氫產(chǎn)業(yè)此趨彼退

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2020年對于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)來說，是頗為詭異的一年。

大廠紛紛棄局，表示不玩了，其中投入期超過10年的比比皆是。如果只算主機廠，這一年走的比留下來的更多。而中國這樣的國家級力量，則悄然增加燃料電池技術(shù)的投入，中間不斷有各種投資機構(gòu)加入，甚至在2020年達到融資的一個小高潮。

此趨彼退，其中似乎存在巨大的認知矛盾。盡管都是從戰(zhàn)略的高度著眼，但各方立場迥異，謀求的利益也大相徑庭，出局入局的考慮自然不同。

“放水養(yǎng)魚”失敗

企業(yè)衡量一樁業(yè)務(wù)的標準很簡單，就是商業(yè)利益。在盈利壓力下，商業(yè)領(lǐng)袖們并不把掌握多少新技術(shù)，作為衡量標準。他們必然要問執(zhí)行層，新技術(shù)所代表的未來產(chǎn)品，比現(xiàn)有產(chǎn)品擁有什么樣的優(yōu)勢？是體驗更好，還是成本更低？如果問題簡化一下，新玩意能不能賺錢？至少要有賺錢的念想。

2015年以來，燃料電池的發(fā)育讓企業(yè)不斷陷入更深的失望當中。在2020年，戴姆勒、通用汽車、福特、本田、日產(chǎn)，先后宣布擱置（或暫停、中止）氫動力汽車（FCV）產(chǎn)品的研發(fā)。其中戴姆勒已經(jīng)在氫燃料領(lǐng)域持續(xù)投入30年，最后黯然收場。受命給戴姆勒“瘦身”的康林松，無法容忍這樣一個沒有前途的項目持續(xù)燒錢。

2020年因為疫情，CEO們當然面臨巨大的成本壓力。但是更重要的是，豐田當初“放水養(yǎng)魚”的計劃失敗了。2015年1月，豐田在發(fā)布首個量產(chǎn)燃料電池車Mirai之后，在CES展之前，宣布開放氫燃料電池技術(shù)5680項專利使用權(quán)，其中關(guān)于Mirai的專利就有1970項，可以免費使用到2020年底。

真的到2020年底的時候，豐田沒有延長燃料電池專利群的“免費期”，也沒有廠家對此表示遺憾。它們可能暗地里搭了豐田的“便車”，指望豐田提供電堆技術(shù)。但就公開而言，沒有哪個一二線車企承認，它們必須依賴豐田的免費專利，才能做出FCV。

2013年，戴姆勒、福特、日產(chǎn)痛感到FCV項目過于勞師糜餉，開始組團合作研發(fā)。奔馳好歹還生產(chǎn)了數(shù)百輛GLC F-CELL用于各種參展，但從未公開銷售過；福特和日產(chǎn)則連小批樣車都沒做嘗試。

而寶馬依賴豐田電堆技術(shù)，F(xiàn)CV產(chǎn)品還需要3、4年才能問世，似乎是寶馬有意控制節(jié)奏的結(jié)果。

目前全球在售FCV乘用車，還能保持一定銷量的，只有兩款：一款是豐田Mirai，另一款則是現(xiàn)代NEXO。2019年，NEXO銷量4818輛，Mirai銷量2407輛。不過，后者累計銷量超過1萬輛。而FCV乘用車全球保有量只有2.4萬輛，這個數(shù)字太小了，以至于很難在街上遇見。

中期機會喪失

現(xiàn)在，整個汽車產(chǎn)業(yè)面臨市場前景的不確定性。技術(shù)路線上，電動正在占上風。2020年，單是動力電池，中國新增投資額就達到1794億元，基本來自于大廠商?？紤]到車型平臺、基礎(chǔ)設(shè)施投資，全球裝備投資新增額度將在萬億元以上。

在乘用車領(lǐng)域，氫動力方案中期內(nèi)（5年內(nèi)）沒有機會了。以前作為技術(shù)儲備，這類研發(fā)項目還可以小規(guī)模投入，但是主機廠現(xiàn)在面臨的盈利壓力越來越大，這兩年上臺的跨國車企CEO們，熱衷于做兩件事：砍傳統(tǒng)業(yè)務(wù)規(guī)模、轉(zhuǎn)移投資。

至于轉(zhuǎn)的方向，當然朝向電動，氫動力研發(fā)什么也撈不到。

電動產(chǎn)業(yè)中，主機廠和電池廠雙引擎帶動；而在氫動力領(lǐng)域，主機廠推“獨輪車”。在漫長的技術(shù)實踐中，主機廠從環(huán)?？駸嶂兄饾u認識到，氫能的劣勢，很難克服。

