純電動汽車的演變,至今沒有定型。技術(shù)路線之爭一直存在,充電還是插電,或者是氫燃料電池,一直是行業(yè)頂層設(shè)計者關(guān)注的內(nèi)容。但不管他們怎么設(shè)計這件事,在最初的若干年里,其進(jìn)展都頗為緩慢。豐田普銳斯PRIUS Hybrid(PRIUS),是日本豐田汽車于1997年推出的,世界上第一個大規(guī)模生產(chǎn)的混合動力車款,至今仍在銷售。20多年的時間里,新能源環(huán)保型汽車也沒有成規(guī)模地替代燃油車。前不久,豐田總裁豐田章男稱電動車為過度炒作,依然認(rèn)為混動才是未來最佳的動力系統(tǒng)。他還補充道:氫能源相比純電動汽車更有優(yōu)勢。
與豐田章男類似的觀點認(rèn)為,氫燃料電池新能源車和現(xiàn)在的充電式純電動汽車的動力系統(tǒng)沒有大的原理差別,區(qū)別在于電力的來源。氫燃料電池汽車有著更高的能源轉(zhuǎn)化效率和更低的環(huán)境污染轉(zhuǎn)移損失,充能更快。從某種意義上講,氫燃料電池車和充電電動車并不是競爭對手,而是代際更替的關(guān)系。
或處在爆發(fā)前夜
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,氫燃料電池市場長期處于爆發(fā)的前夜,卻沒有真正爆發(fā)。因為這個市場是政策導(dǎo)向型市場。而相關(guān)支持政策正在持續(xù)發(fā)布。2021年4月24日同濟(jì)大學(xué)教授、中國氫能戰(zhàn)略聯(lián)盟專家委員會主任余卓平在一次演講中發(fā)布信息稱,各地政府陸續(xù)發(fā)布的氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)規(guī)劃已達(dá)45項之多。
在2020年10月中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》中提出,至2035年,新能源汽車市場占比超過50%,燃料電池汽車保有量達(dá)到100萬輛左右。
然而,在被寄予厚望的2020年,我國燃料電池汽車的產(chǎn)銷均遭遇意想不到的腰斬,2400多家相關(guān)企業(yè)平均每家只賣出不到0.5臺發(fā)動機(jī)。中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2020年,我國燃料電池汽車產(chǎn)、銷分別完成1199輛、1177輛,同比分別下降57.5%和56.8%。與之相反的是,充電式新能源車在2020年銷量大增,不少企業(yè)銷量從幾萬臺上升到十幾萬臺,全年銷量達(dá)130萬輛。各路資本看好電動車的發(fā)展趨勢,跳過充電階段,開始跳躍式投資氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)。但不可否認(rèn)的是,其距離真正規(guī);瘧(yīng)用還有很長的路要走。
在全球范圍內(nèi),氫能源車銷量都遭遇了下滑。2020年,全球共銷售氫燃料電池汽車9006臺,同比下滑9.1%。其中,美國銷量慘遭腰斬,為937臺,同比減少55%。
氫能服務(wù)機(jī)構(gòu)香橙會分析認(rèn)為,美國的氫能源車產(chǎn)銷下滑主要受疫情影響,中國是由于政策傳導(dǎo)滯后,沒能及時反映鼓勵發(fā)展氫動力汽車的城市發(fā)生的轉(zhuǎn)移變化,導(dǎo)致銷量增長延遲。韓國車企由于得到政府補貼,氫電動力車全年銷量5823臺,同比增39%。
根據(jù)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》數(shù)據(jù),我國2019年燃料電池車產(chǎn)能約為0.2萬輛每年,計劃2020至2025年達(dá)到5萬輛每年,2026至2035年達(dá)到130萬輛每年,2036至2050年達(dá)到500萬輛每年。
國家政策更側(cè)重于引導(dǎo)氫能源車落地在重型貨運車等商用車的方向,包括燃料電池公交、輕重型卡車。2020年9月份,五部門正式聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》(下簡稱《通知》),示范期暫定四年。示范期間,五部門將采取“以獎代補”方式,對入圍示范的城市群按照其目標(biāo)完成情況給予獎勵。
來自中金汽車的分析認(rèn)為,氫能以其來源廣泛、能量密度高,可稱為理想的車用能源。目前業(yè)界正在推進(jìn)燃料電池和氫儲運技術(shù)更趨成熟,隨著國家加大產(chǎn)業(yè)政策的推進(jìn)力度,氫燃料電池有很大希望成為充電式新能源車下一步的能源解決方案。各方分析一直認(rèn)為,商用車領(lǐng)域或?qū)⒊蔀闅淠茉磩恿Φ穆氏嚷涞仡I(lǐng)域。
氫燃料電池的技術(shù)路線已清晰
