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國際氫能展獲悉,“氫燃料電池汽車(chē)大規模商業(yè)化,比L4落地還難?!?/p>
上述言論,大抵可一語(yǔ)道出業(yè)內大多數人對氫燃料電池汽車(chē)未來(lái)前景的看法:即有前景,但前景很遠……
此略顯悲觀(guān)的判斷,從氫能相關(guān)企業(yè)的股市表現可見(jiàn)一斑。
據悉,截至目前,國內氫能源相關(guān)上市企業(yè),只有億華通和國鴻氫能兩家。其中,億華通是我國最早投身氫能領(lǐng)域的企業(yè),主業(yè)是氫燃料電池發(fā)動(dòng)機系統研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,2020年8月成功在上交所科創(chuàng )板掛牌上市,2023年1月又登陸港股,實(shí)現兩地上市。2023年11月,國鴻氫能在港交所主板掛牌上市,成為我國的“氫能第二股”,該公司主營(yíng)業(yè)務(wù)是氫燃料電池的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
具體從上述兩家公司的股市表現來(lái)看,去年1月港股上市之時(shí),億華通全球發(fā)售1762.8萬(wàn)股,發(fā)行價(jià)60港元。上市首日,億華通平開(kāi),盤(pán)中一度跌至58.45港元/股,總市值跌破70億港元。
無(wú)獨有偶,2023年12月5日,國鴻氫能登陸港交所,同日,該公司盤(pán)初一度大跌超26%,隨后震蕩回升。12月6日,國鴻氫能收盤(pán)下跌16.16%,報16.60港元/股,總市值約86億港元。
不得不承認的是,即使股市表現欠佳,但億華通和國鴻氫能仍稱(chēng)得上是國內氫能源相關(guān)企業(yè)中的佼佼者,畢竟在兩者之外,大多數氫能源企業(yè)IPO之路荊棘叢生。2022年,先后有重塑股份、國富氫能撤回申請文件;捷氫科技于同年6月底獲受理后經(jīng)過(guò)一輪問(wèn)詢(xún),同年9月30日起也因為財務(wù)資料過(guò)期而陷入停滯……
那么,氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)究竟“難”在哪?氫燃料電池汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品要如何跨越行業(yè)周期,從B端走向C端?全球范圍來(lái)看,作為汽車(chē)新能源化的路徑補充,我國氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展真就落后于日韓嗎?
電池成本難降:難在工藝,而非原材料
作為汽車(chē)新能源化技術(shù)路徑的兩大分支,如今的氫燃料電池汽車(chē)與早期的電動(dòng)汽車(chē)面臨的挑戰如出一轍:即動(dòng)力電池端的高昂成本,是目前影響氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大規模商業(yè)化落地的關(guān)鍵因素之一。
但值得注意的是,影響鋰離子電池與氫燃料電池的成本因素卻不盡相同。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,鋰離子電池技術(shù)路徑和制造工藝都已較為明晰,影響電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的因素主要為原材料端的供給情況。
首先看原材料端,在以往很長(cháng)一段時(shí)間里,電池級碳酸鋰價(jià)格上漲一直是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中下游不言而喻的痛。
在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展旺盛期,2022年10月,華西證券曾直言:當前時(shí)點(diǎn)正處于產(chǎn)業(yè)鏈全年需求最旺的時(shí)候,預計(2022年)四季度供給將愈來(lái)愈緊,不排除今(2022年)冬電池級碳酸鋰價(jià)格漲至60萬(wàn)元/噸的可能性。
受此影響,下游新能源電動(dòng)汽車(chē)車(chē)企一片“怨聲載道”。甚至廣汽集團董事長(cháng)曾慶洪曾在2022世界動(dòng)力電池大會(huì )上“吐槽”:“目前,除了特斯拉賺錢(qián)外,其他新能源整車(chē)廠(chǎng)基本上是虧損的。動(dòng)力電池成本已經(jīng)占到新能源汽車(chē)的40%~50%,甚至60%,那我現在不是在給寧德時(shí)代打工嗎?”
