在“雙碳”目標(biāo)之下,近兩年我國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)勢的襯托下,氫燃料電池并沒有被完全”放棄“,且在近年來迎來了還算不錯的發(fā)展。在相關(guān)政策的引導(dǎo)下,以及氫燃料電池市場玩家的競爭中,近兩年國內(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“漫長”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)勢明顯,短板赫然
從供能層面來說,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。
常見的純電汽車是將電直接儲存在電池中的,其電池是一個儲能機(jī)構(gòu)。氫燃料電池則是一個能量轉(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,比如氫燃料電池汽車的續(xù)航更長。
純電動汽車要提高續(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,只需增大儲氫罐即可。
另外在補(bǔ)能方面,純電動汽車充電時(shí)長比較久,一般要幾個小時(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,不會在寒冷天氣中減少里程。
相比續(xù)航、補(bǔ)能等優(yōu)勢,更為“環(huán)保”才是氫燃料電池最受市場關(guān)注的核心。
新能源汽車之所以成為汽車行業(yè)的大趨勢,最重要的原因就是環(huán)保,減少溫室氣體的排放。但目前的電動汽車還無法做到真正的環(huán)保,電池在制造過程中會有二氧化碳產(chǎn)生,還有廢電池的處理問題,并且鋰離子的電池中的鈷、鎳等金屬元素的開采也在變相“破壞”環(huán)境。
氫燃料電池雖然帶著“燃料”二字,但它并不會“燃燒”起來,而是通過電化學(xué)反應(yīng),將氫氣和氧氣通過催化反應(yīng)產(chǎn)生電流,同時(shí)產(chǎn)生水,幾乎不會對環(huán)境造成污染。
汽車的碳排放一直是國家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重大障礙,而氫燃料電池的“0排放”,無疑對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,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,氫燃料電池汽車的發(fā)展速度,太過緩慢。原因在于,氫燃料電池的劣勢也極為明顯,尤其表現(xiàn)在“制、儲、運(yùn)、加”四個環(huán)節(jié)。
在制氫方面,氫氣分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫?;覛涫峭ㄟ^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)、氯堿制造等過程中的工業(yè)副產(chǎn)品制取氫氣。綠氫則是利用太陽能、風(fēng)能等發(fā)電后轉(zhuǎn)化為電能,將電能通過電解水制氫設(shè)備轉(zhuǎn)化成氫能。
無論是哪種制氫方式,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,在儲存運(yùn)輸環(huán)節(jié),由于氫氣的易燃性,又對其廣泛使用提出了明顯的安全問題。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)模問題,而在已經(jīng)得到可行性“證明”的條件下,即便劣勢明顯,氫燃料電池依然擁有不錯的發(fā)展空間。
市場偏科,更愛商用
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始受到各國的關(guān)注。再到90年代,包括奔馳、福特在內(nèi)的國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”,世界各國近些年來都在積極布局。
以大力發(fā)展“氫經(jīng)濟(jì)”的韓國來說,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,韓國政府正式頒布全球首個《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》,明確政府對氫能產(chǎn)業(yè)和氫能企業(yè)的行政和財(cái)政支持。
此外,美國是全球最早將氫能及燃料電池作為能源戰(zhàn)略的國家,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)推動氫能發(fā)展的政策和行動計(jì)劃,目前是擁有世界上最多氫燃料電池叉車的國家。
長久以來,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)迎來了加速發(fā)展。
去年9月,在國家發(fā)展改革委關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)布會上,國家能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,中國已累計(jì)建成加氫站超過270座,約占全球總數(shù)的40%,位居世界第一。
另據(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705.8萬輛和688.7萬輛,同比分別增長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)輸路線的特定場景下,氫燃料汽車具有加氫速度快、運(yùn)行里程長等優(yōu)勢。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,那么電池體積會很龐大,而且還有續(xù)航里程的問題,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、儲能還是交通,氫能的商業(yè)落地都需要通過氫燃料電池來實(shí)現(xiàn)。
作為“中國氫能第一股”,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,放到整個新能源產(chǎn)業(yè)來看,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、殘奧會期間。
據(jù)了解,冬奧會和殘奧會分別投放氫燃料電池汽車1200臺和800余臺,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余萬公里,減碳2600余噸。而其中億華通搭載車型占比64%,運(yùn)營里程260余萬公里,占比81%,減碳2200余噸,占比85%。
除億華通之外,2015成立的國鴻氫無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年國內(nèi)氫燃料電池電堆和氫燃料電池系統(tǒng)市場,國鴻氫能分別以24.4%、21.8%的市場占有率,排名第一和第二。
5月22日,國鴻氫能在港交所更新了招股說明書,這是繼其于2022年11月22日遞表失效后的再一次申請,相當(dāng)于第二次沖擊IPO。
然而作為行業(yè)的兩只領(lǐng)頭羊,無論是億華通還是國鴻氫能,兩家的財(cái)務(wù)狀況都不太樂觀。
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為-1.72億元,較上年同期虧損增加。相比億華通,“激進(jìn)”的國鴻氫能虧損更為嚴(yán)重。其招股書顯示,2020年至2022年,國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)域和市場規(guī)模,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競爭力,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,但是其成本在整個氫燃料電池中占60%左右。
也就是說,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)的億華通和國鴻氫能,包括上游制氫的金宏氣體、凱美特氣,儲氫運(yùn)氫的京城股份、中材科技,加氫的中國石化,以及下游宇通客車、福田汽車等整車企業(yè)......
氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的每一個玩家,都需要通過自身的努力,在平衡產(chǎn)品產(chǎn)銷與市場供需矛盾的同時(shí),解決來自產(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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