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氫燃料汽車,會比電動汽車更有未來嗎?

對大國來說,能源即戰(zhàn)略。
文 | 華商韜略 俞頜愷
氫燃料汽車,會比電動汽車更有未來嗎?
【賭局站隊】
寶馬是氫能汽車的堅定簇擁者。
“無論天氣如何,氫燃料電池汽車都能保證很長的續(xù)航里程。”相比純電汽車,寶馬集團副總裁Jürgen Guldner驕傲地表示,目前企業(yè)研發(fā)的氫能產(chǎn)品,可妥善應(yīng)對里程難題。
1979年,寶馬液態(tài)氫汽車BMW 520h落地,一度讓世界對這家德國廠商為之側(cè)目。千禧年前,中國車企還在苦心研發(fā)燃油車時,慕尼黑機場首座公共液氫補給站中,無人操控的機器人,已經(jīng)熟練地為寶馬車添加氫燃料,全程僅需3分鐘。

這比眼下蔚來奉行的換電模式還要快。
續(xù)航里程上,寶馬氫能車也顯露出追趕燃油車的勢頭:2006年亮相的BMW Hydrogen 7,純氫驅(qū)動下,可行駛200多公里;2019年,搭載6公斤氫氣罐的i Hydrogen NEXT升級亮相,續(xù)航被再度提升至490-595公里,動力輸出達374馬力,比大多數(shù)燃油車更出色。
如今,寶馬將氫能技術(shù)視為應(yīng)對產(chǎn)業(yè)激變的“動力系統(tǒng)第四支柱”。
豐田汽車也高調(diào)站隊氫能發(fā)展。
2020年6月5日,豐田宣布聯(lián)合一汽、東風、廣汽、北汽以及億華通,成立“聯(lián)合燃料電池系統(tǒng)研發(fā)(北京)有限公司”,主攻商用車氫燃料電池技術(shù)。
相比寶馬40多年深耕氫能的老資歷,1992年才觸氫的豐田,還是個“弟弟”。但它一直以人力物力的巨大投入,彰顯出氫燃料堅定支持者的身份。
2018年5月,日本北海道苫小牧市,豐田汽車廠區(qū)。為迎接尊貴的中國客人,豐田把全球技術(shù)體系下的頂尖產(chǎn)品,全部拿來集中展示。
這一日,李克強總理駐足氫燃料電池車mirai的照片,在坊間瘋傳。
據(jù)豐田社長豐田章男透露,近一個小時的參觀過程,李克強總理圍繞氫能研發(fā)、儲存、車載等實際問題,與研發(fā)人員展開了詳細問答,“李總理似乎很關(guān)心未來的新技術(shù),表現(xiàn)出了高度的關(guān)心?!?/p>
▲李克強總理參觀豐田汽車廠區(qū)
倘若不受疫情影響,豐田的氫能車,本應(yīng)在東京奧運會上大放異彩。斥資60億人民幣成為奧運會“頂級贊助商”后,企業(yè)計劃派出500輛氫燃料電池車,穿梭在場館之間,曝光在全球媒體鏡頭之下。
如今,這筆營銷巨資,將面臨打水漂的風險。
但豐田咬定氫能不放松。2022年北京冬奧會,將再一次成為產(chǎn)品亮相的主戰(zhàn)場——代號97*B的氫能車,將由合資企業(yè)一汽豐田落地量產(chǎn)。
但對氫能車,并非所有車企都持有如此篤定的態(tài)度。
2020年4月,德國斯圖加特戴姆勒總部的電池實驗室,往日的人頭攢動的景象,變得車馬人稀。這并非受到疫情停工的影響,而是鉆研近30年的奔馳,宣布徹底終止氫燃料汽車研發(fā)工作。
宕機的開端,要追溯到2016年,公司CEO蔡澈多次表態(tài),“電動車可能更領(lǐng)先”、“氫燃料電池汽車不再是公司核心”;同時,曾在氫能投入巨資研發(fā)的戴姆勒,此后也將重心轉(zhuǎn)移到純電領(lǐng)域。
不久后,雷諾日產(chǎn)聯(lián)盟的一紙通文,宣布與戴姆勒、福特合作5年的研發(fā)項目就此凍結(jié)——這成為壓垮奔馳氫能研發(fā)的“最后一根稻草”。

