零碳排放目標緊迫，氫燃料汽車前景如何？

8月25日晚間，華培動力（603121．SH）發(fā)布半年度報告稱，2021年上半年營業(yè)收入約4．61億元，同比增加66．57％；歸屬于上市公司股東的凈利潤約4411萬元，同比增長48．33％。宏觀經(jīng)濟運行總體復蘇態(tài)勢下，汽車產(chǎn)銷逐步回升，公司營業(yè)收入回暖。

有市場觀點認為，華培動力圍繞“積極擁抱汽車智能化、電動化”的戰(zhàn)略發(fā)展方向，完成了對盛邁克第2期18％的股權(quán)收購，以盛邁克為起點拓展公司智能傳感業(yè)務。盛邁克近年來重點布局氫燃料電池系統(tǒng)、商用車尾氣后處理系統(tǒng)等戰(zhàn)略項目，隨著新能源汽車動力的不斷改進，氫燃料電池未來前景可期。

01 零碳排放目標緊迫，加速布局汽車氫燃料

中國氣候變化事務特使解振華在近日召開的2021中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展（泰達）國際論壇上表示：“綠色低碳轉(zhuǎn)型已成為世界潮流，我國將面臨巨大的挑戰(zhàn)，發(fā)展公共交通、智能交通、電動汽車、氫燃料汽車等零碳汽車是交通領域技術(shù)競爭的高地之一，也是實現(xiàn)碳達峰碳中和的核心舉措?！?/p>

華澗新能源是華培動力與控股股東華澗投資共同投資成立的一家致力于新能源汽車核心零部件開發(fā)與應用的現(xiàn)代高科技公司。為了應對能源安全，環(huán)境保護和全球變暖的挑戰(zhàn)，依托集團公司在高端材料研發(fā)和材料成型方面的核心競爭力，華澗新能源正在開發(fā)一系列用于燃料電池系統(tǒng)的空氣壓縮機產(chǎn)品。

燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，技術(shù)門檻最高。近年來，在政策加持下，國內(nèi)氫燃料電池技術(shù)發(fā)展已經(jīng)“超出預期”，氫燃料電池系統(tǒng)部分零部件如催化劑、膜電極、雙極板、密封材料等，已能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化。

“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！边@一減排目標是我國對世界的承諾。在“雙碳”目標的驅(qū)動下，汽車產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的變革。華培動力通過此番搶先布局，將為公司接下來把握行業(yè)升級機遇，跨入燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈新賽道打下穩(wěn)固基礎。

02 零排放的氫燃料汽車，實現(xiàn)雙碳目標的“終極能源”

目前，新能源車動力使用鋰電池雖然是最佳選擇，在大多數(shù)適用場景中，鋰電池車的開發(fā)和應用也更加成熟，但由于電池重量、續(xù)航里程問題，依然受到能量密度的限制，已經(jīng)達到瓶頸，國內(nèi)的三元鋰電池能量密度約為 240Wh／kg，磷酸鐵鋰電池能量密度約為180Wh／kg。氫能源汽車，由于能效高在里程和載荷方面擁有先天優(yōu)勢。與純電動車和插電式混合動車相比，氫燃料電池汽車的最大優(yōu)勢是加氫通常只需3分鐘，而續(xù)航里程能輕松達到600公里以上。

同時，氫氣直接燃燒或通過燃料電池發(fā)電的產(chǎn)物為水，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的零碳排放，對環(huán)境不造成任何污染，故而被譽為終極能源。純電動車的電池，使用了大量鋰、鈷、鎳等金屬材料，金屬材料的挖掘、生產(chǎn)加工等過程均有大量能量消耗及碳排放。相較于純電動車，氫燃料電池車在制造過程中的碳排放也較低。同時燃料電池車的報廢回收階段，也比電純動車回收，更容易且更有經(jīng)濟吸引力。

由于具備“零排放、零污染、無噪音、補充燃料快、續(xù)航能力強”等五大優(yōu)勢，氫燃料電池汽車被認為更加有助于實現(xiàn)脫碳，更有助于實現(xiàn)“碳達峰，碳中和”目標。事實上，自我國提出“碳達峰、碳中和”目標以來，氫能產(chǎn)業(yè)再次乘風而起，尤其是下游的氫燃料電池汽車，市場熱度顯著升溫。

