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文檔簡介
汽車行業(yè)專題研究報告-氫能源車邁入新征程保有量五年十倍1.
氫能源車優(yōu)勢明顯,政策支持力度加大1.1.
氫能源車以氫為燃料,零排放+長續(xù)航優(yōu)勢明顯氫能源車以氫燃料電池作為能量來源。在氫燃料電池中,氫氣由電池陽極輸入,在催化劑(鉑)的作用下分解為電子和氫離子(質(zhì)子)。其中質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜到達負極,與陰極輸入的氧氣反應(yīng)生成水;而電子則被質(zhì)子交換膜阻隔,經(jīng)由外電路流向陰極,產(chǎn)生電能為汽車供能。氫燃料電池汽車主要由高壓儲氫罐、燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動力電池、驅(qū)動電機和動力控制單元等組成。相比其他動力類型的汽車,氫能源汽車有著一系列優(yōu)勢。(1)
零排放
氫燃料電池以氫氣和氧氣作為燃料,生成物只有清潔的水,不產(chǎn)生碳排放,真正做到無污染。
(2)
加氫快氫能源車加氫快,僅需3分鐘左右便可完成加氣,相比純電車動輒幾小時的充電速度具有明顯優(yōu)勢。
(3)
續(xù)航長
氫能源車?yán)m(xù)航更長,能夠達到600公里。此外,氫能源車可以通過增加氫燃料的量來提升續(xù)航,相比純電車提升續(xù)航簡單得多。(4)壽命長
氫燃料電池本身工作沒有運動性也沒有振動,電池的電極只作為化學(xué)反應(yīng)的場所和導(dǎo)電的通道,自身不參與反應(yīng),因此沒有損耗,電池壽命較長。1.2.
國內(nèi)加大政策支持,長期規(guī)劃潛力巨大1.2.1.
規(guī)劃氫能源車藍圖,2025保有量有望超10萬輛我國最早于2015年5月國務(wù)院發(fā)布的《中國制造2025》中對燃料電池汽車的發(fā)展做出規(guī)劃,將新能源汽車作為重點發(fā)展領(lǐng)域,繼續(xù)支持燃料電池汽車發(fā)展。2016年,《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書(2016)》首次提出我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖,到2050年完成加氫站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,燃料電池汽車保有量達到1000萬輛。2019年,《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2019)》進一步提出到2050年氫能源占比約10%,氫能需求量接近6000萬噸,加氫站達到1000座以上的目標(biāo)。2020年10月,中國汽車工程學(xué)會牽頭修訂編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》在上海發(fā)布,對氫燃料電池汽車的發(fā)展做出進一步規(guī)劃,2025年規(guī)劃氫能源車保有量達到10萬輛,在2030-2035年期間實現(xiàn)氫燃料能源汽車保有量100萬輛。2020年底國內(nèi)氫能源車保有量僅7000余輛,如果2025年能夠按規(guī)劃實現(xiàn)10萬的保有量,未來五年將有望實現(xiàn)十倍增長。1.2.2.
多項政策扶持,“以獎代補”推動產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展我國早在2009年就推出了針對新能源汽車的財政補助辦法,對燃料電池汽車給予6萬元-60萬元不等的成本差價財政補貼。
2011年至2014年,我國陸續(xù)發(fā)布《車船稅法》及公告,對燃料電池汽車免征車船稅和車輛購置稅,并對符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池汽車加氫站進行每個站400萬元的獎勵。
2020年國家發(fā)布《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,將對燃料電池汽車的購置補貼,調(diào)整為選擇有基礎(chǔ)、有積極性、有特色的城市或區(qū)域,重點圍繞關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開展示范,以推動產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展。1.2.3.
各省市相繼推出支持政策,加快發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)2021年3月13日,《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》發(fā)布,氫能被列為前瞻謀劃的六大未來產(chǎn)業(yè)之一。在國家政策的指導(dǎo)下,我國38個以上省市級地區(qū)已經(jīng)推出一系列政策,支持氫能行業(yè)的發(fā)展。1.3.
全球范圍政策支持,氫能源車發(fā)展勢頭良好1.3.1.
