加拿大温哥华 –巴拉德今天发布了公司对发展迅速的燃料电池电动汽车 (FCEV) 市场的展望。公司总裁兼 CEO Randy MacEwen 还会将这一市场动态以博客文章的形式发布在公司网站上。
氢燃料电池汽车的崛起
毕马威最近发布了第 19 次持续全球汽车业高管人员调查2018，调查结论指出：“传动技术应用的形式并不单一：高管们的计划较为类似， 2040 年的市场份额为，纯池电动汽车 (BEV) (26%)、燃料电池电动汽车 (FCEV) (25%)、内燃机汽车 (ICE) (25%) 、混合动力汽车 (24%)。”报告还表明：“到 2025 年，FCEV 已取代 BEV 成为最主流的趋势。”是的，您没有看错，氢燃料电池汽车成为了主流的趋势。
尽管一些著名电动汽车倡导者发表了一些具有煽动性的意见，但巴拉德对燃料电池电动乘用车的长期机会仍保持乐观，原因如下。
燃料电池乘用车即将走向全球的 7 大原因
1. 市场规模庞大
从个人经验来看，大多数人都了解全球汽车工业有着庞大的规模。设想以下两种评估市场规模的方式。
首先，我们将市场看作是每年销售的新车总销售价格的函数。全球每年销售 8000 万辆汽车。按照 1.9 万美元的平均销售价格，这意味着每年 1.5 万亿美元的市场。约为于全球 GDP 总量的 2%。
第二，我们将市场规模看作每年行驶里程数的函数。全球的汽车每年行驶 10 万亿英里。按照每英里 1 美元的平均成本，这意味着 10 万亿美元的市场规模。约为于全球 GDP 总量的 13%。
还有更多事实可证实汽车市场的规模。交通是美国家庭的第二大开支，并且美国 70% 的石油用于交通运输。
与毕马威的调查结果一致，我们也相信会有许多可满足不同市场需求和使用场合的乘用车传动解决方案。我们也相信 FCEV 将在这些领域发挥重要作用。
2. 制定令人鼓舞的 FCEV 目标
2017 年在达沃斯召开的世界经济论坛上成立了氢能委员会，这是行业发展中的重要事件。氢能委员会是由全球领先的能源、运输和工业企业倡议成立的国际组织，倡导氢能对于未来能源转型至关重要。氢能委员会对于 FCEV 的 2030 年目标如下：
- 350,000 辆商用卡车
- 50,000 辆公共汽车
- 数千辆轨道车辆和船舶
- 在加利福尼亚州、德国、日本和韩国销售的每 12 辆汽车中就有一辆
对于 FCEV 的 2050 年目标如下：
- 1500 万到 2000 万辆商用卡车
- 500 万辆公共汽车
- 25% 的乘用船
- 20% 的轨道车辆
- 4 亿辆乘用车
3. 对于深脱碳的需求
人们对于包括 FCEV 在内的电气化的关注日益高涨，部分原因在于通过脱碳解决气候变化和空气污染的全球行动。2017 年，一些国家和地区提出或通过了禁止内燃机汽车的法律，突出了这一发展方向。
- 英国和法国各自制定了在 2040 年禁止内燃机汽车的计划。
- 印度计划到 2030 年全部采用清洁能源汽车。
- 挪威目前销售的新车中超过 20% 是电动汽车，政府希望到 2025 年销售的新车中 100% 是零排放汽车。荷兰的情况与此类似。德国正在评估类似的目标。
- 有迹象表明，加利福尼亚州空气资源委员会也在考虑推进零排放汽车的措施。
- 中国正在研究禁止内燃机汽车的时间表。
2017 年，我们注意到在城市层面也有前所未有的发展，12 座签署了“C40 无化石燃料街道宣言”的 C40 城市确立了到 2025 年仅采购零排放公共汽车的目标，其中包括伦敦、巴黎、洛杉矶、哥本哈根、巴塞罗那、温哥华、墨西哥城、米兰和西雅图。在未来几年，我们预期会有更多国家和城市制定禁止内燃机汽车的计划。
