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“氫能行業(yè),日本的豐田目前在全球領(lǐng)跑。技術(shù)上,我們和豐田差了3到5年吧,成本控制方面差得可能更多?!鄙虾涑啃履茉纯萍脊究偨?jīng)理易培云教授說(shuō)。
差距客觀(guān)存在,但易培云很樂(lè )觀(guān)。不久前,他在一份醞釀許久的合同上簽了字,宣告氫晨科技完成對國內催化劑和膜電極龍頭蘇州擎動(dòng)科技公司的收購?!斑@下,我們把最重要的上游零部件抓在自己手里了,和桿位的距離會(huì )慢慢縮小?!?/p>
“慢慢縮小”——這位理工科學(xué)者停頓一下后,謹慎地選擇了這個(gè)謙虛的詞。實(shí)際上,在氫能這個(gè)仍然年輕的行業(yè)里,各方勢力逐鹿,格局遠未塵埃落定,連豐田都受困于市場(chǎng)表現不佳,不敢自詡牢坐頭把交椅。三五年的差距說(shuō)大也不算大,氫晨作為國內當之無(wú)愧的電堆頭部企業(yè),手握多項關(guān)鍵技術(shù),顯然有充分的意愿和潛力爭做領(lǐng)跑者,為上海乃至中國搶占優(yōu)勢地位。
比起彎道超車(chē),在新賽道上領(lǐng)跑的難度或許小很多。但在這一愿景成為現實(shí)前,全行業(yè)還有許多事要推進(jìn)、解決。企業(yè)、政府、科研院所、平臺……各方的參與缺一不可。
2018年下線(xiàn)的豐田氫燃料電池車(chē)mirai。新華社記者華義 攝
燃油車(chē)正讓渡市場(chǎng)
今年6月,在富士舉辦的一場(chǎng)24小時(shí)汽車(chē)超級耐力賽上,搭載氫燃料發(fā)動(dòng)機corolla的豐田gr86順利完賽。這讓車(chē)評人李黽英瞠目結舌:“實(shí)在難以想象,氫能車(chē)居然能在耐力賽上挑戰燃油車(chē)?!睒I(yè)界也普遍認為,豐田通過(guò)這場(chǎng)比賽,向外界充分證明了日本氫能源汽車(chē)高超的穩定性和動(dòng)力性能。
就在幾年前,人們還在激烈探討氫能到底有沒(méi)有前景。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的發(fā)展,爭論聲逐漸沉寂,各國轉而爭相用錢(qián)和腳投票,加大對氫能行業(yè)的布局力度。
押寶最重的日本,在去年的東京奧運會(huì )期間推出了一場(chǎng)氫能大秀,奧運火炬、接駁巴士、奧運村設施,無(wú)一不是氫能驅動(dòng),向世界展示了廣泛而成熟的應用成果。日本甚至已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)氫能源飛機和快鐵,并有了明確投入市場(chǎng)的目標。東日本旅客鐵道公司在神奈川縣的一些路線(xiàn)上試運行了氫能源列車(chē),列車(chē)最高時(shí)速可達到100公里。
而在環(huán)保議題上最積極的歐洲,近日則通過(guò)了一項堪稱(chēng)激進(jìn)的提案:從2035年開(kāi)始,在歐盟境內停止銷(xiāo)售新的燃油車(chē),包括混合動(dòng)力汽車(chē)。不出意外的話(huà),這也意味著(zhù)燃油車(chē)將在13年內徹底退出歐盟市場(chǎng)。與之對應,歐盟要求各國大規模推廣、建設電動(dòng)車(chē)充電和氫能加油站的基礎設施,“每隔150公里應設置氫能加油站”。
易培云認為,未來(lái)燃油車(chē)、電動(dòng)車(chē)、氫燃料電池車(chē)將會(huì )共存,“各種能源形式都有自身特點(diǎn),基本不會(huì )出現某類(lèi)車(chē)被完全淘汰的情況??紤]到現在電車(chē)的保有規模已經(jīng)接近基礎設施負荷,其市場(chǎng)占有率很難再有巨幅提升,燃油車(chē)接下來(lái)讓出的市場(chǎng)會(huì )由氫能車(chē)占去相當一部分?!敝袊?chē)工業(yè)協(xié)會(huì )副總工程師許海東則認為,在長(cháng)途重載物流車(chē)等商用車(chē)領(lǐng)域,長(cháng)期來(lái)看,氫能源是未來(lái)發(fā)展的“終極方向”。
2017年9月,一名高管在法蘭克福國際車(chē)展上介紹新發(fā)布的奔馳glc f-cell汽車(chē),它以氫燃料電池和鋰電池共同作為能量來(lái)源。來(lái)源:新華社
