寫稿
投稿
在電氣化浪潮下，鋰電池成為炙手可熱的黃金賽道。熱點之外，現(xiàn)在還有一種新的技術(shù)力量正在逐漸壯大，它無意顛覆任何產(chǎn)品，而是作為鋰電池的補充，成為能源改革的新動力。
今年以來，鋰電池板塊的高景氣度再次超出了大家的認知。寧德時代（SZ：300750）市值高達1.3萬億高點，眾多二線鋰電企業(yè)和材料企業(yè)的股價爭相創(chuàng)下歷史新高。相比之下，同樣是新能源路線，但氫燃料電池板塊尤其冷清。
直到最近，一則新聞讓氫燃料電池重新引起了大家的關(guān)注，本田汽車日本公司宣布將從今年 8 月開始停止生產(chǎn)以氫為燃料的氫燃料電池汽車。就在六個月前，日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒和福特合作開發(fā)燃料電池汽車的計劃。
要知道，日本是最早部署燃料電池的國家之一，旗下兩大車企相繼放棄氫燃料電池路線。有問題的燃料電池汽車這次會徹底涼涼嗎？
面對新技術(shù)，有的退出，有的進入市場是正常的。本田氫燃料電池汽車的累計銷量僅為1900輛。本田關(guān)閉其氫燃料電池汽車工廠主要是由于業(yè)績壓力。事實上，本田的燃料電池業(yè)務(wù)并沒有停止，與通用汽車合作開發(fā)的氫燃料電池汽車仍在進行中，日本豐田公司去年也開發(fā)了第二代氫燃料電池汽車。
回顧中國，作為新能源汽車推廣最成功的國家之一，我國正在氫燃料電池領(lǐng)域發(fā)力。中國已推廣7000多輛氫燃料電池商用車，并已悄然成為全球氫燃料電池商用車最多的國家。半年后的2022年北京冬奧會，張家口核心賽區(qū)冬奧配套車輛將全部使用氫燃料電池公交車，涉及公交車、面包車、小型汽車，總量將達到2000輛。
但必須承認，氫燃料電池汽車的規(guī)模和技術(shù)水平無法與電動汽車相媲美，根據(jù)公安部車輛保有量數(shù)據(jù)，截至2021年6月，全國純電動汽車保有量達493萬輛，氫燃料電池汽車保有量不足1萬輛，氫燃料電池汽車相當于電動汽車10年前的階段。
一句話，國內(nèi)電動汽車已經(jīng)商業(yè)化并大踏步發(fā)展，而氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)還處于商業(yè)化初期。那么我們國家為什么要花這么多時間推廣氫燃料電池，氫燃料電池的未來在哪里？
氫燃料電池的戰(zhàn)略意義
什么是氫燃料電池？
所謂氫燃料電池，就是通過氫氧之間的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。放電的機理是氫氣從陽極進入，在催化劑的作用下放出電子，形成帶正電的氫離子，然后氫離子從陽極穿過電解質(zhì)膜到達負電極并與氧氣結(jié)合生成水，同時電子不斷流入，電路形成電流。
整個過程只會產(chǎn)生水和熱（電化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)），真正做到零排放、零污染。這似乎是一個極其完美的解決方案，但社會上關(guān)于氫燃料電池的問題卻層出不窮。
文章開頭，有必要就公眾對氫燃料電池汽車不安全的誤解做一些補充說明：
大家印象中的氫氣屬于國家管制的危險化學(xué)品，易燃易爆，極其危險。事實上，氫氣的燃點是500°C，遠高于汽油的300°C。此外，氫是密度最低的物質(zhì)，即使泄漏，也很容易在空氣中向上擴散并迅速稀釋，所以氫氣并不像大家想象的那么容易，易燃易爆。
其次，氫燃料電池的放電只是一個電化學(xué)過程，電池內(nèi)部不會有氫氣和氧氣的燃燒，當然也不會產(chǎn)生火焰，這類似于鋰電池。因此，駕駛氫燃料電池汽車并不是一個人坐在車里，車內(nèi)正在燃燒氫氣爐。
最后說說儲氫瓶，相當于傳統(tǒng)燃油車的油箱，安全有保障，這種瓶子不僅可以抵擋火、槍擊，而且車輛著火，只要儲氫瓶的溫度超過設(shè)計值，儲氫瓶的閥門就會自動打開，快速排出氫氣。
早在2008年北京奧運會，福田與清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的氫燃料電池客車就開始了示范運營，到2016年，國內(nèi)第一條氫能公交線路在佛山市投入使用，迄今為止，還沒有氫燃料電池汽車安全事件發(fā)生。
能源生命線必須掌握在自己手中
燃料電池是氫能的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，氫能不僅是清潔能源，而且是具有國家戰(zhàn)略意義的能源，眾所周知，我國是典型的“富煤、缺油、缺氣”國家，國內(nèi)使用的石油嚴重依賴進口，石油進口量和對外依存度逐年上升。
因此，國家推廣氫能和光伏、風電等可再生能源的初衷是一致的，即減少對石油的依賴，保障我國的能源安全，避免未來陷入困境。
