它,大國能源的新戰略,產業巨頭的新戰場

華商韜略 發佈 2020-06-15T08:59:25+00:00

當下,儲氫的安全性令人憂慮,但除了金屬儲氫外,像玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等儲氫新方式,也正在研發之當中。

  

  對大國來說,能源即戰略。

  文 | 華商韜略 俞頜愷

  氫燃料汽車,會比電動汽車更有未來嗎?

  【賭局站隊】

  寶馬是氫能汽車的堅定簇擁者。

  「無論天氣如何,氫燃料電池汽車都能保證很長的續航里程。」相比純電汽車,寶馬集團副總裁Jürgen Guldner驕傲地表示,目前企業研發的氫能產品,可妥善應對里程難題。

  1979年,寶馬液態氫汽車BMW 520h落地,一度讓世界對這家德國廠商為之側目。千禧年前,中國車企還在苦心研發燃油車時,慕尼黑機場首座公共液氫補給站中,無人操控的機器人,已經熟練地為寶馬車添加氫燃料,全程僅需3分鐘。

  這比眼下蔚來奉行的換電模式還要快。

  續航里程上,寶馬氫能車也顯露出追趕燃油車的勢頭:2006年亮相的BMW Hydrogen 7,純氫驅動下,可行駛200多公里;2019年,搭載6公斤氫氣罐的i Hydrogen NEXT升級亮相,續航被再度提升至490-595公里,動力輸出達374馬力,比大多數燃油車更出色。

  如今,寶馬將氫能技術視為應對產業激變的「動力系統第四支柱」。

  豐田汽車也高調站隊氫能發展。

  2020年6月5日,豐田宣布聯合一汽、東風、廣汽、北汽以及億華通,成立「聯合燃料電池系統研發(北京)有限公司」,主攻商用車氫燃料電池技術。

  相比寶馬40多年深耕氫能的老資歷,1992年才觸氫的豐田,還是個「弟弟」。但它一直以人力物力的巨大投入,彰顯出氫燃料堅定支持者的身份。

  2018年5月,日本北海道苫小牧市,豐田汽車廠區。為迎接尊貴的中國客人,豐田把全球技術體系下的頂尖產品,全部拿來集中展示。

  這一日,李克強總理駐足氫燃料電池車mirai的照片,在坊間瘋傳。

  據豐田社長豐田章男透露,近一個小時的參觀過程,李克強總理圍繞氫能研發、儲存、車載等實際問題,與研發人員展開了詳細問答,「李總理似乎很關心未來的新技術,表現出了高度的關心。」

  倘若不受疫情影響,豐田的氫能車,本應在東京奧運會上大放異彩。斥資60億人民幣成為奧運會「頂級贊助商」後,企業計劃派出500輛氫燃料電池車,穿梭在場館之間,曝光在全球媒體鏡頭之下。

  如今,這筆營銷巨資,將面臨打水漂的風險。

  但豐田咬定氫能不放鬆。2022年北京冬奧會,將再一次成為產品亮相的主戰場——代號97*B的氫能車,將由合資企業一汽豐田落地量產。

  但對氫能車,並非所有車企都持有如此篤定的態度。

  2020年4月,德國斯圖加特戴姆勒總部的電池實驗室,往日的人頭攢動的景象,變得車馬人稀。這並非受到疫情停工的影響,而是鑽研近30年的奔馳,宣布徹底終止氫燃料汽車研發工作。

  宕機的開端,要追溯到2016年,公司CEO蔡澈多次表態,「電動車可能更領先」、「氫燃料電池汽車不再是公司核心」;同時,曾在氫能投入巨資研發的戴姆勒,此後也將重心轉移到純電領域。

  不久後,雷諾日產聯盟的一紙通文,宣布與戴姆勒、福特合作5年的研發項目就此凍結——這成為壓垮奔馳氫能研發的「最後一根稻草」。

  「對乘用車來說,一切都站在純電一方,而非氫燃料電池。」

  如同戴姆勒、福特、通用一樣,2020開年後,大眾汽車也宣稱放棄氫能開發工作,並直言:特斯拉的純電路線,才是汽車產業清潔能源的最終方案。

  豐田、寶馬與大眾、奔馳的公開對壘,意味著汽車產業的路線之爭,已由新能源VS燃油,步入到純電PK氫燃料的新時代。

  「燃油、純電、氫燃料」三國割據形勢的出現,意味著汽車產業格局,又將充滿著無限變數。

  【政策暖風】

  純電和氫能的「路線之爭」,不僅存在於企業之間,也是產業和國家層面的對壘。

  韓國總統文在寅更是身體力行,無愧於「氫能推廣大使」這一稱號。

  2019年,韓國政府正式發布《氫能經濟發展路線圖》,文在寅便專門把現代汽車掌舵者鄭義宣、SK燃氣公司副董事長崔昌源等企業高管,一同拉攏在蔚山市政廳,親自向他們一再灌輸韓國「氫經濟」的意志:至2030年,韓國要實現180萬輛氫能車年度銷量,占據全球市場份額第一,創收25萬億韓元,帶動20萬人就業。