皇冠終于鑲上明珠
在我國,自從2019年氫能首次寫(xiě)入政府工作報告后,中央及地方支持政策密集出臺,氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
今年3月,國家發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》,提出初步建立較為完整的產(chǎn)業(yè)體系、基本掌握核心技術(shù)和制造工藝、示范應用取得明顯成效等目標。6月,上海公布《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2022-2035年)》,目標到2025年,培育5-10家具有國際影響力的獨角獸企業(yè),燃料電池汽車(chē)保有量突破1萬(wàn)輛,氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規模突破1000億元。
“兩項規劃有一個(gè)很關(guān)鍵的共同點(diǎn)——把氫作為‘能源’的屬性定了調?!币着嘣普f(shuō)。
目標清晰、路徑明確后,企業(yè)也更敢于邁出下一步戰略腳步,氫晨科技收購擎動(dòng),就是一著(zhù)能影響國內行業(yè)格局的大棋。
氫晨是燃料電池電堆領(lǐng)域的頭部企業(yè),投入上億元經(jīng)費研發(fā)的新一代h3技術(shù)和230kw電堆在功率密度上達到了6.2kw/l,超過(guò)豐田的mirai2,處于絕對的世界領(lǐng)先水平。擎動(dòng)則是催化劑和膜電極領(lǐng)域的頭部,自主研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)品各項技術(shù)指標也達到國內領(lǐng)先、國際一流的標準。
電堆是什么?通俗地類(lèi)比,可以當作是氫燃料電池汽車(chē)的“發(fā)動(dòng)機”。它決定整車(chē)動(dòng)力特性,占燃料電池系統總成本60%,是行業(yè)技術(shù)的皇冠。而皇冠上的明珠,就是膜電極。膜電極是電堆里氫能轉化為電能的反應場(chǎng)所,占電堆成本的60%以上。氫晨通過(guò)換股方式全資收購擎動(dòng),意味著(zhù)皇冠鑲上了明珠,我國氫能產(chǎn)業(yè)最關(guān)鍵的兩個(gè)上下游環(huán)節之間徹底打通,融為一體。
7月6日,國內首座兆瓦級氫能綜合利用示范站投運。 新華社記者杜宇 攝
實(shí)現上游國產(chǎn)替代
“以前,我國電堆長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口,成本高昂,嚴重制約了燃料電池汽車(chē)的研發(fā)和推廣應用?!鄙昴苣軇?chuàng )公司總經(jīng)理葉褚華認為,氫晨科技一定程度上攻克了這些“卡脖子”環(huán)節。
“但電堆里最昂貴的膜電極,仍長(cháng)期被國外壟斷?!币着嘣扑懔斯P賬:通過(guò)技術(shù)迭代、零部件部分實(shí)現國產(chǎn)替代以及企業(yè)成本管理精進(jìn),氫晨單個(gè)電堆單元的成本在3年里從每千瓦一萬(wàn)元降到了不到兩千元。但據業(yè)界推算,豐田的成本還要再低很多。
成本難以繼續下壓,一大原因在于國外的零部件和原材料賣(mài)得太貴了。而且,由于缺乏國產(chǎn)替代,采購時(shí)甚至都無(wú)法談判,價(jià)格、交付時(shí)間、付款條件都是外企說(shuō)了算?!澳媚ぷ骼?,它本質(zhì)上就是一種高分子材料,成本非常便宜,結果賣(mài)到中國就特別特別貴?!币着嘣普f(shuō),“所以如果這些東西找到國產(chǎn)替代,我們的成本就能再大幅下降?!?/p>
記者了解到,擎動(dòng)科技最新的一代創(chuàng )新催化加載體開(kāi)發(fā)的膜電極性能超過(guò)2w/cm?,使用壽命20000小時(shí)以上;還在蘇州、常熟、上海和河南布局了研發(fā)與生產(chǎn)中心,建有一條年產(chǎn)能1000公斤的催化劑產(chǎn)線(xiàn)和兩條年產(chǎn)能200萬(wàn)片的全自動(dòng)膜電極直接涂布生產(chǎn)線(xiàn)和膜電極封裝生產(chǎn)線(xiàn)。無(wú)論是技術(shù)水平還是產(chǎn)能,都符合急于實(shí)現上游完全國產(chǎn)化的氫晨的需求。