但好在,經(jīng)歷過(guò)紅利期后,碳酸鋰價(jià)格逐漸走低,跌至10萬(wàn)元/噸以下。截至2月5日,上海鋼聯(lián)發(fā)布數據顯示,電池級碳酸鋰價(jià)格均價(jià)報9.75萬(wàn)元/噸。
由此,動(dòng)力電池廠(chǎng)商與下游主機廠(chǎng)的矛盾才不再如以往般“尖銳”。
再看電動(dòng)汽車(chē)電池制造工藝端。即使碳酸鋰價(jià)格已跌至合理范圍內,但不容忽視的事實(shí)是,動(dòng)力電池仍占據整車(chē)生產(chǎn)成本較大份額,且加之電動(dòng)汽車(chē)主機廠(chǎng)“價(jià)格戰”愈演愈烈,其降本需求也隨之加注。由此,創(chuàng )新動(dòng)力電池制造工藝,以降低電池成本,便成為大多數主機廠(chǎng)的選擇。
眼下,電動(dòng)汽車(chē)主機廠(chǎng)已然摸清鋰離子電池工藝降本的多種途徑。
比如,2023年6月,大眾汽車(chē)集團電池部門(mén)PowerCo監事會(huì )主席Thomas Schmall在一份聲明中表示,大眾汽車(chē)集團及其技術(shù)合作伙伴Koenig & Bauer已經(jīng)掌握了一種名為干式涂層的電池制造工藝,如果大規模推廣,每年可以降低數億歐元的電池生產(chǎn)成本。
大眾表示,該公司已經(jīng)在一條試點(diǎn)生產(chǎn)線(xiàn)上用該工藝生產(chǎn)了數百塊電池,預計在2027年前將進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。Schmall表示,再加上擴大生產(chǎn)規模和采用更便宜的原材料,大眾希望這一工藝將有助于將電池成本降低約50%。
此外,全國政協(xié)常委、經(jīng)濟委員會(huì )副主任苗圩還曾提出,可以通過(guò)減少電池規格尺寸實(shí)現生產(chǎn)端降本的建議?!霸诎惭b設計不變的情況下,根據不同的續航里程和動(dòng)力要求,提供不同的電池容量,以滿(mǎn)足不同的需求。這種模塊化的應用,在單體、模組端都可以實(shí)現大規模自動(dòng)化生產(chǎn),大幅度降低生產(chǎn)成本?!泵幺妆硎?。
反觀(guān)氫燃料電池,相較于鋰離子電池,氫燃料電池受電池原材料端供給情況影響較小。但需要提及的是,氫燃料電池在制造工藝上仍面臨較大挑戰,其對氫燃料電池價(jià)格影響不容小覷。
氫燃料電池與常見(jiàn)的鋰電池不同,前者系統更為復雜,主要由電堆和系統部件(空壓機、增濕器、氫循環(huán)泵、氫瓶)組成。
其中,電堆是整個(gè)電池系統的核心,包括由膜電極、雙極板構成的各電池單元以及集流板、端板、密封圈等。
據悉,燃料電池系統在氫能車(chē)購置成本中占比超過(guò)60%,而電堆成本在燃料電池系統中占比同樣超過(guò)60%,是氫燃料電池汽車(chē)占比最高的成本項。因此,降低電堆成本是提高氫燃料電池汽車(chē)經(jīng)濟性的關(guān)鍵。
然而,電堆的生產(chǎn)制造工藝極為復雜,且成本高昂。
以豐田量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)Mirai電堆為例。該電堆首次實(shí)現全球領(lǐng)先的3.1kW/L體積功率密度,具備自增濕性能、3Dfine-mesh鈦合金流場(chǎng)、高耐久性和強環(huán)境適應性等特性。
根據豐田發(fā)布的燃料電池堆生產(chǎn)流程示意圖,其電池堆形成的過(guò)程為主要從催化劑漿料的摻和制備開(kāi)始,到間歇槽模涂布制備催化層,接著(zhù)轉印到質(zhì)子交換膜上,再與防水處理后的氣體擴散層熱壓制備成MEA,最后與表面改性后的鈦金屬板組裝成Mirai燃料電池堆。
根據蓋世汽車(chē)分析師表述,電堆成本中,催化劑成本占比超過(guò)三分之一,后續隨著(zhù)電堆出貨量增加,規模效應進(jìn)一步增強,其余成本占比較高部件如質(zhì)子交換膜、氣體擴散層等將進(jìn)一步降低成本,催化劑將成為最大的單一成本占比部分。
據悉,豐田Mirai催化劑通過(guò)間歇槽模涂布方法制備。SAI公司曾對豐田Mirai電池堆成本做出研究,其研究提到,催化層通過(guò)間歇槽模涂布方法制備工藝大概成本為每個(gè)電堆800美元。
還需提及的是,截至目前,從全球范圍內來(lái)看,以豐田為代表的日系車(chē)企在氫燃料電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域深耕已久,其電池堆制造工藝成本尚如此高昂,更遑論同領(lǐng)域的其他企業(yè)。
從B端到C端,整車(chē)價(jià)格要降至10萬(wàn)—30萬(wàn)元?
