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燃料电池:能不能分新能源汽车市场的一杯羹?
发布时间:2019-07-11
 

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之前每日干货研报曾经发表过一篇《燃料电池:性能媲美内燃机,性能优于锂电池,产业化渐行渐近》,引起了很多讨论,大家对被日本定位国家战略方向的氢燃料电池的很多方面都不太放心。的确在上篇文章中,重点说的是氢燃料电池的发展方向,本文从纯电动的新能源汽车角度,再做了一次综合对比。

氢燃料电池是新能源汽车的另一种技术路线。

目前由中国市场引领的新能源汽车大潮更倾向纯电动路线,由于锂离子动力电池性能的快速进步,搭载大型储能电池的纯电动汽车性价比不断提升。但目前来看,尽管电池能量密度不断提升、快充技术不断发展,纯电动汽车仍然具有续航里程短、充电时间长两大弱点。氢燃料电池在这方面具有明显优势,随着氢燃料电池汽车产业化的逐步推进,可能会在新能源汽车中占有一定份额,从而抢占纯电动汽车的市场。氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池,其基本原理是电解水的逆反应。氢燃料电池对环境无污染,运行安静,转化效率达到 50%以上。

图 57:燃料电池工作原理

图 58:燃料电池汽车构成

氢燃料电池具有高续航、加氢快的优点。氢能燃料电池汽车相比电动汽车的主要优势在于续航里程高,加氢时间短。目前各大车企的燃料电池车一次加氢续航里程均高于500km,且在加氢站补充燃料的时间基本在3-5 分钟,基本避免了纯电动汽车的续航焦虑问题。从 2013年起市面上的量产氢燃料电池乘用车的续航里程就达到 500公里以上,而 2018 年国内主流A 级乘用车的续航里程门槛才刚跨过400 公里。

表 22:量产氢燃料电池乘用车续航里程(单位:km)

日韩车企投入最大,国内车企积极布局。自二十一世纪以来,海外车企开始纷纷加大对燃料电池汽车的研发与产业化布局。其中以日本、韩国的汽车企业如本田、丰田和现代投入最大,国家层面的支持最多。欧美车企如奥迪、通用也分别与现代、通用合作,开发新一代燃料电池车。国内车企如上汽集团,是较早开展氢燃料电池汽车研发的企业,并已推出过小规模量产车。长城汽车也明确了布局氢燃料电池汽车领域的决心,不仅加大了该领域的研发投入,也积极收购和入股燃料电池企业和海外加氢站企业。

目前氢燃料电池产业化的主要难点在于寿命与成本,同时配套产业如氢气的储运、加气站的建设远未成熟。氢燃料电池大规模推广还需解决以下问题:

1.燃料电池电堆寿命缺乏突破性进展。近几年本田等主力燃料电池车企发布的新一代量产乘用车燃料电池电堆的寿命达到 5000小时,不到普通燃油车使用周期的一半。

2.燃料电池产业化尚未成熟。目前燃料电池生产成本在 500美元/kW,消费者难以接受。除此之外,目前不同电池厂商、研究机构、车企的燃料电池生产标准差别较大,国际上尚未建立统一的燃料电池车生产标准。

3.氢能源的储存、运输难度较高。目前氢气仍然无法大规模在常温常压下储存,进而导致氢气在常温常压下的运输问题也难以解决。4.加氢站等基础设施欠缺。目前世界上加氢站普及率最高的日本只拥有不到 100座,而我国运营的加氢站数量也不超过 50座。

总体来看,我们认为氢燃料电池产业化有希望,但不会对纯电动路线造成革命性替代。

氢燃料电池产业化面临的问题仍然较多,5年内难以推广大规模产业化,而纯电动汽车的续航里程正在加速向燃料电池靠拢(2019年主流车型如比亚迪唐二代、Tesla Model 3续航里程达到 500公里以上),同时快充技术的发展也使充电时间大大缩短,氢燃料电池路线的最主要比较优势已经大幅减弱,未来很难对纯电动路线形成革命性的替代威胁。

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