四論氫燃料汽車商業化

本文轉自【中國汽車報網】;

編前:金秋九月,正是收穫時節,一場關於氫能與燃料電池汽車產業的盛會如期而至。9月14日~16日,由中國汽車工程學會與國際氫能燃料電池協會(籌)共同主辦的第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC 2020),在上海汽車會展中心舉行。

來自國內外的氫能與燃料電池政策制定者、技術開發者、燃料電池汽車製造商和投資者等業內外人士,再度表達了對氫能與燃料電池汽車產業發展的信心與期待,同時也就產業目前面臨的挑戰和問題提出了各自的見解與看法。本報梳理了會上有代表性的四大熱點議題,進行系統闡述。

1.2035年100萬輛是產業化底線

經過多年的努力,我國氫能與燃料電池汽車產業已經走過了從0到1的艱難歷程,正步入從1到10的關鍵時期,也就是產業化發展的起步階段。然而,完成了最初的技術驗證工作,並不意味着氫能與燃料電池汽車行業面對的問題和挑戰有所減少,包括基礎設施建設和產業鏈完善等一系列新的難題隨之而來。更重要的是,只有真正實現了產業化運營,氫燃料電池汽車才能從夢想走進現實,最終成為汽車產業不可或缺的部分。

“按照規劃,我國到2035年將累計完成推廣氫燃料電池汽車100萬輛。”在第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會上,中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高指出,要共同努力促使達成規劃目標,只有達到一定規模,相關技術和產業的發展方向才不可逆轉,否則風險偏高。

■政策加持集羣化發展

為助力行業更順利邁過產業化的初期階段,我國在氫能和燃料電池汽車產業發展方面提供了多項政策支持,各地發佈的氫能產業政策超過40個。國家層面也出台了最新的獎勵和補貼政策。近日,財政部、工業和信息化部、科技部、發展改革委和國家能源局五部門聯合發佈了《關於開展燃料電池汽車示範應用的通知》(以下簡稱《通知》),明確提出將通過“以獎代補”的方式,對符合條件的城市羣開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示範應用給予獎勵,單個城市的獎勵上限高達17億元。

中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿表示,支持城市羣示範應用,能幫助有核心技術的企業形成規模化效應,增加其市場競爭力,突破關鍵技術,消除“卡脖子”的短板,同時推動構建燃料電池汽車產業的完整鏈條,形成佈局合理、各有側重、協同推進的產業發展格局。

事實上,在《通知》出台之前,近年來國內的長三角、珠三角和京津冀等地區已經在示範推廣方面,開展了大量卓有成效的探索和實踐。同濟大學教授、國家智能與新能源汽車協同創新中心主任餘卓平尤其提到了長三角地區,認為這一地區的氫能與燃料電池汽車產業有望更早形成規模,湧現出一批龍頭企業,從而帶動全國產業大步向前。

■鼓勵更多相關方加入

面對2035年100萬輛目標,與會人士普遍認為,加強企業與行業間的合作是必由之路。上海汽車集團股份有限公司副總裁、總工程師祖似傑認為,行業應當加強基礎共性技術的聯合攻關,重點攻破催化劑、質子交換膜、探子等核心技術的關鍵技術,共同推動燃料電池電堆、高壓氫氣瓶等關鍵部件的成本下降,提高車規級燃料電池系統的可靠性和使用壽命,推動制氫、運氫、儲氫、加氫等關鍵環節技術創新,探索由灰氫、藍氫向綠氫轉變。除了聯合攻關共性技術以外,祖似傑還提出,應通過多方聯動,共同發掘燃料電池汽車的落地場景,通過打造示範園區打破燃料電池汽車推廣應用瓶頸。

歐盟燃料電池及氫能合作組織執行董事Bart Biebuyck強調了國際合作的重要性,他認為只有更多活躍的利益相關方參與到氫能生態系統當中,才能進一步降低成本、擴大市場需求,最終實現清潔氫能源技術的大規模普及和應用。

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高指出,能源央企也應當積極加入到氫能與燃料電池汽車產業的“朋友圈”。他強調,車用氫需求量比想象中小,但加氫站數量要比想象中更大,基於此,行業急需能源央企戰略支撐我國氫燃料基礎設施建設,全面佈局制氫、儲輸和加氫環節。“作為新能源技術體系的重要組成部分,氫能有望成為集中式可再生能源大規模和長週期儲存的最佳途徑。”歐陽明高表示,隨着新一代儲運技術和加氫站數量瓶頸的突破,城市間逐漸實現聯網跨域,只有多行業攜手共同努力,才更有希望完成2030年氫燃料電池汽車保有量達到100萬輛的目標。