全球各國推出政策支持,美日韓德走在前列各國陸續(xù)推出政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其中、美、歐、日、韓規(guī)劃較快,政策支持力度較強。(1)
美國FCHEA將布局氫能大規(guī)模應(yīng)用
美國是全球最早制訂氫能戰(zhàn)略的國家,早在2002年就發(fā)布了《國家氫能路線圖》,2019年FCHEA發(fā)布《氫能經(jīng)濟路線圖》,將布局氫能大規(guī)模應(yīng)用。(2)
歐洲FCH-JU為氫能產(chǎn)業(yè)提供大量資金支持
德國是最早啟動燃料電池項目的國家,早在1999年就建立了首家加氫站。2008年歐盟成立氫能源和燃料電池聯(lián)盟(FCH-JU),提供大量資金支持,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2019年,F(xiàn)CH-JU發(fā)布《歐洲氫能路線圖》,規(guī)劃在2050年達到24%的氫能占比。(3)
日本計劃“從根本上落實氫能社會”
日本在2013年的《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》中將發(fā)展氫能提升為國策;2017年能源部發(fā)布《氫能基本戰(zhàn)略》;2019年發(fā)布《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》。(4)
韓國持續(xù)推出財政補貼政策
韓國近年來持續(xù)加強對氫能產(chǎn)業(yè)的支持力度,推出一系列財政補貼政策;2019年發(fā)布《氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖》,計劃到2040年實現(xiàn)氫燃料電池汽車普及量620萬輛,加氫站1200座。1.3.2.
全球氫能源車銷量及保有量增長勢頭良好2016-2019年,全球氫能源車銷量迅速增長,2019年銷量突破10000輛;
2020年全球共銷售9006輛,受疫情影響銷量有所下滑。
我國2016-2019年氫能源車銷量逐步提升,2019年銷量達到2737;由于疫情影響、政策波動及示范城市群開展導(dǎo)致的銷量延遲,2020年氫能源車銷量僅1177輛,同比下滑57%。2016-2019年,全球氫能源車保有量保持高速增長,增長速度始終保持在70%以上;受疫情影響,2020年增速有所放緩,但仍有38.3%。
我國氫能源車占有量也穩(wěn)步增長,2016-2019年增速持續(xù)高于全球水平;2020年受政策轉(zhuǎn)向影響,增速減慢為19.1%。2.
氫能產(chǎn)業(yè)鏈條復(fù)雜,成本規(guī)模技術(shù)互相制約2.1.
氫能源產(chǎn)業(yè)鏈下游規(guī)模制約上游成本氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上游:包含儲氫罐、膜電極和極板等電池元件。其中由催化劑、質(zhì)子膜和擴散層組成的膜電極是燃料電池的核心技術(shù)所在。氫能源產(chǎn)業(yè)鏈中游:包括發(fā)電系統(tǒng)和電堆模塊的集成。氫能源產(chǎn)業(yè)鏈下游:是在車輛、加氫站、家用、軍事為主各種發(fā)電裝置、運輸設(shè)備的實際應(yīng)用。2.2.
制氫與儲氫技術(shù)不斷突破,加氫站建設(shè)提速2.2.1.
制氫行業(yè)裝備成熟,制取及液化尚需提升制氫方法多元化共存,主要為化工原料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等途徑。應(yīng)當(dāng)因地制宜,選擇適合的工藝路線,比如煤資源豐富的山西等地,選擇煤制取氫氣性價比高;風(fēng)電,光伏豐富的高原地區(qū),水電豐富的長江流域,電解水制氫成為最經(jīng)濟環(huán)保的選擇。
國內(nèi)制氫行業(yè)裝備較成熟,但是在制取及液化方面與國際水平存在差距。其中,天然氣制氫和生物制氫技術(shù)水平較落后。氫氣制備裝備中堿性電解水制氫技術(shù)較成熟,而PEM制氫尚處于研發(fā)階段。2.2.2.
氣態(tài)儲氫占主流,成本低技術(shù)成熟儲氫的主流路線有三種:氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。氣態(tài)儲氫憑借其儲存易滿足,成本低廉的優(yōu)勢成為主流的儲氫方式,已運用于商業(yè)化乘用車上。高壓條件下,高壓存儲氣態(tài)氫儲氫量可達到5.7%(質(zhì)量分數(shù))。液態(tài)儲氫需要滿足極低的溫度以及采用雙層真空隔熱結(jié)構(gòu)的儲存容器,目前的技術(shù)尚且也只能保證液態(tài)每天1%左右的揮發(fā)。固態(tài)儲氫的儲氫合金一般是鈦系合金,鋯系合金,稀土合金等,儲氫能力極強,但是成本高昂。2.2.3.
