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氢燃料商用车前景探析完结篇,主流氢燃料客车和基础设施建设简析

上一篇我们介绍了氢燃料电池主流卡车企业的车型,本篇我们来介绍一下客车企业氢燃料电池车型的布局和从氢气的制取、运输、加氢站等角度分析一下基础设施建设的现状和趋势。

虽然目前公交车电动化是绝对主流,但氢燃料电池在客车的推广仍然是以公交客车为主,如下表,以2020年第6-7批推荐目录(补贴政策发布后的两批老车型集中转新目录)发布车型为例,共112款氢燃料电池客车车型,其中公交客车就有101款,公路客车只有11款;目前主流客车企业基本都有布局氢燃料电池车型,两个例外是比亚迪和银隆,二者也是新能源客车大力推广后冒出的两个行业“新贵”,对技术路线选择也很专一,两家企业客车只有纯电动车型,这也算是行业的一股“清流”;不过目前国家政策层面是大力推广的氢燃料电池车型的,重点还是优先公共服务领域。

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备注:数据来自工信部公告目录统计

一、公交客车

 目前有中通客车、南京金龙、佛山飞驰、宇通客车、上海申龙、厦门金旅、安凯、中车时代电动车、苏州金龙、厦门金龙等26家客车企业布局有氢燃料公交客车,车型全部集中在8~9m、10~11m、11~12m段,市场主要以示范线路为主。

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备注:数据来自工信部公告目录统计

1、宇通客车(龙头企业)

   宇通从2009年开始研发氢燃料电池客车,是国内较早研发氢燃料电池的客车企业,目前宇通在氢燃料电池公交客车布局有8.5m、9m、10.5m、12m车型;2019年5月的北京道路运输车展,宇通新一代的氢燃料电池公交F8(8.5m)首次亮相,整体采用的是其新一代公交“宇光系列”的造型,目前其12m车型也已采用“宇光”造型;宇通氢燃料电池系统选择厂家比较多:北京亿华通、上海重塑能源、江苏清能、潍柴动力均有配套;各车型燃料电池系统功率覆盖了47kw-80kw。

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宇通12m氢燃料公交-F12  
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宇通8.5m氢燃料公交-F8

从2018年开始宇通氢燃料电池公交客车先后在郑州、张家口等地试运营(如下表例);

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备注:数据来自行业相关新闻

2、中通客车(老牌国企)

中通客车2017年初发布了其首款9m氢燃料电池公交客车LCK6900FCEVG,同年3月,天津国际客运装备展览发布了12m氢燃料电池公交客车LCK6120FCEVG,目前中通有8.6m

、9m、10.5m、12m氢燃料电池公交客车,以9m车型为主;其氢燃料电池系统选择厂家有:北京亿华通、潍柴动力、武汉雄韬氢雄、上海重塑能源、苏州弗尔赛等企业;各车型燃料电池功率覆盖了31kw-80kw。

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中通9m氢燃料公交 
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中通12m氢燃料公交

2018年12月开始中通氢燃料电池公交客车在大同、潍坊、聊城、济南等地试运营(如下表例);

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3、佛山飞驰汽车(二次重生)

飞驰曾经也是国企,改制后在客车行业几乎消失,氢燃料电池的推广让其重新在行业活跃起来;2016年,全国第一条氢能源城市公交示范线在广东佛山试运营,首批即是佛山飞驰11m氢燃料电池公交车型;目前飞驰有8.6m、10.6m、11m、12m氢燃料电池公交客车,其氢燃料电池系统均是广东本地企业(广东国鸿、广东鸿运、广东泰极、广东鸿力、广东雄韬等);各车型燃料电池系统功率覆盖了33kw-95kw。

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飞驰8.6m氢燃料公交
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  飞驰10.6m氢燃料公交

自2016年试运营以来,截至2020年5月,飞驰在佛山地区已累计投入700多辆氢燃料电池公交客车运营,佛山实实在在成为中国一座“氢城”,这绝对是我国氢燃料电池汽车推广的一大里程碑!

4、厦门金龙&厦门金旅&苏州金龙

“三龙”目前在氢燃料电池车型储备以厦门金旅为主,厦门金旅有8.5m、10.5m、12m氢燃料电池公交车型,厦门金龙仅有8.5m氢燃料电池公交车型,苏州金龙仅有10.5m氢燃料电池公交车型;各车型燃料电池系统功率覆盖了31kw-92kw。

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苏州金龙10.5m氢燃料公交
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金旅8.5m氢燃料公交

     2019年10月,厦门金旅50辆氢燃料电池公交在浙江嘉善投入示范运营,2019年12月,金旅再次中标广东佛山南海区186辆氢燃料电池公交大单;2019年底,苏州金龙20辆氢燃料电池公交抵达江苏常熟投入运营。

二、公路客车

目前仅有少数企业有开发氢燃料电池公路客车,以2020年第6-7批推荐目录发布车型来看,仅有宇通、厦门金旅、上海申龙、福田、亚星、东风等几家企业有氢燃料公路客车车型,车长包括6-8m、8-9m、10-11m、11-12m;各车型燃料电池系统功率覆盖了33kw-93kw。

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备注:数据来自工信部公告目录统计
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宇通9m氢燃料公路客车  
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申龙12m氢燃料公路客车

三、轻客车型

这里以上汽大通为例,上汽大通也是国内极早开始研究氢燃料电池技术的企业,2020年上海世博会就有一批氢燃料电池车型做公用车辆;目前上汽大通主力产品是氢燃料电池宽体轻客车型(FCV80),在2017年9月起,上汽大通FCV80车型就已经在上海、佛山抚顺、等地开始商业化试运营,2019年7月,无锡示范运营项目启动,累计已完成400多辆订单的运营。

