氫能近期發(fā)展熱度非常高，此前中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》中提到氫能再中斷能源消費(fèi)比例到2060年將達(dá)到20%。

4月28日，北京大學(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目主辦，主題為“電力行業(yè)能否率先碳達(dá)峰？”的沙龍上，國(guó)網(wǎng)能源研究院元博在會(huì)上也談到，氫能遠(yuǎn)期應(yīng)用加速，在工業(yè)和交通領(lǐng)域替代逐步加強(qiáng)，2060年在終端能源消費(fèi)占比有望達(dá)到15%左右。無(wú)論是氫能組織還是電力研究機(jī)構(gòu)對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)在未來(lái)能源終端利用領(lǐng)域都有類(lèi)似的預(yù)判，但氫能到底能否擔(dān)起如此重任？

國(guó)家發(fā)改委能源研究所原所長(zhǎng) 戴彥德

國(guó)家發(fā)改委能源研究所原所長(zhǎng)戴彥德對(duì)于氫能未來(lái)的利用前景有著與眾不同的判斷，戴彥德指出：“電解水制氫需要消耗的的能量大約相當(dāng)于其本身釋放能量的1.13倍，是高能耗的產(chǎn)業(yè)。此外，氫能的熱值很低，密度也很低，如果要液化儲(chǔ)存需要零下253度，這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量損失。氫在化學(xué)元素周期表排在第一位，其本身非常活躍，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，空氣中氫氣占比在4%左右就可能導(dǎo)致爆炸發(fā)生，存在安全隱患。氫在高溫高壓之下還會(huì)部分分解成原子氫，溶于鋼材中使材料的力學(xué)性能脆化，形成‘氫脆’，進(jìn)而導(dǎo)致儲(chǔ)氫、運(yùn)氫的設(shè)備脆化甚至開(kāi)裂。將氫能應(yīng)用于能源領(lǐng)域不如將其應(yīng)用于化工領(lǐng)域作為原料使用更為合適。”

氫能應(yīng)用在交通領(lǐng)域作為動(dòng)力使用和電動(dòng)汽車(chē)相比也沒(méi)有較大的競(jìng)爭(zhēng)力。戴彥德指出，目前電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的三大難題——續(xù)航里程、充電時(shí)間和使用成本均已得到大幅改善，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新也讓航空、重卡等領(lǐng)域的電動(dòng)化進(jìn)程充滿(mǎn)前景。

“火腿”還是“雞肋”

氫燃料電池汽車(chē)和鋰電汽車(chē)同樣是國(guó)家戰(zhàn)略部署的行業(yè)，但從目前的發(fā)展現(xiàn)狀看，氫燃料電池汽車(chē)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)被鋰電汽車(chē)甩在身后。從中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年，新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)136.6萬(wàn)輛和136.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)7.5%和10.9%。但2020年我國(guó)燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)均只有0.1萬(wàn)輛，同比分別下降57.5%和56.8%。

上千倍的差距和殘酷的現(xiàn)實(shí)，不得不讓我們警醒，燃料電池車(chē)到底有沒(méi)有必要發(fā)展，氫燃料電池汽車(chē)與其他類(lèi)型的汽車(chē)相比是不是“雞肋”一樣的存在？

國(guó)際能源網(wǎng)氫能匯記者對(duì)比了氫燃料電池汽車(chē)和鋰電汽車(chē)的能耗差距發(fā)現(xiàn)，兩者幾乎是存在難以跨越的鴻溝。氫燃料電池車(chē)可以理解為它的核心部件是一個(gè)發(fā)電裝置，是將氫氣內(nèi)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，其效率為30-50%。而動(dòng)力電池是一個(gè)儲(chǔ)能裝置，其效率為90%以上。從這個(gè)方面比較，氫燃料電池的效率比動(dòng)力電池低40-60%。

從能耗損失的角度看，氫燃料電池車(chē)同樣不可取。由于氫能是二次能源，其來(lái)源渠道有不同的源頭，根據(jù)測(cè)算，1公斤煤通過(guò)煤制氫運(yùn)輸?shù)郊託湔驹儆玫綒淙剂想姵剀?chē)，只能讓燃料電池車(chē)行駛0.62公里?？傂蕮p失為155%；1公斤煤發(fā)電后再水電解制氫后到加氫站用到氫燃料電池車(chē)，稍微好一些，只能讓氫燃料車(chē)行駛3.11公里，總效率損失為215%；對(duì)比1公斤煤發(fā)電后電網(wǎng)輸送到充電樁充到電動(dòng)車(chē)，能行駛22.7公里的鋰電汽車(chē)，總效率損失為65%。由此可見(jiàn)，鋰電電動(dòng)車(chē)的能源效率利用，比氫燃料電池車(chē)能效利用率高出95-150%，從行駛里程來(lái)看，鋰電電動(dòng)車(chē)更是甩出燃料電池車(chē)36倍。

