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氢能产业可能爆发吗?

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时间:
2020-11-17 08:29:33
 

 

虽然氢的产业链条漫长,但只要车载燃料电池的能量密度提升,让普通消费者用起来“合算”,氢产业爆发,是水到渠成的事,其猛烈程度可能超过电动。剩下的疑问,就在于我们何时实现“单点技术”突破。

 

文/《汽车人》黄耀鹏

 

长期以来,舆论有一种错觉,即对中国这样的大国来说,汽车使用什么能源,可以无须押注一门。电能、氢能、甲醇,甚至太阳能,都可以尝试。但到了产业化阶段,无论市场资源还是政府支持的行政和财政资源,都只能选择一个重点,那就是电动。

 

中国氢能汽车的产业化状况,大致相当于2006年的电动,处于“前产业化”阶段,即主要技术瓶颈貌似打通(且不论是否掌握在中国人手里),但成本尚未降到商用化水平。

 

始于理想主义

 

上世纪60年代,是一个能源狂想者的年代。当时的人们,不但觉得受控核聚变近在眼前,而且也相中了氢能的高热值、无污染属性。那时距离“第一次石油危机”还有几年,能源紧迫感并不强,能源理想主义一度占据了上风。

 

后来各工业国财政支持的氢能源研究,很快就搁浅。原因很简单,这条科技攀爬路线过于陡峭。制氢最容易(虽然并不环保),储、运、加注、使用(燃料电池),都有难以逾越的技术障碍。

 

 

业内领先的丰田,在1992年以“兴趣小组”的轻投入方式开始氢能源研究,直到2014年Mirai上市,中间几经起伏,但大体上建立起氢产业链。但是,整个链条,除了制氢环节,一直到终端使用,都需要不间断地提供补贴才能维持,这就限制了使用规模。反过来,规模小又使成本难以降低。

 

虽然丰田早就开始卖力向外推介,并一度开放有条件专利授权,但迄今为止,成果寥寥。如果将规模从岛国搬到大陆国家,基于目前技术手段,成本合理性遭到严重质疑。

 

政策驱动市场

 

当前,中国政府监管部门的态度,倾向于开放合作研发技术,但不急于规模化生产,更不急于到处上马。没有知识产权,只是把国外进口技术引进来组装,意义不大。

 

这里面透露了两层意思:一是对单纯技术引进不感兴趣;二是当前技术还不成熟,不能产生经济效益。

 

不可否认,目前氢能源市场仍处于政策驱动阶段。单是今年上半年,国家就密集出台政策指导。

 

 

3月17日,发改委、司法部发布《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》,其中提到要研究制定氢能发展的标准规划和支持政策。

 

3月23日,国家重点研发计划“制造基础技术与关键零部件”年度项目申报指南中指出,将氢能列入2020年重点专项,拟在氢能、太阳能、风能、可再生能源等技术方向启动14-28个项目,计划安排国拨经费总概算为6.06亿元。

 

4月28日,财政部、工信部、科技部、发改委联合发布了《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,其中提到力争通过4年左右时间,建立氢能和燃料电池汽车产业链,关键核心技术取得突破,形成布局合理、协同发展的良好局面。

 

目前,上海、青岛、重庆等十几个地方政府都出台了氢能支持政策,目前在氢产业资源上,形成了竞争态势。可以想见,这些项目,不会都走到投产这一步。

 

开放与自研

 

氢产业链,日本无疑走在前面,日本已经将氢产业置于国家战略层面,同时还提出率先建立“氢社会”的愿景。日企掌握了全套氢产业链相关知识产权。我国监管部门仍希望开展对外合作,不搞闭门造车。

 

在《鼓励外商投资产业目录》(2019年版)中,从上游制、储、运,到加氢站、燃料电池系统,再到下游的氢能汽车,氢产业全链纳入鼓励外商投资的范畴,开放的态度非常明确。

 

 

如果外资进来投资,利用先发优势建立全链条生产能力,中企掌握知识产权的道路,将重演当年汽车引进的历史。如今,可没有另一个40年供慢慢积累。技术进化在加速,汽车产业因此变化剧烈。技术领先将构成比以往任何时代都要大的碾压优势。所以,让中企投入研发,自己掌握技术,成为首要选择。

 

《目录》明确提出,选择一部分城市围绕燃料电池进行技术攻关,形成“布局合理、各有侧重、协同推进的发展模式”。说白了,就是要自建产业链。“以奖代补”和央地财政支持,将为中企在“技术幼稚期”提供保护。

