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中國氫燃料電池汽車與國際先進水平有多大差距?

放大字體??縮小字體 發布日期:2019-10-09 19:00:40 ??來源:新能源網??編輯:全球新能源網??瀏覽次數:801
核心提示:2019年10月09日關于中國氫燃料電池汽車與國際先進水平有多大差距?的最新消息:  作為新能源汽車領域最新的風口,中國氫燃料電池產業發展現狀如何,與國際先進水平相比有多大差距,商業化的挑戰有哪些?9月26-27日,在江蘇如皋舉辦的第四屆國際氫能與燃料電池汽車大
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  作為新能源汽車領域最新的風口,中國氫燃料電池產業發展現狀如何,與國際先進水平相比有多大差距,商業化的挑戰有哪些?9月26-27日,在江蘇如皋舉辦的第四屆國際氫能燃料電池汽車大會(FCVC 2019)上,這些問題得到了解答。

  國際氫能與燃料電池汽車大會是全球氫燃料電池汽車領域的頂級盛會,由中國汽車工程學會和國際氫能燃料電池協會(籌)共同舉辦,南通市人民政府和如皋市人民政府承辦,得到了聯合國開發計劃署、中國國際經濟技術交流中心、韓國氫能促進局、英美資源公司、豐田汽車公司、現代汽車公司、中國汽車技術研究中心有限公司、清華大學、同濟大學等企業、機構及高校的支持。

  FCV產銷量:美國最多、中日接近

  根據中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿提供的信息,截止2018年,全球燃料電池汽車累計銷量已超過1.2萬輛,中國累計運行氫燃料電池汽車超過3000輛。

  關于全球氫燃料電池銷量,歐盟燃料電池及氫能合作組織執行董事巴特·比耶比克也提供一些數據:

  從銷量來看,美國最多,截止今年第一季度達到7450輛,日本次之,也有3219輛,歐洲氫燃料電池汽車銷量是1731輛(中國和韓國數據待確認)。如果按照李駿的數據,中國與日本的銷量規模差不多。

  中國的氫燃料電池汽車的銷量數據缺乏權威統計。9月1日,中國工程院院士衣寶廉在“2019中國汽車產業發展(泰達)國際論壇”上演講時說,中國大概投放了4000多輛氫燃料汽車,但他得到的消息是有2000多輛車在運行。

  上汽集團副總裁、總工程師祖似杰提供的數據顯示,過去三年,中國的氫燃料電池汽車銷量分別是629輛、1272輛和1527輛,今年前8個月銷量為1125輛。

  企業層面。國內氫燃料電池乘用車的主要代表就是上汽集團。上汽是目前國內唯一具備燃料汽車商用車和乘用車技術和生產能力的企業,過去5年,上汽的燃料電池汽車產量分別是6輛、20輛、55輛、100輛和306輛。其中,上汽榮威950燃料電池轎車實現產銷50臺,用于租賃和UNDP的示范運行,累計運營歷程超過50萬公里。

  日本的主要代表車企是豐田汽車,主要代表車型是豐田的Mirai。豐田汽車燃料電池事業領域領域長濱村芳彥提供的信息顯示,豐田Mirai自2014年推出以來,至今已經銷售了超過1萬輛。Mirai的主要市場是在美國和日本本土。

  簡單從銷量對比來看,豐田是遙遙領先的。另外一點值得注意的是,中國的氫燃料電池汽車基本上都是客車或者物流車等商用車,美國和日本主要是乘用車。

  相比而言,氫燃料電池客車和商用車的技術含量較低,燃料電池電堆的體積比功率、燃料電池系統功率都比較低,但是對系統的耐久性要求比乘用車要高一些。

  加氫站數量:中國全面落后于歐美日

  在加氫基礎設施方面,歐盟燃料電池及氫能合作組織執行董事巴特·比耶比克提供的信息顯示,截止到今年第一季度,歐洲有134座加氫站,日本有108座,美國有41座。

  李駿院士提供的數據顯示,全球已經建成運營加氫站近400座,中國運行加氫站近30座。相比來說,中國的加氫站數量是比較少的。

  關于未來全球加氫站的數量和分布,巴特·比耶比克援引麥肯錫的預測稱,2025年之后,歐洲的加氫站數量將遠多于中國、美國和日本。到2030年,歐洲的加氫站數量將達到3750座。

  FCV發展階段:中國不及日韓

  關于國外氫燃料電池汽車的發展階段和技術水平,李駿院士的評價是“以豐田、本田、現代為代表的部分車企,經過多年的關鍵技術攻關、技術考核驗證和特定用途領域商業化示范,突破了若干重要的燃料電池電堆及整車核心技術,整車性能已能夠達到傳統汽車水平”。

  中國的發展階段和技術水平是“初步形成了從燃料電池電堆、燃料電池系統到燃料電池整車設計集成的自主研發體系能力和小批量生產制造能力。并且在北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等重大活動期間進行了小規模的示范考核”。

  從李駿的評價不難看出,中國氫燃料電池汽車產業的整車研發和技術水平落后于日本和韓國。

  關于國內氫燃料電池汽車的示范運行,目前形成了以上海、如皋為主要示范點的長三角地區、以及以佛山為代表的珠三角地區,以及以北京、張家口為代表的環渤海地區。比如,江蘇省已經投入試運行200多輛氫燃料電池汽車,并建成了5座加氫站。并且集聚了30多家氫燃料電池汽車重點研發和制作生產企業。

