鉅大LARGE | 點擊量：782次 | 2021年12月22日
鋰離子電池or氫燃料動力電池？這些搶先布局終于需要有“收獲”了
在新能源汽車的發(fā)展過程中，純電動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。但是與全球百萬級的電動汽車市場保有量相比，氫燃料電池汽車的發(fā)展處境一度頗顯尷尬。
數(shù)據(jù)顯示，截至2020年年底，全球氫燃料電池車保有量僅32535輛，在新能源汽車保有量最大的中國也難言樂觀。中汽協(xié)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年我國氫燃料電池汽車產(chǎn)銷分別為1204輛和1182輛，且全部為商用車。同年，我國純電動汽車產(chǎn)銷則分別完成110.5萬輛和111.5萬輛，同比分別增長5.4%和11.6%。
就在純電動汽車一騎絕塵，氫燃料電池車緩步向前時，我國提出“2030年碳達峰、2060年碳中和”目標(biāo)，且該目標(biāo)在2021年全國兩會上首次被寫入政府工作報告。那么，在“3060”雙碳目標(biāo)的催動下，氫燃料電池車能否借勢而上？答案是肯定的。
氫燃料電池車是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要路徑
作為以煤炭為主、化石能源占比較大的發(fā)展中大國，我國要在10年內(nèi)實現(xiàn)碳排放達峰、40年內(nèi)實現(xiàn)碳中和，任務(wù)之艱巨可想而知。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國目前是全球最大的碳排放國家，2019年我國生產(chǎn)消費活動產(chǎn)生的CO2達到100億噸/年，占全球331億噸的30%，占比最高。同時，由于我國是全球最大的發(fā)展中國家，CO2排放量仍在繼續(xù)增加，年增幅約1.5%左右。而美國、歐盟（含英國）和日本已經(jīng)實現(xiàn)碳達峰，每年的CO2排放量已經(jīng)處于下降趨勢。
分行業(yè)來看，從化石能源燃燒或化學(xué)變化生成CO2的視角統(tǒng)計，電、熱、氣、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)約占46%，制造業(yè)約占28%，交通運輸業(yè)約占10%，采礦業(yè)約占5%，生活和其他約占11%。由上可見，交通運輸業(yè)是我國第三大碳排放源。
作為交通運輸領(lǐng)域的重要參與者，汽車行業(yè)在“3060”雙碳目標(biāo)的催動下，也面臨著不小的壓力與挑戰(zhàn)。對此，長城集團未勢能源科技有限公司總裁陳雪松表示，氫能和燃料電池可以助力減碳、脫碳，是中國能源和交通變革、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要路徑?！按笠?guī)模、長時間、遠(yuǎn)距離的氫能儲運和應(yīng)用，是解決可再生能源波動性的解決方法；氫與電的結(jié)合可以充分發(fā)揮燃料電池高能量密度和動力電池高功率密度的特點，全面覆蓋整車功率范圍的需求?！?/p>
創(chuàng)石資本董事長劉良也曾強調(diào)指出，商用車的碳排放是國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重大障礙，而最適合商用車的新能源汽車非氫燃料電池不可?！皬慕煌ㄟ\輸角度來看，要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，我們不能僅僅盯著轎車，中重卡的碳排放實際上占了2/3。”
因具備來源廣泛、清潔高效和應(yīng)用場景豐富等多項優(yōu)點，氫能被認(rèn)為是推動傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和支持可再生能源大規(guī)模發(fā)展的理想媒介。當(dāng)前，美國、歐洲、日本、韓國等主要工業(yè)化國家和地區(qū)已經(jīng)將氫能納入國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃，氫能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化步伐不斷加快。
以韓國的現(xiàn)代汽車集團為例，在全球能源革命轉(zhuǎn)型的大背景下，該集團開始加速布局氫能。今年9月，現(xiàn)代汽車集團宣布將從商用車領(lǐng)域開始著手，向全球市場推出氫燃料電池和純電動的客車和重卡等全種類新型商用車，在2028年率先成為全球首個旗下所有商用車型均搭載氫燃料電池系統(tǒng)的汽車廠商。同時，到2030年，現(xiàn)代汽車集團將實現(xiàn)氫燃料電池車的價格與純電動汽車相當(dāng)，以確保其在消費市場的競爭力。
