2013年,日本政府经济产业省投入了1005亿日元,用于对汽车充电桩等基础设施的建设实施补贴,2014年再次提高了补贴比例。然而,设置公共充电桩的申请者仍然为数不多。为了提高普及力度和技术含量,丰田、日产、本田、三菱四家主要汽车厂商于2013年11月共同出资成立了合资公司,目的是为了推动电动汽车充电设施的普及,并得到了政府的资金支持。
虽然目前日本国内快速充电桩的设置数量世界第一,但EV/PHEV等电动汽车的实际销售量严重不足。据新一代汽车振兴中心统计,2013年日本全国的EV/PHEV保有量总数仅为84928辆,而且增长缓慢。如果充电设施的普及密度不足以成为电动汽车销量低迷的一个原因,那么另一个原因则是续航里程不足,以及充电时间过长,这大大降低了消费者的购车信心。电池系统瓶颈无法突破导致EV/PHEV等电动汽车的市场潜力非常有限,自上而下硬推下来的充电设施普及也很有可能随着电动汽车销量的低迷而不了了之。
另一方面,从原料资源储量来看,电动汽车也存在瓶颈。按照目前占国际电动汽车主流的锂离子电池来看,锂金属资源主要集中在南美、中国新疆等少数高原盐湖地区。目前全年产量按金属计约13000t,到2020年可达18000t。按照日产Leaf每辆锂离子电池需5.5kg计算,每年可生产2000万辆;如果按照特斯拉每辆用锂18kg计算,只能生产1000多万辆。而目前全球汽车产量是每年9000万辆,锂金属资源明显短缺。这无疑是EV/PHEV在未来的市场普及中面临的最大困难之一。
由此可见,与FCV相比,在日本EV/PHEV虽然提前导入市场,但明显后劲不足。全球最畅销的EV车型——日产Leaf(聆风)截止于2014年11月累计销量仅13.5万辆。相比之下,作为清洁能源汽车的主要厂家,丰田的明星混合动力车型Prius(普锐斯)累计销量在2013年就已突破300万辆,旗下各型号混合动力车累计销量超过700万辆,丰田是在这个领域为数不多的真正获得切实利益的厂家。但在EV方面,丰田却一直没有推出过有影响力的产品,显得相对淡定。
丰田认为,小型化是EV的唯一出路。丰田eQ和iRoad的续航里程都在100km左右,均为超小型车,基本可以满足大城市每天日常通勤使用。丰田视角下的EV和FCV的竞争优势和竞争劣势如图5-1所示,即续航距离越长,FCV的竞争优势越强;而EV的竞争优势则在于短距离行驶,续航距离越长,其系统成本越高。
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近年来全球不少汽车厂商在燃料电池的研发上都前仆后继,如大众、通用、本田、奔驰,乃至现代,但目前真正能拿出商业化产品的唯有丰田一家。丰田的燃料电池专利已取得了全球领先的成果,并已将新技术产业化。截至2014年,丰田已取得了2400多项专利,并完全具备燃料电池系统和储氢罐这两大核心零部件的独立制造能力。
但是,FCV的普及也并非可以一蹴而就。首先,燃料电池的普及仍需要一个过程,亟待解决的问题很多。例如,加氢基础设施的建设就是个费力而漫长的过程;其次,氢气储存的安全性还需要时间来验证;最后是成本,从Mirai FCV的售价来看,不会比同样续航里程的EV贵,但作为一款探路车型,我们并不知道其价格是否反映了真实成本。况且,车辆售价还不是其全部使用成本,加氢的价格短期内不可能低,至少不会比充电低。电动汽车还有机会。
FCV在基础设施普及方面,也存在如EV/PHEV大致相同的问题。随着2014年底丰田Mirai FCV的量产和上市,本田的FCV量产车型也于2015年3月下旬在日本上市。日本政府和各汽车厂商决定在2015年加速加氢站等基础设施的建设,计划以日本四大都市圈(以东京为核心的“首都圈”、以名古屋为核心的“中京圈”、以大阪为核心的“关西圈”、以福冈为核心的“北部九州圈”)为中心初步建成100所加氢站。但到目前为止,加氢基础设施的普及才刚刚起步。尽管经济产业省对加氢站建设费用的一半实行补贴,但目前已经建成的加氢站日本全国仅31所。目前,2014年度的第二次补贴申报尚未截止,而第三次补贴的申报工作已经开始了。
加氢站与充电站在设施建设和能源供应方式上存在很大的不同。充电站的能源供应方式是通过电线引导充电的,但加氢站需要引进昂贵的高压气罐设备。目前一座加氢站的设备投入约为4.6亿日元。根据2014年6月日本经济产业省公布的政策报告《氢/燃料电池战略路线图:努力加速实现氢能源社会》,加氢站的建设费用包括场地建设0.7亿日元、机械安装0.5亿日元、管线连接0.6亿日元、分配器0.6亿日元、预冷器0.3亿日元、蓄压机0.5亿日元、压缩机1.4亿日元。
除去政府负担一半的费用,运营商仍需投入2~3亿日元(合1000~1500万人民币)的建设成本。假设成本仍是加油站的4倍左右,居高不下的建设投资也是加氢站广泛普及的一大阻力。从这个角度而言,很多业内人士认为FCV在基础设施方面难以超过电动汽车充电桩+充电站的组合方案。高昂的建设费用,也许会使FCV面临比EV/PHEV更艰难的推广初期。
然而,笔者认为,加氢站建设成本的问题固然重要,但另一个主要困难还是来自于法律和土地方面。根据现行日本高压氢气保安法的要求,高压氢气设施周围250m以内不得设有建筑物。这个问题在寸土寸金的大城市很难解决,但将加氢站建设在郊外又对FCV的使用和运营收效不大。如果已建成的加氢站在使用过程中,安全得到保证并取得良好的经验,有望推动法律的修订,从而有利于加氢设施的推广和普及。
此外,氢的天然密度低,通过何种方式才能实现高密度运输成为日本当前的主要课题。日本国内主要有高压氢气、液氢、有机物三种方式,当然此外还有利用管道运输氢气的方式。氢气的不同运输方式根据距离、地点等实际情况的差异而有所不同。
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