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藍(lán)海氫能,何時(shí)騰飛?

藍(lán)鯨財(cái)經(jīng)發(fā)布時(shí)間:2023-06-09 14:23:29  作者: 路世明

  在“雙碳”目標(biāo)之下,近兩年我國(guó)新能源賽道取得了較大的進(jìn)展,尤其是在交通領(lǐng)域,新能源汽車的發(fā)展更為“神速”。

  而作為新能源和交通領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),固態(tài)電池汽車和氫燃料電池汽車一直是業(yè)界討論最多的兩大技術(shù)路線。相比固態(tài)電池汽車眼下巨大的市場(chǎng)規(guī)模,氫燃料電池汽車由于目前制取成本高、安全性較低、基礎(chǔ)設(shè)施局限等因素的制約,商業(yè)化程度落后,發(fā)展處境頗為尷尬。

  雖然有著諸多難題,但氫燃料電池的優(yōu)勢(shì)也非常明顯。其不僅能量轉(zhuǎn)換率高、便利性強(qiáng)、用途寬泛,更重要的是幾乎零排放,能夠減少污染并改善空氣質(zhì)量,是支持零碳能源戰(zhàn)略的“最佳選擇”。

  正是在多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)的襯托下,氫燃料電池并沒(méi)有被完全”放棄“,且在近年來(lái)迎來(lái)了還算不錯(cuò)的發(fā)展。在相關(guān)政策的引導(dǎo)下,以及氫燃料電池市場(chǎng)玩家的競(jìng)爭(zhēng)中,近兩年國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車銷售量,以及裝機(jī)量等核心數(shù)據(jù)都有明顯提速。

  然而,億華通、國(guó)鴻氫能等氫燃料電池玩家們?nèi)孕桧斨|(zhì)疑的聲音,歷經(jīng)一場(chǎng)“漫長(zhǎng)”的技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn),等待產(chǎn)業(yè)鏈的打通,等待有力政策的支持,等待基礎(chǔ)設(shè)施的完善。

  優(yōu)勢(shì)明顯,短板赫然

  從供能層面來(lái)說(shuō),氫燃料電池和傳統(tǒng)固態(tài)電池是兩種完全不同的供能方式。

  常見(jiàn)的純電汽車是將電直接儲(chǔ)存在電池中的,其電池是一個(gè)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)。氫燃料電池則是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu),就好比油車,將汽油加入油箱供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒,而在氫能源車上,則需要加入氫氣供給燃料電池使用。

  供能方式的不同,使得氫燃料電池汽車具備了獨(dú)特優(yōu)勢(shì),比如氫燃料電池汽車的續(xù)航更長(zhǎng)。

  純電動(dòng)汽車要提高續(xù)航里程,目前采取的方式一般是多增加鋰電池,或者通過(guò)更新技術(shù),不斷提高電池高能量密度,二者都需要較高的成本。但氫燃料電池汽車增加續(xù)航里程,只需增大儲(chǔ)氫罐即可。

  另外在補(bǔ)能方面,純電動(dòng)汽車充電時(shí)長(zhǎng)比較久,一般要幾個(gè)小時(shí)才能充滿電。而氫燃料電池汽車加氫補(bǔ)給的時(shí)間很短,與燃油車加汽油的時(shí)間幾乎相同。

  此外,氫燃料電池是直接將氫氣轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過(guò)熱能和機(jī)械能的中間變換,發(fā)電效率可以達(dá)到60%以上。尤其是在低溫條件下,傳統(tǒng)固態(tài)電池的能量損失非常嚴(yán)重,而氫燃料電池汽車不受外界溫度的影響,不會(huì)在寒冷天氣中減少里程。

  相比續(xù)航、補(bǔ)能等優(yōu)勢(shì),更為“環(huán)保”才是氫燃料電池最受市場(chǎng)關(guān)注的核心。

  新能源汽車之所以成為汽車行業(yè)的大趨勢(shì),最重要的原因就是環(huán)保,減少溫室氣體的排放。但目前的電動(dòng)汽車還無(wú)法做到真正的環(huán)保,電池在制造過(guò)程中會(huì)有二氧化碳產(chǎn)生,還有廢電池的處理問(wèn)題,并且鋰離子的電池中的鈷、鎳等金屬元素的開(kāi)采也在變相“破壞”環(huán)境。

  氫燃料電池雖然帶著“燃料”二字,但它并不會(huì)“燃燒”起來(lái),而是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng),將氫氣和氧氣通過(guò)催化反應(yīng)產(chǎn)生電流,同時(shí)產(chǎn)生水,幾乎不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

  汽車的碳排放一直是國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重大障礙,而氫燃料電池的“0排放”,無(wú)疑對(duì)減少二氧化碳等溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)具有重要意義。也正因此,近些年來(lái),氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠得以提速。

  只是相比固態(tài)電池汽車市場(chǎng),氫燃料電池汽車的發(fā)展速度,太過(guò)緩慢。原因在于,氫燃料電池的劣勢(shì)也極為明顯,尤其表現(xiàn)在“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加”四個(gè)環(huán)節(jié)。