風(fēng)口突變，熱點從鋰電池轉(zhuǎn)換到氫燃料電池
最近，新能源汽車領(lǐng)域關(guān)注點又從鋰電池轉(zhuǎn)向氫燃料電池，鋰電池驅(qū)動的新能源汽車，實際上一直存在新能源的爭議。比如有人認(rèn)為，鋰電池汽車僅僅比汽油車減少了2成的碳排放，實際上電力還是需要燒煤或者天然氣，當(dāng)前新能源電力還沒有成規(guī)模。所以相對而言，氫能源可能更加理想一點。比如氫氣是石化合成氨工業(yè)的副產(chǎn)品，比如氫氣可以通過電解水獲得，比如氫元素要比鋰元素更容易獲取。
但個人不同意這個觀點，因為氫氣制備其實還是要消耗能源的，耗能比較高，當(dāng)然利用合成氨過程中的副產(chǎn)品，廢物利用是可以的。當(dāng)然，我們也可以想象一下美好未來，我們用太陽能在蠻荒之地，吸收太陽光，直接制備氫氣和氧氣，此時，從陽光到氫燃料電池車，是不是一個二氧化碳都沒有，而且沒有電力輸配損耗，畢竟大量電力都是在電網(wǎng)上耗光的，也可以利用峰電時期，存儲電網(wǎng)多余電力。
但是，在當(dāng)前，這種大規(guī)模的氫氣制備方式可能還不能普及，畢竟，新能源電力如今電網(wǎng)需求量都無法滿足。
第一，如何制氫？
全球：天然氣(48%)、醇類（30%）、煤制氫（18%）、電解水制氫（4%）。個別國家因為資源不同，會有區(qū)別，比如日本，電解水占比高達63%。
中國：煤制氫（62%）、天然氣（19%）、工業(yè)副產(chǎn)（18%）、電解水制（1%）。主要是源于中國煤炭資源豐富，所以煤化工發(fā)達，同時，從成本來看，中國的煤制氫成本最低，大致制氫成本：焦?fàn)t煤氣制氫<煤制氫<其他副產(chǎn)氣制氫<甲醇制氫<天然氣制氫<水電解制氫。
日本電解水制氫成本是最高的，但是電解制氫也存在很大的環(huán)保優(yōu)勢：工藝簡單，無污染，純度高，適用質(zhì)子膜燃料電池。缺點是成本高、耗電量大、暫不具備大規(guī)模推廣應(yīng)用的可能。
第二，氫能的儲運。
由于氫的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，因此儲存和運輸?shù)陌踩允侵饕堋?/p>
儲氫：高壓儲氫（主流）、液態(tài)儲氫（航天領(lǐng)域）、金屬氧化物儲氫（實驗室階段）、碳基材料儲氫以及化學(xué)儲氫等
運輸：主要輸送方式有高壓氣態(tài)輸送、液氫輸送，有機液體氫氣運輸、固態(tài)氫氣運輸。
第三，大規(guī)模商用。
氫燃料電池如今比較理想是在大卡車上，由于氫氣有比較大的體積，所以氫燃料電池體積能量密度不佳，這和鋰電池的質(zhì)量瓶頸不相同。所以大卡車這種體積比較龐大的車輛，可以承載更多燃料。所以，諸如濰柴那種氫燃料電池還是比較看好的。全國首座高速加氫站好像在淄博，剛看到新聞。對于大卡車來說，其也不會去較為偏僻的區(qū)域，他們會比較集中于高速干道，如果可以布置足夠多的加氫站網(wǎng)點，相信氫燃料電池卡車鋪開難度不大。
政策持續(xù)加碼，萬億氫能產(chǎn)業(yè)鏈可期
聚焦我國，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，氫燃料電池汽車的發(fā)展可謂差強人意。而今，在“3060”雙碳目標(biāo)的催動下，上至中央，下至地方政府均出臺了鼓勵和支持發(fā)展氫燃料電池汽車的相關(guān)政策。
10月24日，國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》（以下簡稱“行動方案”）中明確指出，大力推廣新能源汽車，逐步降低傳統(tǒng)燃油汽車在新車產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比，推動城市公共服務(wù)車輛電動化替代，推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛。到2030年，當(dāng)年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右，營運交通工具單位換算周轉(zhuǎn)量碳排放強度比2020年下降9.5%左右，國家鐵路單位換算周轉(zhuǎn)量綜合能耗比2020年下降10%。陸路交通運輸石油消費力爭2030年前達到峰值。
緊接著，11月7日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》（以下簡稱“意見”）。意見指出，持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)。深入實施清潔柴油車（機）行動，全國基本淘汰國三及以下排放標(biāo)準(zhǔn)汽車，推動氫燃料電池汽車示范應(yīng)用，有序推廣清潔能源汽車。