一个相对关注较少的重要方面是针对替代动力系统技术的真正“油井到车轮”温室气体分析。纯电动汽车 (BEV) 的特点是零尾气排放。这一点毋庸置疑。然而，考虑温室气体和其他以下相关排放也十分重要：
BEV 的温室气体减排水平在很大程度上依赖于进入电网的输入功率并入，包括来自可再生能源的电网并入部分。当我们评估材料提取和电池生产中产生的温室气体排放时，很显然它们也可能是相当耗能的。
重要的是，燃料电池电动汽车 (FCEV) 有机会实现深脱碳。事实上，就乘用车而言，最好的“从油井到车轮”温室气体分析来自由绿色氢能驱动的 FCEV。“绿色氢能”是指利用可再生能源（风能和太阳能）作为能量输入通过水电解产生的氢。公用事业规模的太阳能和风能正在使这一愿景成为现实，利用电解将低成本可再生能源、氢能存储和氢燃料联系在一起。当前正多个项目在进行中，以验证基于水电解的大规模绿色制氢的商业机会。
在 2017 年 11 月题为《Hydrogen Scaling Up》（氢燃料扩张）的报告里，氢能委员会用下图说明了使用绿色氢燃料作为动力的 FCEV 相对于内燃机 (ICE) 和 BEV 在 CO2 排放方面的相对优势。
4. 汽车市场正面临前所未有的颠覆
已有百年发展历史的全球汽车工业正面临前所未有的技术和商业模式颠覆。四个颠覆性的趋势将从根本上改变交通的本质，即电气化、共享交通、自动驾驶和网络连通。我们相信这些趋势是全球性的、长期的，也是融合的。我们也相信这些趋势会为 FCEV 带来机遇。
5. 共享交通实现了更高的利用率
众所周知，汽车是一项不良投资。汽车通常每天只使用一小时，利用率仅为 4%。考虑到一辆汽车平均有 5 个座位且平均乘客占用率为 1.55，您会发现实际其利用率仅为 1.3%。基于此，我们可以估算出一辆私人电动汽车的投资回收期接近 30 年。相比之下，一辆运行 10 小时/天（100,000 英里/年）的共享汽车的投资回收期不到 3 年。
共享交通对运输价值链和生态系统产生了重大的颠覆。以千禧一代为代表，他们普遍用手机来叫车。这一变革的核心是由消费者驱动的转变，即从个人拥有并驾驶汽车的资产型个人交通模式转变为将交通作为服务的模式。我们相信，在车辆利用率较高的城市中，这种趋势将更加明显。共享交通可实现许多价值，包括：
- 几分钟内就有一辆车方便地接您
- 避免了停车的不便和费用
- 更有效地利用交通时间
- 降低使用成本
我们看到，随着使用率的提高和成本的降低，从个人汽车所有权向共享交通的转变越来越具有优势。我们还认为，自动驾驶汽车和网络连通程度的增加将进一步提高共享交通的可行性和价值。
对共享汽车的需求与个人消费市场中低使用量纯电动汽车的需求在本质上是不同的。伴随着共享交通，车辆将需要更长的续航里程和日间使用时间。这意味着快速加氢比长时间充电更适合该领域。在这一高利用率应用情景中，BEV 有两种充电选择：
- 在低需求期的夜间对大容量电池进行慢充。这种方法所面临的挑战可能包括沉重的重量、昂贵的电池、侵占乘客空间、充电过程中车辆无法创运营收入以及高昂的基础设施成本。
- 在使用周期对小容量电池进行快速充电。频繁的循环和快充以及放电周期深度都是沉重的负担，因此该方法将导致电池耐久性降低。
我们相信，FCEV 能为满足长续航里程和实现快速加氢提供更具吸引力的选择。同样重要的一点是，燃料电池不受充电/放电周期的数量或速率的影响。