2.降成本是下一階段首要課題

當前,包括歐盟、日本、韓國和美國等在內的國家和地區,都已經把氫能及燃料電池汽車作為未來能源戰略部署的重要部分,我國也在氫能和燃料電池汽車產業發展方面邁出了堅實的步伐。“我國氫能與燃料電池汽車產業發展速度較快。”中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿對我國氫能及燃料電池汽車產業近段時間取得的進步予以了充分肯定,同時也指出與國際先進水平之間的差距,如燃料電池系統的有效性和可靠性還有待提高。他重點強調,未來,氫燃料電池汽車應重點向降成本的方向進行突破。

■購買成本居高不下

在談到氫燃料電池汽車的成本問題時,首當其衝的就是整車成本,多年來,豐田、本田和現代等車企在全球範圍內不遺餘力地開展氫燃料電池汽車的推廣,但市場銷量並無起色,購車成本偏高無疑是制約市場規模擴大的重要原因。

這一問題同樣困擾着目前看起來更有希望提早落地的商用車。福田汽車集團新能源系統集成副總工程師兼燃料電池客車產品總監魏長河坦言,與傳統內燃機或純電動汽車相比,燃料電池客車的整車採購成本高出兩倍以上。業內人士指出,之所以氫燃料電池整車的成本居高不下,一方面因為目前產量較小,還未能形成規模效應;另一方面,國內產業鏈不完善,雖然經過多年的努力,我國已經在一些核心關鍵技術方面取得了突破,但仍有一部分關鍵零部件需要從國外進口,這成為推高氫燃料電池汽車購車成本的重要原因之一。

對此,魏長河認為,要儘快推動規模化示範運行,一方面可以實現成本的大幅下降;另一方面通過試錯推動技術進步,這是燃料電池汽車走向商業化的必經之路。

■使用成本不具優勢

除了整車採購成本偏高以外,使用成本偏高也掣肘着氫燃料電池汽車的進一步推廣和普及。上海捷氫科技有限公司總經理盧兵兵給記者算了一筆賬,以一輛18噸的貨車為例,柴油車每公里油耗28升,柴油價格為5.1元/升,需花費143元;純電動車百公里耗電85度,電價約為1元/度,花費85元;燃料電池車百公里消耗氫氣5公斤,氫氣價格為40元/公斤,花費200元。可以看出,氫燃料汽車並沒有優勢。

需要指出的是,氫能的使用成本高並非中國獨有。日本經濟產業省自然資源與能源局先進能源系統司處長白井俊行表示,日本非常重視降低氫能使用成本,目前日本氫能成本約為1美元/立方米,目標是到2030年降低1/3。

為進一步降低使用成本,助力產業形成更強的市場競爭力,上海氫楓能源技術有限公司董事長兼總經理方沛軍認為,加強自主研發,推動核心部件的國產化是降成本的關鍵。他以加氫站為例指出,4年前,一座年加註能力400公斤的加氫站建設費用大約為2000萬元,如今通過部分關鍵零部件的國產化,建設費用大概在600萬~700萬元。“氫氣價格便宜,發展氫燃料電池汽車產業才有希望。”方沛軍表示,在推動用氫成本下降方面,運營車輛規模增加也相當重要,只有帶動氫氣加註量的增加,與上游的議價能力才會相應提高,有望推動使用成本的進一步下降。

3.氫能投資要找準重點

“目前氫燃料電池產業基本的商業邏輯已經非常成熟,產業鏈也在逐步完備。預計兩年之內,絕大部分核心零部件能夠實現國產化。在產業鏈比較成熟的當下,投資風險已經慢慢變得可控。因此,對於投資界來講,這個時期是非常好的進入階段。”在日前舉行的第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會上,國金證券行業分析師張帥如是説。

其實,一直以來,產業界和金融界對氫燃料電池汽車領域的投資熱度相當高。日前,在氫燃料電池汽車示範政策落地之後,更是引發了多隻氫燃料電池產業鏈概念股暴漲。氫燃料電池產業鏈的投資機會真的來了嗎?

