“氫”有望掀開新能源車第二篇章

姚冬琴　謝瑋

中氫科技氫燃料電池。王天樂攝

新能源汽車的發(fā)展方興未艾。2018年，我國新能源汽車產銷分別完成127萬輛和125.6萬輛，比上年同期分別增長59.9%和61.7%。作為繼純電動汽車、插電式混合動力汽車之后的“第三支柱”，氫燃料電池汽車去年產量為1619輛。

雖然產量僅占全部新能源車的千分之一，不過從2018年開始，越來越多的目光投向了氫燃料電池汽車領域。

2018年5月，李克強總理訪日期間參觀了豐田的氫燃料電池車Mirai（日語意為“未來”）——這是豐田首款量產的氫燃料電池車，可以實現加氫3至5分鐘，續(xù)航達700公里。

2018年10月，日本首相安倍訪華期間，中日雙方達成了52項合作項目，其中有一項便是“日本JXTG能源集團與中國石化集團在第三方市場共同建設氫燃料加氣站”。

工信部部長苗圩今年1月在一場論壇上表態(tài)，加快推動燃料電池汽車關鍵技術研發(fā)及產業(yè)化，在經濟基礎好、地方積極性高的地區(qū)開展示范運行，打通產業(yè)鏈和氫能的供應鏈。全國政協(xié)副主席、中國科學技術協(xié)會主席萬鋼更是呼吁，要及時把新能源車產業(yè)化重點向氫燃料電池汽車拓展。

在業(yè)內人士看來，氫燃料電池是解決當前純電動汽車續(xù)航里程短、充電時間長等短板的良方。隨著相關技術取得突破性發(fā)展，氫燃料電池汽車將開啟新能源車的第二篇章。

兩家央企+清華大學的“大動作”

1月底，央企國機集團旗下中國能源工程集團，清華大學核能與新能源技術研究院，以及航天科技集團旗下航天動力研究所合作，在北京建設的具有自主知識產權的氫燃料電池生產平臺投產，預計首批產品將于今年3月交付。

“這個項目始于2016年下半年。”中國能源工程集團董事長劉斌告訴《中國經濟周刊》記者，彼時，氫燃料電池還遠不如現在這么“火爆”。他們認為，氫燃料電池技術是電池產業(yè)中具有前瞻性和戰(zhàn)略性的綠色技術，也是未來汽車產業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。因此，三方以車用氫燃料電池、系統(tǒng)集成方面的合作為基礎，組建了中能源工程集團氫能科技有限公司（下稱“中氫科技”），開始推動氫燃料電池產業(yè)鏈走完從實驗室到商業(yè)化的“最后一公里”。

為什么氫燃料電池汽車被業(yè)內看好？清華大學核能與新能源技術研究院教授、國際氫能協(xié)會副主席毛宗強在接受《中國經濟周刊》采訪時介紹，目前多個國家都宣布了禁售傳統(tǒng)內燃機汽車的時間表，替代方案有兩個：純電動車和氫燃料電池車。“這兩個方案在我看來各有特色。純電動車適合于載重量比較輕、距離比較短、不介意充電時間的情形;而載重量大，需要長時間、長距離運行的情形，氫燃料電池車更有用武之地。”

氫燃料電池車的工作原理是：氫氣和氧氣在燃料電池中產生電能帶動汽車運行，生成物是清潔的水和熱，氫燃料電池具有零排放、無噪聲、高效率等特點，也因此被不少國家、車企及學者認為是“終極新能源汽車解決方案”。

毛宗強介紹說，對于內燃機汽車，從井口（油井）到車輪，能源效率為14%左右。而氫燃料電池車效率約為28%～30%。“內燃機已經發(fā)展100多年，體系完善，能提高1%的效率都很不容易，而氫燃料電池車的效率比內燃機汽車高出一倍。”

此外，氫燃料電池車對駕駛習慣沒有改變，加一次氫需要3分鐘左右，能跑700公里。

“如果說汽車的第一篇章是內燃機，第二篇章就是氫燃料電池。”毛宗強說。

事實上，國家在政策層面對氫能源燃料汽車給予了大力支持。根據我國2016年發(fā)布的“節(jié)能與新能源汽車技術路線圖”，2020年、2025年、2030年，中國燃料電池汽車的規(guī)模要分別達到5000輛、5萬輛以及100萬輛。

