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氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)深度報(bào)告：攪局者還是顛覆者？
2014年十二月十五日，豐田公布Mirai，售價(jià)對(duì)標(biāo)皇冠，加氫3分鐘，續(xù)航500km（NEDC工況，下同），預(yù)計(jì)2020年銷(xiāo)量達(dá)到2萬(wàn)輛；2016年三月十日，本田推出量產(chǎn)Clarity，加氫3分鐘，續(xù)航589公里；2017年九月，奔馳推出GLCF-Cell，續(xù)航437公里；2018年CES，韓國(guó)現(xiàn)代推出Nexo，續(xù)航達(dá)到609公里。國(guó)際方面，寶馬、通用即將推出量產(chǎn)車(chē)型，國(guó)內(nèi)方面，上汽領(lǐng)銜，長(zhǎng)城、廣汽、吉利、宇通等紛紛加入，一時(shí)間，各路人馬紛紛殺入氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)（HydrogenFCEV，）產(chǎn)業(yè)，新能源汽車(chē)戰(zhàn)場(chǎng)硝煙再起，我國(guó)本已明晰的電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)路線和競(jìng)爭(zhēng)格局，陡增變數(shù)。
氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)深度報(bào)告：攪局者還是顛覆者？
我國(guó)自2011年大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）以來(lái)，純電乘用車(chē)在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)方面都獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但時(shí)至今日，技術(shù)瓶頸也日益凸顯，最大的痛點(diǎn)毫無(wú)疑問(wèn)就是續(xù)航和充電速度，成為制約純電車(chē)下一步發(fā)展的最大障礙。而氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)可以做到充電3分鐘，續(xù)航超過(guò)500公里，續(xù)航甚至超過(guò)燃油車(chē)，是否可以徹底解決電動(dòng)汽車(chē)最大痛點(diǎn)，成為現(xiàn)有以BEV為代表的主流新能源汽車(chē)技術(shù)路線的顛覆者？
一、燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)發(fā)展：產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度落后，迎來(lái)歷史機(jī)遇期
1、氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)理論完美，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度落后
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料動(dòng)力鋰電池（Fuelcell）是一種重要通過(guò)氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。最常見(jiàn)的燃料為氫，其他燃料來(lái)源來(lái)自于任何的能分解出氫氣的碳?xì)浠衔?，例如天然氣、醇、和甲烷等。燃料?dòng)力鋰電池有別于原電池，優(yōu)點(diǎn)在于透過(guò)穩(wěn)定供應(yīng)氧和燃料來(lái)源，即可持續(xù)不間斷的供應(yīng)穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡，不像一般非充電電池相同用完就丟棄，也不像充電電池相同，用完須繼續(xù)充電。重要燃料動(dòng)力鋰電池類(lèi)型的技術(shù)特點(diǎn)見(jiàn)表一：
各種燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)各有優(yōu)劣和適用的場(chǎng)景。綜合考慮，最適于乘用車(chē)的燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)是質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池，也就是常說(shuō)的氫燃料動(dòng)力鋰電池。其他類(lèi)型的燃料動(dòng)力鋰電池，在能量密度、工作溫度、燃料適應(yīng)廣度和材料成本等不同方面尚無(wú)法滿足要求。而氫燃料動(dòng)力鋰電池的催化劑昂貴、催化劑中毒等問(wèn)題，隨技術(shù)工藝發(fā)展已逐步緩解，未來(lái)有望得到徹底解決。
同其他燃料相比，氫的最大優(yōu)勢(shì)是超高的質(zhì)量能量密度和可接受的體積能量密度（需壓縮氫氣或液化），常見(jiàn)燃料能量密度如表二所示：
更多能源的質(zhì)量、體積能量密度的比較，見(jiàn)下面的能量密度圖：
