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    燃料電池產業鏈還沒有閉環,鋰電則是生態鏈沒有閉環

    發布日期: 2022-08-18
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    唉,把燃料電池和鋰電放在一起比較實在是有一點敏感,但不得不說,每一個在自己領域里堅持的人一定是基于自身的認知才會投入時間和精力,而我承認在某種程度上這個世界的每個人都有一個自己的“井底",“無知"是人類普遍的困局,但我們卻都想努力跳出這個困局。所以,也許對各持己見的問題爭論一下也沒什么不好。

    你看人家馬斯克、迪斯就公開說發展燃料電池是“愚蠢"的,只是,燃料電池行業暫時還談不上什么“大佬",就算我們認同章男和鄭義宣是燃料電池汽車行業的“老大",他們也未必是馬斯克那樣張揚和攻擊性的性格。

    今天又提這個話題是因為昨天早上推送許國先生的文章《許國:人類氫時代札論(連載之九)》果然像他預料的那樣,有讀者對他在文中提到的乘用車提出了反對意見,為此,即使在會議上,看到對方激烈的言辭也讓我無法不做出反應。

    為什么今天把要討論的話題用了松散的表達方式呢?實在是因為時間的問題,我不是專職的“自媒體",還需要很多日常的工作,如果在家里我花一兩天的時間來仔細比較一下鋰電和燃料電池兩條技術路線的優缺點、技術進步、全生命周期耗能和排放、遇到的瓶頸、各自適應的場景可能會比較嚴謹,但出門在外,又約了路博士和張博士明天的早餐,只能在有限的時間縫里聊幾句天了。

    不是我不能等,有些話題錯過時間窗口就沒意思了,就算我以后還會繼續討論這個問題,我也不能在今天這個時點上表現太冷漠,因為反對燃料電池乘用車路線的那個專家幾乎占用了我半天的時間。而且,就在今天剛好遇到與這個話題相關的幾個重要信息,我覺得就更有必要在這個時點上來討論了。


    Industry Observer@01

    反對燃料電池的專家提出的問題


    今天提出反對燃料電池的專家(大學教授)提出的第一個問題是:許國先生提到2017年歐洲調研就發現當時歐洲燃料電池汽車競爭不過鋰電,現在還說要發展燃料電池,自相矛盾。我跟教授溝通的觀點是,當時歐洲的綠氫成本肯定不能和今天和未來比,所以,當時條件不成熟、用不起,暫時放棄出租車的運營很正常。

    但歐洲并沒有放棄氫能發展方向,正是因為發現燃料電池汽車用不起才把更多的科研力量轉向對氫氣供應和成本的研究。事實上,寶馬汽車曾經推出過燃料電池樣車,很多年都沒有量產,今年4月再一次公布他們將在2022年推出測試樣車,并計劃在2025年推出市場。

    回顧一下中國燃料電池汽車發展的歷史其實也差不多,一開始好不容易把燃料電池汽車做到能夠穩定運行了,結果發現氫氣太貴,然后大家紛紛開始考慮應用場景,探索氫氣的制儲運加,甚至一些燃料電池企業已經將生產場地和應用場景搬到了距離產氫地更近的地方。而最新的消息是中石化庫車項目將綠氫的成本做到18元/kg。

    光伏、風電、鋰電都經歷了高成本到低成本的過程,氫能產業鏈長,難在對配套產業要求很高,好處是降成本的環節很多,過去十年氫能和燃料電池最大的信心來自燃料電池和可再生能源成本的大幅下降。行業目前還處于示范期,還有很大的進步空間,未來的成本肯定比現在更便宜。

    教授說的第二個問題是一個很重要的問題,他說電動汽車百公里耗電通常低于20度電,而燃料電池需要的1kg氫氣用電解水制造時至少耗電40度,如果煤和天然氣制氫則要排放大量的二氧化碳。

    這顯然是燃料電池跟鋰電比較在成本上一個非常大的劣勢,不過我跟教授說單一指標不足以判斷更遠的未來。我認為就目前而言,鋰電和燃料電池都取得了很大的進步,但都有缺點,燃料電池是產業鏈還沒有閉環,而鋰電則是生態鏈還沒有閉環。

    當然,教授還列舉了氫能安全問題,這是我們從業人員最關心而且最嚴肅對待的事情,但就像石油、天然氣、鋰電都需要安全管理一樣,氫氣的安全也并非不能管理。如果一定要說氫氣有安全性問題就有壞人故意破壞那就有一點“耍賴"了,如果有人刻意要制造危險,我們身邊的危險不用等到氫能產業化也是無處不在的。

    教授繼續跟我掰飭,可憐我也不是科學家,我跟他說我認同劉科院士的觀點,不是說鋰電不能大力發展,但發展的節奏要與電網的承受相匹配,也要與鋰資源回收利用的技術發展相匹配。教授說,市場只關心成本,環保跟消費者沒有關系,我當然要談到雙碳、政府政策、社會責任、可持續發展等等。

    那些討論的語言也許很有意思,如果沒有意思我想我們就不會討論了,不過不方便書面表達,我不過是想表達,差別電價、碳稅價格等問題,比如鋰電用的是網電,氫能可能用的是"廢電"或離網電價,我國的碳交易價格50元/噸,而歐洲的碳交易價格每噸達到上百歐元,而鋰電現在主要用的是灰電,如果碳交易價格上去消費者承擔的費用肯定就不是現在的價格。


    Industry Observer@02

    “乘用車是研究生,商用車是小學生"?