  在制氫方面,氫氣分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。灰氫是通過(guò)煤、天然氣等化石燃料重整生產(chǎn)的氫氣,是當(dāng)下占比最高的氫源。藍(lán)氫是利用焦?fàn)t煤氣、化肥生產(chǎn)、氯堿制造等過(guò)程中的工業(yè)副產(chǎn)品制取氫氣。綠氫則是利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)電后轉(zhuǎn)化為電能,將電能通過(guò)電解水制氫設(shè)備轉(zhuǎn)化成氫能。

  無(wú)論是哪種制氫方式,都意味著高昂的成本。同時(shí),占比最大的灰氫、藍(lán)氫,又破壞了氫燃料電池的綠色效益。

  其次,在儲(chǔ)存運(yùn)輸環(huán)節(jié),由于氫氣的易燃性,又對(duì)其廣泛使用提出了明顯的安全問(wèn)題。最后,加氫基礎(chǔ)設(shè)施是目前氫能利用和發(fā)展的中樞環(huán)節(jié),也是氫燃料電池汽車推廣普及的關(guān)鍵所在。但除了相關(guān)技術(shù)和安全要求之外,還有其他一系列原因推高了加氫站的投資費(fèi)用。

  成本的背后往往是產(chǎn)業(yè)規(guī)模問(wèn)題,而在已經(jīng)得到可行性“證明”的條件下,即便劣勢(shì)明顯,氫燃料電池依然擁有不錯(cuò)的發(fā)展空間。

  市場(chǎng)偏科,更愛(ài)商用

  上世紀(jì)70年代,石油危機(jī)引起了能源恐慌,氫能作為一種新興清潔能源開(kāi)始受到各國(guó)的關(guān)注。再到90年代,包括奔馳、福特在內(nèi)的國(guó)際知名車企紛紛推出燃料電池概念車型。

  進(jìn)入21世紀(jì)后,氫能與燃料電池技術(shù)發(fā)展逐漸成熟。日本豐田汽車于2014年12月推出Mirai燃料電池汽車,續(xù)航里程達(dá)到502公里,成為燃料電池領(lǐng)域內(nèi)的里程碑事件。至今,雖然仍面臨不少發(fā)展難題,但氫能依然是當(dāng)前炙手可熱的“終極能源”,世界各國(guó)近些年來(lái)都在積極布局。

  以大力發(fā)展“氫經(jīng)濟(jì)”的韓國(guó)來(lái)說(shuō),相關(guān)的政策不僅非常細(xì)化,而且推行也很到位。比如2020年2月4日,韓國(guó)政府正式頒布全球首個(gè)《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》,明確政府對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)和氫能企業(yè)的行政和財(cái)政支持。

  此外,美國(guó)是全球最早將氫能及燃料電池作為能源戰(zhàn)略的國(guó)家,早在1970年便提出了“氫經(jīng)濟(jì)“。而自1990年至今,其也頒布了多項(xiàng)推動(dòng)氫能發(fā)展的政策和行動(dòng)計(jì)劃,目前是擁有世界上最多氫燃料電池叉車的國(guó)家。

  長(zhǎng)久以來(lái),因“核心技術(shù)受制于海外”、“成本居高不下”、“配套設(shè)施不完善”等原因,國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車的發(fā)展可謂差強(qiáng)人意。但隨著近些年政策的不斷加碼,國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)也在不斷提速。

  政策方面,去年三月國(guó)家發(fā)改委和能源局聯(lián)合發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃2021-2035》,文件指出,要“有序推進(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的示范應(yīng)用”,并提出到2025年“燃料電池車輛保有量約5萬(wàn)輛,部署建設(shè)一批加氫站”的發(fā)展目標(biāo)。

  這份文件被業(yè)內(nèi)稱為最有含金量的文件,因?yàn)樗菤v史上第一次把氫納入了能源目錄,還規(guī)劃了氫能產(chǎn)業(yè)的具體發(fā)展路徑。要知道,之前氫是按照危險(xiǎn)化學(xué)品管理的,現(xiàn)在成為了能源中的一員,這意味著氫能產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生大變化。

  在一系列政策的引導(dǎo)支持下,2022年氫能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了加速發(fā)展。

  去年9月,在國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)布會(huì)上,國(guó)家能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,中國(guó)已累計(jì)建成加氫站超過(guò)270座,約占全球總數(shù)的40%,位居世界第一。

  另?yè)?jù)中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù),2022年1-12月新能源汽車產(chǎn)銷分別完成705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng)96.9%和93.4%。其中,氫燃料電池汽車產(chǎn)銷累計(jì)分別完成3626輛和3367輛,同比分別增長(zhǎng)105.4%和112.8%。

