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氢燃料电池汽车产业化壁垒未除 市场前景仍显悲观

作者:田禾 2016-08-09 13:54:43 来源:高工锂电网

  2016年,“销声匿迹”一段时间后的燃料电池汽车又开始成为媒体及研究机构的讨论话题,似乎未来之势已然呈现。高工产研电动车研究所(GGII)也调研了国内燃料电池相关企业,在了解产业实际运行情况之后,总结出3-5年内,国内燃料电池汽车仍只是噱头,产业化之路仍充满荆棘。

  (本文仅对影响燃料电池汽车产业化最重要的几个领域进行探讨,剔除了政策、竞争产品等因素的影响。)

  氢燃料电池汽车最核心的部件是燃料电池堆,其中双极板、质子交换膜和催化剂是电堆主要成本,目前占比约70%,其中催化剂占比21%(美国能源部数据)。

  催化剂:质子交换膜燃料电池(PEMFC)为低温燃料电池,对催化剂的活性要求很高,目前铂是最理想的催化剂,虽然各国也在进行其他非铂催化剂的研发,但仍没有理想的替代品,且研发均处于实验室阶段。根据美国能源部数据,2006年燃料电池电堆需要铂催化剂1.1g/kw,2015年国际车企商业化的技术平均水平为0.4g/kw,成本下降趋势明显,即使如此,铂金由于资源及技术研究进度的限制,未来成本下降空间仍然很小。

  电解质膜:氢燃料电池中电解质膜必须达到质子导电率高,水分子电渗透作用小,干湿转换性能好等要求。目前能满足这些要求的全球只有少数几家企业手,包括美国杜邦公司(Nafion质子交换膜)和日本的旭化成。中国目前的电解质膜依靠进口,国内的东岳集团也在该领域进行探索,但技术在短期内难有较大突破。

  双极板:双极板主要壁垒体现在加工成本上,采用精密的机械加工模式,加工费用占双极板费用的80%。且加工时间长,限制了双极板的批量供应,影响未来大规模商用化。

  制氢:制氢是燃料电池的污染最大环节,目前主流制氢采用电解盐水、冶炼等方式,虽然目前也有新型清洁的制氢方式,但仍无成功应用的案例,基本停留在理论阶段。

  储氢装置:以丰田Mirai的高压储存装置来看,用两个储氢罐,压强达到700个在气压,在该领域技术持续成熟,且未来仍有较大的提升空间。目前在汽车方面,由于运行环境的复杂,安全性方面没有得到足够的实践验证,可能会影响未来产业化的进程。

  加氢站:不同于加油站和充电站,加氢站对环境要求较高,基础设施建设要重新规划,成本是一般加油站的5倍之多。中国目前可以利用的加氢站只有2座(分布在北京、上海),且均为政府主导建设,现阶段没有明确的建设规划,受制于产业发展阶段的制约,3-5年内,加氢站仍不会有大规模建设的可能性。

 图表为燃料电池汽车核心领域现状及趋势

    
       资料来源:高工产研电动车研究所(GGII)整理

  国内涉及燃料电池的有上汽、长安、一汽、江淮、广汽、奇瑞、宇通、福田等较大企业,科研机构也仅限于清华大学、同济大学等有较强实力的科研院校,产业的活跃度不够。

  加氢站方面,北京奥运会、上海世博会期间,有上百辆燃料电池汽车的示范运行,然而目前运行项目及加氢设施基本处于闲置状态。

  相较于日本、美国等国家,中国燃料电池汽车虽然有补贴政策,但对整个产业仍没有明确的战略规划。综合来看,一方面国内仍不具备燃料电池商业化运行的产业环境;另一方面,核心零部件仍依赖进口,且国内研发进展慢,成本短期内不会有实质性的下降。因此行业前景不明朗,市场仍待观察。

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