脱碳”已成为了全世界研究课题。
2021年全国两会,“碳中和”和“碳达峰”第一次被写入政府部门工作报告,成为了我国2060年前势必完成的工作目标。
氢能被归入战略新兴产业,已站立在行业风口。
2月,中国石油、中国石化陆续宣告将加大力度布局加氢站;
4月,光伏巨头隆基股份涉足氢能行业,氢能源行业市场蠢蠢欲动,相关的概念股刮起股票涨停潮。
新一波能源革命下,我国氢能源会逆风翻盘吗?
我国氢能源汽车潮起潮落
从全世界来讲,中国是进入氢能源汽车较早的国家之一。
我国对氢燃料电池汽车探索,开始于20年以前,在这个最开始的孕育阶段,中国是国际前沿的追赶者,主导我国氢燃料电池发展的力量是政府部门和高校。
2001年,正在德国任职奥迪汽车工程师及技术经理的万钢接待了当时任职我国科技部部长徐冠华等人的访问。
向正忧虑国内汽车保有量暴增产生的环境污染等问题的徐冠华等人讲解了一种处理“汽车病”的计划方案——其关键是,我国应设法跨过内燃机阶段,搭建清洁的汽车产业。
这一年九月份,万钢受邀向科技部会议作汇报,自此新能源汽车科学研究项目被纳入我国“十五”(2001年-2005年)期内的863重大课题。
万钢也受聘该项目的重大专项首席科学家、总体组组长,并负责该项目中技术最复杂、任务最繁重的燃料电池轿车部分。
自此,万钢被分配到上海同济大学执教,上海同济大学从而变成我国燃料电池轿车及有关技术的攻坚研发中心。
不仅如此,也有2个著名的科研院所,一个是清华大学、中科院大连化学物理研究所同步进行燃料电池技术研发。前者主要是集中在燃料电池客车领域的产品研发,后者则集中于燃料电池电堆等零部件的产品研发。
氢能源汽车首个发展浪潮发生在2008年北京奥运会前后。
北京奥运会期间,上汽集团与上海同济大学等联合开发了二十辆燃料电池轿车作为赛时公用车,清华大学和北汽福田开发了3辆燃料电池公交车投入演示运作。
除此之外,在奥运场馆间也有320余辆纯电动场地车服务。
但之后看,这只不过转瞬即逝。氢燃料电池车辆数量增加,并不意味着氢燃料电池技术在提升。
氢燃料电池产业发展仍未规模性实现,加氢站的运作也一直停摆。据国家工信部发布数据信息,2015年全国燃料电池汽车产量仅有10辆。
曾在中科院大化所和新源动力科学研究燃料电池的骥翀氢能董事长付宇表示,昙花一现的主要原因是“搞车的人不太懂燃料电池,做燃料电池的人不懂车,最后燃料电池在车用工况下性能快速衰减。”
说到底,这时的氢燃料电池车只不过为了能符合政策需要而凑起来的。以那时候的条件,国内尚没有商业化的加氢站,更不会有氢燃料电池汽车的专业市场。
我国尽管对氢燃料电池科学研究的发展时间算不上晚,但因为之后进展比较慢,现在已经与国际前沿水平拉开了差距。
我国氢能源汽车放缓步伐的时候,全球氢能源造车已经热火朝天地开展着。
2014年12月丰田汽车推出MIRAI氢燃料电池汽车,同年现代ix35FCEV也在美国上市,2015年,本田在东京车展上宣布推出Clarity氢燃料车型,并表示可以实现“加氢3分钟,续航750公里”。
汽车大佬对氢能源的高度重视让国内汽车制造商看到了两年后的情景,上汽推出搭载氢燃料电池的荣威950FCV轿车和大通FCV80客车。
2018年5月,国务院总理李克强去日本参观考察了丰田汽车量产的氢燃料电池车后,国内氢燃料电池的关注度再一次上涨。
2018年6月,长城汽车建成国内第一座氢能技术中心并投入运作。
除此之外,云度、爱驰、红旗、上汽大通、长安等车企均开始对氢燃料电池汽车展开了布局。
氢能源造车心有余而力不足
我国布局氢能源汽车的时间点和国外行业龙头差不了多少,但从技术性和实用性上看差距极大。
同济大学新能源汽车工程中心教授张存满曾表示,我国氢能源汽车技术落后国外5—10年的时间。
到目前为止,丰田MIRAI在全球的销售量现已接近一万辆,而上汽荣威950FCV轿车只生产了几十辆,且基本上只做展示用。
丰田在这个行业申请的专利就有16000多件,而中国公司在这个行业的专利总数加起来应该也没到5000件。
日本在燃料电池汽车方面领跑全球,不仅仅取决于技术性优势,还取决于其强悍的供应链管理体系,以丰田Mirai燃料电池核心部件为例子,如下表所显示,其电堆、氢气供给系统、空气供给系统的关键供应商基本上为当地企业,当中电装、丰田自动织机、爱信精机、丰田纺织、捷太格特主要供应商均为丰田公司控股企业。
