外热内虚 | 风口下的氢能源产业

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  • 来源:新车网
  • 时间:2019-07-08
 
    过去十年,大干快上的纯电动汽车和风电光伏造成严重的产能过剩和骗补乱象,氢能会不会重蹈覆辙?
 
    氢能用“能源结构优化”这个大口袋兜住了一大批煤炭、风电、光伏企业,但用电制氢再用氢发电,这是不是一个新的环保悖论?
 
    遍地开花 氢能热遍全中国
 
    7月1日,中石化集团宣布建成国内首座油氢合建站——佛山樟坑油氢合建站正式建成,日加氢能力500千克,以氢燃料公交车为例,4分钟完成加注,续航300公里。
 
 
    这是今年国内氢能火爆的最新一幕。
 
    从今年两会期间将“氢能”首次写入《政府工作报告》,到3月26日四部委发布《关于进一步完善氢能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,再到国务院多次明确表态大力发展氢能产业。
 
    政策层面频频释放积极信号,把氢能从产业低谷瞬间推向风口浪尖。在资本寒冬、贸易摩擦、经济下行的背景下,氢能却“风景这边独好”。
 
    现在的能源圈里,言必称“氢能”。社会资本和上市公司加速“抢滩占位”,地方政府也纷纷“跑步入场”。
 
 
    部分省市氢能源产业规划
 
    目前,已经有超过20个城市明确表态大力扶持氢能产业,10个省份将发展氢能写入政府工作报告。
 
    各地扶持氢能的利好消息如同“下饺子”一样密集,“氢能小镇”、“氢谷”、“氢都”遍地开花。
 
    有人说,氢能是一个“万亿级”的大市场;也有人说,氢能连接了能源和汽车两大领域,而对于“贫油少气”且迫切渴望摆脱能源对外依赖的中国,每一个新能源的机会都会引发群情振奋。
 
    资本逐热,市场透支引担忧
 
    “明天氢能”的董事长兼总经理王朝云用“冰火两重天”来形容现在和两年前的行情。
 
    “2017年整个氢燃料电池行业还在冰点,现在即便不在沸点上,也有八九十度的温度了”。王朝云回忆2017年8月刚刚成立公司的时候,许多行内的朋友都不看好这个行业,认为这是一个烧钱的无底洞。谁知两年未满,氢燃料电池便“换了人间”。
 
    太多大事在这两年里发生。
 
    2018年2月,由国家能源集团牵头,联合多家央企和科研机构共同成立“中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟”(下称“中国氢能联盟”),时任国家能源集团总经理的凌文亲自挂帅为氢能奔走,推动国家将氢能的战略地位坐实。
 
    今年两会,氢能首次写入《政府工作报告》。
 
    政策层面频频释放积极信号,让氢能行业迅速飙上快车道。
 
 
    氢能全产业链示意图
 
    “投融资都非常活跃,无论是资金还是估值,呈现出很明显的上升趋势。无论政策、技术还是市场,大家都觉得未来几年,会有一个很大的爆发。”天风证券新能源与电力设备组首席分析师杨藻告诉《财经》记者。
 
    年初至今,氢燃料电池概念股指涨幅超70%,跑赢大盘。上市公司纷纷宣布涉足氢燃料电池业务,天眼查的信息显示,截至目前,公司名称和经营范围中包括有燃料电池的正常营业公司有4200多家,其中近810家成立时间在一年之内,不少公司想方设法与氢能概念联系起来。根据中国汽车工程学会统计,5月公开的氢能投资就超过130亿元。
 
    汽车创投咨询公司“车创Auto Space”投资总监李登科告诉《财经》,财务型投资基金进入氢燃料电池领域目前相对较少,进入该领域的更多为政府的引导基金,车企、能源企业和装备制造企业的产业基金,以及上市公司的布局。“我们也需要警惕很多人‘玩概念’,完全为了资本目的把这个领域炒得很热。”
 
    氢能用“能源结构优化”这个大口袋兜住了一大批煤炭、风电、光伏企业,它的全产业链联动效应能否实现这些能源企业的预期?
 
