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(shuí)，而是作為鋰電池的補充，成為能源變革的新推手。
今年以來(lái)，鋰電池板塊的高景氣度再次超出了大家的認知，寧德時(shí)代(SZ:300750)的市值站上1.3萬(wàn)億高點(diǎn)，眾多二線(xiàn)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(xiàn)，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(xiàn)，日本本田汽車(chē)宣布，自今年8月開(kāi)始，將終止以氫氣為燃料的氫燃料電池汽車(chē)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(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)的計劃。
要知道，日本是布局燃料電池最早的國家之一，其兩大車(chē)企先后放棄了氫燃料電池這條路線(xiàn)，本身就備受質(zhì)疑的燃料電池車(chē)這回要徹底涼了嗎？
面對新的技術(shù)，有人退出、有人進(jìn)場(chǎng)，是再正常不過(guò)的事情。本田的氫燃料電池汽車(chē)累計銷(xiāo)量?jì)H1900臺，本田關(guān)閉了氫燃料電池汽車(chē)工廠(chǎng)，主要還是迫于業(yè)績(jì)壓力。實(shí)際上本田的燃料電池業(yè)務(wù)并沒(méi)有停止，其與通用汽車(chē)合作開(kāi)發(fā)的氫燃料電池車(chē)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(chē)。
視線(xiàn)回到國內，作為新能源汽車(chē)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。中國已累計推廣氫燃料電池商用車(chē)超7000輛，悄然間已經(jīng)是世界上運行氫燃料電池商用車(chē)最多的國家了。在半年后的2022年北京冬奧會(huì )上，張家口核心賽區的冬奧保障車(chē)輛將全部采用氫燃料電池客車(chē)，涉及大巴車(chē)、中巴車(chē)和小轎車(chē)等多個(gè)車(chē)型，總量將達到2000輛。
不過(guò)也得承認，氫燃料電池汽車(chē)跟電動(dòng)汽車(chē)比起來(lái)，兩者的規模和技術(shù)水平都還不能相提并論。根據公安部的汽車(chē)保有量數據，截至2021年6月，全國純電動(dòng)汽車(chē)保有量達493萬(wàn)輛，而氫燃料電池車(chē)全部加起來(lái)還不足1萬(wàn)輛，氫燃料電池汽車(chē)相當于電動(dòng)汽車(chē)10年前的階段。
一句話(huà)總結，國內的電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)實(shí)現商業(yè)化，并且在大步向前發(fā)展，而氫燃料電池汽車(chē)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周章的推廣氫燃料電池，氫燃料電池未來(lái)的出路在哪里？
01
氫燃料電池的戰略意義
【1】何謂氫燃料電池？
所謂氫燃料電池就是氫氣與氧氣通過(guò)電化學(xué)反應產(chǎn)生電能的能量轉化裝置。其放電的機理是氫氣從陽(yáng)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(zhù)氫離子從陽(yáng)極穿過(guò)電解質(zhì)膜跑到負極與氧氣結合生產(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(lái)源：招商證券
整個(gè)過(guò)程只會(huì )生產(chǎn)水和熱（該電化學(xué)反應屬于放熱反應），是真正意義上的零排放、零污染。這看起來(lái)是一個(gè)極其完美的方案，但是社會(huì )上對氫燃料電池的質(zhì)疑聲卻不絕于耳。
在文章開(kāi)篇，筆者有必要就大眾對氫燃料電池車(chē)不安全的誤解做些補充說(shuō)明：
大家印象中的氫氣屬于國家管制危險化學(xué)品，易燃易爆，極其危險。實(shí)際上氫氣的著(zhù)火點(diǎn)為500°C，遠高于汽油的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散并迅速稀釋?zhuān)詺錃獠⒎谴蠹蚁胂蟮哪菢右兹家妆?/span>
其次，氫燃料電池的放電只是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，電池的內部根本就不會(huì )發(fā)生氫氣和氧氣燃燒，當然也就不會(huì )有火苗，這一點(diǎn)跟鋰電池是類(lèi)似的。所以駕駛氫燃料電池車(chē)并不是人坐車(chē)里，車(chē)上燒著(zhù)氫氣爐子。
最后，講講儲氫瓶，這相當于傳統燃油車(chē)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(chē)輛著(zhù)火，只要儲氫瓶的溫度超過(guò)設計值，儲氫瓶的閥門(mén)會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟，迅速排出氫氣。
早在2008年的北京奧運會(huì )期間，福田與清華大學(xué)共同研制的氫燃料電池客車(chē)就開(kāi)始示范運行，到了2016年，國內首條氫能源公交線(xiàn)路在佛山市投入使用，至今未有一例氫燃料電池車(chē)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用領(lǐng)域之一，而氫能不單單是清潔能源，更是具有國家戰略意義的能源。眾所周知，我國是典型的“富煤、缺油、少氣”的國家，國內使用的石油嚴重依賴(lài)進(jìn)口，并且石油的進(jìn)口量和對外依存度度在逐年提升。
