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今天的氢燃料电池,相当于10年前的锂电池

来源:全球起重机械网  人气:5448
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     在电动化浪潮之下,锂电池已成为炙手可热的黄金赛道。热门之外,如今又有一股新的技能力量逐步强大,它并不是要颠覆谁,而是作为锂电池的补充,成为动力变革的新推手。

    本年以来,锂电池板块的高景气度再次超出了咱们的认知,宁德年代的市值站上1.3万亿高点,许多二线锂电企业和材料企业的股价更是力求上游地创下前史新高。相比之下,相同是新动力道路,氢燃料电池板块却显得格外冷清。

    直到最近的一条消息让氢燃料电池重回咱们视野,日本本田轿车宣告,自本年8月开端,将中止以氢气为燃料的氢燃料电池轿车的出产。就在半年前,日产宣告暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的方案。

    要知道,日本是布局燃料电池最早的国家之一,其两大车企先后抛弃了氢燃料电池这条道路,本身就备受质疑的燃料电池车这回要彻底凉了吗?

    面临新的技能,有人退出、有人进场,是再正常不过的工作。本田的氢燃料电池轿车累计销量仅1900台,本田关闭了氢燃料电池轿车工厂,首要仍是迫于业绩压力。实际上本田的燃料电池事务并没有中止,其与通用轿车合作开发的氢燃料电池车仍在进行中。日本丰田也已在上一年研宣布第二代氢燃料电池轿车。

    视野回到国内,作为新动力轿车推行最成功的国家之一,我国正在发力氢燃料电池范畴。我国已累计推行氢燃料电池商用车超7000辆,悄然间现已是世界上运转氢燃料电池商用车最多的国家了。在半年后的2022年北京冬奥会上,张家口核心赛区的冬奥保证车辆将悉数选用氢燃料电池客车,涉及大巴车、中巴车和小轿车等多个车型,总量将到达2000辆。

    不过也得承认,氢燃料电池轿车跟电动轿车比起来,两者的规划和技能水平都还不能混为一谈。依据公安部的轿车保有量数据,到2021年6月,全国纯电动轿车保有量达493万辆,而氢燃料电池车悉数加起来还缺乏1万辆,氢燃料电池轿车适当于电动轿车10年前的阶段。

    一句话总结,国内的电动轿车现已完成商业化,而且在大步向前展开,而氢燃料电池轿车工业还处在商业化前期。那么咱们国家为什么要大费周章的推行氢燃料电池,氢燃料电池未来的出路在哪里?

    氢燃料电池的战略意义

    【1】何谓氢燃料电池?

    所谓氢燃料电池便是氢气与氧气经过电化学反响产生电能的能量转化装置。其放电的机理是氢气从阳极进入,在催化剂的作用下释放电子构成带正电荷的氢离子,接着氢离子从阳极穿过电解质膜跑到负极与氧气结合出产水,而电子则源源不断的流入电路构成电流。

    整个过程只会出产水和热(该电化学反响归于放热反响),是真实意义上的零排放、零污染。这看起来是一个极端完美的方案,可是社会上对氢燃料电池的质疑声却不绝于耳。

    在文章开篇,笔者有必要就群众对氢燃料电池车不安全的误解做些补充说明:

    咱们印象中的氢气归于国家控制危险化学品,易燃易爆,极端危险。实际上氢气的着火点为500°C,远高于汽油的300°C,另外氢气是密度最低的物质,即使走漏,在空气中也很容易向上分散并敏捷稀释,所以氢气并非咱们幻想的那样易燃易爆。

    其次,氢燃料电池的放电仅仅一个电化学过程,电池的内部底子就不会产生氢气和氧气燃烧,当然也就不会有火苗,这一点跟锂电池是相似的。所以驾驭氢燃料电池车并不是人坐车里,车上烧着氢气炉子。

    最终,讲讲储氢瓶,这适当于传统燃油车的油箱,其安全性更是有保证。这瓶子不只耐得住火烧、枪击,碰到车辆着火,只要储氢瓶的温度超越规划值,储氢瓶的阀门会自动开启,敏捷排出氢气。

    早在2008年的北京奥运会期间,福田与清华大学一起研制的氢燃料电池客车就开端演示运转,到了2016年,国内首条氢动力公交线路在佛山市投入运用,至今未有一例氢燃料电池车的安全事故。