加氫站建設(shè)提速,布局企業(yè)類型多樣化加氫站的建設(shè)成本高,但在使用氫能和推廣燃料電池汽車商業(yè)化上布局加氫站大規(guī)模建設(shè)是必不可少的一環(huán)。近年來,我國加氫站布局建設(shè)的步伐不斷加快,2020年新建加氫站數(shù)量創(chuàng)紀(jì)錄,截至2021年3月中國加氫站數(shù)量達到131座,此外規(guī)劃和運營中有187座。在中國加氫站建設(shè)前期,以舜華新能源、液空厚普、國富氫能、億華通等行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)為主。隨著氫能行業(yè)的發(fā)展前景顯現(xiàn),參與加氫站建設(shè)的主體趨于多樣化。上游的化工、氣體、能源公司,中游的燃料電池和電機企業(yè)以及下游的整車企業(yè)和車輛運營企業(yè)參與加氫站建設(shè)者繁多。2.3.
氫燃料動力系統(tǒng)規(guī)模與技術(shù)有待突破2.3.1.
氫燃料電池與儲氫系統(tǒng)占整車成本40%目前主流應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)的是氫燃料電池技術(shù)路線,采用“電化學(xué)的方式“,不需要燃燒氫氣,直接由化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,效率更高、也更安全。在整車結(jié)構(gòu)設(shè)計上,燃料電池汽車(簡稱FCV)包含燃料罐(高壓儲氫罐)、動力機組和三電系統(tǒng),其中搭配的小容量蓄電池主要作為啟動輔助和能量回收。根據(jù)StrategicAnalysisInc測算,以豐田氫燃料電池車Mirai為例,在年產(chǎn)1000臺時燃料電池(FC)系統(tǒng)與儲氫系統(tǒng)制造成本分別為20180美元和8002美元,占整車成本分別為30.7%和12.2%;當(dāng)年產(chǎn)量增至3000臺時,F(xiàn)C系統(tǒng)與儲氫系統(tǒng)制造成本分別為15821美元和6040美元,占整車成本比例降至28.2%和10.7%;兩者合計成本約為占整車的40%,顯著高于傳統(tǒng)燃油車發(fā)動機占整車成本比例15%,如何進一步降低儲氫和FC系統(tǒng)的成本,尤其是后者是FCV大規(guī)模商業(yè)化的前提。2.3.2.
燃料電池系統(tǒng)電池堆成本占超50%燃料電池系統(tǒng)由電池堆(stack)和支持系統(tǒng)(BOP)兩部分構(gòu)成,前者是核心動力組件,后者由空氣壓縮機、加濕器、燃料回路、空氣回路等支持組件構(gòu)成。工作狀態(tài)下,純凈氫氣從高壓儲氫罐中減壓輸入到電池堆負極,空氣經(jīng)過濾清后進入空壓機壓縮(類似于渦輪增壓原理和效果),再經(jīng)過加濕器濕潤(經(jīng)過濕潤的空氣化學(xué)反應(yīng)更佳)后輸入到電池堆正極;空氣中的氧氣和氫氣在電池堆中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(具體詳見2.3.3)后產(chǎn)生的直流電經(jīng)過DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器升壓后驅(qū)動電機,未反應(yīng)的氫氣通過循環(huán)泵再次利用,反應(yīng)產(chǎn)生的水一部分冷卻后可用于加濕,同時未參與反應(yīng)的空氣以及產(chǎn)生的部分熱能會排出。根據(jù)美國能源部對氫燃料電池各環(huán)節(jié)成本的記錄,以80千瓦凈輸出功率的燃料電池系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)在年產(chǎn)1000套時成本為14485美元,在年產(chǎn)50萬套時,成本降至3567美元,規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)明顯。燃料電池(FC)系統(tǒng)中電池堆成本在產(chǎn)量小于2萬套時占比更高,隨產(chǎn)量增加其成本下降較BOP系統(tǒng)更快,超過2萬套后成本將小于BOP系統(tǒng)成本。
同時單位輸出功率成本在年產(chǎn)10000套將從年產(chǎn)1000套的181.1美元/千瓦降至84.7美元/千瓦,降幅高達53.23%;隨后降幅逐步趨緩,預(yù)計在年產(chǎn)50萬套時成本有望降至44.6美元/千瓦。以啟辰晨風(fēng)搭載80千瓦電機,搭配24千瓦時電池作為對比,鋰動力電池每千瓦時成本約為1000元,則單位輸出功率成本為300元/千瓦,與年產(chǎn)50萬套時氫燃料電池系統(tǒng)成本接近。2020年全球共銷售氫燃料電池汽車9006臺,假設(shè)年產(chǎn)1萬套FC系統(tǒng),則該系統(tǒng)合計成本為6775美元,其中電池堆成本和支持系統(tǒng)成本為3504美元和3172美元,分別占比51.7%和46.8%;2020年國內(nèi)共銷售氫燃料電池車1177臺,假設(shè)年產(chǎn)1000套FC系統(tǒng),則該系統(tǒng)合計成本為14485美元,其中電池堆和支持系統(tǒng)分別為9533和4763美元,各自占比65
.8%和32.9%,可見在當(dāng)前各國產(chǎn)量規(guī)模有限的情況下,F(xiàn)C系統(tǒng)成本較高,如果達到萬套產(chǎn)能,成本有望大幅下降。2.3.3.
