衛琳聰

一輛藍色公交車在佛山市街頭安靜駛過,車身上印刷的一行白色字體向路人展示著它的不同:氫燃料電動城市客車。
和普通公交車不同,這樣的公交車并不燒油,而是靠氫氣供能。車內存儲的氫氣與空氣中的氧氣相結合,發生反應后產生電力驅動汽車,整個過程的排放物只有水。
作為中國氫燃料電池汽車規模最大的城市,佛山在2016年開通了全國首條氫能源城市公交車示范線。“氫”的化學式H2被印刷在佛山的公交車車身上,成為這座城市的名片。
氫具有能量密度大、可存儲、零污染等優點,可通過電解水、工業副產氣體回收等多種方式制取,又可燃燒或通過燃料電池轉化電能。早在2001至2005年的“十五”計劃期間,中國就曾重視發展氫能。隨后10年間氫能一度受到冷落,如今又重回風口。
20年來幾經起落,如今為何再次掀起氫能熱?
早在20世紀70年代,受第一次石油危機影響,美國就曾提出“氫能經濟”,試圖通過發展氫能降低石油對外依存度,保障國家能源安全。
美國對氫能的重視延續至2000年前后。時任美國總統小布什大力提倡氫能,于2002年出臺《國家氫能發展路線圖》。次年,美國發起“氫能經濟國際合作伙伴計劃”,中國也加入其中。
受美國影響,中國在“十五”期間也注重發展氫能。新華社報道顯示,2004年,氫能經濟國際合作伙伴計劃指導委員會第二次會議在北京舉行,時任科技部部長石定環率領中國代表團出席。
作為“十五”期間國家863計劃能源技術領域后續能源主題專家組成員,蔣利軍見證了那幾年中國氫能的發展。他向記者介紹,當時中美發展氫能都是從能源安全角度考慮,想要降低石油對外依存度。2005年前后,美國能源部還曾專門派代表團到中國,和科技部一起制定了中國氫能愿景和技術路線圖。
在各方重視之下,“十五”期間中國氫能技術得到發展。蔣利軍回憶,當時中國生產的氫燃料汽車到法國參加比賽,各方面性能都很不錯,技術在國際上位居前列。“當時中國應該是排在第一陣營的”。
當時,采用氫能的燃料電池汽車也被列為新能源汽車的發展方向之一??萍疾抗倬W顯示,“十五”期間,科技部確立電動汽車“三縱三橫”研發布局,燃料電池汽車與純電動汽車、混合動力汽車并列,作為“三縱”之一得到重點研發部署。
然而,到“十二五”時期(2011至2015年),氫能在中國的發展步伐開始放緩。
“2010年之后中國在這方面的支持力度大大降低,當時科技部在氫能這一塊的項目一下子就很少了?!笔Y利軍回憶,當時他參加相關會議,氫能專家們提出的想法常常被質疑,很多項目申請不上,研究經費受到限制。
2011年6月,曾在美國能源部氫吸附材料研究中心擔任高級研究員、管理委員會委員的程寒松回國牽頭組織第400次香山科學會議,和國內能源專家共同探討中國氫能發展問題。
他告訴記者,會議對中國氫能發展觸動不大,當時與會的專家們認為氫能在交通領域的推廣有很大困難。
這一階段氫能在中國的遇冷和全球氫能政策轉變有關。
程寒松介紹,2009年奧巴馬接替小布什出任美國總統后,新任能源部長朱棣文對發展氫能持質疑態度,認為氫在制取、儲運等四個方面存在困難,解決這些問題將是“四大奇跡”。
“朱棣文根據這個想法把美國能源部的氫項目全砍下來了,這就是為什么2009年之后氫能在全世界的發展突然有一個斷崖式的下降。”
程寒松回憶,當時他主持氫能相關的會議,參會人員絕大部分都對氫能未來的發展持悲觀態度。
與此同時,中國發展新能源汽車的技術路線轉向了“三縱”中的純電動汽車,燃料電池汽車鮮有人問津。
2012年6月,國務院印發《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》,明確“以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向”。

為了推動電動汽車發展,中國啟動的“十城千輛節能與新能源汽車示范推廣應用工程”,在10年間通過財政補貼培育起全球最大的電動汽車市場。
國際能源署(IEA)去年4月發布的《2021年全球電動汽車展望》顯示,截至2020年底,全球電動汽車保有量超過1000萬輛。其中,450萬輛在中國,占比接近一半。
技術簡單、成本低,成為當時優先選擇發展純電動車的主要原因。蔣利軍介紹,當時燃料電池造價很高,從經濟性上來講不如純電動車所用的鋰電池有優勢,并且鋰電池已經有手機等產業基礎,技術相對成熟。
在純電動車快速發展的這10年里,中國氫燃料電池車的發展相對停滯。同一時期,日本和韓國加大投入,加快氫能發展速度。蔣利軍回憶:“尤其是韓國人,明顯后來居上。”
