这是“汽车人参考”第308篇原创文章
“推动智能电动汽车向前进”
作为新能源汽车的重要组成部分,同样也经过政策多轮培育,氢燃料电池依然处于“雷声大雨点小”的状态。近期,国内氢燃料电池系统代表企业“重塑股份”正式递交了上市招股书,根据招股书内容,汽车人参考对国内氢燃料电池产业进行了梳理,与读者分享。
核心部件
现阶段电动汽车的锂离子电池对内输入和对外输出电能,实际上是先将从外界输入的电能储存起来,需要用时再输出,本质上是储能装置。
而氢燃料电池相当于传统燃油汽车的发动机,只要燃料不断地输入,就能连续地对外发电,本质上是发电装置。
下图为氢燃料电池技术的产业链,上游主要与氢气有关,不在本文讨论范围,中游的燃料电池系统是关注的核心。
燃料电池系统是通过电化学反应将化学能转化为电能的系统,由电堆分总成、氢气系统分总成、空气系统分总成、水热管理系统分总成、DCDC 分总成等构成。
下图为燃料电池系统的构成:
在燃料电池系统中,核心是电堆,而电堆的核心是双极板和膜电极,膜电极又由质子交换膜、催化剂、气体扩散层组成。
目前质子交换膜、氢气循环泵等仍需进口。
产业化
2019年底,全球范围内氢燃料电池汽车累计销量约2.4万辆,2020年,国内燃料电池汽车销量1497辆,从16年开始累计约7100辆。
2019年底,全球已建成加氢站493 座,而2017-2019年,我国建成加氢站数量由16座增加至61座,主要分布在广东、上海、江苏等省市。
目前,国内燃料电池对政策支持存在较强的依赖。
产业规划
根据技术路线图2.0规划,到2025年,我国氢燃料电池汽车保有量要到10万辆,也就是五年要有10倍左右的增长,而到2035年,要达到100万辆的保有量。
这里先放出氢燃料电池技术的技术路线图,作为后续内容的参考。
主要玩家
国内现有燃料电池系统厂商约61 家,下表为2017年至2020年公告的燃料电池系统生产企业,进入工信部推荐车型目录的数量统计:
以重塑股份、亿华通、清能股份等为代表的国内企业,其燃料电池系统产品与全球巴拉德、丰田汽车、现代汽车,在额定功率、质量功率密度、电堆额定功率密度、冷启动温度等关键指标的对比。
以重塑的产品为例,对比技术路线图2.0,可以看到,在功率上基本已经达到要求,未来五年甚至十年,需要突破在冷启动温度-40摄氏度以及长寿命的技术瓶颈。
成本
成本和氢能供给是制约燃料电池商业化最大的瓶颈,成本方面,以重塑为例子,Caven3和Caven4比较成熟的产品。
Caven3在2017年、2018年、2019年的单价分别为60.2万套(销量107套)、44.5万套(24套)、47.8万套(600套),对应的成本18810元kW、13900元kW、14930元kW。
Caven4在2018年、2019年、2020年单价分别为80.6万套(销量15套)、62.6万套(562套)、53.3万套(286套),对应的成本元16120元kW、12520元kW、10660元kW。
而路线图2.0中2025年目标乘用车为1800元kW,商用车为1200元kW,离目标相差甚远。
小结
目前国内氢燃料电池仍处于商业化前期,针对于燃料电池系统本身,技术上需要突破冷启动和长寿命的技术瓶颈,关键零部件如质子交换膜、氢气循环泵等仍需要进口。虽然市场前景很大,目前成本依然是商业化最大的拦路虎。
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