中國現(xiàn)階段的氫燃料電池技術(shù)遠(yuǎn)落后于美歐日韓等國,無論是產(chǎn)業(yè)鏈還是商業(yè)化都有明顯差距。如今政府、企業(yè)、資本各方都在加大投入,試圖縮小差距。
(中國現(xiàn)階段的氫燃料電池技術(shù)遠(yuǎn)落后于美歐日韓等國,無論是產(chǎn)業(yè)鏈還是商業(yè)化都有明顯差距。圖/視覺中國)
《財(cái)經(jīng)》記者王斌斌陳亮/文施智梁/編輯
2018年2月11日,由國家能源集團(tuán)牽頭的中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟在北京正式成立。燃料電池是將燃料的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電設(shè)備,本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)化裝置。燃料電池汽車就是以車載燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的電能為動(dòng)力的汽車。
目前的燃料以氫為主,在汽車領(lǐng)域,市場(chǎng)最為關(guān)注的也是氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。
即使從全球來看,氫燃料電池汽車也是一個(gè)商業(yè)化剛剛起步的市場(chǎng),國際咨詢機(jī)構(gòu)E4tech的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,截至2017年11月,僅有6000輛燃料電池物資運(yùn)輸車輛在全球運(yùn)營。但這又是一個(gè)存在巨大增長(zhǎng)空間的廣闊市場(chǎng),中國工程院院士干勇認(rèn)為,氫能產(chǎn)業(yè)到2050年將有10萬億元人民幣的規(guī)模,氫能理事會(huì)(HydrogenCouncil)則預(yù)測(cè)氫和燃料電池設(shè)備是一個(gè)2.5萬億美元的市場(chǎng)。
中國現(xiàn)階段的氫燃料電池技術(shù)遠(yuǎn)落后于美歐日韓等國,無論是產(chǎn)業(yè)鏈還是商業(yè)化都有明顯差距。如今政府、企業(yè)、資本各方都在加大投入,試圖縮小差距。
第三波浪潮襲來
2015年開始,以豐田汽車(TYO:7203/NYSE:TM)、本田汽車(TYO:7267/NYSE:HMC)、現(xiàn)代汽車(005380.KS)為代表的車企,向市場(chǎng)推出相對(duì)成熟的燃料電池汽車。中國汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)張進(jìn)華表示,在政策扶持下,這些產(chǎn)品的主要性能,包括壽命、功率密度、價(jià)格等方面,與傳統(tǒng)汽車相比具備了一定的競(jìng)爭(zhēng)力,“燃料電池汽車正在進(jìn)入商業(yè)化初期或窗口期”。
據(jù)上汽集團(tuán)(600104.SH)前瞻技術(shù)研究部燃料電池系統(tǒng)部總監(jiān)陳雪松介紹,當(dāng)前燃料電池汽車的民用熱潮,是20世紀(jì)以來的第三波。
以氫為燃料的動(dòng)力技術(shù)最早應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,20世紀(jì)70年代起,軍方在潛艇等領(lǐng)域開始使用。1973年第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),國際石油輸出國組織(OPEC)對(duì)以色列等國進(jìn)行石油禁運(yùn),使當(dāng)時(shí)的原油價(jià)格從每桶不到3美元飆至逾12美元,引發(fā)了全球性石油危機(jī)。這使得民用燃料電池汽車的研發(fā)和投入熱了一陣,隨著危機(jī)的解決,技術(shù)也不成熟,這波浪潮就退下去了。
第二次浪潮興起于2000年前后,由加拿大的巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)(NASDAQ:BLDP)等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)推動(dòng),但當(dāng)時(shí)的技術(shù)沒有成熟到商業(yè)化應(yīng)用的階段,燃料電池汽車市場(chǎng)相應(yīng)沒有發(fā)展起來。
不少業(yè)內(nèi)人士堅(jiān)信即將迎來第三波,且能實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化。
伴隨著日本等多國將氫能社會(huì)定為國家戰(zhàn)略,豐田、本田、現(xiàn)代等大量整車企業(yè)推動(dòng)并已生產(chǎn)包括Mirai、Clarity、NEXO等量產(chǎn)車型。
以氫能戰(zhàn)略較激進(jìn)的日本為例,該國計(jì)劃到2020年,道路上行駛的氫燃料電池汽車數(shù)量要達(dá)到4萬輛,2030年達(dá)到80萬輛。日本車企在技術(shù)方面是領(lǐng)跑者,目前豐田已在日本國內(nèi)布局100個(gè)左右的加氫站,并提出2020年目標(biāo)銷量為每年3萬輛。
