氢能源崛起之困.docx

《氢能源崛起之困.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氢能源崛起之困.docx（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、越美丽越危险请想象一下。一种新燃料，不仅能加热制冷，还能以不同规模发电，乃至驱动各种发动 机，并广泛应用于家庭、工业和运输等几乎所有领域。另外，尽管听起来不太真实，这种燃料不会产生任何辐射、颗粒物、大气污 染物，且来源无处不在，地球的任何角落都储藏丰富。因为它，世界不再有能源困扰，与之衍生出的贪婪、地缘冲突、战争，都将 一去不返。这样的梦想能实现吗？中游。有分子态、液态和固态技术等储运，目前较成熟的是气态，液态主要 用于航空航天领域，固态那么是最有潜力的方向，也是未来燃料电池和储运的 终极答案。日本在这个领域全面领先，我们目前加氢站的关键设备基本都依 赖进口。貌似只有惠普股份在加氢机和氢气压缩

2、机等方面，打破了垄断。:厚普版份，111rl卯m甲*m人泞1匕1用工, 工4歹去用应份3S、1Pa已具备量产能力.70MPa也巳研发出样机.加氢枪：为加氢机核心部件.技术生仝较高,时密结构设计.材 料抗压&导热性能、生产工艺等要求均技高.本土供应商主委包括朝 安科技&安迪生，产品以35MPa为主，均为厚普股份填下公司。厚普股份70MPa加氢机，来源：公司官网下游是最卡脖子最严重的，主要有电堆、双极板、膜电极、质子交换膜、扩 散层，以及汽车里必需的氢循环泵、空气压缩机等八项技术。总体而言，当前的氢燃料电池，基本与5年前的电动汽车相似。就目前看来，尽管入局其中的企业很多，但真正颠覆式创新的技术很少

3、，更 多仍是在应用中迭代，在成熟理论上做应用创新，比发力底层技术的收益更 大。简而言之，这些公司看似进入了一个新兴行业，实际上依赖的仍是传统行业 的经验技术。如果仍只是单纯追求整车生产的组装厂的投产，并急于达成在2030年生产 100万台的氢能源汽车的目标，很可能就会重复当年的“拿市场换不了技术”的 弯路。当然，对于这种未来技术，到底行不行，主要取决于国家意志，取决于国家 需要的进度。就像当年一样。03势在必行有人说，并不是比亚迪在新能源领域比丰田强，只是因为比亚迪背后是中 国。这是有道理的。1992年，已是耄耋老人的钱学森先生给时任国务院总理邹家华写了一封信， 建议大力开展电动车，“要组织力

4、量，中国有能力跳过一个台阶，直接进入汽 车的新时代。”这个新时代，也就是我们现在看到的电动车时代。稔如改夕如4*上京1L火仲段.夕才&内WHFMcUWl PTd弋夕!，*电见k侬.i祇S名缄仪和1it 4 *3及5+ e d对彳422，.4此，: AEC31 中 金 *，/3电K龙st$vf xj 2虹人力，&4上，21囹f M4乩力/4” /$+白,f “心e。24收4冷4 *f奥 e UdG4&ej 心 ty e tf *：1:JLX之亚三电也加1&4同勺，卜才去，号北乙43工北工及笈仅注丛此“味丛力匕电火彳尢卜.修。工/“怪仇3卜同去丈“惶齐？十同夕解，痣d寸幺牛工$匕人4为其中”.”上

5、修用4轧诞加*,，* it.it9L4tL,Mh.必，u从某种程度而言，只有新能源转型成功后，中国经济才可能摆脱对房地产的 重度依赖。今天回首再看，这个目标已经接近实现，产业中涌现出多家十倍大牛股。我们的汽车产业也终于弯道超车，取得了难得的地位，此时肯定要乘胜追 击，扩大我国市场的影响力。氢能源是未来确定的增量方向。毕竟，从终极方向看，锂电池属于过渡产品，为的是应对石油问题，就好像 5G一样。而氢能源即便本钱再高，也必须跟上，没得选择。“日本人创造了锂电池，韩国人把它做大，中国人把它做到世界第一。假如我 们不是世界第一，我们没有存在的价值。”曾毓群道出了中国在锂电产业上的野心和骄傲，而对于氢能