所以說(shuō)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，就是減少對石油的依賴(lài)，保障我國的能源安全，避免未來(lái)被卡脖子。
你看“缺油缺煤”的日本早在2013年就發(fā)布《日本再復興戰略》，將氫能源的發(fā)展納入了國家發(fā)展戰略，我國也在2016年發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃（2016—2030年）》中將氫能源的發(fā)展列入了國家能源戰略的部署中。
圖2：我國的石油進(jìn)口量和對外依存度逐年提升，資料來(lái)源：BP，華創(chuàng )證券
【3】氫電互補
從碳排放角度，為了達成我國2060年碳中和的宏偉目標，我們也同樣需要發(fā)展燃料電池。
相信有人會(huì )對這個(gè)結論有疑問(wèn)，汽車(chē)用上鋰電池照樣可以實(shí)現零排放，并且電動(dòng)車(chē)已經(jīng)基本實(shí)現平價(jià)化了，整個(gè)鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成規模；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，國內汽車(chē)的電動(dòng)化成效顯著(zhù)，銷(xiāo)量屢創(chuàng )新高，但是電動(dòng)車(chē)的增長(cháng)主要來(lái)自乘用車(chē)，商用車(chē)幾乎沒(méi)有增長(cháng)，尤其是中長(cháng)途的重卡領(lǐng)域，電動(dòng)化進(jìn)展緩慢，甚至受阻。過(guò)去幾年，新能源商用車(chē)在新能源內部滲透率不升反降，到了2020年新能源商用車(chē)的占比僅有9%。
圖3：新能源商用車(chē)占新能源車(chē)內部比重較低，資料來(lái)源：中汽協(xié)，長(cháng)江證券研究所
究其原因，鋰電池能量密度低，充電時(shí)間長(cháng)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(kāi)局》一文中我們總結固態(tài)電池是鋰電池的“升級版”，主要還是是為了解決安全問(wèn)題，并不能解決電池重量過(guò)大的問(wèn)題。
假如真要讓長(cháng)途重卡換上鋰電池，這相當于是帶著(zhù)電池在跑（40噸的電動(dòng)重卡，想要實(shí)現500公里續航需要近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，但是一到冬天就慫了。尤其是長(cháng)城以北地區，冬天車(chē)內開(kāi)暖氣，續航要大打折扣，所以我們看到北方地區電動(dòng)公交的普及率遠低于南方地區。而氫燃料電池車(chē)的優(yōu)勢在于，燃料加注時(shí)間和續航里程基本上跟燃油車(chē)相同，續航里程可輕松達500公里以上，冬天也有余熱供車(chē)內取暖。
最具代表性的是豐田新一代Mirai氫燃料電池汽車(chē)，其續航里程達到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(chē)保有量?jì)H占我國汽車(chē)保有量的12%左右，卻是交通領(lǐng)域碳排放的“罪魁禍首”。根據中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報（2020）數據，商用車(chē)溫室氣體排放量占到了交通領(lǐng)域的77.3%。
圖4：商用車(chē)占交通領(lǐng)域溫室氣體排放絕大多數，資料來(lái)源：《中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報（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，鋰電池的投資者并不用擔憂(yōu)這個(gè)問(wèn)題。在乘用車(chē)領(lǐng)域，電動(dòng)化方案已經(jīng)達成共識（當然氫燃料電池在價(jià)格方面也競爭不過(guò)鋰電池）；在中長(cháng)途、載重型的商用車(chē)領(lǐng)域，氫燃料電池更勝一籌，相當于是未來(lái)多了一個(gè)新賽道。
所以我國燃料電池產(chǎn)業(yè)化應用一直聚焦在商用車(chē)領(lǐng)域，當前國內氫燃料電池汽車(chē)保有量近8000輛，其中商用車(chē)占了7000余輛。
圖5：氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)，資料來(lái)源：方正證券
02
現狀：燃料電池產(chǎn)業(yè)化的挑戰
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，并且國內出臺的各項新能源鼓勵政策，不管是補貼還是優(yōu)先上牌、不限行政策全都包含燃料電池汽車(chē)。但是肉眼可見(jiàn)兩者的差距還是較大，現在純電動(dòng)車(chē)已經(jīng)滿(mǎn)大街跑了，氫燃料電池汽車(chē)在很多地區甚至見(jiàn)不到蹤影。如果說(shuō)鋰電池是能快速成長(cháng)的新青年，那燃料電池還是嗷嗷待哺的嬰兒，尚離不開(kāi)政府補貼。
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(wú)法大規模推廣，結果就是出現以下“三高”：