目前，在電動汽車補貼不斷退坡的同時，燃料電池汽車補貼標準不變，同時地方單車補貼額不超過國家單車補貼額度的100%。

包括多家央企在內，諸多企業(yè)和資本涌入了氫燃料電池汽車這片藍海。數據顯示，截至2018年底，已經有41家中國整車企業(yè)開始研發(fā)氫燃料電池汽車;運營及在建的加氫站分別有19座和45座;僅2018年氫燃料電池產業(yè)相關投資及規(guī)劃資金就超過850億元。

“我們兩年多以前開始投入，到現在實現國內最先進的電堆投產，正好抓住了國家推動氫燃料電池汽車發(fā)展這樣一個機會。”劉斌說。

中氫科技總經理穆懷萍告訴《中國經濟周刊》記者，2018年9月底，中氫科技獲批為北京市首家氫燃料電池產業(yè)鏈生產型企業(yè)，年產18kW石墨板電堆模塊1000套、60kW金屬板電堆模塊1000套，可配套1500套60kW級氫燃料電池汽車發(fā)動機。

“出發(fā)點是必須擁有自主知識產權”

“燃料電池已經進入產業(yè)化高速發(fā)展階段，未來3至5年，是燃料電池由技術研發(fā)轉向產業(yè)競爭的關鍵窗口期。”科學技術部黨組成員夏鳴九表示。

2017年底，日本提出了“氫能社會”的構想，并將在2040年完成零碳氫燃料供給體系建設。韓國也提出了“氫經濟戰(zhàn)略”，2018年，韓國約有2000輛氫燃料電池車投入運營，計劃到2022年將增加到8萬輛左右。

中國也在積極布局氫能，并首先應用在交通領域。中國工程院院士、中國汽車工程學會理事長李駿預測，到2030年，我國氫能汽車產業(yè)產值有望突破萬億元大關。

隨著電動汽車補貼滑坡，以及氫燃料電池技術取得突破性發(fā)展，氫燃料電池汽車站上風口。

“進入氫燃料電池行業(yè)，我們一開始定的要求就是必須要自主研發(fā)，擁有自主知識產權，擁有核心技術。” 中國能源工程集團董事長劉斌說，目前的氫燃料電池還處于以國外進口產品為主的局面，而處于起步階段的氫燃料電池，國際上也尚不存在非常成熟的技術，正在不斷迭代和發(fā)展，即便引進了技術，別人的二代三代技術很快就會出來，大量投入將變成為別人打工。沒有自主知識產權，就沒有市場控制力。

劉斌介紹，作為擁有自主知識產權的央企，他們希望主打民族品牌，以積極的市場策略、量價配合的方式，快速打開市場，實現從試用到商業(yè)化的轉變。

據介紹，中氫科技即將下線的氫燃料電池，其體積比功率（指其體積與電池輸出的功率之比，是氫燃料電池技術的關鍵指標）已經達到國際先進水平。據介紹，清華大學（核研院）-中國能源氫燃料電池聯合實驗室研發(fā)的氫燃料電堆，體積比功率為2.3kW/L，超過國家科技部2020年項目驗收指標。正在研發(fā)的金屬板電堆，其體積比功率達到4.0kW/L，比國家科技部2020年同類項目驗收指標，以及國際知名品牌的3.1kW/L，高出30%。

“關注國內氫燃料電池技術的應用會發(fā)現，當前實際上是處于市場發(fā)展的前夜。正如之前鋰電池的發(fā)展一樣，氫燃料電池也需要完整產業(yè)生態(tài)的培育。”中國能源工程集團總裁段玉林在接受《中國經濟周刊》采訪時說，氫燃料電池除了電池技術本身，還需要考慮加氫儲氫、發(fā)動機系統(tǒng)集成等技術。中氫科技在掌握了氫燃料電池自主知識產權的同時，又與航天動力研究所合作，進行系統(tǒng)集成的研發(fā)。航天動力研究所是我國航天液體火箭發(fā)動機研究設計中心，具有很強的氫氧發(fā)動機研究能力。

