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长途运输车辆中的电池和氢——欧美视角

商用车

2022-02-22

Jamie Fox

Jamie Fox

首席分析师

Jamie拥有超过15年行业研究经验,研究范围涵盖了商用车及其动力总成零部件系统。他拥有物理学和天文学学士学位,以及纳米科学与技术硕士学位。Jamie目前在智利工作。

Jamie Fox 专注于对混合动力/电动卡车和公共汽车的研究。在这里,他回答了几个关于市场关键趋势的问题。

我们经常听说电动汽车“更便宜”。但它们目前看来价格是更贵的。那这句话要如何理解?

这一切都与TCO(整体拥有成本)有关。目前,电动汽车的初次购买成本确实是超过传统内燃机汽车的,这是由于高昂的研发成本、涉及的各项新技术以及产业规模尚未形成。但电动汽车的运行成本(如燃料、服务和维修)几乎总是更低。

基本上,电动汽车的“燃料”要便宜得多,而且几乎没有任何运动部件会发生故障或磨损。因此,在一定的行驶里程之后,投资回报率往往还是可观的。这是一个预先投资并等待回报的案例。我想说的是,大多数车队经理投资电动商用车主要是出于成本效益的考量,而不是出于环境考虑。

显然,重型卡车的电气化难度更大。在你看来,他们脱碳的长期解决方案可能是什么?

未来几年,大多数中重型卡车将继续使用柴油动力。从长远来看,我们将在这个领域看到纯电和氢燃料电池技术之间的竞争。在更广阔的商用车领域(包括卡车、巴士、非道路移动机械),纯电技术当前正在领跑,这使得纯电技术路线在创新方面势头强劲。与氢燃料电池技术相比,电池电动技术还享有另外两个关键优势:更简单的动力系统和更高的能源效率。

看起来,电池技术似乎没有理由不在续航里程高达300英里的卡车上普及。但是,如果我们谈论的是500英里以上的行驶范围,那使用锂电还是氢燃料这个问题就值得商榷了,理论上它可以走任何一条技术路线。但问题是,这样的行驶范围将始终是对电池续航里程的一个挑战:电池技术在功率密度方面已经相当成熟。电池不会变得更小,所以让它们在这些范围内工作将需要让卡车装上巨大重型电池,或者一个高效的电池交换系统;不然,就得接受长途卡车需要经常充电的事实——也许每150英里一次吧。如果使用非常大的电池,它还需要在广大地区配备兆瓦级的充电站——这是一个昂贵的基础设施提案。

相比之下,氢燃料电池技术可以轻松地为最大的卡车提供动力。但在相对较近的将来,重型长途运输可能是氢技术可以发挥作用的唯一市场领域。

此外,大多数地理区域同样缺乏加氢站,更不用说加氢站大概率比电力基础设施更为昂贵了。除此以外,氢燃料技术的效率明显低于电池电动汽车,从绿色环保的角度来看,它将需要一个重大的推动——绿色制氢。电池技术和氢燃料技术孰优孰劣,现在还没有定论,但我的观点是,电池技术更有机会赢得这场比赛。

根据你正在进行的研究,目前商用车市场的情况如何?

看起来不错。政府和行业机构继续推动鼓励使用新能源车的措施。例如,中国的新能源汽车产业规划(2021-2035年)提出了到2025年实现20%的汽车销量为零排放的目标,中国汽车工程学会为自己设定了到2035年电动汽车销量超过50%的目标。这必然会对商业部门产生连锁反应。

与此同时,欧盟拥有世界上最强大的激励措施,即使在美国,中型和重型商用内燃机占温室气体排放量的24%,消耗全国燃料的四分之一以上,乔·拜登(Joe Biden)总统的“重建更好”计划也包括对电动重型车辆30%的税收抵免。因此,卡车制造商宣布了比我们之前预测的更积极的新能源车销售和制造计划。

我们会看到“卡车世界的特斯拉”吗?

看起来不像。如果我们参考巴士领域的发展情况,我们可能就会发现新的创业公司并没有有太多的空间:就我们目前看到的情况,至少有三到四家全球领先的汽车制造商也将成为领先的电动巴士制造商。卡车制造商的情况可能也是如此。

市场上确实出现了一些行业颠覆者,比如Rivian和Arrival,但他们不会像特斯拉(Tesla)那样在电动汽车市场占据主导地位。有趣的是,特斯拉已经设计出了Semi的原型——这是一款续航里程为300-500英里的长途卡车。该公司有很多计划,在这诸多计划中,至少我不认为Semi是一个高度优先项;但如果是的话,毫无疑问,该公司将成为排名第一的电动长途运输车辆生产商。

Nikola经历了一些挫折,但他们最近邀请了桑迪·芒罗(Sandy Munro)来测试他们的一些车辆,他为他们发出了很多积极的声音。他们没有特斯拉(Tesla)那么深的技术知识,他们通过技术合作网络弥补了这一点。有趣的是,尽管他们一直宣传自己是一家氢燃料电池公司,他们最初的几辆车实际上是纯电动的。从长远来看,如果他们转向电池,我觉得这将是一个重大信号,表明氢燃料可能将在长期竞争中失败。

你对电动汽车初创企业有什么建议?

回到2015年,从那时开始!现在会很困难,因为市场上有这么多公司。然而,创业公司不断出现,我认为专业化和创新是关键。我们已经看到BrightDrop推出了最后一英里电动汽车,并吞并了市场,甚至创造了一个其他产品所没有的市场,比如他们的电动EP1手推车。BrightDrop正在垄断北美市场。有人有机会重复这一点,例如在欧洲。

要继续讨论电池电力与氢气之争,请立即联系: Jamie Fox。