看看缺乏石油和煤炭的日本，早在2013年，日本就出臺了《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》，將發(fā)展氫能納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，我國還發(fā)布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016——2030）》，將發(fā)展氫能列入國家能源戰(zhàn)略部署。
氫電互補
從碳排放的角度來看，為了實現(xiàn)我國到2060年碳中和的宏偉目標，我們還需要發(fā)展燃料電池。
相信有人會對這個結(jié)論產(chǎn)生懷疑，鋰電池在汽車上的使用仍可實現(xiàn)零排放，電動汽車基本實現(xiàn)平價，整個鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈已形成規(guī)模；相反，同時起步的燃料電池仍處于商業(yè)化轉(zhuǎn)型初期，與國外仍有較大差距，氫燃料電池的進一步發(fā)展需要什么？
毫無疑問，國產(chǎn)汽車電動化取得了顯著成效，銷量屢創(chuàng)新高，但電動汽車的增長主要來自乘用車，商用車幾乎沒有增長，尤其是在中長途重卡領(lǐng)域，電動化進展緩慢甚至受阻。過去幾年，新能源商用車在新能源領(lǐng)域的滲透率不升反降，到2020年，新能源商用車占比僅為9%。
原因是鋰電池能量密度低，充電時間長等缺點難以解決。說到這里，有人會想到固態(tài)電池，固態(tài)電池是鋰電池的“升級版”，主要是解決安全問題，不能解決電池重量過大的問題。
如果你真的想用鋰電池代替長途重卡，這相當于用電池跑（一輛40噸的電動重卡需要將近10噸的電池才能實現(xiàn)500公里的續(xù)航），而你中間要停幾個小時充電，經(jīng)濟性可想而知。
然后是低溫性能，和磷酸鐵鋰電池一樣，雖然具有成本低、安全性高等優(yōu)點，但一到冬天就慫了，特別是在長城以北地區(qū)，冬天車內(nèi)加熱會大大降低電池壽命，因此我們看到北方電動公交車的普及率遠低于南方。氫燃料電池汽車的優(yōu)勢在于加注時間和續(xù)航里程與燃油汽車基本相同，續(xù)航里程可以輕松達到500公里以上，冬天車內(nèi)還有余熱供暖。
最具代表性的是豐田新一代Mirai氫燃料電池車，續(xù)航里程850公里，加氫時間僅5分鐘，低溫啟動-30°C。
更重要的是，商用車的保有量僅占我國車輛總數(shù)的12%左右，但卻是交通部門碳排放的“罪魁禍首”。根據(jù)中國移動源環(huán)境管理年度報告（2020）數(shù)據(jù)，商用車溫室氣體排放量占交通運輸行業(yè)的77.3%。
因此，國家發(fā)展氫燃料電池并不是以清潔能源的名義殺死鋰電池，而是要與鋰電池共存互補。鋰電池的投資者無需擔心這個問題，在乘用車領(lǐng)域，電動化方案已經(jīng)達成共識（當然，氫燃料電池在價格上無法與鋰電池競爭）；在中長途、重型商用車領(lǐng)域，氫燃料電池更勝一籌，相當于在未來多了一個新的賽道。
因此，我國燃料電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用一直集中在商用車領(lǐng)域。目前我國擁有近8000輛氫燃料電池汽車，其中商用車超過7000輛。
現(xiàn)狀：燃料電池產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)
事實上，氫燃料電池技術(shù)和純電動技術(shù)幾乎同時起步，國家出臺的各種新能源激勵政策，無論是補貼、優(yōu)先發(fā)牌、無限政策，都包括燃料電池汽車。但是，兩者之間的差距仍然很大。現(xiàn)在純電動汽車已經(jīng)滿大街跑，很多地方甚至看不到氫燃料電池汽車。如果說鋰電池是一個快速成長的新青年，那么燃料電池仍然是等待喂養(yǎng)的嬰兒，仍然離不開政府補貼。
總體而言，氫燃料電池由于技術(shù)、成本、產(chǎn)業(yè)等原因未能大規(guī)模推廣。于是出現(xiàn)了以下“三高”：
氫燃料電池成本高
客觀地說，我國的燃料電池技術(shù)研發(fā)起步比較早，2001年以來，國家出臺“863電動汽車重卡技術(shù)專項”政策，啟動燃料電池的應(yīng)用開發(fā)，經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)，取得了一定的進步，從早期的依賴進口到現(xiàn)在的大部分國產(chǎn)化。
以電堆成本占比最大的燃料電池系統(tǒng)為例，根據(jù)2019年電堆出貨數(shù)據(jù)，以新源動力、億華通（688339）為核心的國產(chǎn)電堆占比已超過50%。此前有美錦能源（000723）旗下飛馳汽車向馬來西亞出口氫燃料電池汽車的成功案例。
