別斗了，氫和鋰電沒得爭

關(guān)于氫燃料VS鋰電的路線之爭，在乘用車的討論場上幾乎沒停過。

前有馬斯克炮轟氫燃料電池是智商稅，后有日本豐田更加積極的充值。

11月的上海進(jìn)博會上，日本豐田Mirai第二代氫燃料電池乘用車在中國亮相，續(xù)航里程達(dá)850km，讓不少車迷開了眼界。

隨著當(dāng)下雙碳目標(biāo)的推進(jìn)，氫能在國內(nèi)也逐漸熱起來。

由于鋰電池有續(xù)航里程短、充電時間長、載貨量少的短板，而氫燃料電池的強(qiáng)項正好可以補(bǔ)齊。因此，國內(nèi)將氫能在交通上的應(yīng)用重心放在了載量大、距運長的商用場景，比如公交車、物流車、重型卡車、軌道交通。

全國重型卡車的銷量每年在一百萬輛以上，按20萬一輛算，單是柴油車升級換代，輕輕松松千億級市場規(guī)模，目前中國重汽、陜汽重卡、上汽紅巖、江鈴重汽都在加速布局。

軌道交通也正在取得跨越式進(jìn)展，2019年底，商業(yè)運營的燃料電池有軌電車示范線，在佛山高明正式投入運行。2021年10月29日，*臺氫燃料電池混動機(jī)車正式上線試運行。

該機(jī)車設(shè)計時速達(dá)80公里/時，滿載氫氣可連續(xù)運行24.5小時，平直道可牽引載重超過5000噸，相較內(nèi)燃機(jī)車每萬噸公里將減少碳排放約80千克。

作為該領(lǐng)域中軍人物，也是日本豐田在軌道交通的一個中國合作伙伴，西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長陳維榮教授告訴虎嗅，團(tuán)隊2008年起在國內(nèi)最早開始從事大功率氫燃料電池應(yīng)用研究，2013年研發(fā)了*輛氫燃料工程樣機(jī)“藍(lán)天號"，2016年研制成功世界首列燃料電池混合動力有軌電車并示范運行，時至今日，與中車聯(lián)合研制的氫燃料混動機(jī)車正式產(chǎn)品化。從樣機(jī)升級到工程應(yīng)用，機(jī)車的工藝、可靠性、使用壽命都有本質(zhì)提高。

陳院長表示，過去十多年，氫能的軌道應(yīng)用一直在科研階段徘徊，直到最近，技術(shù)才真正邁入窗口期，氫燃料動車也有望在明年面世。

雙碳熱點可能使氫能迎來產(chǎn)業(yè)爆發(fā)，尤其是鐵路運輸，應(yīng)用氫能的經(jīng)濟(jì)效益是實際存在的，即便脫離國家補(bǔ)貼，也具備市場競爭力。拿有軌電車舉例，傳統(tǒng)電車帶了接觸網(wǎng)，還有進(jìn)站快充設(shè)備，如果換為氫燃料電池，就可以省掉線路跟充電站的成本，總投資算下來能便宜10%，全壽命周期來看，維護(hù)也更簡單，運營成本也會降低。

對于“從商到乘"的拓展和“氫VS電"之爭，陳院長認(rèn)為，鋰電車雖然發(fā)展更成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)啄﹥啥耸歉吆哪芨呶廴荆椅磥泶竺娣e鋪開會對電網(wǎng)形成壓力和沖擊。氫燃料車雖然更清潔，也不依賴于電力系統(tǒng)，但技術(shù)和配套還遠(yuǎn)不能支撐乘用車自如應(yīng)用，現(xiàn)在并不是關(guān)注的時候。

氫燃料電池技術(shù)是實現(xiàn)氫能利用的先決條件。

電池的基本工作原理，是氫氣通過燃料電池的正極中的催化劑（鉑）分解出電子和氫離子。其中氫離子通過質(zhì)子交換膜到達(dá)負(fù)極，和氧氣產(chǎn)生反應(yīng)變成水和熱量，電子則從正極通過外電路流向負(fù)極產(chǎn)生電能。

簡單說，就是通過結(jié)合氫和氧，產(chǎn)生電能和水，電能驅(qū)動車行，水排出車外。

而電池制造的成本大頭正是上面提到的催化劑——鉑，女生對這種貴金屬不陌生，名貴珠寶都是它打造的。由于比黃金還貴還稀缺，要想大規(guī)模降成本，必須尋求可替代的廉價材料。

從工作原理可以看到，氫燃料電池的顯著優(yōu)點是清潔，副產(chǎn)品只有水，不會排放二氧化碳；第二是安全，因為氫燃料電池的驅(qū)動是電化學(xué)的過程而非點燃，氫氣不會自燃也很難爆炸；第三，氣體可以壓縮，運輸和儲存方便。

在掌握核心技術(shù)方面，國內(nèi)由于在氫燃料電池方面的研究起步晚，存在一定落后性，1998 年才出現(xiàn)相關(guān)發(fā)明，雖然近年基礎(chǔ)研究逐漸活躍，但距離歐美、日韓仍有差距，目前核心技術(shù)數(shù)僅占世界約1% 。

