氢燃料汽车比电动汽车复杂得多。与纯电动汽车依靠储能获取电能不同,氢能汽车内部的燃料电池是一种发电装置,需要通过氢氧电化学反应不断输出电能。
中国氢能汽车市场
与电动汽车市场不同,中国的氢动力汽车市场仍处于起步阶段。从2012年到2020年,电动汽车的市场规模增长了近100倍。中国汽车工业协会数据显示,2020年氢动力汽车销量1177辆,同比下降近57%;而同期正值电动汽车爆发式增长的一年,纯电动汽车销量达到111.5万辆,同比增长约14.75%,是氢能汽车销量的1000倍。
资料来源:问讯网、安信证券、2015-2021年中国氢能汽车产销情况
虽然目前我国氢能汽车相对薄弱,但仍有赶超的可能。据 SAE-China 测算,在国家政策以及技术和基础设施完善的推动下,到 2025 年中国氢动力汽车保有量将达到 10 万辆,2035 年有望达到 100 万辆。这样的估计表明,市场预计在未来三到四年内将增长十倍以上。
氢能汽车目前在中国主要用于企业,用于物流和客运。拥有最多氢动力汽车的前 10 家公司已经占氢动力汽车保有量的 90% 以上。这种情况表明消费市场存在巨大缺口。
资料来源:2020年氢能应用发展白皮书,氢能汽车10强企业及其用途
中国氢能汽车市场主要参与者
格罗夫有限公司
格鲁夫是中国氢能汽车市场的先行者。 2018年,格罗夫推出了一款声称续航里程为1200公里的氢动力汽车。这个数字远远超过标准电动汽车的电池寿命。 2021年,Groove推出了理想条件下续航1000公里的氢动力重卡。目前,Groove被认为是最有前途的氢能汽车企业之一。
来源:grove.com,Grove Ltd 的氢气移动和氢气卡车产品。
广汽集团
汽车制造商广汽集团也在2020年底推出了其首款氢动力汽车Aion LX FUEL CELL。Aion LX FC一次加油可行驶650多公里。
资料来源:PCauto.com,广汽集团首款氢燃料汽车 Aion LX FUEL CELL
上汽集团
上汽集团也有自己的氢动力汽车。作为一家成熟的汽车制造商,上汽集团旗下拥有四款氢能汽车,是氢能汽车品种最多的品牌之一。此外,上汽集团计划到2025年将这一数字增加到10辆。为实现这一目标,上汽还投资20亿元在内蒙古建设了能够生产现代氢卡车的产业链。
资料来源:saicmaxus.com,上汽旗下氢动力汽车之一,MAXUS EUNIQ 7
政府努力推动中国氢能汽车市场
中国政府对氢能汽车的支持是显而易见的。政府将对推广氢能汽车、为氢能供应做出贡献的企业给予财政补贴:
氢动力汽车生产和推广补贴总额为每个入选城市15亿元
每个入选城市的氢能供应补贴总额为2亿元。
中国氢能汽车市场的挑战
尽管如此,成本是氢动力汽车份额如此低的主要原因。从上游供应链(氢气生产和运输)到下游供应链(加氢站和加氢),氢工业的各个环节都需要降低成本。
氢能按其产生量可分为三类:
灰氢:由煤等化石燃料产生的氢,会以碳排放的形式造成污染。
蓝氢:由化石燃料制成的氢,但在此过程中具有捕获和隔离碳排放的有效方法
绿色氢:绿色氢是指完全清洁的氢能源,如利用风电、水电通过电解水制氢。
绿色氢的生产
我国目前生产的氢气主要是灰氢和蓝氢。但是,这样的生产往往会造成高昂的处理成本,不符合环保的初衷。因此,经济实惠的绿色氢生产、运输和储存解决方案对于中国氢能汽车的发展至关重要。
然而,包括中国在内的世界范围内还没有成熟的绿色制氢产业链,导致绿色制氢成本居高不下。中金公司首席新能源分析师曾涛表示,与灰氢的成本(每公斤7-8元)相比,绿氢的成本(每公斤20元)显然没有竞争力。
氢气的运输和储存
中国氢气的运输和储存也非常昂贵,与西方国家在技术上还有比较大的差距。
使用管式拖车运输气体和氢气是短距离运输氢气的最常见方式。目前我国使用的储气罐压力为20MPa,低于国外50MPa的标准。因此,中国的管式拖车每次只能输送少量氢气,未来将产生巨大的物流成本来满足大量氢气需求。
将氢气转化为液态氢并利用液态卡车进行运输可以显着增加单次运输中的氢气量,但将氢气保持在液态需要 -252.8°C 的温度,这往往会产生巨大的能源成本。
虽然通过管道输送氢气可以避免上述两种方式的弊端,但是管道的建设需要大量的初期投资,这在目前氢能企业盈利能力薄弱的情况下显然是不现实的。
图源网络
加氢站和加油
一座每天可供应 500 公斤氢气的加氢站需要 7-120 亿元人民币的初期投资,约为普通加油站的 3 倍。此外,由于氢气的特性,加氢站的维护和运行成本高于加油站。
中国氢动力汽车的未来还有多远?氢能汽车在中国虽然市场前景广阔,但由于产业链的配套性,与电动汽车相比,仍不具备竞争力。
国内涌现出一批优秀的氢能汽车制造商,中国政府高度重视氢能汽车,补贴将有力提振这个市场的参与者。在中国,只有供应链上游能够有效提供廉价、清洁的氢气供应,供应链下游才能提供适用场景,包括氢能汽车。