作為產(chǎn)業(yè)，成本高是最大的劣勢，而且剪刀差很難用大規(guī)模補貼來弭平。2017年上汽大通生產(chǎn)一款輕客，裸車售價130萬元，享受各種補貼100萬元。這么高的補貼比例，意味著難以實施大規(guī)模補貼。

兩個認知的顛覆

成本高體現(xiàn)在兩方面：一個是固定成本下的能密過低；另一個是能量轉(zhuǎn)化效率低。這兩個都顛覆了大家基于原理的認知。

氫的理論能密高達140MJ/kg，看上去比汽油（12-17MJ/kg）高很多，但是沒有太大意義。就像我們不能只考慮電池單體能密一樣，必須要考慮加上模組和PACK結(jié)構(gòu)件之后的能密。氫動力也必須也要考慮儲罐。

不幸的是，氫容易泄露，導(dǎo)致氫罐太難減重。豐田新款Mirai為3個70MPa的“高壓”氫罐，一共裝5.6kg氫。“高壓”氫罐從內(nèi)到外殼體三層結(jié)構(gòu)，樹脂襯里、碳纖維強化樹脂中間層、玻璃纖維強化樹脂外層。通過豐田公布的5.7wt.%（重量效率比）反推可知，3個氫罐總重量高達92kg。這樣一來，氫動力綜合能密為800Wh/L，大致是三元鋰電池的3.6倍，聽上去還不錯。但是，加上氫動力驅(qū)動效率遠不如電動的因素，氫上車之后，也比電動效率要低。疊加上高昂的成本，眼下氫動力沒有乘用車商業(yè)價值。

如果公平地衡量效率，就需要引入全周期效率概念（即WTW，從井到輪）。大眾汽車曾經(jīng)用一幅著名的能量轉(zhuǎn)換圖，說明了該問題，其實這幅圖是一家咨詢公司的杰作。

我們只引用結(jié)論：“以電池為動力的電動汽車，在將電能存儲到動力電池之前，在運輸過程中僅損失了8%的能量。當電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動力時，又損失了18%。因此，根據(jù)車輛級別的不同，由電池供電的電動汽車的效率可達到70%至80%。”

“氫燃料電池需要2-3倍的能量才能驅(qū)動相同的距離。它的損失要大得多：電解產(chǎn)氫的過程損失45%的能量，儲運損失5%，在車上將氫能轉(zhuǎn)化為電能時，又損失了55%。這意味著氫動力電動汽車的效率只能達到23%-30%?！?/p>

大眾汽車稱：“我們負擔不起這種能源浪費。氫是清潔的，但它的能力被夸大了，在乘用車上，它是一個錯誤?！?/p>

到了用戶端，F(xiàn)CV行駛成本高達9-12歐元/百公里，而EV行駛成本為2-5歐元/百公里。而且，歐洲電價普遍高于中國。

說一千道一萬，用起來貴的產(chǎn)品沒人要，除非體驗更好。日本大力促進加氫站建設(shè)，2020年底數(shù)量達到118座；美國有45座，但全在加州；德國有87座。中國目前有51座，但只有41座正常運營。

全球所有加氫站都是虧本運營的，沒有補貼就無法堅持。

生產(chǎn)存儲運輸全是坑

就像大眾汽車指出的那樣，和電能相比，氫的生產(chǎn)端生產(chǎn)成本過高，化工裂解不環(huán)保，電解水能耗大，效率低。此前發(fā)展蓬勃的“風光”（風電光伏組合）由于對電網(wǎng)調(diào)控有負面作用，被稱為“垃圾電”，遭到相當比例的棄置。有人提出，用“風光”發(fā)電，電解水，產(chǎn)生氫。這的確是個好主意，相當于用氫充當“能量儲存器”。

但是，氫本身的儲運同樣存在成本和技術(shù)難度。

儲氫常見手段有高壓、液化、固態(tài)吸附、液態(tài)化合物、金屬氫化物、自然儲氫。目前質(zhì)量分數(shù)最高的是自然儲氫中的甲醇手段，甚至有廠商將甲醇搬到車上，使用“甲醇重整”方案產(chǎn)生氫，但它們的電能轉(zhuǎn)換效率低于光伏。

就算用“風光”發(fā)電（其實“風光”目前發(fā)電成本高于火電），氫生產(chǎn)出來了還得運輸。目前有3種手段：加壓氣態(tài)運輸、液氫運輸、管道運輸。