由圖二和表二可見(jiàn)，氫能源有遠(yuǎn)超其他能源的質(zhì)量能量密度，正是憑借此點(diǎn)氫能源車(chē)才能擁有長(zhǎng)續(xù)航。早在十幾年前，氫能源就憑借零污染、可再生、加氫快、續(xù)航足等優(yōu)勢(shì)力壓燃油和鋰離子電池，被譽(yù)為車(chē)用能源的“最終形式”。然而，氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度十分緩慢。尤其是在過(guò)去十年中，由于鋰離子電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化的突飛猛進(jìn)，氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)被過(guò)度輕視。導(dǎo)致燃料動(dòng)力鋰電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程比純電動(dòng)慢5到10年，根本原因在于氫燃料動(dòng)力鋰電池有幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題亟待解決：
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)對(duì)充能基礎(chǔ)設(shè)施的需求甚至要高于純電動(dòng)汽車(chē)。純電車(chē)雖然充電慢，但除了在充電樁快充之外，還有在家、公司慢充的選項(xiàng)，若出行規(guī)律，也稱(chēng)得上方便。而氫車(chē)只能在加氫站充能，假如沒(méi)有成規(guī)模的加氫站網(wǎng)絡(luò)，氫車(chē)將寸步難行。
車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù)：從表二和圖二中可以看出，氫氣的質(zhì)量能量密度極高，這也是它能支持長(zhǎng)續(xù)航的基礎(chǔ)，然而由于氫在常溫下是氣態(tài)，氫的體積能量密度卻很低。一般的解決方法是將氫氣壓縮或液化以縮小儲(chǔ)氫罐的體積（固氫方法尚未成熟）。這就要一個(gè)能承受高壓、保證安全的儲(chǔ)氫罐。Mirai的儲(chǔ)氫罐采用碳纖維材料，儲(chǔ)存70兆帕壓縮氫氣，而目前國(guó)產(chǎn)儲(chǔ)氫罐受材料工藝限制，只能做到35兆帕。
電堆技術(shù)：重要是膜電極與空壓機(jī)技術(shù)。一個(gè)是壽命問(wèn)題，國(guó)內(nèi)還只能做到幾千小時(shí)耐久，日本豐田已經(jīng)可以做到上萬(wàn)甚至幾萬(wàn)小時(shí)；另外一個(gè)就是供應(yīng)鏈問(wèn)題，很多部件還依賴(lài)進(jìn)口，成本大大上升。
2、鋰離子電池發(fā)展遇瓶頸，氫燃料動(dòng)力鋰電池重回視線
在過(guò)去十年中，由于鋰離子電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化的突飛猛進(jìn)，氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)被過(guò)度輕視。而最近幾年，氫燃料動(dòng)力鋰電池又重新引起了注意，重要原因就是鋰離子電池發(fā)展碰到了天花板：
人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航的需求在提升。隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的迅速崛起，消費(fèi)者的選擇越來(lái)越多，相應(yīng)的，對(duì)續(xù)航也會(huì)在滿足日常使用情況的要求下逐漸提高。人們要純電車(chē)工況續(xù)航能達(dá)到500公里以上，甚至800公里。
而鋰離子電池能量密度受限于物理化學(xué)極限很難提升。鋰離子電池能量密度太低，若以多堆電池的方法新增續(xù)航，就會(huì)造成過(guò)多能量浪費(fèi)在運(yùn)輸電池本身的尷尬情況，既不經(jīng)濟(jì)，也不合理。在過(guò)去十年中，鋰離子電池的能量密度已經(jīng)提高了2.5倍，但是已接近安全極限，再提升十分困難，性能與安全不可兼得。
這一對(duì)矛盾導(dǎo)致新能源車(chē)主，永遠(yuǎn)處于充電焦慮之中，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在關(guān)注剩余里程和充電樁位置。正是這種焦慮，壓抑了許多潛在的新能源汽車(chē)購(gòu)置需求。
很多方面，氫燃料汽車(chē)防止了純電車(chē)的短板，反而與傳統(tǒng)燃油車(chē)的特性很像，例如：加氫與加油都只要三五分鐘。如此一來(lái)，車(chē)主就不必到處找充電樁，免去充電等待的時(shí)間了。
而相有關(guān)傳統(tǒng)燃油車(chē)，氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)同時(shí)具有節(jié)能減排的新能源車(chē)屬性：
減排：氫燃料動(dòng)力鋰電池的反應(yīng)方程式非常簡(jiǎn)單：氫氣+氧氣→水。不僅沒(méi)有氮氧化物這種有毒氣體，連二氧化碳都沒(méi)有。當(dāng)然，與電動(dòng)汽車(chē)碳排放的爭(zhēng)議相似，從全生命周期的角度來(lái)看，發(fā)電或制氫是免不了有碳排放的。目前的主流觀點(diǎn)是：即便是考慮70%的火電，純電動(dòng)汽車(chē)的碳排放還是優(yōu)于燃油車(chē)，氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)則與純電動(dòng)相當(dāng)或更好。
