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难题待解 氢燃料电池应用遭掣肘

放大字体 缩小字体 发布日期:2019-01-22 06:08:11   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:563


3 成本、成本还是成本,重要事情说三遍。

由于传统车企和电池企业不是一个技术体系,大家都是在争夺大规模量产的know how。搞研究的都知道,技术好和大规模产量完全不是一回事。能够大规模量产,将成本降低到一定的程度,产品一致性做到最好就是厉害。其他企业就算最早做出来的,产品技术参数最好,都不算什么。

所以燃料电池竞争的不是技术,而是大规模量产的能力。它的竞争对手是其他的各种电池技术创造的商业壁垒。

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量产不是件容易的事儿。首先得大规模投入,具备相当的产能。既然投入,就要算IRR,因为不管锂电光伏还是燃料电池都是重资产。算IRR就得预测将来商业化的价格和量,所以在未来高度不确定之下,就靠补贴推动。

补贴这玩儿意就说不准了。从光伏风电到锂电全部政策导向,不确定性太大。比如说是2018年光伏531政策,直接给规模砍半。比如说最近可能出的新能源汽车补贴政策,最差版本是补贴下降60%。当初测算的时候得给补贴打个大大的折扣。不仅仅是中国,国外的补贴一样,说没就没。笔者估计如果投燃料电池,企业大概率还是国企。

我觉得可观测的指标仍然是车厂的动作。以前还有丰田,最近听说丰田已经转投锂电和固态,那就不得而知了。其他的车企,以前还有在燃料电池领域进行探索的,现在都没动静。

4 氢气获取是个大难题。

燃料电池的电堆本身,笔者在这里不做讨论。因为即使是存在着各种膜材料、双极板或者是催化剂的技术难题,克服它也是时间问题。

燃料电池的难度在于氢气的获取。上游的原材料,基本都是大宗资源品,大宗资源品是供给关系决定的。中游的电池,无论是燃料电池和锂电池,都是制造业,制造业咱们国家是强项。只要是一堆装备和材料搞出来的东西,我们是有优势的。

氢不是一次能源,是二次能源。氢气行业的制造是以厂区为中心,向周围辐射,原因是它基本是作为工业生产辅助原料,氢气的运输成本高(包括是高压液氢是刚有的国标,只有日本有70Mpa的储氢罐),所以气体氢运输半径是200公里,液氢运输半径1000公里。氢气下游的应用为:石化行业(天然气重整,水煤气制氢),精细化工、医药、电子、冶金、科研。

先说下纯度较低的天然气和水煤气制氢。C+H2O-CO+H2+热量,CO+H2O-CO2+H2,该方法得到的氢气纯度80%左右。该方法成本较低,产量大,设备多,在合成氨厂多用这个方法。我国合成氨企业广泛分布于各个省市。

石油裂解副产品氢气,产量大,下游就近使用在汽油加氢、化肥厂。这种国外使用的最为普遍,CH4+H2O-CO+3H2。

目前氢气的下游需求,全球炼油厂需求占比80%,合成氨和甲醇等化工厂需求占比16%,其他氢气需求占比4%。由于我国的炼油领域的份额急剧扩大,比如山东地炼的崛起,我国的氢气消耗增速远超其他国家。

由于主要应用在炼油厂,所以我国的炼油企业基本自建氢气厂满足本厂需求,专门的氢气制造企业都是国外的。国内这些氢气厂都是小厂,没什么大型氢气制造企业。全部小作坊生产模式,进入壁垒比较低,这些小企业生产的都是灌装氢。那么问题就来了,如果将来我们燃料电池真的需求起来了,这些小厂能满足得了国内的氢气需求吗?笔者认为,这种低纯度低成本的氢气是没有办法使用在车用燃料电池的,安全性太差,而且不具备批量供应的能力。煤制氢虽然生产成本低,但是储运成本又高,无论是管道还是储罐,都有巨大的投资,到了终端不比电解水便宜。

其他的应用:占比最小的其他行业,电子、航空航天、食品饮料等都是采用液态低温储罐运输。这个成本比较高,首先生产成本就高,多采用电解水制氢,第二配送成本也高。但这个才是燃料电池需要的氢气。

也就是说,燃料电池需要的氢气只能来自于高成本的、分散式的制氢方式。这个方式是在没有经济性。从原理上说,4度电生产1立方的氢气,电的成本本来就高。燃料电池本身的优势就是因为直接从化学能转为电能的,但是如果把前端加进来,等于是电能-化学能-电能。这个就跟高效、经济的原理相违背。

车用氢气来说,早期现场制氢为主,现在运输储运更多。甲醇重整制氢技术成熟,1997年戴穆勒推出甲醇重整制氢-燃料电池驱动的车,2000前后推出第5代车,也做了很多示范,但是后来放弃了这个路线;通用98年推出这个路线。丰田和本田也研究过这个技术,但是后来没有人提。所以这条路已行不通了。

我国本来就是缺气富煤,用天然气制氢显然是和战略不合的。煤制氢成本还得算上碳排放和储运的成本,其实低不下来。下游需求要考虑到上游的资源,上游资源又要想到下游的需求,化工企业产品众多,不是仅仅产气,它需要考虑到产品综合利用的事儿,除非看到了下游巨大的应用需求。

作者: 谭菁

 
关键词: 丰田 光伏 氢气


 
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