鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1733次 | 2019年03月29日
兩年擴(kuò)產(chǎn)10倍,今天的燃料電池能否重演這一歷史?
正如市場(chǎng)之前所預(yù)料的一樣,新能源補(bǔ)貼退坡政策正式出爐。不同于之前的20%退補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),2019年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在2018年基礎(chǔ)上平均退坡50%。
而由于電動(dòng)汽車已經(jīng)具備市場(chǎng)化條件,之后的政策扶持重點(diǎn)轉(zhuǎn)向燃料電池汽車。燃料電池汽車補(bǔ)貼將根據(jù)不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化,單獨(dú)出臺(tái)燃料電池的補(bǔ)貼政策。
其實(shí),今年以來(lái)燃料電池的風(fēng)便越刮越烈,從燃料電池股連續(xù)大漲,到兩會(huì)上多個(gè)代表提交發(fā)展燃料電池的提案,再到氫能源首次寫入《政府工作報(bào)告》。這讓人想起過(guò)去十年的新能源汽車,這期間涌現(xiàn)出大量的高成長(zhǎng)企業(yè),鋰電池股也逐漸成為了股市的主角之一。
今天的燃料電池能否重演這一歷史?
燃料電池與鋰電池的對(duì)比
燃料電池是一種不經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料如氫氣、天然氣等和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置,是繼水力發(fā)電、火力發(fā)電、化學(xué)發(fā)電之后第四種發(fā)電方式。
按電解質(zhì)的不同,燃料電池可以分成以下幾類,其中質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC操作溫度低、啟動(dòng)速度快,是車用燃料電池的首選。
燃料電池能量密度明顯高于鋰電池。
能量密度決定續(xù)航里程,意味著燃料電池的續(xù)航里程遠(yuǎn)超過(guò)鋰電池。使用燃料電池的電動(dòng)汽車動(dòng)力性能高、充電快、續(xù)駛里程長(zhǎng)、接近零排放,可以說(shuō)是未來(lái)新能源汽車的有力競(jìng)爭(zhēng)者。
無(wú)論如何,燃料電池的發(fā)展都會(huì)搶占鋰電池的地盤,哪怕只是搶占了商用車領(lǐng)域的地盤,對(duì)鋰電池行業(yè)的估值也是不利的。
其次,鋰電池汽車充電地點(diǎn)靈活,燃料電池汽車只能去公共加氫站加氫。
這決定了政府想要發(fā)展燃料電池汽車,必須先啟動(dòng)大規(guī)模的加氫站建設(shè)。所以加氫站行業(yè)將在燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展中最先啟動(dòng),最早受益。
如今政府對(duì)二者的補(bǔ)貼逐漸表現(xiàn)出不同態(tài)度,或許正是基于上述不同點(diǎn)的考慮。
燃料電池未來(lái)發(fā)展空間
那么燃料電池汽車如今的產(chǎn)量是多少呢?從1968年第一輛氫燃料電池車問(wèn)世到2018年,全球累計(jì)銷量?jī)H6475輛。
中國(guó)的燃料電池產(chǎn)業(yè)化元年則是2017年,這一年燃料電池汽車產(chǎn)量為1247輛,2018年燃料電池汽車產(chǎn)量達(dá)到1619輛,銷量則為833輛。
而目前,根據(jù)《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》,僅上海、武漢等八個(gè)地區(qū)規(guī)劃顯示,到2020年燃料電池汽車計(jì)劃將超過(guò)15000輛。僅兩年時(shí)間就要從1619輛增加到15000輛,看得出來(lái)燃料電池汽車被寄予了厚望。
此外,2020年中國(guó)的加氫站數(shù)量計(jì)劃達(dá)到100座,行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3000億元;到2030年,燃料電池車輛保有量達(dá)到200萬(wàn),加氫站數(shù)量達(dá)到1000座,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破一萬(wàn)億元。