質(zhì)子交換膜(PEM)適用于車用氫燃料電池電池堆是電池單元串聯(lián)疊加而成,由于每個單元產(chǎn)生的電壓通常不到1伏特(0.6-0.7V),因此往往需要幾百片電池單元進行串聯(lián)。市場上有5種類型的氫燃料電池單元技術(shù)方案,其中最適合車用的是質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEM)單元,由膜電極和硬件(雙極板和密封層)組成,其中核心組件是膜電極(薄膜電池單元),也是電化學(xué)反應(yīng)的場所;雙極板與膜電極以“三明治方式“組合,一方面分隔其它電池單元,同時也提供導(dǎo)電性和支撐性;為了防止氣體泄漏在膜電極邊緣還有密封層。
膜電極最外側(cè)有氣體擴散層,可以使輸入的氫氣和空氣(主要是氧氣)排列均勻,增加反應(yīng)面積和效率;氫氣經(jīng)過含鉑催化劑層后分離出質(zhì)子和電子,其中質(zhì)子可通過質(zhì)子交換膜(電解質(zhì)膜)流動到正極,在催化劑作用下和氧氣分子發(fā)生反應(yīng),生成水;分離出的電子從負極流向正極,產(chǎn)生電能。以年產(chǎn)10000套燃料電池系統(tǒng)為前提,電池堆成本3504美元,其中膜電極為2320美元,占比66.21%;雙極板和膜電極外密封層成本為486美元、533美元,分別占比13.87%和15.21%;而膜電極中,成本占比最高的是含鉑催化劑層,為1069美元,占膜電極成本的46.1%,是最主要的成本因素。綜上,將氫燃料電池系統(tǒng)特有的關(guān)鍵組件進行分類,在年產(chǎn)10000臺FC系統(tǒng)的前提下,膜電極成本占比最高,接近35%,其中含鉑催化劑占了近一半,接近FC系統(tǒng)總成本的16%;膜電極之外,除其他外,占總成本比例最高的是空氣壓縮機,占19%;其他幾項關(guān)鍵組件:雙極板、密封層、電解質(zhì)膜、擴散層占總成本比例大體接近,約7-8%左右。2.4.
氫燃料電池布局從整車、系統(tǒng)到關(guān)鍵組件逐步強化1)國內(nèi)氫燃料電池系統(tǒng)集成布局好于關(guān)鍵組件
燃料電池系統(tǒng)包含關(guān)鍵組件和系統(tǒng)集成,其中最核心的集成組件是電堆,而電堆中的核心集成組件是膜電極,目前國內(nèi)已經(jīng)具備系統(tǒng)集成和關(guān)鍵組件集成的國產(chǎn)化能力,部分單一關(guān)鍵部件也具備國產(chǎn)化能力,但相當(dāng)一部分關(guān)鍵部件技術(shù)水平與國際領(lǐng)先水平有一定差距或者仍處于實驗室研發(fā)和小規(guī)模試樣階段。目前國內(nèi)上市公司主要布局在系統(tǒng)集成領(lǐng)域,而細分零部件方面參與企業(yè)大多屬于科技型中小企業(yè)或者依托國內(nèi)高校(清華大學(xué)、武漢理工、同濟大學(xué)、大連物化所等)的實驗室,主要原因在于產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚未形成,無法形成量產(chǎn)和足夠的商業(yè)價值。
關(guān)鍵零部件中,催化劑、質(zhì)子交換膜和擴散層國產(chǎn)化能力偏低;雙極板和空壓機國產(chǎn)化水平較好;密封層由于單位價值較低以及缺乏穩(wěn)定的量產(chǎn)需求因此目前主要依靠進口并且工藝方面與國際水平存在差距;加濕器由于產(chǎn)值占比較小,參與企業(yè)較少。系統(tǒng)集成方面,以濰柴動力、大洋電機、國鴻氫能為代表的企業(yè)以合資形式獲得國外公司技術(shù)授權(quán),而另一批以億華通、重塑股份為代表的的企業(yè)主要依靠自主研發(fā)。2)整車以商用為主,上汽、長城布局全面
當(dāng)前國內(nèi)整車企業(yè)在氫燃料電池布局以商用車為主,但有四家乘用車企業(yè)已推出或即將推出氫燃料電池乘用車,這四家分別是上汽(大通)、長城汽車、廣汽集團、長安汽車。
