交通领域是目前氢能应用相对比较成熟的领域。从专利申请看,2021年交通领域的氢能技术应用专利申请15639件,占氢能下游技术应用的71%。氢能源在交通领域的应用包括公路、铁路、航空和海运等,其中氢燃料电池汽车是交通领域的主要应用场景。
发展势头渐好:燃料电池车产销量增长
毕马威的研究报告指出,燃料电池汽车产业处于起步阶段,燃料电池汽车企业数量较少,技术、成本和规模是进入的主要门槛,燃料电池汽车产销规模较小。
从具体的数据来看,2020年由于受到疫情等因素影响,我国燃料电池汽车产销量出现大幅下降,之后稳步恢复。2021年燃料电池汽车产量和销量分别同比增加49%和35%。2022年以来,燃料电池汽车产销量进一步增加,上半年燃料电池汽车产量1804辆,已经超过去年全年。
与纯电动汽车和传统燃油车相比,燃料电池汽车具有温室气体排放低、燃料加注时间短、续航里程高等优点,较适用于中长距离或重载运输,当前燃料电池汽车产业政策也优先支持商用车发展。现阶段国内燃料车以客车和重卡等商用为主,乘用车主要用来租赁,占比不及0.1%。
我国氢燃料电池汽车产量和销量
数据来源:毕马威分析
当前燃料电池汽车的购置成本还较高,尚不具备完全商业化的能力。成本是限制燃料电池市场化的主要因素。燃料电池汽车的发展仍然依靠政府补贴和政策支持。2020年氢能公交车推广数量较多,虽然车型规格、系统配套商及功率大小有差异,但多数订单公交车均价在200万~300万元/辆,价格较高。
此外,燃料电池汽车对低温性能要求较高、动力系统成本较高,加之基础设施稀缺等限制,目前尚未实现大规模推广,有待未来进一步改善。
燃料电池车发展前景如何?
在实现“双碳”目标的带动下,零碳排放的燃料电池汽车有望保持高速增长。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》指出,到2025年,氢燃料电池车辆保有量约5万辆。据此计算,2022-2025年保有量年均增长率将超过50%。
2022-2025我国燃料电池车辆年保有量
数据来源:《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》(其中,2022-2025年为预测值)
燃料电池汽车成本未来有较大下降空间。燃料电池汽车主要包括燃料电池系统、车载储氢系统、整车控制系统等。其中,燃料电池系统是核心,成本有望随着技术进步和规模扩大而下降。
根据国际能源署(IEA)研究,随着规模化生产和工艺技术的进步,2030年燃料电池乘用车成本将与纯电动汽车、燃油车等其它乘用车成本持平,其中燃料电池系统的成本将从2015年的30200美元/辆降低到2030年的4300美元/辆,单位成本则有望从2015年的380美元/千瓦时降低到2030 年的54美元/千瓦时,降幅为86%,是推动燃料电池汽车成本下降的主要动力。
燃料电池车适合重型和长途运输,在行驶里程要求高、载重量大的市场中更具竞争力,未来发展方向为重型卡车、长途运输乘用车等。根据国际氢能协会分析,燃料电池汽车在续航里程大于650km的交通运输市场更具有成本优势。由于乘用车和城市短程公共汽车续航里程通常较短,纯电动汽车则更有优势。
结语
燃料汽车未来发展空间广阔,燃料电池车克服了能源补充时间长、低温环境适应性差的问题,提高了营运效率,与纯电动车型应用场景形成互补。中国氢能联盟研究院预测,到2030年,我国燃料电池车产量有望达到62万辆/年。