光看這些數(shù)字,就能想到這個(gè)行業(yè)的增長(zhǎng)空間該有多大。
燃料電池發(fā)展障礙
當(dāng)然,目標(biāo)是一回事,能否實(shí)現(xiàn)又是另一回事。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的路上仍存在著很多阻礙,主要是成本以及技術(shù)上的一些障礙。
我們先看生產(chǎn)以及儲(chǔ)氫方面的技術(shù)障礙。
首先是制氫。目前全球主流的選擇是石化原料制氫和化工原料制氫,主要原因在于石化原料制氫和化工原料制氫的成本較低,具有盈利空間。
從當(dāng)前技術(shù)、資源條件來(lái)看,我國(guó)主要采用石化原料制氫法,在過(guò)程中,二氧化碳的排放水平較高。不過(guò)可以引入二氧化碳捕捉技術(shù)(CCS),以降低碳排放。不過(guò)很明顯,這種方式是不可持續(xù)的,解決不了環(huán)境與能源的矛盾。
當(dāng)前制氫技術(shù)比較發(fā)達(dá)的日本,主要采用的制氫方法就是電解水制氫。這是最清潔、最可持續(xù)的制氫方式,并且是未來(lái)制氫的發(fā)展的重要方向。但這種制氫技術(shù)當(dāng)前最主要的障礙同樣是成本問(wèn)題以及制造效率。
再者是儲(chǔ)氫。氫是所有元素中最輕的,在常溫常壓下為氣態(tài),密度僅為0.0899kg/m3,是水的萬(wàn)分之一,因此其高密度儲(chǔ)存一直是一個(gè)世界級(jí)難題。
燃料電池儲(chǔ)氫方式主要包括高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫以及儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫,目前燃料電池汽車儲(chǔ)氫的主流技術(shù)是高壓儲(chǔ)氫。不過(guò)這種方式能耗較高、傳統(tǒng)鋼瓶?jī)?chǔ)氫時(shí)儲(chǔ)氫密度難以達(dá)到要求。
最后則是加氫站的建設(shè)。這是燃料電池行業(yè)目前迫切需要解決的問(wèn)題。從世界范圍看,截至2017年底,全球運(yùn)行的加氫站328座,亞洲119座,歐洲139座,北美68座。其中,日本91座,德國(guó)45座,美國(guó)40座。到2018年底,國(guó)內(nèi)共建成加氫站12座并投入運(yùn)營(yíng),在建的加氫站33座。這一數(shù)字距離2020年目標(biāo)建成100座仍相差較大。
建設(shè)成本高企也是企業(yè)不愿投入加氫站的重要原因,目前一座可供10輛燃料電池公交車使用的加氫站,建設(shè)費(fèi)用大約為800萬(wàn)元。
這些問(wèn)題在一定程度上推高了燃料電池的成本,再加上燃料電池主要核心部件造價(jià)昂貴,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鋰電池車和燃油車。
據(jù)美國(guó)能源部最新數(shù)據(jù)顯示,以上文提到的80kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)為例,2017年,每生產(chǎn)1000套燃料電池,燃料電池系統(tǒng)(包括燃料電池電堆、高壓儲(chǔ)氫罐、升壓變頻器、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力控制單元等)的成本達(dá)到179美元/kW,其中電堆成本為118美元/kW;而每生產(chǎn)1萬(wàn)套燃料電池,燃料電池系統(tǒng)成本為79美元/kW,其中電堆成本為39美元/kW。
這說(shuō)明,產(chǎn)量越大,成本降低幅度越大。根據(jù)機(jī)構(gòu)研報(bào)測(cè)算,若年產(chǎn)量達(dá)到5萬(wàn)臺(tái),燃料電池電堆成本可降至10萬(wàn)元以下,整車成本可降至30萬(wàn)元以下。
圖:80kW燃料電池系統(tǒng)成本曲線