在布局策略上,部分車企同時延伸到燃料電池系統(tǒng)領(lǐng)域,上汽集團100%控股燃料電池企業(yè)捷氫科技,長城汽車成立未勢能源,是在FC系統(tǒng)投入程度最高的車企。濰柴動力通過持股氫燃料電池企業(yè)弗爾賽能源、巴拉德、以及博世集團合作切入氫燃料電池系統(tǒng)領(lǐng)域,中通客車與大洋電機合資成立通洋燃料電池科技,廣汽出資5%加入豐田牽頭的氫燃料電池企業(yè),長安與英國燃料電池企業(yè)IntelligentEnergy共同成立氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心。其他車企則主要配套億華通、重塑科技、濰柴動力提供的氫燃料電池系統(tǒng)。3.
企業(yè)端全方位布局發(fā)力,產(chǎn)業(yè)化有望加速3.1.
能源巨頭布局氫能,提供綠色發(fā)展動力3.1.1.
著力打造“光伏+儲能+氫能”模式隆基股份是光伏行業(yè)巨頭,主要從事單晶硅棒、硅片、電池和組的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,為光伏集中式地面電站和分布式屋頂開發(fā)提供產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案。
公司于2021年3月31日注冊成立西安隆基氫能科技有限公司,正式進軍氫能領(lǐng)域。隆基氫能主營可再生能源制氫裝置及氫能裝備項目、綠氫技術(shù)研發(fā)等業(yè)務(wù)。
公司自身光伏資源成為氫能業(yè)務(wù)未來的主要發(fā)展優(yōu)勢,著力打造“光伏+儲能+氫能”模式。首先,從制氫的來源上來講,利用可再生能源發(fā)電來電解水制綠氫,清潔高效,符合國家減排戰(zhàn)略。其次,從制氫的成本上來講,光伏發(fā)電的低成本給電解水制氫帶來了巨大機會。在光照充足的條件下,光伏制氫的電力成本遠低于現(xiàn)有制氫方式。最后,氫作為一種儲能介質(zhì)具有比鋰電池更高的儲能能量密度,適合作為光伏發(fā)電的儲能手段,成為解決光伏消納問題的方式之一。3.1.2.
快速布局,助力氫能行業(yè)長期發(fā)展公司成立氫能科技公司后,與地方政府、央企及高校陸續(xù)簽訂合作協(xié)議,多方共同圍繞“碳達峰、碳中和”緊密合作,發(fā)揮各自優(yōu)勢,保障產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展。
2021年5月31日,子公司隆基綠能創(chuàng)投管理有限公司在無錫投資建設(shè)的“隆基制氫裝備項目”簽約,建設(shè)電解水制氫設(shè)備基地。該項目一期注冊資本1億元,投資總額3億元,預(yù)計到2022年底將達到年產(chǎn)1.5GW氫能裝備的能力,項目達產(chǎn)后三年內(nèi)將達到年銷售額10-15億元。
2021年6月3日,公司與同濟大學(xué)簽署合作協(xié)議,宣布校企共建氫能聯(lián)合實驗室。借助同濟大學(xué)在氫能領(lǐng)域的深厚積淀,結(jié)合隆基在綠氫裝備方面的研究基礎(chǔ),雙方將在綠氫技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)、產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化等方面展開深度合作。
2021年6月4日,隆基股份與中國燃氣簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將發(fā)揮各自優(yōu)勢,在綠氫研發(fā)生產(chǎn)及應(yīng)用等領(lǐng)域進行深度合作。
2021年6月9日,公司投資
3
億元建設(shè)隆基氫能總部,并作為隆基股份電解水制氫設(shè)備項目總部,項目規(guī)劃面積
1.5
萬平方米,初期達到年產(chǎn)
500MW,100臺1000Nm3
堿式電解設(shè)備能力,通過
5-10
年產(chǎn)能擴大到
1
萬臺。總體來看,公司將依托自身光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢,同多方合作,將氫能產(chǎn)業(yè)納入自身業(yè)務(wù)范圍,為氫能源行業(yè)未來的長期發(fā)展提供支撐。3.2.