靠砸錢(qián)就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)么

氫燃料電池車(chē)目前沒(méi)有得到市場(chǎng)認(rèn)可，有人認(rèn)為是技術(shù)問(wèn)題，只要技術(shù)進(jìn)步了，就像當(dāng)年的光伏一樣，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。光伏發(fā)電確實(shí)是通過(guò)金剛線(xiàn)切割、PERC、雙面雙玻等技術(shù)的進(jìn)步讓系統(tǒng)成本迅速降低，但這能否就此推斷氫燃料電池也可以呢？有專(zhuān)家認(rèn)為，氫這種元素固有的性質(zhì)是無(wú)法改變的，密度低、液化難、活躍性高、危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)并不是通過(guò)技術(shù)可以解決的。

尤其在氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域，我們國(guó)家在技術(shù)上根本比不上日本和美國(guó)。國(guó)際能源網(wǎng)氫能匯記者了解到，燃料電池技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量中排名前10位的企業(yè)中，日本企業(yè)占了7席，其中整車(chē)廠包含豐田、本田、日產(chǎn)，美國(guó)僅通用占1席。

豐田氫燃料電池車(chē)

據(jù)了解，氫燃料電池系統(tǒng)占整車(chē)成本的63%，其中，電堆占比49%、空氣循環(huán)系統(tǒng)占比21%、氫氣循環(huán)系統(tǒng)占比5%、熱力管理系統(tǒng)占比9%。就氫燃料電池系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展水平來(lái)看，雖然國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)步較快，但核心零部件依賴(lài)進(jìn)口。

以燃料電池開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的佼佼者豐田汽車(chē)為例，該公司最早在1992年便開(kāi)始研發(fā)燃料電池汽車(chē)，在1996年10月發(fā)布了首款燃料電池汽車(chē)，在隨后的十多年里，豐田汽車(chē)陸續(xù)推出了FCHV-3、FCHV-4、FCHV-5、Toyota FCHV等多款燃料電池汽車(chē)，但這些燃料電池車(chē)并沒(méi)有量產(chǎn)銷(xiāo)售。

直到2014年12月15日，豐田汽車(chē)才在日本發(fā)布全球首款量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)Mirai ，這是該公司的首款燃料電池量產(chǎn)汽車(chē)。但其高達(dá)30多萬(wàn)的售價(jià)和不配套的基礎(chǔ)設(shè)施，讓這款車(chē)的銷(xiāo)量并不如人意。2015年該款車(chē)只賣(mài)出700輛；2016年，Mirai的銷(xiāo)量不過(guò)只有2000輛。

盡管銷(xiāo)售數(shù)字在增長(zhǎng)，但這已經(jīng)是同期燃料電池銷(xiāo)量的八成以上。據(jù)了解，這款車(chē)從訂車(chē)到提車(chē)需要長(zhǎng)達(dá)兩年的時(shí)間，如果不是極端環(huán)保主義者或者是極為看中這款車(chē)型，哪個(gè)消費(fèi)者愿意等兩年的時(shí)間去買(mǎi)一輛配套設(shè)施很不完善，甚至可能不如鋰電汽車(chē)使用更方便的燃料電池車(chē)呢？

由此可見(jiàn)，行內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)尚且如此，我們國(guó)家大量補(bǔ)貼，全國(guó)各地推示范項(xiàng)目，真的就可以通過(guò)數(shù)量上“以多取勝”么？日本豐田汽車(chē)幾十年都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的事情，我們憑“砸錢(qián)”就能做好么？更何況，豐田汽車(chē)在研發(fā)燃料電池汽車(chē)方面的投入并不吝嗇，近三年來(lái)，豐田汽車(chē)的研發(fā)費(fèi)用和研發(fā)費(fèi)用占比變化幅度不大，研發(fā)費(fèi)用維持在1兆日元以上，換算成人民幣，約643億人民幣左右。