可再生：相對(duì)柴油汽油，氫能源最大的優(yōu)勢(shì)就是可再生。除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫之外，還能通過(guò)煤制氫、利用谷電電解水制氫等，全生命周期的能源效率要優(yōu)于汽油柴油。氫能源作為可再生能源，對(duì)石油對(duì)外依賴(lài)很強(qiáng)的國(guó)家如我國(guó)、日本來(lái)說(shuō)，是極具吸引力的選項(xiàng)。
3、豐田Mirai公布—?dú)淙剂蟿?dòng)力鋰電池技術(shù)再掀浪潮
2014年十二月豐田推出世界上第一款真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大量銷(xiāo)售的燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)——Mirai，這是燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的里程碑式產(chǎn)品，Mirai續(xù)航里程達(dá)502km，儲(chǔ)氫重量為5kg，而加氫時(shí)間僅需3分鐘，功率密度達(dá)3.1kW/L，百公里加速為9.6s。
Mirai的核心部件和工作原理如圖二所示：
Mirai堪稱(chēng)新一代氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)的集大成者，重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括：陰極，采用3D立體精微流道技術(shù)，同時(shí)改善透氣性和排水性能；陽(yáng)極，電解質(zhì)薄膜做得更薄，氣體在擴(kuò)散層的擴(kuò)散性能提升，催化劑處于“超激活”狀態(tài)，顯著提升電極響應(yīng)性能。催化劑使用鉑鈷合金，大幅降低（90%）鉑金的使用量，降低成本；電堆，功率提升、質(zhì)量體積減?。粌?chǔ)氫罐，借助碳纖維實(shí)現(xiàn)外殼輕量化。
2018年五月，總理訪日期間參觀了當(dāng)代氫燃料動(dòng)力鋰電池乘用車(chē)的開(kāi)山之作—豐田Mirai。
豐田Mirai這一劃時(shí)代車(chē)型的公布，掀起了新一波氫能源車(chē)造車(chē)?yán)顺?，本田、現(xiàn)代、奔馳等傳統(tǒng)大車(chē)廠紛紛加入戰(zhàn)團(tuán)。豐田也在加緊研發(fā)下一代Mirai，預(yù)定2019年上市，將搭載GA-L后驅(qū)平臺(tái)下的全新氫能源動(dòng)力系統(tǒng)。
二、新能源汽車(chē)技術(shù)路線比較：FCEVvs．BEV
無(wú)論是全球還是我國(guó)，發(fā)展新能源汽車(chē)的初心都是節(jié)能減排，盡可能利用清潔可再生能源。尤其是我國(guó)，化石能源結(jié)構(gòu)以煤為主，石油和天然氣不能完全自給，相當(dāng)程度上依賴(lài)進(jìn)口，為了防止在能源上被卡脖子，在國(guó)家戰(zhàn)略層面必須推動(dòng)新能源汽車(chē)發(fā)展，擺脫對(duì)石油的依賴(lài)。我們不妨從環(huán)保、節(jié)能、成本、充能、續(xù)航、安全性、基建需求等指標(biāo)對(duì)FCEV、BEV兩種重要技術(shù)加以比較：
通過(guò)對(duì)FCEV和BEV進(jìn)行多維度比較，可以看出兩者各有利弊。純電車(chē)受限于鋰離子電池的能量密度，續(xù)航和充能速度提升困難；而氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)雖然能量密度極高，續(xù)航、充能速度、低溫性能表現(xiàn)優(yōu)異，但受制于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度落后，基礎(chǔ)設(shè)施、成本等問(wèn)題成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大障礙。除了對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行比較之外，兩種技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也有幾點(diǎn)值得關(guān)注：
純電車(chē)電網(wǎng)負(fù)荷問(wèn)題有待解決。純電車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)電網(wǎng)沖擊太大很難解決。一輛只能跑400公里的特斯拉，即便用超級(jí)快充也要80分鐘才能充滿，快充不僅對(duì)電池有害會(huì)縮短壽命，要的電流更高達(dá)192A（前半段用192A充滿80%，后半段要低電流涵養(yǎng)電池）。192A相當(dāng)于40臺(tái)家用壁掛式空調(diào)的電流。如電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模普及，形成的超高用電負(fù)載將對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)造成極大沖擊，電網(wǎng)需大規(guī)模升級(jí)滿足需求。
燃料動(dòng)力鋰電池成本將持續(xù)下降。鉑金用量會(huì)持續(xù)下降，豐田承諾未來(lái)的Miari2代時(shí)將繼續(xù)降低鉑金的使用量，從而大幅拉低燃料動(dòng)力鋰電池的成本。FCEV除了儲(chǔ)氫罐要定期安檢和長(zhǎng)使用周期要更換外，沒(méi)有其他的重置成本，未來(lái)儲(chǔ)氫罐的成本也會(huì)繼續(xù)下降。