 

动力电池的白名单政策,就生动地演绎了如何在初期保护自研积极性。

 

内外资热情高涨

 

这与外资引入不矛盾,在初期需要引入外脑和外资进行基础性启发工作。8月20日,联合燃料电池系统研发(北京)有限公司成立。丰田、亿华通、一汽、东风、广汽、北汽等企业的合作,在6月份就已开始。

 

合作模式仍是“技术换市场”。合资公司采用丰田电堆技术,亿华通进行整合,提供给一汽等车企使用。

 

 

和燃油车时代相比,如今中外技术差距有所缩小,不是一穷二白等着外企“填喂”。同时外企不再受合资束缚,可以组建独资企业,从事某个环节的氢能事业。

 

目前,进入国内氢能市场的外企已经超过40家,所有产业链环节,都有企业投资。燃料电池、氢气储运等中国技术薄弱环节,投资比较集中。

 

譬如美国PDC机械公司,擅长高压氢气压缩机组,与戈尔公司展开竞争。后者在去年与东方电气(成都)氢燃料电池公司签署合作,双方拿出了加氢站+燃料电池大巴的中下游解决方案。这家东方电气公司的子公司生产的燃料电池大巴,已经运行40万公里。

 

 

显然,外企在深化氢能市场的全链布局。如果说在燃料电池乘用/商用车上,中外企还能较量一番的话,那么在氢能基础设施上,外企的技术优势难以匹敌。中企当前必须以合资、合作方式介入,当好学生,逐渐积累自身技术。

 

和外资的热情相比有过之无不及,目前国内对氢领域的投资呈现井喷状态。今年上半年,尽管有疫情影响,但与燃料电池相关的企业,新增了近200家。其实去年走高趋势已经变得明显,2019年氢能产业投资超过2000亿元,单笔最大投资100亿元。

 

不过,这些投资大多用来营建氢产业园,目前在建、规划氢能产业园超过35个(截至2020年上半年)。这也反映了我们即将迈入产业化早期阶段。

 

产业循环未启动的原因

 

2019年燃料电池车产销量分别为3018辆、2737辆,大多都是商用车。今年有望增加到5000辆左右。

 

现在,产业氛围有了、投资热情有了,产业链正处在构成阶段。但是一旦把财政支持抽走,立刻不灵了。一座35MPa加氢站投资成本2000万-2500万元,比加油站高一个数量级,政府补贴其中20%。每天加注400辆车才能收支平衡,如今所有加氢站都在亏损运营。

 

 

而上游也不乐观。根据《中国氢能源与燃料电池产业白皮书》2019数据,化石能源重整制、工业副产品,占据了氢生产的绝大部分。最环保但最耗能的电解水制氢,只占3%。可见,在氢的生产环节,碳排问题仍然严重。

 

当前,我国燃料电池的整体产能已高达15万块/年,但放空严重,导致零部件处于供过于求状态。用隔膜厂家的话说,“开工一小时全年订单就完成了”。

 

既然上游环保问题尚未有更好手段,中游无法盈利,下游产能又没有铺开,整个产业的自循环就难以启动。

 

审视如今的技术水平,氢产业远非完美。目前常用的6种车载储氢手段,甲醇储氢质量分数最高,但热重整后氢能必然损失。而惟一的量产乘用车Mirai采用高压储氢,这也是丰田惟一推荐的方式。70MPa氢罐,复合材料+铝内胆+碳纤维外部缠绕,成本很高,不但气体逸出无法避免,而且关键在于,其碳纤维材料技术,掌握在东丽等日企手里。

 

 

事实上,氢燃烧热值虽高,但按照能量密度来看,不及汽油的50%。无法高密度载运氢能,消费者也就无法单纯凭借环保理想,甘愿在经济上吃亏。

 

因此有人认为,将氢作为终极能源而大规模投入的企业,最终会血本无归。

 

现有技术缺陷,导致商用成本不合理,产业不人为揠苗助长,是明智的。“点错科技树”的结论,不论正确与否,其论证是建立在静态技术上。而技术进步的速度,我们无法预料。

 

虽然氢的产业链条漫长,但只要车载燃料电池的能量密度提升,让普通消费者用起来“合算”,氢产业爆发,是水到渠成的事,其猛烈程度可能超过电动。剩下的疑问,就在于我们何时实现“单点技术”突破。

(文/《汽车人》黄耀鹏,部分图片来源网络)【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件,版权为《汽车人》所有。

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