但與國外技術(shù)相比，我國在基礎(chǔ)關(guān)鍵材料和氫燃料電池的壽命、成本、量產(chǎn)一致性等方面還存在較大差距。因此，部分核心材料不得不依賴進口，已經(jīng)國產(chǎn)化。材料尚未完全替代進口材料。疊加氫燃料電池尚未形成規(guī)模，無法分攤成本。因此，燃料電池汽車的成本是燃料汽車的兩倍多，沒有政策補貼就賣不出去。
針對上述問題，財政部等五部委于2020年9月印發(fā)了《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》。文件特別規(guī)定獎勵的資金不能用于整車投資和加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。用于核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化和示范應(yīng)用。這是針對目前氫燃料電池產(chǎn)業(yè)短板的扶持政策，專注攻克核心關(guān)鍵技術(shù)，力爭早日實現(xiàn)國產(chǎn)化。
同時，政府借鑒電動汽車補貼時代的經(jīng)驗，不再采取粗暴的泛濫方法，而是采取有獎補貼的扶持計劃，同時要求城市群符合申報條件。簡單的說，你的地方適合發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，才同意你的申報，等有實際結(jié)果，錢才可以補貼給你。
氫氣使用成本高
對于消費者來說，使用電動汽車的成本低是主要購買因素之一，但對于燃料電池汽車而言，使用成本高成為了限制因素，目前國內(nèi)氫氣價格高達每公斤60-80元。未來，只有將氫氣成本降低到30元/公斤以下，氫燃料汽車才能與傳統(tǒng)燃料商用車競爭。
再看國產(chǎn)電動車五菱宏光MINI EV，起價29800元起，不僅便宜，而且用起來很香。燃料電池汽車的銷量自然是鋪天蓋地。所以，燃料電池汽車要想商業(yè)化，最基本的就是讓普通人買得起、用得起。
加氫站建設(shè)成本高
與電動汽車充電不便一樣，目前氫燃料電池汽車的推廣也受到加氫站短缺的制約。主要原因是加氫站建設(shè)成本高，中小型加氫站需要投資1200萬元以上，而大型加氫站可能需要投資4000萬元，加氫站建設(shè)雖然有財政補貼，但單站上千萬的投資，還是讓不少企業(yè)望而卻步。同時，加氫站的高成本也導(dǎo)致加氫成本居高不下。
截至目前，我國共建成加氫站165座，遠未形成規(guī)模。更難的是，已經(jīng)建成的加氫站，由于氫燃料電池汽車規(guī)模不大，加氫量太小，大部分加氫站還處于虧損狀態(tài)。
銷量方面的最終反應(yīng)是，2020年中國燃料電池汽車銷量僅為1177輛，與純電動汽車的111萬輛形成鮮明對比。然而，現(xiàn)在昂貴并不意味著未來昂貴。畢竟中國在降低成本方面領(lǐng)先世界（鋰電池和光伏的成本在過去十年降低了90%以上）。
值得注意的是，未來十年燃料電池也必須取得過去十年鋰電池和光伏產(chǎn)業(yè)的進步，才能在商用車領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。由于鋰電池的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式還在不斷發(fā)展，商用車換電模式已經(jīng)開始探索，看誰跑得快。
燃料電池的未來看中國
今天，全世界都在經(jīng)歷一場能源革命，中國新能源發(fā)展舉世矚目。在燃料電池領(lǐng)域，技術(shù)暫時落后的中國仍然最有希望成為燃料電池的領(lǐng)導(dǎo)者。
政策第一
去年國家出臺燃料電池推廣政策后，各地相關(guān)規(guī)劃也密集出臺。
例如，《北京市氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2025年）》提出：2023年前，力爭推廣3000輛氫燃料電池汽車，建設(shè)37座加氫站；2025年前，力爭實現(xiàn)氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛，新建加氫站37座。
《上海市燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施計劃》提出，到2023年，規(guī)劃建設(shè)加氫站近100座，建成運營30座以上，產(chǎn)值約1000億元，推進近 10000 輛燃料電池汽車。
