在電動(dòng)化浪潮之下，鋰電池已成為炙手可熱的黃金賽道。熱點(diǎn)之外，如今又有一股新的技術(shù)力量逐漸壯大，它并不是要顛覆誰，而是作為鋰電池的補(bǔ)充，成為能源變革的新推手。
今年以來，鋰電池板塊的高景氣度再次超出了大家的認(rèn)知，寧德時(shí)代(SZ:300750)的市值站上1.3萬億高點(diǎn)，眾多二線鋰電企業(yè)和材料企業(yè)的股價(jià)更是爭先恐后地創(chuàng)下歷史新高。相比之下，同樣是新能源路線，氫燃料電池板塊卻顯得格外冷清。
直到最近的一條消息讓氫燃料電池重回大家視線，日本本田汽車宣布，自今年8月開始，將終止以氫氣為燃料的氫燃料電池汽車的生產(chǎn)。就在半年前，日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發(fā)燃料電池車的計(jì)劃。
要知道，日本是布局燃料電池最早的國家之一，其兩大車企先后放棄了氫燃料電池這條路線，本身就備受質(zhì)疑的燃料電池車這回要徹底涼了嗎？
面對(duì)新的技術(shù)，有人退出、有人進(jìn)場(chǎng)，是再正常不過的事情。本田的氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷量僅1900臺(tái)，本田關(guān)閉了氫燃料電池汽車工廠，主要還是迫于業(yè)績壓力。實(shí)際上本田的燃料電池業(yè)務(wù)并沒有停止，其與通用汽車合作開發(fā)的氫燃料電池車仍在進(jìn)行中。日本豐田也已在去年研發(fā)出第二代氫燃料電池汽車。
視線回到國內(nèi)，作為新能源汽車推廣最成功的國家之一，我國正在發(fā)力氫燃料電池領(lǐng)域。中國已累計(jì)推廣氫燃料電池商用車超7000輛，悄然間已經(jīng)是世界上運(yùn)行氫燃料電池商用車最多的國家了。在半年后的2022年北京冬奧會(huì)上，張家口核心賽區(qū)的冬奧保障車輛將全部采用氫燃料電池客車，涉及大巴車、中巴車和小轎車等多個(gè)車型，總量將達(dá)到2000輛。
不過也得承認(rèn)，氫燃料電池汽車跟電動(dòng)汽車比起來，兩者的規(guī)模和技術(shù)水平都還不能相提并論。根據(jù)公安部的汽車保有量數(shù)據(jù)，截至2021年6月，全國純電動(dòng)汽車保有量達(dá)493萬輛，而氫燃料電池車全部加起來還不足1萬輛，氫燃料電池汽車相當(dāng)于電動(dòng)汽車10年前的階段。
一句話總結(jié)，國內(nèi)的電動(dòng)汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，并且在大步向前發(fā)展，而氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)還處在商業(yè)化前期。那么我們國家為什么要大費(fèi)周章的推廣氫燃料電池，氫燃料電池未來的出路在哪里？
01
氫燃料電池的戰(zhàn)略意義
【1】何謂氫燃料電池？
所謂氫燃料電池就是氫氣與氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的能量轉(zhuǎn)化裝置。其放電的機(jī)理是氫氣從陽極進(jìn)入，在催化劑的作用下釋放電子形成帶正電荷的氫離子，接著氫離子從陽極穿過電解質(zhì)膜跑到負(fù)極與氧氣結(jié)合生產(chǎn)水，而電子則源源不斷的流入電路形成電流。
圖1：燃料電池工作原理，資料來源：招商證券
整個(gè)過程只會(huì)生產(chǎn)水和熱（該電化學(xué)反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)），是真正意義上的零排放、零污染。這看起來是一個(gè)極其完美的方案，但是社會(huì)上對(duì)氫燃料電池的質(zhì)疑聲卻不絕于耳。
在文章開篇，筆者有必要就大眾對(duì)氫燃料電池車不安全的誤解做些補(bǔ)充說明：
大家印象中的氫氣屬于國家管制危險(xiǎn)化學(xué)品，易燃易爆，極其危險(xiǎn)。實(shí)際上氫氣的著火點(diǎn)為500°C，遠(yuǎn)高于汽油的300°C，另外氫氣是密度最低的物質(zhì)，即使泄漏，在空氣中也很容易向上擴(kuò)散并迅速稀釋，所以氫氣并非大家想象的那樣易燃易爆。
其次，氫燃料電池的放電只是一個(gè)電化學(xué)過程，電池的內(nèi)部根本就不會(huì)發(fā)生氫氣和氧氣燃燒，當(dāng)然也就不會(huì)有火苗，這一點(diǎn)跟鋰電池是類似的。所以駕駛氫燃料電池車并不是人坐車?yán)铮嚿蠠鴼錃鉅t子。
最后，講講儲(chǔ)氫瓶，這相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油車的油箱，其安全性更是有保障。這瓶子不僅耐得住火燒、槍擊，碰到車輛著火，只要儲(chǔ)氫瓶的溫度超過設(shè)計(jì)值，儲(chǔ)氫瓶的閥門會(huì)自動(dòng)開啟，迅速排出氫氣。
