鉅大LARGE | 點擊量：634次 | 2022年08月11日
豐田氫燃料乘用車發展現狀 氫燃料動力電池車引起國內廣泛關注
氫燃料電池車零排放、續航里程長、燃料加注時間短等優點，促使許多上市公司布局這一領域。5月11日，氫燃料電池車再度引起國內廣泛關注。從1992年開始，豐田就開始氫燃料電池研發，豐田高層一直認為氫燃料汽車是終極環保車，在電動車行業火熱的當下仍然十分重視氫燃料汽車的研發投入。2014年12月15日，豐田汽車在日本發布氫燃料電池汽車Mirai，Mirai也是全球率先投入量產的燃料電池汽車。
豐田Mirai占全球燃料電池汽車銷量的九成
截至2017年12月豐田Mirai全球共計銷售5300輛，其中美國2900輛，日本2100輛，歐洲200輛，占全球燃料電池乘用車總銷量的九成以上。2017年豐田Mirai美國市場份額占其全球銷量的七成，2018年1月，美國加州Mirai汽車銷量突破3000輛，這主要得益于加州政府積極的新能源政策，其政府已為加州加氫站投入了4800萬美元資金支持。據悉，目前加州有31個零售加氫站在運行，此外該州還有12個加氫站即將在2018年開放。
圖表12015-2017年豐田Mirai全球銷量分布對比(單位：輛）
數據來源：OFweek產業研究院
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
豐田深耕燃料電池領域降低燃料電池成本
燃料電池汽車中最核心的是燃料電池動力系統。截至2017年，豐田汽車已在21個國家和地區、2個國際知識產權組織申請了15867件與燃料電池相關的專利。豐田汽車在燃料電池及其制造領域的專利數量占到了專利總量的61%，可以看出這是豐田技術研究的重點領域。豐田燃料電池動力系統主要包括高壓氫氣存儲罐、驅動電池、燃料電池堆、升壓轉換器、能量控制單元。
圖表2豐田Mirai燃料電池動力系統
對于燃料電池使用的質子交換膜燃料電池（PEMFC）來說，由于使用昂貴的鉑族金屬作為催化劑，其價格一直居高不下。可以說，催化劑是燃料電池價格的決定性因素之一，按照每年1000個系統的生產能力，催化劑的成本將占到燃料電池堆總成本的21%，每年系統生產能力達到500000個，成本比例將上升至45%。由于采用鈷和鉑的合金的材料來當作催化裝置，Mirai的鉑金使用量降低至幾十克，比例只有2008年車型的三分之一左右。
圖表3催化劑占燃料電池成本比例（%）
數據來源：OFweek產業研究院
Mirai的燃料電池最大輸出功率為114千瓦，由370片電池組成，作為世界上第一款商業化燃料電池汽車，采用了世界首發的緊湊型三維晶格結構。和豐田在2008年推出的燃料電池系統相比，Mirai的燃料電池系統成本降低了95%。目前售價約為57500美元，整車成本價格為504美元/kW。隨著產量的擴大，其燃料電池堆的生產成本將進一步降低。根據美國阿貢實驗室的預測，在年生產能力到達500k時，燃料電池堆成本將趨近于50-63美元/kW。
表480-kWnet汽車燃料電池堆/系統成本預算（單位：美元）
數據來源：OFweek產業研究院
此外加氫站的建設也是制約氫燃料汽車發展的主要因素之一，由于沒有實現規模化生產，目前加氫站建設和運營成本還大大高于傳統加油站。加氫站投資成本為150-250萬美元，其建設成本主要由核心設備采購費用、設備安裝費用、土木工程費用組成，由于設備安裝、土木工程費用相對固定，其中設備采購成本占建設投資的70%。
目前日本的氫氣站的成本約為240萬美元，日本政府為企業提供50%的安裝費用補貼。為了推動燃料電池的普及，日本包括豐田、日產、本田在內的11家企業于2018年3月5日宣布共同創建一家負責燃料電池車加氫站建設和運營的H2Mobility（JHyM），以推動燃料電池車普及。項目第一期工程計劃到2021財年完成約80座加氫站建設。這11家創始公司聯手創建了世界上第一個氫燃料框架，不僅是基礎設施開發商和汽車制造商，而且投資者都參與了合作，投資者將通過財務手段為未來擴大氫氣站的布局做出貢獻。
根據豐田汽車于2015年10月14日公布的“豐田環境挑戰2050”目標，提出在2050年前實現僅靠發動機行駛的汽車的“零”銷售。該計劃旨在提高混合動力車(HV)和燃料電池車(FCV)的比率，使新車的二氧化碳(CO2)排放量比2010年削減90%。上文分析發現，豐田在燃料電池技術和加氫站市場布局等方面的投入都是不斷在踐行這一目標，不斷增加燃料電池汽車的市場份額，預計到2020年，Mirai年產量將在30000臺左右。按照各國燃料電池汽車發展規劃，2020年主要國家氫燃料汽車擁有量總和將超過470000輛。
