原创《福田：燃料电池商用车高成本困局》
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福田无疑是推动我国燃料电池客车商业化进程中极为重要的一员.这家自2006 年就开始从事氢燃料电池客车研发,被业内人士称为“典型的行动派”、创下领域内多个“第一”记录的企业,早已经开始了自己的商业化运营.对于燃料电池汽车下一步的发展,福田商用汽车集团副总裁顾德华认为,就是要把终端市场做好,让客户“买得好、用得好”.福田要如何实现这一目标,在这个过程中又面临着哪些挑战？
从实验品到商业运营
目前国内在城市客车、卡车等商用车领域,燃料电池技术的应用进展最快,福田是其中的重要参与者.这一方面是因为福田作为主要企业,承接了国家重要项目.2006 年,福田汽车与清华大学、北京亿华通科技股份有限公司联合承接了国家863 计划节能与新能源汽车重点项目中氢燃料电池电动客车的研发.2001 年,国家确定了“三纵三横”的新能源汽车研发布局,燃料电池汽车属于“三纵”之一,据说当时针对这一领域的拨款达到3.8 亿元.
另一方面,则是福田基于对我国乃至全球汽车行业发展趋势的判断.福田2008 年已经提出“节能、环保是世界汽车产业发展的主方向”.这一判断与我国经济发展转型的趋势相符,而这一时期前后,上汽、宇通等企业也都开始了燃料电池汽车的探索发展之路.
2008 年,福田的3 辆氢燃料电池客车投入北京奥运会用车服务.不过据公开资料显示,这些燃料电池客车成本近千万元,很多零部件为实验室产品,极昂贵.最关键的是,燃料电堆的耐用性低,使用寿命只有2000多个小时.也就是说,这样的产品完全不具备商业化运营条件,只能看作实验性产品.
相较于纯电动汽车等新能源汽车,燃料电池汽车技术门槛高、研发难度大,初期发展非常缓慢,期间还不乏对这一新能源技术发展路径的质疑,直到2012 年相关争议才尘埃落定.这也影响了我国氢燃料电池汽车的发展,如在2012 年当年,新能源汽车产销均过万,而燃料电池汽车刚开始示范运营.这一年,福田第二代燃料电池客车开始服务于北京公交集团.
随后,燃料电池汽车加快发展,国内相关企业陆续推出自己的产品.2014 年,福田生产出5 辆第二代12 米氢燃料电池客车,才解决了生产成本高、燃料电池寿命短等阻碍氢燃料电池客车发展的瓶颈.
自2016 年以来,国内氢能与燃料电池汽车产业快速发展,形成了京津冀、华东、华南、西南、华中、西北、东北等氢能与燃料电池汽车产业集群,建立起相对成熟的产业配套和商业化应用体系.对于福田来说,2016 年也是其燃料电池汽车发展进程中具有重要意义的一年.这一年,福田凭借第三代8.5 米氢燃料电池客车,获得了100 辆车的销售合同.这是当时全球氢燃料电动车领域首个百辆订单,福田专门为此发了公告,称其“真正实现了氢燃料电池电动客车产业化、批量商业化开发运营”.
从整体上看,2017 年以来,福田100 多辆燃料电池客车大多集中在北京、张家口的商务和公交运营.据了解,其此前交付的100 辆8.5 米燃料客车,单车成本已经下降到100 多万元,电堆使用寿命提高到1 万多个小时.目前在张家口运营的10.5 米客车,每天运营时间超过14 小时,单车运营里程近3 万公里,已经具备了实用的条件.不过其内部也有人员认为,“规模化商业运营还需要时间,目前仍处于示范运营推广阶段,或者是商业化运营的起步阶段”.
对于技术门槛高、研发难度大的燃料电池汽车来说,要想推进商业化,前期需要积累相当丰富的运营经验和数据.我国选择在商用车领域率先开展商业化突破,考虑的就是商用车对技术上还不够成熟的燃料电池的体积和能量密度要求相对较低,且运行里程长、使用频次高,在一定程度上能更好地验证产品的可靠性和耐久性,非常有利于推动国内氢燃料电池汽车的市场化进程.从目前看,福田燃料电池客车集中在北京、张家口运营,有助其获得颇为珍贵的燃料电池技术、整车及全产业链的技术储备和经验积累.