早在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)期間，福田與清華大學(xué)共同研制的氫燃料電池客車就開始示范運(yùn)行，到了2016年，國內(nèi)首條氫能源公交線路在佛山市投入使用，至今未有一例氫燃料電池車的安全事故。
【2】能源命脈要掌握在自己手中
燃料電池是氫能的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，而氫能不單單是清潔能源，更是具有國家戰(zhàn)略意義的能源。眾所周知，我國是典型的“富煤、缺油、少氣”的國家，國內(nèi)使用的石油嚴(yán)重依賴進(jìn)口，并且石油的進(jìn)口量和對(duì)外依存度度在逐年提升。
所以說國家推廣氫能和光伏、風(fēng)電等可再生能源的初衷是一樣的，就是減少對(duì)石油的依賴，保障我國的能源安全，避免未來被卡脖子。
你看“缺油缺煤”的日本早在2013年就發(fā)布《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》，將氫能源的發(fā)展納入了國家發(fā)展戰(zhàn)略，我國也在2016年發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》中將氫能源的發(fā)展列入了國家能源戰(zhàn)略的部署中。
圖2：我國的石油進(jìn)口量和對(duì)外依存度逐年提升，資料來源：BP，華創(chuàng)證券
【3】氫電互補(bǔ)
從碳排放角度，為了達(dá)成我國2060年碳中和的宏偉目標(biāo)，我們也同樣需要發(fā)展燃料電池。
相信有人會(huì)對(duì)這個(gè)結(jié)論有疑問，汽車用上鋰電池照樣可以實(shí)現(xiàn)零排放，并且電動(dòng)車已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)平價(jià)化了，整個(gè)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成規(guī)模；相反，同時(shí)起跑的燃料電池仍處在商業(yè)化早期，跟國外的差距還比較大，還有什么必要再發(fā)展氫燃料電池？
毋庸置疑，國內(nèi)汽車的電動(dòng)化成效顯著，銷量屢創(chuàng)新高，但是電動(dòng)車的增長主要來自乘用車，商用車幾乎沒有增長，尤其是中長途的重卡領(lǐng)域，電動(dòng)化進(jìn)展緩慢，甚至受阻。過去幾年，新能源商用車在新能源內(nèi)部滲透率不升反降，到了2020年新能源商用車的占比僅有9%。
圖3：新能源商用車占新能源車內(nèi)部比重較低，資料來源：中汽協(xié)，長江證券研究所
究其原因，鋰電池能量密度低，充電時(shí)間長等短板難以解決。講到這里有人會(huì)想到固態(tài)電池，在《固態(tài)電池軍備競賽悄然開局》一文中我們總結(jié)固態(tài)電池是鋰電池的“升級(jí)版”，主要還是是為了解決安全問題，并不能解決電池重量過大的問題。
假如真要讓長途重卡換上鋰電池，這相當(dāng)于是帶著電池在跑（40噸的電動(dòng)重卡，想要實(shí)現(xiàn)500公里續(xù)航需要近10噸的電池），中途還要停上幾個(gè)小時(shí)充電，經(jīng)濟(jì)性可想而知。
再就是低溫性能，像磷酸鐵鋰電池，固然有成本低、安全性高的優(yōu)勢(shì)，但是一到冬天就慫了。尤其是長城以北地區(qū)，冬天車內(nèi)開暖氣，續(xù)航要大打折扣，所以我們看到北方地區(qū)電動(dòng)公交的普及率遠(yuǎn)低于南方地區(qū)。而氫燃料電池車的優(yōu)勢(shì)在于，燃料加注時(shí)間和續(xù)航里程基本上跟燃油車相同，續(xù)航里程可輕松達(dá)500公里以上，冬天也有余熱供車內(nèi)取暖。
最具代表性的是豐田新一代Mirai氫燃料電池汽車，其續(xù)航里程達(dá)到850km、加氫時(shí)間僅需5分鐘、零下30°C低溫啟動(dòng)。
更重要的一點(diǎn)，商用車保有量僅占我國汽車保有量的12%左右，卻是交通領(lǐng)域碳排放的“罪魁禍?zhǔn)住薄８鶕?jù)中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)（2020）數(shù)據(jù)，商用車溫室氣體排放量占到了交通領(lǐng)域的77.3%。
圖4：商用車占交通領(lǐng)域溫室氣體排放絕大多數(shù)，資料來源：《中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)（2020）》