氫能源車(chē)全生命周期排放更占優(yōu)勢(shì)。氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的全生命周期排放，即包含汽車(chē)制造、電池制造、燃料（汽油、氫）或能源（發(fā)電）制備、汽車(chē)行駛?cè)凯h(huán)節(jié)的排放，不僅低于燃油車(chē)，也比純電車(chē)更低。
三、氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈分析
氫能及燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈重要包括上游氫氣供應(yīng)的制氫、儲(chǔ)氫、輸氫和加氫環(huán)節(jié)，燃料動(dòng)力鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)本身的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，以及下游的氫能整車(chē)等應(yīng)用環(huán)節(jié)。其中，氫氣供應(yīng)是保證燃料來(lái)源的關(guān)鍵，燃料動(dòng)力鋰電池堆是產(chǎn)業(yè)鏈的核心，燃料動(dòng)力鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)是燃料動(dòng)力鋰電池應(yīng)用的重要載體，燃料動(dòng)力鋰電池整車(chē)為燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)發(fā)展的最終目的。氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈見(jiàn)圖五：
1、氫燃料供應(yīng)：基礎(chǔ)設(shè)施是產(chǎn)業(yè)發(fā)展前提
氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的發(fā)展極端依賴(lài)于制氫、儲(chǔ)氫、輸氫、加氫等氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。不同于純電車(chē)可以在家或者公司進(jìn)行慢充，氫車(chē)只能在加氫站充能，對(duì)充能站的需求更為緊迫。離開(kāi)完備的加氫網(wǎng)絡(luò)，氫車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無(wú)從談起。在氫車(chē)市場(chǎng)尚未培育起來(lái)的情況下，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)很可能是沒(méi)有商業(yè)效益的，一是要從國(guó)家政策層面傾斜推動(dòng)，二是可借助傳統(tǒng)油企的轉(zhuǎn)型需求助力發(fā)展。
制氫：多種制氫工藝并存。電解水制氫制備過(guò)程清潔無(wú)污染（不計(jì)發(fā)電環(huán)節(jié)），但要先將電能轉(zhuǎn)換成氫的化學(xué)能，再將氫的化學(xué)能轉(zhuǎn)化回電能，只有40-60%的原始電能被最終利用，能量效率較低，且成本較高，在制氫市場(chǎng)僅占10%左右。其他制氫方式還包括氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫，化學(xué)重整制氫（即通過(guò)化學(xué)方法對(duì)化石燃料如石油、天然氣、煤、甲醇、氨等，進(jìn)行高溫重整或部分氧化重整制備氫氣），以及新型的生物、光化學(xué)制氫方法。
其中氯堿副產(chǎn)品制氫，由于是在現(xiàn)有氯堿工業(yè)體系中，收集原先直接排掉的副產(chǎn)品氫氣，對(duì)資源、環(huán)境不新增任何新的負(fù)擔(dān)，且成本適中（1.3-1.5元/m3），所制取的氫氣純度高達(dá)99.99%，是目前較為適宜的制氫方式。但此種制氫方式受規(guī)模所限，無(wú)法滿足遠(yuǎn)期氫能源車(chē)放量后的需求。長(zhǎng)期來(lái)看，綜合考慮環(huán)保、成本等因素，除氯堿、電解制氫外的氫產(chǎn)量應(yīng)由化學(xué)重整制氫工藝滿足。
儲(chǔ)氫輸氫：短時(shí)間以氣氫拖車(chē)為主，長(zhǎng)期發(fā)展液氫罐車(chē)。有關(guān)氫氣的儲(chǔ)存狀態(tài)形式可分三種，分別為氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫及固態(tài)儲(chǔ)氫，分別對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)輸模式。其中氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫是目前正在大規(guī)模使用的方式。
從氫的輸送距離、用氫要求及用戶(hù)的分布情況來(lái)看，管道運(yùn)輸重要適用于用氣量較大、用氣場(chǎng)合相對(duì)集中的地區(qū)，車(chē)、船運(yùn)輸則適合于量小、用戶(hù)比較分散的場(chǎng)合。從運(yùn)輸狀態(tài)來(lái)看，液氫、固氫輸運(yùn)方法一般是采用車(chē)船輸送，以液態(tài)氫氣為主。氫氣的密度小，將氫氣加壓后儲(chǔ)存于液罐內(nèi)，用牽引卡車(chē)或船舶進(jìn)行較長(zhǎng)距離的輸送。液氫罐車(chē)因其儲(chǔ)氫罐的壓力更大，儲(chǔ)集的氫氣更多，其運(yùn)輸能力是氣氫拖車(chē)的十倍以上，將是燃料動(dòng)力鋰電池大規(guī)模部署后的氫氣解決方法。