  值得一提的是,產(chǎn)銷的氫燃料電池汽車基本都是商用車,集中在重卡、大巴等車型。

  一方面,在城市、礦山等有固定運(yùn)輸路線的特定場(chǎng)景下,氫燃料汽車具有加氫速度快、運(yùn)行里程長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。另一方面,重卡之類的商用車是“排放大戶”,如果選擇傳統(tǒng)固態(tài)電池,那么電池體積會(huì)很龐大,而且還有續(xù)航里程的問(wèn)題,但氫燃料電池只需要有加氫站,既環(huán)保,又不用擔(dān)心續(xù)航。

  商用車已成為氫燃料電池的重要“突破口”,不斷攀升的終端規(guī)模,為氫燃料電池系統(tǒng)玩家們注入了一針強(qiáng)心劑。

  玩家砸錢,需求突破

  不管是電力、儲(chǔ)能還是交通,氫能的商業(yè)落地都需要通過(guò)氫燃料電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。

  作為“中國(guó)氫能第一股”,億華通成立于2012年,2020年8月在上交所科創(chuàng)板成功上市,2023年1月,其又正式在港交所主板上市。事實(shí)上,放到整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)來(lái)看,億華通的名頭并不夠響亮,其真正“火出圈”的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是在2022年冬奧會(huì)、殘奧會(huì)期間。

  據(jù)了解,冬奧會(huì)和殘奧會(huì)分別投放氫燃料電池汽車1200臺(tái)和800余臺(tái),車輛克服高海拔、高嚴(yán)寒、多彎道等復(fù)雜路況,圓滿完成接駁任務(wù),累計(jì)運(yùn)行里程320余萬(wàn)公里,減碳2600余噸。而其中億華通搭載車型占比64%,運(yùn)營(yíng)里程260余萬(wàn)公里,占比81%,減碳2200余噸,占比85%。

  除億華通之外,2015成立的國(guó)鴻氫無(wú)疑是氫燃料電池行業(yè)的一匹黑馬。

  弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示,2017年至2022年國(guó)鴻氫能氫燃料電池電堆出貨量連續(xù)六年排名第一,在2022年國(guó)內(nèi)氫燃料電池電堆和氫燃料電池系統(tǒng)市場(chǎng),國(guó)鴻氫能分別以24.4%、21.8%的市場(chǎng)占有率,排名第一和第二。

  5月22日,國(guó)鴻氫能在港交所更新了招股說(shuō)明書,這是繼其于2022年11月22日遞表失效后的再一次申請(qǐng),相當(dāng)于第二次沖擊IPO。

  然而作為行業(yè)的兩只領(lǐng)頭羊,無(wú)論是億華通還是國(guó)鴻氫能,兩家的財(cái)務(wù)狀況都不太樂(lè)觀。

  根據(jù)億華通2022年財(cái)報(bào),其歸屬于母公司股東的凈利潤(rùn)為-1.72億元,較上年同期虧損增加。相比億華通,“激進(jìn)”的國(guó)鴻氫能虧損更為嚴(yán)重。其招股書顯示,2020年至2022年,國(guó)鴻氫能歸母凈虧損分別為2.15億元、7.03億元和2.73億元,三年虧損總額達(dá)11.91億元。

  事實(shí)上,目前整個(gè)氫能燃料行業(yè)都處于較早的發(fā)展階段,下游的需求尚待發(fā)掘,規(guī)模效應(yīng)還未形成,加之巨額的銷售成本和研發(fā)成本,行業(yè)內(nèi)的玩家基本都處于虧損狀態(tài)。

  銷售成本不難理解,玩家們需要通過(guò)終端的車輛規(guī)模,拓展氫燃料電池的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)規(guī)模,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,一同做大“蛋糕”。

  真正制約玩家們的仍在于技術(shù)端。膜電極組件是氫燃料電池系統(tǒng)的核心組件,它直接決定了氫燃料電池的功率密度、耐久性和使用壽命。而膜電極組件的核心則是催化劑,目前氫燃料電池多采用貴金屬“鉑”做催化劑,但是其成本在整個(gè)氫燃料電池中占60%左右。

  也就是說(shuō),想要提高氫燃料電池的性能和可靠性,并且降低成本,玩家們就必須突破氫燃料電池的關(guān)鍵材料,尋找更高效、更穩(wěn)定、更廉價(jià)的替代品,以及核心組件的技術(shù)難題。但這種“世界性難題”,并非國(guó)內(nèi)玩家們一朝一夕就解決的。

  不止氫燃料電池系統(tǒng)的億華通和國(guó)鴻氫能,包括上游制氫的金宏氣體、凱美特氣,儲(chǔ)氫運(yùn)氫的京城股份、中材科技,加氫的中國(guó)石化,以及下游宇通客車、福田汽車等整車企業(yè)......

  氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的每一個(gè)玩家,都需要通過(guò)自身的努力,在平衡產(chǎn)品產(chǎn)銷與市場(chǎng)供需矛盾的同時(shí),解決來(lái)自產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的“壓力”。除此之外,留給所有參與者的只有“等待”。


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