【热点解读】丰田氢燃料乘用车发展现状

 氢燃料电池车零排放、续航里程长、燃料加注时间短等优点，促使许多上市公司布局这一领域。5月11日，氢燃料电池车再度引起国内广泛关注。从1992年开始，丰田就开始氢燃料电池研发，丰田高层一直认为氢燃料汽车是终极环保车，在电动车行业火热的当下仍然十分重视氢燃料汽车的研发投入。2014年12月15日，丰田汽车在日本发布氢燃料电池汽车Mirai，Mirai也是全球率先投入量产的燃料电池汽车。

丰田Mirai占全球燃料电池汽车销量的九成

截至2017年12月丰田Mirai全球共计销售5300辆，其中美国2900辆，日本2100辆，欧洲200辆，占全球燃料电池乘用车总销量的九成以上。2017年丰田Mirai美国市场份额占其全球销量的七成，2018年1月，美国加州Mirai汽车销量突破3000辆，这主要得益于加州政府积极的新能源政策，其政府已为加州加氢站投入了4800万美元资金支持。据悉，目前加州有31个零售加氢站在运行，此外该州还有12个加氢站即将在2018年开放。

图表1  2015-2017年丰田Mirai全球销量分布对比(单位：辆）

丰田深耕燃料电池领域 降低燃料电池成本

燃料电池汽车中最核心的是燃料电池动力系统。截至2017年，丰田汽车已在21个国家和地区、2个国际知识产权组织申请了15867件与燃料电池相关的专利。丰田汽车在燃料电池及其制造领域的专利数量占到了专利总量的61%，可以看出这是丰田技术研究的重点领域。丰田燃料电池动力系统主要包括高压氢气存储罐、驱动电池、燃料电池堆、升压转换器、能量控制单元。

图表2丰田Mirai燃料电池动力系统

对于燃料电池使用的质子交换膜燃料电池（PEMFC）来说，由于使用昂贵的铂族金属作为催化剂，其价格一直居高不下。可以说，催化剂是燃料电池价格的决定性因素之一，按照每年1000个系统的生产能力，催化剂的成本将占到燃料电池堆总成本的21%，每年系统生产能力达到500000个，成本比例将上升至45%。由于采用钴和铂的合金的材料来当作催化装置，Mirai的铂金使用量降低至几十克，比例只有2008年车型的三分之一左右。

图表3  催化剂占燃料电池成本比例（%）

Mirai的燃料电池最大输出功率为114千瓦，由370片电池组成，作为世界上第一款商业化燃料电池汽车，采用了世界首发的紧凑型三维晶格结构。和丰田在2008年推出的燃料电池系统相比，Mirai的燃料电池系统成本降低了95%。目前售价约为57500美元，整车成本价格为504美元/kW。随着产量的扩大，其燃料电池堆的生产成本将进一步降低。根据美国阿贡实验室的预测，在年生产能力到达500k时，燃料电池堆成本将趋近于50-63美元/kW。

表4  80-kWnet汽车燃料电池堆/系统成本预算（单位：美元）

此外加氢站的建设也是制约氢燃料汽车发展的主要因素之一，由于没有实现规模化生产，目前加氢站建设和运营成本还大大高于传统加油站。加氢站投资成本为150-250万美元，其建设成本主要由核心设备采购费用、设备安装费用、土木工程费用组成，由于设备安装、土木工程费用相对固定，其中设备采购成本占建设投资的70 %。

目前日本的氢气站的成本约为240万美元，日本政府为企业提供50%的安装费用补贴。为了推动燃料电池的普及，日本包括丰田、日产、本田在内的11家企业于2018年3月5日宣布共同创建一家负责燃料电池车加氢站建设和运营的H2 Mobility（JHyM），以推动燃料电池车普及。项目第一期工程计划到2021财年完成约80座加氢站建设。这11家创始公司联手创建了世界上第一个氢燃料框架，不仅是基础设施开发商和汽车制造商，而且投资者都参与了合作，投资者将通过财务手段为未来扩大氢气站的布局做出贡献。

根据丰田汽车于2015年10月14日公布的“丰田环境挑战2050”目标，提出在2050年前实现仅靠发动机行驶的汽车的“零”销售。该计划旨在提高混合动力车(HV)和燃料电池车(FCV)的比率，使新车的二氧化碳(CO2)排放量比2010年削减90%。上文分析发现，丰田在燃料电池技术和加氢站市场布局等方面的投入都是不断在践行这一目标，不断增加燃料电池汽车的市场份额，预计到2020年，Mirai年产量将在30000台左右。按照各国燃料电池汽车发展规划，2020年主要国家氢燃料汽车拥有量总和将超过470000辆。