【1】氫燃料電池成本高
客觀(guān)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(kāi)始，國家就發(fā)布“863電動(dòng)汽車(chē)重卡科技專(zhuān)項”政策，開(kāi)始燃料電池的應用開(kāi)發(fā)。通過(guò)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(lài)進(jìn)口到現在實(shí)現大部分國產(chǎn)化。
以燃料電池系統成本占比最大的電堆為例，根據2019年的電堆出貨數據，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(guò)50%。此前還有美錦能源（000723）的控股子公司飛馳汽車(chē)出口氫燃料電池汽車(chē)到馬來(lái)西亞的成功案例。
不過(guò)與國外的技術(shù)相比，我們國家在基礎關(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(zhù)比較大的差距，結果就是部分核心材料還要依靠進(jìn)口，已經(jīng)實(shí)現國產(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模，無(wú)法分攤成本，導致燃料電池車(chē)的成本是燃油車(chē)的2倍以上，沒(méi)有政策補貼根本賣(mài)不動(dòng)。
針對上述問(wèn)題，財政部等五部委于2020年9月發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應用的通知》，文件特別規定獎勵的資金不能用于整車(chē)投資和加氫站的基礎設施建設，而是用于核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化和示范應用，這是針對氫燃料電池產(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)現國產(chǎn)化。
同時(shí)這次政府吸取了電動(dòng)車(chē)補貼時(shí)代的經(jīng)驗，不再采取大水漫灌似的粗暴方法，而是采取以獎代補的扶持方案，同時(shí)要求滿(mǎn)足條件的城市群申報。簡(jiǎn)單說(shuō)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，等到后面有實(shí)際成果了，錢(qián)才能補貼給你。
【2】氫氣使用成本高
對于消費者而言，電動(dòng)車(chē)的使用成本低是主要購買(mǎi)因素之一，但到了燃料電池車(chē)這里，使用成本過(guò)高變成了制約因素。當前國內氫氣每公斤售價(jià)還高達60~80元，未來(lái)只有將氫氣的成本降到30元/kg以?xún)?，氫燃料汽?chē)才能與傳統燃油商用車(chē)競爭。
再看國產(chǎn)電動(dòng)神車(chē)五菱宏光MINI EV，售價(jià)2.98萬(wàn)元起，不僅價(jià)格便宜，用起來(lái)也香，銷(xiāo)量自然碾壓燃料電池車(chē)。所以燃料電池汽車(chē)要想實(shí)現商業(yè)化，最基本是要讓老百姓買(mǎi)得起、用得起。
【3】加氫站建設成本高
跟電動(dòng)車(chē)當初充電不方便一樣，當前氫燃料電池汽車(chē)的推廣同樣受到加氫站不足的制約。主要是加氫站的建設成本高，中小型加氫站需要投入約1200萬(wàn)元以上，而大型的加氫站則可能需耗資金4000萬(wàn)元。盡管建設加氫站有財政補貼，但是動(dòng)輒上千萬(wàn)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致氫氣加注成本居高不下。
截止目前，中國已累計建成加氫站165座，離規?；€遠遠不夠。更困難的是已經(jīng)建成的加氫站，由于氫燃料電池車(chē)未成規模，加注量太少，大部分加氫站還是處在虧損中。
最終反應在銷(xiāo)量上面就是2020年中國燃料電池車(chē)銷(xiāo)量?jì)H1177輛，與純電動(dòng)車(chē)的111萬(wàn)輛形成了鮮明對比。不過(guò)現在貴不代表未來(lái)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(guò)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)現鋰電池和光伏產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年取得的進(jìn)步，才能在商用車(chē)領(lǐng)域站穩腳跟。因為鋰電池的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式還在不停的發(fā)展，現在商用車(chē)的換電模式就已經(jīng)開(kāi)始探索，就看誰(shuí)跑的更快。
03
燃料電池的未來(lái)看中國
當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)規劃也密集出臺。
比如《北京市氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2020-2025年）》提出：2023年前，力爭推廣氫燃料電池汽車(chē)3000輛、建成加氫站37座；2025年前，力爭實(shí)現氫燃料電池汽車(chē)累計推廣量突破1萬(wàn)輛、再新建加氫站37座。
而《上海市燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展實(shí)施計劃》則提出，到2023年規劃加氫站接近100座并建成運行超過(guò)30座，形成產(chǎn)出規模約1000億元，推廣燃料電池汽車(chē)接近10000輛。