圖片來源：《氫燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望》中國工程科學(xué)2021年第23卷第4期

學(xué)術(shù)觀點預(yù)測，十年時間內(nèi)，氫燃料電池的生產(chǎn)成本能下降50%。未來隨著關(guān)鍵材料的物理性能改進(jìn)，各組件穩(wěn)定性提高，氫燃料電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命也會明顯改善。

學(xué)術(shù)端的推進(jìn)也會傳導(dǎo)到生產(chǎn)端。

西南清潔能源豐富，水電資源和天然氣資源均居全國高位，發(fā)展氫能有源頭取材的便利。做天然氣設(shè)備起家的四川上市公司厚普股份（300471）就對虎嗅表示，氫氣與天然氣有相似共性，加氫站與加氣站也是一脈相承，天然氣上能解決的問題，氫氣上同樣能解決。

氫能行業(yè)正處在成長期，很多企業(yè)看到了機(jī)會，而具備競爭實力的大多都是過去深耕傳統(tǒng)能源的公司。

有做天然氣的，憑借設(shè)備工藝的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢切進(jìn)氫能設(shè)備，比如深冷股份（300540）、富瑞特裝（300228）；有做成品油的，靠銷售渠道和客戶優(yōu)勢打開市場，比如中石油、中石化。

厚普股份生產(chǎn)的國產(chǎn)加氫槍與加氫質(zhì)量流量計打破了國際壟斷，靈感來源即是天然氣業(yè)務(wù)經(jīng)驗。

厚普股份向虎嗅演示了加氫槍的使用方法，自動鎖定結(jié)構(gòu)使得槍頭和加氫口連接到位后，加氫槍卡爪會自動抓住并鎖定加氫口。逆時針轉(zhuǎn)動加氫槍手柄至開啟位置，槍內(nèi)部流道就會*打開，開始給車輛加注氫氣。充滿后，再順時針轉(zhuǎn)動手柄關(guān)斷槍內(nèi)部流道，實現(xiàn)氫氣泄壓，再手動脫開，一次加氫就操作完成了。

站在企業(yè)視角，厚普股份認(rèn)為，真正歷史性式創(chuàng)新的技術(shù)其實并不多，更多的是在應(yīng)用中迭代，在成熟理論上做應(yīng)用創(chuàng)新，比發(fā)力底層技術(shù)的收益更大。企業(yè)看似是進(jìn)軍了一個新的能源行業(yè)，實際仍依賴傳統(tǒng)行業(yè)的經(jīng)驗技術(shù)。

大量鋪設(shè)加氫站是氫能使用成本下降的核心，也是繞不開的重要環(huán)節(jié)。

目前規(guī)模大的加氫站位于北京大興氫能科技園，該加氫站可為600輛燃料電池物流車提供加注，每天加注量達(dá)4800Kg。

作為該項目的設(shè)備提供商，厚普估算，建一個普通的加氫站，除開土地費用和政府補(bǔ)貼，平均至少要花1000萬元，建設(shè)運營成本遠(yuǎn)高于建加油站，甚至是建充電站的三倍。

我國出于安全考慮，明確要求嚴(yán)格分離制氫與加氫，因此加氫站都是外供氫，通過管道或管束槽車把氫氣運輸至站里，經(jīng)壓縮機(jī)增壓后，儲存到高壓儲罐，再通過加氫機(jī)為車輛加氫。

這當(dāng)中的儲氫、壓縮、加注設(shè)備大部分都需要進(jìn)口，和燃料電池一樣，硬件設(shè)備也面臨國產(chǎn)化的技術(shù)瓶頸。

由于成本高，燃料汽車市場保有量少，疊加制儲氫氣成本，90%加氫站目前都處于虧損狀態(tài)。政府補(bǔ)貼是刺激各地建加氫站的主要動力，可以說，建站的數(shù)量與各地補(bǔ)貼力度直接正相關(guān)。

中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計，2020年國內(nèi)加氫站數(shù)量有128座，《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》將原先設(shè)定2030年的加氫站數(shù)量從1000座提高到5000座。

加氫站相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)(2021年版)《加氫站技術(shù)規(guī)范》、《汽車加油加氣加氫站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》在今年4月和7月相繼出臺，對氫氣站和相關(guān)設(shè)備的設(shè)計、制造、驗收提出了要求。但涉及氫泄露、防爆等安全管理規(guī)范尚不完善，因此在補(bǔ)貼之外，合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也需同步提升。

氫能產(chǎn)業(yè)整個鏈條的應(yīng)用前景非常多元，幾乎看不到天花板，目前雖受限核心技術(shù)卡脖子，不過一旦完成底層攻堅，可以預(yù)見的是，成熟的傳統(tǒng)能源前部企業(yè)將借助深厚底蘊(yùn)順暢銜接氫能新業(yè)務(wù)，華麗過渡，激發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈更多中小企業(yè)的活力。

潛龍騰淵的氫能，何時鱗爪飛揚(yáng)？靜待欣賞。

來源：虎嗅APP  雨林下  原創(chuàng)  侵刪

本文為「 西南新能源產(chǎn)業(yè) 」專題策劃，將持續(xù)呈現(xiàn)西南能源發(fā)展近況，歡迎交流探討。