鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:629次 | 2022年08月11日
豐田氫燃料乘用車發(fā)展現(xiàn)狀 氫燃料動力電池車引起國內(nèi)廣泛關(guān)注
氫燃料電池車零排放、續(xù)航里程長、燃料加注時間短等優(yōu)點(diǎn),促使許多上市公司布局這一領(lǐng)域。5月11日,氫燃料電池車再度引起國內(nèi)廣泛關(guān)注。從1992年開始,豐田就開始?xì)淙剂想姵匮邪l(fā),豐田高層一直認(rèn)為氫燃料汽車是終極環(huán)保車,在電動車行業(yè)火熱的當(dāng)下仍然十分重視氫燃料汽車的研發(fā)投入。2014年12月15日,豐田汽車在日本發(fā)布?xì)淙剂想姵仄嘙irai,Mirai也是全球率先投入量產(chǎn)的燃料電池汽車。
豐田Mirai占全球燃料電池汽車銷量的九成
截至2017年12月豐田Mirai全球共計銷售5300輛,其中美國2900輛,日本2100輛,歐洲200輛,占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上。2017年豐田Mirai美國市場份額占其全球銷量的七成,2018年1月,美國加州Mirai汽車銷量突破3000輛,這主要得益于加州政府積極的新能源政策,其政府已為加州加氫站投入了4800萬美元資金支持。據(jù)悉,目前加州有31個零售加氫站在運(yùn)行,此外該州還有12個加氫站即將在2018年開放。
圖表12015-2017年豐田Mirai全球銷量分布對比(單位:輛)
數(shù)據(jù)來源:OFweek產(chǎn)業(yè)研究院
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
豐田深耕燃料電池領(lǐng)域降低燃料電池成本
燃料電池汽車中最核心的是燃料電池動力系統(tǒng)。截至2017年,豐田汽車已在21個國家和地區(qū)、2個國際知識產(chǎn)權(quán)組織申請了15867件與燃料電池相關(guān)的專利。豐田汽車在燃料電池及其制造領(lǐng)域的專利數(shù)量占到了專利總量的61%,可以看出這是豐田技術(shù)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。豐田燃料電池動力系統(tǒng)主要包括高壓氫氣存儲罐、驅(qū)動電池、燃料電池堆、升壓轉(zhuǎn)換器、能量控制單元。
圖表2豐田Mirai燃料電池動力系統(tǒng)
對于燃料電池使用的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)來說,由于使用昂貴的鉑族金屬作為催化劑,其價格一直居高不下。可以說,催化劑是燃料電池價格的決定性因素之一,按照每年1000個系統(tǒng)的生產(chǎn)能力,催化劑的成本將占到燃料電池堆總成本的21%,每年系統(tǒng)生產(chǎn)能力達(dá)到500000個,成本比例將上升至45%。由于采用鈷和鉑的合金的材料來當(dāng)作催化裝置,Mirai的鉑金使用量降低至幾十克,比例只有2008年車型的三分之一左右。
圖表3催化劑占燃料電池成本比例(%)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
數(shù)據(jù)來源:OFweek產(chǎn)業(yè)研究院
Mirai的燃料電池最大輸出功率為114千瓦,由370片電池組成,作為世界上第一款商業(yè)化燃料電池汽車,采用了世界首發(fā)的緊湊型三維晶格結(jié)構(gòu)。和豐田在2008年推出的燃料電池系統(tǒng)相比,Mirai的燃料電池系統(tǒng)成本降低了95%。目前售價約為57500美元,整車成本價格為504美元/kW。隨著產(chǎn)量的擴(kuò)大,其燃料電池堆的生產(chǎn)成本將進(jìn)一步降低。根據(jù)美國阿貢實驗室的預(yù)測,在年生產(chǎn)能力到達(dá)500k時,燃料電池堆成本將趨近于50-63美元/kW。
表480-kWnet汽車燃料電池堆/系統(tǒng)成本預(yù)算(單位:美元)
數(shù)據(jù)來源:OFweek產(chǎn)業(yè)研究院
此外加氫站的建設(shè)也是制約氫燃料汽車發(fā)展的主要因素之一,由于沒有實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),目前加氫站建設(shè)和運(yùn)營成本還大大高于傳統(tǒng)加油站。加氫站投資成本為150-250萬美元,其建設(shè)成本主要由核心設(shè)備采購費(fèi)用、設(shè)備安裝費(fèi)用、土木工程費(fèi)用組成,由于設(shè)備安裝、土木工程費(fèi)用相對固定,其中設(shè)備采購成本占建設(shè)投資的70%。
目前日本的氫氣站的成本約為240萬美元,日本政府為企業(yè)提供50%的安裝費(fèi)用補(bǔ)貼。為了推動燃料電池的普及,日本包括豐田、日產(chǎn)、本田在內(nèi)的11家企業(yè)于2018年3月5日宣布共同創(chuàng)建一家負(fù)責(zé)燃料電池車加氫站建設(shè)和運(yùn)營的H2Mobility(JHyM),以推動燃料電池車普及。項目第一期工程計劃到2021財年完成約80座加氫站建設(shè)。這11家創(chuàng)始公司聯(lián)手創(chuàng)建了世界上第一個氫燃料框架,不僅是基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)商和汽車制造商,而且投資者都參與了合作,投資者將通過財務(wù)手段為未來擴(kuò)大氫氣站的布局做出貢獻(xiàn)。
根據(jù)豐田汽車于2015年10月14日公布的“豐田環(huán)境挑戰(zhàn)2050”目標(biāo),提出在2050年前實現(xiàn)僅靠發(fā)動機(jī)行駛的汽車的“零”銷售。該計劃旨在提高混合動力車(HV)和燃料電池車(FCV)的比率,使新車的二氧化碳(CO2)排放量比2010年削減90%。上文分析發(fā)現(xiàn),豐田在燃料電池技術(shù)和加氫站市場布局等方面的投入都是不斷在踐行這一目標(biāo),不斷增加燃料電池汽車的市場份額,預(yù)計到2020年,Mirai年產(chǎn)量將在30000臺左右。按照各國燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃,2020年主要國家氫燃料汽車擁有量總和將超過470000輛。