2022年,锂电会否被氢能源取代?

据OECD组织估算,中国大气污染造成的死亡人数将长期高于全球平均水平,中国环境压力已接近极限。在巨大的环境压力下,中国必须节能减排,于是便有了我们现在所知道的2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和目标。

这个时间节点看起来遥远,但在紧迫的环境压力下,依旧制定出如此“遥远”的目标,恰恰反映了节能减排的压力之大。所以在过去的2020年和2021年里,我们能够看到新能源汽车的蓬勃发展,同时也看到了更多新能源的出现,比如今天要说到的氢能源。

2020年9月,氢燃料电池汽车“以奖代补”发布,资本市场把2021年称为氢能的“十城千辆”之年,因为早在2009年,新能源车(锂电)的发展情形与今天的氢能如出一辙。

2021年,地方示范城市试点正式启动,在2月份,中石油、中石化相继宣布将大力布局加氢站;4月份,光伏巨头隆基股份进军氢能产业。

政策方面,2020年我国国家层面以及地方层面出台了多个氢能相关政策和规划,以解决我国氢能领域的顶层设计尚不完善的问题,并且未来有必要继续制定我国的氢能相关产业发展路线图。

政策不断鼓励,市场不断进步,从发展的角度来看,如今的氢能源和当初的锂电池发展并无不同。从战略层面上看,氢能源比之锂电池有过之而无不及。结合锂电池当下的尴尬局面来看,不免让人怀疑:2022年会否是氢能源取代锂电池的一年。

严格来说,国家发展氢能源已是势在必行,因此与其说是氢能源会否取代锂电池,倒不如说是氢能源会否在汽车的应用上取代锂电池才更加合理。

首先我们看一下两者在汽车市场上的应用现状。目前普遍的主流观点认为,氢能源更适用于商用车,而锂电池更适用于乘用车。这也恰好反映了当下两者的现状,以及双方各自的优缺点。

氢能源当前由于储存难度大、运输成本高、装载空间需求高以及配套基建不足等问题,因此氢燃料电池基本只应用在客车和货车上。由于商用车多在国道、高速公路上行驶,因此能够很好地进行相关设施的配设配套。从另一方面来说,也能较好地降低普罗大众对氢能“不安全感”。

实际上,氢能并没有我们想象中那般危险。就目前来说,或许是因为基数太小,因而世界上并未出现过氢燃料电池自燃爆炸的情况。而氢虽然易燃易爆,但就跟纯氧会让人中毒一样,氢由于本身还具有易扩散的特点,因此爆炸条件并不容易形成,就如同空气中含有氢,但我们点火却不会产生爆炸一般。比如在挪威就曾出现过一次加氢站爆炸事件,在爆炸后整个加氢站还存在原有形状,正是因为氢在空气中急速向上扩散,使得爆炸向上所致。

而且从普通老百姓的安全感上看,锂电池也并没有太过占优。加之锂电池不但能量密度和低温性能不如氢燃料电池,即便是动力性也远远不如,这也是为什么氢燃料电池能够轻松驱动大型客车和货车而锂电池不能的原因之一。

值得一提的是,曾经倾全国之力研究氢能源的日本,其在去年11月由东京大学研究出了太阳能大规模制氢。按照日本政府的规划,以及现在丰田第一代Mirai燃料电池系统(含储氢瓶)的数据来看,一公里仅需5分钱。但事实上,落实到市场却并非如此。

上述的计算仅仅是从氢能制造成本和能源利用两点出发,中间的氢能储存、运输和实装以及运营费用完全没有计算上。事实上目前氢燃料电池的实际使用成本应该是6-8毛/公里,与燃油车相当,比之纯电车型毫无优势。

相对而言,锂电依托于数十年来国家电网的投入,只需要配套和升级充电终端即可,这给锂电的推广提供了先天条件。

目前有关于锂电池缺点无法解决也难以解决的问题,主要集中在低温性能、充电速度以及电池回收等问题上。或许,充电速度能够通过换电技术解决,但低温性能和电池回收等问题,从目前来看确实没有太大的突破口。

总体而言,不管是氢燃料电池还是锂电池,都有着属于自己的优缺点且目前难以解决。也正因为如此,从市场的角度出发,大部分企业都没有选择轻易涉足,更多是浅尝辄止。

事实上,国家目前毫无疑问是一手抓电能,一手抓氢能,并没有把鸡蛋放在一个篮子里。但因为氢能源方兴未艾,因此从政策力度上看,氢能源目前有着更广阔的发展环境。

随着2022年氢燃料电池企业定向的推广,比如马上开幕的冬奥会将出现大量的氢燃料电池汽车应用,产业链企业会迎来第一轮营收高峰,首先是氢燃料电池商用车企业,比如福田汽车、宇通客车、金龙客车等会出现增量。

与锂电不同,本轮氢燃料电池风口,整车企业将扮演相对重要的角色,由于氢燃料电池电堆和核心零部件技术门槛较高,OEM更倾向于自己掌握核心零部件,不仅能规模化降本,也能保证供应链安全。简单地说,就是整车企业要想通过氢能“骗补”或者提升企业价值,是一件很难的事。因此参与的整车企业不多,且大都没有过多投入。

更为关键的是,在氢燃料电池的发展上,日韩无疑是走在中国前面的。但是从日本发展氢燃料电池的经验来看,这并不是一件容易的事情。当下的日本,基本上已经放弃押宝氢燃料电池,而是专注氢能源的开发,以及SOFC电池(固体氧化物燃料电池)。而且拥有诸多专利技术的丰田,不但在全球市场和政策的压力下不得已转向纯电发展,还公开了部分专利技术。

从以上种种来看,氢燃料电池的发展似乎刚开始就陷入了瓶颈。因此,固然政策更倾向于氢能源的发展,但这是宏观局面下对氢能源的开发,细化到汽车领域的具体应用,政策更多只能起到引导作用,最终能否实现还是要由市场和技术说了算。

我国是全球最大的氢生产国,丰富的资源为发展氢能产业奠定了物质基础。氢能作为一种高能量密度、清洁高效能源,在解决能源危机、全球变暖及环境污染等方面可发挥重要作用。

具体来看,氢能源一旦能够全面开发应用,有着非常广泛的用途,既能转化电能供应,也能转化天然气助燃,还能够回收利用以及应用到排放严重的汽车之上。因此作为其中一环,氢燃料电池的发展在短期内势必会进入快速阶段,随着2022年新政的逐步落地,也势必会迎来高光时刻。

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2022-02-05

2022-02-05