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万亿氢能产业东风下,氢能源汽车能否起飞?

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在加快推动碳达峰、碳中和大背景下,氢能产业成为经济发展的新风口。行业变革提供了全新的增长机会。目前,氢能产业处于快速发展阶段,各类应用场景和使用需求快速增加,技术发展更新速度加快,未来氢能源纳入终端能源体系将成为实现 ” 双碳 ” 目标的一部分。

与此同时,今年新能源汽车补贴在 2021 年的基础上退坡 30%,国家将新能源汽车的补贴重心转移至氢燃料电池车领域,力度远远超过纯电和插混车型。

虽然目前氢能源汽车在中国销量不足为道,但一些专家预估未来将高速发展。根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,预计到 2050 年,国内氢能产值将超过 10 万亿元。氢能产业规模在 2060 年达成碳中和的情况下,将超过现在石油产业规模。

政策助推

在氢能源开发、氢燃料电池的研究中,日本一直走在前列,但碍于本国市场狭小,并没有使得其技术通行全球。然而中国此前虽然一直重点关注电动汽车和锂电池相关技术的研发,但也并没有停止对于氢能的探索。

2017 年,中国燃料电池相关标准开始逐步完善。2017 年 12 月,中国首个氢能领域团体标准——《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》正式发布,该标准由同济大学、中国科学院大连化学物理研究所、中国标准化研究院等 11 家产学研机构共同制定。这项团体标准的出台,对提高中国燃料电池用氢气品质具有重要的指导和规范意义。

其后 2021 年 2 月,科技部印发《关于对 ” 十四五 ” 国家重点研发计划 ” 氢能技术 ” 等 18 个重点专项 2021 年度项目申报指南征求意见的通知》,提出围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统以及 ” 氢进万家 ” 综合示范 4 个技术方向开展技术攻关工作。

同时,重点企业如中国石化、中国石油、国家能源集团、国家电投、中船重工、东风集团、一汽集团、中国中车和宝武集团等,积极布局相关氢能产业链,在绿氢制取和储能、加氢站工艺控制系统、氢燃料电池发动机等方面取得一批技术研发和应用示范成果。

今年 3 月 23 日,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》(以下简称《规划》)。《规划》明确了氢的能源属性,是未来国家能源体系的组成部分,充分发挥氢能清洁低碳特点,推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。同时,明确氢能是战略性新兴产业的重点方向,是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。

《规划》中有一个要点是加快推进质子交换膜燃料电池技术创新,开发关键材料,提高主要性能指标和批量化生产能力,持续提升燃料电池可靠性、稳定性、耐久性,支持新型燃料电池等技术发展。

毋庸置疑的是,氢燃料电池具有零排放、加氢时间更短等优势。锂电池需要开发钴资源、锂资源,这些资源目前较为紧缺,价格也节节攀升,而在未来打通了工业副产物制氢、天然气重整制氢,或者可再生能源制氢等技术环节后,氢燃料电池在原料获取更简单直接。在碳达峰、碳中和的背景下,政策的明确和国企、科研院所的示范也给实现氢能关键核心技术自主可控的目标打了强心剂。

一些喜忧

从实践应用场景来看,燃料电池主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。

其中,用于交通运输方面的燃料电池车辆主要以氢燃料电池重卡、公交、环卫等比较适合燃料电池汽车应用的场景和示范场景车辆为主。根据中国氢能联盟数据,预计到 2050 年,氢燃料电池客车、物流车、重卡和乘用车市场渗透率将分别达 40%、10%、75% 和 12%。

目前,氢燃料电池汽车已经进入大规模商业示范阶段。据冬奥组委官方数据,本次赛事示范运行了超 1000 辆氢能源汽车,并配备 30 多个加氢站,车型包括大巴、公交车、小轿车、特种车等。可以说北京冬奥会是全球最大的一次燃料电池汽车示范。

今年上半年国内燃料电池汽车产销快速增长,2022 年 6 月中国燃料电池汽车产量为 527 辆,销量为 455 辆,同比分别增长 18.7% 和 67.3%,环比更是大涨 117%、342%。今年 1-6 月,中国燃料电池汽车产量已超过 1500 辆,销量也接近 1400 辆。

值得注意的是,2021 年中国燃料电池汽车产销分别完成 1777 辆和 1586 辆。可以看出,今年上半年中国燃料电池汽车产销已经双双超过去年全年的八成,销量更是接近去年全年的九成,这也表明,2022 年上半年中国燃料电池汽车产业发展开始加速。

这一方面是因为中国氢燃料电池技术日渐成熟,产业链不断完善,推动多场景应用落地;另一方面,随着中国燃料电池汽车应用示范城市群的落地及相关工作的推进,各地开始加大力度发展氢能与燃料电池产业。目前京津冀、上海、广东、河北、河南燃料电池汽车应用示范城市群相继获得国家相关部委批复。

目前来看,燃料电池能量密度高,但加氢站建设不易,且占用车辆空间较大,因此更适用于长途场景、固定线路场景的中重载货车或客车等商用车,或者是大型乘用车。影响燃料电池商业化的因素包括法规、政策、技术、市场和基础设施等。中国工程院院士衣宝廉认为,燃料电池要大规模示范运行,首先,燃料电池发动机要达到安全结构过关、寿命达到 5000~10000 小时,满足车用的要求;第二,车的售价在扣除政府补贴以外,应该与锂电池或燃油车接近;第三,要有充足的廉价氢燃料供给;第四,要做到盈利,不用政府补贴,实现商业化。

国内本轮氢能产业发展之初,燃料电池市场规模小,前景不明朗,产业链不齐全,进口的零部件及设备更是天价。为解决产业链难题,企业往往需要自行攻克大量技术和产业化的难题。有业内人士认为,燃料电池技术是氢能发展的重中之重,从零部件生产到系统的自主研发,再到乘用车、商用车的整合,燃料电池技术的发展之路坎坷但仍有所突破。随着技术的发展,未来燃料电池发展空间将有望和锂电并行。

结语

2021 年以来,氢能概念股已然成为股市热门。Wind 数据显示,氢能指数在 2021 年的年度累计涨幅为 44.94%。华泰证券研报也指出,看好未来十年氢能产业趋势,尤其看好制氢、用氢环节装备(燃料电池、车载储运装备)的投资机会。

随着氢能产业向市场化阶段发展,核心要求也从技术的赶超突破、小规模示范验证向成本持续下降、技术与应用深度结合、扩展应用场景、规模化商业示范运营的方向发展。拥有技术自主创新能力、降本能力、应用延伸拓展能力的企业更有机会在激烈的市场竞争中再次脱颖而出。

编辑:二月