為了加速商業(yè)化和分?jǐn)偝杀?,車企之間以及車企與燃料電池生產(chǎn)廠家開始結(jié)盟合作,通用汽車(NYSE:GM)和本田、寶馬(OTCMKTS:BMWYY)和豐田、大眾汽車(OTCMKTS:VLKAY)與巴拉德都達(dá)成了電池平臺(tái)開發(fā)協(xié)議。
不過,燃料電池要真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,仍困難重重。
商業(yè)化的攔路虎
氫和燃料電池技術(shù)原本應(yīng)用于航空航天以及軍事等對(duì)價(jià)格不敏感的領(lǐng)域,拓展到民用領(lǐng)域,如何大規(guī)模降成本是關(guān)鍵。
燃料電池汽車的成本可分為能源端、生產(chǎn)端和用戶端三方面。
作為交通領(lǐng)域的能源,氫能的供給規(guī)模尚不足以支撐大規(guī)模商業(yè)化推廣,費(fèi)用偏高。上汽集團(tuán)前瞻技術(shù)部燃料電池整車項(xiàng)目總工程師程偉告訴《財(cái)經(jīng)》記者,終端加氫40元/公斤,能讓用戶有比較好的體驗(yàn),但是現(xiàn)在國內(nèi)外的價(jià)格多在70元-80元。
據(jù)悉,日本巖谷產(chǎn)業(yè)(TYO:8088)的加氫價(jià)是1100日元/公斤,折合人民幣約65元,公司能保持微利。而這個(gè)終端價(jià)格的實(shí)現(xiàn)是在前期投入中,日本政府承擔(dān)一半費(fèi)用,車企承擔(dān)三分之一,巖谷只投資六分之一。
“有些氫氣出廠只要幾塊錢,但經(jīng)過脫硫、純化、加壓運(yùn)輸、氣站儲(chǔ)存,加氫站可能還要升壓,算上加氣站的建造占總成本40%-50%的投入,綜合起來很貴。”程偉說,加氫價(jià)還與周邊車輛規(guī)模有關(guān),規(guī)模越大,成本越低。
從生產(chǎn)端來看,成本要大幅下降,產(chǎn)業(yè)鏈需要更成熟。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈比較薄弱,國外也不能算成熟,目前制造成本比同類型的燃油車和純電動(dòng)汽車更高。北汽福田汽車股份有限公司(600166.SH)董事會(huì)秘書、高級(jí)副總裁龔敏告訴《財(cái)經(jīng)》記者,50萬輛的規(guī)模是氫燃料電池汽車及基礎(chǔ)設(shè)施投資的盈虧平衡點(diǎn)。
“在全球來講,產(chǎn)業(yè)鏈也不成熟,豐田、本田和現(xiàn)代等大多都是依靠背后財(cái)團(tuán),打造一個(gè)全封閉系統(tǒng)自己干的?!睆V東泰羅斯汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理張銳明對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者透露,現(xiàn)在很多催化劑、質(zhì)子膜等核心材料和零部件掌握在少數(shù)企業(yè)手中,成本居高不下。
而從用戶端來看,目前市場(chǎng)對(duì)于燃料電池汽車的認(rèn)知非常不充分,對(duì)于其安全性的質(zhì)疑很多,一些主管部門人士仍將氫與不安全劃等號(hào),更不要說許多沒有接觸過氫燃料電池的普通公眾。
國內(nèi)從車輛到關(guān)鍵零部件本身法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)都不健全,完善標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系、提升測(cè)試評(píng)價(jià)能力等方面的突破至關(guān)重要,程偉指出,豐田在日本也遇到困難,如在車輛進(jìn)入密閉空間如地下停車場(chǎng)時(shí)有無安全隱患,沒有權(quán)威的第三方可以證明。
一位從事燃料電池汽車行業(yè)多年的資深人士告訴《財(cái)經(jīng)》記者,加氫站所占的土地屬商業(yè)用地,涉及消防、安監(jiān)、住建等很多部門,現(xiàn)在沒有人牽頭負(fù)責(zé),略顯混亂。
此外,值得注意的是,氫能作為一個(gè)新的能源體系,將很有可能改變現(xiàn)有世界以石油為中心的地緣政治格局。在張銳明看來,國外現(xiàn)在很多傳統(tǒng)能源企業(yè)是表面歡迎,內(nèi)心抗拒。巨頭們持續(xù)開發(fā)新技術(shù)作為儲(chǔ)備,但在作為掙錢工具的傳統(tǒng)能源用盡前,不會(huì)快速地大規(guī)模推動(dòng)氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化。
國外有技術(shù),也有各種延緩商業(yè)推廣的心思,但中國是有心無力。
中國初生襁褓
從技術(shù)角度看,在中國,只具備一定基礎(chǔ),材料技術(shù)和系統(tǒng)綜合性能差距都較大。
在2018年1月的電動(dòng)汽車百人會(huì)上,科技部部長(zhǎng)萬鋼表態(tài)支持燃料電池汽車的發(fā)展,“要進(jìn)一步加大對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)力度,推動(dòng)區(qū)域化、商業(yè)化的市場(chǎng)運(yùn)營,拓展燃料電池新的應(yīng)用領(lǐng)域”。
