当前燃料电池技术进步显著,但是在商业化推广上仍面对诸多困难。“根本的原因在于燃料电池产业整体成本太高,燃料电池汽车很贵,氢气价格很高,加氢站少致使加氢也很不便利。”三一氢能科技总经理宛朝辉博士在一次年会上表示。
宛朝辉博士在一次年会上发表了“氢燃料电池重卡发展新阶段”的主题演讲。他认为,现阶段解决燃料电池汽车商业化模式矛盾的方案是,分三个阶段解决燃料电池汽车贵、氢气贵和加氢难的问题。
燃料电池发展的主要矛盾变化
随着“双碳”目标的稳步推进,汽车行业也在经历着巨大的变革。重卡、搅拌车等工程车辆有望率先实现氢燃料电池动力的转型。同时,国家对燃料电池汽车推广示范的政策导向,也开始鼓励重卡等大功率车型。氢能重卡或许将是燃料电池汽车规模化推广的“关键先生”。
根据高工氢电产业研究所(GGII)统计,2022年-2023年10月,国内氢燃料电池汽车累计上牌销量达到9441辆,其中重卡车型占比约50%,49T重卡成为燃料电池商用车市场的“主角”。
宛朝辉博士表示,由于重卡等工程车辆对动力要求比较高,从实际使用情况来看,49吨牵引车动力要超过211.5kW,45吨搅拌车动力动力需求在200.7kW以上,54吨自卸车动力需求更是在240.8kW以上。200kW动力需求只是氢能工程车辆的“起步价”。
在过去,受限于技术和材料成本,装车的燃料电池功率比较小。随着国内燃料单车产业链的发展,燃料电池发动机的功率也正慢慢接近真正的市场需求。现阶段,燃料电池系统功率正朝着200+kW迈进,未来会达到300kW级别甚至更高。
从技术上来看,实现超200kW的大功率燃料电池装车已经不是问题。近年来,我国燃料电池的设计水平、工艺技术和制造能力有长足进步,电堆关键材料和核心部件性能得到显著提升,一些大功率燃料电池系统关键零部件性能指标也已经可以满足实际运行需求。
然而从市场表现来看,氢车推广的数量和规模跟预期相比还有较大差距,示范城市群规划完成进度还远远不够。“现阶段燃料电池汽车发展的主要矛盾已经从技术矛盾转换为商业化模式矛盾。”宛朝辉博士现场表示。
“行业发展困难的表面原因是企业经营现金流差,资本市场对氢车也表现冷淡,但根本的原因在于燃料电池产业整体成本太高,燃料电池汽车很贵,氢气价格很高,加氢站少致使加氢也很不便利。”宛朝辉博士一针见血的指出了根源。
三步走,打造性价比氢能重卡
宛朝辉博士认为,如果要实现氢能重卡的大规模推广,就要让其与燃油重卡、纯电动重卡在市场上比拼经济性。现阶段改变氢燃料电池汽车发展困难的现状,就是要从商业模式上去解决燃料电池汽车贵、氢气贵和加氢难的问题。
宛朝辉博士分享了三一氢能科技氢燃料电池重卡发展的“三阶段”发展理论。在起步阶段,通过降低燃料电池系统成本,将整车燃料电池系统额定功率提升到220kW,并将锂电池降到60kWh以内,从而实现将整车成本降低到80万左右。此时,氢能重卡应选择在国内部分氢气价格在10-20元/kg的地区,如钢厂、煤矿等拥有丰富且便宜的副产氢区域,开始示范运营。加氢站就设立在这些用氢场景现场,当在高速路况下,氢能重卡氢耗降到12kg/百公里时,就可以和纯电动重卡比肩经济性。
在发展阶段,氢能重卡商业化达到千辆规模,氢能重卡燃料电池系统额定功率提升到260kW,并将锂电池降到40-50kWh,整车成本将降到60万。此时,可以选择在氢气成本20-30元/kg的区域运营,氢能重卡的运营场景范围将扩大,加氢站可以建立在用氢场景距离10km以内的范围,选址可以为地价便宜、空间广阔的的郊区。
在成熟阶段,经过进一步发展,氢能重卡燃料电池系统额定功率提升到300kW,并将锂电池降到20-30kWh,氢能重卡整车成本降低到40万。此时,氢能重卡的运营场景可以是氢气成本≥30元/kg的地区。当出现大规模的用氢场景,绿氢和管道输氢也就会具备经济性。这时就可以全面布局加氢站了。
目前三一氢能科技已经迈出追求性价比的第一步,已有5辆氢燃料电池搅拌车已经正常运营7月有余,平均行驶里程达25200km。
宛朝辉博士表示,氢燃料电池汽车企业不要指望依靠补贴和政策实现自身发展,而是要通过商业模式突破,推动氢燃料电池汽车的性价比提升,以量变积累质变,推动燃料电池汽车的大规模运行。