    似乎很多人都認為雖然燃料電池跟鋰電比較,成本相差很遠,燃料電池“奢望"做乘用車不現實,做做商用車嘛還好,因為商用車排放量太大。這顯然也是市場主流的聲音,干脆有人又說“乘用車是研究生,商用車是小學生",也就是說燃料電池的技術做不了乘用車。

    如果認同氫能更有利于商用車減排,難道乘用車不用減排?如果商用車簡單,為什么鋰電鏈“研究生"的乘用車都做了,卻不能把“小學生"的商用車做得更好呢?

    所以,好奇怪的思維模式。我琢磨著這個判斷是怎么來的呢?估計是因為我們國家有自己的商用車發動機濰柴、玉柴、錫柴、云內……沒有一臺乘用車的發動機吧。因此判斷濰柴、玉柴、錫柴、云內等企業就是小學生嗎?

    其實這是由于我國汽車工業發展歷史形成的,并不是我們做不了乘用車的發動機。我國解放初期的汽車工業是以商用車為主的引進技術,也是為當時“備戰備荒"的大環境相匹配,包括東風、解放、黃河等汽車都是引進國外的技術,最早引進前蘇聯技術,后來又引進歐洲、奧地利技術,在引進技術基礎上,發展出了自己的發動機,并形成了濰柴、玉柴等技術持續迭代的自主品牌。

    而改革開放后開始以提高人民生活水平為目標,決定以汽車工業作為經濟發展的驅動力,開始發展乘用車,這一時期中國選擇了合資發展的路線。合資的過程固然也形成了中國汽車工業的零部件配套能力,但發動機始終掌握在合資外方的手上。正因為乘用車發動機始終無法突破,我國就選擇了“彎道超車"的發展路徑。

    這么聰明的中國人為什么就造不出一臺汽油發動機呢?其實,以我做產業的經驗來看,問題不在我們是否做得出來,是我們根本沒有獲得規模經濟的時間窗口。發動機就是這樣一個需要規模經濟效應,且需要持續研發體系支撐的產業,合資企業不可能選擇又貴又不穩定的發動機。

    就燃料電池來看,固然有金屬板和石墨板技術路線的差異,但小功率的燃料電池總體上比大功率的更容易,而乘用車的行駛的路況肯定比商用車更好,也許今天我們的金屬板路線的確不如豐田、現代成熟,也不如國產石墨板穩定,但您不覺得,我們會因為只發展商用車而失掉一些發展乘用車的機會成本嗎?

    關于乘用車是否適合停在地下倉庫的問題,似乎沒有人模擬過地下車庫的場景去做爆破實驗,而在GB/T24549-XXXX(替代GB/T24549-2009)燃料電池電動汽車 安全要求》中嚴格規定了燃料電池汽車的環境、報警裝置等都有嚴格的要求。


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    Industry Observer@03

    燃料電池汽車產業沒有閉環


    都說燃料電池汽車不適合乘用車,除了"小學生"和“研究生"的論調以外,還有一個重要原因是加氫站的問題。但事實上,中國的加氫站已經在全球較多,但我們每座加氫站平均服務的車輛數遠遠不如先進國家。全球660座加氫,中國運行187座(建成255座),日本157,韓國80座,但我國車站比遠低于以乘用車為主的韓國和美國,與日本不相上下。


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    我國燃料電池產業化起步時間與韓國差不多,但很多人認為正確的商用車路線并沒有讓我們燃料電池汽車產業化程度更高,也有很多人都說是基礎建設問題,但顯然我們的加氫站效率也不比乘用車主導的國家更高。

    中國燃料電池產業發展緩慢固然有政府補貼不落地或補貼不夠的原因,但商用車作為生產資料對成本非常敏感,所以即使車買下來也跑不起,無法吸引更多的購買意愿。

    我們燃料電池的產業鏈沒有閉環除了現在加氫站還不夠充足、氫氣供應還有缺口以外,還有一個根本原因就是整車廠缺位,距離消費者最近的整車廠積極性不夠,他們更多在被動等待燃料電池汽車的配套,從零部件到終端產品這個鏈條而言,這個行業根本就缺乏甲方——整車來作為牽引力。

