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氢系列之二:燃料电池汽车的冬奥秀220328
深圳财富club
长线持有的老股民
2022-03-28 16:42:18

一、冬奥会氢燃料电池汽车的运行状况

水木通达在冬奥会和冬残奥会期间所有的运输运营数据统计如下:

冬奥会期间2022.1.1-2022.2.20,一共提供了120辆12米和11米的氢燃料大巴车,一共有14条线路,云顶有7条线路,61辆车;古杨树有7条线路,59辆车。总共班次是22280次,运送人次406749次,车辆行驶里程225637公里,车辆消杀28963次。

冬残奥会期间2022.2.21-2022.3.16,一共提供了75辆氢燃料大巴车,共13条线路,云顶有7条线路,42辆车;古杨树有5条线路,30辆车。总共班次是5341次,运送总人数73198人,总行驶里程49419公里,车辆消杀6944次。

双奥合并后公司共保障云顶14条线路和古杨树13条共27条线路,运行班次27421次,运送总人数479677人,车辆总行驶里程275056公里,车辆消杀35907次。

Q:冬奥会所用的氢燃料电池车型对应的电堆系统情况、功率分布、供应水平

A:运行的车型有三类,厂家涉及宇通、吉利、中通等4家整车厂,用国产电堆的功率有60千瓦和80千瓦两种额定功率

1.客车(大巴):有公交和团体版客车类型

2.中巴:丰田提供的系统

3.丰田的Mirai二代

二、运营端

Q:氢燃料电池汽车的加氢时长如何、加满一次氢后整体全续航里程能够达到多少、低温启动性能和车内供暖情况

A:低温启动:张家口云顶海拔2200米,古杨树海拔1800米,冬奥会期间平均气温零下30度以上,极寒状态下达到零下40度。车辆服务于两个赛区,停车和工作都是在高海拔、极寒情况下运行。根据目前统计数据,低温启动在5-8分钟内将车辆电池预热完毕,燃料电堆也已加热到它的正常起堆工作状态(至少0度以上)。将电堆从零下30度加热到0度以上在10分钟内就可完成。

续航:受海拔影响氧气不充足,在平原地区时,新车可达到600多公里,在双奥期间可达到400公里(不能停车,暖气不能关)

加氢便利性:整个赛区共5座加氢站,10分钟内可加满氢

轿厢内温度:状态非常好。首先靠车辆的暖气电辅热,用电加热方式进行加热。此外,有一部分车型具备电堆余热管理系统,电堆达到其正常工作温度(60度左右)后余热也可以保证轿厢恒温

Q:对大巴来说,采用氢能和纯电动的运行经济性比较

A:按水木通达提供给冬奥会的120辆氢燃料车来对比,百公里氢耗5公斤左右,氢气成本如果能控制在30元一公斤(即1.5元/公里),会比纯电动车和柴油车的燃油经济性更好。氢燃料车基于电车改造出来,一年可能只有几千保养费。而柴油车的油耗更大,在目前的油价下成本更高。电动车的劣势体现在,在高海拔低温的情况下电动车续航最少衰减50%,甚至出现无法启动的情况。电车在北京的商业化充电桩价格一般在1.8-2.2之间,电动大巴车百公里几乎是一公里一度电(成本最低1.8元/公里)。燃油经济性来看,氢燃料车现在即使是最便宜的车型,后期维护保养便宜,一年换一次油成本在1000-2000元。

Q:30块/公斤的价格是国家补贴价还是市场化价格

A:很多制氢厂、加氢站的到站价格为25、26元/公斤,上车价格控制在30-35之间。北京目前有3个加氢站,永腾30元/公斤、大兴如果政府给补贴也能做到30元/公斤,不补贴是50元/公斤,环宇京辉加氢站目前为自产自销,给公司价格为40元/公斤,随着加氢量的不断上升可以再降低5元。按35元/公斤的均价测算百公里消耗5公斤的成本,则为1.8左右,和电动车差不多。

Q:考虑到采购成本后,燃料电池的经济性相比电动车如何

A:以300-400公里续航的电动车来对比,电动车采购价在60-65万之间,而氢燃料电池汽车在同等续航里程下考虑过补贴后的采购价还要贵10万。目前针对电动车的补贴很少,氢燃料车的补贴今天有几个城市示范群,北京作为同时享受国补和地补的城市,购入同样续航里程的电动车和氢燃料车,差别在10万左右。