6. 中国引领世界：神秘因素
中国在电动汽车的市场化和生产能力方面都走在前列。目前中国拥有最多的电动汽车数量，部分原因在于为了改善空气质量、减少燃料进口和产业发展而向电动汽车行业提供大量补贴。中国消费者现在可以从超过 75 种电动汽车车型中选择。为了支持这种增长，中国迅速扩建了电动汽车充电基础设施。在某些情况下，电动汽车无需进行牌照摇号，也无需缴纳普通内燃机汽车所需的登记费用。
初步统计显示，2017 年中国生产了 800,000 辆新能源汽车（NEV，包括 BEV 和 FCEV）。中国政府制定的目标是到 2020 年每年生产 200 万辆新能源汽车。
目前中国对于推动和扶持 FCEV 有重大的政策支持。例如，2017 年上海宣布了一项里程碑式的燃料电池汽车商业化计划。上海燃料电池汽车发展计划提出燃料电池产业链的年产值为 1000 亿元人民币（150 亿美元），包括每年生产至少 20,000 辆燃料电池电动乘用车和 10,000 辆燃料电池电动商用车。
我们相信，在中国乘用车市场，FCEV 的使用数量最终将超过日本、加利福尼亚州、德国和韩国。
7. 中重型市场将成为跳板
我们相信 FCEV 近期在中重型汽车市场的使用将成为长期采用氢燃料电池乘用车的跳板。今天，我们看到在中重型运输应用中，例如公共汽车、商用卡车、轨道车辆和船舶，全球对只有 FCEV 才能实现的卓越价值主张越来越关注。随着脱碳和改善空气质量的呼声越来越强烈，这些通常有大量 CO2 和尾气排放的市场十分令人关注。
对于中重型汽车，在许多应用场合，可通过互为补充的燃料电池-电力混合动力解决方案将燃料电池和纯电池共同加以组合和优化，以实现更高价值。该 FCEV 解决方案提供了一些重要优势，包括零尾气排放、低噪声、低振动以及快速平稳的加速。同时，该 FCEV 解决方案还有一些其他优势，包括长续航里程、快速加氢和全线路灵活性，在这些方面与传统柴油机不相上下。
这些优点有效解决了纯电池供电解决方案的一些局限性，包括续航里程不足、需要长时间充电或道路充电基础设施，以及可能仅限于某些线路。
中重型汽车在加氢方面的障碍极小，因为这些车辆通常在夜间返回基地，并且可在停车场的集中加氢站快速加氢。
我们看到 FCEV 在提供高安全性、高可靠性、长运行时间、高耐久性、高运营灵活性的同时，也实现了最出色的总体拥有成本。在 2017 年，作为我们实现 FCEV 在中重型汽车领域愿景的一部分，巴拉德发起了行业“行动号召”。我们称之为“30 至 30”计划，目标是到 2030 年使 FCEV 占到所有新商用电动汽车的 30%。
随着核心技术和行业供应链日趋成熟，FCEV 在中重型市场的商业化将有助于推动氢燃料电池乘用车的采用。
不断进展
燃料电池汽车的商业化正取得显著进展。
丰田的当前一代 Mirai 燃料电池汽车拥有 312 英里的 EPA 续航里程。丰田去年计划交付 3,000 辆 Mirai，目标是到 2025 年交付 30,000 辆 Mirai。在预计于 2020 年发布的下一代 Mirai 中，丰田预计将燃料电池组件的本大降 50%。丰田计划到 2025 年不再生产纯内燃机汽车，考虑到汽车的有限续航里程和充电时间，主要将电动汽车推销给短距离驾驶的人群。对于长距离驾驶，预计将推广混合动力汽车和 FCEV。
据估计，本田 2017 年销售了 600 辆 Clarity FCX 轿车，该车型具有 366 英里的 EPA 续航里程和 174 马力的电机。
