作為能源轉(zhuǎn)型和汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型的有效降碳路徑，氫燃料電池如今站上了產(chǎn)業(yè)風口，不僅頻頻現(xiàn)身于不少地區(qū)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃路線圖中，更引發(fā)了資本市場的追逐熱捧。
一邊是各地政府積極性頗高、投資界和企業(yè)界加速布局，一邊是產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)囿于技術(shù)和成本瓶頸。當下行業(yè)最聚焦的問題是：氫燃料電池汽車要迎來爆發(fā)式發(fā)展了嗎？
“我國燃料電池汽車即將走向一個新高潮。”國家燃料電池汽車及動力系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心副主任、同濟大學汽車學院博導馬天才在接受本刊專訪時表示，從降低成本和提高自主化率角度看，目前燃料電池的技術(shù)發(fā)展階段，非常像純電動汽車爆發(fā)前夜的狀態(tài)。
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電動汽車成功之路難以簡單復制
記者：近年來，我國高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，利好政策密集出臺，氫能正成為能源投資的新風口。我國氫能發(fā)展現(xiàn)狀如何？
馬天才：作為一種清潔能源，氫能是未來能源革命的重要突破口之一。近年來，在一些全球主要經(jīng)濟體的積極推動下，氫能逐漸成為國際競爭的新焦點，并獲得快速發(fā)展。氫能應(yīng)用場景日漸豐富，交通領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模穩(wěn)步提升，工業(yè)、建筑等領(lǐng)域應(yīng)用方興未艾。
實際上，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較早，且擁有得天獨厚的資源和技術(shù)優(yōu)勢。一方面，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)良好，能源資源稟賦豐富，未來應(yīng)用需求廣泛；另一方面，我國燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用較為活躍，發(fā)展勢頭強勁，擁有打造完備產(chǎn)業(yè)鏈條的技術(shù)基礎(chǔ)。
燃料電池是氫能最具長期發(fā)展?jié)摿Φ南掠螒?yīng)用之一。如今，我國燃料電池汽車即將走向一個新高潮。從降低成本和提高自主化率角度看，目前燃料電池的技術(shù)發(fā)展階段，非常像純電動汽車爆發(fā)前夜的狀態(tài)。
隨著產(chǎn)業(yè)資本和技術(shù)研發(fā)的不斷投入，氫能產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展?jié)摿薮?，預計未來10至20年，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。
記者：早在2000年，我國就將氫燃料電池車、純電動和插電式混合動力車一同作為新能源汽車技術(shù)列入國家重大科研計劃。但與電動車相比，氫燃料電池汽車發(fā)展進程明顯落后。氫燃料電池汽車能否創(chuàng)造出如電動車產(chǎn)業(yè)般的輝煌？
馬天才：燃料電池系統(tǒng)在氫燃料電池車中的作用，類似發(fā)動機之于傳統(tǒng)燃油汽車，或動力電池系統(tǒng)之于電動車，其成本約占整車成本的60%。這個系統(tǒng)包括電堆和氫氣系統(tǒng)等，氫氣和氧氣從電堆的入口進入，通過一定的電化學反應(yīng)后持續(xù)輸出電能，驅(qū)動車輛行駛。
與依靠儲能方式獲取電能的純電動車不同，氫燃料電池車內(nèi)置的燃料電池屬于發(fā)電裝置。因此，氫燃料電池車比電動車復雜得多，技術(shù)門檻也高得多。氫燃料電池汽車很難簡單復制電動汽車的成功模式，因為兩者的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)鏈條有著明顯區(qū)別。
近年來，氫燃料電池汽車技術(shù)攻關(guān)取得一定成果，我國部分企業(yè)在燃料電池核心零部件上實現(xiàn)了自主化，且?guī)缀跛辛悴考杀径加辛嗣黠@的降幅。
例如，五年前每千瓦電堆成本大約在1萬元，現(xiàn)在這一數(shù)字降至2000元～3000元；燃料電池價格總體下降幅度超過60%。此外，目前國內(nèi)不論電堆還是燃料電池系統(tǒng)，國產(chǎn)化率基本達到90%，一些輔助系統(tǒng)的性價比甚至明顯超過國外。以目前的技術(shù)進步和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度，2025年燃料電池總成本降至每千瓦2000元的目標不難實現(xiàn)，到2030年氫燃料電池汽車價格可能與燃油車接近。