所以國家發(fā)展氫燃料電池并非是以清潔能源的名義干掉鋰電池，而是與鋰電池并存互補(bǔ)，鋰電池的投資者并不用擔(dān)憂這個(gè)問題。在乘用車領(lǐng)域，電動(dòng)化方案已經(jīng)達(dá)成共識(shí)（當(dāng)然氫燃料電池在價(jià)格方面也競爭不過鋰電池）；在中長途、載重型的商用車領(lǐng)域，氫燃料電池更勝一籌，相當(dāng)于是未來多了一個(gè)新賽道。
所以我國燃料電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用一直聚焦在商用車領(lǐng)域，當(dāng)前國內(nèi)氫燃料電池汽車保有量近8000輛，其中商用車占了7000余輛。
圖5：氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)，資料來源：方正證券
02
現(xiàn)狀：燃料電池產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)
實(shí)際上，氫燃料電池技術(shù)和純電動(dòng)技術(shù)幾乎同時(shí)起步，并且國內(nèi)出臺(tái)的各項(xiàng)新能源鼓勵(lì)政策，不管是補(bǔ)貼還是優(yōu)先上牌、不限行政策全都包含燃料電池汽車。但是肉眼可見兩者的差距還是較大，現(xiàn)在純電動(dòng)車已經(jīng)滿大街跑了，氫燃料電池汽車在很多地區(qū)甚至見不到蹤影。如果說鋰電池是能快速成長的新青年，那燃料電池還是嗷嗷待哺的嬰兒，尚離不開政府補(bǔ)貼。
總體而言，氫燃料電池由于技術(shù)、成本、產(chǎn)業(yè)的原因，一直無法大規(guī)模推廣，結(jié)果就是出現(xiàn)以下“三高”：
【1】氫燃料電池成本高
客觀的講，我們國家燃料電池技術(shù)研發(fā)啟動(dòng)也比較早，從2001開始，國家就發(fā)布“863電動(dòng)汽車重卡科技專項(xiàng)”政策，開始燃料電池的應(yīng)用開發(fā)。通過多年的技術(shù)研發(fā)也是取得了一定進(jìn)展，從早期的依賴進(jìn)口到現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)大部分國產(chǎn)化。
以燃料電池系統(tǒng)成本占比最大的電堆為例，根據(jù)2019年的電堆出貨數(shù)據(jù)，以新源動(dòng)力和億華通（688339）為主的國產(chǎn)電堆占比已經(jīng)超過50%。此前還有美錦能源（000723）的控股子公司飛馳汽車出口氫燃料電池汽車到馬來西亞的成功案例。
不過與國外的技術(shù)相比，我們國家在基礎(chǔ)關(guān)鍵材料以及氫燃料電池的壽命、成本、量產(chǎn)一致性上還是存在著比較大的差距，結(jié)果就是部分核心材料還要依靠進(jìn)口，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的材料也還未能完全替代進(jìn)口材料。疊加氫燃料電池還未形成規(guī)模，無法分?jǐn)偝杀荆瑢?dǎo)致燃料電池車的成本是燃油車的2倍以上，沒有政策補(bǔ)貼根本賣不動(dòng)。
針對(duì)上述問題，財(cái)政部等五部委于2020年9月發(fā)布了《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，文件特別規(guī)定獎(jiǎng)勵(lì)的資金不能用于整車投資和加氫站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而是用于核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化和示范應(yīng)用，這是針對(duì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)目前的短板給予的支持政策，集中力量攻克核心關(guān)鍵技術(shù)，力求早日實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
同時(shí)這次政府吸取了電動(dòng)車補(bǔ)貼時(shí)代的經(jīng)驗(yàn)，不再采取大水漫灌似的粗暴方法，而是采取以獎(jiǎng)代補(bǔ)的扶持方案，同時(shí)要求滿足條件的城市群申報(bào)。簡單說就是，你這個(gè)地方適合發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，才同意你申報(bào)，等到后面有實(shí)際成果了，錢才能補(bǔ)貼給你。
【2】氫氣使用成本高
對(duì)于消費(fèi)者而言，電動(dòng)車的使用成本低是主要購買因素之一，但到了燃料電池車這里，使用成本過高變成了制約因素。當(dāng)前國內(nèi)氫氣每公斤售價(jià)還高達(dá)60~80元，未來只有將氫氣的成本降到30元/kg以內(nèi)，氫燃料汽車才能與傳統(tǒng)燃油商用車競爭。