  為普及氫能是國家「未來麵包和黃油」的重要意義,文在寅還更換了總統座駕。2018年,總統辦公室就向現代汽車採購了7輛氫能汽車NEXO,並經常載著文在寅在青瓦台來回馳騁。

  在這場「三足鼎立」的技術路線博弈中,中國寄託於多元技術路線並行,以期為「彎道超車」提供歷史契機。

  早在千禧年之前,中國已經意識到發展氫燃料汽車技術的重大意義。

  1997年5月,剛剛博士畢業的吳志新,來到中國汽車技術研究中心。當時,主攻內燃機技術的他萬萬沒料到,會被安排研發天然氣發動機,更未預見到,此後20多年,包含氫能在內的中國新能源汽車會出現爆髮式增長。

  在吳志新看來,「十五」是中國電動車崛起的關鍵五年。

  之所以重要,是由包括他在內的13位研究員組成的重大專項專家組,為中國汽車產業籌劃出意義重大的「三縱三橫」戰略:「三縱」指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車;「三橫」指多能源動力總成控制系統、電機及其控制系統和電池及其管理系統。

  從此,發展氫燃料電池汽車,就被寫入中國汽車產業戰略規劃綱要:

  • 《中國製造2025》中提及:2020年,中國要實現年產1000輛燃料電池車,並將發展氫燃料電池提升至戰略高度;
  • 「十三五」規劃表示,要「系統推進燃料電池汽車研發與產業化」;
  • 2019年《政府工作報告》中,「推進充電、加氫等設施建設」,讓氫能首次被列入政府綱要;
  • 2020年4月,《國家能源法(徵求意見稿)》的發布,讓政策扶持多年的氫能技術,又將獲得法規層面的相應支持。

  早就預見頂層架構正向氫能汽車戰略傾斜,產業鏈相關企業的競爭加劇,已讓細分市場頗有「藍海」轉為「紅海」之勢。

  很快,氫能汽車競相落地。

  2007年上海工博會上亮相的「上海牌」燃料電池轎車,成為中國首款具備完全自主智慧財產權的氫燃料概念車。由它演化而來的榮威750,還曾在2014年日喀則媒體試駕活動上秀了一把。

  平均海拔4000米的青藏高原,因氧氣不足,不僅會產生高原反應,搭載自然吸氣發動機的汽車也常常有氣無力。因富氧燃燒狀態無法保證,與榮威750一併測試的其他汽車,駕駛表現如同汽油注了水,猛踩油門也無法提速。

  但氫燃料電池車在設計之初,就擺脫了燃油系統的束縛,電機性能不受低氧、低壓環境影響。表現卓越的榮威750,在青藏高原動力強勁,因此收割了大批粉絲的擁簇。

  長城汽車同樣認為,氫能汽車大有可為。連續兩年,總裁王鳳英在「兩會」上公開建議,「氫燃料作為清潔能源載體,它有條件成為新能源汽車的能量補充」。

  全球範圍內,長城汽車氫能體系正在加速落地,技術中心、制氫工廠、液化工廠、加氫站等布局一應俱全。

  氫能車同樣會帶動燃料電池等核心部件產業的發展。

  以房地產、文旅起家的新華聯,就將氫能發動機上的「質子交換膜」,視為企業決勝未來的法寶。

  不久前,新華聯集團董事局主席、全國政協委員傅軍,就向社會公開建議「系統推進氫燃料電池汽車的研發與生產」。隨著150萬平米電池膜工廠今年投產、首批產品搭載至福特等量產車型,新華聯控股的東嶽集團,將經歷業務體量的迅速拓增。

  2019年至今,進入工信部推薦車型配套的氫電池供應商已有35家,除去攜手央企、豐田的億華通外,濰柴這樣的傳統燃油動力巨頭也赫然在列。甚至連寧德時代、比亞迪等鋰電巨頭,其競爭共生的戲碼,也將在氫燃料電池領域再度上演。