但不容忽視的是，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈條復雜，由氫氣制取、儲運、加注和應(yīng)用多環(huán)節(jié)構(gòu)成，每一個環(huán)節(jié)仍面臨著較大的降成本壓力。
預計到2025年，氫燃料電池汽車將實現(xiàn)較高的技術(shù)成熟度，行業(yè)有望進入商業(yè)化時代；到2030年，技術(shù)成本大幅降低，基礎(chǔ)設(shè)施也較為完善，產(chǎn)業(yè)鏈有可能實現(xiàn)真正的突破；到2050年，氫燃料電池汽車可能會給傳統(tǒng)汽車行業(yè)帶來質(zhì)的變化。
市場缺乏面向產(chǎn)品化的技術(shù)
記者：全國多地不斷吹響發(fā)展氫能的集結(jié)號，出臺規(guī)劃、實施方案、行動計劃等，投資界和企業(yè)界也不斷涌入市場，導致產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是什么？
馬天才：在碳達峰碳中和目標愿景下，為推動能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，今年以來，已有不少地方提出了各自的氫能和燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃。隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策熱度升高及技術(shù)突破加持，各地各行業(yè)入局者眾多。
目前來看，氫能也好，燃料電池也好，都已經(jīng)具備了小規(guī)模示范應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是，一項技術(shù)從實驗室走向大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，需要不斷地進行技術(shù)迭代，經(jīng)過嚴格的測試驗證。
我們有個說法，從實驗室的單電池數(shù)據(jù)到電堆，性能要打六折；從電堆到系統(tǒng)，還要再打六折。業(yè)內(nèi)宣稱的燃料電池數(shù)據(jù)大多是設(shè)計指標，或者是實驗室臺架測試數(shù)據(jù)。換言之，這些電池產(chǎn)品并未經(jīng)過充分的實際驗證，其實際使用數(shù)據(jù)與宣傳指標可能會有很大出入。
以商用車燃料電池電堆為例，在廠商宣傳中，其普遍壽命達8000小時至1萬小時，但實際在重載情況下，若按額定功率持續(xù)運行，國內(nèi)外燃料電池系統(tǒng)至少有60%的產(chǎn)品跑不到1000小時。但電堆企業(yè)自行驗證的動力并不強，這是因為，一輛商用車的燃料電池壽命需要達到2萬至3萬小時，即便每年進行高強度測試，也需驗證近6年。而且，驗證費用高昂，100千瓦級的電堆做2萬小時的驗證，在上海地區(qū)的氫氣費用就要1000萬元。且需要驗證的遠不止一個電堆，因而驗證總體投入費用需以億元計。
產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，原因就是缺乏面向產(chǎn)品化的技術(shù)?，F(xiàn)在的氫燃料電池汽車技術(shù)成熟度不高，并不具備大規(guī)模生產(chǎn)的條件，不能算是真正意義上的商品。
從企業(yè)角度來看，燃料電池汽車行業(yè)所用的零部件，主要集中在國內(nèi)的幾家企業(yè)，這些企業(yè)的產(chǎn)品比較可靠，技術(shù)也相對較為成熟，因而最后的成品也非常類似。但新產(chǎn)品要進行市場推廣，必然對產(chǎn)品性能提出更高要求，如更高耐久性、滿足更廣范圍使用需求、更具經(jīng)濟性等。然而，這部分工作大家做得還不夠。
市場上不少燃料電池汽車企業(yè)，各有各的困難，但是幾乎都很難實現(xiàn)盈利，面向產(chǎn)品開發(fā)進行大投入的耐久性充分驗證需要很大勇氣。更有甚者，就是沖著補貼去的，由于補貼門檻并不高，所以政策在引導企業(yè)技術(shù)突破上發(fā)揮的作用十分有限。
更關(guān)鍵的一點是，現(xiàn)階段燃料電池汽車產(chǎn)品經(jīng)濟性不足。所以多數(shù)企業(yè)要么靠政府補貼，要么靠對未來收益預期的貼現(xiàn)，并沒有把精力真正放在做好產(chǎn)品上。
記者：如何避免“各自為政、低水平重復建設(shè)”的誤區(qū)，引導產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展？
馬天才：總體來說，“講故事圈錢”、收割智商稅、完全依靠政府補貼的時代已經(jīng)一去不返，市場已逐漸趨于理性、冷靜。
作為地方政府來說，布局上馬氫能項目時應(yīng)把握兩個關(guān)鍵點：一是當?shù)負碛袃r格低廉或潔凈綠色的氫源，二是當?shù)鼐邆錃淠艿膹V泛應(yīng)用場景或一定的市場需求規(guī)模。
作為企業(yè)來說，要把主要精力和資源放在技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)和產(chǎn)品迭代升級上，注重長線投資，扎扎實實把產(chǎn)品做好，把技術(shù)做好，通過有優(yōu)勢應(yīng)用場景的充分測試驗證，真正打造具有世界影響力的氫能企業(yè)和行業(yè)龍頭。
