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燃料动力电池全面分析:欧美四龙头,日韩三巨头,国内两超争霸!

钜大LARGE  |  点击量:1219次  |  2020年08月13日  

燃料动力电池全面分析系列第一篇回顾:《燃料动力电池全面分析:四大优势,三大应用,产业元年!》


燃料动力电池全面分析系列第二篇回顾:《六大分类,制储运加,洋葱模式!》


1.历史


1839年,格罗夫发明气体伏打电池,被称为燃料动力电池之父。


1966年通用制造世界首辆燃料动力电池汽车Electrovan,为NASA登月项目服务。


2.三道关:技术关、成本关、产业链关


技术关:关键零部件依赖进口制约国产燃料动力电池汽车商业化


根据美国能源部(DOE)公布的《Multi-YearResearch,Development,andDemonstrationPlan》,为了实现商业化目标,燃料动力电池系统需满足以下要求:


关键零部件(如催化剂、碳纸、金属双极板、空压机、70MPa储氢瓶和氢循环装置等)技术缺乏是制约国内燃料动力电池汽车产业发展重要原因。


成本关:系统成本<200元/kW


美国能源部(DepartmentofEnergy,DOE)对燃料动力电池汽车的成本问题进行了系统分析,对整车、电堆、电池层层分解,得出了各部分成本的具体比例。


燃料动力电池系统目前成本约为每千瓦4000元人民币,随着产量提升会逐渐下降,预计2020年下降到2500元/kW,2025年下降到800元/kW,2030年下降到200元/kW。


产业链关:使用成本<0.5元/公里


燃料动力电池要大规模产业化,还要氢能产业链基础设施的建设,核心是降低消费者使用成本。


目前日本的加氢成本在1000日元/kg,折合人民币大约在65元/kg左右,折合公里成本大约在0.5元/公里的燃料成本。


预计氢气单价可降低到40元人民币,每公里燃料成本0.3元/公里,远远优于内燃机的使用成本。


3.使用场景:短途纯电动、中途混动、长途燃料动力电池,安全不是问题


综合比较,我们认为纯电动汽车适合短途,混合动力汽车适合中途,燃料动力电池汽车适合长途。


日本研究试验结果表明,在汽油车和氢燃料动力电池汽车分别燃料泄露和着火条件下,3秒时汽油车下方漏油着火,而氢气则是迅速冲高在汽车上方着火。一分半钟以后燃料动力电池汽车的明火已经熄灭,而汽油车火势正旺最终烧得只剩车架。


4.欧美四龙头:Ballard、Plugpower、BloomEnergy、CeresPower


Ballard(巴拉德公司):PEMFC全球龙头


1979年成立,1983年开始研发燃料动力电池,2017年成为第一家为公共汽车供应服务超过1000万公里的燃料动力电池公司,被公认为全球燃料动力电池龙头。


Plugpower(普拉格公司):叉车燃料动力电池龙头


1999年成立,主打产品是用于叉车的PEMFC燃料动力电池系统GenDrive,2017年亚马逊参股plugpower,双方达成战略合作。


BloomEnergy(布鲁姆能源):固体氧化物SOFC燃料动力电池龙头


2001年成立,2018年七月美国新上市燃料动力电池独角兽公司。


2016年,苹果在其位于北卡罗来纳州的数据中心安装了24台“BloomEnergyServer”,总容量达到1000万瓦特。


CeresPower:固体氧化物SOFC


2002年成立,SteelCellTM技术,源自英国帝国理工学院,研发16年,拥有约50项专利,具有功率密度高、制造成本低等优势。


2018年五月,潍柴动力拟通过认购其部分发行股份的方式,投资4000余万英镑,持有CeresPower20%股权。


25.日韩三车企:丰田、本田、现代


丰田Mirai


2014年底,丰田首款燃料动力电池乘用车Mirai成功上市,售价为723万日元(约44万人民币),补贴后520万日元(约31万人民币),极具吸引力。


看看丰田Mirai生产线安装底盘和燃料动力电池系统装配过程


本田Clarity


2016年本田公布ClarityFuelCell,售价766万日元(约合人民币44万元)


现代NEXO


NEXO是现代汽车第二代氢燃料动力电池车,370英里的续航里程超越丰田Mirai(312英里)和本田Clarity(365英里),是目前最大里程的燃料动力电池乘用车。


6.国内两超争霸:新源动力、亿华通


上汽+中科院大化所


上汽荣威950整车额定功率55kW,最大输出功率约110kW,最大续航里程400km,该车型距国际先进水平仅有约1代差距。


2018年三月,中科院大连化物所持股公司新源动力开发HYMOD®-300型车用燃料动力电池电堆模块,成为我国首例自主研发的超越5000小时耐久性的燃料动力电池电堆。


清华+亿华通


依托清华大学技术,亿华通氢燃料动力电池电堆的功率已达60kW,旗下神力科技专注国产电堆研发。


潍柴动力+巴拉德


2018年八月二十九日,潍柴动力以1.63亿美元(11.12亿人民币)获得巴拉德19.9%的股份,成为最大股东。


7.三大策略:商用车先导、政府持续补贴、公司技术研发


商用车带动加氢站建设,降低氢气与燃料动力电池成本,后续拓展到私人用车领域


商用车(尤其是客车)可以简单地通过新增储氢瓶新增续航能力,对储氢技术的要求不高,同时国家的补贴力度大,对成本敏感性低,首先爆发的是商用车市场,之后在技术进步与降成本的带动下,乘用车市场才会有大范围应用。


重卡、叉车、矿山汽车等领域也特别适合采用氢燃料动力电池。


新兴产业的形成、发展和成熟都要经历从「政府主导」到「准市场过渡」再到「市场主导」的轨迹,当前燃料动力电池汽车处在「政府主导」阶段,政府必须持续支持补贴。


公司技术攻关四大方向:基础技术、集成技术、关键零部件和基础设施。


8.产业化:2020商用车,2025乘用车,2030规模化


综上,我们认为燃料动力电池产业化路径为2020年商用车,2025年乘用车,2030年大规模产业化。


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