2013年,韓國現代推出氫燃料電池汽車。一年后,日本豐田旗下氫燃料電池車Mirai上市,這款名字意為“未來”的車成為全球首款實現量產的氫能源汽車。
豐田Mirai的量產給國內帶來震動,2014年后,氫能在中國開始回暖。
云?。ǚ鹕剑淠軜藴驶瘎撔卵邪l中心主任趙吉詩在2015年作為執筆人撰寫氫能產業第一本藍皮書。他回憶,當時氫能學術圈的氛圍明顯活躍起來,佛山等地也開始推動氫能產業發展?!按蠹矣X得看到希望了”。
2018年,國務院總理李克強訪問日本。中國政府網刊登的報道顯示,李克強在參觀日本豐田汽車廠區時專門問到氫燃料電池車相關問題。次年,“推動充電、加氫等設施建設”寫入政府工作報告。
此后,中國氫能產業發展步入快車道,不少企業在這兩年跑步入場。企查查信息顯示,經營范圍涵蓋氫能的企業中,581家成立于2018年之后,數量是之前7年總和的兩倍。
然而,直到2019年寫入政府工作報告,氫能還是從燃料電池汽車的角度被理解。2020年提出的“雙碳”目標,才真正使氫能從能源層面得到重視,這也是此輪氫能熱的內在原因。
2020年9月,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布,中國要在2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和。
蔣利軍對記者介紹,要想實現“雙碳”目標,必須以風能、太陽能等可再生能源取代煤炭,形成以可再生能源為主體的能源結構。然而,可再生能源存在不穩定的問題,需要長周期的儲能介質,氫提供了一種解決方案。
雄川氫能副總經理李榮軍對記者介紹,由于電無法大規模存儲,可再生能源發電存在大量棄風、棄光等現象。氫能發展后,利用風電、光電等電解水制氫,將電以氫的形式存儲起來,實現長時間、長距離存儲和運輸,需要時再轉化為電能、熱能等其他形式。
“雙碳”目標的確立將氫能的重要性提升到能源高度,氫能產業的發展也隨之加快。
鴻基創能首席執行官鄒渝泉對此有切身感受。2017年他從加拿大回到廣州創辦鴻基創能,專注于燃料電池膜電極研發和生產。
鄒渝泉回憶,2018年他和廣東省主要領導去國家發改委匯報廣東的氫能工作,當時還有不少質疑聲音?!皠e人不跟你討論氫燃料電池,你說要用電解水制氫,我們電都不夠用,你還要去制氫,這不是開玩笑?而且我好好的電直接充到電動車上,為什么要再用氫燃料電池?”
氫能發展后,利用風電、光電等電解水制氫,將電以氫的形式存儲起來,實現長時間、長距離存儲和運輸,需要時再轉化為電能、熱能等其他形式。
鄒渝泉對這些拷問記憶猶新。
2020年9月21日,國家能源局等五部門聯合發布《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》,采取“以獎代補”方式,激勵燃料電池汽車關鍵核心技術發展。
在這之后,鄒渝泉開會時不再遇到兩年前的拷問。融資也開始變得容易。鄒渝泉回憶,2017年剛創業時,也有不少投資人來聯系,但不少持觀望態度,真正愿意真金白銀投入的出資方并不多。
2020年上半年,鴻基創能啟動A輪融資,鄒渝泉前后忙了八九個月,見了四五十家投資方,只融到1.5億元。
五部門的通知出臺后,鴻基創能的融資速度和估值都提升了。A+輪融資只花了三個月時間,總額達到2億元。
中國氫能產業發展,真正的難題是包含制取、運輸、加氫在內的氫氣供應鏈建設。
廣州第一座加氫站2019年就出現在黃埔區春園東路,該站氫氣價格最近從每千克80多元漲到了93元。加氫站工作人員告訴記者,漲價主要是因為氫氣供應量跟不上。
事實上,氫氣的制取技術目前已很成熟,制約氫氣供應的主要是運輸問題。運輸成本、運輸車輛、氫氣充裝位等都限制了氫氣運輸能力。
李榮軍介紹,由于制氫屬于化工項目,按照2008年頒布的《國務院安委會辦公室關于進一步加強危險化學品安全生產工作的指導意見》,制氫必須在化工園區內進行,再運輸到加氫站。
李榮軍介紹,以目前通行的高壓氣態的方式運輸,一車氫的運輸量只有300公斤,距離在100公里以內時運輸成本尚可承擔,超過100公里就不劃算。
趙吉詩從運輸能力方面給記者算了一筆賬。按照廣東省目前計劃推廣1萬輛氫燃料電池汽車來算,需要400臺運輸氫氣的長管拖車,目前廣東省長管拖車總數不到160臺,國內最大的長管拖車生產廠家中集安瑞科要全力生產兩年,才能彌補這個缺口。