▲戴姆勒與福特、日產(chǎn)合作開發(fā)的奔馳GLC F-Cell即將停產(chǎn)
“對乘用車來說,一切都站在純電一方,而非氫燃料電池?!?/p>
如同戴姆勒、福特、通用一樣,2020開年后,大眾汽車也宣稱放棄氫能開發(fā)工作,并直言:特斯拉的純電路線,才是汽車產(chǎn)業(yè)清潔能源的最終方案。
豐田、寶馬與大眾、奔馳的公開對壘,意味著汽車產(chǎn)業(yè)的路線之爭,已由新能源VS燃油,步入到純電PK氫燃料的新時代。
“燃油、純電、氫燃料”三國割據(jù)形勢的出現(xiàn),意味著汽車產(chǎn)業(yè)格局,又將充滿著無限變數(shù)。
【政策暖風】
純電和氫能的“路線之爭”,不僅存在于企業(yè)之間,也是產(chǎn)業(yè)和國家層面的對壘。
韓國總統(tǒng)文在寅更是身體力行,無愧于“氫能推廣大使”這一稱號。
2019年,韓國政府正式發(fā)布《氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖》,文在寅便專門把現(xiàn)代汽車掌舵者鄭義宣、SK燃氣公司副董事長崔昌源等企業(yè)高管,一同拉攏在蔚山市政廳,親自向他們一再灌輸韓國“氫經(jīng)濟”的意志:至2030年,韓國要實現(xiàn)180萬輛氫能車年度銷量,占據(jù)全球市場份額第一,創(chuàng)收25萬億韓元,帶動20萬人就業(yè)。
為普及氫能是國家“未來面包和黃油”的重要意義,文在寅還更換了總統(tǒng)座駕。2018年,總統(tǒng)辦公室就向現(xiàn)代汽車采購了7輛氫能汽車NEXO,并經(jīng)常載著文在寅在青瓦臺來回馳騁。

▲氫動力汽車Nexo是文在寅總統(tǒng)的專用座駕
在這場“三足鼎立”的技術(shù)路線博弈中,中國寄托于多元技術(shù)路線并行,以期為“彎道超車”提供歷史契機。
早在千禧年之前,中國已經(jīng)意識到發(fā)展氫燃料汽車技術(shù)的重大意義。
1997年5月,剛剛博士畢業(yè)的吳志新,來到中國汽車技術(shù)研究中心。當時,主攻內(nèi)燃機技術(shù)的他萬萬沒料到,會被安排研發(fā)天然氣發(fā)動機,更未預(yù)見到,此后20多年,包含氫能在內(nèi)的中國新能源汽車會出現(xiàn)爆發(fā)式增長。
在吳志新看來,“十五”是中國電動車崛起的關(guān)鍵五年。
之所以重要,是由包括他在內(nèi)的13位研究員組成的重大專項專家組,為中國汽車產(chǎn)業(yè)籌劃出意義重大的“三縱三橫”戰(zhàn)略:“三縱”指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車;“三橫”指多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。
從此,發(fā)展氫燃料電池汽車,就被寫入中國汽車產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃綱要:
《中國制造2025》中提及:2020年,中國要實現(xiàn)年產(chǎn)1000輛燃料電池車,并將發(fā)展氫燃料電池提升至戰(zhàn)略高度;
“十三五”規(guī)劃表示,要“系統(tǒng)推進燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”;
2019年《政府工作報告》中,“推進充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”,讓氫能首次被列入政府綱要;
2020年4月,《國家能源法(征求意見稿)》的發(fā)布,讓政策扶持多年的氫能技術(shù),又將獲得法規(guī)層面的相應(yīng)支持。

早就預(yù)見頂層架構(gòu)正向氫能汽車戰(zhàn)略傾斜,產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)的競爭加劇,已讓細分市場頗有“藍?!鞭D(zhuǎn)為“紅?!敝畡?。
很快,氫能汽車競相落地。
2007年上海工博會上亮相的“上海牌”燃料電池轎車,成為中國首款具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料概念車。由它演化而來的榮威750,還曾在2014年日喀則媒體試駕活動上秀了一把。
平均海拔4000米的青藏高原,因氧氣不足,不僅會產(chǎn)生高原反應(yīng),搭載自然吸氣發(fā)動機的汽車也常常有氣無力。因富氧燃燒狀態(tài)無法保證,與榮威750一并測試的其他汽車,駕駛表現(xiàn)如同汽油注了水,猛踩油門也無法提速。