生產(chǎn)端成本難降,自然導致氫燃料電池汽車(chē)難以實(shí)現大規模商業(yè)化的現狀。
正如蓋世汽車(chē)分析師所言:“目前氫燃料電池汽車(chē)仍主要停留在B端商用車(chē)應用場(chǎng)景?!?/p>
據悉,當前我國的氫燃料電池商用車(chē)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初期階段。在商用車(chē)領(lǐng)域,叉車(chē)、公交車(chē)、輕型和中型卡車(chē)一直處于氫燃料電池商用車(chē)應用的前沿。伴隨著(zhù)氫能及燃料電池的技術(shù)發(fā)展、成本下降以及基礎設施的完善,氫燃料電池汽車(chē)將向港口碼頭、礦山、特定路線(xiàn)等更多場(chǎng)景拓展。
據中汽協(xié)公布的數據,2023年上半年,國內氫燃料電池商用車(chē)的銷(xiāo)量為2085輛,同比增長(cháng)102%,約為同期新能源商用車(chē)整體增速的兩倍。
億華通曾對媒體表示,氫燃料電池汽車(chē)將會(huì )在物流、重卡、客車(chē)等商用車(chē)領(lǐng)域最早實(shí)現規?;?中關(guān)村氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟方面也曾向媒體表示,現在重卡和公交已經(jīng)實(shí)現批量應用,未來(lái)前景樂(lè )觀(guān)。
但值得注意的是,應用場(chǎng)景僅僅局限于商用車(chē)領(lǐng)域,并不能滿(mǎn)足氫燃料電池汽車(chē)長(cháng)遠商業(yè)化落地的愿景。同時(shí),這也是資本市場(chǎng)并不十分看好短期內氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的原因。
蓋世汽車(chē)分析師認為:“單一商用車(chē)應用場(chǎng)景范圍較小,氫燃料電池產(chǎn)業(yè)在車(chē)端應用較為緩慢,這也直接導致資本投資的興趣不是特別大?!?/p>
為此,推動(dòng)市場(chǎng)從B端走向C端,將業(yè)務(wù)從商用車(chē)拓展到乘用車(chē),是氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)夢(mèng)寐以求的事情。
但目前來(lái)看,氫燃料電池汽車(chē)乘用車(chē)端銷(xiāo)量表現欠佳。
以美國氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)為例。氫燃料電池合作伙伴關(guān)系發(fā)布的數據顯示,2023年第一季度,美國市場(chǎng)上售出了725輛氫燃料電池新車(chē),與2022年同期相比下降了接近30%。對比來(lái)看,2023年第一季度,美國市場(chǎng)上的新車(chē)總銷(xiāo)量達到了370萬(wàn)輛,氫燃料電池汽車(chē)在其中的占比可以用微不足道來(lái)形容。
相比之下,第一季度美國純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量為257,507輛,同比增長(cháng)63%。其中在加州,第一季度純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量為87,525輛,插電式混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)量為16,470輛。
正如前文所述,阻礙氫能源電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大規模商業(yè)化的主要癥結之一在于較高的生產(chǎn)成本。那么,一輛氫燃料電池汽車(chē)的價(jià)格,究竟要下探到何種程度才能俘獲消費者的“芳心”呢?
對此,蓋世汽車(chē)研究院分析師認為,在定價(jià)方面,決定氫燃料電池汽車(chē)能否普惠C端消費者的關(guān)鍵在于其相關(guān)車(chē)型價(jià)格能否下探至新能源汽車(chē)市場(chǎng)主力價(jià)格區間。
以新能源電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)為例,目前就國內市場(chǎng)來(lái)看,其主力價(jià)格區間大致在10萬(wàn)—30萬(wàn)元?!叭绻麣淙剂想姵仄?chē)能夠賣(mài)到主力價(jià)格區間,它未來(lái)就會(huì )在C端市場(chǎng)占據一席之地,反之,其將只限于商用車(chē)端的應用搭載?!痹摲治鰩熣f(shuō)道。
舉例來(lái)看,“深藍S103氫燃料電池車(chē)國內售價(jià)60多萬(wàn)元,如果該款車(chē)型要銷(xiāo)往C端,至少價(jià)格保守估計要降到30萬(wàn)—40萬(wàn)元左右,降幅幾乎達到50%?!鄙w世汽車(chē)研究院分析師表示。
但值得注意的是,價(jià)格下探僅僅是氫燃料電池汽車(chē)進(jìn)入C端市場(chǎng)面臨的困難之一。
除此之外,氫燃料電池汽車(chē)還需要解決補能基礎設施鋪設、用車(chē)安全、不同環(huán)境(極寒、極熱)動(dòng)力適應性、電池循環(huán)壽命等等眾多問(wèn)題。
