在國內新能源汽車市場進入爆發(fā)和高速增長期之際,氫燃料汽車也欲來分一杯羹。
10 月 18 日,BMWiX5 氫燃料電池車首次在國內開放試駕,此次測試的車型由寶馬集團位于慕尼黑的研發(fā)中心小規(guī)模生產,目前國內僅有 5 輛試裝工程車。新車集成了氫燃料電池技術與第五代 BMW eDrive 電力驅動技術,由兩個儲氫罐、一個燃料電池、一個塊動力電池和驅動電機構成,可實現(xiàn)加氫 4 分鐘,WLTP 續(xù)航 504km。
兩個月前,豐田第二代 Mirai 氫燃料電池車已經正式上線并對外銷售。根據(jù)官網(wǎng)介紹,第二代 Mirai 搭載豐田燃料電池系統(tǒng),電堆功率 128kW,儲氫 5.6kg,NEDC 續(xù)航 781 公里,加滿氫僅需約 3 分鐘。
不久,豐田宣布將為 2024 年巴黎奧運會和殘奧會提供 500 輛 Mirai FCEV 氫燃料電池車作為官方用車。豐田曾為 2022 年北京冬奧會提供了 140 輛 Mirai 保障車,2021 年東京奧運會 Mirai 作為本土車型自然也是得到重用。
作為新能源車的一個分支,包括豐田、現(xiàn)代、寶馬、長城等國內外車企均在氫能源車上有布局,豐田更是在這個領域的領跑者。前述寶馬氫燃料車的燃料電池單體,目前就是直接采購自豐田。燃料電池單體是整車最核心的部件,相當于汽油車的發(fā)動機。
但過去多年,氫能源車銷售始終難見起色,豐田也因押寶失誤在新能源車發(fā)展上失了先手。在最近政策利好不斷的背景下,豐田能否借助氫能源車在新能源賽道上實現(xiàn) ' 彎道超車 '?
一手好牌為何打爛?
早在 1992 年,豐田就開始氫燃料電池汽車領域的研發(fā)工作。2014 年底,豐田的首款氫能源轎車——第一代 Mirai 量產,時任豐田掌門人的豐田章男將 Mirai 親自交付給時任首相安倍晉三。面對極有可能改寫汽車歷史的 Mirai,安倍給出了這樣的評價:'Mirai 象征著氫時代的序幕。'
一場氫能源革命就此開始。
起初,Mirai 的銷量并沒有讓人失望,首月訂單約 1500 臺,在北美市場也有大幾百的銷量成績。因為同時期的電車無論是續(xù)航能力、售價還是補能速度,在數(shù)據(jù)上都比不過 Mirai。以同期的特斯拉 Model S 為例,一代 Mirai 續(xù)航比 Model S 多 30km,補貼后售價是 Model S 的 6.5 折,加氫也僅需要 10 分鐘不到,彼時充電站對比加氫站數(shù)量也只能說是五十步笑百步。在當時,氫燃料電池車和電動車誰才是下一個風口,一時難以判斷。
但就在一代 Mirai 發(fā)布的同年,馬斯克宣布免費公開所有特斯拉的技術專利,直接利好電動汽車產業(yè)。作為對比,豐田掌握著 70% 氫相關的專利,并且?guī)缀鯄艛嗔肆悴考?,但直?2019 年才決定開放專利,增加 ' 伙伴 ' 數(shù)量。
然而,2019 年 ' 伙伴 ' 們早已投身電動汽車產業(yè)。特斯拉此時年銷量已達 36.78 萬輛,全球新能源汽車滲透率達到 2.5%,已然勢不可擋。
相關數(shù)據(jù)顯示,2021 年,全球主要國家共銷售氫能源車 16313 輛,同比增長 68%。同一年,僅特斯拉的純電動車在全球交付量就已達 93.62 萬輛,同比增長 87.2%。
2021 年 4 月 12 日,豐田旗下的第二代氫燃料電池車 Mirai 正式在日本上市。據(jù)悉,一代 Mirai 截至當時在全球銷量僅超過 10000 輛。
中國氫能聯(lián)盟研究院此前發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至 2022 年底,全球燃料電池車保有量達到 6.7 萬輛,同比增長 36.6%,其中我國燃料電池車保有量為 12682 輛。
2021 年 12 月,押寶氫能源的豐田汽車正式公布了電動化戰(zhàn)略,為了保證自己能活到氫能源 ' 起飛 ' 的那天,暫時選擇向市場妥協(xié)。
75 萬氫能源車難入百姓家
回頭來看,如果當時豐田及時開放氫能源專利,情況會有轉機嗎?