動力巨頭前瞻布局氫能,打造產(chǎn)業(yè)鏈集成優(yōu)勢濰柴動力作為柴油車時代商用車動力系統(tǒng)龍頭企業(yè),在氫能源動力系統(tǒng)領(lǐng)域的布局比較全面前瞻,公司布局領(lǐng)域涉及燃料電池電堆、電機、電控、空壓機、雙極板等關(guān)鍵核心技術(shù)部件以及動力系統(tǒng)總成。
1)自研+并購深入布局氫能源核心領(lǐng)域
2016年11月,公司與專注于研發(fā)、生產(chǎn)以氣體能源為核心的燃料電池和綜合能源系統(tǒng)設(shè)備的弗爾賽公司開展合作,認購佛爾賽公司33.5%的股份,成為其第二大股東,開始了其對于燃料電池的初步布局。
2017年11月,公司和博世董事會主席簽訂了全面戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,努力
建立國際一流的燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,共同合作開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。
2018年5月,公司與全球先進的固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)供應(yīng)商英國錫里斯動力控股有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,收購20%股份,并成立合資公司,在固態(tài)氧化物燃料電池領(lǐng)域展開全面合作。目前該項目的年產(chǎn)能3萬臺。
2018年11月,濰柴動力認購全球氫燃料電池始祖級企業(yè)巴拉德動力系統(tǒng)公司19.9%股份,成為巴拉德第一大股東。濰柴已經(jīng)擁有巴拉德下一代質(zhì)子交換膜燃料電池電堆及模組技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用在中國客車、商用卡車和叉車市場的獨家權(quán)利,目前年產(chǎn)2萬臺的濰柴巴拉德的合資工廠已經(jīng)建成。2)燃料電池發(fā)動機商業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)先者
2018年8月,公司承接國家燃料電池發(fā)動機及商用車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與應(yīng)用重大項目。該項目是科技部公布的國家重研發(fā)計劃,總投資19.
7668億元,由濰柴牽頭聯(lián)合12家企業(yè)、高校及科研院所共同參與實施。
該項目圍繞大功率和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化高可靠性、長壽命和高環(huán)境適應(yīng)性難題,開展"基礎(chǔ)部件-電堆-發(fā)動機-整車"共性技術(shù)研究,形成電堆、發(fā)動機及整車開發(fā)和大批量生產(chǎn)制造技術(shù),建立全技術(shù)鏈測評體系,實現(xiàn)規(guī)?;痉稇?yīng)用。濰柴動力將依托該項目突破氫燃料電池關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)燃料電池商用車及燃料電池發(fā)動機、電堆及膜電極的產(chǎn)業(yè)化落地。
3)延伸布局新能源商用車電機、電控
2019年12月,公司宣布完成對德國ARADEX公司的戰(zhàn)略收購。ARADEX成立于1989年,專注于工業(yè)及交通運輸行業(yè)用電機、電控和電源的研發(fā)開發(fā),擁有多種數(shù)控機床用伺服電機和驅(qū)動器、新能源商用車用電機控制器、電機、燃料電池DC/DC變換器等產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)和系統(tǒng)集成能力,產(chǎn)品設(shè)計壽命達3萬小時以上。
通過對于對燃料電池、燃料電池發(fā)動機、新能源商用車電控的布局,濰柴擁有了新能源商用車動力系統(tǒng)的全部開發(fā)和集成能力,基本完成了氫燃料電池汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的布局
,成功構(gòu)筑起“電池+電機+電控”為一體的新能源動力系統(tǒng)集成優(yōu)勢。3.3.
整車企業(yè)積極推動氫能源車商業(yè)化3.3.1.
