在商用风口,国内外氢燃料汽车的竞争是什么? 发布时间:2020-03-14
2019年,氢燃料电池汽车的“风向”将逐渐变强。该领域的头号玩家丰田将开始向中国出口氢燃料电池技术,而奥迪将重启氢燃料电池汽车的研发。另一方面,中国的政策方向已经显示出转向氢燃料电池汽车的迹象。无论是产业政策、业内专家学者的打击,还是长城在这一领域的压力,都预示着2020年氢燃料电池汽车市场的竞争将更加激烈。

从全球汽车公司在这一领域的布局来看,一些公司已经大规模登陆,而更多的公司还没有正式跨过商业化的门槛。在不远的将来,氢燃料电池汽车市场能复制以前纯电动和混合动力汽车市场的“荣耀”吗?中国的汽车公司能对那些先下手为强的人进行反向攻击吗?通过主流汽车公司的一系列战略路径,我们可以看到一些线索。
在技术研发和商业登陆方面,日本和韩国的汽车公司走在前列,其中丰田和现代取得了相当大的成就,成为氢燃料电池汽车领域当之无愧的第一梯队。2.欧美汽车公司在技术研发和实验验证方面并不落后于日本和韩国汽车公司。然而,由于全球汽车工业向电气化过渡的环境因素及其不同的发展状况,欧美汽车公司在氢燃料电池汽车的商业化方面取得的成就很少,并且在商业化过程中依赖于日本和韩国汽车公司的帮助。3.在技术研发方面,中国汽车公司明显落后于日本、韩国、欧洲和美国汽车公司。然而,就战略布局而言,中国汽车公司雄心勃勃。然而,在氢燃料电池汽车领域,它们是否能在弯道超越汽车还需要进一步验证。
◆日本和韩国汽车公司已经成为第一梯队
你想制造风还是等着它?丰田无疑属于前者。早在1992年,丰田在氢燃料电池汽车领域的研发工作就已经开始。1996年,丰田推出了第一辆氢燃料电池概念车FCHV-1。随后,丰田先后推出了十几款氢燃料电池概念车或改装车型,但只有FCHV仅限于在日本和美国的小规模销售。丰田氢燃料电池汽车的真正商业化源于2014年Mirai未来组合的大规模生产和上市。

在技术专利层面,丰田拥有绝对的发言权。据统计,丰田拥有超过10700项氢燃料电池专利技术,涉及反应堆、制氢、高压储氢和燃料系统软件等核心模块,占全球氢燃料电池专利技术总量的22.3%。艾欣精密机械和电气设备公司(丰田拥有这两家公司)拥有26.3%的氢燃料电池专利技术。换句话说,通过与上述两家零部件制造商的共同努力,丰田几乎垄断了全球近50%的氢燃料电池技术专利。

在商业层面,丰田也处于世界前列。截至今年11月,Mirai未来组合的全球销售额已经超过1万英镑。截至2018年,全球氢燃料电池汽车的累计销量只有12,000辆。根据丰田的计划,其燃料电池汽车的全球产能预计将在2020年增至3万辆,2025年增至20万辆。
此外,日本对氢燃料电池汽车的官方政策支持极大地推动了丰田等日本汽车公司在氢燃料电池汽车领域的发展。由于地理资源的限制,日本非常重视氢燃料电池技术,甚至发展氢燃料电池技术已经成为日本进入“氢能社会”的国策。近十年来,日本政府颁布了十多项产业政策,涉及财政补贴、标准制定、基础设施建设、发展路线图等。例如,日本经济产业省增加了对氢燃料电池技术研发的资助,从2002年的230亿日元增加到2005年的662亿日元,此后一直保持在300亿日元左右。
除了日本的代表丰田,韩国现代在氢燃料电池领域也有很大的影响力。现代汽车在1998年成立了一个新的燃料电池开发团队,并开始研发氢燃料电池汽车。2000年,现代公司推出了第一辆氢燃料电池汽车,桑塔菲夫塞;;2013年,现代的第一款氢燃料电池量产车型ix35FCEV在市场上推出,为现代氢燃料电池汽车的商业化开辟了道路。

