继2024年3月山东省首次提出减免氢能高速费后,成都市、四川省相继提出支持氢能减免高速费的政策。山东省及四川等未进入“燃料电池示范城市群”,但这是地方政府摆脱了对国家部委的“燃料电池示范城市群”补贴依赖后,从实际出发、提出的具有重要意义的创新举措。
近两年,我国氢能重卡在技术进步、成本下降方面取得重要进步,但仍然面临着推广经济性不好、依赖补贴等的问题。事实上,在重卡的推广中考虑全生命周期成本外,除购置成本外,重卡有三大成本:燃料、人工、过路费/高速费。高速费的减免成为了拉平氢能重卡的关键。
中国的重卡发动机功率需求大多在300kW左右。如东风天龙重卡可以根据用户选择搭配dCi11、东风康明斯和玉柴等发动机,其功率覆盖范围约为200~290kW。对于某些特定用途的重卡,如负责特大件运输的重卡,其发动机功率可能会更大。例如,负责三峡转轮运输的奔驰4850A型牵引车,其马力高达350kW,而4860型的马力更是高达420kW。
中国燃料电池技术已发展到初步满足重卡需求、持续优化的阶段。
一方面,中国燃料电池功率水平不断提升,基本覆盖了重卡的功率需求。到2024年3月底,中国燃料电堆企业公布的额定功率最高的产品已达到约375kW(但尚未达到量产),系统动力可达300kW,初步达到了常规重卡的最高功率需求。另一方面,燃料电池与重卡的系统匹配、整体设计方面持续优化,提高了重卡的寿命、氢耗等指标。如氢耗方面,据国内厂家披露数据,中国49t重卡的氢耗在8~12kg/百公里,到2025年可继续降低至8kg/百公里水平以下。
柴油或LNG重卡的价格在50万以下。根据相关企业指导价,300kW动力的49t柴油牵引车售价约30~40万元左右,LNG牵引车约40~50万元左右。
目前国内氢能重卡的价格在150万左右(以150-200kw为例),动力系统价格高企。燃料电池重卡的成本构成主要有燃料电池系统、储氢系统、动力电池、电驱电控、车身等5个主要部分。其中燃料电池及储氢系统等动力系统占比达50%~60%。即动力部分的价格高达80~100万。若是300kw动力系统,则需超过120万的动力系统价格。
我国氢能重卡的降本将依赖相关零部件成本的下降:
燃料电池系统市场价格持续下降。据能景研究统计,2023年中国燃料电池系统市场价格平均约3300元/kW,相较2022年降幅约达21%,而部分订单的价格已经降低至3000元/kW以下。随着市场规模扩大、电堆核心零部件国产化替代等因素推动,预计2024年中国燃料电池系统价格可继续下降至2500元/kW水平,到2025年达到2000元/kW价格水平。
储氢系统降本逐渐推进。重卡储氢系统以210L高压气态储氢瓶为主,其降本一是依靠燃料电池重卡市场的规模化起量,带动瓶罐、高压瓶阀等成本降低;二是依靠储氢系统核心零部件的国产化及降本,如高强度碳纤维的国产化等。现阶段燃料电池重卡年销量尚处于3千辆水平,若到2025年市场销量突破万辆,国产高强度碳纤维规模化替代并持续降本,则相应的储氢系统降价或可达30%以上。
到2025年,无补贴的情况下,300kW级别的49t燃料电池重卡售价或可降低至110万元大关。
从燃料电池重卡的销量发展来看,从2021年左右开始中国燃料电池重卡进入批量销售,2021年至2023年销量分别约872辆、1645辆、3012辆,呈逐年翻倍的上升态势。
燃料电池重卡推广对补贴仍较为依赖,销售额仍主要集中于燃料电池示范城市群。2023年中国燃料电池汽车销量整体集中在燃料电池汽车示范城市群内部,尤其领头城市。2023年城市群内燃料电池汽车销量占全国总销量的79%,相较2022年的73%有所升高。从城市分布看,2023年,城市群内北京、郑州、上海、唐山、张家口居燃料电池汽车销量前5,而5市的燃料电池重卡销量也占到了全国燃料电池重卡销量的约57.8%。
重卡的全生命周期成本可分为购置成本、燃料成本、高速费、运维成本(员工及维护、运营)等4大部分。其中,购置成本考虑市场售价、强险等,燃料成本考虑油耗/氢耗及燃料价格,路桥成本主要考虑高速公路里程、高速费定价等。重卡寿命按规定可达10年,而为保证重卡的油耗等性能处于较佳状态,一线长途运营实际一般不超过5年。
氢能重卡全生命周期中,氢气成本与高速通行费占氢能成本主要部分(不考虑补贴的情况下)。据能景研究测算,对标柴油重卡长途运输800km/天的里程,在没有购置补贴的情境下,5年运营期内燃料成本(氢)占约52%,高速通行费成本仅次于燃料成本占约26%。而购置成本仅占约14%。
随着氢气成本下降,2025-2030年间,氢能重卡将与柴油重卡平价。2023年中国加氢站氢源主要靠副产氢,供应不稳定,市场价格较高,大多地区一般在35元/kg以上,部分地区可超过40元/kg。到2025年,随着三北地区绿氢项目及物流干线加氢站陆续投产、投运,氢供应更加稳定,预计部分地区的加氢价格可逐步降至30元/kg以下,使燃料电池重卡全运营周期成本初步与燃油重卡持平。
免征高速费后,2025年氢能重卡将与柴油重卡平价。在山东、四川等省份,对于3轴以上、总重超过36吨的重卡,每100公里的高速路费可达120元至160元。若免除氢能重卡的高速路费,5年间可节省100万元至200万元成本。再结合加氢价格、车辆购置成本降低等预判,到2025年,氢能重卡的5年使用成本可低至450万元左右,低于柴油重卡(约600万元)与LNG重卡(约500万元)。
来源:能景研究
作者:新云
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