加氫站：可借助傳統(tǒng)石油公司轉(zhuǎn)型意愿推進(jìn)。由于純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的能源端掌控在電力公司尤其是電網(wǎng)手中，傳統(tǒng)大型油企如中石化和中石油等毫無(wú)話語(yǔ)權(quán)。新能源車(chē)代替燃油車(chē)的大勢(shì)不可阻擋，傳統(tǒng)油企面對(duì)轉(zhuǎn)型，必然有意愿、有能力布局純電動(dòng)汽車(chē)之外的技術(shù)路線，撇開(kāi)電網(wǎng)，掌握話語(yǔ)權(quán)。而傳統(tǒng)油企在氫能源路線上具有先天的優(yōu)勢(shì)，一是石化產(chǎn)業(yè)鏈可隨時(shí)新增制氫產(chǎn)量，二是部分加油站可改造成加氫站，省去布局選址環(huán)節(jié)。隨汽油消費(fèi)量的減少，大型油企可以逐步轉(zhuǎn)型到氫能源產(chǎn)業(yè)鏈。
2、燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)：技術(shù)成熟度隨產(chǎn)業(yè)化逐步提升
氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)為產(chǎn)業(yè)鏈需重點(diǎn)攻克的環(huán)節(jié)，其核心為燃料動(dòng)力鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)，包括電堆、空氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐等多個(gè)零部件，而電堆又是動(dòng)力系統(tǒng)中的核心。技術(shù)尚不完美，處于迭代發(fā)展的過(guò)程中，存在一些痛點(diǎn)如：要一定量貴金屬鉑作催化劑，提升了成本；儲(chǔ)氫罐體積偏大，形狀剛性，對(duì)整車(chē)設(shè)計(jì)有一定影響等。這些痛點(diǎn)都屬于工程問(wèn)題，不存在理論障礙，也不會(huì)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，可望隨產(chǎn)業(yè)化程度的加深，逐步解決，或者達(dá)到商業(yè)上可接受的程度。
鉑催化劑用量持續(xù)下降，不會(huì)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。燃料動(dòng)力鋰電池鉑用量已經(jīng)降至產(chǎn)業(yè)化水平，如：豐田Mirai單車(chē)耗鉑20克左右，并承諾Mirai2代將繼續(xù)降低鉑金使用量，而本田Clarity單車(chē)耗鉑已經(jīng)可以做到10克。考慮燃料動(dòng)力鋰電池鉑載量持續(xù)下降和非貴金屬催化劑的發(fā)展，假設(shè)到2025年單車(chē)鉑載量5克，燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)年產(chǎn)100萬(wàn)輛，鉑金總需求量為5噸。相對(duì)2017年鉑金年用量244噸，邊際增量只有2%，鉑催化劑不會(huì)成為燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
儲(chǔ)氫罐技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，安全性高于大眾想象。以Mirai為例，70Mpa儲(chǔ)氫罐安全度很高，碳纖維罐壁可承受內(nèi)部70Mpa高壓，外部想擠破它至少要140Mpa。車(chē)輛在公路正常行駛，即使重型卡車(chē)撞擊也無(wú)法出現(xiàn)這種超高擠壓力。另外由于氫氣的逃逸速度很高，發(fā)生泄露的情況下會(huì)瞬間逃逸至空氣中。相比之下，由于液化天然氣LNG和高壓天然氣CNG較重，泄露后沉積在現(xiàn)場(chǎng)更易爆炸燃燒。隨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，儲(chǔ)氫罐的成本、安全性、體積也將進(jìn)一步進(jìn)化，助力整車(chē)設(shè)計(jì)的提升。
四、氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、全球氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)市場(chǎng)概況
全球來(lái)看，燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)乘用車(chē)的年銷(xiāo)量還處在千輛數(shù)量級(jí)上，與燃油車(chē)接近1億輛和電動(dòng)汽車(chē)（純電加混動(dòng)）200萬(wàn)輛的數(shù)字相去甚遠(yuǎn)。但2014年豐田Mirai面世，帶來(lái)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)銷(xiāo)量增速的提升，市場(chǎng)開(kāi)始升溫。2013年到2017年底，全球總計(jì)售出6475輛氫燃料動(dòng)力鋰電池乘用車(chē)，其中豐田Mirai占比高達(dá)75%。
重要國(guó)家發(fā)展情況：
