提起氫能,很多人覺得這是一個充滿争議的賽道:一邊充滿着熱血和希望,一邊又充滿着質疑和批判。
2020 年 9 月,國家提出 3060「雙碳」目标,氫能熱度一波高過一波。但随着行業的發展,以及大家對氫的理解逐漸清晰,市場開始出現分化:樂觀的人認爲,如今氫能類似 10 年前的锂電池和光伏,雖然還未大規模商用,但從底層邏輯上符合人類能源演化的大方向,是人類最清潔的能源解決方案。從技術進步和商用進展上,氫能在交通領域的「存在感」越發凸顯,正處在市場「爆發」前夜。
悲觀的人則認爲,氫能接下來推廣還需要很長的路要走,同時很多的配套的工作需要做。甚至部分人認爲氫能,是國外汽車強國誤導的錯誤路線,敗下陣來是回歸本位。
在層層迷霧背後,氫能賽道的發展到底如何?距離商業化到底還有多遠?锂電池的路線已經基本走通了,留給氫能汽車的機會還有多少?
01
國産替代加速
開頭的問題,從最近剛剛完成超過 5 億元 B 輪融資的未勢能源身上,似乎能得到一些答案。
對于未勢能源,可能對很多人來說有些陌生。未勢能源背後是長城控股集團,前者是後者新能源戰略布局中的重要一環。未勢能源從 2019 年開始獨立市場化運營,一路高歌猛進,短短幾年時間就迅速躍升爲氫能賽道上的「黑馬」。
「氫能已經經過了 40 多年的發展,相關産業鏈在技術上已經打通,主要問題在于成本能夠降下來,這直接影響着氫能的商業化。除此之外,基礎設施能不能跟得上,也是氫能能否走進大衆的關鍵。」未勢能源副總裁解超朋告訴極客公園。
從行業來看,國内氫能賽道處于低調潛行階段。雖然關注度比之前有所下降,但正在經曆一些深層的變化:制氫、氫儲運的關鍵技術正在加速成熟——氫能源産業鏈的供給端包括上遊制氫、中遊儲運氫和加氫站建設等三大環節。
目前,未勢能源将很大一部分精力放在「自主研發」上面,技術布局從燃料電池端到儲氫技術端,再到應用端,尤其儲氫技術細分領域布局。
氫能商用車 | 未勢能源
不久前,未勢能源在車載儲氫關鍵技術,及零部件「卡脖子」環節再次取得進展,其自主研發的第二代 70MPa-57L Ⅳ型儲氫瓶,質量儲氫密度達到 6.1wt%。相比之下,豐田的儲氫質量密度在 5. 9% 左右,美國能源部(DOE)設定的 2025 年質量儲氫密度目标值 5.5wt%,都低于未勢目前的技術水平。
據未勢能源氫能技術開發部總監王東雨介紹,Ⅳ型儲氫瓶主要是用塑料内膽和碳纖維纏繞,要比 III 型瓶(金屬内膽加碳纖維纏繞)具有重量更輕的優勢。同時,随着樹脂強度的提高,除了重量更輕的優勢,同時 IV 型瓶的耐久性能也遠超 III 型瓶。
在此之前,未勢能源研發的「岩竹」系列—— 70MPa 減壓閥,售價 8999 元,成本下降幅 40%。「在此之前,類似産品主要是由意大利、加拿大的進口品牌提供,他們的市場份額達到 95% 左右,價格也占據了整個氫能系統成本的 2% 左右」,王東雨說。
當然,現在依然還有「卡脖子」的環節,比如儲氫瓶的碳纖維、高壓密封的材料等。從技術維度來看,日韓、加拿大已經發展了二三十年,在氫能方面的積累遠超國内。「但從速度來看,國内公司要快于國外公司。目前,我們在一些指标上已經超越了日韓,到 2025 年左右,我們希望能夠和日韓、加拿大公司做到基本持平」,解超朋表示。
氫燃料電池發動機 | 未勢能源
這些技術進展背後,是未勢能源發布的氫能戰略,主要分三個階段,到 2025 年還是屬于技術突破階段,後期才可能是商業驅動,那個時候大緻是數百萬輛;2035-2050 年,全球可能會有上千萬輛。
除此之外,未勢能源也在加速市場化推廣。近日,由未勢能源配套的首批 20 輛「新長征 1 号」氫能重卡交付河鋼工業技術,在唐山港正式投入商業化運營,标志着未勢能源市場化步伐将進入全面「提速」階段。
據了解,在應用場景上,除了配套商用車,未勢能源還布局船舶燃料電池等領域。
02
從交通到能源
據了解,早期氫燃料汽車和純電動汽車處于同一起跑線。後來,國家對純電動技術大力支持,而氫能在很長時間處于沉寂狀态。
2015 年左右,長城集團開始尋找下一代技術路線,開始關注到了氫燃料電池。現任未勢能源董事長的張天羽,被長城汽車董事長魏建軍委以重任,帶着一組「先遣小分隊」,考察氫能賽道。通過對産品化、功能、壽命和成本等多方面的考慮,最終得出結論,氫燃料電池技術沒問題,是個值得投入的方向。
與此同時,随着研究的不斷深入,長城集團對于氫能的認識有了一次大的升級:氫能及相關技術,不僅是交通領域的一種應用,更是涉及能源安全、能源變革的大事件。
期間,還發生了一件大事。2017 年 6 月,全國首條正式商業化載客運營的氫能源公交示範線分别在佛山、雲浮兩地運行。這被認爲是氫能成爲走向大衆的重要節點,而不隻是特定的課題研究或項目。這也更加堅定了長城集團對于氫能賽道的判斷。
河鋼集團氫能重卡物流運輸示範項目 | 未勢能源