長城汽車2022年前將量產(chǎn)氫能源乘用車2016年6月,長城汽車的XEV項目組開始研發(fā)燃料電池,并在五年時間內(nèi)通過全面深耕技術(shù)研發(fā)、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(lǐng)域。2021年3月發(fā)布最新的氫能源戰(zhàn)略規(guī)劃,發(fā)布了氫檸技術(shù)平臺,涵蓋氫電平臺(HE)、電堆平臺(HS)、儲氫平臺(HP)三大技術(shù)平臺,未來三年預(yù)計再投入30億研發(fā),計劃達到萬輛以上配套規(guī)模,首款搭載氫能源乘用車預(yù)計2022年可以實現(xiàn)量產(chǎn)上市。長城汽車將采用向上探索核心材料聯(lián)合合作模式,向下利用示范運營進行產(chǎn)品應(yīng)用迭代升級,構(gòu)建了國際級“制-儲-運-加-應(yīng)用”供應(yīng)鏈生態(tài),打通氫能領(lǐng)域上下游產(chǎn)業(yè)鏈。氫能戰(zhàn)略還推出了一套國際領(lǐng)先的車規(guī)級“氫動力系統(tǒng)”全場景解決方案—氫檸技術(shù),加速產(chǎn)品落地,助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
長城汽車將在2022年之前推出全球首款C級氫燃料電池SUV,落地全球首個100輛49噸氫能重卡。2022年,公司首支高端乘用車服務(wù)車隊將服務(wù)于冬奧會的舞臺;2023年實現(xiàn)核心動力部件推廣數(shù)量國內(nèi)領(lǐng)先;并在2025年前重點圍繞公交/大巴+重卡/物流車+乘用車三大應(yīng)用平臺展開推廣運營。
長城汽車還提出了氫能源的終極目標(biāo)——構(gòu)建永續(xù)美好的氫能社會,并規(guī)劃了未來30年的三步走規(guī)劃:2021年-2025年(開啟氫時代,聚焦氫示范),加強商業(yè)模式創(chuàng)新,加大自主研發(fā)與資本投入,培育健全產(chǎn)業(yè)鏈;2025年-2035年(發(fā)展氫經(jīng)濟,開發(fā)氫生態(tài)),加大推廣氫燃料電池汽車,研究和推廣船用、航空、移動機械燃料電池系統(tǒng);2035年-2050年(建成氫社會,貢獻碳中和),成為氫能生產(chǎn)、儲存和綜合利用的生態(tài)運營商。3.3.2.
宇通客車氫能源車已完成四次技術(shù)迭代宇通客車作為客車行業(yè)領(lǐng)軍者,自2009年開始研發(fā)燃料電池客車,是行業(yè)內(nèi)最早研發(fā)燃料電池客車的企業(yè)之一。2012年,宇通正式組建專職燃料電池客車研發(fā)團隊,大力布局氫能領(lǐng)域,并于2015年率先取得首個燃料電池商用車資質(zhì)認證,2018年組建以宇通新能源技術(shù)優(yōu)勢為依托的鄭州市燃料電池與氫能工程技術(shù)研究中心。
近年來,通過燃料電池客車整車集成與控制、動力系統(tǒng)匹配等關(guān)鍵技術(shù)突破,宇通氫燃料電池客車已完成三代產(chǎn)品開發(fā),目前第四代產(chǎn)品已投入推廣應(yīng)用。公司在系統(tǒng)使用壽命、環(huán)境適應(yīng)性等方面均得到大幅提升,續(xù)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(tǒng)+動力電池的混合動力系統(tǒng)方案,充氫僅需10分鐘,續(xù)航能力高達500公里。目前已經(jīng)投身到第四代燃料電池客車的研發(fā),將涵蓋8-12米公交、9-11米公路產(chǎn)品。3.3.3.
上汽集團全方位布局氫能源車上汽集團作為國內(nèi)同時推進“純電、插電、燃料電池”三條技術(shù)路線的企業(yè),已自主掌控“電池、電驅(qū)、電控”等核心技術(shù),并在此基礎(chǔ)上推出了數(shù)十余款整車產(chǎn)品。2020年9月13日,上汽集團公布中國汽車行業(yè)首個“氫戰(zhàn)略”:上汽大通計劃在2025年前,推出至少十款燃料電池整車產(chǎn)品,上汽捷氫科技已建立起千人以上燃料電池研發(fā)運營團隊,形成萬輛級燃料電池整車產(chǎn)銷規(guī)模,市場占有率在10%以上。3.4.
其他企業(yè):億華通專注氫能源技術(shù)億華通成立于2012年,專注于氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)研究及產(chǎn)業(yè)化。所處燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈的中游,即燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)及電堆行業(yè),主營氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng),是國內(nèi)氫燃料電池龍頭企業(yè)。目前公司在燃料電池發(fā)動機領(lǐng)域擁有
30KW/40KW/50KW/60KW/80KW/120KW多款產(chǎn)品。2018年,億華通建成投產(chǎn)我國首條具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池發(fā)動機生產(chǎn)線,率先實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機量產(chǎn),具備年產(chǎn)2000臺的產(chǎn)能。而后,又進一步突破系統(tǒng)集成商的身份,實現(xiàn)了電堆的自主生產(chǎn)。目前,億華通成為現(xiàn)階段進入城市數(shù)量最多、配套廠商最多的系統(tǒng)供應(yīng)商,并不斷與國內(nèi)知名商用車企業(yè)持續(xù)建立并深化合作關(guān)系。4.
