氫能源究竟是風口還是陷阱?氫能汽車能否實現深度脫碳目標?
07 全生命周期總擁有成本(TCO)
這是一個讀起來不通順,聽起來生僻的詞組,但在閱讀這一段的時候,請大家盡量記住理解TCO的含義。
從消費的角度看,氫能源車與鋰電等競品成本平價是提升滲透率的關鍵,成本包括購買成本和使用成本,我們將其統稱為全生命周期總擁有成本,簡稱TCO。
通過分析全生命周期總擁有成本(TCO),可以對氫能源產業鏈未來發展趨勢及大規模商用時間節點的判斷,形成準確認識。
目前國內商用最多的領域在于公交車,占據了氫能源車60%以上的應用,在2030年氫能源公交車TCO成本有望優于鋰電池電動車,未來進一步降本,2035年、2050年分別為2.73元/KM、1.62元/KM。

隨著氫能電池技術和儲氫系統的提升,氫能續航里程將大幅優于鋰電池,有望超過800KM,百公里氫耗下降至4KG以下。

宇通客車(600066.SH)作為客車行業領軍者,自 2009 年開始研發燃料電池客車,是行業內最早研發燃料電池客車的企業之一。
近年來,通過燃料電池客車整車集成與控制、動力系統匹配等關鍵技術突破,宇通氫燃料電池客車已完成三代產品開發,目前第四代產品已投入推廣應用。公司在系統使用壽命、環境適應性等方面均得到大幅提升,續駛里程進一步加大。
宇通自動駕駛氫燃料客車采用了 60kW 燃料電池系統+動力電池的混合動力系統方案,充氫僅需 10 分鐘,續航能力高達500 公里。目前已經投身到第四代燃料電池客車的研發,將涵蓋 8-12 米公交、9-11 米公路產品。
佛山市飛馳汽車制造有限公司始建于1971年,發展至今已有四十多年,是首批列入國家公告目錄的大中型客車生產廠家之一,可年產新能源客車達到5000臺,為華南地區具規模的新能源客車和氫燃料電池客車生產基地。產品在港、澳、臺及華南地區具有較高的知名度和影響力。
2019年飛馳汽車生產的氫燃料電池汽車銷量376輛,在氫燃料電池汽車市場中市占率達13.7%,其中在廣東省市場占有率高達96%。
經營方面,飛馳汽車目前有超過769臺氫燃料電池客車在佛山正常運營,運營里程合計超過700萬公里,均未出現安全事故。
眾多車廠紛紛布局氫能源客車,在政策推進下,產業爆發在即。
2022年北京冬奧會就是一個良好的發展契機,2000輛氫燃料電池冬奧用車,是基礎配套設施建設的挑戰,更意味著氫能產業不可多得的發展機遇。
同時,在日前召開的張家口市第十五屆人民代表大會第一次會議上,張家口市提出,未來五年,將加快構建綠色交通體系,倡導低碳出行,大力推廣新能源汽車,提升氫能源汽車使用比例,完善充電、加氫等配套設施,到2025年公共交通領域實現新能源汽車全覆蓋。
據了解,張家口市連續先后投入資金76034萬元購置氫燃料電池公交車,其中張家口市財政投入資金67325萬元,推動新能源公交車建設。
截至目前,全市共有公交車2375輛,其中新能源公交車1870輛,占比78.7%;主城區共有公交車905輛,其中新能源公交車712輛(包括氫燃料電池公交車304輛、插電混合公交車197輛、純電動公交車211輛)。
至今年底,該市氫燃料電池公交車將再增加140輛,屆時氫燃料電池公交車將達到444輛。
除了在客車上的應用外,氫燃料電池物流車是氫能在城市或城際中長距離貨運領域的一個細分應用場景,目前是國內在運行氫燃料電池汽車的主要部分。
載荷能力>3噸,續航里程>400KM的氫燃料電池物流車將于2025~2030年間TCO成本經濟性優于純電動車。
脫碳最關鍵的一環是重卡,重卡造成的碳排放和環境污染遠遠高于其他車型,目前國內已推出多款氫能源重卡車型,并已展開小范圍小批量的試運營。
2020年9月,北汽福田32T氫燃料電池重卡車型發布,搭載了109KW大功率氫燃料電池發動機,電堆為國內自主開發,采用了液氫儲能系統,已通過-30攝氏度低溫冷啟動試驗。
江鈴重汽在2020年3月向上海智迪交付首批10臺江鈴威龍燃料電池重卡,采用了95KW燃料電池系統,上汽集團、長城汽車的氫能重卡也已經陸續簽約或交付。
對于載荷能力>35噸的重卡,在城際干線或支線物流等長距離運輸場景下,氫燃料電池重卡的全生命周期經濟性將在2030年左右超過純電動車型。
從消費者角度看,氫燃料電池重卡的每公里TCO成本2025年將降低至5.6元/KM,相比2020年的降幅達到43.3%。到2035年、2050年分別降到3.21元/KM、1.94元/KM。