2016年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》給燃料電池汽車定了幾個(gè)目標(biāo),到2020年規(guī)模達(dá)5000輛,2025年為5萬輛,2030年則是百萬輛,超過了日本同期80萬輛的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)并不容易。
工信部部長(zhǎng)苗圩在今年1月的百人會(huì)上提到,“燃料電池汽車與國際先進(jìn)水平的差距還在拉大,以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的創(chuàng)新體系還亟待完善?!?/P>
要追趕,關(guān)鍵要認(rèn)清差距。
在美國數(shù)十年的燃料電池工作經(jīng)驗(yàn)讓張銳明認(rèn)識(shí)到,“中國產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)、商業(yè)化等各方面,與國外比都有相當(dāng)大的差距,是全面落后。”
不過,國內(nèi)在整車集成、關(guān)鍵材料和零部件上都有涉及,一些實(shí)驗(yàn)室技術(shù)并不比國外差太多,差距是在從跳出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化這一步。
國家的戰(zhàn)略和政策是商業(yè)化初期不可或缺的。日本很早就將建設(shè)氫能社會(huì)定為國策之一,中國在這方面也已開始布局。2016年5月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,表示要“開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)”。
相應(yīng)的政策也配合戰(zhàn)略。無論是日本還是德國,都對(duì)氫燃料電池汽車給予極大的支持,例如分?jǐn)偧託湔镜慕ㄔO(shè)成本、給予購車補(bǔ)貼等。
現(xiàn)實(shí)的問題是:國內(nèi)不少企業(yè)只關(guān)注眼前利益,花很多錢投產(chǎn)目的是為了國家補(bǔ)貼,而非提高技術(shù)。所以補(bǔ)貼政策既要考慮現(xiàn)狀、幫助企業(yè)進(jìn)入,更要鼓勵(lì)自主專利研發(fā)、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。在政策基礎(chǔ)上企業(yè)自身的投入是更為重要的一環(huán)。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,豐田、通用等車企在燃料電池上做了幾十年的投入,近幾年的研發(fā)費(fèi)用每年高達(dá)上億美元。反觀中國,同濟(jì)大學(xué)燃料電池汽車技術(shù)研究所所長(zhǎng)章桐直言,“由于各方面因素,國內(nèi)企業(yè)投入還是不夠,產(chǎn)業(yè)很難做起來?!?/P>
上汽是較早在此領(lǐng)域投入技術(shù)研發(fā)的企業(yè),2006年就成立燃料電池事業(yè)部,從整車集成、系統(tǒng)集成,到如今發(fā)力突破電堆技術(shù),一直在投入研發(fā),推出燃料電池乘用車榮威750、950和商用車上汽大通FCV80等車型。在這期間,不少燃料電池相關(guān)的企業(yè)或倒閉或轉(zhuǎn)型。陳雪松對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者坦言,“外面都死掉了,上汽內(nèi)部也曾質(zhì)疑過,這個(gè)方向?qū)Σ粚?duì)?”但堅(jiān)持的結(jié)果是,現(xiàn)在越來越多的國內(nèi)車企正加入進(jìn)來。
在燃料電池汽車的商業(yè)化起步階段,“電電混合”(即燃料電池+動(dòng)力電池)的技術(shù)路線更適合中國現(xiàn)狀。
氫燃料電池加氫時(shí)間短,只要三五分鐘,行駛里程一般在500公里以上,彌補(bǔ)純電動(dòng)在這兩方面的不足。但氫能存在基礎(chǔ)設(shè)施不夠多,加注成本高的不足。“電電混動(dòng)”讓兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在國內(nèi)燃料電池功率有限的情況下,是一個(gè)比較好的商業(yè)化方向。
另一個(gè)打進(jìn)市場(chǎng)的切入口是商用車。相較乘用車,客車和卡車對(duì)燃料電池的技術(shù)要求更低,可通過商用車的拉動(dòng),在中國培育一批能源供給、零部件甚至材料的供應(yīng)商,逐步完善產(chǎn)業(yè)鏈,提高技術(shù)水平,進(jìn)而擴(kuò)展到乘用車領(lǐng)域。
除了車的方面,原材料、生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加注也是一條產(chǎn)業(yè)鏈,同樣要有人關(guān)注。這不僅是汽車業(yè)的事,更是能源業(yè)要做的事情?!爸挥衅囆袠I(yè)和能源行業(yè)共同合作,中國的氫能源汽車才有真正的發(fā)展機(jī)遇?!闭峦┱f。
(本文首刊于2018年3月5日出版的《財(cái)經(jīng)》雜志)