在推进燃料电池汽车市场化进程时,顾德华认为“以客户需求进行化的研发”也非常重要.以氢燃料电池卡车为例,顾德华分析说,福田于2015 年推出第一代产品,当时氢瓶货箱占了1/4,客户使用价值不高.第二代产品则在原来基础上进行全面升级,货厢空间扩展到19m3,与正常卡车相差无几,解决了之前氢瓶货箱的状况,做到在不影响客户使用价值的情况下提高产品的性能,让客户更能接受.与此同时,福田也在不断丰富氢燃料电池卡车产品品类,通过丰富的产品组合,来给客户提供更多样化的选择,更好地满足不同物流运输场景的细分需求.
高成本仍是关键制约
此前,据北汽福田汽车股份有限公司欧辉新能源客车副总工程师魏长河介绍,福田燃料电池客车有两种技术路线,分别是全功率型燃料电池汽车、氢电混合式燃料电池汽车.
在他看来,前者是纯使用氢燃料发动机提供动力,成本高、技术壁垒较高,且在匀速行驶阶段燃料电池发动机的功率未完全释放,对燃料电池的寿命要求苛刻.而后者采用氢- 电混合的动力策略,在匀速行驶阶段,燃料电池发动机提供功率；在加速或爬坡行驶阶段,燃料电池发动机和动力电池共同提供功率.集合了全功率燃料电池汽车与纯动力电池汽车的优点,既控制了成本又保障了续航里程.
魏长河对后者的看重,与顾德华对客户需求的看重是一致的.顾德华在谈及燃料电池汽车的推广应用时,认为成本高（包括购买成本、使用成本和维护成本）是制约客户选择非常关键的因素.即便加上国家补贴和地方政府补贴,且到2020 年补贴不退坡,燃料电池汽车的购置成本和使用成本相对于纯电动汽车来说,也不具有优势,更不能与传统燃油车竞争.
这正是目前业内比较担忧的地方.以去年底市场上某款10-14 座氢燃料电池轻客为例,其售价在130 多万元,扣除各种补贴之后也超过30 万元,与市场其他轻客相比优势不明显.这一方面是因为目前一些关键核心技术,如电驱动系统、燃料电池系统等方面,大量关键材料需要进口,大大提高了整车.另一方面,在氢气使用成本方面,有业内人士分析指出,目前终端氢气使用成本（含气体提纯）在40-50 元/kg,如果按照这一水平,以7kg/100 公里的氢耗量来计算,跑100 公里需要280-350 元,远远高于燃油大巴和电动大巴的使用成本.更何况,目前加氢站等基础设施严重不足,全国投入商业运营的不足20 座,也给燃料电池汽车推广造成不小的制约.
不过顾德华也强调,市场化是未来的趋势,不能升级市场和产品的企业就可能被淘汰.对此,他提出福田燃料电池汽车除了以客户需求进行化研发、着重解决用户痛点外,还希望打造产业互联生态,“我们基于车联网、大数据、云平台构建以客户为中心的全生命周期价值链,打造福田汽车产业互联网生态系统,为整个终端客户提供更好的车联网解决方案.只有这样才能降低客户使用成本,让客户‘买得好、用得好’”.
同时,考虑到3-5 年后第一批燃料电池客车性能可能出现下降,二手车会比较大规模地出现,顾德华提出打造优质的二手车平台,延长车辆的生命周期,在购车、养车、卖车等方面为用户带来贯穿车辆全生命周期的一体化化解决方案,全面降低客户成本.
此外,福田也提出,还将依托国家级新能源汽车创新中心,与国内优秀氢能企业、互联网创新企业、高校和科研院所一起,加快自主创新,突破基础共性技术和核心技术.瞄准氢能产业链关键环节,积极开展对外合资合作,加快核心技术攻关、技术储备和产品的开发步伐,打造氢燃料电池汽车的产业链平台.
在商用化方面,福田将以2022 年北京冬奥会为契机,以商用车为切入点,联合氢能产业链各个环节,以京津冀、长三角、珠三角、西南为核心示范推广区,推动示范运营.
燃料电池论文参考资料：
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