“而中國能源工程集團在新技術的工程化領域和應用化領域具備優(yōu)勢。我們搭建平臺，讓技術創(chuàng)新走出實驗室，對接市場。”段玉林說。

為什么我國優(yōu)先發(fā)展氫能源公交、大巴等商用車？

氫燃料電池具有環(huán)保、高效的特點，那為什么純電動、混合動力的產銷已超百萬輛，而氫燃料電池汽車卻至今仍未大范圍商用呢？

“是技術、成本以及加氫站三方面的原因。” 清華大學核能與新能源技術研究院教授、國際氫能協(xié)會副主席毛宗強告訴《中國經濟周刊》記者，氫燃料電池汽車未大規(guī)模商用，和燃料電池技術水平有關，“豐田Mirai的體積比功率為3.1kW/L，而國內此前大多不到2kW/L，電池體積較大，不適合放在小轎車使用。”

而產量少，導致氫燃料電池汽車的制造成本高企。毛宗強估算，以豐田Mirai為例，其零售價約為6萬美元，約為同類型燃油車的兩倍多。上市3年，其銷量只有6000輛左右。

此外，關鍵的配套設施——加氫站的布局偏少也是制約產業(yè)發(fā)展的關鍵因素。根據相關規(guī)劃，2030年我國氫燃料電池車推廣要達到100萬輛，全國加氫站達到1000座。但截至2018年底，運營中以及在建的加氫站分別只有19座和45座。

與日韓車企推氫燃料電池乘用車不同，我國的氫燃料電池車走了一條“優(yōu)先發(fā)展商用車市場”的路子，即先發(fā)展公共汽車、運營大巴、物流車等。

在毛宗強看來，這符合我國氫燃料電池車發(fā)展的國情。相較于私人轎車，這些車輛排放更高，而且，把新能源補貼發(fā)放到這些車輛，能惠及更多人。更重要的是，商用車行駛路線相對固定，無論是加氫還是維修都更為方便。比如公交車，只需在公交總站設立加氫站和維修點即可。

近年來，廣東佛山、江蘇如皋、上海、湖北武漢、北京、河北張家口等多個城市紛紛上線了氫燃料電池公交線路。

2018年11月，中氫科技與中國動力（控股）有限公司（0476.HK，下稱“中國動力控股”）達成戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，將于今年3月為其在香港推出的新能源車輛提供氫燃料電池發(fā)動機。

“在深入研發(fā)汽車電動化、智能化技術的同時，我們意識到純電動汽車的短板是續(xù)航里程和充電時間，目前還不能夠滿足量大面廣的遠程公交、城際客運、長途物流等市場的需求。”中國動力控股董事長張韌介紹，2017年初公司承接了香港科技創(chuàng)新署氫燃料電池中巴項目，此后一直在積極尋求中國自主知識產權的核心零部件，與中氫科技的戰(zhàn)略合作實屬“眾里尋他千百度”。

段玉林告訴《中國經濟周刊》記者，中國動力控股的新能源車輛，將搭載兩套60kW氫燃料電池發(fā)動機，有望2019年年內落地。而這也意味著中氫科技將正式進入氫能源汽車市場，并首次在香港市場亮相。

段玉林還透露，中氫科技在廣東茂名、安徽蕪湖、海南、江蘇蘇州等地的產業(yè)鏈基地正在規(guī)劃建設中。其中，茂名基地預計2019年9月一期項目投產。

“茂名有深厚的石化產業(yè)優(yōu)勢，有大量富余氫氣。如果說北京基地是實驗室走向產業(yè)化的前端，那么茂名基地則更多地貼近整車生產，貼近市場。”段玉林說。

專家點評

毛宗強 《中國經濟周刊》記者 姚冬琴攝

清華大學核能與新能源技術研究院教授、國際氫能協(xié)會副主席毛宗強：應盡快推出氫燃料電池發(fā)展頂層設計

作為中國首個國家973氫能項目首席科學家，毛宗強覺得，眼下真正迎來了“氫經濟”的黃金時刻。

從對國際上氫能發(fā)展的觀察，毛宗強認為，假以時日，國內的氫燃料電池技術比肩國際水平是沒問題的。但是，相對于日韓等國都已制定了國家級的路線圖，中國的氫燃料電池發(fā)展尚缺乏頂層設計。