我們國(guó)家大力補(bǔ)貼燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)看起來(lái)有點(diǎn)“為人作嫁”的意思，因?yàn)樵谌剂想姵仡I(lǐng)域，已經(jīng)有一大批外國(guó)企業(yè)沖在前面，補(bǔ)貼燃料電池汽車(chē)，大概率是為這些外國(guó)車(chē)企賺錢(qián)服務(wù)。

出路何在？

雖然發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)存在諸多疑問(wèn)，但實(shí)際我們國(guó)家發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)的行動(dòng)已經(jīng)在路上了。國(guó)際能源網(wǎng)氫能匯記者了解到，2020年9月，五部委聯(lián)合下發(fā)通知，擬開(kāi)展為期4年的燃料電池汽車(chē)城市群創(chuàng)建工作，采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式，對(duì)入圍示范的城市群按照其目標(biāo)完成情況給予獎(jiǎng)勵(lì)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)公開(kāi)披露的燃料電池系統(tǒng)項(xiàng)目66個(gè)，涉及45家企業(yè)，分布在全國(guó)39個(gè)城市，籌建、規(guī)劃、簽約、在建、擴(kuò)產(chǎn)和已投產(chǎn)總產(chǎn)能約27.8萬(wàn)臺(tái)套。

氫能企業(yè)產(chǎn)能不完全統(tǒng)計(jì)

其中，氫燃料電池產(chǎn)能超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)套的企業(yè)13家，合計(jì)產(chǎn)能約18.3萬(wàn)臺(tái)套，約占總產(chǎn)能的66%。產(chǎn)能超過(guò)2萬(wàn)臺(tái)套的企業(yè)有4家，依次是氫藍(lán)時(shí)代22500臺(tái)套、濰柴動(dòng)力20000臺(tái)套、億華通20000臺(tái)套和重塑科技20000臺(tái)套。

氫燃料電池行業(yè)如火如荼的發(fā)展態(tài)勢(shì)已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)，在這種情況下，如何才能實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)行業(yè)價(jià)值的最大化？國(guó)際能源網(wǎng)氫能匯記者認(rèn)為，氫燃料電池汽車(chē)應(yīng)該選擇與鋰電汽車(chē)平行的發(fā)展路線(xiàn)，簡(jiǎn)而言之就是將應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)放在特殊車(chē)輛上。

比如重卡一類(lèi)的，需要長(zhǎng)續(xù)航里程的，尤其是物流行業(yè)對(duì)時(shí)間比較敏感的行業(yè)，選擇燃料電池重卡做物流車(chē)，可以節(jié)約大量充電時(shí)間。大型商用車(chē)輛的產(chǎn)品形態(tài)意味著它對(duì)氫燃料電池組的體積和重量要求并不高，因?yàn)闅淙剂想姵氐睦m(xù)航里程上更有優(yōu)勢(shì)，即使在加氫站分布不那么廣的情況下，也可以滿(mǎn)足在固定站點(diǎn)加氫的需求。

另一方面，將氫燃料電池車(chē)改造成混合動(dòng)力型的汽車(chē)，將氫轉(zhuǎn)化為甲醇用作為車(chē)的動(dòng)力源，也可以解決氫燃料電池汽車(chē)因氫脆而導(dǎo)致設(shè)備老化或者安全性能的問(wèn)題。此外，還有觀點(diǎn)認(rèn)為將氫燃料電池作為小型發(fā)電車(chē)在搶險(xiǎn)救災(zāi)或者大型會(huì)議活動(dòng)中的備用電源使用也是一條出路。

綜上所述，氫能規(guī)?；米钪饕⒉皇窃诮煌I(lǐng)域，因?yàn)榻煌I(lǐng)域現(xiàn)存的技術(shù)和產(chǎn)能已經(jīng)基本滿(mǎn)足需求，即使在航空航天領(lǐng)域，人們也可以通過(guò)生物質(zhì)能來(lái)替代化石能源，保證其用能需求。氫能更主要用在化工領(lǐng)域，利用氫制合成氨、在石油煉化領(lǐng)域用于加氫裂化和脫硫，實(shí)際發(fā)揮的作用更大。

在政策利好的影響下，氫燃料電池企業(yè)激增，很多企業(yè)看中的是政策補(bǔ)貼的紅利，在沒(méi)有找到好的商業(yè)模式之前，如此大規(guī)模投入燃料電池行業(yè)并不是明智之舉。