6、源产业，中国同 样是雄心勃勃。2019年，氢能源被首次写入政府工作报告，随后便出台了中国氢能产 业基础设施开展蓝皮书，根据规划，力争到2030年实现加氢站数量1000 座，燃料电池车200万辆。传统能源企业和新能源企业纷纷响应，中石化和隆基分别为两大阵营中的先 锋。比方隆基，从2018年就开始关注和布局可再生能源电解制氢，近三年来都在 持续研究，在电解制氢装备、光伏制氢等领域已经形成了技术积累。而在碳中和的趋势下，可再生能源电解制氢有望成为最主要的制氢方式，市 场需求和开展空间也进一步翻开。今年以来，国内的氢能产业，突然走上快车道，一路狂奔。3月，氢能产业开展中长期规划(2021-2035年)

7、重磅出台，给整个行业带 来期盼多年的顶层设计。伴随近期国家和地方对氢能的政策鼓励，江苏神通、亿华通、上汽集团、长 城汽车、海马汽车等多家产业链上市公司加速驶入氢能赛道。这个时候，恰逢俄乌打得不可开交，化石能源的供需格局陷入动乱，本就在 双碳议题中被捧红的氢能，热度再次飙升。所以，在未能攻克本钱问题的当下，氢能源的魅力，并不在于其是否廉价， 而在于翻开了真正进入清洁能源的数字电气化科技时代。这种能源科技普及，也许并不亚于当年蒸汽轮机的蒸汽革命。04结语把大象关进冰箱需要分几步？这是一个经典笑话。然而在今天，我们不得不对着能源产业问，把氢能送进汽车里需要分几步？当笑话成为现实，便不那么好笑了。氢能

8、产业，很简单也很复杂。上文介绍得很清楚了，从制取到使用的每一个 环节，都是高山仰止。当然，难题也代表着机遇，谁能率先解决产业痛点，谁就能先一步踏上新时 代的游轮。丰田章男泽不止一次强调氢能才是终极能源。只是在马斯克眼里，氢动力汽 车是一个“愚蠢得令人难以置信”的想法。站在商业竞争角度，出现这两种极端的理念并不奇怪。但从客观现实来看， 两人的观点其实都是错的。在未来，氢能源必然是新能源大家庭的重要补充，前提是完成有效降本。尽 管有政策的支持，但行业目前的能见度和确定性都不高。前途是光明的，但道路也一定是曲折的。用投资的话来说就是，氢能源是风 口，但现在还不是炒作的时候。正如火箭科学家罗伯特祖布林

9、，曾在能源的胜利一书中谈到后石油时代 的未来：“氢只有在最坏的情况下，才可能成为汽车的能源”。最后，送大家一句话：等不起三年五年，别买氢能源。1869年，在科幻鼻祖儒勒凡尔纳笔下，海底两万里中可怕的“鹦鹉螺号” 潜艇用之不竭的燃料，便是氢气。也是从彼时开始，氢能源作为最友好、最清洁的终极能源，始终活在人类的 幻想中。2H2+O2=2H2O,这个化学方程式就像巴赫的二部创意曲，简洁却蕴含巨大 的能量。当氢以游离气体形式存在时，按重量计算的能量密度，让任何化石 燃料都自惭形秽。时过境迁，150年后的今天，当氢能源再次立于能源变革的风口浪尖，能否从 绘本中走出，成为真正的英雄？原画绘本中的“鹦鹉螺号

10、”潜艇至少，直到现在，氢仍是我们理想中最完美的燃料。比方，某种程度上说，只有氢能源车，才是真正的新能源车。以锂电车为例，存在充能时间长、冬季续航衰减严重、受充电设施制约等等 问题。更加之，所谓的电动汽车环保，无非是把城区的污染转移到了郊区， 电池污染是一个不能回避的问题。氢能源那么能很好解决这些短板：能量密度远高于锂电池、加氢过程只需3.5 分钟续航500km,循环寿命4000次以上，排放的只有净水，没有污染。去年11月的上海进博会上，当丰田Mirai第二代氢燃料电池乘用车首次在中 国亮相，最大续航里程达850km,不少车迷都开了眼界。书中的情节，这一刻似乎走进了现实。只是，与传统锂电池相比，