氫能源商用車先行,乘用車探索前進4.1.
氫能源商用車政策扶持力度與技術(shù)優(yōu)勢明顯近幾年的政策引導(dǎo)一直在向氫燃料電池商用車傾斜,已經(jīng)將氫能戰(zhàn)略列入到十四五規(guī)劃中?!笆濉钡健笆晃濉逼陂g,國家采取支持重點專項方式扶持氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“十二五”到“十三五”期間,政府通過進行購置補貼方式來推廣氫燃料電池汽車小規(guī)模應(yīng)用。政策實施逐步精準(zhǔn)化,從支持商用車,到擴大范圍支持乘用車和商用車,再到精細劃分為乘用車、輕型商用車、中重型商用車。在該政策的影響下,目前全國二十多個城市都陸續(xù)出臺了支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。
氫燃料一般儲存在輕質(zhì)金屬制成的高壓儲氫罐中,車輛可搭載的儲氫罐體積直接決定了汽車的續(xù)航能力。從技術(shù)層面來看,商用車較大的體積提供了更多的儲氫空間,同時,商用車的使用環(huán)境更為規(guī)律和集中,所以在燃料補給方面也比其他種類的乘用車更方便。4.2.
氫能源“重卡+客車”商用車先行推廣4.2.1.
重卡車型實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)下,氫能源商用車在重卡車型上的眾多重要突破,對于實現(xiàn)節(jié)能減排的戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要意義。福田汽車、陜汽重卡、中通集團等知名企業(yè)紛紛開始蓄力氫能源重卡車型。
福田汽車致力于提供燃料電池商用車全棧式解決方案,面向不同應(yīng)用場景規(guī)劃布局氫燃料商用車全系列車型,涵蓋客車、輕卡、中卡、重卡等不同的產(chǎn)品。此前已有代表車型:31T液氫重卡,福田智藍新能源42T、49T氫燃料電池重卡等。2021年1月,工信部第340批《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》中提到,陜汽氫燃料電池載貨汽車底盤將搭載張家口喜瑪拉雅氫能科技有限公司的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng),意味著陜汽在氫能源燃料電池領(lǐng)域又取得了新的進步。此前,陜汽曾于2019年11月展示了一款搭載氫能源燃料電池的陜汽德龍X5000旗艦車型,并明確表示過該車型會添加氫氣作為燃料進行反應(yīng)。4.2.2.
客車氫能源技術(shù)不斷迭代升級2009年,宇通汽車成功推出了第1代增程式燃料電池客車。2013年,第2代電電混合燃料電池城市客車問世,并建設(shè)了加氫站。2014年,宇通獲得國內(nèi)商用車領(lǐng)域首個燃料電池客車資質(zhì)認證。2015年,宇通取得國內(nèi)首款燃料電池客車“公告”,同時也組建了首個氫能與燃料電池工程技術(shù)研究中心。2016年5月,宇通第3代燃料電池城市客車正式發(fā)布,并與億華通簽訂100輛燃料電池客車合作意向書。2018年,經(jīng)過不斷升級的宇通新能源客車攜“負排放”氫燃料電池客車F10等5款新能源車產(chǎn)品及相關(guān)配套展品亮相第十四屆交通展。目前,宇通搭載第四代氫能源技術(shù)的車輛已進入推廣使用。中通客車近些年也在持續(xù)關(guān)注氫燃料的發(fā)展,在2018-2019年在氫燃料推廣方面,占據(jù)了50%的市場份額,尤其在客車和物流車上占到較大比例。2018年12月,40臺中通10.5米氫燃料客車交付使用,2019年3月,30臺中通9米氫燃料客車交付使用。這些正在運營的車輛無論是在續(xù)航里程、低溫啟動、運營可靠性和乘坐舒適性等方面,都得到了用戶的高度認可,代表著中通氫燃料電池客車大規(guī)模市場應(yīng)用已經(jīng)取得一定成果。4.3.
氫能源乘用車不同地區(qū)發(fā)展進度有分化4.3.1.
日系氫能源汽車戰(zhàn)略清晰,應(yīng)用廣泛日本將實現(xiàn)氫能社會定為國
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