五年内 FCV将比燃油车更便宜
2019年可谓是中国燃料电池汽车商业化的元年,全年燃料电池汽车产量突破三千辆大关。
据GGII最新数据显示,2019年全年我国共生产氢燃料电池汽车3018辆(合格证数据),同比增长86.41%。销量方面,2019年1-11月燃料电池汽车销量突破1337辆,同比增长375.8%,可以说是非常优异的产销成绩。
但是也有人质疑,成本和定价相对燃油车高出不少的燃料电池汽车真的可以实现商业化吗?
接下来让我们一探究竟。
燃料电池汽车与传统燃油车一样,由四个基本模块组成:动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。不同的是,燃料电池汽车的动力系统通过燃料电池系统和电动机为汽车提供动力。这种能量来源于氢,氢储存在车辆的压力罐中,燃料电池堆将这些能量转化为电能,并由电作为辅助一同驱动电动机。
实际上,氢气用作汽车燃料已经有很长一段历史了。早在200年前,氢气就被用在第一代内燃机中作为燃料,与现在内燃机里汽油等燃料工作原理类似。但是因为安全性及能量密度较低,氢气作为内燃机燃料并没有表现出优越性。
科技发展至今,氢气不再用来直接燃烧,而是和氧气反应转换为电能,作为氢燃料电池使用。
燃料电池可以看做是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它从外表上看有正负 极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”,所以一个完整运作的氢能源汽车燃料电池 动力系统由两个核心部分组成,提供能量的燃料电池堆,以及支持燃料电池堆的运作的辅助子系统。
燃料电池最早登场于1839年,是威尔士科学家威廉·格罗夫发明出的原型。后在20世纪70年代,由于世界范围内的石油危机,使燃料电池首次成为了大众的焦点。
在接下来的几十年,不同国家和地区的科学家为了推动燃料电池车的发展做了不懈的努力。在多年的研发投入下,丰田在20年推出了全球第一辆商业化的燃料电池车。在此之后,燃料电池车在公众眼中不再是一个只存在于实验室中的车型,而是驱动未来汽车变化的主要技术之一。到了今天,已经有中国、美国、日本、德国等很多国家开始着力于推动氢燃料电池技术的发展。
近年来,通过政府政策鼓励、技术进步及产业参与度提升等多方面的投入,业内人士认为燃料电池的应用已经进入了一个黄金时代。据Information Trends的研究结果,自2013年到2017年底,全球总计售出6475辆氢燃料电池乘用车,商业化发展初具规模。
但是燃料电池汽车商业化进程中仍有有诸多瓶颈,成本过高就是最大的问题之一。
高成本导致了高售价,和传统燃油车及电动车相比,燃料电池汽车售价要高出许多,如丰田mirai燃料电池,售价约为40万人民币,而性能差不多的丰田Corolla燃油车售价仅12万人民币左右。
以中国燃料电池公交车为例,根据巴拉德与德勤撰写的白皮书中的统计数据,2019年我国燃料电池公交车购买成本约为2200000人民币(314000美元);而纯电动公交车购买成本在1600000人民币(229000美元)左右;燃油公交车购买成本最低,仅为燃料电池公交车的四分之一左右——530000人民币(77000美元)。
根据数据来看,燃料电池公交车的购买成本主要在于储能组和零部件,分别占据总成本的二分之一和五分之一。相比较之下,纯电动公交车各系统成本占比较均匀,燃油公交车主要成本为零部件。
从运营成本上看,燃料电池车的成本也远远高于纯电动车和燃油车,几乎是两者的两倍之多。
根据对各国公交车、物流车、重卡等多个车型的分析,2019年燃料电池车的每百公里总拥有成本约比纯电动车及燃料车分别高40%及90%左右。
而导致这个结果的主要原因应该在于:燃料电池购买成本上较高的燃料电池系统价格,因为缺乏规模效应导致的零部件与成本加价,以及运营成本上较高的氢气价格。
针对较高的燃料电池系统价格以及规模不成型的问题,各国市场和企业都在做相关努力,各个国家(地区)纷纷出台相关政策,给予氢燃料电池汽车产业有力支持,行业正在吸引更多的资本、科技力量,燃料电池汽车商业化已经开始了。
巴拉德总裁兼首席执行官Randy MacEwen先生表示:“未来10年内,在部分商用应用领域中,燃料电池电动汽车的运行成本将比纯电动汽车或内燃机的运行成本更低。”
据巴拉德白皮书预计,到2026年,燃料电池车的TCO(总拥有成本)将会开始低于纯电动车,到2027年,燃料电池车TCO将会开始低于燃油车。
在目前的主要成本中,燃料电池系统成本下降空间较大。当前,有很多观点认为燃料电池价格较高的原因是使用了贵金属催化剂。实际上,铂金的成本在燃料电池系统总体成本中占比不到1%。与之相反,锂电池的金属材料成本如锂和钴则在电池总体成本中占据了很大比例。因此,技术进步及大规模生产可以驱动燃料电池系统价格显著下降。
目前,燃料电池系统正向着性能更好,价格更低的方向发展。
在运营方面,燃料电池车成本下降的主要驱动因素是氢气价格,受益于更多的可再生能源将用于氢气生产(目前由可再生能源生产的氢气占比还不到5%)及相关运输及存储技术的提升,预计氢气价格将在美国、中国、欧洲等国家和地区明显下降。
总体来看,随着燃料电池系统和氢气价格的下降,未来10年内,燃料电池车TCO将会降低50%。
此外,考虑到政府补贴和政策支持,以及新兴技术出现的可能,燃料电池汽车成本的下降或许会比预测值要大的多。由于油价上涨、更严格的排放标准出台、市区准入限制、燃油车禁令等因素影响,燃油车可能会有大幅度的价格变化。或许,在未来5年内,燃料电池车的TCO就有可能低于电动车及燃油车。