再看國產(chǎn)電動(dòng)神車五菱宏光MINI EV，售價(jià)2.98萬元起，不僅價(jià)格便宜，用起來也香，銷量自然碾壓燃料電池車。所以燃料電池汽車要想實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，最基本是要讓老百姓買得起、用得起。
【3】加氫站建設(shè)成本高
跟電動(dòng)車當(dāng)初充電不方便一樣，當(dāng)前氫燃料電池汽車的推廣同樣受到加氫站不足的制約。主要是加氫站的建設(shè)成本高，中小型加氫站需要投入約1200萬元以上，而大型的加氫站則可能需耗資金4000萬元。盡管建設(shè)加氫站有財(cái)政補(bǔ)貼，但是動(dòng)輒上千萬的單站投入仍然讓很多企業(yè)卻步。同時(shí)，加氫站的高成本也導(dǎo)致氫氣加注成本居高不下。
截止目前，中國已累計(jì)建成加氫站165座，離規(guī)模化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。更困難的是已經(jīng)建成的加氫站，由于氫燃料電池車未成規(guī)模，加注量太少，大部分加氫站還是處在虧損中。
最終反應(yīng)在銷量上面就是2020年中國燃料電池車銷量僅1177輛，與純電動(dòng)車的111萬輛形成了鮮明對(duì)比。不過現(xiàn)在貴不代表未來貴，畢竟在降成本這件事情上，中國人冠絕全球（鋰電池和光伏的成本在過去十年降低了90%以上）。
值得注意的是，燃料電池后面的十年也必須得實(shí)現(xiàn)鋰電池和光伏產(chǎn)業(yè)在過去十年取得的進(jìn)步，才能在商用車領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。因?yàn)殇囯姵氐募夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)模式還在不停的發(fā)展，現(xiàn)在商用車的換電模式就已經(jīng)開始探索，就看誰跑的更快。
03
燃料電池的未來看中國
當(dāng)今全世界范圍正在經(jīng)歷能源革命，中國的新能源發(fā)展是世界公認(rèn)的，放到燃料電池領(lǐng)域，技術(shù)暫時(shí)落后的中國仍然最有希望成為燃料電池的引領(lǐng)者。
【1】政策先行
在去年國家發(fā)布燃料電池推廣政策后，各地方的相關(guān)規(guī)劃也密集出臺(tái)。
比如《北京市氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020-2025年）》提出：2023年前，力爭推廣氫燃料電池汽車3000輛、建成加氫站37座；2025年前，力爭實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)推廣量突破1萬輛、再新建加氫站37座。
而《上海市燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實(shí)施計(jì)劃》則提出，到2023年規(guī)劃加氫站接近100座并建成運(yùn)行超過30座，形成產(chǎn)出規(guī)模約1000億元，推廣燃料電池汽車接近10000輛。
根據(jù)中國《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到2030年我國將實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車推廣累計(jì)100萬輛（注：2018年新能源汽車銷量首次達(dá)到100萬輛），投資建設(shè)加氫站超1000座，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。其實(shí)從2022年的冬奧會(huì)采用氫燃料電池這一舉措，我們同樣能看到國家要大力發(fā)展氫燃料電池的決心。
圖6：我國氫燃料電池汽車推廣及加氫站建設(shè)規(guī)劃，資料來源：億華通招股說明書，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖》
還是以鋰電池為例，從2009年開始，短短十年間，中國的鋰電池產(chǎn)業(yè)在全球已具備舉足輕重的地位，鋰電池的產(chǎn)量占據(jù)全球產(chǎn)量的一半，在技術(shù)和成本上都具備不錯(cuò)的競爭力，來自國家的政策支持至關(guān)重要。映射到燃料電池領(lǐng)域，未來的發(fā)展同樣離不開政策支持。
【2】資源稟賦-可再生能源豐富