  儲氫、制氫、運輸等產業鏈上游,國有資本也紛紛搶占賽道。

  國家能源集團聲稱,集團煤化工板塊年產超400萬噸氫氣,足以供應4000萬輛燃料電池車全年行駛。

  中石化表示,擁有全國3萬多座加油站網絡,可為加氫站審批帶來便利。

  中船重工更致力於制氫、儲氫、運輸、加工等技術研發,2022年北京冬奧會上,全世界都將在承辦地張家口,目睹企業部分基礎設施的落地。

  眾多企業搶灘布局,誰都不想錯過萬億氫能汽車市場的饕餮盛宴。

  按照《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)》預期,2020年,中國氫能源乘用車將實現銷量過萬;2030年,中國氫能車保有量將達200萬輛。它所激活的加氫、制氫、儲氫等產業鏈條,2050年將在全球範圍創造2.5萬億美元產值。

  這意味著,氫能產業已經步入了高速增長的快車道。

  【戰略機遇】

  對大國來說,能源即戰略。

  1973年,第四次中東戰爭爆發。海灣的戰火,直接導致石油價格翻漲兩倍,能源危機波及全球。

  美國、日本等已開發國家因此意識到,高度依賴化石能源,將給國民經濟帶來怎樣的負面影響。

  1974年,國際氫能協會(IAHE)隨即在邁阿密成立。美國希望利用這一全球性非盈利學術組織,為氫能汽車商業化探索可行路徑。

  在國際氫能協會看來,氫不僅是解決人類供給的終極能源,對擺脫化石燃料帶來的「溫室效用」,同樣有著積極意義。

  氫元素構成宇宙質量的75%,地球豐富的水資源就是天然儲氫的「大倉庫」。倘若可以把氫氣作為能源,就實現了水-氫-水的無限循環,簡直取之不盡、用之不竭。

  1978年,美國CBS電視台的知名主播尼科爾森,在節目中面對鏡頭,湊到氫能汽車的排氣管前,直接嗅起了尾氣。燃油車時代,觀眾們本以為會看到主播嗆到神情扭曲的場景,沒想到,尾氣僅僅霧化了他的金絲邊眼鏡。

  在人人對燃油車尾氣嗤之以鼻的年代,尼科爾森不僅證實了氫燃料不會產生溫室氣體,氫能車還有「0毒0排放」的優勢。

  氫能對汽車性能,同樣帶來了巨大改觀。

  相比純電汽車,氫燃料汽車在續航里程、充電時間上具有明顯優勢。

  像豐田Fine-Comfort Ride氫燃料汽車,3分鐘充電即可續航1000公里;2019年上海車展,亮相的中國造車新秀「格羅夫氫能汽車」,同樣具備這一實力。

  與之對比,純電領域的技術頂流特斯拉,最高續航只有600公里,技術突破依然任重道遠。

  遇到暴雨、低溫等惡劣行車環境時,氫能車的優勢更加明顯。

  比如現代NEXO,續航力高達800公里,即便在零下30度的低溫下,依然沒有衰減。這在一些電動汽車車主看來,簡直不可思議,「冬天純電汽車放著不開,每天續航都會減少15公里」。

  出於同樣的技術和戰略考量,發展氫能源,也被中國視為關乎國家發展的頂層戰略。

  中國汽車工業協會副秘書長李萬里將其概括為:第一,解決石油對外依存度過高問題;第二,解決燃煤發電占比過大、大氣污染嚴重問題;第三,解決中國汽車產業長期落後於人問題。

  【前路漫漫】

  儘管氫能是押注汽車產業未來的重要路徑,但氫燃料汽車的推廣落地,依然荊棘叢生。

  加氫、儲氫上的安全隱患,就足以讓社會公眾產生極大的牴觸心理。

  2019年5月23日,韓國首爾東部的市民,猛然感到腳下傳來一陣巨大的震動。原來,距離市區約220公里的江陵科學園,發生了氫氣罐爆炸。

  爆炸前,這家太陽能制氫企業的工人,正對一個400升容量的氫氣罐進行測試。但因氧氣進入產生火花,3個氫氣罐瞬間引爆,強大的能量摧毀了半個足球場大小的建築群,造成2人死亡、6人受傷的慘劇。

  此外,挪威奧斯陸的加氫站、美國加州化工廠的儲氫罐,也在隨後的20天內相繼發生爆炸事故。

  人們突然意識到,儲氫設施具有巨大的安全隱患。

  為反對在自家門前修建儲氫設備,江陵爆炸事故兩天前,仁川市的民眾已自發聚集在一座規劃中的燃料電池發電廠門前,發起一場為期一個月的絕食抗議。

  在中國,氫能被視為高危化工產品,相關設施的報批落建,都要經過層層審批。

  據業內人士透露,目前很多加氫站建成完工後,遲遲無法通過審批、對外運營,就在於相關部門對安全問題的考量。有媒體表示,有的城市建成一座加氫站,要通關10多個部門、蓋近30個公章。