短時間內(nèi)先后印發(fā)兩大文件，可以看到我國推動氫能產(chǎn)業(yè)的決心和思路，已經(jīng)越來越清晰，力度也越來越大。另據(jù)不完全統(tǒng)計，地方政府層面，我國目前已有29個省市區(qū)出臺了涉及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，超過48座城市發(fā)布了氫能政策，推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
中國氫能聯(lián)盟秘書長劉瑋表示，“雙碳”戰(zhàn)略是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力，文件對有力有序有效推動氫能高質(zhì)量發(fā)展提供了重要指導(dǎo)，我國氫能產(chǎn)業(yè)正邁入新發(fā)展新階段。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟估算，到2030年，中國氫氣需求量將達3500萬噸，在終端能源體系中占比5%；到2050年，氫能在終端能源體系中的占比將至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。
部分車企搶先布局氫能汽車
可以預(yù)見，在國家政策的大力支持下，氫能和氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將迎來重大的發(fā)展機遇。而產(chǎn)業(yè)鏈上的一些相關(guān)企業(yè)也已提前開始了布局。
幾年前東風(fēng)悅達起亞汽車就開始積極投入氫燃料電池的開發(fā)與應(yīng)用。而東風(fēng)悅達起亞的合作伙伴起亞汽車公司，在氫燃料動力領(lǐng)域擁有領(lǐng)先全球的技術(shù)水平。11月6日，在第四屆中國國際進口博覽會上，起亞汽車的氫燃料應(yīng)急救援車(RHGV)亮相展出。
同一時間，在本屆進博會上，豐田展出了采用氫燃料電池動力的Mirai和柯斯達福祉車，而豐田Mirai采用氫燃料動力系統(tǒng)，最大續(xù)航里程可達850km。
而來自法國的零部件供應(yīng)商彼歐、米其林，德國零件巨頭博世均在此次進博會上展出自己的氫燃料電池解決方案。
今年年初，現(xiàn)代汽車集團在廣州開發(fā)區(qū)成立現(xiàn)代汽車氫燃料電池系統(tǒng)（廣州）有限公司，成為首家在中國投資生產(chǎn)氫燃料電池的全球汽車廠商，這也是現(xiàn)代汽車集團建立的首個海外氫燃料電池生產(chǎn)基地。該基地將于2022年下半年投入批量生產(chǎn)，產(chǎn)品將主要供應(yīng)現(xiàn)代的氫能源車NEXO，初期的規(guī)劃年產(chǎn)能將達到6500套。根據(jù)規(guī)劃，到2030年現(xiàn)代汽車將實現(xiàn)70萬套氫燃料電池的年產(chǎn)能。
此前，包括通用汽車、豐田汽車、現(xiàn)代汽車、寶馬、奔馳等車企均在氫燃料電池領(lǐng)域有所布局，2006年，寶馬還曾推出過汽油、氫氣雙模的BMW氫能7系車型。而國內(nèi)的車企中，上汽較早地啟動了氫燃料電池項目，并在2016年推出了國內(nèi)唯一一款榮威950氫燃料電池乘用車。
雖然發(fā)展氫燃料電池成了汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展的必然路徑，眾多企業(yè)已經(jīng)搶先入場，但由于汽車產(chǎn)業(yè)鏈比較長，汽車行業(yè)的碳中和被認(rèn)為是一個龐大的系統(tǒng)工程。業(yè)內(nèi)觀認(rèn)為，要全面發(fā)展氫燃料電池汽車還面臨考驗，首先是氫燃料汽車生產(chǎn)成本較高；其次，加氫站的建設(shè)和氫能源的運輸，前期的投入十分巨大，這不是企業(yè)層面所能應(yīng)對的問題，需要政府的支持和投入。
國聯(lián)證券表示，當(dāng)前氫燃料電池系統(tǒng)國產(chǎn)化程度已提升至60%—70%，電堆、膜電極、氫氣循環(huán)泵等核心部件均可自主生產(chǎn)，氣體擴散層和質(zhì)子交換膜等核心材料也在加速研發(fā)中，預(yù)計未來2-3年產(chǎn)業(yè)鏈有望完全實現(xiàn)國產(chǎn)化供應(yīng)。
《2021年中國氫燃料電池市場前景及投資研究報告》中認(rèn)為，未來，氫燃料電池系統(tǒng)的成本必然隨著技術(shù)進步、生產(chǎn)規(guī)模的擴大而下降，預(yù)計未來10年生產(chǎn)成本將降低至目前的50%?！吨袊鴼淠茉醇叭剂想姵禺a(chǎn)業(yè)白皮書》（2020年）預(yù)測，2035年我國氫燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)成本將降至當(dāng)前的1/5（約800元/kW）。到2035年氫燃料電池汽車成本將具有與內(nèi)燃機汽車同等的競爭力并基本接近國外先進水平。蓋世汽車，凱恩斯價值財經(jīng)，華夏時報