燃料電池的發(fā)展高度依賴氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖說氫氣是清潔能源，但是制氫工藝很多談不上清潔，只有利用光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電制氫才能真正做到碳排放為零。講到光伏、風(fēng)電，這又是中國的優(yōu)勢(shì)所在。
中國不僅僅是風(fēng)電、光伏裝機(jī)量和出貨量世界第一，技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)鏈同樣處于世界一流水平。同時(shí)，中國也有世界領(lǐng)先的特高壓輸電技術(shù)，未來還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，當(dāng)?shù)刂茪洹?/span>
根據(jù)發(fā)改委能源研究所的研究結(jié)果，國內(nèi)10%的棄電（棄風(fēng)、光、水電）就能夠滿足國內(nèi)2025年氫燃料電池汽車的用氫需求，50%的棄電能夠滿足2035年氫燃料電池汽車用氫需求。你看現(xiàn)在已有行業(yè)巨頭開始行動(dòng)布局制氫領(lǐng)域了，比如隆基股份(SH:601012)（詳見《隆基股份“光伏制氫”：這步棋還沒被市場(chǎng)看懂》）。
所以不難理解為什么現(xiàn)代、豐田等頭部氫燃料電池企業(yè)紛紛在中國布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈。現(xiàn)代汽車在海外的首個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)和銷售基地就選擇了我國的廣州。去年6月5日，豐田攜億華通（SH：688339）和北汽、廣汽、一汽、東風(fēng)成立“聯(lián)合燃料電池系統(tǒng)研發(fā)（北京）有限公司”，主要業(yè)務(wù)為在中國開展商用車氫燃料電池系統(tǒng)研發(fā)工作。
還有汽車零部件巨頭博世，去年已在無錫建成氫燃料電池中心，今年3月，博世還與慶鈴汽車共同成立合資公司，將進(jìn)一步推進(jìn)燃料電池在中國的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
豐田、現(xiàn)代等一流企業(yè)的進(jìn)入還能引發(fā)“鯰魚效應(yīng)”，國內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)競爭水平都將隨之提高，就跟當(dāng)初特斯拉落戶上海一樣。另外，與國際頭部企業(yè)的合作也能大幅縮短從開發(fā)到產(chǎn)品化所需時(shí)間，加快氫燃料電池汽車的普及。
值得慶幸的是，燃料電池的現(xiàn)狀跟當(dāng)年鋰電池的市場(chǎng)格局是完全不一樣的，當(dāng)年國內(nèi)鋰電池企業(yè)放到全球是一個(gè)能打的都沒有，所以國家特意設(shè)置了“白名單”，阻止了LG、松下等國際巨頭的進(jìn)攻，讓國內(nèi)鋰電企業(yè)先發(fā)展起來。再看現(xiàn)在這個(gè)時(shí)點(diǎn)，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的企業(yè)，國外企業(yè)也在積極的尋求與國內(nèi)的企業(yè)合作。
03
樂觀主義者的守望
氫燃料電池的作為全新的技術(shù)路線，其技術(shù)含量不比鋰電池低，想要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化很難一蹴而就。以電動(dòng)車為參照，電動(dòng)汽車鋰電池能有今天的技術(shù)和規(guī)模是有前期消費(fèi)鋰電池領(lǐng)域的長時(shí)間的積累，在車用鋰電池發(fā)展之前，國內(nèi)的鋰電池產(chǎn)業(yè)依托智能手機(jī)等消費(fèi)電子已經(jīng)積累了一定的技術(shù)和規(guī)模。比如動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代，也是脫胎于消費(fèi)鋰電池龍頭ATL。
在我們看來，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)，前期還是會(huì)以氫氣資源豐富的地區(qū)作為發(fā)展的重點(diǎn)，待形成一定的規(guī)模優(yōu)勢(shì)后，以點(diǎn)帶面全部鋪開。原則就是先讓氫燃料電池車跑起來，有了規(guī)模，技術(shù)的突破和成本的下降往往會(huì)超出市場(chǎng)的預(yù)期。
股票投資者，是天生的樂天派，我們還是應(yīng)該客觀積極的看待氫燃料電池的未來發(fā)展，也許十年之后，待氫燃料電池汽車年銷售量達(dá)到100萬的時(shí)候，這幅藍(lán)圖就更為清晰動(dòng)人。