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当氢能成为共识,你该如何入局?

 blackhappy 2022-10-18 发布于陕西

郑贤玲

尽管我的同学跟我开玩笑说:“感觉你一直在高速公路上奔跑。”但其实我时常都会感觉自己在被时代所抛弃,这个世界实在变化太快了。我并不贪图拥有全世界,只想在这个世界有一个容生之地,但我感觉想要站稳双脚是那么不易。就我研究的能源产业而言,我还没有来得及适应由光伏、风电和电动汽车带来的变化,又被时代裹挟着进入到氢能的赛道上来。

  • 氢能从被怀疑到被共识

我对氢能和燃料电池汽车的认知始于2018年9月,当时随中国新能源商会到日本参观岩谷的加氢站和丰田的MIRAI生产线,确定这是一个发展方向是基于岩谷加氢站对氢气的管理和MIRAI的性能与成本,对氢的能量密度和环保性是早就有认知的,这一次的产业调研对我来说打消的是氢气的安全性和燃料电池汽车的经济性顾虑。

正是基于这样一个契机,我从那个时候才突然跑到氢能这个赛道上来的,不过,我似乎并不是这个赛道上的运动员,而是一个端着摄像机用镜头追赶运动员的人。紧接下来的时间里我几乎走访了日本氢能及燃料电池汽车、燃料电池家用热电联产全产业链,也走访了国内燃料电池先行城市:如皋、佛山、上海、武汉、北京、东莞、大同、山东等感受这个行业萌动的激情,并开始全心身投入到这个行业。

自2001年从事产业研究以来,我研究过基础装备、工程机械、船舶、高铁、航空航天、油气等诸多产业,不得不承认,涉入氢能是让我最愉快的事情,因为这是一个由高端人才构建的产业,我在这个领域可以见到更多的科学家,可以陪伴一些初创企业的成长,可以看见他们带来的技术参数的变化或是出其不意的惊喜,我甚至可以预期一个经由科技进步带来的氢社会。

因为没有参与赛跑,所以,我显然不是一个被赛道上运动员排挤的人,但这不等于我走得安稳,其间不断有亲戚朋友劝告我不要在氢能研究上花费时间,大多数人认为燃料电池技术并不成熟,氢能还有很长的路要走,还有人认为氢既不安全也不经济,这个方向没有前途,或者说发展燃料电池汽车根本就是“愚蠢的事情”,无非是为了“骗补”。

我不能说自己就没有过迷茫,只是基于基础研究比较倾向氢能将是未来能源的重要方向。正是因为想把自己对氢能和燃料电池的理解分享给更多的人,《产业观察者》这个平台甚至放弃了对我来说相对熟悉的机械行业的评述,我对燃料电池和锂电做了很多比较分析,几乎成了一个专注于氢能与燃料电池的产业观察平台。

不过,随着“碳达峰、碳中和”目标的确定,人们对氢的怀疑在逐渐消退。回想这一过程其实很微妙,似乎不是说氢行不行,而是说氢是否被需要。在“3060”目标下宝武集团提出力争2023年实现碳达峰,2035年力争减碳30%,2050年实现碳中和;河钢提出2022年实现碳达峰,2025年碳排放较峰值降10%以上,2030年碳排放较峰值下降30%以上,2050年实现碳中和。这意味着煤炭将逐渐退出主体能源。

煤炭的逐渐退出则意味着“可再生能源+氢能”能源体系将承担更多的行业使命。目前,占全球能源版图70%的、120几个国家宣布本世纪中叶实现碳中和, 美国、欧洲、日本、韩国、中国、印度、俄罗斯等世界主要经济体都将发展氢能作为达到碳中和的主要路径,氢能被各国列入未来的能源体系和新的产业战略。

可以预见,碳中和已经在全世界形成一种“人类命运共同体”的环境共识,也将是未来几十年经济发展的驱动力。

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  • 产业资本入局推动对氢能的共识

和大部分发展氢能产业的国家一样,我国早期的氢能发展也是由燃料电池推动的,如皋、佛山、武汉、上海、北京等地地方政府的产业选择支持了一批燃料电池科研项目产业化的推进,包括亿华通、新源动力、武汉理工、上海神力在内的燃料电池企业基本上是“科学家+地方财政”推动的,即使上海汽车、长城汽车、潍柴动力也投入了燃料电池,市场普遍的看法还是认为不过是整车企业的技术储备。直到近期中石化、隆基股份等企业的入局才让更多的人关注到氢能,并预测氢能也许正在成为趋势。

今年以来,燃料电池汽车产业从整车订单到零部件订单迅速增加,各种制氢路线纷纷登场,电解槽订单饱满,管束车、储氢瓶客户甚至担心供应商无法及时交货,液氢标准获批……

而且今年来自终端市场的订单并不是以公交车为主,更多的订单来自物流、城市渣土车、环卫车、工矿企业通行车辆,按照中集安瑞科副总经理杨葆英的说法,“这个市场快得不可思议”。