    【2】动力命脉要掌握在自己手中

    燃料电池是氢能的重要运用范畴之一,而氢能不单单是清洁动力,更是具有国家战略意义的动力。众所周知,我国是典型的“富煤、缺油、少气”的国家,国内运用的石油严峻依托进口,而且石油的进口量和对外依存度度在逐年提高。

    所以说国家推行氢能和光伏、风电等可再生动力的初衷是相同的,便是减少对石油的依托,保证我国的动力安全,防止未来被卡脖子。

    你看“缺油缺煤”的日本早在2013年就发布《日本再复兴战略》,将氢动力的展开纳入了国家展开战略,我国也在2016年发布的《动力技能革命立异举动方案(2016—2030年)》中将氢动力的展开列入了国家动力战略的布置中。

    【3】氢电互补

    从碳排放视点,为了到达我国2060年碳中和的宏伟目标,咱们也相同需求展开燃料电池。

    信任有人会对这个结论有疑问,轿车用上锂电池照样可以完成零排放,而且电动车现已基本完成平价化了,整个锂电池工业链现已构成规划;相反,一起起跑的燃料电池仍处在商业化前期,跟国外的距离还比较大,还有什么必要再展开氢燃料电池?

    毋庸置疑,国内轿车的电动化成效显著,销量屡立异高,可是电动车的增加首要来自乘用车,商用车简直没有增加,尤其是中长途的重卡范畴,电动化展开缓慢,乃至受阻。曩昔几年,新动力商用车在新动力内部浸透率不升反降,到了2020年新动力商用车的占比仅有9%。

    究其原因,锂电池能量密度低,充电时刻长等短板难以处理。讲到这儿有人会想到固态电池,在曾经的文章中咱们总结固态电池是锂电池的“升级版”,首要仍是是为了处理安全问题,并不能处理电池分量过大的问题。

    假如真要让长途重卡换上锂电池,这适当于是带着电池在跑(40吨的电动重卡,想要完成500公里续航需求近10吨的电池),中途还要停上几个小时充电,经济性可想而知。

    再便是低温功能,像磷酸铁锂电池,固然有本钱低、安全性高的优势,可是一到冬季就怂了。尤其是长城以北地区,冬季车内开暖气,续航要大打折扣,所以咱们看到北方地区电动公交的普及率远低于南边地区。而氢燃料电池车的优势在于,燃料加注时刻和续航路程基本上跟燃油车相同,续航路程可轻松达500公里以上,冬季也有余热供车内取暖。

    最具代表性的是丰田新一代Mirai氢燃料电池轿车,其续航路程到达850km、加氢时刻仅需5分钟、零下30°C低温发动。

    更重要的一点,商用车保有量仅占我国轿车保有量的12%左右,却是交通范畴碳排放的“元凶巨恶”。依据我国移动源环境管理年报(2020)数据,商用车温室气体排放量占到了交通范畴的77.3%。

    所以国家展开氢燃料电池并非是以清洁动力的名义干掉锂电池,而是与锂电池并存互补,锂电池的投资者并不必担忧这个问题。在乘用车范畴,电动化方案现已到达共识(当然氢燃料电池在价格方面也竞赛不过锂电池);在中长途、载重型的商用车范畴,氢燃料电池更胜一筹,适当于是未来多了一个新赛道。

    所以我国燃料电池工业化运用一直聚集在商用车范畴,当时国内氢燃料电池轿车保有量近8000辆,其间商用车占了7000余辆。

    现状:燃料电池工业化的应战

    实际上,氢燃料电池技能和纯电动技能简直一起起步,而且国内出台的各项新动力鼓励方针,不管是补助仍是优先上牌、不限行方针全都包括燃料电池轿车。可是肉眼可见两者的距离仍是较大,现在纯电动车现已满大街跑了,氢燃料电池轿车在许多地区乃至见不到踪影。如果说锂电池是能快速生长的新青年,那燃料电池仍是嗷嗷待哺的婴儿,尚离不开政府补助。

    整体而言,氢燃料电池由于技能、本钱、工业的原因,一直无法大规划推行,效果便是呈现以下“三高”:

