鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:921次 | 2020年04月29日
如何看待燃料動(dòng)力電池在未來五年的發(fā)展?
在經(jīng)歷了多年的純電動(dòng)汽車為主的新能源汽車發(fā)展后,燃料動(dòng)力電池在2019年越來越火熱。如下圖所示,我們可以看到我國的燃料動(dòng)力電池也是從很早開始起步,經(jīng)歷了萌芽、早期階段、規(guī)劃階段和熱度提升階段。其中,燃料動(dòng)力電池和與之配套的氫能源產(chǎn)業(yè)的狀態(tài)還是要我們了解的:
1.燃料動(dòng)力電池目前是政府的政策為導(dǎo)向、處在資源投入期的狀態(tài):目前的政府政策,重要是通過路線圖和展望的性質(zhì)影響到高校和科研機(jī)構(gòu),產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的公司前端研發(fā),根據(jù)自身的情況出發(fā),針對各個(gè)階段提出了燃料動(dòng)力電池產(chǎn)量、燃料動(dòng)力電池汽車規(guī)劃、加氫站建設(shè)數(shù)量等具體目標(biāo)。
2.工程技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化問題:燃料動(dòng)力電池技術(shù)特性在峰值效率、系統(tǒng)能量密度、低溫啟動(dòng)等性能已經(jīng)與商業(yè)化應(yīng)用很接近了,我國要做的事情和韓國類似,在關(guān)鍵材料和技術(shù)上實(shí)現(xiàn)完全的國產(chǎn)化,進(jìn)一步降低成本(降低鉑等貴金屬催化劑用量)和提高系統(tǒng)耐久性。這個(gè)過程的參考對象并不是和純電動(dòng)汽車來比,而是和自身的發(fā)展特性相比較。
3.各國政府面向2030和2040年宏大的期許和規(guī)模,是建立在有足夠長的時(shí)間可以在技術(shù)層面逐漸突破,有更多的科研和探索資源隨著引導(dǎo)方向同步投入進(jìn)來,解決瓶頸問題之后的預(yù)期結(jié)果,這些結(jié)果短時(shí)間內(nèi)是無法探測的。
有點(diǎn)像15年前的純電動(dòng)汽車,這個(gè)領(lǐng)域也要一家類似特斯拉這樣的公司。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
第一部分:政府的氫能源方向和規(guī)劃
▲圖1我國燃料動(dòng)力電池方向的政策和態(tài)度變化
1)萌芽階段:從2006年更早開始,我國在燃料動(dòng)力電池和氫能源科研上面供應(yīng)科研經(jīng)費(fèi),并且在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》就進(jìn)入了初步籌備的萌芽階段,為商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化做嘗試和準(zhǔn)備。
2)早期階段:燃料動(dòng)力電池在2009-2014年,在補(bǔ)貼有、免購置稅等與鋰電相當(dāng)?shù)拇胧┫?,受到早期技術(shù)壓制的狀態(tài),大量的研究人員、從業(yè)人員從燃料動(dòng)力電池轉(zhuǎn)入鋰電行業(yè)。我們可以看到這個(gè)階段最重要的問題,在于燃料動(dòng)力電池方向我國的核心材料國產(chǎn)化程度低,成本降低很困難,與鋰離子電池的不斷降低成本和提升的性能來對照,燃料動(dòng)力電池在商用車和乘用車方面的表現(xiàn),沒有體現(xiàn)出與純電動(dòng)汽車相當(dāng)?shù)目焖俪墒煨浴?/p>
3)規(guī)劃階段:在我們持續(xù)加碼動(dòng)力鋰電池的階段,我國重要是把氫能作為一種技術(shù)路線對沖,參照隔壁日韓由于國家能源戰(zhàn)略的原因(搞電力方面沒有我國這么好的稟賦和優(yōu)勢),在規(guī)劃上面是戰(zhàn)略的,這個(gè)階段還處于對沖的考慮。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