让原本怀疑氢能前景的观望者更加坐不住的是,不仅仅是传统能源企业和气体相关企业大举进入氢能领域,就连隆基股份、协鑫能源、阳光电源、金风科技、金晶科技等新能源企业也纷纷入局氢能产业。

  • 清洁化力保传统能源,社会资金流向可再生

“碳达峰、碳中和”是关于碳的减法和氢的加法的理想结果,这一个过程伴随着化石逐渐消退,'可再生能源+氢能“逐渐生长的过程,但2030年和2060年的时间表显然是要提高能源结构变化的加速度。

4月24日清华大学能源与工程系举办了一次关于'碳达峰碳中和能源发展”的系友论坛,与我们近两年参加的各种氢能和燃料电池论坛不同的是,代表我国学术界最高水平的学院派的这次校友论坛其实更多展现了清华人在能源清洁化和节能方面的探索,包括了煤炭的清洁利用,不乏有煤炭工业领域泰斗级的专家,会上有几个专家介绍了煤炭清洁利用的项目和煤炭作为基础能源的意义。

但一个现实的问题是煤炭面临越来越大的压力,联合国秘书长古特雷斯表示:逐步在电力行业中淘汰煤炭是实现将升温幅度控制在1.5度以内最重要的一步。到2030年全球发电领域煤炭用量必须比2010年下降80%,他呼吁经合组织国家承诺到2030年、非经合组织到2040年逐步淘汰煤炭。

在这样一个有着多种能源技术竞争的体系下,一个强烈的感受是尽管煤炭企业努力通过清洁利用来留住市场份额,而且短期来看化石能源的赚钱效应可能比可再生能源和氢能更好,但因为趋势所然,不管化石能源的清洁化做得再好,更多的社会资金还是愿意流入光伏、氢能、电动汽车等新能源领域。

而且传统能源企业的资本开支也越来越倾向于新的能源体系,国际市场能源巨头如壳牌、埃克森美孚、沙特阿美等能源巨头已进入氢能,国内中石油、中石化、国投电力等能源企业更多的资金正在转向可再生能源。

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  • 方向已然确定,企业如何入局?
  • 车企:燃料电池赛道拥挤,与其新设不如整合

在查天眼上输入“燃料电池”可以得到8963个结果,就算投资主体多地布局,每个企业主体投资2-3家分子公司,也有超过3000家燃料电池相关企业,据氢能俱乐部统计,截止今年3月底,国内44家燃料电池企业66个生产基地已建成和拟建规模已经达到27.8万台。

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数据来源:氢能俱乐部

就像我们进入一个新的领域一般都会寻求与国内外研发单位和国外专业企业的合作一样,通常关键技术的源头和核心零部件供应商总是屈指可数,但到制造端往往就会冒出很多的实践者。道理很简单,研究是投入,生产是产出,没有太多的人愿意投入,却有很多人希望有产出。

不过,燃料电池不是一个静态的产品形态,而是一个技术指标动态发展的动力系统,每个企业不仅仅竞争规模,还要竞争系统的性能。因此,这个领域是“投入”不一定就能“产出',但如果想要“产出”还必须要有“投入”。

在燃料电池生态里,系统的竞争力主要是与应用端整机配套的能力,整车厂可能选择自建燃料电池系统产线,就国内商用汽车而言,中国重汽、陕重汽属于潍柴系整车厂,红旗刚刚发布了自己的燃料电池产品,东风也投入了燃料电池的研发,宇通参股亿华通,乘用车企业上海汽车和长城汽车在燃料电池上投入了大量的资源,看起来,留给独立第三方的市场空间并不多,除非系统企业具备明显的成本与性能优势,否则即使在初创期获得了一些补贴,未来如果找不到应用方向将面临巨大的风险。

质子交换膜、催化剂、碳纸、膜电极等核心零部件对基础研究和生产工艺是极大的考验,如果没有突破性技术能力进入燃料电池上游则是更大的冒险。

以重塑股份、亿华通、上海捷氢、新源动力、氢能股份、国鸿氢能、潍柴动力、爱德曼等为主的燃料电池企业已经积累了相当多的数据,基本上具备了规模化生产的条件。目前,从规模化、技术进步、零部件国产化几个角度来看,燃料电池系统成本从20000元/kW以上到现在4000元/kW左右,而且还会持续下降,从日本和韩国的整车价格来看,未来几年燃料电池成本下降到与燃油发动机成本相当是可以期待的。

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只是,如果要进入这个领域,需要具有突破性技术的能力和规模化经营能力,也就是说你的技术进步和规模扩张带来的成本下降的进度需要超过市场成本下降的水平,否则一旦过了补贴期间地方政府的呵护,很快就会被淘汰。