日本：兩田你追我趕，技術(shù)世界領(lǐng)先。目前日本燃料動(dòng)力鋰電池出貨量和裝機(jī)規(guī)模占全球60%以上，氫燃料動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)目遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家，在燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)開(kāi)發(fā)和商業(yè)化上世界領(lǐng)先。2014年十二月豐田推出世界上第一款真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大量銷(xiāo)售的燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)Mirai，成為產(chǎn)業(yè)的里程碑式產(chǎn)品。隨后本田于2015年十月推出首款正式銷(xiāo)售的燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)Clarity，性能與Mirai不相上下。日本的燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)技術(shù)居于世界前列。
韓國(guó)：現(xiàn)代緊追兩田，加氫站建設(shè)速度加快。2018年底現(xiàn)代推出最新一代燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)NEXO，續(xù)航里程612km，已在韓國(guó)、美國(guó)和歐洲上市銷(xiāo)售，根據(jù)Marklines統(tǒng)計(jì)已售出796輛。截至2018年底韓國(guó)有14座加氫站，規(guī)劃中的加氫站有27座。
美國(guó)：FCEV車(chē)企除本土外最大市場(chǎng)。美國(guó)政府對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)大力支持的態(tài)度使其成為各大車(chē)企的燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的首選海外上市地。豐田Mirai、本田ClarityFC、現(xiàn)代ix35FCV、現(xiàn)代NEXO都已在美國(guó)上市，其中Mirai銷(xiāo)量為1700輛，占比達(dá)到71.79%。美國(guó)加氫站保有量居世界第三，截至2018年底美國(guó)擁有42座公共加氫站，重要集中在加利福尼亞和東北部城市。
2、我國(guó)發(fā)展情況
我國(guó)處于氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)發(fā)展的初期，研發(fā)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已有一定突破，一方面是續(xù)航里程有所提高；另一方面，則是整車(chē)制造成本有所下降，但在技術(shù)上和產(chǎn)業(yè)成熟度上和先進(jìn)國(guó)家相比尚有一定差距。
基礎(chǔ)設(shè)施：制氫規(guī)模居世界首位，固態(tài)儲(chǔ)氫材料技術(shù)處世界領(lǐng)先水平，加氫站建設(shè)緩慢。截至2018年，我國(guó)共有25座建成的加氫站，另有多座在建，但多數(shù)僅供示范車(chē)輛加注使用，暫未實(shí)現(xiàn)全商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
政策面：國(guó)家對(duì)氫燃料動(dòng)力鋰電池的支持政策重要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是在汽車(chē)、能源中均會(huì)提及相關(guān)的重點(diǎn)任務(wù)、發(fā)展規(guī)劃和指標(biāo)等；另一類(lèi)則是在新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策中列出對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的具體補(bǔ)貼政策。與純電、插混不相同，針對(duì)氫能源車(chē)的補(bǔ)貼不會(huì)在2015年之后出現(xiàn)退坡，充分表明國(guó)家對(duì)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)的大力支持。2019年兩會(huì)，發(fā)展氫能源更是被寫(xiě)進(jìn)了政府工作報(bào)告。
產(chǎn)業(yè)面：發(fā)展速度仍較慢，商用車(chē)領(lǐng)先乘用車(chē)。乘用車(chē)方面，僅有概念車(chē)，上汽集團(tuán)曾于2017年推出榮威950FCV，但未量產(chǎn)。而商用車(chē)經(jīng)過(guò)多年研發(fā)已進(jìn)入商業(yè)化階段，多家車(chē)企推出了產(chǎn)品。2018年《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄》中有26款專(zhuān)用車(chē)、60款客車(chē)入榜。2018年我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)1527輛，包括1418輛燃料動(dòng)力鋰電池客車(chē)以及109輛燃料動(dòng)力鋰電池貨車(chē)。
代表公司包括：