在核心技术层面,现代在氢燃料电池领域只有大约2000项专利,是丰田的五分之一。然而,在燃料电池堆、膜电极、储氢等技术领域,现代技术也有其亮点。

在商业化的过程中,现代的氢燃料电池汽车今年的年销量已经赶上了丰田。根据之前由信息趋势发布的数据,Mirai未来组合的全球累计销量约为ix35FCEV的7倍。然而,根据韩国汽车工业协会(KAMA)12月发布的数据,现代汽车今年的氢燃料电池汽车销量预计为3666辆,或将超过丰田成为年度第一。根据现代汽车之前发布的“2025年战略”,其氢燃料电池汽车的销量将在2025年达到11万辆。

和丰田一样,现代在氢燃料电池汽车领域的发展离不开韩国政府对氢燃料电池汽车市场的支持。自2008年以来,韩国政府已开始颁布有关氢燃料电池汽车的大规模产业政策,包括“低碳生活增长战略”、“绿色氢城示范”和“氢能经济激活路线图”。据了解,在韩国首尔购买氢燃料电池汽车可享受政府补贴2750万韩元(约16.5万元人民币),这极大地提高了当地韩国消费者选择购买氢燃料电池汽车的热情。
当然,丰田和现代是日产汽车公司最近在氢燃料电池领域发展的缩影。事实上,本田、日产和其他汽车公司都在燃料电池汽车方面取得了成就,但它们的商业化进程没有丰田和现代那样激烈。
◆欧美汽车公司“多次逃票”的商业化
事实上,欧美汽车公司在开发氢燃料电池汽车方面走在了前面。然而,在商业化的过程中,除了少数汽车公司外,大多数欧美汽车公司并没有取得多大的成功。
1966年,通用汽车公司推出了带有氢燃料电池动力系统的电动汽车,比丰田早得多。1998年,通用汽车成立了一个专门机构来研究和开发燃料电池技术。从2001年到2008年,通用汽车先后推出了氢1、氢3、氢4和EquinoxFCV等一系列氢燃料电池模型,但最终都没有商业化。

在技术专利方面,通用汽车也取得了辉煌的成就。在热管理系统、催化剂、膜电极、电解质、质子交换膜、储氢和生产等领域申请了多项技术专利。在2002年至2013年期间,通用氢燃料电池技术专利的数量一度领先于丰田。

尽管通用汽车在技术和验证方面并不落后,但它在商业化过程中几乎没有取得什么成就。随着近年来世界主流汽车公司对纯电动和混合动力技术的关注,以及通用汽车自身情况的变化,其氢燃料电池汽车行业甚至出现了故障,其氢燃料电池汽车的商业化进程被多次中断。
就国家意愿而言,美国政府对氢燃料电池行业的支持并不比日本和韩国差,因此美国已经成为丰田、现代和其他汽车公司拥有的氢燃料电池车型的主要市场。美国在氢燃料电池汽车领域的政策主要体现在财政补贴上。仅在2016年,10个州颁布了支持燃料电池产品商业化的政策,包括减税、在工厂、住宅区和其他地方安装和部署燃料电池发电系统,同时消费者将获得约5000-6000美元的补贴,用于购买氢燃料电池汽车。

在德国汽车公司中,除了梅赛德斯-奔驰的燃料电池汽车GLCF-塞尔(-塞尔)已经实现了大规模生产和小规模交付外,大众(包括奥迪)、宝马和其他德国汽车公司都在不同时期推出了燃料电池车型,但尚未实现大规模生产和销售。然而,在技术层面,德国汽车公司热衷于与日本和韩国汽车公司联合开发,如宝马与丰田、奔驰与日产、奥迪与现代等。通过与日本和韩国汽车公司的联合研发,德国汽车公司可以确保他们不会在氢燃料电池汽车市场上落后。