现代最近在 2018 年消费电子展上发布了 2019 NEXO 燃料电池汽车，这是他们的第二代 FCEV。该车型将在 2018 年平昌冬奥会期间推出。NEXO 的续航里程预期为 370 英里，加速性能、功率和冷启动能力也有所改进。
对燃料电池乘用车而言，在日本、加利福尼亚州和德国的某些道路上的加氢基础设施继续发挥着重要作用。
在日本，氢能和燃料电池战略委员会（由日本经济产业省组织的行业协会）2017 年发布的“氢能和燃料电池战略发展路线图”报告呼吁，在 2020 年东京奥运会前建成 160 座加氢站，运行 40,000 辆 FCEV。2017 年 12 月，一个旨在推动日本氢能计划的新组织成立，成员包括丰田汽车、尼桑、本田汽车、JXTG 新日本石油能源株式会社、出光兴产、岩谷株式会社、东京燃气、东邦燃气、日本法国液化空气集团、丰田通商和日本发展银行。
加利福尼亚州目前有约 1,600 辆燃料电池汽车上路，加氢站约 33 座，另有 27 座正在建设。在德国，目前有 50 座加氢站，并且 H2 汽车计划到 2023 年将建设和运营 400 座加氢站。
在政府的大力支持下，中国汽车制造商越来越关注 FCEV 的优点，并且燃料基础设施计划也开始进入议程。
巴拉德势在必得
巴拉德在质子交换膜 (PEM) 燃料电池技术方面长期保持领先地位，包括在汽车市场的强劲优势。我们一如既往地继续发展这一优势。目前，我们正在开展约 35 项支持 PEM 燃料电池技术发展的技术解决方案，包括材料科学、MEA、电池堆和系统级解决方案。我们与众多提供或计划提供燃料电池乘用车的全球汽车制造商携手共进，包括我们的重要合作伙伴，以奥迪为首的大众集团。
汽车燃料电池堆的设计满足严格的汽车要求，包括紧凑的车用包装，高温运行，寿命长，重量轻，可耐受强烈的冲击和振动、严苛的环境和大批量生产的低成本。巴拉德已开发出一系列针对汽车燃料电池堆的必要技术构件模块，包括世界领先的设计和能力，涉及阳极和阴极催化剂、膜电极组件、双极板（包括柔性石墨、成型碳和金属板）、不需要电池电压监测，以及利用先进的建模工具来预测电池堆性能。
基于多项关键指标的比较分析，包括单位体积堆功率密度 (kW/L)、单位重量功率密度 (kW/kg)、最高工作温度 (°C)、总催化剂量 (g/kW)、冷启动温度 (°C) 和耐久性（小时），我们相信，巴拉德拥有世界领先的汽车燃料电池堆。我们对所开发的 PEM 燃料电池汽车堆以及下一代产品的竞争优势充满信心。
结论
我们对 FCEV 在公共汽车、商用卡车和轨道车辆市场的前景抱有坚定的信念。我们相信，我们有能力成为 PEM 燃料电池市场的领导者。我们一直在努力抓住面前的巨大市场机遇。
我们也注意到规模可观的乘用车市场，不仅需要深脱碳的零排放解决方案，还能充分满足利用率显著提高的变革要求。这将增加每天的行驶里程数，从而更加需要能实现长续航里程和快速加氢的解决方案。我们相信燃料电池电动汽车 (FCEV) 在未来 5 年内将打入乘用车市场，在未来 25 年内达到很高的市场占有率。凭借我们对车用（包括乘用车）质子交换膜 (PEM) 燃料电池堆的深入了解，以及我们的知识资本、知识产权、技术、合作伙伴和品牌，我们必将为巴拉德的股东创造重大价值。
关于巴拉德动力系统
巴拉德动力系统 (NASDAQ: BLDP; TSX: BLDP) 提供能降低客户成本和风险的清洁能源产品，并帮助客户解决其燃料电池项目中困难的技术和业务挑战。了解更多关于巴拉德的信息，请访问 www.ballard.com。