▲榮威750燃料電池車
但氫燃料電池車在設(shè)計之初,就擺脫了燃油系統(tǒng)的束縛,電機性能不受低氧、低壓環(huán)境影響。表現(xiàn)卓越的榮威750,在青藏高原動力強勁,因此收割了大批粉絲的擁簇。
長城汽車同樣認為,氫能汽車大有可為。連續(xù)兩年,總裁王鳳英在“兩會”上公開建議,“氫燃料作為清潔能源載體,它有條件成為新能源汽車的能量補充”。
全球范圍內(nèi),長城汽車氫能體系正在加速落地,技術(shù)中心、制氫工廠、液化工廠、加氫站等布局一應(yīng)俱全。
氫能車同樣會帶動燃料電池等核心部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
以房地產(chǎn)、文旅起家的新華聯(lián),就將氫能發(fā)動機上的“質(zhì)子交換膜”,視為企業(yè)決勝未來的法寶。
不久前,新華聯(lián)集團董事局主席、全國政協(xié)委員傅軍,就向社會公開建議“系統(tǒng)推進氫燃料電池汽車的研發(fā)與生產(chǎn)”。隨著150萬平米電池膜工廠今年投產(chǎn)、首批產(chǎn)品搭載至福特等量產(chǎn)車型,新華聯(lián)控股的東岳集團,將經(jīng)歷業(yè)務(wù)體量的迅速拓增。
2019年至今,進入工信部推薦車型配套的氫電池供應(yīng)商已有35家,除去攜手央企、豐田的億華通外,濰柴這樣的傳統(tǒng)燃油動力巨頭也赫然在列。甚至連寧德時代、比亞迪等鋰電巨頭,其競爭共生的戲碼,也將在氫燃料電池領(lǐng)域再度上演。
儲氫、制氫、運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)鏈上游,國有資本也紛紛搶占賽道。
國家能源集團聲稱,集團煤化工板塊年產(chǎn)超400萬噸氫氣,足以供應(yīng)4000萬輛燃料電池車全年行駛。
中石化表示,擁有全國3萬多座加油站網(wǎng)絡(luò),可為加氫站審批帶來便利。
中船重工更致力于制氫、儲氫、運輸、加工等技術(shù)研發(fā),2022年北京冬奧會上,全世界都將在承辦地張家口,目睹企業(yè)部分基礎(chǔ)設(shè)施的落地。

▲張家口致力于打造世界級氫能城市,2022年冬奧會將成展示“窗口”
眾多企業(yè)搶灘布局,誰都不想錯過萬億氫能汽車市場的饕餮盛宴。
按照《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書(2016)》預(yù)期,2020年,中國氫能源乘用車將實現(xiàn)銷量過萬;2030年,中國氫能車保有量將達200萬輛。它所激活的加氫、制氫、儲氫等產(chǎn)業(yè)鏈條,2050年將在全球范圍創(chuàng)造2.5萬億美元產(chǎn)值。
這意味著,氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入了高速增長的快車道。
【戰(zhàn)略機遇】
對大國來說,能源即戰(zhàn)略。
1973年,第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā)。海灣的戰(zhàn)火,直接導(dǎo)致石油價格翻漲兩倍,能源危機波及全球。
美國、日本等發(fā)達國家因此意識到,高度依賴化石能源,將給國民經(jīng)濟帶來怎樣的負面影響。
1974年,國際氫能協(xié)會(IAHE)隨即在邁阿密成立。美國希望利用這一全球性非盈利學術(shù)組織,為氫能汽車商業(yè)化探索可行路徑。