不過，燃料電池汽車要想實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，首要的問題就是降成本。而構(gòu)建氫能生態(tài)圈，也需要克服基礎設施不夠完善的問題，氫燃料電池商用車有望在公共交通、物流以及城市出行等領域中率先落地，并圍繞加氫站進行運營。根據(jù)目前的測算結(jié)果，只要在四五百公里的間隔有一座加氫站，就可以支持氫能社會的加速落地。

03 純電汽車業(yè)已成熟，氫燃料路線前景如何？

圍繞氫燃料電池汽車與純電動車的爭論已經(jīng)存在數(shù)十年，且隨著全球各大整車廠商將電動化發(fā)展重心轉(zhuǎn)向純電動汽車，是否應該發(fā)展氫燃料電池汽車的質(zhì)疑聲也越來越大。

相比較純電動汽車而言，氫燃料電池汽車購車成本遠高于純電動汽車，是純電動汽車 1．5－2 倍；初始加氫成本高，當前加氫站加氫成本在 50－80 元／kg；加氫站等基礎設施匱乏。與密集的加油站及充電樁相比，現(xiàn)有加氫站數(shù)量明顯不足。

為使氫燃料電池汽車具備與燃油車相近的燃油經(jīng)濟性，其終端加氫成本需至少降到 40 元／kg 以內(nèi)，假設以當前儲運及加注成本計算（25 元／kg），制氫成本至少需降到 15 元／kg以下。由于鋰電池本身的電能充放特點，純電動汽車適合于較短距離行駛的小型和輕型車輛。但鋰電池相對氫燃料電池能量密度較低，在商用車領域采用鋰電設備，將提高車輛自重，降低重卡等重型商用車長途運輸?shù)慕?jīng)濟適用性。

以49噸重的鋰電重卡和氫能重卡對比，需要鋰電池重量為17．86KG，氫燃料僅需要12KG，顯然車輛自重層面燃料電池優(yōu)勢突出，有效載荷優(yōu)于鋰電車型。氫燃料電池車更適用于重型商用車領域。一方面可以補齊鋰電池的不足，另一方面可以實現(xiàn)深度脫碳。

商用車排放占比高，是交運領域重要的減排對象。在碳排放（CO、HC）以及污染物排放（NOx、PM）中，由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)與燃燒方式的不同，商用車（絕大多數(shù)搭載柴油機）的碳排放水平明顯高于乘用車，合計占比達到 77．3％，是交運領域碳排放首要減排對象。

從我國汽柴油表觀消費量以及 CO2 排放情況來看，我國的交運行業(yè)減排工作已取得明顯進展，但碳排放水平依然處于較高位置，僅靠節(jié)能減排或者尾氣回收顯然無法完成碳中和目標。此外，續(xù)航和充電時長方面也會限制重型商用車的運輸效率。

相比之下，燃料電池車能量密度高，加注燃料便捷、續(xù)航里程較高，低溫環(huán)境表現(xiàn)優(yōu)異，更加適用于長途、大型、商用車領域。這也正是氫能源車這幾年的落地，更多在客車和重卡，而非乘用車的原因。從目前的技術(shù)態(tài)勢和認知上看，氫燃料電池和鋰電池在未來三到五年的時間內(nèi)，將持續(xù)互補關(guān)系：商用車是氫能源的根據(jù)地，乘用車是鋰電池的主舞臺。

目前世界上氫能源汽車保有量過萬輛的市場主要集中在日本和韓國，這些國家基本采取了基礎設施先行的模式。而除了現(xiàn)代、豐田等氫燃料電池汽車“老玩家”，上汽集團、長城汽車等國內(nèi)整車企業(yè)也以全方位的視角布局氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)，隨著“碳中和”目標的確立，汽車行業(yè)在加速推動氫能源的使用。

04 需求與補貼撬動成本，氫能源之路逐漸明朗

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游：氫生產(chǎn)與供應；中游：燃料電池及核心零部件；下游：燃料電池應用。在氫氣制取上，目前成熟的制氫手段主要包括化石能源重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫以及電解水制氫三種。其中，化石能源制氫通過裂解煤炭或者天然氣獲得氫氣，俗稱“藍氫”。工業(yè)副產(chǎn)制氫則是對焦炭、純堿等行業(yè)的副產(chǎn)物進行提純獲取氫氣，俗稱“灰氫”。