这个行业的分化有的是因为技术能力,有的是因为运营能力,比如资源不够会影响企业的竞争力。到目前,如果没有核心技术要新建燃料电池系统或核心零部件已经有难度,整车企业想要新建燃料电池产线不如投资于现有有潜力的企业,而对于拥有技术但缺乏资源整合能力的企业来说,与其竞争不如合作,可以选择具有综合资源的汽车整车或其他终端的企业实施资源整合。

  • 能源:能源企业依然是氢气供应的主力

当氢能已经成为共识,氢能及燃料电池的发展的瓶颈已经不是早期关于燃料电池汽车的安全性和燃料电池的效率问题了,核心问题是:是否有持续、稳定、安全的氢气供应?这涉及到氢气的制备和储运,低成本的氢气来源取决于制氢成本和运输成本。

目前更多的氢气来源于工业副产氢或化石能源裂解制氢,但更多的人将注意力集中于绿氢,绿氢的资源不能简单地以上网电价为基础来计算成本,而是需要更多的资源整合,比如与光伏、风电企业合作在绿氢方面可以有更大的成本优势,目前,隆基、协鑫、金风、阳光电源等可再生能源企业进入制氢环节将更有利于推动绿氢的发展。

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资料来源:氢能人

氢气的运输也有多种多样,物理储氢如高压运输最成熟,但效率比较低,一辆20MPa的管束车只能满足大约20辆车加氢的需求;液氢看起来不错,但氢气液化温度远远低于天然气,液化伴随着巨大的耗能;管道输送成本更高。

市场寻求各种技术路线的储氢方法,除物理方式外,化学储氢也在探讨之中。包括有机液态储氢、甲醇制氢、氨制氢等各种技术路线。

总之,就氢能产业化的条件来看,最大的瓶颈已经不是燃料电池,而是氢气供应系统。现在比较热的PEM制氢,还有液态储氢或是甲醇储氢,都可能有相应的应用场景,不过,这些领域依然存在较多的技术瓶颈,需要突破。

在现阶段,氢气的主要来源是灰氢和蓝氢,但行业的可持续发展必须是绿氢;从储运方式来看,高压储氢从20MPa到30MPa,还可以上升到50MPa,产品标准的提升将是一个逐步的过程。

但从全球范围和国内的可再生能源资源的分布来看,高压管束车很难满足长距离从氢气生产地到氢气使用地的经济性需求,因此当产业进入规模化,液氢和管道输送也会成为现实的需求。

也就是说,对拥有副产氢、煤炭、天然气、可再生能源资源和制氢技术的企业来说进入上游行业具有一定的优势;氢气的储运很大程度上取决技术路线及综合解决方案,国内外气体服务企业具有先天性优势。

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  • 资本:要么做头部企业,要么做头部企业的股东

进入新兴领域的一类是拥有技术的科学家,一类是资源整合的资本家,还有一类是产业资本。其中科学家的资源可以随身携带,产业资本通常都基于自身的产业基础,这里面风险最大的是资源整合的“资本家”。

中国的锂离子电池企业比氢能技术路线早了大约10年,这十年间上千家企业各种技术路线最后汇聚在一起,目前大约还剩十来家锂离子电池企业,相关的技术人才并没有浪费,但更多投资人的资金是血本无归。

今天的燃料电池行业已经比较理性,过去那种只要有概念股价就上涨的现象在行业趋势更加明朗、产业生态更强清晰的情况下已经在逐渐消退。头部企业的估值和部分没有核心竞争力的涉氢上市公司估值已经形成了反差,经历了光伏、风电、电动汽车的投资人变得愈发成熟,他们不会盲目追踪行业内的那些过客,更看重企业的核心竞争力和可持续发展的能力。

因此,尽管氢能已经形成共识,可以预期未来相当长的时间内政府财政资金和社会资金都将涌入氢能产业链,但由于国家氢能鼓励政策是“以奖代补”的模式,没有核心能力的企业其实套利机会也不大。对于一个需要持续科研投入的产业来说,政府的补贴也不宜撒胡椒面,应该集中资源支持具有核心技术和能力的企业。

当能源属性从资源变成科技,成本竞争就变得非常重要。对于跃跃欲试的观望者,要么拥有核心能力,成为某个环节的头部企业,要么就看清楚这个行业的生态和竞争格局,做头部企业的股东。

当然,氢能和燃料电池产业链非常长,涉及到很多基础技术,如阀门、传感器、特种化工材料、气体压缩机等都有很多的机会,这些供应能力是需要有基础研发的专业企业来承担的,规模不一定像燃料电池、供氢系统那么大,但很关键、也很重要,氢能会给予这些企业新的应用空间。

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