▲第四次中東戰(zhàn)爭引爆了全球能源危機
在國際氫能協(xié)會看來,氫不僅是解決人類供給的終極能源,對擺脫化石燃料帶來的“溫室效用”,同樣有著積極意義。
氫元素構(gòu)成宇宙質(zhì)量的75%,地球豐富的水資源就是天然儲氫的“大倉庫”。倘若可以把氫氣作為能源,就實現(xiàn)了水-氫-水的無限循環(huán),簡直取之不盡、用之不竭。
1978年,美國CBS電視臺的知名主播尼科爾森,在節(jié)目中面對鏡頭,湊到氫能汽車的排氣管前,直接嗅起了尾氣。燃油車時代,觀眾們本以為會看到主播嗆到神情扭曲的場景,沒想到,尾氣僅僅霧化了他的金絲邊眼鏡。
在人人對燃油車尾氣嗤之以鼻的年代,尼科爾森不僅證實了氫燃料不會產(chǎn)生溫室氣體,氫能車還有“0毒0排放”的優(yōu)勢。
氫能對汽車性能,同樣帶來了巨大改觀。
相比純電汽車,氫燃料汽車在續(xù)航里程、充電時間上具有明顯優(yōu)勢。
像豐田Fine-Comfort Ride氫燃料汽車,3分鐘充電即可續(xù)航1000公里;2019年上海車展,亮相的中國造車新秀“格羅夫氫能汽車”,同樣具備這一實力。
與之對比,純電領(lǐng)域的技術(shù)頂流特斯拉,最高續(xù)航只有600公里,技術(shù)突破依然任重道遠。
遇到暴雨、低溫等惡劣行車環(huán)境時,氫能車的優(yōu)勢更加明顯。
比如現(xiàn)代NEXO,續(xù)航力高達800公里,即便在零下30度的低溫下,依然沒有衰減。這在一些電動汽車車主看來,簡直不可思議,“冬天純電汽車放著不開,每天續(xù)航都會減少15公里”。

▲格羅夫氫能汽車
出于同樣的技術(shù)和戰(zhàn)略考量,發(fā)展氫能源,也被中國視為關(guān)乎國家發(fā)展的頂層戰(zhàn)略。
中國汽車工業(yè)協(xié)會副秘書長李萬里將其概括為:第一,解決石油對外依存度過高問題;第二,解決燃煤發(fā)電占比過大、大氣污染嚴重問題;第三,解決中國汽車產(chǎn)業(yè)長期落后于人問題。
【前路漫漫】
盡管氫能是押注汽車產(chǎn)業(yè)未來的重要路徑,但氫燃料汽車的推廣落地,依然荊棘叢生。
加氫、儲氫上的安全隱患,就足以讓社會公眾產(chǎn)生極大的抵觸心理。
2019年5月23日,韓國首爾東部的市民,猛然感到腳下傳來一陣巨大的震動。原來,距離市區(qū)約220公里的江陵科學園,發(fā)生了氫氣罐爆炸。
爆炸前,這家太陽能制氫企業(yè)的工人,正對一個400升容量的氫氣罐進行測試。但因氧氣進入產(chǎn)生火花,3個氫氣罐瞬間引爆,強大的能量摧毀了半個足球場大小的建筑群,造成2人死亡、6人受傷的慘劇。
此外,挪威奧斯陸的加氫站、美國加州化工廠的儲氫罐,也在隨后的20天內(nèi)相繼發(fā)生爆炸事故。
人們突然意識到,儲氫設(shè)施具有巨大的安全隱患。
為反對在自家門前修建儲氫設(shè)備,江陵爆炸事故兩天前,仁川市的民眾已自發(fā)聚集在一座規(guī)劃中的燃料電池發(fā)電廠門前,發(fā)起一場為期一個月的絕食抗議。

▲韓國江陵科學園氫氣罐爆炸事故現(xiàn)場
在中國,氫能被視為高?;ぎa(chǎn)品,相關(guān)設(shè)施的報批落建,都要經(jīng)過層層審批。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,目前很多加氫站建成完工后,遲遲無法通過審批、對外運營,就在于相關(guān)部門對安全問題的考量。有媒體表示,有的城市建成一座加氫站,要通關(guān)10多個部門、蓋近30個公章。
繁復(fù)的報批流程,一定程度上制約了氫能車的落地推廣。但安全問題尚未徹底解決的前提下,這也是一種無形的保護。
氫能汽車難以推廣,還基于“成本原罪”。
比如現(xiàn)代NEXO,售價堪比奧迪Q7;豐田Mirai的市場價格,也高達50萬元。相反,曾經(jīng)高高在上的特斯拉,國產(chǎn)Model 3價格已下探到30萬元以內(nèi)。消費者似乎找不到足夠理由,花更多錢去買臺氫能車。
售價居高不下的背后,是氫燃料電池系統(tǒng)昂貴的造價,它約占整車成本的三分之二。而三元鋰純電車型,最貴的“三電”系統(tǒng),也僅占單車制造成本的35%。
以豐田Mirai氫燃料電池系統(tǒng)為例,100克鉑催化劑按照市場單克181元計算,僅催化劑就要花費2萬塊;質(zhì)子交換膜更貴,杜邦公司Nafion膜售價高達10元每平方厘米,單車平米級的膜材料應(yīng)用,這一部件又將耗資10萬元。
算上動輒幾萬元的高壓儲氫罐,大眾汽車認定,“燃料電池汽車與純電動汽車相比,并沒有什么競爭力?!?/p>

