電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
在經歷了多年的純電動車為主的新能源汽車發展后,燃料動力電池在2019年越來越火熱。如下圖所示,我們可以看到我國的燃料動力電池也是從很早開始起步,經歷了萌芽、早期階段、規劃階段和熱度提升階段。其中,燃料動力電池和與之配套的氫能源產業的狀態還是要我們知道的:
1.燃料動力電池目前是政府的政策為導向、處在資源投入期的狀態:目前的政府政策,緊要是通過路線圖和展望的性質影響到高校和科研機構,產業鏈各個環節的公司前端研發,依據自身的情況出發,針對各個階段提出了燃料動力電池產量、燃料動力電池汽車規劃、加氫站建設數量等詳盡目標。
2.工程技術和產業化問題:燃料動力電池技術特性在峰值效率、系統能量密度、低溫啟動等性能已經與商業化使用很接近了,我國要做的事情和韓國類似,在關鍵材料和技術上實現完全的國產化,進一步降低成本(降低鉑等貴金屬催化劑用量)和提高系統耐久性。這個過程的參考對象并不是和純電動車來比,而是和自身的發展特性相比較。
3.各國政府面向2030和2040年宏大的期許和規模,是建立在有足夠長的時間可以在技術層面逐漸沖破,有更多的科研和探索資源隨著引導方向同步投入進來,處理瓶頸問題之后的預期結果,這些結果短時間內是無法檢測的。
有點像15年前的純電動車,這個范疇也要一家類似特斯拉這樣的公司。
第一部分:政府的氫能源方向和規劃
▲圖1我國燃料動力電池方向的政策和態度變化
1)萌芽階段:從2006年更早開始,我國在燃料動力電池和氫能源科研上面供應科研經費,并且在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020)》就進入了初步籌備的萌芽階段,為商業化和產業化做嘗試和準備。
2)早期階段:燃料動力電池在2009-2014年,在補貼有、免購置稅等與鋰電相當的措施下,受到早期技術壓制的狀態,大量的研究人員、從業人員從燃料動力電池轉入鋰電行業。我們可以看到這個階段最緊要的問題,在于燃料動力電池方向我國的核心材料國產化程度低,成本降低很困難,與鋰電池的不斷降低成本和提升的性能來對照,燃料動力電池在商用車和乘用車方面的表現,沒有體現出與純電動車相當的快速成熟性。
3)規劃階段:在我們繼續加碼動力鋰離子電池的階段,我國緊要是把氫能作為一種技術路線對沖,參照隔壁日韓由于國家能源戰略的原由(搞電力方面沒有我國這么好的稟賦和優點),在規劃上面是戰略的,這個階段還處于對沖的考慮。
4)熱度提升階段:2018年是個很特殊的年份,我們從五月份開始復盤,國家領導人去日本訪問參觀是個轉折點,接下來開始一系列的變化。2019年三月份,也就是上個月,不管是政府工作報告、補貼政策還是博鰲論壇的提法,整個走向開始變化了。
從國外的環境變化來看,尤其東亞兩個鄰國在氫能和燃料動力電池方面的投入態度非常關鍵,這種規劃和投入關于我們也是有著很大的影響——
1.2018年六月日本經濟產業省公布了第五期《能源基本計劃》,提出了面向2030年及2050年的能源中長期發展戰略,其中燃料動力電池和氫能作為一個緊要的戰略抓手——氫能作為日本的能源血液,就有了極大的二級能源的戰略價值,構建氫能制備、儲存、運輸和利用的國際產業鏈,積極推進氫燃料發電、氫燃料汽車發展,推進“氫能社會”的構建。
2.2019年一月份,韓國政府公布了《氫能經濟活性化路線圖》,把氫能產業定為三大戰略投資范疇之一。韓國的目標是到2030年,力爭在氫動力汽車和燃料動力電池范疇占據全球市場份額第一的位置。到2040年可創造出43萬億韓元(約合2592億元人民幣)的年附加值。在燃料動力電池方面,韓國府爭取到2040年把燃料動力電池產量張大至15GW,到2040年在居民和用電范疇供應2.1GW(940,000個家庭)的燃料動力電池。而氫動力汽車將在2019年普及4000輛,到2022年普及8.1萬輛,2030年普及180萬輛。2040年氫燃料動力電池汽車累計產量增至620萬輛。