鋰離子電池是儲能電池,依托現(xiàn)有的成熟電網(wǎng)系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來,使用的時候再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能釋放出來。充進(jìn)去的是電能,放出來的還是電能,電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)只是一個儲能的中間介質(zhì)。而燃料電池是能量轉(zhuǎn)化型電池,將氫氣氧氣中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能加以利用,進(jìn)入電池系統(tǒng)的是高能燃料氣體,輸出的是電能。燃料電池理論效率85%至90%,實際工作時效率約為40%至60%,而目前最好的汽油機(jī)熱效率也不到40%,燃料電池在能量效率這方面還是具備優(yōu)勢的。
氫氧燃料電池的能量來源很多,不僅可以電解水制氫,再用氫氣發(fā)電,還可以用水煤氣轉(zhuǎn)化法、燃料氣體催化制氫等等,價格上也是具備優(yōu)勢的。
鋰離子電池由于散熱問題很難解決,單個鋰離子電池不可能做得很大。所以鋰離子電池在全電動汽車上的應(yīng)用,對電能管理技術(shù)要求很高。特斯拉搞了個由6831節(jié)鋰離子電池串并聯(lián)組成的電池組,其技術(shù)和制造的復(fù)雜性,及造價之高可以想象。車企研究重點放在燃料電池上是市場選擇的結(jié)果。
燃料電池化學(xué)能直接轉(zhuǎn)電能,用電機(jī)驅(qū)動,使用體驗與純電動一樣,動力強、能效高。燃料電池沒有機(jī)械部件,不產(chǎn)生噪音,不需要鋰離子電池復(fù)雜的排列和智能管理。最重要的一點:燃料電池的價格在逐步下降中,鉑用量已經(jīng)與燃油車尾氣凈化器中的用量相當(dāng),科學(xué)家還在開發(fā)無鉑反應(yīng)膜。
按照我國的節(jié)能減排規(guī)劃,今后將使用更多風(fēng)電水電和太陽能電力。在沿海地區(qū)建立的大風(fēng)車發(fā)電機(jī),可以在低谷時用來電解水獲得氫,儲運到其他地區(qū)的加氫網(wǎng)絡(luò)。
多個制氫項目投產(chǎn)或在建
2019年,國內(nèi)首個風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項目——沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項目全程建構(gòu)完工,制氫設(shè)備全部安裝就位,制氫系統(tǒng)管道全部完成,開始投產(chǎn)制氫。河北沽源風(fēng)電制氫項目為河北省重點項目,總投資20.3億元,該項目由河北建投新能源有限公司投資,與德國McPhy、Encon等公司進(jìn)行技術(shù)合作,引進(jìn)德國風(fēng)電制氫先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備,在沽源縣建設(shè)200兆瓦容量風(fēng)電場、10兆瓦電解水制氫系統(tǒng)以及氫氣綜合利用系統(tǒng)三部分。該項目依照河北省總體氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進(jìn)行建設(shè),一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn),降低工業(yè)制氫產(chǎn)業(yè)中煤炭、天然氣等能源消耗量;另一部分將在氫能源動力汽車產(chǎn)業(yè)具備發(fā)展條件時,用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò),支持河北省清潔能源動力汽車發(fā)展。項目建成后,可形成年制氫1752萬標(biāo)準(zhǔn)立方米的生產(chǎn)能力,對提升壩上地區(qū)風(fēng)電消納能力具有重要意義。
2021年4月7日,雪人股份公告稱,公司正在籌劃非公開發(fā)行股票事項,募集資金擬用于公司氫能領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)商業(yè)化項目,滿足公司氫能產(chǎn)業(yè)布局的發(fā)展需要,提升公司的可持續(xù)發(fā)展力。在“十四五”規(guī)劃綱要中,氫能與儲能被列為前瞻謀劃的六大未來產(chǎn)業(yè)之一,多省市也出臺了相應(yīng)的氫能產(chǎn)業(yè)扶持政策,具有一定的市場空間。同時,氫能的發(fā)展也對我國實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)有著較為重要的作用,因此板塊行情整體表現(xiàn)將長期向好。