■機構加碼氫能投資

8月10日,成立於2012年、業務範圍主要是氫燃料電池發動機研發的億華通正式登陸科創板,成為科創板“氫能第一股”。億華通進入資本市場離不開水木易德的助力。記者瞭解到,作為北京清華工業開發研究院下屬的專業投資管理平台,水木易德氫能基金已經在境內境外設立了平行機構。其中,境外基金為1億美元,一期基金去年出資到位並已經在海外開展投資,主要佈局全球氫能產業鏈擁有核心技術的企業,現代汽車就是投資對象之一。值得注意的是,水木易德氫能基金還規劃在境內設立一支10億~20億元的產業母基金,一半用於直接投資氫能產業鏈上的核心項目,一半希望和合作夥伴在有條件發展氫能的區域設立子基金,用於培育國內初期的應用場景。

水木易德投資創始管理合夥人李罡表示,隨着產業化進程的推進,氫能的應用場景會不斷拓展和迭代,最終呈現出一個持續活躍和發展的趨勢。從短期來看,最先有產業化機會的是商用車。他強調:“氫電體系是未來能源結構的重要組成,物流商用車是近期商業化的重點。”

不可否認,氫能在短期內商業化落地應用的場景已經在行業內形成共識,重卡更是成為當下關注的熱點。在本屆大會上,車輛展區中不見了往年物流車和客車的蹤影,取而代之的主角則是重卡,搭載不同企業電堆系統的重卡車型紛紛亮相。

在氫能的投資策略方面,李罡認為,應致力於拓展商用車(物流車、專用車、公交車等)市場與應用場景,佈局產業鏈核心技術。據悉,當前我國電堆、空壓機等部件基本已經實現國產化,上游的膜電極、氫氣循環泵、儲氫技術等正處於進行技術攻關小批量驗證階段。目前,清華工研院聚焦氫能產業價值鏈的核心技術和關鍵環節,在質子交換膜、催化劑、雙極板、電堆、氫動力系統等方面全面佈局。也就是説,投資產業鏈核心環節,進而拉動整個產業鏈的發展,成為水木易德主要的投資思路。此外,水木易德也在積極尋求戰略合作機會與產業合作伙伴,希望能夠共同投資基礎設施,搭建應用場景,共同投資孵化氫能產業生態。

■核心零部件國產化替代指日可待

“從氫氣儲運到電堆、雙極板、動力系統等關鍵技術再到整車,氫燃料電池汽車的產業鏈比鋰電、光伏等產業鏈都要長。”中國科學院大連化學物理研究所研究員侯明表示,從商業化的角度來講,投資者進入這個產業鏈一定要找準能夠和技術進行融合的切入點。

對於企業來講,擁有核心技術至關重要。AP創投基金執行合夥人Andrew Hinkly表示,在氫氣儲存、運輸等領域擁有顛覆性技術的企業,將會引領整個行業的發展。無論是來自於產業鏈上多麼細小的領域,被投資者看中的公司都有非常創新的技術去應對一些挑戰。

“政策加持下的氫燃料電池汽車產業,年底要開始加速了。2022年,我國氫燃料電池汽車銷量超過日本是大概率事件。”會上,業內人士甚至預測,“5年產值過千億,核心環節龍頭企業利潤過10億。”

可以看到,目前企業的路演項目已經覆蓋了從制氫、儲氫到電堆、系統、測試、雙極板、空壓機等各個環節,並且這些尋求融資的企業都較為年輕。例如主要從事新能源動力系統檢測設備系統研發銷售以及提供配套的檢測服務和數據分析服務的雲動(上海)汽車技術有限公司,成立於2016年;進軍燃料電池智能裝備領域的無錫先導智能裝備股份有限公司,2018年才正式成立。英美資源貿易(中國)有限公司亞太區貴金屬市場開發總經理陳衞無不感慨,目前越來越多的中國本土企業逐漸擁有了核心技術。

氫燃料電池產業鏈的圈子正在擴大,陌生的面孔開始多起來,這是今年很多業內人士最直接的感受。尤其是在氫燃料電池補貼政策靴子落地後,無疑又給行業添了一把火。在行業有些躁動的當下,侯明認為,無論是從技術角度還是投資角度來看,都要做“實”。至於什麼叫做“實”,侯明解釋:“從技術的角度來看,擁有核心技術的本土企業,要在應用端完全實現國產替代;對於投資人來講,要能夠推動解決燃料電池行業的弱點和痛點,使得產業蓬勃發展的同時,獲取更大的投資回報。”