另一方面,充裝位數量少也限制了氫氣外運能力。李榮軍介紹,一車氫氣要充4~5個小時,很多地方只配置了兩三個充裝位,即使一天24小時連續充也只能充幾次,一個加氫站就用掉不少。
一車氫氣要充4~5 個小時,很多地方只配置了兩三個充裝位,即使一天24 小時連續充也只能充幾次,一個加氫站就用掉不少。

趙吉詩認為,解決氫氣運輸問題的有效辦法是支持制氫和加氫一體化,采用分布式制氫和集中制氫—配送相結合的方式拓寬氫源供給方式、提高供應能力。但是,現在制氫必須在化工園區內進行,分布式制氫規模化推廣受限。
除了制取和運輸問題,加氫站建設也受到嚴格管控。李榮軍介紹,建設加氫站需要有政府的規劃指標,審批也非常嚴格。雄川氫能建設的第一個加氫站前后蓋了十七八個章,花了半年多時間才辦完手續。
2020年9月,國家能源局等五部門公布《燃料電池汽車城市群示范目標和積分評價體系》。其中,進行積分獎勵的領域除了“燃料電池汽車推廣應用”,還包括“氫能供應”。
后者的關鍵評價指標為“氫能供應及經濟性”,城市群示范目標為車用氫氣年產量超過5000噸,加氫站氫氣零售價格不高于35元/公斤,并鼓勵清潔低碳氫氣制取。
盡管氫能受到政策鼓勵,但投身其中的大小公司都面臨著市場不成熟、基礎設施不完善的局面。“先有雞還是先有蛋”的問題擺在整個氫能產業面前。
地方政府破局的思路之一是發展全產業鏈,通過整合上下游環節降低成本。
2019年8月,廣州黃埔區政府和廣州經濟技術開發區管委會出臺促進氫能產業發展辦法,以當時全國最大的力度扶持氫能全產業鏈發展。2021年6月,該辦法修訂版文件發布,強化氫燃料電池產業鏈建設,打造氫能產業集群。
公司創立之初,雄川氫能便考慮以全產業鏈布局的方式進行發展,公司業務涵蓋核心零部件研發制造、整車開發、加氫站建設等環節。雄川氫能租下黃埔區東鵬大道一處一萬多平方米的園區,組建灣區氫能孵化中心,吸引各類氫能企業入駐。
記者在孵化中心入口處看到,展牌上陳列了14家入駐企業,業務范圍涵蓋氫能產業各個環節。企查查顯示,其中10家成立于2019年之后。
2021年,雄川氫能中標黃埔區500輛氫燃料電池泥頭車項目。李榮軍介紹,車的零部件主要從合作公司引進,燃料電池系統的核心零部件依托孵化中心進行研發生產,再由東風、一汽等下游整車廠制造車輛。
采用這樣的方式,李榮軍坦言是不得已而為之?!拔覀円膊唤ㄗh做全產業鏈,如果是一個成熟產業,專注做好一個環節也可以走向市場、降低成本?,F階段氫能市場體量這么小,我們逼得沒辦法才做全產業鏈,也是和現在產業發展的階段相匹配。”李榮軍表示,目前氫燃料電池商用車的價格依然比柴油車高2~3倍,市場競爭力有限,一定程度上依賴政府采購和補貼,只能實現半市場化。
同樣入駐廣州黃埔區的鴻基創能則選擇以聚焦方式發展,專攻燃料電池系統中最核心的膜電極。該公司CEO鄒渝泉回國前曾在加拿大AFCC公司從事燃料電池研發工作,他介紹,這家由奔馳和福特合資成立的公司在七八年前每年研發投入就已高達3億元人民幣。

在2021年年初訂單還不確定時,鴻基創能就定下100萬片生產目標。“這個基數可能市場現在根本沒有,我們是在培養市場、制造市場。”鄒渝泉表示,2021年鴻基創能的膜電極市場占有率接近一半,年營收達到3億元左右。
資金實力更雄厚的上市公司,則直接選擇以投資的方式布局氫能產業。鴻基創能的股東之一美錦能源過去數年間就先后控股飛馳汽車,入股鴻基創能和國鴻氫能。
但對于剛剛熱起來的氫能市場,不少企業仍在觀望政策走向,等待財政補貼來加速市場培育。
廣汽研究院發動機系統研發部副部長、氫燃料電池汽車研發項目總監占文鋒介紹,廣汽在2008年就已著手研發氫燃料電池汽車,但當時實際運營條件并不成熟,只停留在研發階段。
2021年10月份,廣汽首款氫能源汽車投入示范運行。但廣汽對下一步氫能源汽車仍將以示范運行為主,計劃2025年乘用車產量達到1000臺,距離市場化投產仍有距離。
占文鋒表示,目前氫燃料電池汽車價格較高,豐田在美國售賣的氫燃料電池汽車價格每臺約合31萬元人民幣,是同級別電動車、燃油車價格的兩倍左右。產量小是氫燃料電池車價格居高不下的重要原因,而售價高又阻礙了氫燃料電池車的市場推廣。
在占文鋒看來,產業發展初期,政府補貼是培育市場的重要手段?!凹夹g上我們自己肯定要做好準備,需要的話隨時能拿出來,但具體的生產量確實跟現在政府的激勵程度會有很大的關系?!?/p>
◎ 來源|南方周末