作為實現“雙碳”目標落地的重要一環,氫燃料電池產業正在快速升溫。資本大量涌入,氫燃料電池產業鏈上的企業層出不窮。這不僅是因為氫能被業界看作21世紀的終極清潔能源,氫燃料電池車也有巨大市場潛力。
然而,氫燃料電池產業發展周期很漫長,在這個過程中不乏出現種種挑戰。從終端市場應用層面來看,當前氫燃料電池車的推廣似乎并不順暢。
公開資料顯示,目前全國氫燃料汽車保有量不到9000輛。從近五年氫燃料電池車的產量來看,未在規模上實現較大的突破。2017年到2021年,氫燃料電池車的產量分別為1103、1618、2833、1204和1777輛。今年年初,縱使在北京冬奧會的大力推廣下,今年上半年的產量也僅達1500輛左右,銷量則為1400輛。
“氫燃料電池汽車推廣實踐起來問題很多,其中最大的問題是氫燃料電池的屬性不太適用于民用快速推廣,這包括制氫、儲氫以及基礎設施等方面,現階段還有很多需要克服的困難,其中制造成本和應用成本都非常高。”北京理工大學教授林程近日對第一財經記者表示,即使把補貼算上,氫燃料電池汽車也很難實現盈利。
氫燃料電池產業發展是一場馬拉松 當前氫燃料電池汽車的推廣主要依靠城市示范群。未勢能源一名內部人士告訴記者,燃料電池汽車城市示范群示范工作主要包括四個方面,一是產業鏈建設,二是氫能供應保障,三是政策環境創新,四是車輛推廣。從示范政策進展情況來看,除車輛推廣數量稍顯滯后以外,其他三方面均進展迅速。比如,產業鏈企業增加迅速,完善核心零部件體系逐步形成,很多關鍵核心零部件實現了國產化突破,成本大幅降低,例如空壓機企業由之前幾家增加至幾十家;中國的加氫站建設數據已經全球第一,全國累計發布政策百余項。而車輛推廣屬于終端應用環節,是產業生態整體進步的末端,因此需要時間傳導和放大產業進步的情況。
雖然加氫站建設和技術等層面取得了進步,但產業發展仍處于初期階段。以加氫站建設為例,當前中國加氫站超過了270座,僅去年一年就增加了100座加氫站。但即便如此,加氫站的數量遠遠不夠,這也使當前氫燃料電池汽車推廣面臨加氫難、加氫貴的狀況。
原廣東省佛山市副市長許國近日發文稱,根據中國13省市氫能規劃,至2025年中國氫能汽車計劃生產6.8萬輛,建設676座加氫站,這一輪五大示范城市中央財政共投入不足300億補貼資金,不及過去純電動車財政補貼十分之一。當前氫燃料電池車滲透率不足1%,用市場化機制推動氫能產業發展實施尚早。
不過,未勢能源方面認為,1%的數字沒有實際意義,對燃料電池來說,千套級、萬套級、五萬套級、十萬套級,均會帶來成本的大幅度下降。
值得注意的是,在吸取了純電動騙補教訓后,氫燃料電池領域的補貼采取了以獎代補的方式。此前幾年,在政策紅利的影響下,氫燃料電池企業的數量快速增長。業內認為,隨著氫燃料電池補貼政策從2020年開始轉為以獎代補,行業發展驅動力有所不足。
“不是補貼的力度不夠,而是氫燃料電池車要滿足四年跑三萬公里的條件后才能拿到補貼,也就是說四年后才能拿到補貼,中間這段時間補貼的錢需要墊付,這個周期里的錢怎么出,是推廣時候面臨的非常大的一個問題。”未勢能源副總裁解超朋對記者表示。
另一方面,早期的高補貼催熱效應使整個行業掀起了一波熱潮,目前與氫燃料電池產業鏈相關的企業高達幾千家,這其中不乏有技術落后的小微企業。林程告訴記者,整個行業還沒有革命性的成果,現在處于百花齊放的狀態,什么樣的企業都有,當前與氫燃料產業鏈相關的企業數量很多,但體量都不大,有些企業靠著國家補貼來維持公司運轉。“產業的發展仍處在早期,這個階段,大家都在蹭熱點,氫燃料電池產業的發展是一場馬拉松,有核心技術、商業模式的企業才能在后續的發展中生存下來。”林程對記者表示。
行業雖然處于起步階段,但也不乏有混水摸魚的企業,氫燃料電池行業重復上馬的現象很多,這也浪費了大量的資源。目前,與氫燃料電池產業相關的企業高達數千家。“很多人從大企業出來去創業,或者有些企業被其他企業收購了,他們的技術不見得有多創新,大家為了蹭熱點,重復地投錢去做。重復上馬的現象是很多的,而且有地方保護。”林程表示。而從國內整車企業來看,雖然多數企業在這一領域有所布局,但投入的熱情并不高漲,當前只有長城汽車、上汽少數企業進行大力投入,但產業獲得長遠發展依然需要資本的支持。
