氫能卷土重來(lái)：新能源沒有新故事

氫能的兩種未來(lái)，都落在了北京西北五環(huán)外的海淀區(qū)永豐產(chǎn)業(yè)園里，相隔不到兩公里。

東邊是億華通加氫站，每天 24 小時(shí)營(yíng)業(yè)，最忙的時(shí)候，來(lái)加氫的車能排到兩個(gè)紅綠燈路口外。

未來(lái)到這里加氫的車還會(huì)更多。今年 3 月，氫能在中國(guó)有了更明確的政策支持，政府部門調(diào)高補(bǔ)貼力度，今年一輛氫能車補(bǔ)貼最高 65 萬(wàn)元，是一年前的 1.5 倍。上半年氫能車賣出 1379 輛，是去年同期的三倍。

嗅到機(jī)會(huì)的公司沖了進(jìn)來(lái)，豐田和現(xiàn)代要把氫能車運(yùn)到中國(guó)賣，長(zhǎng)安也發(fā)布了氫能車。企查查統(tǒng)計(jì)，今年前十個(gè)月氫能相關(guān)的創(chuàng)業(yè)公司今年多了 445 家。

投資人也沒落下。不乏有人能背下政策原文，說(shuō) “這是前所未有的支持”。投資多家氫能企業(yè)的險(xiǎn)峰長(zhǎng)青投資人葉展旗將氫能比作 10~15 年前的鋰電。據(jù)企名片 Pro 統(tǒng)計(jì)，今年上半年，中國(guó)氫能行業(yè)融資超過(guò) 50 億元 ，而前年全年只有約 1 億元。

氫能常被描述為終極環(huán)保能源。一輛車加滿氣不到十分鐘，就能連續(xù)開上 300 公里甚至更遠(yuǎn)，期間唯一排放物是水，不為大氣層多增加一個(gè)碳原子。樂(lè)觀的投資人覺得，全球各個(gè)國(guó)家迫切想減少空氣中的二氧化碳，氫會(huì)是萬(wàn)億能源市場(chǎng)變革中的重要部分。但這一波熱潮也有另一種可能。

西邊的加氫站已荒廢多年，大門生銹，門口停著幾輛落滿灰塵的汽車，加氫設(shè)備早已搬走，只剩下被風(fēng)和雨侵蝕過(guò)的安全提示和墻壁上隱約可見的 “加氫制氫” 字跡，以及前來(lái)覓食的雞和狗。

這座加氫站建于 2011 年，是上一輪氫能熱的遺留物。當(dāng)時(shí)政府出臺(tái)多個(gè)政策，要扶持新能源汽車——那時(shí)的新能源說(shuō)的不只是鋰電池汽車，也包括氫能驅(qū)動(dòng)的汽車。但它沒能發(fā)展壯大，到 2015 年，中國(guó)只有 10 輛氫能汽車。

兩座加氫站，不同的境遇，是氫能可能會(huì)面臨的兩種結(jié)果：它有巨大潛力，能成為新一輪能源革命核心;它也有巨大的不確定性，如果技術(shù)沒有突破，很可能就和之前一樣，政策扶持終止之時(shí)就是行業(yè)熄火的時(shí)候。

用鉑金煉 “油”，每個(gè)環(huán)節(jié)都比主流能源昂貴

制造氫氣不難，把煤炭加熱到汽化與水蒸氣混合在一起，就會(huì)產(chǎn)生氫氣。這么做也不貴，1 立方米氫氣只需要 1 元錢。只是每造 1 立方米氫氣，也會(huì)排放同等的二氧化碳。這就不是清潔能源。

九合創(chuàng)投合伙人謝振亮接受《晚點(diǎn) LatePost》采訪時(shí)說(shuō)，“灰氫(煤氣制氫)雖然經(jīng)濟(jì)，但不是增量市場(chǎng)。”