另一方面,在氫燃料發(fā)電的過(guò)程中,對(duì)含鉑催化劑的需求非常大,但鉑金作為貴金屬,價(jià)格非常高昂。不過(guò)隨著技術(shù)進(jìn)步,豐田的技術(shù)已經(jīng)將催化劑鉑含量降低到燃油車的2倍左右。目前,豐田的燃料電池車Mirai每輛車用鉑20g,約合0.17g/kW。
而根據(jù)美國(guó)能源部的規(guī)劃,到2020年燃料電池汽車用鉑量預(yù)計(jì)會(huì)下降到0.125g/kW。在這個(gè)層面,中國(guó)燃料電池行業(yè)對(duì)于原料的依賴還有更多的持續(xù)工作要做。
燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
可以看出,燃料電池汽車行業(yè)正在被寄予厚望,雖然成本和技術(shù)上仍有障礙,但總的來(lái)說(shuō)正在逐步突破中。而目前,中國(guó)的燃料電池市場(chǎng)也已經(jīng)擁有了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
前文我們提到了,質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是目前燃料電池汽車的首選。這種電池的產(chǎn)業(yè)鏈涉及上中下游多個(gè)環(huán)節(jié):
以下我們介紹幾個(gè)相對(duì)重要的環(huán)節(jié)和公司:
1)燃料電池堆(上游)
燃料電池堆主要由膜電極和雙極板構(gòu)成,其中膜電極是氫燃料電池的核心部件,其成本占據(jù)電堆總成本的60%以上,膜電極的技術(shù)和生產(chǎn)不僅決定電堆的使用條件和壽命,同時(shí)也決定電堆的成本和燃料電池的推廣使用。
這里值得一提的是上市公司雄韜股份,這家公司從今年年初開(kāi)始率先于燃料電池板塊股價(jià)起漲且漲幅最大,或許就與其涉足質(zhì)子交換膜有關(guān)。
這家公司在建的燃料電池產(chǎn)能是全國(guó)第一,不管是電堆、膜電極、雙極板、催化劑都是自己生產(chǎn),膜電極還出口到普拉格。并且在武漢和大同擁有3個(gè)在建和建成了的加氫站。
在工信部2018年推薦的燃料汽車排名第三(截至10月份)。這時(shí)離這家公司轉(zhuǎn)型才過(guò)去1年多。
而目前國(guó)際上燃料電池堆的龍頭企業(yè)要屬加拿大的巴拉德和Hydrogenics。值得注意的是,2018年8月中國(guó)上市公司濰柴動(dòng)力與巴拉德達(dá)成戰(zhàn)略性合作,投資1.63億美元持有巴拉德19.9%的股權(quán),成為巴拉德第一大股東。
2)加氫站(下游)
正如前文所說(shuō),發(fā)展燃料電池汽車,必須先啟動(dòng)大規(guī)模的加氫站建設(shè)。而鋰電池汽車與公共充電站的發(fā)展并不同步,因?yàn)檐囍鞫荚诩页潆?,?dǎo)致充電樁的建設(shè)進(jìn)度嚴(yán)重滯后。
所以加氫站行業(yè)將在燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展中最先啟動(dòng),最早受益。在最近出臺(tái)的燃料電池政策中,直指加氫站的原因就在于此。
該行業(yè)可以關(guān)注厚樸股份。厚普股份主營(yíng)業(yè)務(wù)為天然氣汽車加氣站設(shè)備及信息化集成監(jiān)管系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。
【總結(jié)】
綜上,相比于鋰電池,使用燃料電池的電動(dòng)車擁有性能更高更環(huán)保的優(yōu)勢(shì),是未來(lái)新能源汽車的有力競(jìng)爭(zhēng)者。另就政府目前制定的規(guī)劃,該行業(yè)擁有極大的增長(zhǎng)空間。
不過(guò)目前制約氫燃料汽車發(fā)展的主要障礙是電堆、生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)氫的技術(shù)和成本問(wèn)題,部分環(huán)節(jié)還處于技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。但是也在不斷引進(jìn)技術(shù)加快突破中。
但就目前情況看,在氫燃料電池汽車這個(gè)被認(rèn)為是人類出行終極解決方案的市場(chǎng)領(lǐng)域,想要與鋰電池正面對(duì)抗,仍需要交給市場(chǎng)和時(shí)間判斷。