資本“熱”，市場“冷”
記者：當前，資本市場上刮起一股“氫旋風”，能源巨頭紛紛搶灘該市場。超過三分之一的央企積極布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，一些民營企業(yè)光伏巨頭也強勢切入，資本的瘋狂追捧將對產(chǎn)業(yè)造成什么影響？
馬天才：當前，各路資本蜂擁而至，不少企業(yè)將目光瞄準氫能領(lǐng)域，我覺得這是好事情。
氫燃料電池汽車背后的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)復雜，包括上游制氫、中游儲運、下游加氫及終端應(yīng)用。如果只有少數(shù)幾家企業(yè)在做，市場很難形成氣候和規(guī)模。
在降碳背景下，氫能的重要性在國際上日漸受到重視。根據(jù)國際氫能委員會今年1月發(fā)布的統(tǒng)計報告，至少有包括美國、歐洲和日本在內(nèi)的18個經(jīng)濟體公開發(fā)布了國家氫能源發(fā)展戰(zhàn)略，這些經(jīng)濟體約占世界經(jīng)濟總量的70%。該機構(gòu)預計，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，可能創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值，減少60億噸二氧化碳排放；以氫能為核心的燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的20%～25%，屆時氫能將成為與汽油、柴油并列的終端能源消費主體。
可以說，氫能已成為各國競相押注的未來能源，是能源競爭的制高點。發(fā)展氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，已成為我國乃至世界能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)調(diào)整的重大戰(zhàn)略方向。
央企積極布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，是響應(yīng)國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略的有力舉措。在碳達峰碳中和目標引領(lǐng)下，國家高度重視并積極推動氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)將氫能及燃料電池技術(shù)列為“十四五”期間能源技術(shù)裝備的主攻方向和重點任務(wù)。氫能成為資本市場追捧的明星，一方面是因為碳達峰碳中和目標給能源消費大戶帶來減碳壓力，另一方面也是基于國家對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ目隙ā?
一些龍頭企業(yè)對氫能產(chǎn)業(yè)展開大力投資和戰(zhàn)略部署，并不是腦子一熱，其原因更多是基于自身的資源和技術(shù)等優(yōu)勢，在能源轉(zhuǎn)型大背景下，尋找新的經(jīng)濟增長點。一般來說，這些大型企業(yè)業(yè)務(wù)布局較為務(wù)實，眼光也比較長遠，能夠暫時放棄短期利益，踏踏實實地推動產(chǎn)品實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用和技術(shù)迭代，賦能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)破局蝶變。
當然，除了一些大型企業(yè)的長遠布局，其中也不排除相關(guān)企業(yè)熱衷于炒作，以提高自身股價為目的跟風布局。但我們也應(yīng)看到，資本是產(chǎn)業(yè)迅速擴張的有力“催化劑”。為促進行業(yè)的健康發(fā)展，政府要做的就是加強引導，讓企業(yè)認清產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段特性，進行理性投資。
我認為，未來，氫燃料電池最先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一定是中國。除了資源稟賦，重要原因之一就是我們擁有“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢。
記者：盡管資本市場很“熱”，但車輛投放未達預期，市場出現(xiàn)“冷”的現(xiàn)象。目前制約氫能發(fā)展的主要瓶頸問題是什么？
馬天才：產(chǎn)業(yè)鏈條上各環(huán)節(jié)成本高昂，是制約燃料電池車實現(xiàn)規(guī)模發(fā)展的痛點之一。
一是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善。目前我國氫能推廣應(yīng)用場景主要集中在交通領(lǐng)域，但與車輛配套的加氫站、氫氣儲運等覆蓋范圍還不夠廣。