上汽：上汽啟動(dòng)氫燃料動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目較早，與清華、同濟(jì)等高校合作，在世博會(huì)上就開(kāi)始試運(yùn)行了。2016年的時(shí)候，推出了國(guó)內(nèi)唯一一款榮威950氫燃料動(dòng)力鋰電池乘用車(chē)。
愛(ài)馳汽車(chē)：為造車(chē)新勢(shì)力中為數(shù)不多的燃料動(dòng)力鋰電池方向廠商，且選擇的燃料為甲醇而非氫，采用甲醇重整制氫的技術(shù)方法。此方法新增了系統(tǒng)復(fù)雜度，系統(tǒng)集成與驗(yàn)證的挑戰(zhàn)性也會(huì)更高，但在氫氣的制取、運(yùn)輸與儲(chǔ)存等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈問(wèn)題尚未解決的情況下，不失為一種可快速占領(lǐng)市場(chǎng)的短時(shí)間解決方法。愛(ài)馳汽車(chē)于2019年初注資丹麥甲醇燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商BlueWorldTechnologies，雙方進(jìn)行深入合作將加快研發(fā)速度。
億華通：燃料動(dòng)力鋰電池核心零部件供應(yīng)商。億華通是依托清華大學(xué)于2004年成立的，專(zhuān)注于氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)十幾年。在氫燃料動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)不景氣、關(guān)注度不高的情況一下一直堅(jiān)持搞技術(shù)研發(fā)，終于成為了國(guó)內(nèi)技術(shù)的領(lǐng)頭羊，也迎來(lái)了氫燃料動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的升溫。
五、氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)前景和投資建議
1、氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)前景
豐田公開(kāi)專(zhuān)利，利好產(chǎn)業(yè)發(fā)展。豐田汽車(chē)于2015年宣布開(kāi)放燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)專(zhuān)利的使用權(quán)，總計(jì)5680項(xiàng)。未來(lái)全球范圍內(nèi)的汽車(chē)制造商及零部件供應(yīng)商均可免費(fèi)使用豐田的氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)。
遠(yuǎn)景可期，要時(shí)間和投入。燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度落后電池車(chē)（純電、混電）大約10年，要時(shí)間和投入推動(dòng)氫能源供應(yīng)鏈、完善制造產(chǎn)業(yè)鏈和培育市場(chǎng)。要讓一個(gè)如此復(fù)雜的，包括氣體液體和各種易碎精密結(jié)構(gòu)的裝置大批量應(yīng)用，要大量的時(shí)間和努力。
技術(shù)互有重疊，市場(chǎng)互為補(bǔ)充。幾條新能源車(chē)技術(shù)路線并不是對(duì)立的，而是互補(bǔ)、相輔相成的。技術(shù)上有重合的部分，市場(chǎng)上也不會(huì)有一種路線最終一統(tǒng)天下，而是各有側(cè)重。
技術(shù)層面上，包括豐田Mirai在內(nèi)，氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)都是“鋰離子電池”+“燃料動(dòng)力鋰電池發(fā)動(dòng)機(jī)”的混合體，差別只是誰(shuí)的成分多一點(diǎn)，誰(shuí)的少一點(diǎn)。假如電池大一點(diǎn)、可外接充電，就成了增程式電動(dòng)汽車(chē)，差別只在于增程式是燒油的，而氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)的增程器是“燒”氫氣的。所以電動(dòng)汽車(chē)、混動(dòng)車(chē)的很多技術(shù)也可以應(yīng)用于氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(chē)。
市場(chǎng)層面上，即使在目前氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)領(lǐng)先的豐田的遠(yuǎn)期戰(zhàn)略規(guī)劃中，各類(lèi)技術(shù)也都有
根據(jù)豐田的規(guī)劃，車(chē)輛續(xù)航里程與尺寸共同決定了燃料（能量來(lái)源）類(lèi)型：小尺寸、短續(xù)航里程車(chē)輛使用純電動(dòng)力系統(tǒng)；中等尺寸、續(xù)航里程的車(chē)輛使用混合/插電混合動(dòng)力系統(tǒng)；長(zhǎng)續(xù)航里程車(chē)輛使用氫燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)。