3.2018年美國燃料動力電池汽車銷量2368輛(豐田Mirai銷量為1700輛,占比達到71.79%)美國加氫站保有量居世界第三,截至2018年底美國擁有42座公共加氫站,緊要聚集在加利福尼亞和東北部城市。
4.歐洲將持續加大對氫能及燃料動力電池的投入。2019年二月,燃料動力電池和氫能聯合組織(FCHJU)公布“歐洲氫能路線圖”,該路線圖提出了歐洲氫能將來30年的發展規劃,到2030年,氫的預計部署將為歐盟公司的燃料和相關設備創造約1300億歐元的產業。
▲圖2美國燃料動力電池汽車的使用情況
客觀來說,實際的燃料動力電池的推進情況,和各國政府的宏偉藍圖相比有很大的差異,燃料動力電池關于今朝當下車企推進產品走向市場,還是很早的。早期投入氫能產業鏈的前端所要的資金,也要政府一步步的推進兌現。2018年全球新增48座加氫站,在建的加氫站要逐漸投進去。而且,各國政府的目標,并沒有基于實際的燃料動力電池所面對的技術和工程瓶頸,在細節層面要的沖破要很多科研和探索的資源,政府只能供應引導方向但是不能依賴自己把目標變成實際。
第二部分:燃料動力電池和純電動車比較
隨著汽車產業有有關排放、油耗和新能源積分政策,甚至在討論“禁止燃油車”的時間表,全球來看眾多車企要檢討自身在動力總成方面的選擇,在實際的產品組合和將來的規劃方面要盡早做決定。我們可以看到從去年開始,不少的車企在乘用車燃料動力電池范疇做出策略上的調整,優先滿足車企集團在2025年與競爭對手保持一致,統一的在燃料動力電池的問題上做一些延遲的決定。
如福特汽車公司、戴姆勒公司以及加拿大巴拉德動力系統公司三方成立的汽車燃料動力電池合資公司,也在六月初宣布即將封閉;戴姆勒集正將業務重點轉向電動車范疇,將來戴姆勒將自主研發汽車燃料動力電池技術;日產-雷諾-三菱聯盟將凍結2013年與戴姆勒、福特簽署的燃料動力電池車(FCV)商用化計劃——日產-雷諾-三菱聯盟指出,由于燃料動力電池車開發耗資巨大,難以同時開發多項技術,所以決定凍結日產-雷諾、戴姆勒和福特三方氫燃料動力電池汽車聯盟的商用化計劃,并將將來經營資源聚集用于純電動車汽車的研發;奧迪與現代汽車就氫燃料動力電池電動車(FCEV)組件和技術,簽訂了多年期專利交織許可協議,現代和奧迪將共同努力發展FCEV,現代汽車集團將授予合作方獲得基于現代汽車專有技術零部件的權利,包括ix35氫燃料動力電池車和NEXO上積累的技術。
▲圖3在燃料動力電池項目堅強投入的,以豐田、本田和現代為主導,都是本國政府規劃的延申
以目前較為激進的現代汽車集團為例,到2025年的整體規劃,HEV、pHEV、EV和FCV幾條技術路線,目前2018年整體的規模在13.5萬臺,將來到2025年要推進到167萬臺。目前在規劃中能夠看到的是一款燃料動力電池車型,規劃的數量為1.3萬臺。與之比較的,現代會在我國推出不少的專門純電動車型,并且開發面向純電動車的專用平臺,以提升自己的純電動車競爭力。
而純電動車得益于成本降低的速度,在過去的一段時間內使得其面向一般消費者的競爭力遠遠超過了現階段的燃料動力電池汽車。
▲圖4現代清潔能源汽車總體規劃和燃料動力電池汽車發展
小結:我國在燃料動力電池和氫能范疇的政府政策引導,從世界范圍內來看是關于將來氫能范疇技術研發、關鍵材料國產化的一種戰略跟隨,有助于在動力鋰離子電池產業之外開辟另一個有價值的研究方向,但是關于車企來說,在面對新能源汽車補貼退坡的情況下,要從政府補助下快速發展的軌道轉到市場化方向,而燃料動力電池并不相同。
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