事實上,2014-2019 年豐田也沒有閑著,也在想方設法地降低單車制造成本、提高核心技術,使其更接近民用。然而,氫能源市場不是只有豐田努力就夠的。
電車配套設施的布局要比氫容易得多?;诔墒斓碾娋W(wǎng)建立充電站只是規(guī)劃的問題,即便沒有充電站,電車也可以在家中安裝充電樁滿足補能。但氫能源就沒那么簡單了,制氫、儲氫、運氫、加氫等環(huán)節(jié)都還存在著各種不確定性。
在氫燃料電池車上,儲氫罐是除了燃料電池之外成本最貴的零部件。儲氫罐目前分為全金屬瓶(I 型)、鋼制內膽纖維纏繞瓶(II 型)、鋁內膽纖維纏繞瓶型(III 型)及塑料內膽纖維纏繞瓶(IV 型)共 4 種,未來隨著技術的提高可能會出現(xiàn)全碳纖維的 V 型。級別越高,儲存能量的壓力也就越高,續(xù)航里程也越長,成本也就越高。IV 型瓶在第二代 Mirai 上搭載了三個,總容積 122.4L,能存儲 5.6 公斤的氫氣,最大支持 90Mpa 壓力,所以在滿壓的情況下,二代 Mirai 續(xù)航達到 781km。
以我國的加氫站為例,70Mpa 的氫氣價格為 60 元 / 公斤,按照正常的氫能源汽車能耗來計算,每公里的行駛成本在 0.5 元左右,用車成本不僅比不過電車,也比不過能耗好一些的混動車。盡管豐田通過幾年的努力已經將二代 Mirai 的指導價降到了 75 萬元,但仍然不是普羅大眾能消費得起的。
60 元 / 公斤的價格并不便宜,但這已經是政府大力補貼之后的價格,目前加氫站基本都是虧損運營狀態(tài),一個加氫站一年的運維成本在 200 萬元左右,每公斤氫只有十幾塊錢毛利,并且需求總量小。
燃料運輸方面,氫氣主要有高壓氣態(tài)儲運、低溫液態(tài)儲運、固態(tài)儲運、管道運輸四種方式。前三種適用于短途且少量運輸,如果想實現(xiàn)規(guī)模化運輸,把成本拉到最低,還需要像輸送天然氣一樣建立管道。目前全球輸氫管道總里程超 4600km,其中美國達到 2720km,但我國目前輸氫管道僅約 400km,實現(xiàn)低成本氫燃料運輸還需要大量布局。
寶馬在氫燃料電池車上的顧慮也證實了這一點。在 10 月 18 日的試駕會上,當被問及 BMWiX5 氫燃料電池車為什么現(xiàn)在不量產時,寶馬集團氫燃料電池技術及汽車項目負責人 Dr.Juergen Guldner 表示,目前基礎設施還無法達到民用的標準,加氫站的數(shù)量雖然不用像現(xiàn)在的加油站那么多,但布局至少要覆蓋人們的生活區(qū)域。此外,目前氫燃料的成本(上游制氫,中游儲氫運氫)及單車生產制造成本也同樣不低。
雖然目前 iX5 的售價暫未公布,但理論上是要高于豐田 Mirai(75 萬人民幣)指導價的,即便現(xiàn)在量產,也完全沒有市場。
豐田能否 ' 彎道超車 '?