以補能體系為例,中國氫能聯(lián)盟研究院數據顯示,截至2023年6月底,我國共有加氫站385座,在營(yíng)加氫站280座。加氫站的成本約為1500萬(wàn)元/座,而一座充電站的成本約為250萬(wàn)元。目前氫燃料電池汽車(chē)平均每百公里用氫成本為30至80元,而電動(dòng)汽車(chē)每百公里耗電成本不到20元。
中企并非“技不如人”,現論“誰(shuí)主沉浮”仍為時(shí)尚早
根據上述種種論斷,我們皆可推斷出:氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)仍處在漫長(cháng)的爆發(fā)前夜。但縱使如此,不可否認的是,仍不乏企業(yè)和資本逆流而上,以圖占據先機,分得氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)一塊較大的“蛋糕”。
這其中,以日韓為代表的國外車(chē)企投入最為“專(zhuān)心致志”。
以日企為例。要知道,日本舉國押注“氫能”并非一朝一夕。早在1973年,日本“居安思?!?,成立“氫能源協(xié)會(huì )”并出臺了一系列計劃。在政府支持下,經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,日本氫能源技術(shù)一騎絕塵,掌握了全球超過(guò)80%的專(zhuān)利,其氫燃料電池技術(shù)在世界范圍內亦名列前茅。
有資料顯示,世界70%的氫燃料汽車(chē)技術(shù)專(zhuān)利都掌握在日本公司手里,光豐田車(chē)企的專(zhuān)利就已經(jīng)達6000多項,占到了全球相關(guān)專(zhuān)利的一半。
對此,有氫能從業(yè)者告訴蓋世汽車(chē):“我們確實(shí)有很多氫能技術(shù)需要向日企學(xué)習?!?/p>
但受限于日本本國市場(chǎng)規模限制,該國新能源汽車(chē)和燃油車(chē)銷(xiāo)量主力大多在海外市場(chǎng)。中國是新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)最為豐厚的土壤,也是全球范圍內最大和最具潛力的新能源汽車(chē)市場(chǎng)。除電動(dòng)汽車(chē)外,我國仍大力鼓勵氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尋求多種新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)。
由此,業(yè)內有觀(guān)點(diǎn)認為,鑒于對比日韓,我國在氫能源技術(shù)領(lǐng)域稍顯落后,需要更多的技術(shù)交互。未來(lái),類(lèi)似于燃油車(chē)時(shí)代“以技術(shù)換市場(chǎng)”的模式,將會(huì )在中國氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)重演。
對此觀(guān)點(diǎn),蓋世汽車(chē)研究院分析師表示并不認同。
他認為,目前來(lái)看,我國在氫燃料電池系統領(lǐng)域的技術(shù)積累并非落后于日韓等企業(yè),氫燃料電池汽車(chē)的相關(guān)指標已經(jīng)可以與日韓等企業(yè)媲美。
“造成這種刻板印象的原因是日韓等車(chē)企可以在全球范圍內推廣氫燃料電池汽車(chē)的應用,有更多的市場(chǎng)機遇,而我國目前在商用車(chē)領(lǐng)域應用較多?!痹摲治鰩煴硎?。
此言不虛。近年來(lái),我國的氫燃料電池技術(shù)基礎研究較為活躍,在一些技術(shù)方向具備了與發(fā)達國家“比肩” 的條件。此外,國內一些企業(yè)已經(jīng)掌握了氫燃料電池系統研發(fā)技術(shù),相關(guān)產(chǎn)品的冷啟動(dòng)、功率密度等性能也已顯著(zhù)提升,具有年產(chǎn)萬(wàn)臺的批量化生產(chǎn)能力。
具體來(lái)看,根據蓋世汽車(chē)研究院發(fā)布的《2023版氫燃料電池系統供應鏈報告》,目前膜電極國產(chǎn)化率較高,代表企業(yè)有東岳未來(lái)、鴻基創(chuàng )能、唐鋒能源、擎動(dòng)科技、重塑等。
其中,東岳未來(lái)膜電極電流密度1.5A/m2,壽命為5,000-10,000h,質(zhì)子膜厚度達15μm。膜電極上游材料中,催化劑國產(chǎn)化率達28%;氣體擴散層國產(chǎn)化率達2.36%等。
在輔助系統方面,目前BOP產(chǎn)品的大功率、低能耗發(fā)展開(kāi)始加速,技術(shù)也已相對成熟,產(chǎn)業(yè)化便可實(shí)現快速降本。多家燃料電池企業(yè)相繼發(fā)布了250kW系統、300kW電堆產(chǎn)品,也有較多空壓機企業(yè)正在大力推進(jìn)膨脹機的研發(fā),其中部分已取得階段性進(jìn)展。
正如蓋世汽車(chē)研究院分析師所言:“以市場(chǎng)換技術(shù)現在已經(jīng)不存在了,國內氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈已比較完備,核心零部件的國產(chǎn)替代進(jìn)展也正在加快。此外,整個(gè)賽道仍處于成長(cháng)初期,大家都有機會(huì ),關(guān)鍵的比拼在氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)生態(tài)基礎的搭建?!?/p>
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