▲豐田Mirai氫燃料電池汽車
氫能汽車高昂的用車成本,也只能是土豪的首選。
目前,上海安亭加氫站每公斤氫價為70元,也就是說,100公里成本是70元;同樣的里程,純電動車的成本才30元上下。
加氫站的基建投入,也耗資驚人。
有人統(tǒng)計,一個日加氫能力500公斤、加壓助力為35MPa的加氫站,不算土地費用,建設(shè)成本就需1200萬元,是傳統(tǒng)加油站的3倍。但一根充電樁的市場成本僅2000元,成本低、配套活,氫能車完全無法比擬。
除了安全、成本上的難題,相比美日韓等在氫能領(lǐng)域深耕許久的發(fā)達國家,中國還面臨核心技術(shù)不完善的現(xiàn)實問題。
經(jīng)過20余年的政策扶持,在氫燃料電池動力系統(tǒng)中,像電堆、氫氧供應(yīng)、水熱管理、電能變換、控制系統(tǒng)等零部件,中國企業(yè)基本實現(xiàn)了進口替代。
但至關(guān)重要的膜電極組件、催化劑材料,中國仍然依賴進口。
戈爾、田中貴金屬,就是中國企業(yè)的主要供貨商。疫情期間,歐洲企業(yè)工廠停工、客貨斷航,這兩家外企因身處日本,讓面臨斷供威脅的明天氫能、愛德曼等中國企業(yè),得以長舒一口氣,“公司核心材料供應(yīng)渠道很順暢”。
而在氫燃料汽車的萬億級前景面前,還要嚴防“騙子橫行”。
“水氫發(fā)動機在南陽市正式下線,車輛只需加水即可行駛”。
2019年,就在韓國江陵爆炸事故的同一天,《南陽日報》頭版新聞《水氫發(fā)動機在南陽下線,市委書記點贊!》,讓“水變油”的“黑科技”傳遍中國,引發(fā)輿論嘩然。
這款“水氫發(fā)動機”,由青年汽車研發(fā)而成。董事長龐青年表示,企業(yè)的技術(shù)核心,在于一種特殊催化劑,可將水轉(zhuǎn)化成氫氣。車輛“不充電,只加水”,卡車續(xù)航500公里,轎車能跑1000公里。

▲水氫燃料電池卡車下線現(xiàn)場
這樣的騷操作,引發(fā)清華大學教授陳全世的公開質(zhì)疑:“水變氫”過程中,“電”是不可或缺的角色,“催化劑”只能改變化學反應(yīng)速率。發(fā)動機在沒電的情況下實現(xiàn)水制氫,不但有悖常識,而且“不符合能量守恒定律!”
有人也因此翻出了青年汽車“騙補被罰”的黑歷史,認為其純屬資本的無良炒作。
騙補也好,圈錢也罷,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型歷經(jīng)了部分亂象,卻也催生了寧德時代、比亞迪、蔚來等一批優(yōu)秀企業(yè)。
而伴隨著政策和市場的培育,氫燃料電池汽車高速發(fā)展的加速鍵,已經(jīng)被按下。
雖然正視差距、夯實技術(shù)、既求快又求新,對中國氫能汽車產(chǎn)業(yè)的深耕者來說,絕非易事;但相比百年汽車工業(yè)差距的燃油車,氫能車產(chǎn)業(yè),世界各國幾乎站在同一水平線上。
技術(shù)也不是一成不變的。
當下,儲氫的安全性令人憂慮,但除了金屬儲氫外,像玻璃微球儲氫、吸附儲氫、有機化合物儲氫等儲氫新方式,也正在研發(fā)之當中。如今,連北京都成了氫燃料電池汽車的試點示范城市;未來,氫能的安全性難題,或?qū)⒈蛔罹咝坌暮椭腔鄣娜似平狻?/p>
成本的高企,更不是問題。據(jù)加州能源委員會的最新研究,如果汽車大規(guī)模采用氫燃料,5年內(nèi),使用成本就會降到傳統(tǒng)汽油的水平。
顯然,一定有人會去押注這樣的未來。
弱者眼中的挑戰(zhàn),恰恰是強者眼中的機遇。踏踏實實搞技術(shù)、認認真真做研發(fā),中國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)“燃油、純電、氫燃料”百花齊放的局面,值得期待。
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