4)熱度提升階段:2018年是個(gè)很特殊的年份,我們從五月份開始復(fù)盤,國家領(lǐng)導(dǎo)人去日本訪問參觀是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),接下來開始一系列的變化。2019年三月份,也就是上個(gè)月,不管是政府工作報(bào)告、補(bǔ)貼政策還是博鰲論壇的提法,整個(gè)走向開始變化了。
從國外的環(huán)境變化來看,尤其東亞兩個(gè)鄰國在氫能和燃料動(dòng)力電池方面的投入態(tài)度非常關(guān)鍵,這種規(guī)劃和投入關(guān)于我們也是有著很大的影響——
1.2018年六月日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布了第五期《能源基本計(jì)劃》,提出了面向2030年及2050年的能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略,其中燃料動(dòng)力電池和氫能作為一個(gè)重要的戰(zhàn)略抓手——?dú)淠茏鳛槿毡镜哪茉囱?,就有了極大的二級(jí)能源的戰(zhàn)略價(jià)值,構(gòu)建氫能制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和利用的國際產(chǎn)業(yè)鏈,積極推進(jìn)氫燃料發(fā)電、氫燃料汽車發(fā)展,推進(jìn)“氫能社會(huì)”的構(gòu)建。
2.2019年一月份,韓國政府公布了《氫能經(jīng)濟(jì)活性化路線圖》,把氫能產(chǎn)業(yè)定為三大戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一。韓國的目標(biāo)是到2030年,力爭在氫動(dòng)力汽車和燃料動(dòng)力電池領(lǐng)域占據(jù)全球市場份額第一的位置。到2040年可創(chuàng)造出43萬億韓元(約合2592億元人民幣)的年附加值。在燃料動(dòng)力電池方面,韓國府爭取到2040年把燃料動(dòng)力電池產(chǎn)量擴(kuò)大至15GW,到2040年在居民和用電領(lǐng)域供應(yīng)2.1GW(940,000個(gè)家庭)的燃料動(dòng)力電池。而氫動(dòng)力汽車將在2019年普及4000輛,到2022年普及8.1萬輛,2030年普及180萬輛。2040年氫燃料動(dòng)力電池汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量增至620萬輛。
3.2018年美國燃料動(dòng)力電池汽車銷量2368輛(豐田Mirai銷量為1700輛,占比達(dá)到71.79%)美國加氫站保有量居世界第三,截至2018年底美國擁有42座公共加氫站,重要集中在加利福尼亞和東北部城市。
4.歐洲將繼續(xù)加大對氫能及燃料動(dòng)力電池的投入。2019年二月,燃料動(dòng)力電池和氫能聯(lián)合組織(FCHJU)公布“歐洲氫能路線圖”,該路線圖提出了歐洲氫能未來30年的發(fā)展規(guī)劃,到2030年,氫的預(yù)計(jì)部署將為歐盟公司的燃料和相關(guān)設(shè)備創(chuàng)造約1300億歐元的產(chǎn)業(yè)。
▲圖2美國燃料動(dòng)力電池汽車的應(yīng)用情況
客觀來說,現(xiàn)實(shí)的燃料動(dòng)力電池的推進(jìn)情況,和各國政府的宏偉藍(lán)圖相比有很大的差異,燃料動(dòng)力電池關(guān)于現(xiàn)在當(dāng)下車企推進(jìn)產(chǎn)品走向市場,還是很早的。早期投入氫能產(chǎn)業(yè)鏈的前端所要的資金,也要政府一步步的推進(jìn)兌現(xiàn)。2018年全球新增48座加氫站,在建的加氫站要逐漸投進(jìn)去。而且,各國政府的目標(biāo),并沒有基于現(xiàn)實(shí)的燃料動(dòng)力電池所面對的技術(shù)和工程瓶頸,在細(xì)節(jié)層面要的突破要很多科研和探索的資源,政府只能供應(yīng)引導(dǎo)方向但是不能依靠自己把目標(biāo)變成現(xiàn)實(shí)。