清潔的辦法是特定的催化劑和電解液將水中的氫原子和氧原子分開。正在流行的是質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽技術(shù)，清潔、高效，主要的問(wèn)題是它用的催化劑是鉑金、銥等貴金屬——基本相當(dāng)于用鉑金煉油。

倫敦期貨交易所數(shù)據(jù)顯示，一克鉑金 226 元，一克銥 920 元，如果使用效果更好的鈀，成本會(huì)更高。天風(fēng)證券計(jì)算，質(zhì)子交換膜方式生產(chǎn) 1 立方米氫氣，需要 3.56 元。

聽上去不是很貴，但氫氣密度太低。一般汽車的油箱只有 50L(0.05 立方米)，如果全灌滿氫氣，只夠豐田的氫能車 Mirai 轎車開 600 多米。

豐田的氫能車 Mirai，來(lái)自豐田微信公眾號(hào)

Mirai 要用高度壓縮的氫氣，用燃料電池轉(zhuǎn)化成電，讓車動(dòng)起來(lái)。根據(jù)科技和政策咨詢公司 Strategic Analysis 測(cè)算，每輛車光燃料電池的造價(jià)就超過(guò) 10 萬(wàn)元人民幣。

不只是車用燃料電池貴，日常存儲(chǔ)也很貴。很少有罐子能夠承受壓縮狀態(tài)下氫氣產(chǎn)生的壓力。因此儲(chǔ)氫罐通常由碳纖維制造，一個(gè)存放 4~8 千克氫氣的罐子得 12 萬(wàn)元。作為對(duì)比，100L 油桶只需要 1000 多塊錢。

不只是存儲(chǔ)貴，運(yùn)輸也很昂貴。國(guó)聯(lián)證券測(cè)算，氫氣罐運(yùn)輸 1 千克氫氣前進(jìn) 1 公里，成本約 4~20 元。一名氫能創(chuàng)業(yè)者說(shuō)，廣東一個(gè)地級(jí)市將氫氣從外地運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，每千克花了 60~70 元。而一輛 Mirai 一次就得裝 5.65 千克氫氣。

每個(gè)環(huán)節(jié)的成本疊加導(dǎo)致氫能相對(duì)鋰電池的成本毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。盡管鋰礦價(jià)格現(xiàn)在已經(jīng)漲到了 60 萬(wàn)元 / 噸。

豐田的氫能車 Mirai 售價(jià)超過(guò) 70 萬(wàn)人民幣(補(bǔ)貼前)，跟一輛奧迪 Q7 大中型豪華 SUV 價(jià)格差不多。用起來(lái)又貴又麻煩，行駛百公里消耗的氫氣約 0.66kg，百公里燃料成本(補(bǔ)貼前)約 62.51 元，是相似尺寸電車的 3.38 倍，油車的 1.19 倍。

補(bǔ)貼后燃料成本接近電動(dòng)車，但持續(xù)多少時(shí)間還是未知數(shù)。

就算到了最后的使用終端——加氫站，困難還不會(huì)結(jié)束。建一個(gè)加氫站比加油站或者充電樁貴多了，只有 2~3 個(gè)加氫槍的加氫站，要投入近千萬(wàn)元——這些錢能買上百個(gè)直流充電樁。

運(yùn)營(yíng)起來(lái)要求也更多。氫氣是一種危險(xiǎn)的氣體，不用需要碰上什么火星子，泄露到空氣中(濃度達(dá)到 4%)遇到靜電就會(huì)爆炸，威力是 TNT 炸藥的 5 倍。

我們探訪的加氫站，里面到處都是警示牌，寫著各種注意事項(xiàng)，例如不讓工作人員抽煙、玩手機(jī)。離加氫處 5 米遠(yuǎn)的地方，專門設(shè)置了靜電桿，用來(lái)消除靜電。加氫的司機(jī)也需要去一個(gè) 10 米外的屋子里等候。

一位在加氫站工作三年多的人士說(shuō)，加氫站不會(huì)存放太多的氫氣，快用完的時(shí)候，會(huì)打電話讓人來(lái)送氫。“(加氫站)一旦著火，就沒救”。

