,达到约23000小时的耐用性。美国能源部的目标是将80千瓦的燃料电池组系统的价格降低到40-30美元。随着燃料电池堆价格的降低,使用质子交换膜(PEM)电解法将制氢成本降低到每千克2美元以下的努力也在进行中。丰田和现代率先采用了质子交换膜(PEM)电池技术,该技术可降低单位管理费用,2015年的管理费用约为5万美元。随着生产量的增加,独立于技术进步和制造工艺的成本将显著降低。
5、近十年来燃料电池投资稳步增长,2019有望成为增速最快的一年
在未来十年里,估计将有100亿美元的资金投资于全球燃料电池技术,这项投资将由一批私人投资公司与汽车巨头丰田、戴姆勒和宝马等联合开发氢技术和基础设施。美国加州政府已批准每年2000万美元的氢站部署支出,私营公司已在2017年底投资近2160万美元。本田(Honda)和通用(GM)等原始设备制造商正通过共同开发燃料电池技术和在美国密歇根州建立制造厂,加快向替代技术应用推进的步伐。
这两家公司在合资企业的投资总额为8500万美元。合资公司计划从2020年开始大规模生产,利用双方的综合开发团队和共享的氢燃料电池知识产权,为燃料电池和氢储存系统创造更经济的商业解决方案。这种合作和投资为FCEV创造了一个新的平台,通过租赁选择(现代和本田)以及直接销售和支持(丰田)进入消费者市场。
BEV、PHEV和FCEV情景估计,全球2015-2025年
预计到2030年,全球将有大约200万辆燃料电池汽车行使在路上。日本和韩国将在推进燃料电池汽车技术方面发挥关键作用,丰田和现代起亚(HyundaiKia)将成为燃料电池技术的全球领导者。随着中国、日本和韩国等亚洲国家政府对燃料电池汽车的补贴加大的同时,到2020年起全球逐步取消BEV激励措施,这将为消费者、投资者打开另外一个大门,燃料电池汽车技术新纪元即将开启。