通過(guò)申能能創(chuàng )、臨港科創(chuàng )投、上海自貿區基金的前期投資,兩家企業(yè)的第一大股東都是上海國資,此次并購也成了一場(chǎng)國資牽頭的戰略整合,過(guò)程順利。擎動(dòng)成為氫晨的全資子公司后,兩家企業(yè)原先設在臨港的合資公司上海海擎將主要為氫晨的需求服務(wù),專(zhuān)攻高端化的催化劑和膜電極。
制氫政策亟須突破
解決這一重要環(huán)節后,上海氫能產(chǎn)業(yè)還缺什么?易培云告訴記者,這個(gè)問(wèn)題,市相關(guān)部門(mén)先前調研時(shí)也曾問(wèn)過(guò)他,他的回答正是三大核心材料——催化劑、碳紙、膜。
氫晨完成收購后,催化劑需求基本得到滿(mǎn)足。碳紙方面,嘉資新材料公司也已落戶(hù)臨港,做了氫晨的隔壁鄰居。膜這一領(lǐng)域則剛剛起步,需要更多資源扶持。
但氫能產(chǎn)業(yè)不只有“用”氫的環(huán)節,“制”氫也同樣重要。有業(yè)內人士擔憂(yōu),今年氫能行業(yè)“風(fēng)很大”,上海再不抓緊布局制氫,可能要來(lái)不及了。也有人認為不必過(guò)于焦慮,上海在市域面積上存在劣勢,但產(chǎn)業(yè)鏈齊全、技術(shù)領(lǐng)先等優(yōu)勢足以彌補。
長(cháng)遠看,電解水制氫是行業(yè)基本公認的最優(yōu)解。福州大學(xué)材料與工程學(xué)院院長(cháng)張久俊認為,電解水制氫優(yōu)勢很多,也存在成本高、能量效率低、催化劑的活性和穩定性低等挑戰。而電解槽恰恰和電堆在學(xué)科體系、材料供應體系上相仿,氫晨等企業(yè)正憑借現有人才和技術(shù)優(yōu)勢,快速拓展電解水制氫業(yè)務(wù)。
按現行規定,現場(chǎng)制氫必須要進(jìn)化工園區,而上海氫能產(chǎn)業(yè)高地臨港新片區并無(wú)規劃布局。近兩年,市、新片區兩級陸續出臺了一些“松綁”意見(jiàn),在實(shí)際操作層面也有所松動(dòng)。臨港集團首席財務(wù)官楊菁建議更進(jìn)一步,用好《浦東新區法規》和《臨港新片區條例》,推動(dòng)現場(chǎng)制氫實(shí)現制度性突破。如此,市場(chǎng)主體擁有穩定的預期,也能放心投入制氫研究。
建立國際通行標準
要打造“較為完整的產(chǎn)業(yè)體系”,中國氫能行業(yè)仍然任重道遠。從業(yè)者們掰著(zhù)手指數:還要有應用場(chǎng)景、檢測平臺、行業(yè)標準……
在上海,應用場(chǎng)景正飛速拓展。嘉定、奉賢、金山、臨港四個(gè)區域,路上都能見(jiàn)到氫動(dòng)力公交車(chē)。尤其在臨港新片區,在營(yíng)的氫動(dòng)力公交車(chē)有16輛,國內首創(chuàng )的氫動(dòng)力中運量t2和t6線(xiàn)數軌列車(chē)也將于年內投入使用。管委會(huì )領(lǐng)導許諾:未來(lái)臨港的公交車(chē)都將是氫能驅動(dòng)。集裝箱重卡、土方車(chē)等也將引入氫能,兩輛往返洋山港區的49噸氫動(dòng)力重卡已在東海大橋上暢行。
在行業(yè)早期,多數公司還在摸索。更多的應用場(chǎng)景和更多的業(yè)務(wù)訂單,不僅能幫助企業(yè)打開(kāi)營(yíng)利渠道、展示行業(yè)前景,還能獲得應用反饋,幫助企業(yè)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和優(yōu)化產(chǎn)品技術(shù)。
許多本地企業(yè)還表達了對氫能檢測平臺的渴求。他們告訴記者,國內氫能行業(yè)檢測中心較少,新研發(fā)的產(chǎn)品申請產(chǎn)檢報告往往需要3-6個(gè)月甚至更久。如果上海能引進(jìn)和培育標準制定、行業(yè)監督、質(zhì)量檢測等方面的平臺,對上海乃至全國的氫能企業(yè)會(huì )有很大幫助。
更重要的是,氫能行業(yè)方興未艾,國際通行、各國互認的標準體系還未建立。如果培育出全球認可的平臺,就能在世界范圍內掌握更多話(huà)語(yǔ)權,在賽道上搶到更領(lǐng)先的身位。