在接受《中國經濟周刊》采訪時，毛宗強提出了三點建議：第一，國家應有專門的部門或機構來管理氫能。“要加強管理，有序發(fā)展。現在大家覺得氫能好，一窩蜂都上了，各種氫能技術‘百花齊放。稍微看一下報紙、網絡就發(fā)現，不少地方口氣都很大，一上馬就是多少億元。如果一哄而上，就有可能泥沙俱下，一旦出現一點安全問題，或其他問題，可能對整個氫能產業(yè)的發(fā)展造成不利影響。”

第二，應把氫能當作能源管理，而不是危化品。當前，我國對氫氣按照危化品進行重點監(jiān)管，這導致氫氣運輸、加氫站建設等方面困難重重。比如，氫氣運輸中，由于壓力限制，一輛載重幾噸的車，只能運輸幾百公斤氫氣。“事實上，我們國家氫氣運輸的技術是完全達標的，沒有安全問題。去年有關單位在長三角進行了氫燃料電池汽車科普巡游活動，今年還要搞第二次，這是對公眾的宣傳教育，更關鍵在于制定政策的官員要比較早地能夠接受教育。”

第三，對于加氫站，應盡快明確全國性的審批規(guī)范和技術標準。“現在一些地方有地方性的政策，但全國其他地方能不能用呢？不知道。”毛宗強介紹，在國外，比如美國加州，有專門的加氫站申請文件，想辦加氫站，從政府網站下載文件，照著做就可以。而國內加氫站審批手續(xù)繁雜，這與全國性的審批規(guī)范和技術標準缺失有關，應盡快明確下來，讓相關部門的管理更有序、有效，也讓參與者有明確的路線可走。

中國能源工程集團董事長劉斌：氫燃料電池今年實現量產

劉斌 姚偉康攝

《中國經濟周刊》 記者 姚冬琴 北京報道

《中國經濟周刊》：從國內看，氫燃料電池汽車的市場前景如何，未來的市場潛力有多大？

劉斌：到2018年，中國汽車產銷量已經連續(xù)10年蟬聯全球第一。現在氫燃料電池汽車才剛開始進入市場，未來如果替代傳統(tǒng)燃油車，這個市場會是極其巨大的。

未來如果氫燃料電池的成本能夠大幅下降，效率繼續(xù)提升，將不僅僅是汽車的動力，甚至會成為家庭日常生活的動力。在日本已經有這樣的應用，用氫燃料電池來做分布式能源，對于電網是非常好的支撐。

《中國經濟周刊》：對于三方合作成立的中氫科技公司，其商業(yè)規(guī)劃是怎樣的？

劉斌：當前面臨特別好的機會，我們產品已經做出來了，國家補貼政策也非常明確，如果把市場推廣做好，今年實現量產并達到一定規(guī)模，我們是有信心的。目前，除了與中國動力控股合作，把氫燃料電池發(fā)動機帶到香港市場，我們還與奇瑞集團達成合作共識，在蕪湖成立合資公司生產氫燃料電池車用系統(tǒng)集成，用于商用車和乘用車。與宇通集團、國機智駿汽車的合作也在推進中。

《中國經濟周刊》：加氫站的配套仍有待進一步破局，對此您有何考慮？

劉斌：目前我們在做加氫機的研發(fā)，很快會落地。技術上已經可以實現，但未來的應用場景主要還得靠政府的力量，比如說通過氫能源商用車的落地，在某些地方先建一些加氫站。

在美國我們看到，加氫站是在加油站基礎上改造，安裝加氫機，其推廣其實比充電樁要簡便易行，因為加氫和傳統(tǒng)汽油車加汽油的方式類似，3至5分鐘就加滿了。現在唯一還有一個難題，就是對于加氫機，國家現在還沒有相關標準。

《中國經濟周刊》：目前有大量公司和資本布局氫燃料電池汽車，其中不乏很多央企。與之相比，中氫科技的競爭優(yōu)勢在哪里？

劉斌：我覺得第一我們走得早，而技術的研發(fā)是需要積累的。第二，有些央企會考慮整個產業(yè)的布局，而我們會集中精力做好氫燃料電池電堆和發(fā)動機的集成，整車制造交給專業(yè)的車企去做。

專注于把電堆和發(fā)動機的性能提高，成本降低，這就是我們的聚焦點，也是我們未來可以跟任何一個企業(yè)去競爭的優(yōu)勢所在。