韓國最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)德陽擁有每小時19萬標方（約17噸）氫生產(chǎn)能力，以管束拖車運送到加氫站，25噸重、20MPa的管束拖車僅載300公斤氫，占總重量的1.2%。

如果繼續(xù)加壓，就必須強化容器，減少表面積，又是一筆開銷。

液氫運輸必須泄壓，每天損失3%。管道運輸因為氫的逃逸特性，管道成本比天然氣管道高2倍以上，無法大規(guī)模建設(shè)，敷設(shè)到加氫站。到頭來，還得靠拖車。

豐田在氫產(chǎn)業(yè)內(nèi)是全能選手，打造了從生產(chǎn)到消費端的所有技術(shù)，但無人跟進。這就像主機廠負責發(fā)電、層層電力輸送到樁、送到消費者的車上一樣荒謬。

主機廠研發(fā)敷設(shè)充電樁，也是為了推廣（有接口標準因素），最終還要靠國網(wǎng)接盤。

在氫產(chǎn)業(yè)中，主機廠退回終端層，是早晚的事。

國家接盤，外部資本跟進

氫產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，企業(yè)的理想狀態(tài)，還是研發(fā)終端，最多在往上延伸一兩個環(huán)節(jié)。能源生產(chǎn)、運輸和基礎(chǔ)設(shè)施，必須有大投資方出面接盤。中國政府在2019年開始對氫能重視，2019年，氫燃料電池首次被納入《政府工作報告》；2020年，氫能被納入《能源法》征求意見稿。

截至2020年1月，中國的氫能源結(jié)構(gòu)里，煤制氫占比62%，天然氣制氫占19%，可再生能源電解水制氫僅占1%。

德國電解水制氫裝機容量占全球的45%，歐洲其他地區(qū)則擁有另外的28%。歐盟擁有密集的電力和天然氣基礎(chǔ)設(shè)施等有利條件，中國很難復(fù)制。至少到2025年前，中國仍側(cè)重化石能源制氫。2025年之后，CCUS（碳捕獲-封存技術(shù)）有望成為主流。

目前，蘇州為首的40多個二、三線城市（大多是錯過電池發(fā)展機遇的），對氫能發(fā)展熱情很高。僅2020年半年，氫能名義投資就超過1300億元。和電池不同的是，這筆錢是政府投資平臺和跟投資本拿出來的。氫投資相當于EV 10年前的樣子，沒準兒更幼稚一些，金額不能說明成熟度。

和歐美給燃料電池項目補貼不同，中國傾向于直接給燃料電池本身補貼。盡管生產(chǎn)企業(yè)目前基本都沒有賺錢，但產(chǎn)能擴張仍在繼續(xù)。

主機廠退出的氫基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，各國政府正在逐漸用補貼和政策引導(dǎo)慢慢介入。但是兩者沒有交接，存在空白。原因是FCV市場太小，在上游環(huán)節(jié)擴張，只會造成燃料電池產(chǎn)能過剩（國內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)過剩了）。

如果不改變制取路徑，F(xiàn)CV對碳中和幫助有限。但是氫不依賴外部貿(mào)易，對國家有重要戰(zhàn)略意義。這和大規(guī)模扶持EV產(chǎn)業(yè)，有同樣道理。

今年2月，美國一家燃料電池概念創(chuàng)業(yè)公司Advent在納斯達克上市，這是第六家在美IPO的相關(guān)公司。此前巴拉德、普拉格等公司股價已經(jīng)大漲，美國的氫產(chǎn)業(yè)更是一言難盡。這意味著資本的另一面，即便產(chǎn)業(yè)本身不賺錢，依靠專利技術(shù)，仍然要占據(jù)賽道。

顯然，未來5-10年，氫產(chǎn)業(yè)仍處于深化基礎(chǔ)研究的階段，為遙遠的商業(yè)化做準備。主機廠此前的一系列產(chǎn)品，算是嚴重“早產(chǎn)兒”，夭折是正常的。

這其實是主機廠退出的最好理由。與此同時，國家站在能源安全的戰(zhàn)略高度，穩(wěn)步布局氫產(chǎn)業(yè)，不以追求中短期經(jīng)濟效益為目標。

盡管FCV連備胎都算不上，中國仍在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)投入。國家要求地方政府，一旦開始提供補貼，就要做好長期打算。這意味著5-10年內(nèi)氫產(chǎn)業(yè)都是賠錢的。

一頭是政府和第三方資本，一頭是主機廠及其供應(yīng)商，基于自身立場進退，共同演繹了如今的氫產(chǎn)業(yè)奇景。