11、氢燃料电池似乎拥有无与伦比的优势。为何这么 多年过去，仍没有进入商业推广阶段？本钱之上帝虽总以完美诱惑世人，但本也并未创造过完美的事物。氢能源也一样。首要原因，当然是本钱。比方，在日本市场，Mirai的售价为723.6万日元（约36万元人民币），另 可获得200万日元的补贴，终端售价523.6万日元，而Mirai本身并不是什么 高级车型。高昂的价格劝退了很多人。实际上，地球是个氢元素严重匮乏的星球，远低于整个宇宙75%的氢占比。在我们这方世界，氢气单质几乎不存在，只有化合物，最常见的是水或碳氢 化合物。而所谓的氢能源，即纯度较高的氢气，必须从化合物中别离、经过 繁琐的制取过程才能获得。所以，在

12、地球上，氢只能作为二次能源。这便是第一个逻辑陷阱：所谓取之不尽用之不竭，但对其他燃料的依赖性太 强。由此可引申到第二个逻辑陷阱：氢能源是最清洁的能源，但其所依赖的上一 级，却不一定清洁。目前制氢常见技术有三种，煤制氢，天然气制氢，电解水制氢。按照生产来 源划分，分别叫“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。如今，消耗的氢气95%,来自两种最常见的方法：煤炭和蒸汽甲烷（天然气）气化，重整生产。前者耗能小，但制备1公斤氢气会排放约10公斤二氧化碳。如果我们要大力 开展氢能源，肯定不是朝这个方向。后者相对环保一些，但每制取1公斤氢气需耗电约11度。最关键的，碳捕集 技术目前并没有完全克服。而如果用电解水制氢，

13、每制取一公斤氢那么要耗电约48度，能耗之高让人不禁 发出疑问，氢能产业真的有美好未来？目前我国，虽然决心大力开展氢能源，但在现阶段，因为富煤的能源结构, 仍以煤炭制氢为主。除了上游制氢难、贵，中游的运输也是个大问题。没错，除去核燃料，等质量氢的发热值是所有燃料中最高的，约为煤炭的6 倍，乙醇的4倍，汽油的3倍。但作为质量最轻的元素，氢气的密度太低。常温下，氢气的能量密度仅为天 然气的三分之一。所以，氢气基本可以从任何容器中逸出，如何封装、储 存，就成了老大难。最常见的方法有两种。一是低温储氢，当将氢气放在-253摄氏度时，气氢变身成功，成为液氢。除 了降温，要维持储氢罐体内的温度，这样就需要巨

14、大能耗，也就是说相当于 用直升飞机运输一筐廉价水果，根本得不偿失。二种储氢方式是高压气态储氢，目前其质量储氢密度大约为4.05.7%。从技 术成熟方面来看，高压气态储氢最成熟、本钱最低，也是现阶段主要应用的 储氢技术，基本能与传统加油方式相媲美。尽管这种储氢方式比拟稳妥，但 是对于更高的车载储氢要求如储氢量、平安性等问题，尚未有合适的解决方 案。目前国内在储氢瓶布局的企业并不多，毕竟技术难、本钱高就算了，更关键 的是在上下游都难有话语权，属于典型的脏活累活。此外，目前在氢燃料电池的生产中还有一个很大的资源限制：粕。当然，也不仅是氢燃料电池，其他燃料电池的催化剂也用粕。粕矿在全世界的分布却极不均

15、衡，南非占世界祐的总储量的90%,产量也是 遥遥领先。中国的粕资源只占0.58%,也就是说，我们想大规模开展氢燃料 电池，就需要大量进口金属粕。如果制氢催化剂技术不变革，可以想象得到，我们原来依赖石油，以后换成 了粕，那氢燃料汽车可以说就是移动的“奢侈品”。最后，氢能源车全面普及的另一个必要条件，要大量兴建加氢站。加氢站有三个类型，分别是外供氢高压氢加氢站、外供氢液氢加氢站、站内 水电解制氢加氢站。我国加氢站以高压氢气加氢站为主。比方，去年11月18日，全国首座高速 服务区加氢站正式落户山东，占地1640平米，耗资1160万元。由于氢的物理特性，储运困难，氢能的基建设施尤其昂贵。设备本钱在当中