  聯合國開發計劃署,亞洲及太平洋區域局高級經濟顧問、一帶一路戰略顧問郝博霖說,聯合國開發計劃署正在中國8個示范城市開展氫能和燃料電池項目(如皋是聯合國開發計劃署在中國第一個氫能示范城市),當今中國的氫能和燃料電池產業形成了覆蓋四個產業集群,擁有超過33家上市公司,以及40家汽車制造商。

  FCV核心技術:中國與日韓差距大

  在燃料汽車核心技術方面,中國與國際先進水平有多大差距?這部分我們通過整車的性能參數來進行對比。選取的對比車型上汽榮威950FCV和豐田Mirai。

  榮威950FCV最早出現在2016年10月工信部發布的第289批《道路機動車輛生產企業及產品公告》中,此后并未公開銷售,基本上只做示范運行。根據上文上汽集團副總裁、總工程師祖似杰提供的數據,榮威950FCV總產銷為50輛,用于租賃和UNDP的示范運行。由于國內汽車車企都未推出燃料電池乘用車,因此,榮威950FCV可以看作是中國燃料電池乘用車的代表車型。

  豐田Mirai于2014年上市銷售,是全球氫燃料電池汽車市場的明星車型,但其實全球首款量產的氫燃料電池汽車是現代汽車的iX35 FCV,比Mirai量產早一年。但Mirai的銷量是比較可觀的。上文已經提到,從2014年上市至今,Mirai已經銷售了1萬輛。

  *豐田Mirai燃料電池系統額定功率52kW非官方公布數據,為業內人士透露。另外,榮威950FCV的電堆體積比功率數據缺失,但根據目前國內燃料電池電堆的發展情況判斷,應該在2kW/L上下。

  通過上圖可以發現,榮威950FCV的續航里程顯著低于豐田Mirai,燃料電池系統額定功率為36kW,低于Mirai的52kW(氫燃料電池客車和商用車方面,從今年進入工信部《道路機動車輛生產企業及產品公告》的一些車型來看,燃料電池系統的額定功率基本在40-60kW之間)。從額定功率判斷,其燃料電池系統峰值功率應該也低于Mirai的114kW。

  兩款車驅動電機的峰值功率接近,預計額定功率差距也不大。儲氫量方面,Mirai比榮威950FCV多0.66kg,兩款車所用的儲氫罐的壓力都系統都是70MPa。在最低啟動溫度方面,Mirai可以達到-30℃,但榮威950FCV只能達到-20℃。

  總體來說,除電機以外,上汽榮威950FCV的燃料電池系統功率、電堆體積比功率、車輛續航里程、最低啟動溫度等方面的性能都不及豐田Mirai。

  上汽集團副總裁、總工程師祖似杰表示,搭載第三代大功率電池電堆的P390燃料電池系統也將在明年初正式量產,電堆功率達到115kW(此處所指的應該是峰值功率),體積功率密度達到3.1kW/L(達到第一代Mirai的水平),空氣系統可以實現零下30度的低溫啟動,接近國際一流的燃料電池科技的關鍵的技術指標。

  EV君在此次大會的現場展覽中看到了上汽旗下捷氫動力生產的P390燃料電池系統,體積比較大,可以搭載在上汽MAXUS的氫燃料電池輕客FCV0上,但是以目前的體積無法搭載在榮威品牌的任何一款轎車或者SUV上。

  另外,值得注意的是,豐田也將于明年推出第二代Mirai,其性能還將繼續提升。目前已知的信息是,其續航里程將從第一代的500公里提升至700-750公里,另外,燃料電池系統功率也將繼續提升。

  中國發展氫燃料電池汽車的挑戰

  綜合本次大會上一些專家和企業代表的發言,中國燃料電池汽車仍屬于產業導入期,實現商業化仍是一個中長期的發展過程。目前,中國氫燃料電池汽車產業發展仍然面臨以下幾方面挑戰。

  首先,氫燃料電池的核心技術與國際先進水平仍有差距。比如燃料電池電堆和系統功率、體積比功率、低溫啟動性能、燃料電池系統壽命、耐久性等方面。

  其次,氫燃料電池汽車的產業鏈基本形成,但一些核心零部件的技術水平、生產能力、成本等方面與國際先進水平比仍有差距,尤其是質子交換膜、膜電極、催化劑、空壓機等零部件,要么不具備量產能力,要么國內雖然能生產,但是質量和技術水平不如進口產品。

  第三,氫氣作為能源管理的體系尚未建立,標準法規尚不完善。比如,目前政策法規不允許儲氫瓶使用非金屬內膽,車載氫瓶還要拆卸后檢測等等。

  第四、加氫站數量少,分布不均。并且,加氫成本高。

  專家和企業的建議是盡快完善氫能和燃料電池汽車領域相關的政策法規和標準。在確保安全的前提下,科學合理地鼓勵產業創新。其次,政府加大對核心技術研發的支持力度,同時鼓勵企業加大投入。國家對合規加氫站建設和加氫費予以補貼支持,鼓勵社會資本參與加氫站建設,鼓勵運營企業購置燃料電池汽車投入運營。

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關鍵詞: 燃料電池 新能源汽車 mirai 豐田 電動汽車 日本汽車 燃料電池汽車

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