隨著氫燃料電池動力系統的急速發展,氫燃料電池重卡的動力性能和續航能力將在干線或支線重載長途物流領域發揮極大的優勢。
到2050年,氫燃料電池重卡的電池功率提升至300KW,氫燃料耗能降低至6.1KM/100KM,續航能力提升至700KM。

08 溯洄從之,道阻且長
在國內,氫燃料電池乘用車仍未實現量產與銷售,整車處于樣車制樣階段,購置成本接近150萬元。
500KM以上的乘用車將于2040年后達到同等續航能力的純電動車相當的全生命周期成本性。
國際上,美國、日本氫燃料電池乘用車累計銷量(含租賃)超過1萬輛。多國在相關規劃中提出要推廣氫燃料電池乘用車。
如韓國政府于2019年發布的《氫經濟路線圖》指出,在本土與海外范圍推廣氫燃料電池轎車,到2022年累計7.9萬輛,2040年累計590萬輛(本土275萬輛),并在出租車領域進行示范應用。
長城汽車早在2016年6月開始研發燃料電池,在五年時間內通過全面深耕技術研發、擴展市場運營、推進資本助力等方式布局燃料電池汽車高勢能領域。
2021年3月發布了最新的氫能戰略計劃,發布了氫檸技術平臺,未來三年預計再投入 30 億研發,計劃達到萬輛以上配套規模,首款搭載氫能源乘用車預計 2022 年可以實現量產上市。

上汽集團于2020年9月13日,公布中國汽車行業首個“氫戰略”:上汽大通計劃在 2025 年前,推出至少十款燃料電池整車產品,上汽捷氫科技已建立起千人以上燃料電池研發運營團隊,形成萬輛級燃料電池整車產銷規模,市場占有率在 10%以上。
雖然汽車紛紛大力布局氫能乘用車,但氫能乘用車的應用卻存在著兩點硬傷:
其一,深度脫碳的目標主要是商用車,可以在一定時間內容忍在氫能源在重卡等商用領域的補貼。
乘用車造成的碳排放比起商用車較小,脫碳路徑已經確定是鋰電池,氫能乘用車補貼脫碳不具備必要性。
其二,平價時間過長,可能需要等到2040年,和現有鋰電技術對比,在一定時間內在經濟性沒有展示出太大的競爭力。
所以未來的一段時間內氫能源車主要應用在商務車上面,乘用車應用還需等待技術突破和規模化降本。
09 尾聲
氫能源車作為深度脫碳的使者,正向我們緩緩走來,我們要做的是與其簽訂一份約定,將雙碳目標進行到底。
能耗、碳排放的確與經濟發展息息相關,通過技術手段解決是各國政府的共同目標,無論技術路徑如何變革,最終改善的是環境,受益的是自身。
在全球雙碳背景下,各國對氫能源尤為重視,做出了詳細的產業規劃,一直在不斷推進更新中。
技術進步、迭代的速度有可能大幅超出我們的預期,會加速推進產業化的進程。在這個背景下,過度關注眼前,可能會暫時保有經濟性,卻很可能會讓我們錯失一個迎接氫能大時代的機會。(作者:騰宇)
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