李泯泯
下半年以來,半導體行業的集成電路、芯片成為焦點。9月21日,財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展改革委、國家能源局五部委聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》(以下簡稱《通知》),對燃料電池汽車購置補貼政策,調整為燃料電池汽車示范應用支持政策。
《通知》對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予獎勵,形成布局合理、各有側重、協同推進的燃料電池汽車發展新模式,并將重點支持燃料電池商用車示范應用。一石激起千層浪,沉寂了一段時間后,氫燃料電池又被推上熱搜。
氫燃料電池邁上新高度
中國作為世界最大的化石能源消費國與進口國,開發與利用氫能的意義不言而喻。氫氣產量第一,儲氫材料產銷量第一是目前我國在氫能發展方面取得的兩大成就。預測未來30年,我國的氫能產量將帶動形成一個12萬億元產值的氫能應用消費領域。
在汽車電動化進程中,氫燃料電池成為最大亮點之一。一輛采用氫燃料電池的汽車充滿五千克的氫氣續航里程可達500公里至700公里,與一般電動汽車相比,加氫過程僅需幾分鐘,總價格大約是175元,而改用汽油同樣行駛600多公里,車輛燒油費用約為350元,前者成本只是后者的一半。有研究預測稱,到2025年氫能汽車將占到全世界車輛的20%—25%,承擔約18%的能源需求。
國外發展氫燃料電池汽車十分積極,早在20年前,日本本田就推出了以氫燃料電池為動力的原型車。在我國,由于過去一段時間產業發展的重點主要集中在純電動和插電式混合動力汽車上,氫燃料電池汽車產業化進程比純電動汽車慢了10年。
直到2018年5月,我國政府領導人訪日時參觀了位于北海道的日本豐田汽車旗下工廠,考察了一系列豐田自主研發的高科技產品,其中有全球首輛量產氫燃料電池汽車豐田Mirai,其502公里的長續航里程、僅需5分鐘的加注時間和-30°C低溫啟動的優越性能,備受市場追捧。
在此之后,我國政府加大了對氫能源開發利用的支持力度,氫燃料電池才真正為中國汽車行業所重視,包括 41家中國整車企業、汽車零部件企業的越來越多中國企業加入氫燃料電池行業。產業資本也在氫能及燃料電池產業不斷加碼,到2018年,氫燃料電池產業相關投資及規劃資金已超過850億元。截至今年8月,累計有92家相關企業進入國家工信部公告,對應車型數量達220款,我國氫燃料電池汽車保有量超過7200輛,建成約80座加氫站。
不過,我國氫燃料電池汽車大多聚集在商用車領域,主要是示范項目,尚未形成以普通消費者為主體的市場。燃料電池汽車產業規模化尚未形成,在關鍵技術上也還達不到量產條件,導致整車成本較高。目前來看,在氫燃料電池技術領域,還是國外企業掌握話語權,國內企業相比海外企業目前主要差距在可靠性與成本上。氫燃料電池系統包括電堆、供氫系統、進風系統、冷卻系統、加注系統、控制系統等,核心技術多數掌握在國外企業,70%的燃料電池零部件需要進口。比如核心部件電堆,現在國際上燃料電池電堆功率密度達到了每立升3千瓦,而國內還在2千瓦以下。國外知名企業有加拿大巴拉德(大洋電機入股,國內建有合資公司)、美國Plug Power(亞馬遜入股)和豐田的TFSC(全封閉體系),是市場中的佼佼者。龍頭企業主要分為兩類:一類是既做整車,又做電池系統,所謂“大而全”的車企豐田、現代等;另一類則“專而精”,專攻電池系統,例如加拿大巴拉德、美國戈爾、英國莊信萬豐、國內的億華通等公司。在燃料電池成本中占比最高的是燃料電池組。要實現氫燃料電池的商業化,就要在降低氫燃料電池的鉑催化劑、電解質膜和雙極板三個關鍵部件的成本上取得突破。
唯深耕可贏“氫”心
在業內人士看來,未來10-20年將是我國氫燃料電池汽車產業發展的重要機遇期,要想趕上國際一流水平,相關技術、整車應用必須具備產業化、規模化能力。按照國際能源署與國際氫能委員會的研究成果,規模化是降低氫能成本的關鍵,一旦使用量上來,氫能源系統的制取成本會以每年20%-30%左右的速度下降,其中當然也包括氫能產品的消費端成本。
我國政府與企業已經形成共識:要積極破解氫燃料電池汽車產業化、商業化難題。只有通過關鍵材料的本土化,才能大幅度降低成本,燃料電池全面商業化才有可能。如果把燃料電池行業按照原材料、零部件、電堆、發動機、整車進行上下游的劃分,中國企業必須要往上游走,要加強基礎共性技術的聯合攻關,重點攻破催化劑、質子交換膜等關鍵技術,共同推動燃料電池電堆、高壓氫氣瓶等關鍵部件降成本,才能掌握市場話語權。
前不久,北京市發布了《北京市氫燃料電池汽車產業發展規劃(2020-2025年)》。規劃顯示,2025年前,北京市將培育5-10家具有國際影響力的氫燃料電池汽車產業鏈龍頭企業,力爭實現氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛,氫燃料電池汽車全產業鏈累計產值突破240億元。
11月13日,上海發布了燃料電池汽車發展創新方案。計劃到2023年,規劃加氫站接近100座,建設運行超過30座,形成產值規模約1千億元,推廣氫燃料電池汽車突破1萬輛。到2025年,上海成為全球燃料電池汽車產業發展高地,建成運行超過70座加氫站,推廣應用燃料電池汽車達到萬輛級規模以上。
去年以來,我國燃料電池在關鍵技術方面不斷取得重大突破,氫燃料電池零部件的國產化速度已超出預期。目前已有超過30家上市企業積極攻關氫燃料電池技術,除一汽、上汽、東風、吉利、長城、宇通、金龍等耳熟能詳的車企外,國家能源集團、中廣核等能源企業也在紛紛布局氫燃料汽車。
針對我國燃料電池汽車產業核心技術和關鍵零部件缺失、企業創新能力不強等問題,財政部發布的2020年新能源汽車補貼新政中,將當前對燃料電池汽車的購置補貼調整為選擇有基礎、有積極性、有特色的城市或區域,重點圍繞關鍵零部件的技術攻關和產業化應用開展示范。重點支持關鍵核心技術研發突破,推動關鍵零部件在產業化應用中考核驗證和迭代提升,探索有效的商業運營模式,提升燃料電池汽車經濟性。那些快速發力、率先發布氫燃料電池產業化規劃,并設置清晰目標,產業配套完善的城市,就占到了獲得示范城市的指標的先機,也將最先受益。
氫燃料電池車的國產大潮在“政策引導,技術突破,外企加成”的促進下已經掀起新一波巨浪。唯有深耕,方可贏得“氫”心。