    【1】氢燃料电池本钱高

    客观的讲,咱们国家燃料电池技能研制发动也比较早,从2001开端,国家就发布“863电动轿车重卡科技专项”方针,开端燃料电池的运用开发。经过多年的技能研制也是获得了一定展开,从前期的依托进口到现在完成大部分国产化。

    以燃料电池体系本钱占比最大的电堆为例,依据2019年的电堆出货数据,以新源动力和亿华通(688339)为主的国产电堆占比现已超越50%。此前还有美锦动力(000723)的控股子公司飞驰轿车出口氢燃料电池轿车到马来西亚的成功案例。

    不过与国外的技能相比,咱们国家在基础关键材料以及氢燃料电池的寿数、本钱、量产一致性上仍是存在着比较大的距离,效果便是部分核心材料还要依托进口,现已完成国产化的材料也还未能完全替代进口材料。叠加氢燃料电池还未构成规划,无法分摊本钱,导致燃料电池车的本钱是燃油车的2倍以上,没有方针补助底子卖不动。

    针对上述问题,财政部等五部委于2020年9月发布了《关于展开燃料电池轿车演示运用的通知》,文件特别规定奖赏的资金不能用于整车投资和加氢站的基础设施建造,而是用于核心技能、工业化和演示运用,这是针对氢燃料电池工业现在的短板给予的支持方针,集中力量霸占核心关键技能,力求早日完成国产化。

    一起这次政府吸取了电动车补助年代的阅历,不再采纳大水漫灌似的粗暴方法,而是采纳以奖代补的扶持方案,一起要求满足条件的城市群申报。简单说便是,你这个当地合适展开氢燃料电池工业,才同意你申报,比及后边有实际效果了,钱才干补助给你。

    【2】氢气运用本钱高

    对于顾客而言,电动车的运用本钱低是首要购买因素之一,但到了燃料电池车这儿,运用本钱过高变成了制约因素。当时国内氢气每公斤价格还高达60~80元,未来只要将氢气的本钱降到30元/kg以内,氢燃料轿车才干与传统燃油商用车竞赛。

    再看国产电动神车五菱宏光MINIEV,价格2.98万元起,不只价格便宜,用起来也香,销量天然碾压燃料电池车。所以燃料电池轿车要想完成商业化,最基本是要让老百姓买得起、用得起。

    【3】加氢站建造本钱高

    跟电动车最初充电不方便相同,当时氢燃料电池轿车的推行相同遭到加氢站缺乏的制约。首要是加氢站的建造本钱高,中小型加氢站需求投入约1200万元以上,而大型的加氢站则或许需耗资金4000万元。虽然建造加氢站有财政补助,可是动辄上千万的单站投入仍然让许多企业却步。一起,加氢站的高本钱也导致氢气加注本钱居高不下。

    截止现在,我国已累计建成加氢站165座,离规划化还远远不够。更困难的是现已建成的加氢站,由于氢燃料电池车未成规划,加注量太少,大部分加氢站仍是处在亏损中。

    最终反响在销量上面便是2020年我国燃料电池车销量仅1177辆,与纯电动车的111万辆构成了鲜明对比。不过现在贵不代表未来贵,毕竟在降本钱这件工作上,我国人冠绝全球(锂电池和光伏的本钱在曩昔十年降低了90%以上)。

    值得注意的是,燃料电池后边的十年也必须得完成锂电池和光伏工业在曩昔十年获得的前进,才干在商用车范畴站稳脚跟。由于锂电池的技能和工业模式还在不停的展开,现在商用车的换电模式就现已开端探究,就看谁跑的更快。

    燃料电池的未来看我国

    当今全世界范围正在阅历动力革命,我国的新动力展开是世界公认的,放到燃料电池范畴,技能暂时落后的我国仍然最有希望成为燃料电池的引领者。

    【1】方针先行

    在上一年国家发布燃料电池推行方针后,各当地的相关规划也密集出台。

    比方《北京市氢燃料电池轿车工业展开规划(2020-2025年)》提出:2023年前,力求推行氢燃料电池轿车3000辆、建成加氢站37座;2025年前,力求完成氢燃料电池轿车累计推行量打破1万辆、再新建加氢站37座。