第二部分:燃料動(dòng)力電池和純電動(dòng)汽車比較
隨著汽車產(chǎn)業(yè)有有關(guān)排放、油耗和新能源積分政策,甚至在討論“禁止燃油車”的時(shí)間表,全球來看眾多車企要檢討自身在動(dòng)力總成方面的選擇,在現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品組合和未來的規(guī)劃方面要盡早做決定。我們可以看到從去年開始,不少的車企在乘用車燃料動(dòng)力電池領(lǐng)域做出策略上的調(diào)整,優(yōu)先滿足車企集團(tuán)在2025年與競爭對手保持一致,統(tǒng)一的在燃料動(dòng)力電池的問題上做一些延遲的決定。
如福特汽車公司、戴姆勒公司以及加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司三方成立的汽車燃料動(dòng)力電池合資公司,也在六月初宣布即將關(guān)閉;戴姆勒集正將業(yè)務(wù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車領(lǐng)域,未來戴姆勒將自主研發(fā)汽車燃料動(dòng)力電池技術(shù);日產(chǎn)-雷諾-三菱聯(lián)盟將凍結(jié)2013年與戴姆勒、福特簽署的燃料動(dòng)力電池車(FCV)商用化計(jì)劃——日產(chǎn)-雷諾-三菱聯(lián)盟指出,由于燃料動(dòng)力電池車開發(fā)耗資巨大,難以同時(shí)開發(fā)多項(xiàng)技術(shù),所以決定凍結(jié)日產(chǎn)-雷諾、戴姆勒和福特三方氫燃料動(dòng)力電池汽車聯(lián)盟的商用化計(jì)劃,并將未來經(jīng)營資源集中用于純電動(dòng)汽車汽車的研發(fā);奧迪與現(xiàn)代汽車就氫燃料動(dòng)力電池電動(dòng)汽車(FCEV)組件和技術(shù),簽訂了多年期專利交叉許可協(xié)議,現(xiàn)代和奧迪將共同努力發(fā)展FCEV,現(xiàn)代汽車集團(tuán)將授予合作方獲得基于現(xiàn)代汽車專有技術(shù)零部件的權(quán)利,包括ix35氫燃料動(dòng)力電池車和NEXO上積累的技術(shù)。
▲圖3在燃料動(dòng)力電池項(xiàng)目堅(jiān)定投入的,以豐田、本田和現(xiàn)代為主導(dǎo),都是本國政府規(guī)劃的延申
以目前較為激進(jìn)的現(xiàn)代汽車集團(tuán)為例,到2025年的整體規(guī)劃,HEV、pHEV、EV和FCV幾條技術(shù)路線,目前2018年整體的規(guī)模在13.5萬臺(tái),未來到2025年要推進(jìn)到167萬臺(tái)。目前在規(guī)劃中能夠看到的是一款燃料動(dòng)力電池車型,規(guī)劃的數(shù)量為1.3萬臺(tái)。與之比較的,現(xiàn)代會(huì)在我國推出不少的專門純電動(dòng)汽車型,并且開發(fā)面向純電動(dòng)汽車的專用平臺(tái),以提升自己的純電動(dòng)汽車競爭力。
而純電動(dòng)汽車得益于成本降低的速度,在過去的一段時(shí)間內(nèi)使得其面向普通消費(fèi)者的競爭力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了現(xiàn)階段的燃料動(dòng)力電池汽車。
▲圖4現(xiàn)代清潔能源汽車總體規(guī)劃和燃料動(dòng)力電池汽車發(fā)展
小結(jié):我國在燃料動(dòng)力電池和氫能領(lǐng)域的政府政策引導(dǎo),從世界范圍內(nèi)來看是關(guān)于未來氫能領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵材料國產(chǎn)化的一種戰(zhàn)略跟隨,有助于在動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)之外開辟另一個(gè)有價(jià)值的研究方向,但是關(guān)于車企來說,在面對新能源汽車補(bǔ)貼退坡的情況下,要從政府補(bǔ)助下快速發(fā)展的軌道轉(zhuǎn)到市場化方向,而燃料動(dòng)力電池并不相同。