如果說最初的三年,是未勢能源打基礎的階段,那從 2019 年到 2021 年,則是快速發展的階段。2018 年 8 月,長城集團宣布控股上燃動力,将氫能産業總部落戶嘉定氫能港;2019 年 4 月,長城集團内部的氫燃料電池團隊,以「未勢能源」身份浮出水面,完成對上燃動力 100% 控股并增資至 3.3 億。
其中,收購上燃動力,是未勢能源發展的一個重要節點。上燃動力成立于 2001 年,誕生于「863 計劃電動汽車重大專項」。
當時,國内确立了「三縱三橫」的自主研發技術布局,以燃料電池汽車、混合動力電動汽車、純電動汽車三種車型爲「三縱」,多能源動力總成控制系統、驅動電機及其控制系統、動力蓄電池及其管理系統三種共性技術爲「三橫」,希望以此實現電動汽車的産品化和産業化。
不同省市、地區都開始選定自己的技術路線。除了純電動和混合動力,上海還選擇了當時最超前、難度最大的氫燃料電池路線,于是就有上燃動力。最早,上燃動力起步于乘用車燃料電池系統的開發,後來又應用到大巴上。這期間,上燃動力做的大多是項目,而非真正的商業化量産,因此也一直未能達到整車廠規模化生産的水平。
不過,期間上燃動力還是培養了大批氫能人才,他們并不是實驗室或創新機構走出來的,而是行業裏有實操經驗的團隊。目前,未勢能源已組建起一個超過 800 人的研發團隊。
經過五年的布局和積累,未勢能源從 2021 年真正開啓了商業化。對未勢能源來說,得益于背後的整車産業的背景,「我們知道整車對于零部件要求是什麽,也會按照整車的研發體系去打造産品。」
與锂電池首先落在乘用車不同,氫能重卡等商用車領域,被認爲是燃料電池最先實現商業化的重點市場。據了解,未勢能源先後與東風商用車、開沃汽車等多個商用車企業簽訂了氫能戰略合作協議;同時,未勢能源在北京、天津、河北、上海等地,參與多個示範項目。
03
挑戰不是技術,
而是運營效率和成本
從全球曆史來看,氫能發展熱潮在已經不是第一次了。
早在 20 世紀 70 年代,石油危機爆發,以及人們對空氣污染的關注,引發了第一輪氫能熱;第二輪氫能熱,發生在 20 世紀 90 年代初,主要源自對氣候變化問題的關注,當時以日本和歐洲爲代表;第三輪氫能熱發生在 21 世紀初,2002 年美國能源部(DOE)發布《國家氫能發展路線圖》,開始重點攻關氫能和燃料電池領域的關鍵技術。2018 年以來,第四輪氫能熱的焦點在中國。
最近,特斯拉創始人伊隆 · 馬斯克公布了其「宏圖計劃」的第三篇章,在向完全可持續能源邁進的五大路徑中,就包括在工業領域使用綠色氫能。
豐田 Mirai 氫燃料電池汽車 | 視覺中國
雖然氫能已經走過了 40 多年的發展,氫能産業鏈在技術上已經打通,但是距離商業化運行尚存距離。現階段,氫能産業主要受政策推動,氫能産業鏈鏈條長、難點多,距離「經濟性」還有一段路要走,需要依靠各國政府大規模補貼才能發展。
「現在的氫能行業,相當于 2013 年的锂電行業」,解超朋表示。當時,國内以通過提供财政補貼形式,啓動了新能源汽車「十城千輛」的推廣工程。目前,全國形成了「3+2」燃料電池汽車示範格局,包括 2020 年獲批的北京、上海和廣東,以及 2021 年獲批的河南和河北。
從銷量上看,國内氫能汽車的存量在 1 萬輛左右,還是一個小衆市場。數據顯示,2022 年,國内氫燃料電池汽車産銷累計分别完成 3626 輛和 3367 輛,同比分别增長 105% 和 113%。
在這個階段,企業競争的核心還是市場份額。雖然各家的技術也有差異,但這并不能決定市場的接納程度,最終還是要靠質量、成本、服務。
從全球來看,相比歐美、日韓等國家,中國還是有差距。除了技術上的差距,從市場維度來看,日韓市場氫能商業化的成熟度也高于中國,主要是因爲他們的應用主要集中在幾個大城市群,基礎設施比較容易布置。同時,通過車輛購置補貼以及碳稅等因素,使得他們的購置成本會比較低;相比之下,國内國土更大,基礎設施的布局會更慢一些。
接下來,國内氫能企業要加速商業化,必須解決好兩個問題:第一個就是運營效率,包括車輛和零部件的質量和一緻性,減少故障率;第二個是關注運營的成本。除了通過規模化降本,還要通過材料優化來進行技術降本。同時,把氫耗降下來,提高能源使用效率。
機會總是留給有準備的人。如今,比亞迪在新能源乘用車領域,已經成爲現象級的存在。去年銷量達到 187 萬輛,市場占有率超過 30%。這背後的原因,一方面受益于 2009 年開始的補貼,另一方面也是因爲比亞迪 20 多年的技術積累。
但需要警惕的是,曾經的中國「新能源一哥」——北汽藍谷(前身北汽新能源),在補貼逐步退出後卻「跌落神壇」。2022 年,北汽藍谷的銷量(5.02 萬輛)雖然同比增長 92%,隻有比亞迪銷量的 1/37。
氫能賽道也會走過相似的路徑。當行業從政策驅動走向市場驅動,如何精準洞察終端用戶的需求,将是每家氫能企業必須要思考的問題。