“制氫、燃料電池發電和儲氫是三個核心方向,長城先從燃料電池發動機和車載儲存系統入手,然后逐步向固定式發電和固定式儲氫容器領域拓展。這種打法,一是因為長城汽車的先天基因,二是汽車作為最嚴苛的商品之一,對于使用工況和環境都有很高要求,發動機和車載儲氫系統是燃料電池汽車關鍵核心部件,以此切入零部件開發,再應用到其他領域會比較容易攻克。2019年4月,氫能板塊從長城獨立出來成立了未勢能源,此后開始進行燃料電池長期未來應用場景規劃,與上下游企業聯合、以及投融資在內的資本運作方式。”未勢能源方面表示,只有掌握真正的核心技術才是最終生存發展之道。此外,整個氫燃料電池汽車的滲透率還不到1%,行業淘汰賽還遠沒有到來,這需要企業進行長遠布局。
產業發展空間巨大,“卡脖子”技術亟待突破 今年以來,氫燃料電池產業利好政策頻出。在國家戰略指引下,已經有超過20個省市發布氫能相關政策規劃,制定目標。業內認為,氫燃料電池產業發展空間巨大。國聯證券預測,到2030年氫燃料電池車年銷規模有望達到10萬輛水平。
不過,氫燃料電池產業的發展不是一蹴而就,產業周期較長,這需要在多個層面進行努力。相較于電動車的發展,氫燃料電池車產業技術門檻高、氫氣價格高、加氫站投資也較高,因此商業化落地挑戰巨大。中國工程院院士衣寶廉曾表示,目前燃料電池發動機貴,導致車貴,是燃油車2-3倍,鋰離子電池車1.5-2倍。同時燃料氫貴,一般售價是每公斤60元左右,只有降到30元以下才能與燃油競爭。此外,加氫站建設費用高,每座達到1200~1500萬元。
許國表示,國內尚沒有任何一家盈利的氫能汽車生產企業,現實中北京億華通、上海重塑、佛山云浮國鴻等幾家核心技術“頭部”企業一直在“虧損”局面中掙扎,國內推動氫能產業“先行一步”的佛山目前每個加氫站月虧15萬元以上,千余輛氫能公交車常常無氫可加,長時間處于“曬月光”狀態。
要實現商業化必須要大幅度降低成本,從技術角度來看,一些關鍵零部件還未實現100%國產化,也因此成本較高。解超朋告訴記者,氫燃料電池系統主要包括電堆、質子交換膜、膜電極、雙極板、催化劑,儲氫系統主要包括儲氫瓶、瓶口閥和減壓閥等核心零部件。其中,閥門嚴重依賴進口,質子交換膜和催化劑也未取得實質性突破。不是國內企業造不出來,而是在使用壽命、技術等方面達不到國外的水平。“閥門就是一個技術上的卡脖子問題,閥門的毛利率高達90%。”解超朋表示,閥門應用在氫燃料電池汽車產業的儲氫環節,包括瓶口閥和減壓閥。其中,瓶口閥的價格約八千元,減壓閥的價格為2萬元左右。
目前,一些國內企業已經開始在核心技術上進行突破。解超朋表示,未勢能源已經在生產減壓閥,明年開始生產瓶口閥。氫用閥門實現國產化能夠快速降低部分成本,打入市場后至少降低一半。
在商業化應用方面,氫能重卡被認為是國內燃料電池率先實現商業化的細分市場之一。今年6月份,長征汽車正式上市發布新長征1號氣氫燃料電池牽引車,其兩大核心系統(燃料電池發動機、車載儲氫系統)均由未勢能源提供配套產品與技術服務。在使用壽命上,燃料電池的普遍壽命超過5000h,有些甚至達到10000h以上,遠高于鋰電池的3000h,長期使用成本低于純電動卡車。不過,氫燃料電池重卡購買成本仍然較高,目前一輛氫燃料電池重卡的售價普遍達到百萬元以上。此外,加氫等使用成本也相對較高。從當前氫燃料電池企業來看,推出產品大多應用于重卡領域。
在乘用車領域,未勢能源方面表示,一輛燃料電池乘用車,百公里耗氫一公斤,倘若成本控制在30元到35元左右,就比燃油車更具經濟性,再加上相比充電,加氫速度更快,所以優勢就會顯現。倘若整車推廣數量能夠成規模,就有望把成本快速降下來。氫能的產業鏈比鋰電池產業鏈要更加復雜,從可再生能源到制氫、加氫、再到終端應用,需要合作伙伴協同推進。