二是加氫成本居高不下。加氫站的建設(shè)費用高昂，導致加氫費用貴，無法與燃油車競爭。
三是技術(shù)不成熟，尚未實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)?，F(xiàn)在多數(shù)項目都處于示范應(yīng)用階段，即使加上政府補貼的情況下，項目的經(jīng)濟性也遠遠未達實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的水平。
全產(chǎn)業(yè)鏈條上各個環(huán)節(jié)都貴，耦合在一起，就造成如今這個局面。發(fā)展氫燃料電池的城市，首先要解決的問題就是“氫從哪里來”，氫源是源頭保障，是必須考慮的因素。同時要關(guān)注的是氫氣加注和加氫站，目前壓縮機、加氫機等關(guān)鍵設(shè)備我國依然高度依賴進口。
以儲運環(huán)節(jié)為例，氫氣儲運有液氫、高壓運氫、管道運氫、通過氨氣或甲烷等化合物運氫等多種手段，可根據(jù)具體應(yīng)用場景和成本進行選擇。比如大型化工園區(qū)可用管網(wǎng)輸送；短距離運輸則使用高壓氫氣罐；液氫密度最高，在長途運輸中具備經(jīng)濟性，但必須保存在零下252.8攝氏度的極低溫之下，否則容易揮發(fā)。中國車用氫氣以氣態(tài)運輸為主，但當前普遍采用的20兆帕長管拖車的運輸效率偏低。據(jù)中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用聯(lián)盟測算，這一方式下的單車運氫量約300公斤，不足國外45兆帕高壓氧瓶長管拖車運量的一半。
下一個萬億級藍海市場
記者：氫燃料電池汽車如何走出“叫好不叫座”的困境？
馬天才：我們常說，氫燃料電池車，賣車的不賺錢，用車的還虧錢。雖然燃料電池技術(shù)快速發(fā)展，但居高不下的成本仍極大阻礙了國內(nèi)氫燃料電池汽車的推廣。這么高的成本由誰來買單？實際上，對于多數(shù)氫燃料電池示范項目來說，政府不補貼，就沒有經(jīng)濟性。
近年來，無論是地方政府還是企業(yè)，都在觀望最新的國家補貼消息。去年9月，財政部等五部門發(fā)布了關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知。但一直到現(xiàn)在，這份正式名單遲遲未公布。
根據(jù)通知要求，將對燃料電池汽車的購置補貼政策，調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵。示范期間，五部門將采取“以獎代補”方式，對入圍示范的城市群按照其目標完成情況給予獎勵。
對一些地方政府來說，幾輛氫燃料電池車可以補貼，但如果市場上動輒投放幾千輛上萬輛車，就十分考驗地方政府的財力了。從另一個角度來看，國家對獎補政策的落地嚴格把關(guān)，也是在行業(yè)技術(shù)不成熟的階段不過度放量的一個表現(xiàn)。
以豐田汽車為例，作為全球燃料電池汽車行業(yè)龍頭，豐田技術(shù)和銷量都位居全球首位。但即便是豐田的燃料電池汽車，在缺乏補貼的情況下也難以在市場上與傳統(tǒng)汽車競爭。近年來，豐田汽車加大與中國燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的合作，其強勢進入中國市場的意圖在于聯(lián)合中國公司，在中國政府的補貼下快速推動產(chǎn)品的規(guī)?；瘧?yīng)用和技術(shù)迭代。
記者：目前業(yè)界的共識是，清潔低碳的綠氫才是氫能實現(xiàn)規(guī)模利用的未來。對此您怎么看？
馬天才：只有前端氫源足夠清潔、低廉且便利，后端汽車應(yīng)用場景才能真正打通價值鏈。目前來看，綠氫是與碳達峰碳中和目標愿景最吻合的氫源?？稍偕茉粗茪?，是業(yè)界公認的最具前景的制氫方式，但現(xiàn)階段經(jīng)濟性不高。
中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟編著的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，我國低碳清潔氫供給能力豐富，可再生能源制氫有望在2030年實現(xiàn)平價。
具體來看，到2025年，我國光伏與風電的新增裝機發(fā)電成本將降低到0.3元/千瓦時，可再生能源電解水制氫成本降到25元/千克，并能夠與天然氣制氫進行競爭。到2030年，可再生能源發(fā)電成本降低到0.2元／千瓦時后，電解水制氫成本將低至15元/千克，將具備與現(xiàn)在的化石能源加上CCUS技術(shù)制氫的價格競爭能力。
例如海上風電制氫，就是氫源“綠化”的典型代表。海上風電制氫可以獲得無碳、可儲存、可運輸?shù)摹熬G氫”，是一種適合大規(guī)模部署的未來能源解決方案。當前，中國已經(jīng)成為全球海上風電裝機量最大的國家。今年以來，廣東、福建、江蘇等海上風電開發(fā)規(guī)模較大的省份，紛紛建設(shè)或計劃建設(shè)千萬千瓦級以上的海上風電基地項目，推進海上風電大規(guī)模發(fā)展。
我國可再生能源豐富，潛力巨大，將來隨著海上制氫等相關(guān)裝備和技術(shù)的成熟，氫源價格將低于汽油、柴油等，成為低碳時代的重要能源支撐，更會催生數(shù)以萬億計的市場。