    而《上海市燃料电池轿车工业立异展开实施方案》则提出,到2023年规划加氢站接近100座并建成运转超越30座,构成产出规划约1000亿元,推行燃料电池轿车接近10000辆。

    依据我国《节能与新动力轿车工业技能道路图》规划,到2030年我国将完成氢燃料电池车推行累计100万辆(注:2018年新动力轿车销量初次到达100万辆),投资建造加氢站超1000座,完成氢燃料电池的大规划商业运用。其实从2022年的冬奥会选用氢燃料电池这一举措,咱们相同能看到国家要大力展开氢燃料电池的决心。

    仍是以锂电池为例,从2009年开端,短短十年间,我国的锂电池工业在全球已具有举足轻重的位置,锂电池的产量占有全球产量的一半,在技能和本钱上都具有不错的竞赛力,来自国家的方针支持至关重要。映射到燃料电池范畴,未来的展开相同离不开方针支持。

    【2】资源禀赋-可再生动力丰富

    燃料电池的展开高度依托氢能工业的展开。虽说氢气是清洁动力,可是制氢工艺许多谈不上清洁,只要利用光伏、风电等可再生动力发电制氢才干真实做到碳排放为零。讲到光伏、风电,这又是我国的优势地点。

    我国不只仅是风电、光伏装机量和出货量世界第一,技能水平和工业链相同处于世界一流水平。一起,我国也有世界领先的特高压输电技能,未来还可以完成远距离输电,当地制氢。

    依据发改委动力研究所的研究效果,国内10%的弃电(弃风、光、水电)就能够满足国内2025年氢燃料电池轿车的用氢需求,50%的弃电能够满足2035年氢燃料电池轿车用氢需求。你看现在已有行业巨子开端举动布局制氢范畴了,比方隆基股份。

    所以不难理解为什么现代、丰田等头部氢燃料电池企业纷繁在我国布局氢燃料电池工业链。现代轿车在海外的首个氢燃料电池体系出产和出售基地就挑选了我国的广州。上一年6月5日,丰田携亿华通和北汽、广汽、一汽、春风建立“联合燃料电池体系研制(北京)有限公司”,首要事务为在我国展开商用车氢燃料电池体系研制工作。

    还有轿车零部件巨子博世,上一年已在无锡建成氢燃料电池中心,本年3月,博世还与庆铃轿车一起建立合资公司,将进一步推进燃料电池在我国的工业化进程。

    丰田、现代等一流企业的进入还能引发“鲶鱼效应”,国内企业的商场竞赛水平都将随之提高,就跟最初特斯拉落户上海相同。另外,与世界头部企业的合作也能大幅缩短从开发到产品化所需时刻,加速氢燃料电池轿车的普及。

    值得幸亏的是,燃料电池的现状跟当年锂电池的商场格式是完全不相同的,当年国内锂电池企业放到全球是一个能打的都没有,所以国家特意设置了“白名单”,阻止了LG、松劣等世界巨子的进攻,让国内锂电企业先展开起来。再看现在这个时点,燃料电池工业链上现已涌现出一批优异的企业,国外企业也在活跃的寻求与国内的企业合作。

    乐观主义者的守望

    氢燃料电池的作为全新的技能道路,其技能含量不比锂电池低,想要完成商业化很难一蹴即至。以电动车为参照,电动轿车锂电池能有今日的技能和规划是有前期消费锂电池范畴的长时刻的堆集,在车用锂电池展开之前,国内的锂电池工业依托智能手机等消费电子现已堆集了一定的技能和规划。比方动力电池龙头宁德年代,也是脱胎于消费锂电池龙头ATL。

    在咱们看来,展开燃料电池工业,前期仍是会以氢气资源丰富的地区作为展开的要点,待构成一定的规划优势后,以点带面悉数铺开。准则便是先让氢燃料电池车跑起来,有了规划,技能的打破和本钱的下降往往会超出商场的预期。

    股票投资者,是天然生成的乐天派,咱们仍是应该客观活跃的看待氢燃料电池的未来展开,或许十年之后,待氢燃料电池轿车年出售量到达100万的时分,这幅蓝图就更为清晰动听。锦缎 作者:知勇

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    氢燃料电池 锂电池

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