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上汽大通FCV80 氢燃料电池轻客

前文有介绍,目前客车企业布局有氢燃料电池车型的企业多达26家以上,基本上有实力的客车企业都已经有储备氢燃料电池车型了,在这里就不一一列举了;近年来公交电动化的巨大成功是中国在新能源路线的一次成功探索,目前氢燃料电池客车在各地属于示范运营阶段,上面也看到仍然是以公交车型为主,氢燃料电池技术相比纯电动车型更多的是长里程的补充,公交车日运营里程一般在200km左右,目前纯电动是基本能完全满足使用需求的;相反公路客车更多是有长里程的需求,氢燃料电池的路线更为合适,但目前整个产业链配套都还在起步阶段,购买成本及使用成本都很高,限制了目前车型的推广;不过现阶段对氢燃料电池的示范推广政策像极了10年前新能源客车起步时的“十城千辆”推广阶段,加上现阶段一系列利好政策的引导,未来还是有可为的!

四、基础设施建设的现状和趋势

随着氢燃料电池汽车越来越受到各方的关注,虽然前期的购置补贴弥补了一部分的购置成本,但使用成本的居高不下也使氢燃料电池商用车在TCO成本方面相比纯电动和燃油车没有竞争优势,加氢站等基础设施的普及越来越成为制约氢燃料电池商用车推广的瓶颈,国家和地方政府也不断出台政策推动加氢站等基础设施的建设,补齐短板可能只是时间问题,下面为就从氢气的制取、运输、加氢站等角度分析一下基础设施建设的现状和趋势。

氢气的制取

氢气的制取方式包括了化石燃料制氢、工业副产氢、化学热分解和电解等多种方式,现阶段国内使用最多的是化石燃料制氢,其技术成熟且适合大规模推广,但碳排放高,需要后期提纯,副产氢的使用规模仅次于化石燃料制氢,其成本低、对环境适应好并且来源丰富,但提纯工艺相对复杂,电解水制氢在西南和西北等风电、水电资源丰富的地区使用较为广泛,且其环境适应性好,有能效解决风电、水电外运成本高的问题,将资源合理利用。

从氢气制取成本方面看,因国内的煤炭资源相对丰富,煤炭气化制氢的成本约在8~10元/kg,工业副产氢的价格也相对较低,大约在10~16元/kg,另外利用弃电、弃水等来进行电解水制氢的成本与煤炭气化基本相当,也能达到10元/kg左右,相对于油价已有部分利润空间。

从发展前景上来看,化石燃料制氢仍不能解决能源与环境的对立矛盾,有违发展氢燃料电池商用车的初衷,并不是理想的制氢方式,而利用富余的废水、废电制氢不仅成本降低,且可持续,环境适应性好,相信将会成为下一阶段的主流制氢方式。

氢气的运输

氢气的运输成本也是整个成本链条中的重要一环,目前氢气的运输方式包括长管拖车运氢、管道运输和液氢槽车运输,其中长管拖车运氢是当前主要采用的方式;从成本的角度来看,当距离在200km以内时,长管拖车运氢的成本要低于管道运输,一旦超过200公里,受燃油成本和人工成本的影响,其运输成本显著提升,管道运输初期投入高,适合大规模长距离运输,但目前氢燃料电池车较少,利用效率较低,成本回收时间长,液氢槽车运输对于运输距离变化相对不敏感,但缺乏相应的标准,国内使用较少,现阶段还主要以长管拖车运氢为主,这就为加氢站的选址布局的带来了考验。

加氢站现状及规划

加氢站的建设是氢燃料电池商用车实现商业化推广的基础,但现有加氢站数量的不足极大的影响了车型的推广。据不完全统计,截止到目前为止,全国加氢站的数量已突破66座,北京、上海、广州、深圳等几十个城市都已建成加氢站,武汉、佛山等多个城市也出台了针对于加氢站的建设规划,整体来看正在稳步发展。

从氢气的来源角度来看,加氢站的分类上来看主要有外供氢和站内制取氢两类,外供氢又包括了高压氢气型和液氢型,目前我国使用最多的和配套设施国产化最高的是外供氢的高压氢气加氢站。

从加注压力来看,早期建造的加氢站设计的加注压力多为35Mpa,主要原因是我国燃料电池车以商用车为主,如客车、专用车、物流车等,这类车需要35Mpa的加注压力,而乘用车需要70Mpa的加注压力。新建的加氢站开始出现了35/70Mpa并存的加注压力设计,可服务于乘用车。如上海地区的驿蓝金山加氢站,是目前加注量较大且具有35/70Mpa并存加注压力的加氢站。

从建设成本的角度来看,使用最多的高压氢气加氢站的造价大概在1200万左右(以日加注500kg,加注压力35MPa为例),其中设备费用要占70%左右(不含土地使用费用),但随着各地规模化建设以及技术的不断革新,建设成本也在逐年下降。

根据《节能与新能源汽车技术路线图》和中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》规划,2020年加氢站数量超过100座,从各地方政府发布的的规划来看,此目标有望在今年实现,到2025年加氢站数量超过300座,至2030年加氢站数量超过1000座,至2050年年加氢站服务区域覆盖全国氢能产业发达地区。

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从整体基础设施建设角度来看,为降低整个成本链条中各方面成本,需要将氢气的制取、运输及加氢站建设等一体化考虑,合理选择制氢和运输等方式,从而实现使用成本的降低,打破氢燃料电池商用车的使用瓶颈。

图文:春光灿烂


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