類(lèi)似的，根據(jù)KPMG2018年的“全球汽車(chē)行業(yè)高管調(diào)查”，高管們一致預(yù)測(cè)，不會(huì)有一統(tǒng)天下的解決方法。到2040年，重要技術(shù)路線將四分天下：純電車(chē)（BEV）（26%），氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)（FCEV）（25%），燃油車(chē)（ICE）（25%），混電車(chē)（24%）?！?/p>
2、投資建議
投資基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)端?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)是氫能源汽車(chē)發(fā)展的前提，而基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)端一定是國(guó)家和大型公司（如傳統(tǒng)油企）主導(dǎo)的，投資能夠切入的點(diǎn)只有技術(shù)端。值得關(guān)注的技術(shù)方向包括：工業(yè)制氫后的氫氣純化，液氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)等。
投資太陽(yáng)能、風(fēng)電、谷電制氫。另外一個(gè)可以考慮的方向是，利用風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電及電網(wǎng)谷電制氫的技術(shù)。風(fēng)、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電，清潔無(wú)污染，但是不穩(wěn)定，無(wú)法大規(guī)模并入傳統(tǒng)電網(wǎng)。但是假如用來(lái)發(fā)電制氫，只要有風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的地方就可以持續(xù)制氫，不僅解決了自身電力不可預(yù)知和持續(xù)性的缺陷，同時(shí)減小制氫污染、降低制氫成本。假如能把這種技術(shù)和加氫站結(jié)合起來(lái)，甚至節(jié)省了運(yùn)輸環(huán)節(jié)，將是技術(shù)和商業(yè)模式上的突破。
投資降低燃料動(dòng)力鋰電池成本的技術(shù)：燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大阻礙之一即為燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)成本太高。尤其是燃料動(dòng)力鋰電池中的質(zhì)子交換膜、鉑金催化劑、雙極板、儲(chǔ)氫罐等核心技術(shù)。能降低鉑金用量，減小儲(chǔ)氫罐體積、儲(chǔ)氫罐柔性設(shè)計(jì)等技術(shù)將非常有市場(chǎng)前途。
投資電動(dòng)汽車(chē)基礎(chǔ)技術(shù)：氫燃料動(dòng)力鋰電池車(chē)有很多技術(shù)是和電動(dòng)汽車(chē)交叉重合的，即純電、插混、燃料動(dòng)力鋰電池這幾類(lèi)新能源車(chē)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)，包括：電機(jī)系統(tǒng)及其與發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱總成一體化技術(shù)；電轉(zhuǎn)向、電空調(diào)、電制動(dòng)等在內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)電附件與電控技術(shù)；電動(dòng)汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)。投資這部分技術(shù)，應(yīng)用范圍更廣。在初期氫能源車(chē)市場(chǎng)較小時(shí)，不失為儲(chǔ)備技術(shù)，伺機(jī)介入的一種策略。
3、投資收購(gòu)案例
濰柴收購(gòu)巴拉德
2018年八月，濰柴以每股3.54美元的價(jià)格出資1.636億美元，收購(gòu)納斯達(dá)克上市的加拿大公司巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)（BallardPowerSystems）19.9%的股權(quán)，該公司是全球領(lǐng)先的燃料動(dòng)力鋰電池解決方法供應(yīng)商。同時(shí)，作為現(xiàn)巴拉德戰(zhàn)略投資者和我國(guó)合作伙伴—大洋電機(jī)也投資約2000萬(wàn)美元以維持其在巴拉德9.9%的股權(quán)。
濰柴和巴拉德將在山東省成立一家合資公司（濰柴占比51%），滿足我國(guó)的燃料動(dòng)力鋰電池電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)需求。合資公司將生產(chǎn)巴拉德的下一代LCS燃料動(dòng)力鋰電池組和基于LCS的電源模塊，用于公交車(chē)、商用卡車(chē)和叉車(chē)。
液化空氣收購(gòu)Hydrogenics
2019年一月，法國(guó)液化空氣集團(tuán)（AirLiquide）出資2050萬(wàn)美元收購(gòu)加拿大Hydrogenics公司18.6%股權(quán)，該公司是電解制氫設(shè)備和燃料動(dòng)力鋰電池的領(lǐng)先者。液化空氣集團(tuán)通過(guò)這項(xiàng)收購(gòu)表示其對(duì)氫能市場(chǎng)的長(zhǎng)期承諾以及成為無(wú)碳?xì)涔?yīng)重要參與者的雄心。