截止去年底，全球能給汽車加這種昂貴燃料的地方不到 1000 個(gè)。如果在北京，車主得去西北六環(huán)或者西南六環(huán)附近。

《晚點(diǎn) LatePost》 了解到，現(xiàn)在成本劃算的氫能項(xiàng)目都盡可能避開運(yùn)輸和存儲(chǔ)。比如研發(fā)氫燃料電池管理系統(tǒng)的公司溯馭技術(shù)的一個(gè)項(xiàng)目，有低于市場(chǎng)價(jià)的電力供應(yīng)，能夠低成本制氫，再配合附近的使用場(chǎng)景，比如物流園區(qū)的運(yùn)輸車使用等。

“3~4 年就能回本”，溯馭技術(shù)創(chuàng)始人董震說(shuō)。他認(rèn)為這是氫能最現(xiàn)實(shí)的發(fā)展路徑，先從點(diǎn)做起，能收回成本后，再發(fā)展到更多地方。

在鋰電池難以覆蓋的領(lǐng)域，尋找存在的意義

豐田是氫能車最堅(jiān)定的支持者，2014 年就發(fā)布 Mirai，先在日本本土和美國(guó)加州借助政府補(bǔ)貼建設(shè)加氫站、售賣汽車。

今年 8 月，豐田投資約 56 億美元(約合人民幣 400 億)建設(shè)鋰電池基地。這一筆投資就超過(guò)了豐田、殼牌等十幾家車企也能源公司組建的氫能委員會(huì) 2018 年以來(lái)的全部氫能投資之和。

《晚點(diǎn) LatePost》 采訪的多位氫能領(lǐng)域的投資人和創(chuàng)業(yè)者的潛在共識(shí)是，當(dāng)前氫能存在的意義是，能做到鋰電池能力范圍之外的事。

比如氫氣比鋰電池輕。讓一個(gè)重一噸多的汽車跑 600 公里，需要 100 千克的鋰電池，可以接受。但如果要讓載貨 19 噸、自重 12 噸的重型卡車跑 200 公里，電池就有 3 噸重。完全不經(jīng)濟(jì)，這還沒算給電池充滿電需要消耗大量時(shí)間。

這是許多氫能創(chuàng)業(yè)公司打算從卡車或者大巴進(jìn)入市場(chǎng)的原因之一。類似的場(chǎng)景還有長(zhǎng)途運(yùn)貨的船。也有不少公司在研發(fā)氫能驅(qū)動(dòng)的飛行器，畢竟帶著氫氣上天比帶著鋰電池負(fù)擔(dān)輕多了。

氫能的另一個(gè)可能的優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景是儲(chǔ)能。2017 年，比亞迪創(chuàng)始人王傳福在一檔公開節(jié)目中說(shuō)：“中國(guó)的沙漠的面積百分之一，如果鋪上太陽(yáng)能電池板，我們中國(guó)十三億人民的用電，就解決掉了。”

王傳福說(shuō)得夸張了一些，但沒差太多。在中國(guó) 1% 的沙漠上鋪滿光伏板，的確有一年供應(yīng) 3.52 萬(wàn)億度電的能力，相當(dāng)于 2/5 個(gè)中國(guó)的用電量。

主要問(wèn)題是如何輸送和存儲(chǔ)電能?，F(xiàn)在中國(guó)最常用的儲(chǔ)能方式是蓄水——電力供不應(yīng)求時(shí)，用太陽(yáng)能發(fā)電把水抽到高處，電網(wǎng)缺電時(shí)放水轉(zhuǎn)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。但在沙漠里，水是稀缺資源。用鋰電池也不現(xiàn)實(shí)，制造能存下來(lái)這么多電的鋰電池，暫且不考慮成本，地球上的鋰礦都不一定夠用。