本質(zhì)上兩者的氫氣來源仍為傳統(tǒng)的化石燃料。雖然通過碳捕捉與封存技術(shù)（CCS）可有效降低化石能源制氫過程中產(chǎn)生的碳排放，但長期來看只有可再生能源電解水制備的“綠氫”才能實現(xiàn)真正的零碳排放。目前可再生能源制氫占比較小，化石能源制氫仍是主要的氫氣來源。根據(jù) IRENA 的測算，全球僅有 4％的氫氣來自電解水制氫，其余均來自煤炭、天然氣以及石油煉化領域。

根據(jù)規(guī)劃，到 2035 年我國氫燃料電池車保有量將達100萬輛。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖 2．0》規(guī)劃，我國將發(fā)展氫燃料電池商用車作為整個氫能燃料電池行業(yè)的突破口。

以客車和城市物流車為切入領域，重點在可再生能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫豐富的區(qū)域推廣中大型客車、物流車，逐步推廣至載重量大、長距離的中重卡、牽引車、港口拖車及乘用車等。到 2035 年，實現(xiàn)氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣應用，燃料電池汽車保有量達到100萬輛左右，完全掌握燃料電池核心關(guān)鍵技術(shù)，建立完備的燃料電池材料、部件、系統(tǒng)的制造與生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。

在需求和補貼的共同推動下，商用燃料電池系統(tǒng)與儲氫系統(tǒng)價格較去年已經(jīng)有了較大幅度的下降，目前行業(yè)水準不到1萬元／KW，車用儲氫系統(tǒng)價格不到5000元／KG，未來隨著氫燃料電池應用范圍與規(guī)模擴大，商用燃料電池價格至2025／2035／2050有望降至3500／1000／500元KW。商用儲氫系統(tǒng)價格有望降至3500／2000／1200元／KG。

成本的下降帶來下游需求的爆發(fā)，預計21／25／35／50年燃料電池汽車空間規(guī)模將達到165／869／3850／9900億元。而在“富煤、貧油、少氣”的能源結(jié)構(gòu)下，目前國內(nèi)煤制氫的占比超過 60％，電解水制氫的比例則不到 2％?？稍偕茉粗茪淙匀蝗沃氐肋h，未來的發(fā)展空間巨大。

05 中國氫能源發(fā)展迅猛 從初具雛形到全產(chǎn)業(yè)鏈

根據(jù)全球氫能權(quán)威組織國際氫能委員會的預測，到2050年，氫能將占全球能源需求的18％，市場規(guī)模將達到2．5萬億美元，氫能的普及將助力每年減少60億噸以上的二氧化碳排放。

全球主要國家都開始大力發(fā)展氫能。中國氫能產(chǎn)業(yè)從初具雛形，迅速發(fā)展出全產(chǎn)業(yè)鏈。繼國家的一系列宏觀政策之后，各省市區(qū)陸續(xù)發(fā)布了氫能規(guī)劃和指導意見，自主技術(shù)研發(fā)體系不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈日益健全，氫能產(chǎn)業(yè)不斷走向規(guī)模化發(fā)展。國內(nèi)建立了多個真正聚集國內(nèi)外行內(nèi)頭部企業(yè)的氫能產(chǎn)業(yè)城市集群。

氫能技術(shù)發(fā)展迅速。首套自主知識產(chǎn)權(quán)的基于氦膨脹制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功并產(chǎn)出液氫，包括核心設備在內(nèi)的90％以上的設備完全采用國產(chǎn)，填補了我國自主知識產(chǎn)權(quán)的液氫規(guī)?；a(chǎn)方面的空白。各地可再生能源電解制氫項目紛紛投產(chǎn)，全球最大電解水制綠氫項目投產(chǎn)。加氫站投入運營。氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)加快布局，燃料電池成本大幅度下降。

已經(jīng)有100多家企業(yè)發(fā)布了碳中和路線圖，氫能產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸鋪開，越來越多的企業(yè)進軍氫能，超過三分之一的央企已經(jīng)在進行包括制氫、儲氫、運氫、用氫等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，并取得了一批技術(shù)研發(fā)和示范應用成果，民企和外企也在加速進入氫能產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)。

產(chǎn)業(yè)鏈上的各個企業(yè)發(fā)揮各自優(yōu)勢，找到資源結(jié)合點，形成全產(chǎn)業(yè)鏈上下游有機合作，形成中國氫能全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。中國已成為全球第一大氫能生產(chǎn)和消費國，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈正在迅速而穩(wěn)健地發(fā)展。