    回顧豐田和現代汽車,他們投入的研發費用非常多,如果今天中國的整車廠來生產和推廣燃料電池汽車,國內外配套條件都已經相對成熟,其代價要比豐田、本田和現代小得多。

    目前,前端氫氣供應的鏈條因為眾多的能源企業積極參與,未來幾年有望滿足氫氣正常的供應,未來的目標是要降低氫氣的成本,氫氣成本的難題也在行業內尋求“應用場景"的過程中越來越接近氫氣生產地。

    整車這個本該作為交通領域應用端鏈長的環節則依然是燃料電池汽車閉環的關鍵,我們做一個惡劣的假設,假如沒有整車廠推廣燃料電池汽車,2025年補貼結束,以目前的示范模式,即使到2025年燃料電池成本下降、氫氣成本下降,但沒有整車、沒有乘用車進入,行業有多少機會形成商業閉環呢?要知道,這個行業根本就是跟燃油發動機一樣是一個需要規模的產業,不形成商業閉環是很難形成規模的。

    好在目前已經有上汽、長安、海馬、廣汽等乘用車已經進入燃料電池汽車領域,當然,企業的積極性還需要政策的鼓勵。


    Industry Observer@04

    鋰離子電池產業生態沒有閉環


    鋰電因為使用成本便宜被市場選擇,從商業的角度產業鏈是閉環的。但一個顯而易見的事情就是鋰電根本消費的就是灰電,從減碳的角度,要做到生態閉環就需要等待電力結構的調整,唯當下可以主動的是參與儲能來協助提升可再生能源的比例,除非在換電模式下把電池拉到可再生能源的分布式發電上充電,我想這種可能性不大。

    第二個生態鏈問題還是地下資源問題,折騰一番最后還是回到有限且分布不均的地下資源,除非能夠循環,不然最后的命運一定不會比油氣帶來的地緣政治少,而且價格也會因為資源不均而波動。而循環如果不能做到無害化,將給土地和水資源帶來災難性的傷害。前面那個跟我討論鋰電和燃料電池可持續發展的教授說行業已經解決了這個問題,我以為自己孤陋寡聞,他告訴我他自己在實驗室已經做到了無害化。產業化的可能性有多大就不得而知了,但畢竟是行業內的一個好消息。

    第三個生態鏈的問題就是電力系統的承受問題,到底現有的電力系統能夠支撐多大規模的鋰電充電?今年似乎是一個考驗年,昨天到浙能溝通時了解到,今年以來,浙江省一產電力消費增長僅1%,二產增長也只有2%,但居民電力消費增長最大,達到20%,全省電力缺口達到30%。正常高峰電價0.85元/度,平均大約0.5元/度,從外省買入的電價達到3.8-3.9元/度。

    固然,今年的惡劣天氣肯定會增加居民用電量,但如果僅僅只有空調負荷增加20%似乎也不太可能,這里面一定有電動汽車的貢獻。就在我跟這能討論居民端電力消費結構的時候,我的助理發給我一張圖片,是一張充電樁暫停使用的情況說明。


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    就在前一天,因為供電不足,四川省經濟和信息化廳和國網四川省電力公司發出《關于擴大工業企業讓電于民實施范圍的緊急通知》,要求所有工業用電企業(含白名單重點保障企業)生產全停6日。

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    因為我沒有從浙能要到更詳細的電力消費側結構數據,我又向柴茂榮博士請教,看他們國電投有沒有這個數據,柴博士給我算了一筆帳:

    “我國電動車保有量1500萬輛左右,按每車平均每天充電25度計算,約四億度電/天,大約相當于我國12萬億度電/年平均,即400億度電/天的1%左右。如果大家都在回家的8-10點時間段充電,加上這個時間段是大家下班回家開空調的時間,可再生能源發電又是低谷時間,那是比較可怕的。相當于電車充電用量增加了發電量的10%。再如果按部分一、二線城市的集中度偏高,那么,20%不足也是可能的。加上空調10%增量,電不足也就不奇怪了。"柴博士說:"電網無法調節比充電樁不足更可怕!"

    我還是那只看不到全部天空的青蛙,我不知道要讓電力系統能夠容納日益增長的電力需求特別是迅速膨脹的電動汽車需要多大的代價,我也不知道智能電網有多大的能力讓所有的用戶能夠舒適地選擇他們的用電時間,但有一點很顯然,就像那個教授所看到的那樣,環保、可持續都不是消費者關心的問題,如果沒有相應的機制是很難讓消費者主動放棄充電來保障電力系統安全的。

    所以,如果不能做到生態平衡,則無論從鋰資源供給、地球可以承受的廢舊電池污染和電力系統安全的角度來看,鋰電的市場容量的突破都可能造成對生態破壞性的傷害。

    如此看來,鋰電和燃料電池各有所長但都有缺點,不應該是彼此對抗,而應該是取長補短。

    最近寫了兩篇技術性強一點的文章交給我的同事,實在是覺得技術方面的論證或表述太不容易了,所以,本文采用的是“小品"的模式,這些觀點是否正確還需要有更嚴謹的論證。

    文章來源:產業觀察者

    注:本文已經獲得轉載權,未經原作者允許請勿轉載


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