氫沒有這些麻煩。澳大利亞墨爾本大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家 9 月發(fā)布在《自然·通訊》上的研究，展示了一種從沙漠的空氣中吸取水蒸氣再電解制氫的方法，研究人員稱，“只要有電，在世界上最干旱的地區(qū)也能制造氫氣”。

在這些領(lǐng)域使用氫能的前提是降低成本。人們正在尋找新的催化劑，降低鉑的用量，在保證效率的同時(shí)，壓低制氫的成本。比如加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)一種鉑鎳氧合金，鉑金使用量減少 97%，催化效率是以前的 8 倍。

還有公司正在尋找新的方法便宜制氫。一家澳大利亞的公司 Hysata 今年 3 月宣布，它新研究的電解水技術(shù)用了海綿狀的交換膜，未來(lái)能將氫氣生產(chǎn)成本降低到約 0.63 元 / 立方米，比用煤氣制氫還便宜。

科學(xué)家們還在找各種辦法降低儲(chǔ)存、運(yùn)輸氫的成本和危險(xiǎn)。美國(guó)西北大學(xué)的研究人員把氫與其他元素結(jié)合生成容易運(yùn)輸?shù)囊后w，比如氨水或者甲醇運(yùn)輸。

類似的研究還有很多，但大都在實(shí)驗(yàn)室里，距離實(shí)用還有距離。

這不是第一輪氫能熱。1976 年，趕上石油危機(jī)，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò) 1.6 億美元(算上通脹約合目前 10 億美元)的法案，扶持氫能汽車和電動(dòng)汽車，之后歐盟、日本紛紛跟上。

直到 2002 年，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)喬治·沃克·布什(George Walker Bush)還將發(fā)展氫能作為很重要的能源戰(zhàn)略，提出 12 億美元的投資計(jì)劃。他說(shuō)是用氫能最重要的結(jié)果是能源獨(dú)立，擺脫石油上癮，“如果充分開發(fā)氫能的潛力，到 2040 年，美國(guó)每天可以減少 1100 萬(wàn)桶的石油需求。”

但最后幫美國(guó)實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的是北美大陸豐富的頁(yè)巖氣等能源。因?yàn)橹圃?、?chǔ)存、運(yùn)輸、使用氫能都十分昂貴。當(dāng)政府的補(bǔ)貼停止，美國(guó)汽車企業(yè)、能源巨頭的氫能研究也基本停下。美國(guó)科學(xué)雜志《The New Atlantis》2007 年因此批評(píng)氫是 “騙局”。

過(guò)去這十五年，世界上的大多數(shù)的目光被鋰電池吸走，氫能的價(jià)格和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并沒有獲得多大發(fā)展。氫還是不夠便宜，不夠方便和不夠安全。

在各國(guó)政府大力補(bǔ)貼后。去年底，全球有加氫站 685 個(gè)，是加油站的 1/445，充電樁的 1/2627 。氫能驅(qū)動(dòng)車只有 5 萬(wàn)輛，只占全球機(jī)動(dòng)車的 1/30000。

現(xiàn)在又有一輪能源危機(jī)。各國(guó)迫切希望降低碳排，但歐洲的戰(zhàn)亂讓天然氣供給大幅縮減、鋰礦的開采也越來(lái)越是一個(gè)地緣政治問(wèn)題。氫能又一次被提為解決一切問(wèn)題的候選者。

國(guó)際能源署發(fā)布的《2050 凈零排放》文件將氫能視為 2050 年實(shí)現(xiàn)全球零排放二氧化碳的關(guān)鍵部分，他們認(rèn)為按照現(xiàn)在的熱情推廣氫和氫基燃料，能在未來(lái) 30 年避免排放 60 億噸二氧化碳，與 4 億輛燃油車跑十萬(wàn)公里排出的二氧化碳相當(dāng)。

但最終決定氫能是否普及的，它是否便宜、安全、方便。如果基礎(chǔ)技術(shù)沒有突破，產(chǎn)業(yè)政策并不能讓一個(gè)新技術(shù)真正落地。