德勤：未來移動出行的動力源泉：氫能源及燃料電池交通解決方案（附下載地址）

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本白皮書由德勤與巴拉德動力系統有限公司聯合撰寫并發表，旨在介紹燃料電池汽車的奇妙技術及其商業應用。通過深入的研究和分析，本白皮書回答了行業高管和外界人士最關心的問題—燃料電池汽車的商業可行性如何，以及它們對環境的影響如何?

氫是宇宙中最豐富的物質之一?；蛟S正因為氫的大量存在，我們有時會忘記了氫的價值。從最初作為初代內燃機的燃料，到現在氫氣已經可以為空中旅行提供動力，并正在以燃料電池這一應用形式，又一次成為全人類能源革命中的焦點。

我們將陸續推出3卷白皮書對氫能進行介紹，并將全面解析氫能在未來將如何驅動移動出行領域的發展。本卷為白皮書系列的第一卷，將主要對氫能及燃料電池進行介紹，并通過總擁有成本分析對燃料電池車（“燃料電池車”）、純電動車（“電動車”）及燃油車（“燃油車”）進行深入對比。我們采取了自下而上的總擁有成本分析法（“TCO”），對美國、中國及歐洲的氫能源車進行了跨度長達13年的深入分析。通過對燃料電池車的購買成本進行拆分，我們對燃料電池車的燃料電池系統、電機等組件的價格均進行了測算；此外我們也對燃料費用、基礎設施成本、維修費用等運營成本也分別進行了測算。我們相信通過這種分析方法，不僅對當前行業的研究成果進行了補充，也可以幫助我們的讀者將這個TCO模型應用到各種類別的燃料電池車輛運營TCO測算中。事實上，我們在搭建了基礎的TCO模型后，將其應用到了三個實際的燃料電池車輛運營使用案例中：上海的氫燃料物流車運營、加利福尼亞的氫燃料港口重卡運營及倫敦的氫燃料公交車運營。

我們的TCO分析展示了燃料電池車的良好發展前景。即使不考慮氫能的非定量優勢（如零污染性排放等），僅就定量成本而言，在美國、中國及歐洲三個地區及各個實際應用案例中，燃料電池車的TCO均預計會在2029年之前低于純電動車及燃油車的TCO。這一方面是由于技術進步及大規模生產帶來的制造成本下降導致的，另一方面也受益于氫氣價格、加氫站等運營相關的成本持續下降。因此各國政府開始投入越來越多的精力發展氫能相關技術及推動氫能的應用。

通過我們的TCO模型測算，2019年燃料電池車的每百公里總擁有成本約比純電動車及燃料車分別高40%及90%左右。從購買成本看，較高的燃料電池系統價格及因為缺乏規模效應導致的零部件成本加價是購買成本較高的主要原因；從運營成本來看，較高的氫氣價格是當前運營成本高昂的主要原因。

然而，預計到2026年，燃料電池車的TCO將會開始低于純電動車，到2027年，燃料電池車TCO將會開始低于燃油車?？傮w來看，我們預計未來10年內燃料電池車TCO將會降低50%，燃料電池系統及氫氣價格下降是主要驅動因素。其中燃料系統成本預計到2029年將下降超過50%。燃料電池系統成本下降空間較大，主要是因為當前燃料電池系統價格高企是由于高技術門檻和高制造成本導致的，而不是由于原材料成本較高導致的。當前有很多觀點認為燃料電池價格較高的原因是使用了鉑金作為催化劑，但實際上，鉑金的成本在燃料電池系統總體成本中占比不到1%。與之相反，鋰電池的金屬材料成本如鋰和鈷則在電池總體成本中占據了很大比例。因此，技術進步及大規模生產可以驅動燃料電池系統價格顯著下降。運營成本方面，其下降的主要驅動因素是氫氣價格，受益于更多的可再生能源將用于氫氣生產（目前由可再生能源生產的氫氣占比還不到5%）及相關運輸及存儲技術的提升，預計氫氣價格將在美國、中國、歐洲等國家和地區均明顯下降。

我們的TCO預測采取了非常保守的假設。實際上歷史經驗表明，隨著新興技術的出現，生產成本的下降往往會比預測值要大的多；此外，我們也沒有將任何政府補貼（車輛購買補貼、加氫站建設補貼、加氫站運營補貼等）或政府激勵納入到TCO模型中。從上海、加利福尼亞及倫敦的案例分析來看，由于政府補貼或對燃油車的額外路稅將使得燃料電池車的TCO更快地與純電動車及燃料車的TCO實現交叉。此外，我們仍假設燃油車成本變動較為穩定，但實際上，燃油車成本可能由于油價上漲、更嚴格的排放標準出臺、市區準入限制、燃油車禁令等無法量化的原因而大幅上升。因此，考慮到其他因素，燃料電池車的TCO有可能會在2025年之前就低于電動車及燃油車的TCO。

最后，本文還對燃料電池車的能量轉換效率、氫氣生產、和溫室氣體排放等燃料電池技術相關的環境影響進行了現狀分析及未來展望。事實上這并不是本白皮書的研究重點，我們將會在第3卷 * 白皮書中進行更為詳細的討論，但是我們相信在本白皮書中引入關于氫產業鏈的基礎分析，將有助于我們的讀者更好的理解氫能相關價值鏈及未來發展趨勢。當前燃料電池車的能量轉換效率是高于燃油車，但低于純電動車的，這主要是由于氫氣生產過程的低效及能量損失。而在未來，風力及光伏等可再生能源將會在制氫過程中發揮更大作用，提升燃料電池車的能量轉換效率。因為當前可再生能源受到季節、高峰低谷使用周期等因素的影響較大，產生了大量被浪費的過剩電力?？稍偕茉吹倪呺H成本接近于零，使得其定價低于其他當時生產的電力，而因為過剩電力浪費情況的存在，新能源電力在歐洲某些國家甚至有負電價情況出現。而氫能恰好可以利用這些可再生能源，將過剩的電力以氫氣的形式儲存起來。

從環境影響的角度來看，燃料電池車是最清潔的，相較于的電動車及燃油車，燃料電池車的全生命周期碳排放是最少的。而隨著可再生能源更多的應用于氫氣制取，及氫氣運輸技術的提升，預計燃料電池車的碳排放還將繼續降低。同時，相較于純電動車，燃料電池車在制造過程中的碳排放也較低。因為電池生產過程中使用了大量金屬材料如鋰和鈷等，金屬材料的挖掘、生產加工等過程均有大量能量消耗及碳排放。同時燃料電池車回收在報廢階段也比電動車回收更容易且更有經濟吸引力。

正如比爾蓋茨的名言：“我們總是高估未來兩年將發生的變化，低估未來十年將發生的變化。不要讓自己陷入無所作為的狀態?！蔽覀兿Ｍ景灼梢詫ξ覀兊淖x者理解氫能及氫能如何應用在交通領域提供一些幫助，盡管我們的努力可能微不足道，我們也希望竭盡所能的為創造更加經濟合理的商業模式及更加綠色的世界而做出一些微小貢獻。（關注公眾號“三個皮匠”，獲取最新行業報告資訊）