与通用汽车和梅赛德斯-奔驰类似,氢燃料电池汽车在大多数欧美汽车公司的商业化也处于被动局面。根据宝马此前发布的计划,宝马将能够在2022年前实现氢燃料电池动力系统的小规模大规模生产,并最早在2025年实现氢燃料电池相关车型的大规模生产和营销。奥迪也重新开始开发其A7h-tronquattro氢燃料电池车型,并宣布将于2021年开始大规模生产。
从政策角度来看,欧盟还为推广氢燃料电池汽车提供了大量财政支持。根据相关统计资料,从2008年到2013年,欧盟在燃料电池和氢能研发方面投资9.4亿欧元。此外,欧盟还发布了一系列国家政策,如“第六个科学研究框架计划(2002006年)”、“恩菲尔德项目”和“可再生能源指令”,以促进欧洲汽车公司在氢燃料电池汽车领域的发展。示范运营也成为欧盟探索氢燃料电池汽车商业模式的有力手段。
◆中国汽车企业的积极布局
在氢燃料电池汽车领域,中国汽车公司的情况与日本、韩国、欧洲和美国不同。就研发时间和核心技术而言,中国的汽车公司都紧随其后。据中国工程院院士、高、易宝莲等氢燃料电池领域的专家学者估计,我国氢燃料电池的核心技术与国外存在5年的差距。然而,就实验验证和商业化过程而言,虽然中国汽车企业还没有达到丰田或现代的高度,但与欧美汽车企业的差距并不大。

在中国汽车企业中,SAIC在氢燃料电池领域的研发和实验验证起步较早。2001年,SAIC推出了“凤凰-1”型氢燃料电池动力系统,其次是荣威950燃料电池车,SAIC大同FCV80等型号,并在此基础上,SAIC集团将促进其在氢燃料电池领域的商业化。根据上海汽车集团有限公司副总裁兼总工程师祖世杰此前发布的信息,SAIC荣威950燃料电池汽车已实现生产和销售50辆,而SAIC大同FCV80已达到82辆。

在技术层面,SAIC通过自主研发,掌握了燃料电池系统、电力电子控制和车辆集成的开发和自主迭代能力。此外,SAIC于2018年成立上海杰氢科技有限公司(以下简称上海杰氢),专注于氢燃料电池技术的研发。上海捷氢已经独立开发了多种燃料电池系统,并能够在核心数据的校准方面与国外技术相匹配。

除了SAIC,长城汽车公司也在氢燃料电池方面进行了大量投资。2016年,长城汽车成立了一个XEV项目团队,开始研发氢燃料电池汽车。2018年6月,长城汽车在保定成立了氢能技术中心。到目前为止,整个研发团队已经达到300多人。

和SAIC一样,长城汽车也为氢燃料电池的上游系统做了相关安排。2018年8月,长城汽车收购上海燃料电池汽车动力系统有限公司77.04%的股权,并于2019年4月实现100%的控制权。2019年4月,长城汽车投资4.5亿元在上海成立微世能源科技有限公司。根据目前发布的数据,长城汽车已经积累了一定数量的核心技术,如电堆、膜电极、储氢系统等。
在商业化的过程中,长城汽车离SAIC还很远。根据长城汽车此前发布的计划,其氢燃料电池汽车至少要到2023年才能大规模生产。