从整体这一个产业链来看,现阶段我国氢能源产业链上游的氢源、加氢、运氢,如今还难以解决;中游燃料电池生产制造还成不了规模化,很多关键零配件依赖于国外进口。
例如,加氢站用机器设备包括空气压缩机、各种管路和阀件及其加氢枪等目前也主要是依赖于国外进口。这其中站用压缩机生产商主要是有美HYDRO-PAC公司、美国PDC公司、德国Linde公司,站用高压储氢罐代表生产商为美国AP、美国CPI公司,氢气加注机主要是由德国Linde和美国AP公司供应。
回归到整体氢能产业链的具体层面,我国仍需要整体规划施行政策和行业标准、解决的技术短板也有很多、终端市场应用方面的内需也并没有被触发。
政策方面到目前为止都还没1份完整的顶层整体规划设计的指导性文件、氢气制储运等相关的标准体系也还缺乏等等这些。
2019年,氢燃料电池第一次被纳入《政府工作报告》;去年,氢能被纳入《能源法》征求意见稿。但氢能产业发展规划的顶层规划至今未施行。
多个发达国家及其欧盟均已发布了氢能发展顶层设计。
新冠疫情爆发至今,德国等国将氢能视作复兴经济的重要手段,刺激我国加快施行氢能产业链顶层设计。
氢能顶层设计的意义更多的取决于将全产业链、全国的资源形成合力。氢能产业链包括上游制氢、中游储运氢,及其下游的氢燃料电池车和加氢站等。
技术层面,PEM水解制氢现阶段我们国内的确有技术实力的仅有寥寥无几的2到3个精英团队;
氢气液化的中大型关键设备透平膨胀机等核心设备仍在技术攻关和中试的路上;
我们自主的液氢运输车也没见到一辆;
高压气态运氢的长管车实际应用的还停留在20MPa这一个级别;
管道输氢的网络基本上空白;
已商业化的燃料电池催化剂的铂载量仍在中等水平;
声称的燃料电池寿命过万,但事实上的确并没有几辆实际运营车辆持续运行时间超过3年。
而下游应用端尽管现已拥有示范运行的车辆,却仍无法规模化铺开。
在产品路径上,目前中国以商用车产品为主,而日本和韩国以乘用车为主。
在公交站点旁边建个加氢站,一是公交车线路相对固定,加氢站更容易规划;二来公交的大客流也能够为氢做市场教育。而乘用车并没有固定行车路线,在成本动辄上千万的加氢站数量少的情况下,其十分不方便。这的确是一个讨巧的路线。
2020年,广东佛山南海区386辆氢燃料电池公交车分批投入全区公交线路运行;广州第一批15辆氢燃料电池公交车投入试运营;山东潍坊追加的150辆搭载潍柴氢燃料电池的公交车举办运营仪式....
对中国来讲,燃料电池汽车从商用车切入,尽管有电堆技术要求较低,不利电堆及零部件技术的迅速提升的缺点,也难以实现规模化。但是,从商用车切入,已经是现阶段中国氢能源汽车发展水平下的最佳选择。
大水漫灌将成历史
终端应用市场方面,现在的交易策略基本上都没有摆脱“政府买单”的策略
自2018年1月武汉出台首个《氢能产业发展规划方案》之后,苏州、佛山、长治、六安、白城、潍坊、张家口等近四十个城市相继出台氢能产业链发展战略规划与政策扶持国家政策,规划的氢燃料电池电堆总产能超过三千兆瓦,燃料电池汽车产能累计超过10万辆。
在国家财政部和各地方政府出台的氢能发展补帖里,主要是对于氢燃料电池车、加氢站等目标给予补助,比如佛山对加氢站基本建设补助幅度最多达到八百万元,并对每消费1公斤氢气补助二十元。这促进了我国氢燃料电池车辆和加氢站数量的持续增长。
现在,我国已经有六千多辆氢燃料电池商用车在使用,主要是大巴和各种特种车。加氢站数量在16年之后迅速增加。截止到今年7月,我国累计建成加氢站76座,投入运营的有52座。在这当中广东占有量最多,有15座运营,17座在建。
对国家政策的仰仗、行业领域里对“圈资源”的调侃,都体现了氢燃料电池甚至于整体我国能源业和其它“关系国计民生”行业领域在自主创新过程中的1个特性——国家政策非常容易迈向拔苗助长,市场非常容易发生投机之风。
1个极端化例子是,今年5月,河南南阳一家名为青年汽车的公司声称研发的水氢发动机下线,甚至于还获得当地的市委书记的点赞。之后证实,这个是1场纯粹的骗局。
这背后更深处的推动力是地方政府间的政绩竞争。
国家方面,迟迟未出新的补帖,或许正反映了国家政策制定者在重新思考政策扶持新技术的方式方法,像电动车一样大水漫灌式的补助并不会再在氢燃料汽车产业链发生。现在的国家政策方向是让市场自然发展,优胜劣汰。