    根基尚浅 发展氢能有难度
 
    国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强说:“重视发展氢能是好事,不要一开始就泼冷水,但也要培养行业辨识力。”
 
    在中国发展氢能,挑战和困难将更加棘手:核心技术依赖进口、基础设施严重短缺、安全风险无法回避。而产能过剩隐忧和“环保悖论”,更牵涉发展氢能的可持续性根基。
 
    电堆和膜电极是氢燃料电池产业链中最吸引资本关注的核心零部件,因货值较高,容易快速实现大规模营收,手握订单的电堆和膜电极厂商常常是距离IPO最近的企业。而国内知名的电堆和膜电极企业绝大多数处在融资窗口期,随着二级市场的火爆,一些上市公司纷纷进场抢标。
 
    但云浮(佛山)氢能标准化创新研发中心主任赵吉诗向《财经》记者表示担忧,由于近几年整车产量不会有太快增长,资本和企业扎堆涌向电堆和膜电极,会有市场饱和的风险。“最近广东有一个企业称每年做的膜电极能够支撑5000台车,试想国内这么多家膜电极厂商,加起来肯定超过三到四万台车的用量了。”
 
    中国氢能联盟6月26日发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》显示,目前国内氢燃料汽车仅2000辆。按照规划,到2020年,燃料电池汽车的规模达到5000辆,到2025年达到5万辆。“相比于纯电动汽车多达百万辆的年销量,燃料电池汽车的基数是非常非常小的。”李登科表示。
 
 
    丰田旗下的氢能源汽车
 
    整车市场的滞后与电堆和膜电极的火热形成鲜明反差。
 
    氢能行业咨询公司“香橙会研究院”CEO汪生科告诉《财经》,膜电极是未来两年很有机会实现大批量国产替代的一个核心材料,但就目前各企业宣布的产能来看,国产替代还没开始,就已经透支了未来多年的市场需求,严重产能过剩情况已经出现。并援引一位系统配件公司董事长的话来形容这些膜电极企业:“开工一小时,全年的订单都完成了。”
 
    汪生科表示,电堆和膜电极目前大部分靠的是进口,“国内厂商数量虽多,号称的预期产能都很大,但实际上未必如此。”
 
    面对越滚越烫的氢能源,王朝云表示担忧,“大家在媒体报道中看到的投资,动辄多少亿,那都是在规划之中,并没有真正的落地。即使落地了,也需要一个转化的过程。我反对盲目跟风,反对只说概念不说实质,行业的泡泡吹大了以后会波及到整个行业。”
 
    成本高悬,产业瓶颈待弥合
 
    造一台氢燃料电池汽车需要多少钱?
 
    未规模量产的燃料电池系统,1kW的成本高达2万元,这意味着装备60kW燃料电池系统的大客车,光电池成本就高达120万元,整车成本接近150~200万元。
 
    其中,燃料电池的核心部件就占去了成本的70%以上。尽管国内有很多企业,特别是初创企业在核心部件领域布局,但李登科认为,能够达到国外先进技术水平并实现量产和装车应用的国内企业很少。
 
    目前在电堆领域,日本丰田Mirai电堆体积能量密度为3.1kW/L,每千瓦成本不到1000元;而国内的电堆虽有声称实验样品可以实现3.0kW/L,但更多停留在2.0kW/L,每千瓦成本达3000~5000元。
 
 
    在膜电极领域,国外先进水平的电流密度达到2.5~3.0A/cm3,国内水平为1.5A/cm3,每千瓦成本是国外的20倍,而寿命仅国外的三分之一。在铂催化剂领域,国内的消耗量是国外的3~5倍,且仅小规模生产。
 
    整车厂商最看重燃料电池的寿命和低温冷启动两项技术指标,要求8年以上的电池寿命,同时可以在低于零下30度的环境中启动,国内的燃料电池达标者寥寥。
 
    汪生科指出,进口电堆积累了多年的实践经验,而国内电堆的性能数据大多只是实验室数据,还没有得到充分的验证和路测。“为了保障安全,很多整车厂商目前还不敢用国产的电堆。”
 