4.綠氫應納入能源體系

氫能作為可再生能源,具備來源廣、燃燒值高、零排放等優勢,是全球極具發展潛力的清潔能源之一。但是,在當前氫燃料產業鏈中使用的氫氣,卻並不是純粹的“綠色能源”。

“目前氫氣主要由蒸汽甲烷重整(SMR)技術來製取,這不是一個很好的環保方式。我們要找到低碳的方法制氫。”國際能源署交通能源分析師Jacob Teter在第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會上表示。

■多種措施發展低碳制氫技術

Jacob Teter表示,在氫能發展初期,用水電解制氫成本較高,但通過用氫儲能以及在交通領域當中使用氫衍生的氨、航油等方法,可以降低氫氣綜合成本,最終使綠氫逐漸成為主流。

“要使用SMR技術制氫,就必須搭配CCUS(碳捕集、利用與封存)來減少碳排放量。”Jacob Teter強調認為,需要建立類似碳交易的機制,懲罰高碳排放制氫的方法,以促進綠氫的發展。“預計2070年我們所用的氫都是綠氫,也就是水解氫。”

在促進化石能源高效利用並向低碳氫能轉型方面,同濟大學教授、可再生能源與氫能2020年指南專家組組長明平文建議,借力燃料電池汽車產業鏈,大力支持引導燃料電池冷熱電聯供應系統;開發適用於家庭、商業樓宇、數據中心、獨立微網等重要應用場景的不同規模的燃料電池分佈式發電系統;開發可再生能源間接/直接製取甲醇、液氨等氫的規模儲運載體技術,以及新型物理/化學儲氨材料等分散儲氫技術。

■海上風電制氫值得探索

數據顯示,全球海上風力發電可開發潛力達到42萬億度,相當於2040年全球電力消費的10倍。隨着各大企業機構的持續投入,海上風電發展的重要掣肘——成本有了大幅下降,從2010年到2019年,在世界範圍內海上風電的建設成本下降29%。中國可再生能源學會風能專業委員會研究院院長俞輝表示,這意味着海上風電有光明的未來。

據俞輝介紹,我國風電制氫技術起步較晚,更多的是陸上風電制氫項目,如河北沽源風電制氫項目、國家843計劃風電直接制氫及燃料電池發電系統技術研究與示範。雖然2009年國網上海市電力公司就啓動了“風光電結合海水制氫技術前期研究”項目,對風電、光伏制氫提出了多種應用方案,並以東海風電場為例,開展了風、光電制氫的綜合效益評價。“但這僅僅是一個立項研究。”不過,俞輝認為,“將海上風電和氫能結合,未來將有很大的發展空間。”

■打造電氫一體化的新型能源體系

上海電力股份有限公司副總裁夏梅興認為,從能源企業的角度看,可再生能源有一個顯著的特點,就是波動性。在電力行業發展過程當中,迫切需要一個載體來實現電力的實時平衡和處處平衡,而氫能在這個過程當中恰好勝任。

隨着燃料電池技術的成熟和經濟性日益提高,夏梅興認為現在已經到了把電和氫打通,構成電氫一體化的時代。在能源供應側,可以用可再生能源通過集中式和分散式來制氫、儲氫,消納富餘的光伏水電來制氫,這樣一來,電網可以實現平滑輸出。

此外,氫在火電機組調峯中也可以起到重要作用。夏梅興介紹,以前我們國家的電力系統都是計劃發電,然後計劃定價,在未來電力市場化以後可能會出現極端情況。因為火電的啓停是需要成本的,停下來就要付出成本,所以極端情況下可能會出現電價為負。在這種情況下,氫在整個的電網當中可以起到調峯、調頻的作用,使整個發電機組維持比較高的負荷率。

明平文也建議,應將氫能納入國家能源戰略體系,推動可再生能源的電-氫輸配協同,並開發氫能與風力、光伏發電互補系統。

版權聲明:本文源自 網絡, 於,由 楠木軒 整理發佈,共 6188 字。

轉載請註明: 四論氫燃料汽車商業化 - 楠木軒