但豐田并沒有放棄氫能源戰(zhàn)略并對其寄予厚望。據(jù)內部人士向騰訊新聞《遠光燈》透露,第三代 Mirai 正在研發(fā),將于 2026 年正式上市,成本進一步壓縮,終端售價會是二代 Mirai 的一半(40 萬元左右)。
豐田的 bz 純電系列雖然算不上一塌糊涂,但與其燃油時代的體量相比無疑是一種退步。bZ4x 作為代表之一,自去年 10 月上市以來,總計在華賣出不到 1.5 萬輛。2022 年,豐田在中國市場的銷量為 194 萬輛,同比下滑 0.2%。
與此同時,押寶了近 30 年的氫能源在碳排放的壓力下初見曙光,豐田能否實現(xiàn)彎道超車還要看地方政府是否認可,以及有沒有支持建設的能力。
目前看來,在中國,政策方面的相關利好已經陸續(xù)到來。
8 月 8 日,氫能行業(yè)迎來了首個國家層面的全產業(yè)鏈標準體系建設指南。國家標準化管理委員會、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、應急管理部、國家能源局六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產業(yè)標準體系建設指南(2023 版)》,明確了近三年國內國際氫能標準化工作重點任務,系統(tǒng)構建了氫能制、儲、輸、用全產業(yè)鏈標準體系,涵蓋基礎與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應用等環(huán)節(jié)。
更早之前的 2022 年 3 月,國家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》提出,到 2025 年,燃料電池車輛保有量約 5 萬輛,可再生能源制氫量達到 10 萬 -20 萬噸 / 年;到 2035 年,形成氫能產業(yè)體系,構建涵蓋交通、儲能、工業(yè)等領域的多元氫能應用生態(tài)。
根據(jù)中國汽車工程學會 2020 年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖 2.0》,2030 年 -2035 年,我國加氫站將超過 5000 座。截至 2022 年底,我國已建成加氫站 358 座,居世界第一。
事實上,氫氣的化學特性決定了其更高的利用價值。氫氣的熱值高達 142kJ/g,是汽油的 3 倍,焦炭的 4.5 倍,天然氣的 5 倍;擴散系數(shù)是汽油的 12 倍,只要通風良好氫氣很難爆炸。此外,氫氣的貯存是非常穩(wěn)定的,損耗低、能量密度高,可保存幾年,即便不服務于新能源汽車,也可以用來穩(wěn)定電網(wǎng)波動,調整用電負荷。從能源安全的角度,氫是具備巨大潛力的。
除了豐田,越來越多的車企開始布局氫能源汽車。寶馬的首款氫燃料電池車 i Hydrogen NEXT 將在今年小規(guī)模生產,并將于 2025 年正式量產,該車的電堆系統(tǒng)由寶馬集團研發(fā),但其單體氫燃料電池來自于豐田。
作為自主品牌的長安深藍 SL03 和上汽大通 MAXUS 也都推出了自家的氫燃料電池車。此外,本田雖然在 2021 年宣布停產氫能源車 Clarity,但內部也在進行技術儲備,戴姆勒雖然終止了與本田氫能源乘用車的合作,也并沒有放棄重型商用氫能源車的研發(fā)。
無論是發(fā)電還是制氫,在沒有實現(xiàn)純綠色零排放的情況下,大概率是相互依賴長期并存的關系。寶馬集團氫燃料電池技術及汽車項目負責人 Dr.JuergenGuldner 就表示,無論是燃油、純電、氫能源,目前沒有單一解決方案能滿足全球客戶的全方位出行需求,未來出行將并存不同驅動系統(tǒng),而氫燃料電池汽車是電力驅動系統(tǒng)的一個重要補充。
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