根據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到2030年，我國將實現(xiàn)氫燃料電池汽車累計推廣100萬輛（注：2018年首次新能源汽車銷量達到100萬輛），并投資建設(shè)加氫站1000多座，實現(xiàn)氫燃料電池的規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。事實上，從2022年冬奧會氫燃料電池的采用，我們也可以看出國家大力發(fā)展氫燃料電池的決心。
以鋰電池為例，從2009年開始，短短十年時間，中國鋰電池產(chǎn)業(yè)在世界上舉足輕重，鋰電池的產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的一半，在技術(shù)和成本上有很好的競爭。國家的政策支持至關(guān)重要，體現(xiàn)在燃料電池領(lǐng)域，未來的發(fā)展也離不開政策支持。
資源稟賦——豐富的可再生能源
燃料電池的發(fā)展高度依賴于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖然氫是一種清潔能源，但許多制氫過程不能說是清潔的，只有利用光伏、風能等可再生能源來制氫，才能真正實現(xiàn)零碳排放，在光伏和風電方面，這就是中國的優(yōu)勢所在。
中國不僅在風電和光伏裝機量和出貨量上都位居世界第一，在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈上也位居世界第一。同時，中國還擁有世界領(lǐng)先的特高壓輸電技術(shù)，未來還可以實現(xiàn)遠距離輸電和就地制氫。
根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所的研究結(jié)果，2025年國內(nèi)限電（風電、太陽能、水電）10%可滿足氫燃料電池汽車的氫需求，50%限電可滿足2035年氫燃料電池汽車用氫需求。你看行業(yè)巨頭已經(jīng)開始在制氫領(lǐng)域有所動作，比如隆基（SH：601012）（詳見《隆基股份“光伏制氫”：這步棋還沒被市場看懂》）。
因此，不難理解現(xiàn)代、豐田等氫燃料電池龍頭企業(yè)為何紛紛在中國布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。現(xiàn)代汽車在海外的第一個氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)銷基地選擇了我國的廣州。去年6月5日，豐田攜億華通（SH：688339）與北汽、廣汽、一汽、東風等合資成立“聯(lián)合燃料電池系統(tǒng)研發(fā)（北京）有限公司”，主要業(yè)務(wù)是在中國開發(fā)商用車氫燃料電池系統(tǒng)研究開發(fā)工作。
還有汽車零部件巨頭博世，去年就在無錫建立了氫燃料電池中心。今年3月，博世還與慶鈴汽車成立合資公司，將進一步推動中國燃料電池產(chǎn)業(yè)化。
豐田、現(xiàn)代等一流企業(yè)的進入也能引發(fā)“鯰魚效應(yīng)”，國內(nèi)企業(yè)的市場競爭程度也會相應(yīng)提高，就像特斯拉剛?cè)腭v上海時所做的那樣。此外與國際領(lǐng)先企業(yè)的合作也可以大大縮短從開發(fā)到商業(yè)化所需的時間，加速氫燃料電池汽車的普及。
好在燃料電池的現(xiàn)狀與當年鋰電池的市場格局完全不同。當年，國內(nèi)鋰電企業(yè)還無法走向世界，于是國家設(shè)立了“白名單”來防范。LG、松下等國際巨頭的出擊，讓國內(nèi)鋰電池企業(yè)先發(fā)制人?；厥状藭r，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè)，國外企業(yè)也在積極尋求與國內(nèi)企業(yè)的合作。
樂觀主義者的手表
氫燃料電池是一條全新的技術(shù)路線，其技術(shù)含量不低于鋰電池，很難在一夜之間實現(xiàn)商業(yè)化。以電動汽車為參考，目前電動汽車鋰電池的技術(shù)和規(guī)模是基于在消費類鋰電池領(lǐng)域的長期積累。在車用鋰電池發(fā)展之前，國內(nèi)鋰電池行業(yè)主要依賴智能手機等消費電子產(chǎn)品。積累了一定的技術(shù)和規(guī)模。比如在動力電池領(lǐng)頭羊?qū)幍聲r代，也脫胎于消費類鋰電池領(lǐng)頭羊ATL。
我們認為，燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前期仍將集中在氫資源豐富的地區(qū)。形成一定的規(guī)模優(yōu)勢后，將向各個領(lǐng)域擴散，原則是讓氫燃料電池汽車先跑。隨著規(guī)模的擴大，技術(shù)突破和成本降低往往會超出市場預(yù)期。
股票投資者是天生的樂觀主義者，對于氫燃料電池的未來發(fā)展，我們?nèi)詰?yīng)客觀、積極地看待?；蛟S十年后，當氫燃料電池汽車年銷量達到100萬輛時，藍圖會更加清晰。