16、 占百分之80左右，其中绝大多数又是花在了氢气的压缩、储存和冷却、加注 系统上。这种高投入，最终落到消费者身上，就是一笔沉重的负担。有人测算过，将产能到耗能的全过程纳入本钱测量后，氢能的消费价格远高 于电能。也就是说，仅基建等方面导致的非能源本钱，氢能消费者就需要比 电能支付2倍以上的价钱。总而言之，氢能产业如今的现状就是制氢贵、储氢贵、加氢贵、用氢也贵。归根结底，在于“贵”字。甚至，贵也不是全部。02技术枷锁氢作为汽车能源，首次被摆到国际舞台上，还得追溯到70年代。第一次石油危机结束后，美国马上成立了国际氢能协会，探索燃料电池技术 的开发。当年，通用汽车最早提出“氢经济”概念，希望利用氢的化

17、学性质实 现清洁能源的循环利用。到90年代，联合国气候变化框架公约面世，引起了全球对气候变暖的关 注，兴旺国家开始耗费重金寻求氢燃料电池车技术突破。只是，随着后来国际油价回落，关于温室效应的课题关注日少，各方对氢能 的热情也渐渐冷却。所以，一晃眼半个世纪过去，氢能源仍然处在商业化前夜。在氢能源汽车领域始终保持当初热情者，也只剩下日本。2017年4月，在“氢能源阁僚会议”上，安倍晋三郑重宣布：“我们要领先全世 界，创造一个氢能源社会！ ”日本也是首个以此为目标的经济体。只是在建设的步伐上，近乎龟速。2021年7月，日本经济产业省（即商务部）公布的能源政策中提到，计划到2030年，要让氢、氨等新燃

18、料的发电量占到总量的1%。这与安倍豪情万丈的“氢能源社会”目标，相差可谓十万八千里。在全球化的时代，一个产业要开展起来，需要各个国家在生产、运输、应用 至消费各个环节通力合作，才能打造出一套完美闭环。这就是最大的问题，日本自己一厢情愿地扎进氢能源汽车，最重要的中美市 场却不跟进。先不说一亿多人口的市场能不能玩得转。单看日本的人口结构，平均岁数在 45岁以上的国民，整体上早已过了尝试新消费的劲头，更不会有冒险的狼性 精神，对新产业的开展自然而然就钝化了。这样的市场是撑不起氢能源开展的。所以，纵使从上游的制氢技术，到中游的运输、储存，再到下游的加氢站、 电池制造等全产业链，日本都牢牢把握着先发优势

19、，但也做不大。这也是为什么，丰田会在2015年公开5680件非核心专利，供全世界厂家无 偿使用。为的就是活跃市场。和当初马斯克的意图类似。但无论如何，时至今天，日本的氢能技术说是独步天下，也并不夸张。全球 接近70%的氢燃料汽车专利都掌握在其手中。仅丰田一家公司，就拥有超过2.5万件专利，在系统控制、高压氢气罐、电解 质膜、发动机电池装置等方面，都占据着垄断地位。可以这样说，目前氢气电池燃料FCV的核心技术专利几乎百分百掌握在日 本、德国和美国的车企手中，我们想要弯道超车，其实并不容易。至少在现阶段，国内厂商的核心零部件基本依赖进口，做的大多是些集成组 装工作，面临被卡脖子的困境。比方莫过于气体扩散层材料碳纤维纸。在燃料电池进行化学反响供能的过程中，氢燃料电池气体扩散层(GDL)起 到了极为重要的作用它不仅是气相反响物和液体水的运输通道，也是反 应后生成的热能和电能的传导通道。但这种至关重要的材料，核心技术在日企东丽公司手中，其产量高达5.37万 吨。而中国的该技术，尽管在2020年实现了突破，但如江苏恒神、中复神鹰 等龙头企业，产量也只到达5000吨、8000吨，与之根本不在一个量级。再具体来看。上游。我国是世界第一制氢大国，尽管大多是灰氢和蓝氢，但技术目前相对 成熟，不存在卡脖子问题。