在政策层面,中国政府对氢燃料电池汽车的推广也逐年增加。2001年,中国启动了“863电动汽车重大科技计划”,国家拨款8.8亿元支持氢燃料电池技术和电力技术的研发。2012年,国务院发布了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012020)》,首次规划了氢燃料电池汽车的技术指标。2016年,国家发改委和能源局发布了《能源技术革命创新行动计划(2016 -2030)》和《节能与新能源汽车技术路线图》,并开始推进氢燃料电池汽车示范运营项目。然而,在近年来电动汽车补贴的背景下,国家对氢燃料电池汽车的补贴政策并没有受到影响。可以说,氢燃料电池汽车将从国家政策的未来方向得到更多的关注。
◆中国汽车企业能否实现“反超”?
从目前日本、韩国、欧美和中国在氢燃料电池汽车领域的技术研发、商业布局和国家政策来看,中国汽车品牌在该领域的前景并不乐观。那么,2020年将是氢燃料电池汽车商业登陆爆发的一年吗?在这个“窗口期”,中国汽车品牌能否在商业化过程中实现“反超级”?
根据毕马威的前一份报告,氢燃料电池汽车的产量将在2020年呈爆炸式增长。燃料电池技术有望在2025年实现突破,成本将大大降低。到2030年,中国氢燃料电池汽车的生产和销售将达到几十万辆。同样,郑光恒生研究所此前发布的一份行业报告显示,到2020年,中国氢燃料电池汽车市场规模将达到1万辆,该行业将从2020年开始进入快速发展期。换句话说,从市场空间的角度来看,中国汽车企业在本土竞争更具优势。

在技术层面,尤其是在质子交换膜、催化剂和气体扩散层等核心技术层面,中外汽车企业之间的差距是客观存在的。近年来,大连化工学院、清华大学、华南理工大学等科研机构在上述核心技术上取得了集中突破。目前已取得良好进展,商业条件基本具备。

就商业验证而言,如果中国汽车公司想要加速氢燃料电池汽车的商业着陆,仍需要许多障碍来突破。例如,在资本投资方面,据相关统计,长城汽车在氢燃料电池技术上的投资从2016年到2019年达到了12亿元,但与国外相差甚远(根据现代投资计划,它将在2030年之前在氢燃料电池汽车上投资70亿美元,约合490亿元人民币)。一位不愿透露姓名的中国汽车品牌中层研发经理表示:“在过去一两年,一些中国汽车品牌已经开始在氢燃料电池领域做出努力,但迄今为止进展并不显著。”

上述汽车公司的R&D中层表示,中国汽车品牌在氢燃料电池汽车商业化领域仍面临诸多壁垒,如技术壁垒、生产成本、工业环境等。首先,国外垄断了膜电极、催化剂、质子交换膜等核心原料。而家用氢燃料电池系统在耐用性和一致性方面难以达到大规模生产水平。其次,虽然中国汽车品牌可以实现氢燃料电池系统的匹配,但生产成本和最终使用成本仍然很高,最终消费者的接受度很低。第三是中国氢燃料电池汽车推广基础差,如加氢站等基础设施与日本、韩国、欧洲和美国相差太多。

综上所述,从未来市场空间、技术积累、产业政策和基础产业环境来看,中国汽车企业实现“反超”既有障碍也有机遇。中国工程院前副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇早些时候表示,在中国推广氢燃料电池汽车确实存在一些问题。发展氢燃料电池汽车应当优先发展氢能产业链和氢能产业示范区布局。与此同时,政府应继续加强对氢燃料电池领域国家政策的支持,并从工业层面为氢燃料电池车辆创造商业着陆环境。中国科学院院士、中国电动汽车100强委员会副主任高说,目前推广氢燃料电池汽车面临的挑战不是汽车,而是氢能生产、储运、车载储存和加氢站。氢燃料电池汽车的发展仍需逐步突破。
中外汽车企业氢燃料电池汽车发展现状及未来规划比较
燃料电池汽车
-销量:10,000辆,约4,000辆,50辆-未来销售预期/相关规划:2020年30,000辆;2025年20万
2030年500,000辆车——2020年的样车;2022,023年,将推出成熟产品的国家战略,2020年将推出40,000辆汽车。2025年200,000辆汽车;2030年80万人,2022年81,000人;2030年180万辆;2040年620万辆;2020年为5,000人;2025年10,000人;到2030年,100万汽车家庭行业频道将会收看“中国汽车品牌有机会实现反超级跑车”上述汽车公司的R&D中层表示,“像传统汽车行业一样,氢燃料电池汽车也是一个大规模的行业。当形成一定的市场规模时,其生产成本将迅速下降。中国是世界上最大的汽车市场,这为中国汽车品牌提供了极大的便利。”
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