Q:目前加氢站的便利性是否还是会对运营端造成一定影响,何时能够得到缓解

A:电动车充电站,大型商场的充电桩主要针对小轿车,大巴车的充电对电压有特定要求,充电桩多分布在城市边缘。

目前北京只有3个加氢站,由于还没有大面积更换为氢燃料车,还处在选址建站的阶段,中石油和中石化以后可能在北京建设油气混合站(加氢站只是在加油站的基础上条件略苛刻一些,只要能达到建设标准,就可将现在的加油站改造成油气混合站)。后期会有好转,不担心加氢是困难的。但未来1-2年还是要考虑加氢便利性问题,要围绕3个加氢站布置车辆运行路线。

Q:氢燃料电池车后续有哪些主流应用场景

A:主要还是商业化运行,如旅游包车、班车客运。随着续航里程不断提高后续实现1000公里续航是没问题的,虽然比不上柴油车,但绝对优于纯电动。氢燃料乘用车价格较高,推广会相对慢一些。

三、系统端

Q:以神力为代表的国内龙头电堆企业和以丰田为代表的海外品牌在产品参数、性能上的差异

A:神力采用石墨双极版技术路线,参考巴拉德比较合适

功率密度:巴拉德最先进的电堆最高可达4千瓦/升。神力的新一代产品很早就实现并超越了该数据。

低温启动:产品能够在零下30、40度实现低温冷启动,通过很多验证和实验,一定程度上在国际上出于领先水平。

寿命与耐久性:目前神力产品的电堆设计寿命为15000小时(国际上的一些产品也在该水平附近)。

和国外的差距主要来自产品研发周期的时间沉淀,国外产品的研发开发周期为30-40年,神力是24年。但我国拥有最大的市场和最完整的产业链,行业发展的加速度会更快。

Q:现有产品主要功率的区间和其进步空间

A:目前情况:从2021年的产销数据来看,当前系统功率较多集中在80千瓦以上。燃料电池行业有一定的政策导向性,目前110-120千瓦占据主流地位。同时有很多企业公开发布了150、160、240千瓦的系统。后期趋势:中重卡领域的实际功率需求会超过200千瓦,甚至达到240、250千瓦。因此在2022下半年,市场会出现150甚至240千瓦的电堆,用以服务燃料电池细分城市群的周期,满足国家对更多推广中重卡的中长期规划。

Q:单一系统做到240相比两套系统并联各做到120相比的主要优势

A:针对重卡的布局通过集成可实现BOP少用一套,虽然实施难度更高,但所用零部件减少,产品可靠性得到提升,成本得到控制,且在有限空间内单发动机的功率密度得到了很大提升。

Q:整体系统和电堆中的关键零部件的国产化比例如何

A:国产化程度非常高——系统层面:部分制氢阀件还需要进口,但这部分也已经有国产配件了。电堆层面:以神力为例,电堆本体、双极板、膜电极、质子交换膜等都已实现国产化应用,2023和2024年随着示范城市群的推广,会在基础材料层面实施国产化材料导入(神力在质子交换膜已经开始用一些国产化产品)。

Q:对目前尚未实现国产化的原料来说,国内外在材料上的差异主要体现在哪些方面

A:国内材料已研发出小样试用,最主要问题是缺少应用机会。国外材料有应用的先机,耐久性比国内好一点但不绝对。国内投入的科研力量非常大,进步非常快很快能得到相应国产化替代。目前还是较为鼓励自主研发/将海外技术转化为自主可控的技术。

Q:中长期来看成本下降主要围绕哪些方面,下降幅度和空间如何

A:降本主要依靠国产化导入、规模化使用和电堆设计优化(在同样材料消耗下发电更多),发电效率提升20%变相降本20%。预计如果国产化导入较为顺利,到2025左右电堆产品的单千瓦在500-600价格范围,目前行业内裸堆的平均价格在1500以上(电堆价格取决于交付边界)。更多纪要关注:深圳财富club

Q:未来催化剂、石墨/金属双极板的技术进步空间

Q:相比商用车,乘用车会采用燃料电池系统+电池的结构吗

Q:何时纯锂电系统和锂电+燃料电池的双系统在成本上趋于一致

Q:实现5万台燃油电池车的规划后,燃料电池如何不靠补贴实现大规模商业化

Q:冬奥会期间使用的氢燃料车采用何种驱动方式

Q:上海针对氢能的运作模式和补贴操作方式


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    2022-03-28 18:46
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