2021年的最新消息顯示,日本氫能產(chǎn)業(yè)企業(yè)正在加速布局中國市場。巖谷產(chǎn)業(yè)株式會社(下稱“巖谷”)作為日本僅有的液氫制造商和氫能領(lǐng)域的先鋒,該公司已在大連建有氫氣制造工廠,位于浙江嘉興的氫氣工廠也在建設(shè)中。其先進(jìn)的“液氫”技術(shù)在運輸效率方面,是傳統(tǒng)“壓縮氫氣”的10倍左右。巖谷氣具(珠海)有限公司制造的便攜爐以及便攜式氣瓶,在中國的市場占有率居領(lǐng)先地位。高槻科技公司開發(fā)了世界上第一個利用電磁隔膜方式的空氣泵,已在蘇州設(shè)立了合資企業(yè)的他們,接下來將致力于中國市場的開發(fā)。日本新考思莫施電子(上海)有限公司目前在開發(fā)燃?xì)馓綔y技術(shù)方面,除了生活各類家庭燃?xì)鈭缶髦,定置式工業(yè)用燃?xì)鈾z測警報器、攜帶式燃?xì)馓綔y器以及氣味探測和衍生產(chǎn)品也均有涉及。他們正在計劃建立與鋰電池和氫能前端技術(shù)相關(guān)的第二家中國工廠。
韓國企業(yè)壓注氫能源的未來
2021年3月2日,現(xiàn)代汽車集團(tuán)全球首個海外氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)和銷售基地——“HTWO廣州”的動工儀式在廣州越秀國際會議中心舉行。這是2020年韓國氫能源車銷量占全球銷量65%之后,韓國推進(jìn)氫能源的產(chǎn)業(yè)政策再次發(fā)力的結(jié)果。
據(jù)媒體報道,“HTWO廣州”坐落于廣東省廣州開發(fā)區(qū),占地20.7萬平方米,預(yù)計2022年下半年正式竣工。“HTWO廣州”由現(xiàn)代汽車集團(tuán)100%持股,預(yù)計到2030年總投資將達(dá)到85億元人民幣(含工廠運營費用)。規(guī)劃年產(chǎn)6,500套氫燃料電池系統(tǒng)。“HTWO廣州”不僅是現(xiàn)代汽車集團(tuán)在海外設(shè)立的第一個氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)和銷售基地,也是中國首家大型氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)專用工廠。
這次投資也表明,韓國已成為日本之后最注重落實氫能源汽車的國家。與日本主要是豐田等汽車企業(yè)推動、中國主要是政府推動不同,韓國在氫能源領(lǐng)域的布局是政企聯(lián)動,落子產(chǎn)業(yè)鏈上游,直接控盤氫動力前端借口,顯示了國力、決心和行動力。
在中國推動氫能源發(fā)展的政策下,韓國企業(yè)迅速成為中國各地合適的合作伙伴。現(xiàn)代汽車集團(tuán)會長鄭義宣表示:“現(xiàn)代汽車集團(tuán)將以此為起點,充分利用集團(tuán)在全球領(lǐng)先的氫能技術(shù)、商業(yè)化能力和專業(yè)優(yōu)勢,與中國本土合作伙伴積極攜手,打造創(chuàng)新清潔移動出行方案。”
地方上支持氫能源的政策十分給力:北京市有關(guān)部門發(fā)布的《北京市氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020-2025年)》規(guī)定,要在2023年前,培育3至5家具有國際影響力的氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè),力爭推廣氫燃料電池汽車3000輛、建成加氫站37座;廣東省發(fā)布了《廣東省加快氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案》,將從發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈、支持氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新、推廣氫燃料電池汽車規(guī);瘧(yīng)用等六個層面入手,進(jìn)一步推廣以氫燃料電池為動力來源的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;山東省青島市出臺《青島市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020-2030)》提出要在未來10年完善氫能產(chǎn)業(yè)鏈體系,打造國內(nèi)重要的氫能產(chǎn)業(yè)基地,將青島打造成國際知名的氫能城市。
來自產(chǎn)業(yè)界的投資計劃顯示,中石化今后5年將建1000座加氫站。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)之下,能源結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整,氫能應(yīng)用前景逐漸展開。在中石化看來,加氫站是聯(lián)結(jié)上游制氫與下游用氫之間的核心紐帶,匹配車、站、氣,可以降低氫氣成本,追趕燃油的高覆蓋率和使用率。
這些項目和更多項目的投資建成,將為中國氫能汽車的普及構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),使這一目標(biāo)越來越近。(本刊記者 / 宋亮)
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