  繁複的報批流程,一定程度上制約了氫能車的落地推廣。但安全問題尚未徹底解決的前提下,這也是一種無形的保護。

  氫能汽車難以推廣,還基於「成本原罪」。

  比如現代NEXO,售價堪比奧迪Q7;豐田Mirai的市場價格,也高達50萬元。相反,曾經高高在上的特斯拉,國產Model 3價格已下探到30萬元以內。消費者似乎找不到足夠理由,花更多錢去買台氫能車。

  售價居高不下的背後,是氫燃料電池系統昂貴的造價,它約占整車成本的三分之二。而三元鋰純電車型,最貴的「三電」系統,也僅占單車製造成本的35%。

  以豐田Mirai氫燃料電池系統為例,100克鉑催化劑按照市場單克181元計算,僅催化劑就要花費2萬塊;質子交換膜更貴,杜邦公司Nafion膜售價高達10元每平方厘米,單車平米級的膜材料應用,這一部件又將耗資10萬元。

  算上動輒幾萬元的高壓儲氫罐,大眾汽車認定,「燃料電池汽車與純電動汽車相比,並沒有什麼競爭力。」

  氫能汽車高昂的用車成本,也只能是土豪的首選。

  目前,上海安亭加氫站每公斤氫價為70元,也就是說,100公里成本是70元;同樣的里程,純電動車的成本才30元上下。

  加氫站的基建投入,也耗資驚人。

  有人統計,一個日加氫能力500公斤、加壓助力為35MPa的加氫站,不算土地費用,建設成本就需1200萬元,是傳統加油站的3倍。但一根充電樁的市場成本僅2000元,成本低、配套活,氫能車完全無法比擬。

  除了安全、成本上的難題,相比美日韓等在氫能領域深耕許久的已開發國家,中國還面臨核心技術不完善的現實問題。

  經過20餘年的政策扶持,在氫燃料電池動力系統中,像電堆、氫氧供應、水熱管理、電能變換、控制系統等零部件,中國企業基本實現了進口替代。

  但至關重要的膜電極組件、催化劑材料,中國仍然依賴進口。

  戈爾、田中貴金屬,就是中國企業的主要供貨商。疫情期間,歐洲企業工廠停工、客貨斷航,這兩家外企因身處日本,讓面臨斷供威脅的明天氫能、愛德曼等中國企業,得以長舒一口氣,「公司核心材料供應渠道很順暢」。

  而在氫燃料汽車的萬億級前景面前,還要嚴防「騙子橫行」。

  「水氫發動機在南陽市正式下線,車輛只需加水即可行駛」。

  2019年,就在韓國江陵爆炸事故的同一天,《南陽日報》頭版新聞《水氫發動機在南陽下線,市委書記點讚!》,讓「水變油」的「黑科技」傳遍中國,引發輿論譁然。

  這款「水氫發動機」,由青年汽車研發而成。董事長龐青年表示,企業的技術核心,在於一種特殊催化劑,可將水轉化成氫氣。車輛「不充電,只加水」,卡車續航500公里,轎車能跑1000公里。

  這樣的騷操作,引發清華大學教授陳全世的公開質疑:「水變氫」過程中,「電」是不可或缺的角色,「催化劑」只能改變化學反應速率。發動機在沒電的情況下實現水制氫,不但有悖常識,而且「不符合能量守恆定律!」

  有人也因此翻出了青年汽車「騙補被罰」的黑歷史,認為其純屬資本的無良炒作。

  騙補也好,圈錢也罷,中國新能源汽車產業的轉型歷經了部分亂象,卻也催生了寧德時代、比亞迪、蔚來等一批優秀企業。

  而伴隨著政策和市場的培育,氫燃料電池汽車高速發展的加速鍵,已經被按下。

  雖然正視差距、夯實技術、既求快又求新,對中國氫能汽車產業的深耕者來說,絕非易事;但相比百年汽車工業差距的燃油車,氫能車產業,世界各國幾乎站在同一水平線上。

  技術也不是一成不變的。

  當下,儲氫的安全性令人憂慮,但除了金屬儲氫外,像玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等儲氫新方式,也正在研發之當中。如今,連北京都成了氫燃料電池汽車的試點示範城市;未來,氫能的安全性難題,或將被最具雄心和智慧的人破解。

  成本的高企,更不是問題。據加州能源委員會的最新研究,如果汽車大規模採用氫燃料,5年內,使用成本就會降到傳統汽油的水平。

  顯然,一定有人會去押注這樣的未來。

  弱者眼中的挑戰,恰恰是強者眼中的機遇。踏踏實實搞技術、認認真真做研發,中國汽車產業呈現「燃油、純電、氫燃料」百花齊放的局面,值得期待。

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