根據中國《節能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖》規劃，到2030年我國將實(shí)現氫燃料電池車(chē)推廣累計100萬(wàn)輛（注：2018年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量首次達到100萬(wàn)輛），投資建設加氫站超1000座，實(shí)現氫燃料電池的大規模商業(yè)應用。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(chē)推廣及加氫站建設規劃，資料來(lái)源：億華通招股說(shuō)明書(shū)，《節能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)圖》
還是以鋰電池為例，從2009年開(kāi)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)量占據全球產(chǎn)量的一半，在技術(shù)和成本上都具備不錯的競爭力，來(lái)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(lái)的發(fā)展同樣離不開(kāi)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(lài)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖說(shuō)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)勢所在。
中國不僅僅是風(fēng)電、光伏裝機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(lái)還可以實(shí)現遠距離輸電，當地制氫。
根據發(fā)改委能源研究所的研究結果，國內10%的棄電（棄風(fēng)、光、水電）就能夠滿(mǎn)足國內2025年氫燃料電池汽車(chē)的用氫需求，50%的棄電能夠滿(mǎn)足2035年氫燃料電池汽車(chē)用氫需求。你看現在已有行業(yè)巨頭開(kāi)始行動(dòng)布局制氫領(lǐng)域了，比如隆基股份(SH:601012)（詳見(jiàn)《隆基股份“光伏制氫”：這步棋還沒(méi)被市場(chǎng)看懂》）。
所以不難理解為什么現代、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?，F代汽車(chē)在海外的首個(gè)氫燃料電池系統生產(chǎn)和銷(xiāo)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)合燃料電池系統研發(fā)（北京）有限公司”，主要業(yè)務(wù)為在中國開(kāi)展商用車(chē)氫燃料電池系統研發(fā)工作。
還有汽車(chē)零部件巨頭博世，去年已在無(wú)錫建成氫燃料電池中心，今年3月，博世還與慶鈴汽車(chē)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、現代等一流企業(yè)的進(jìn)入還能引發(fā)“鯰魚(yú)效應”，國內企業(yè)的市場(chǎng)競爭水平都將隨之提高，就跟當初特斯拉落戶(hù)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(kāi)發(fā)到產(chǎn)品化所需時(shí)間，加快氫燃料電池汽車(chē)的普及。
值得慶幸的是，燃料電池的現狀跟當年鋰電池的市場(chǎng)格局是完全不一樣的，當年國內鋰電池企業(yè)放到全球是一個(gè)能打的都沒(méi)有，所以國家特意設置了“白名單”，阻止了LG、松下等國際巨頭的進(jìn)攻，讓國內鋰電企業(yè)先發(fā)展起來(lái)。再看現在這個(gè)時(shí)點(diǎn)，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上已經(jīng)涌現出一批優(yōu)秀的企業(yè)，國外企業(yè)也在積極的尋求與國內的企業(yè)合作。
03
樂(lè )觀(guān)主義者的守望
氫燃料電池的作為全新的技術(shù)路線(xiàn)，其技術(shù)含量不比鋰電池低，想要實(shí)現商業(yè)化很難一蹴而就。以電動(dòng)車(chē)為參照，電動(dòng)汽車(chē)鋰電池能有今天的技術(shù)和規模是有前期消費鋰電池領(lǐng)域的長(cháng)時(shí)間的積累，在車(chē)用鋰電池發(fā)展之前，國內的鋰電池產(chǎn)業(yè)依托智能手機等消費電子已經(jīng)積累了一定的技術(shù)和規模。比如動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代，也是脫胎于消費鋰電池龍頭ATL。
在我們看來(lái)，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作為發(fā)展的重點(diǎn)，待形成一定的規模優(yōu)勢后，以點(diǎn)帶面全部鋪開(kāi)。原則就是先讓氫燃料電池車(chē)跑起來(lái)，有了規模，技術(shù)的突破和成本的下降往往會(huì )超出市場(chǎng)的預期。
股票投資者，是天生的樂(lè )天派，我們還是應該客觀(guān)積極的看待氫燃料電池的未來(lái)發(fā)展，也許十年之后，待氫燃料電池汽車(chē)年銷(xiāo)售量達到100萬(wàn)的時(shí)候，這幅藍圖就更為清晰動(dòng)人。