 
    而在整车生产上,赵吉诗认为,现在很多地方政府发布的氢能产业发展规划,都以商用车组装和示范运营为主,核心技术企业布局较少。“国内还都在用改装的思路来造车,缺乏正向开发的理念,相对来说技术门槛比较低,整个的产业布局以及资本追逐的方向都趋于低端化。”
 
    “核心技术对外依存度太高,这是一个致命问题,相当于我们花那么多钱在全国建设氢能产业网络,而利润被是外国人赚走了。”国网能源研究院能源战略研究专家王晓晨告诉《财经》,国内核心技术的突破是决定氢燃料电池汽车降低成本,实现商品化和普及化的关键。
 
 
    量产之后,氢燃料电池汽车的成本下降的空间会更大。国家发改委能源研究所研究员刘坚援引美国能源部(DOE)数据,认为氢燃料电池的成本下降空间远大于锂电池。汪生科表示,“如果销售量达到一万辆,电堆的成本可以降到原先的5%。”
 
    但是,依靠量产来削减成本,就陷入了另一个鸿沟:加氢站等氢能基础设施的严重短缺。
 
    《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》显示:截至目前,全国已建成或在运营的加氢站仅23座,其中大部分用于科学研究及示范运行。“目前来说加氢站的运营,基本上都在亏钱。”赵吉诗说。
 
 
    国内运营中的加氢站
 
    根据同济大学的一项加氢站运营管理研究,一个中等规模的加氢站(日加氢500kg)每年的运行成本大约在110~130万元。
 
    加氢站的建设审批也有非常大的阻碍。李登科表示,因为氢气还被当做一种危险化学品,不可能在城市里面到处去建,危化品的审批流程也非常复杂,建一个加氢站要盖30个以上的公章。
 
    按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,2025年全国将建成200座加氢站,2050年,加氢站数量将超过1万座。
 
    “在相当长的一段时间之内,还是要依靠政府去扶持加氢站的建设,因为加氢站是氢燃料电池汽车实现量产的前提。”王晓晨表示,要避免很多地方政府为追求面子工程和形象工程,盲目建设加氢站。“基础设施的利用率是否足够到位,也是衡量一个产业是否良性运行的标志。”
 
    环保悖论,氢能何以可持续?
 
    言必称清洁、绿色、零碳排放的“人类终极能源”——氢气,真能像宣传口号中形容的那样“质本洁来还洁去”吗?
 
    根据2018年10月发布的《中国氢能源与燃料电池产业发展研究报告》,目前国内氢气主要有四个来源,即煤气化制氢约1000万吨,天然气制氢300万吨以上,石油制氢300万吨,工业副产氢约800万吨,电解水制氢100万吨。全球一半的氢气都产生于中国,其中绝大多数都被当作过程产品和副产品。
 
    氢燃料电池汽车使用的氢气,与一般的工业氢气相比品质要求更高。根据2018年12月发布的《质子交换膜燃料电池用燃料-氢气(GB/T 37244-2018)》国家标准,燃料用氢对一氧化碳、二氧化碳、固体颗粒物等特定杂质的要求苛刻,总硫检出限达ppb量级(十亿分之一)。工业副产氢和煤制氢都需要提纯后才能被燃料电池车使用。
 
    《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预计,到2050年左右,可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体。中国工程院院士、原副院长杜祥琬6月21日在“中国氢能产业与能源转型发展论坛”上强调,发展氢能需从源头可持续,“发展氢能的初衷是减少污染和温室气体排放,制氢的渠道选择要符合初心。”
 
 
    6月19日,科技部网站公布《国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”等重点专项2019年度项目申报指南的通知》,其中“可再生能源与氢能技术”涉及国拨经费概算约4.38亿元,共部署38个重点研究任务,2019年拟在太阳能、风能、氢能等6个技术方向启动24~45个项目。
 
    短期内来看,氢能依赖化石能源的“悖论”无法有效解决。
 
    王煜武认为,不能片面追求“零排放”,更应该从国家能源战略层面来全方位考察氢能,“满足节约使用能源、多种能源共存、能源生产高效、能源市场化和能源国际化这五点,才是一个合格的新能源产业。”

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